7급 국가직 전기자기학 2014년 기출문제

정전계에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

균일 평면파가 무손실 등방성인 완전 유전체에서 전파되어 가고 있다. 이때 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

자유공간에서 원점에 $Q=10^{-8}$[C]인 점전하가 놓여 있을 때, 점 $P_1=$ (0, 2, 0)[m]와 점 $P_2=$ (0, 0, 3)[m] 사이의 전위차[V]는? (단, ${ϵ}_0=\frac{1}{36\pi }\times 10^{-9}$[F/m]이다)

다음 그림은 직사각형 루프를 회전자로 사용하는 직류 전동기의 단면을 나타낸 것이다. 루프의 법선 방향과 y축이 이루는 각이 $\theta =45{}^{\circ }$일 때 회전자에 작용하는 토크(torque)가 $\sqrt{2}$[N·m]라면, $\theta =30{}^{\circ }$일 때의 토크[N·m]는?

다음 그림과 같이 면적이 $S$, 두께가 $d$인 평판 커패시터 사이에 유전율이 ${ϵ}_0$인 공기와 유전율이 3${ϵ}_0$인 유전체를 같은 부피로 넣고 전압 $V$를 인가하였다. 가장자리 효과를 무시하였을 때 다음 중 옳은 것은?

어떤 동심 구형(concentric spherical) 커패시터는 반경이 각각 1[m], 5 [m]이고, 그 사이에 비유전율이 ${ϵ}_r=4$인 유전체로 채워져 있다. 이때 바깥쪽 반경을 2 [m]로 줄이고 비유전율을 ${ϵ}_r=20$인 유전체로 바꾼다면 정전용량은 어떻게 변하는가?

전계가 $\vec{E}=4x\overrightarrow{a_x}+2\overrightarrow{a_y}$[V/m]인 자유공간에서 단위 양전하를 $xy=4$인 궤적을 따라 점(2, 2, 0)[m]에서 점(4, 1, 0)[m]까지 이동시키는 데 필요한 일[J]은?

다음 그림에서 $R_i<R<R_o$인 구간은 구형 도체로 되어 있으며, $R<R_i$인 구간은 빈 공간이다. 전하 Q가 구의 중심에 있을 때, $R<R_i$인 구간에서의 전위는? (단, 무한대 점에서의 전위를 영전위로 한다)

다음 그림은 전류가 흐르는 3개의 무한 도선 A, B, C가 $x$축과 평행하게 정삼각형을 이루며 놓여 있는 $x=0$인 단면을 나타낸 것이다. 이때 도선 C가 받는 단위 길이당 자기력[N/m]은? (단, ${\mu }_0=4\pi \times 10^{-7}$[H/m]이다)

반경이 $a$인 무한히 긴 직선 도체에 전류 $I$ 가 균일하게 흐르고 있다. 도체의 중심에서 $\frac{a}{2}$ 떨어진 곳의 자계세기가 $H_0$일 때, 도체의 중심에서 $2a$ 떨어진 곳의 자계세기는?

투자율이 $\mu$인 강철 코어로 된 토로이드의 권선수가 $N$, 단면적이 $S$, 평균 반경이 $r$이다. 이 토로이드에 전류 $I$ 가 흐를 때, 다음 중 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 자기저항(reluctance) ℜ은 평균 반경 $r$에 비례한다.

ㄴ. 자기저항(reluctance) ℜ은 단면적 $S$에 비례한다.

ㄷ. 자기저항(reluctance) ℜ은 투자율 $\mu$에 비례한다.

ㄹ. 기자력(mmf)은 권선수 $N$에 비례한다.

자속밀도가 $\vec{B}=\overrightarrow{a_z}$[Wb/m²]인 공간에서 $x$축에 놓여 있는 길이 2 [m]의 도선이 $3\overrightarrow{a_y}$[m/s]의 속도로 이동하고 있다. 이때 도선 양단에 유도되는 기전력[V]은?

자속밀도가 $\vec{B}=2(x^2+y^2)\overrightarrow{a_x}+(z-4xy)\overrightarrow{a_y}+6xy\overrightarrow{a_z}$[Wb/m²]인 공간에 다음 그림과 같이 정사각형 루프가 놓여 있다. 이때 이 루프를 통과하는 총 자속[Wb]은?

전자기파가 양도체에서 진행할 때 표피두께에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

자유공간에서 균일 평면파의 전계가 $\vec{E}=40\cos (0.6\pi \times 10^{8}t-0.2\pi z)\overrightarrow{a_x}$[V/m]일 때, 이 평면파의 파장 $\lambda$ [m]는?

영구자석 재료의 조건으로 가장 적당한 것은?

다음 그림과 같이 막대자석이 일정한 속도로 원형 도선 축을 지나갈 때 일어나는 현상으로 옳지 않은 것은?

비자성 유전체에서 균일 평면파의 자계가 $\vec{H}=2\sin (2\times 10^{8}t-2z)\overrightarrow{a_y}$[A/m]인 경우, 전계 $\vec{E}$[V/m]는? (단, $c=3\times 10^8$[m/s], ${ϵ}_0=\frac{1}{36\pi }\times 10^{-9}$[F/m]이다)

$\vec{E}=40\cos (4\times 10^{7}t-\beta z)\overrightarrow{a_x}$[mV/m]인 균일 평면파가 비유전율 ${ϵ}_r=4$, 비투자율 ${\mu }_r=1$인 무손실 유전체로 채워진 영역 $z<0$에서 비유전율 ${ϵ}_r=32$, 비투자율 ${\mu }_r=2$인 무손실 유전체로 채워진 영역 $z>0$으로 수직 입사한 경우, 정재파비 S는? (단, ${ϵ}_0=\frac{1}{36\pi }\times 10^{-9}$[F/m], ${\mu }_0=4\pi \times 10^{-7}$[H/m]이다)

자유공간에서 전파하는 균일 평면파의 전계가 $\vec{E}=20\cos (2\times 10^{8}t+\beta z)\overrightarrow{a_y}$[V/m]일 때, 다음 중 옳지 않은 것은? (단, ${ϵ}_0=\frac{1}{36\pi }\times 10^{-9}$[F/m], ${\mu }_0=4\pi \times 10^{-7}$[H/m]이다)