7급 국가직 전기자기학 2017년 기출문제

완전도체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

그림과 같이 반지름이 2 [m]인 도체구각(conductor shell) 위에 면전하 밀도가 ${\rho }_s$[C/m²]인 전하가 분포해 있다. 원점 O로부터 4 [m] 떨어진 점 A에서 전계의 크기를 $E$[V/m]라고 할 때, 원점 O로부터 1 [m] 떨어진 점 B에서 전계의 크기[V/m]는?

저항 24 $[\Omega ]$의 코일을 지나는 자속이 $0.3\cos (800t)$[Wb]일 때, 코일에 흐르는 유도 전류의 최댓값[A]은?

전자기파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, $ϵ$은 유전율, $\mu$는 투자율이다)

그림과 같이 표면전하밀도 $+{\rho }_s$[C/m²], $-{\rho }_s$[C/m²]가 각각 분포하고 있는 두 개의 무한 도체 평판이 거리 $d$로 서로 평행하게 놓여 있고, 평판 사이에 유전율이 $ϵ$, $2ϵ$인 두 유전체가 각각 존재하고 있다. 점 $a$, $b$, $c$, $d$에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 점 $c$는 두 유전체의 경계면에 있다)

무손실의 자유공간을 진행하고 있는 균일 평면파의 시변전계가 $\vec{E}=-E_0\cos (\omega t-kz){\vec{a}}_y$[V/m]이다. 평면파의 전계 크기 $E_0$는 2 [V/m], 주파수는 300 [MHz]일 때, 균일 평면파가 갖는 시평균 전력밀도[W/m²]는? (단, $ϵ{}_0=\frac{1}{36\pi }\times 10^{-9}$[F/m], ${\mu }_0=4\pi \times 10^{-7}$[H/m]이다)

선형, 등방성과 균질성(linear homogeneous isotropic) 유전체에서 힘, 전계, 전위 그리고 에너지에 대한 설명이다. 다른 모든 조건의 변화는 없고 유전체의 비유전율만 증가할 때, 일어날 수 있는 현상으로 옳지 않은 것은?

그림과 같이 전류 $2\pi$[A]가 흐르는 무한 직선 도선이 반지름 0.5 [m]인 원을 한 번 이룬 후 다시 직진할 때, 원의 중심점에서의 자계 $\vec{H}$[A/m]의 크기는?

그림과 같이 전기쌍극자와 자기쌍극자에 의해 발생하는 전계$\left(\vec{E}\right)$와 자계$\left(\vec{H}\right)$를 나타냈다. 전기쌍극자의 스칼라 전위$\left(V\right)$와 자기쌍극자의 벡터 자위$\left(\vec{A}\right)$에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, $\vec{E}=-\vec{\nabla }V$, $\vec{H}=\frac{1}{\mu }\vec{\nabla }\times \vec{A}$이며, $\mu$는 투자율이다)

원천(source)이 없는(${\rho }_v=\vec{J}=0$) 무손실 자유공간을 진행하는 시변전계가 $\vec{E}=E_0\cos (\omega t-kz){\vec{a}}_x$[V/m]일 때, 시변자계 $\vec{H}$[A/m]는? (단, $\omega$는 각주파수, $k$는 파수(wave number), ${\rho }_v$는 체적전하밀도, $\vec{J}$는 전류밀도, ${\mu }_0$는 자유공간의 투자율이다)

자유공간에서 시변전계와 시변자계에 대한 설명으로 옳은 것은?

그림과 같이 각각 권선수 $N_1$과 $N_2$를 가지는 변압기가 존재한다. 이상적인 변압기일 경우, 부하 저항과 전원 쪽에 작용하는 유효 부하저항($(R_1{)}_{eff}$)간의 관계식은? (단, $i_1(t)$, $i_2(t)$는 전류, $v_1(t)$, $v_2(t)$는 전압, $R_L$은 부하 저항이다)

그림 (가)와 같이 정전용량이 1 [pF]인 평행판 커패시터가 있다. 이 커패시터의 평행판 사이에 비유전율 ${ϵ}_r$이 3이고, 두께가 평행판 사이 간격의 $\frac{1}{2}$이 되는 유전체 평판이 그림 (나)와 같이 삽입되었을 때, 정전용량[pF]은?

선형, 등방성과 균질성(linear homogeneous isotropic) 물질에서 도전율이 5 [S/m]이고 비유전율이 ${ϵ}_r$이다. 주파수 1 [GHz]에서 이 물질에 대해 전도전류밀도(conduction current density)의 크기와 변위전류밀도(displacement current density)의 크기가 같다. 이 물질의 비유전율은? (단, ${ϵ}_0=\frac{1}{36\pi }\times 10^{-9}$[F/m]이다)

선형, 등방성과 균질성(linear homogeneous isotropic) 자성체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, ${\chi }_m$은 자화율, ${\mu }_0$는 자유공간의 투자율, ${\mu }_r$은 비투자율, ${\vec{M}}_{}$은 자화, $\vec{B}$는 자속밀도, ${\vec{J}}_b$는 속박전하에 의한 체적전류밀도, ${\vec{J}}_f$는 자유전하에 의한 체적전류밀도이다)

그림과 같이 $xy$평면에 놓인 길이 2 [m]인 도선에 전류 $I_0$ ＝ 2 [A]가 원통 좌표계 $\rho$축 방향을 따라 흐르고, 일정한 크기 $B_0$ ＝ 2 [T]인 균일 자속밀도가 $z$방향으로 존재한다. 이때, 도선이 일정한 속도를 가지고 반시계방향으로 한 바퀴 회전하여, 제자리로 오도록 하는데 필요한 일[J]은? (단, 중력은 무시한다)

자유공간에서 균일 자속밀도가 $\vec{B}=B_1\overrightarrow{a_x}+B_2\overrightarrow{a_z}$[T]이고, 한 변의 길이가 $a$[m]인 정사각형 루프가 $z=0$인 $xy$평면에 놓여 있다. 이 루프에 반시계방향으로 전류 $I$[A]가 흐를 때, 이 루프에 작용하는 힘[N]과 토크(torque)[N·m]의 크기는?

그림과 같이 정지해 있는 사각형 루프를 균일 시변 자속밀도가 수직으로 통과하고 있다. 시변 자속밀도가 $B=0.1\sin (100\pi t)$[T]이며, $a$ ＝ 0.1 [m], $b$ ＝ 0.1 [m]일 때, 루프상의 유도 기전력[V]은? (단, $\odot$는 균일 자속밀도가 지면에서 나오는 방향이다)

원점을 기준으로 반지름이 $a$[m]인 도체구가 자유공간에 놓여 있고, 전위 분포가 다음과 같이 주어져 있을 때, 저장된 정전에너지[J]는? (단, ${ϵ}_0$는 자유공간의 유전율이다)

$V=\{\begin{array}{ll}{V}_0[\mathrm{V}],& r\le a\\ \frac{a{V}_0}{3r^3}[\mathrm{V}],& r>a\end{array}$

균일 평면파가 매우 큰 도전율을 갖는 양도체(good conductor)에 입사되었을 때의 설명으로 옳지 않은 것은?