7급 국가직 전기자기학 2018년 기출문제

자유공간에서 정전기장을 발생시키는 전하에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

자기 인덕턴스가 20 [mH]인 코일에 흐르는 전류가 0.1 [s] 동안 5 [A]에서 3 [A]로 선형적으로 감소하였다. 코일에 유기된 기전력[V]의 크기는?

자유공간에 반지름이 a이고 무한히 긴 비자성 원통 도체에 전류 I [A]가 흐르고 있다. 원통 도체의 중심축에서부터 r [m] 떨어진 점까지의 거리에 대한 자계의 크기를 나타낸 그래프는?

그림과 같이 내부 임피던스가 512 [Ω]인 앰프와 8 [Ω]인 스피커가 있다. 임피던스를 정합하기 위한 변압기(transformer)의 권선수 비(N : 1)는? (단, 변압기는 이상적이다)

전기쌍극자모멘트가 3$\overrightarrow{a_z}$ [nC·m]와 6$\overrightarrow{a_z}$ [nC·m]인 쌍극자가 자유 공간 내의 점(0, 0, －1) [m]와 (0, 0, 3) [m]에 각각 놓여있다. 원점에서의 전위[V]는? (단, 자유공간의 유전율 ${\epsilon }_o=\frac{10^{-9}}{36\pi }$[F/m]이다)

자유공간에 x축으로 놓인 무한도선에 전류 1 [A]가 ＋x 방향으로 흐르고 있다. －10 [C]의 점전하가 속도 100 [m/s]로 좌표 (0, 2, 0) [m]에서 좌표 (2, 2, 0) [m] 방향으로 이동하였다. 점전하가 받는 힘[N]은? (단, 전하의 질량은 무시한다. ${\mu }_o$ ＝ 4 $\pi$ × 10^-7 [H/m])

자유공간상의 xy 평면 위에 놓인 폐선로에 저항 $R_1$, $R_2$ [Ω]가 각각 연결되어 있다. 자속밀도 $\vec{\mathrm{B}}=2t\overrightarrow{a_z}$[T]가 그림과 같이 인가될 때 저항 $R_1$, $R_2$에서 각각의 전압강하 V₁, V₂ [V]는? (단, $t$는 시간[s]이고 폐선로의 면적은 4 [m²]이다)

V₁ V₂

비유전율 4, 비투자율 1인 유전체로 채워진 특성 임피던스가 50 [Ω]이고 길이 3/160 [m]인 동축 선로가 있다. 무손실 동축 선로는 1 [GHz]에서 동작하고 선로 종단에는 부하 임피던스 Z_L ＝ 50 ＋ j50 [Ω]이 연결되어 있다. 이 동축 선로의 입력 임피던스[Ω]는?

평행판 커패시터에 사용되는 유전체 내부의 분자들이 외부에서 인가된 전계 $\vec{\mathrm{E}}=-100z\overrightarrow{a_z}$ [V/m]에 의하여 모두 분극되었다. 분극 체적전하밀도[C/m³]는? (단, 유전체의 비유전율은 3이고, ${ϵ}_o$는 자유공간의 유전율이다)

반경 ${\rho }_0$ ＝ 8 [cm], a ＝ 1 [cm]이고 강철($\mu$＝ 1,000${\mu }_0$)로 이루어진 토로이드 코어에 권선수 100회의 도선이 촘촘히 감겨 있다. 코어 내의 자속이 0.4 [mWb]가 되기 위한 전류 I [A]는? (단, ${\mu }_0$＝ 4$\pi$ × 10^-7 [H/m])

도전율 $\sigma$, 투자율 $\mu$인 도체에 주파수 $f$인 교류전류가 흐른다. 표피두께(skin depth)에 대한 설명으로 옳은 것은?

선형, 균질성, 등방성(linear, homogeneous, isotropic) 완전 유전체에서 변위전류가 발생하는 원인으로 옳은 것은?

내구 반지름 a [m], 외구 반지름 b [m]인 동심 도체구의 내·외구에 ±Q [C]의 전하가 각각 대전되어 있다. 내·외구 반지름을 각각 3배로 증가시키면 정전용량은 몇 배가 되는가?

결합계수 1인 두 코일 A, B가 있다. 코일 A의 전류가 25 [A/s]로 변할 때, 코일 A에 25 [V], 코일 B에 50 [V]의 기전력이 유기되었다. 이때 코일 B의 자기 인덕턴스[H]는?

1 [pF] 커패시터와 0.1 [mH] 인덕터로 이루어진 LC 공진회로에 의해 생성된 신호가 자유공간으로 전파된다고 할 때, 이 전자파의 파장[m]은?

그림과 같이 비유전율 ${ϵ}_{r2}={ϵ}_{r1}^2$인 두 완전 유전체가 $z=0$ 평면을 경계면으로 접해 있다. $z<0$에서 경계면으로 입사하는 평면파의 각주파수가 $\omega =$ 3 × 10⁸ [rad/s]이고 전계 $\overrightarrow{E_i}=10\left(\overrightarrow{a_x}\cos 60{}^{\circ }-\overrightarrow{a_z}\sin 60{}^{\circ }\right)e^{-j\sqrt{3}\left(x\sin 60{}^{\circ }+z\cos 60{}^{\circ }\right)}$[V/m]일 때, 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

자유공간에서 전위가 V ＝ 2(x² ＋ y²) [V]일 때, 체적전하밀도[C/m³]는? (단, ${ϵ}_0$는 자유공간의 유전율이다)

평면파인 1 [MHz]의 전자기파가 자유공간에서 호수 표면으로 수직 입사하고 있다. 호수의 유전율과 투자율은 각각 $\epsilon =81{\epsilon }_0$, $\mu ={\mu }_0$이다. 호수의 물속에서 전자기파의 손실을 무시할 때 입사파의 반사계수와 투과계수의 크기는? (단, ${\epsilon }_0$와 ${\mu }_0$는 각각 자유공간의 유전율과 투자율을 의미한다)

반사계수 투과계수

그림과 같이 토로이드 코어는 평균 자로 길이 $l$ ＝ 80$\pi$ [cm], 단면적 S ＝ 4 [cm²], 비투자율 ${\mu }_r$＝ 1,000이고, 권선수 N ＝ 2,000회의 도선이 코어에 촘촘히 감겨 있다. 이 자기회로에 전류 I ＝ 2 [A]를 흘렸을 때, 발생하는 자기에너지[J]는? (단, 자성체는 충분히 자화되었다고 가정한다. ${\mu }_o$＝ 4$\pi$ × 10^-7 [H/m])

단위 체적당 19.99 × 10²⁸개의 원자로 구성된 자성체($\mu$＝ 2,000${\mu }_o$)에 자속밀도 $\left|\vec{\mathrm{B}}\right|$ ＝ 4$\pi$ [Wb/m²]가 인가되었을 때, 원자가 모두 자화되어 동일한 자기쌍극자로 동작한다고 가정한다. 이때의 원자 한 개의 자기쌍극자 모멘트[A·m²]는? (단, ${\mu }_o$＝ 4$\pi$ × 10^-7 [H/m])