2011 국가직 7급 전기자기학 문제 정답

 

전기자기학-우정답(2021-04-04 / 245.0KB / 309회)

 

 전기자기학 우 책형 1 쪽 전기자기학 문 1. 권선수 N, 평면 면적이 S[m2]인 평면 코일이 균일 자속밀도 B[T]를 가지는 자계 내에 놓여있다. 평면 코일이 자계와 수직인 회전축을 중심으로 1초에 번 회전할 때, 코일에 유도되는 실효 전압[V]은? ①   ②  ③   ④  문 2. 원의 단면적이 400[mm2], 길이가 400[mm]인 종이 원통의 표면에 코일이 1000회 균일하게 감겨진 솔레노이드의 인덕턴스[mH]는? (단, 원통 내부의 매질은 공기이며 솔레노이드의 길이는 원통 지름에 비해 매우 길다. 공기의 투자율은  × [H/m]이다) ① 0.642 ② 1.256 ③ 2.424 ④ 4.754 문 3. 전류 I1이 흐르는 무한 직선 도선 가까이에 전류 I2가 흐르는 정사각형 도선(한변의 길이 b)이 놓일 때 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은? (단, 무한 직선 도선과 정사각형 도선은 같은 평면상에 존재하며 각각의 전류 방향은 그림과 같다) I1 I2 b b a ① 정사각형 도선은 무한 직선 도선 쪽으로 힘을 받는다. ② 정사각형 도선이 받는 힘의 크기는 I1에 비례한다. ③ 정사각형 도선이 받는 힘의 크기는 I2에 비례한다. ④ a ≫ b일 경우, 정사각형 도선이 받는 힘은 a 2 에 반비례한다. 문 4. 전계의 페이저가         [V/m]로 주어질 때, 시간영 역에서의 전계  [V/m]는? (단, 전계의 각속도와 시간은 각각 ω와 t 로 나타낸다) ① sin ② sin ③ cos ④ cos 문 5. 간격 [m], 면적 [m2]인 두 개의 평행판 사이가 유전율 인 유전체로 채워져 있다. 두 개의 평행판 간에    sin 의 전압을 인가했을 때, 변위 전류 밀도[A/m2]는? (단, 유전체는 선형 등방성이며 전계의 가장자리 효과는 무시한다) ①    cos ②    sin ③    sin ④    cos 문 6.   을 경계로  ≤  영역(영역 1)에 도체가 있고    영역 (영역 2)에 공기가 있다.   의 도체 표면에 표면전류    [A/m]가 흐르고 있고,   에 접한 영역 1에서의 자 계가     [A/m]로 주어질 때,   에 접한 영역 2에서의 자계   [A/m]는? ①   ②   ③   ④   문 7. 양의 축 방향으로 전파하는 평면파의 전계가 다음과 같이 측정 되었다. ＝에서 양의 축 방향으로 바라볼 때, 시간에 따른 전계 벡터 끝점의 궤적은?                 (단, 여기서     그리고 는 상수이다. 또   이고    이다) ① 반 시계방향 타원 ② 반 시계방향 원 ③ 시계방향 타원 ④ 시계방향 원 문 8. 그림과 같이 도체 구각(spherical shell)의 내부 및 외부 반지름이 각각 a와 b이고, 구각 중심에 양전하 q가 놓여 있다. 점 m과 점 n 사이의 전위차는? (단, 구의 중심으로부터 점 m과 점 n까지의 거리는 각각 c와 d이고, c〈 a〈 b〈 d이다. 공기의 유전율은 이다) q a b m n 공기 도체 공기 ①        ②        ③              ④              문 9.  [μ C]과 [μ C]을 갖는 두 개의 점전하가 자유공간에서 각각 (1, -1, 1)[m]와 (1, 4, -2)[m]의 위치에 놓여 있다. 무한대에서의 전위를 0으로 할 때, (1, 0, 1)[m] 위치에서의 전위[kV]는? (단, 공기의 유전율은   × [F/m]이다) ① －15 ② －18 ③ －24 ④ －27 문 10. 자유공간에서 전속밀도가      [C/m2]로 주어질 때,  ≤  ≤ [m],  ≤  ≤ [m],  ≤  ≤ [m]로 이루어진 공 간내의 전체 전하량[C]은? ① 0 ② 1 ③ 6 ④ 32 전기자기학 우 책형 2 쪽 문 11. 길이 , 특성 임피던스 인 무손실 전송선로에 임피던스 인 부하가 연결되었을 때, 스미스 도표(Smith chart)를 이용하여 구할 수 있는 것으로 옳지 않은 것은? ① 전압 반사계수 ② 입력 임피던스 ③ 정재파비 ④ 공진주파수 문 12. 정전용량이 [μF]인 평행판 공기 콘덴서가 있다. 그림과 같이 판면적의   에 해당하는 내부를 비유전율 인 에보나이트 판으로 채울 경우, 이 콘덴서의 정전용량[μF]은?     공기 에보나이트 ①    ②     ③     ④    문 13. 그림과 같은 무한 평행판 콘덴서의 내부에 여기되는 분극(polarization) P의 크기는? (단, 는 평행판의 표면 전하밀도이고, 은 내부 유전체의 비유전율이다)   ①      ②      ③     ④     문 14. 자유공간에서 양의 축 방향으로 전파하는 균일 평면파의 전계가   cos  [V/m]로 주어진다.  평면상에 놓인 반경 2[m]의 원 내부를 통과하는 평면파의 평균 전력[W]은? ①   ②  ③  ④  문 15. 반지름 [m], 권선수 N인 원형 코일면이 지구 자기축과 수직이 되도록 놓여 있고, 코일에는 반시계방향으로 전류 I[A]가 흐른다. 코일면 중심에 지구 자기축 방향으로 자침을 놓을 때, 자침이 코일면과 이루는 각 는? (단, 코일면상에서 코일면과 평행한 지구 자계 성분을 이라 하고, 코일면과 수직한 지구 자계 성분은 무시한다) ① tan     ② tan     ③ tan     ④ tan     문 16. 투자율이 인 자성체 1과 인 자성체 2가 평면으로 접하고 있고, 두 투자율 간에는     의 관계가 성립한다. 자성체 1과 자성체 2에서의 자계를 각각  과  라 할 때,  이 경계면에서 법선과 30°를 이룬다면  가 경계면에서 법선과 이루는 각은? (단, 경계면에서 표면 전류밀도는 0이며, 두 자성체는 무손실 선형 등방성이다) ① 30° ② 45° ③ 60° ④ 90° 문 17. 그림과 같이 3개의 전선 ⓐ, ⓑ, ⓒ가 지면과 평행하게 사람의 머리 위를 지나가고 있다. 각 전선에 [A]의 직류 전류가 동일한 방향으로 흐르고 있을 때, 사람의 머리 위치에서 측정한 자계의 세기[A/m]는? (단, 전선 ⓑ는 사람의 머리 위 수직선상에 있다) 10 m 10 m ⓐ ⓑ ⓒ 12 m 2 m ①   ②   ③   ④   문 18. 균일 자속밀도 0.25[T]인 자계에 전자가 20[km/s]의 속도로 수직 입사하여 원운동할 때, 전자 원궤도의 반지름[nm]은? (단, 전자의 전하량은 × [C], 질량은 × [kg]이다) ① 156 ② 248 ③ 378 ④ 455 문 19. FR4는 회로기판 제조에 적합한 유전체 물질이다. 이 FR4에 주파수 1[GHz]의 평면파를 입사시켰을 때의 측정 결과로 옳지 않은 것은? (단, 1[GHz]에서 FR4의 비유전율은 4, 손실탄젠트는 0.002이며, 공기의 유전율은  , 공기에서 전파속도는 3 × 108 [m/s]이다) ① FR4 기판내에서 전파속도는 약 1.5×108 [m/s]이다. ② FR4 기판내에서 전계와 자계사이의 위상차는 0이 아니다. ③ FR4 기판내에서 전자파의 파장은 약 15 [cm]이다. ④ FR4 기판의 전기 전도도는 약 3.2 × 107π [S/m]이다. 문 20. 자성체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 영구자석의 재료로는 잔류자속이 크고 보자력이 큰 자성체가 좋다. ② 자기차폐를 하기 위하여 상자성체로 차폐상자를 제작한다. ③ 강자성이 급격히 상자성으로 변하는 온도를 퀴리온도라 한다. ④ 인접한 영구자기쌍극자가 크기는 같으나, 방향이 서로 반대로 배열된 자성체를 반강자성체라 한다.