2018 국가직 7급 전기자기학 문제 정답 - 2018.8.18.

 

전기자기학-나정답(2021-05-16 / 274.1KB / 479회)

 

 전기자기학 나 책형 1 쪽 전기자기학 문 1. 자유공간에서 정전기장을 발생시키는 전하에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 시간에 따라 위치변화가 없다. ② 시간에 따라 전하량이 변하지 않는다. ③ 시간에 따라 극성이 바뀌지 않는다. ④ 보존장(conservative field)을 생성하지 않는다. 문 2. 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? ① 0.2 ② 0.4 ③ 0.6 ④ 0.8 문 3. 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? ① a r  H ② a r  H ③ a r  H ④ a r  H 문 4. 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) 스피커 (8 [Ω]) 오디오 앰프 (512 [Ω]) N : 1 Transformer ① 8 : 1 ② 16 : 1 ③ 64 : 1 ④ 128 : 1 문 5. 전기쌍극자모멘트가 3  [nC․m]와 6  [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     [F/m] 이다) ①   ②   ③  ④  문 6. 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.  ＝ 4  × 10-7 [H/m]) ① －10-2 ② 10-4 ③ ×  ④ ×  문 7. 자유공간상의 xy 평면 위에 놓인 폐선로에 저항  ,  [Ω]가 각각 연결되어 있다. 자속밀도 B  [T]가 그림과 같이 인가될 때 저항  , 에서 각각의 전압강하 V1, V2 [V]는? (단, 는 시간[s]이고 폐선로의 면적은 4 [m2]이다)  ＝ 10 [Ω]  ＝ 6 [Ω] － V1 ＋ ＋ V2 － B z y x V1 V2 ① －0.75 －1.25 ② －1.25 －0.75 ③ －3 －5 ④ －5 －3 문 8. 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 ZL ＝ 50 ＋j50 [Ω]이 연결되어 있다. 이 동축 선로의 입력 임피던스[Ω]는? ① 50 － j50 ② 100 － j50 ③ 50 ＋ j50 ④ 100 ＋ j50 전기자기학 나 책형 2 쪽 문 9. 평행판 커패시터에 사용되는 유전체 내부의 분자들이 외부에서 인가된 전계 E [V/m]에 의하여 모두 분극되었다. 분극 체적전하밀도[C/m3]는? (단, 유전체의 비유전율은 3이고, 는 자유공간의 유전율이다) ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － E ＋ － V z축 ①  ②  ③  ④  문 10. 반경  ＝ 8 [cm], a ＝ 1 [cm]이고 강철(＝ 1,000)로 이루어진 토로이드 코어에 권선수 100회의 도선이 촘촘히 감겨 있다. 코어 내의 자속이 0.4 [mWb]가 되기 위한 전류 I [A]는? (단, ＝ 4 × 10-7 [H/m]) 2 a   I ①   ②   ③   ④   문 11. 도전율 , 투자율 인 도체에 주파수 인 교류전류가 흐른다. 표피두께(skin depth)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 표피두께는 도전율이나 투자율과는 무관하다. ② 투자율이 클수록 표피두께가 증가한다. ③ 도전율이 클수록 표피두께가 감소한다. ④ 주파수가 높을수록 표피두께가 증가한다. 문 12. 선형, 균질성, 등방성(linear, homogeneous, isotropic) 완전 유전체 에서 변위전류가 발생하는 원인으로 옳은 것은? ① 분극 전하밀도의 공간적 변화 ② 유전율의 공간적 변화 ③ 전속밀도의 시간적 변화 ④ 투자율의 공간적 변화 문 13. 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? ① 3 ② 9 ③ 27 ④ 81 문 14. 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 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 문 15. 1 [pF] 커패시터와 0.1 [mH] 인덕터로 이루어진 LC 공진회로에 의해 생성된 신호가 자유공간으로 전파된다고 할 때, 이 전자파의 파장[m]은? ① 5 ② 6 ③ 7 ④ 8 문 16. 그림과 같이 비유전율     인 두 완전 유전체가    평면을 경계면으로 접해 있다.   에서 경계면으로 입사 하는 평면파의 각주파수가   3 × 108 [rad/s]이고 전계   cos° sin°sin°cos°[V/m]일 때, 다음 설명 중 옳지 않은 것은?         ,   ,  ①   이다. ②   으로 투과한 평면파의 자기장 편파 방향은  이다. ③ 전투과가 일어나는 브루스터각(Brewster angle)은 60 °이다. ④ 전반사가 일어나는 임계각(Critical angle)은 60 °이다. 전기자기학 나 책형 3 쪽 문 17. 자유공간에서 전위가 V＝2(x2 ＋y 2)[V]일 때, 체적전하밀도[C/m3]는? (단, 는 자유공간의 유전율이다) ①    ②  ③    ④  문 18. 평면파인 1 [MHz]의 전자기파가 자유공간에서 호수 표면으로 수직 입사하고 있다. 호수의 유전율과 투자율은 각각    ,   이다. 호수의 물속에서 전자기파의 손실을 무시할 때 입사파의 반사계수와 투과계수의 크기는? (단, 와 는 각각 자유공간의 유전율과 투자율을 의미한다) 반사계수 투과계수 ① 0.8 0.2 ② 0.8 0.4 ③ 0.2 0.8 ④ 0.4 0.8 문 19. 그림과 같이 토로이드 코어는 평균 자로 길이  ＝ 80 [cm], 단면적 S＝4 [cm2], 비투자율 ＝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. ＝ 4 × 10-7 [H/m]) S I N 평균 자로 길이  ① 0.8 ② 1.2 ③ 1.6 ④ 2.0 문 20. 단위 체적당 19.99 × 1028개의 원자로 구성된 자성체(＝2,000)에 자속밀도  B ＝ 4 [Wb/m2]가 인가되었을 때, 원자가 모두 자화되어 동일한 자기쌍극자로 동작한다고 가정한다. 이때의 원자 한 개의 자기쌍극자 모멘트[A․m 2]는? (단, ＝4 × 10-7 [H/m]) ①   ②   ③   ④  