2023 국가직 7급 전기자기학 문제 정답 (2차) - 2023.9.24.

 

230923 국가 7급 2차 전기자기학-가정답(2023-09-24 / 494.7KB / 348회)

 

230923 국가 7급 2차 전기자기학-가정답(2023-09-24 / 1.24MB / 58회)

 

 2023년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 책형 1쪽 전기자기학 1. 정전계 경계조건에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 두 유전체 사이 경계면에서 전계의 법선 성분은 연속이다. ② 두 유전체 사이 경계면에서 전속밀도의 접선 성분은 연속이다. ③ 완전 도체와 자유공간 사이 경계면에서 전계의 접선 성분은 영이다. ④ 완전 도체와 자유공간 사이 경계면에서 전계의 법선 성분은 도체상의 표면전하밀도와 같다. 2. 무한히 긴 직선 도선과 정사각형 루프 도선이 동일한 평면에 있고, 동일한 크기의 전류  [A]가 그림에 주어진 방향으로 각각 흐를 때, 정사각형 루프 도선이 받는 알짜 자기력의 방향은? ① A ② B ③ C ④ D 3. TEM 모드로 동작하는 무손실 전송선로에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 특성 임피던스는 주파수에 따라 변한다. ② 감쇄 상수와 특성 임피던스는 모두 영이다. ③ 위상 속도는 전송선로를 구성하는 절연체의 유전율 및 투자율과 관계없다. ④ 위상 상수는 전송선로를 구성하는 절연체의 유전율 및 투자율과 주파수에 따라 결정된다. 4. 자유공간에 무한히 긴 3개의 직선 도선 A, B, C가 동일한 평면 내에 서로 평행하게 배치되어 있고, 전류가 그림과 같이 각각 흐를 때, 가장 큰 알짜 자기력을 받는 도선은? ① A ② B ③ C ④ 모두 동일하다. 5. 그림과 같이 원형 루프 도선에 쇄교하는 자속 [Wb]가 시간에 따라 정현적으로 변할 때, 이 원형 루프 도선에 유도되는 전류 [A]가 양(＋)으로 흐르는 구간은? (단, 그림에 보인 의 방향을 양(＋)으로 정하며, 원형 루프의 전압과 전류는 동상이다) ① A와 B ② B와 C ③ C와 D ④ D와 A 2023년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 책형 2쪽 6. 특성 임피던스가 [Ω], 위상 상수가 [rad/m]인 무손실 전송선로가 부하 임피던스 [Ω]로 종단되어 있다. 부하로부터 [m]만큼 떨어진 지점에서 입력 임피던스 in[Ω]에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 는 전송선로에서 전파하는 신호의 파장이다) ① 부하로부터     인 지점에서  in      이다. ② 부하가 단락 회로이면,  in   tan이다. ③ 부하가 개방 회로이면,  in  cot이다. ④ 부하가 전송선로의 특성 임피던스에 정합되어 있으면,  in   이다. 7. 비투자율이   인 자성체 내에 자속밀도가 B  a[Wb/m2]일 때, 자화체적전류밀도 Jb[A/m2]는? (단, 는 자유공간의 투자율이다) ① a  ② a  ③ a  ④ a  8. 비유전율   인 무손실 비자성 매질을 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계가 E a cos ×     [V/m]일 때, 축 방향의 위상 상수 [rad/m]는? (단, 자유공간에서 광속은  ×   [m/s]이다) ① 3 ② 4 ③ 5 ④ 6 9. 자유공간에서    [m] 평면에 면전하밀도 3 [nC/m2]의 무한 면전하가 놓여 있고,   [m],   에 선전하밀도 6 [nC/m]의 무한 선전하가 존재한다. 원점에서 전계 E[V/m]는? (단, 는 자유공간의 유전율이다) ① a  ×      ② a  ×      ③ a  ×      ④ a  ×      10. 그림과 같이 자유공간에서 균일한 자속밀도 B[Wb/m2]가 존재하고, 자속밀도 방향과 30 °의 각도를 이루고 있는 반지름이 [m]인 원형 도선에 전류  [A]가 흐를 때, 이 도선이 받는 토크의 크기[Nㆍm]는? ①    ②    ③     ④    2023년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 책형 3쪽 11. 전속밀도 D  a a  a[C/m2]일 때, 점 (1, 1, 1) [m]에서 체적전하밀도 [C/m3]는? ① 2 ② 4 ③ 6 ④ 8 12. 고유 임피던스가 [Ω]인 액체 안에서 주파수 1 [MHz]의 균일 평면 전자기파가 전파되고 있을 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 전계와 자계의 위상차는 45 °이다. ② 액체의 전기 전도도는 0보다 크다. ③ 전계와 자계는 수직을 이루지 않는다. ④ 전파 거리에 따라서 전계의 크기는 지수함수적으로 감소한다. 13. 자유공간에 놓인 반지름이 1 [m]이고 축으로 무한히 길고 속이 빈 도체 원통의 표면에 K a [A/m]의 균일한 면전류가 흐른다. 축으로부터 5 [m] 떨어진 지점  에서 자속밀도 B[Wb/m2]는? (단, 는 자유공간의 투자율이다) ① a  ② a ③ a  ④ a 14. 그림은 자유공간에서 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계(E)와 자계(H)의 편파 방향을 나타내고 있다. 이 전자기파의 진행 방향은? ① 축 ② 축 ③ 축 ④ 축 15. 그림과 같이 무한히 긴 두 평행도선과 점  가 평면 내에 있고, 왼쪽 도선에 축 방향으로 2 [A]의 전류가 흐르고 있다. 왼쪽 도선과 오른쪽 도선에서 각각 1 [m], 4 [m] 떨어진 점  에서 측정한 자계가 0일 때, 오른쪽 도선에 흐르는 전류  [A]의 크기와 방향은? 크기 방향 ① 4 축 ② 8 축 ③ 4 축 ④ 8 축 2023년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 책형 4쪽 16. 인덕턴스가 4 [H]이고 커패시턴스는 100 [pF]이며 길이가 2 [m]인 무손실 동축케이블이 있다. 동작 주파수가 10 [MHz]일 때, 특성 임피던스 [Ω]와 위상 상수 [rad/m]는?   ① 100 0.2 ② 100 0.4 ③ 200 0.2 ④ 200 0.4 17. 무손실 비자성의 유전체 매질에서 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계가 E acos     [V/m]일 때, 이 전자기파가 전달하는 시간평균 전력밀도의 크기[W/m2]는? (단, 자유공간에서 광속은  ×  [m/s]이고, 고유 임피던스는 120 [Ω]이다) ①   ②   ③   ④   18. E  a a [V/m]인 전계 내에서 －3 [C]의 전하를 점 A(－1, 2, 1) [m]에서 점 B(2, 8, 1) [m]로    의 경로를 따라 이동 시키는 데 필요한 일[J]은? ① 9 ② 18 ③ 42 ④ 54 19. 그림과 같이   [m]와    [m] 평면에 동일한 면적  [m2]를 갖는 두 도체판이 평행평판을 형성하고 있다. 두 도체 평판 사이를 비유전율이      인 비균질 유전체로 채웠을 때, 이 평행평판의 정전용량[F]은? (단, 는 자유공간의 유전율이고, 가장자리 효과는 무시한다) ① ln  ② ln  ③ ln  ④ ln  20. 그림과 같이 자유공간에 무한히 긴 도선과 100회 감긴 직사각형 코일이 동일 평면에 놓여 있고, 각각 전류  [A]과  [A]가 흐를 때, 이 도선과 코일 사이의 상호 인덕턴스[H]는? (단, 는 자유공간의 투자율이다) ①   ln ②   ln ③   ln ④   ln 2023년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 책형 5쪽 21. 액체 유전체를 넣은 커패시터의 정전용량이 20 [F]이다. 여기에 500 [kV]의 전압을 가했을 때 누설 전류[A]는? (단, 액체의 유전율은  ×  [F/m], 비저항은   [Ωㆍm]이다) ① 0.2 ② 0.5 ③ 2 ④ 5 22. 그림과 같이 자유공간에 있는 정사각형 루프에 시변 자계 H acos[A/m]가 가해질 때, 이 루프에 유도되는 유도 기전력[V]은? (단, 자유공간의 투자율은    ×  [H/m]이다) ① × sin ② × sin ③ × sin ④ × sin 23. 벡터자기포텐셜 A aaa [Wb/m]가 존재할 때,   ,  ≤  ≤  [m],  ≤  ≤  [m] 영역을 축 방향으로 통과하는 자속[Wb]은? ① 0 ② 2 ③ 4 ④ 6 24. 그림과 같이 매질 1은 비투자율   , 매질 2는 비투자율   인 자성체 매질이고, 경계는   로 주어진다. 경계면에 전류밀도는 없고, 매질 1에 자계가 H a[A/m]로 주어진 경우, 매질 2에서의 자계 H[A/m]는? ①   aaa ②   aaa ③   aaa ④   aaa 25. 비유전율   인 무손실 비자성 매질에서 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계가 E acos[V/m]일 때, 이 전자기파의 자계 H[A/m]는? (단, 자유공간에서 광속은 3 × 108 [m/s] 이고, 고유 임피던스는  [Ω]이다) ① a  cos×   ② a  cos×   ③ a  cos×   ④ a  cos×  