2023 서울시 7급 전기자기학 문제 정답 - 2023.10.28.

 

전기자기학_7급정답(2023-10-30 / 438.5KB / 249회)

 

 전기자기학(7급) B책형  1/4쪽  -  1. 반지름이 R인 원이 원점을 중심으로 xy평면에 놓여 있다.  이 원을 따라 한 바퀴 돌며 벡터 U=-yaz  yas+xay+3az 를  선적분한 값의 크기는?  10  3 TP2  2 2TR  4 2TR2  4. <보기>와 같이 자유공간에서 평면에 원점을 중심으로  반경 R=4[m]인 원판에 면전하밀도o=20 [C/m2]가  균일하게 분포해 있을 때, 원판의 중심으로부터 수직으로  z=3[m]떨어진 점 P에서의 전기장의 크기[V/m]는?  (단, 는 자유공간의 유전율이다.)  2. <보기>와 같이 벡터 A, B, C가 주어졌을 때,  (A ×B)×C-A×B×Č)=?  A = 2a+ay  1-40m+202  X(BX  <보기>  B=an+2az  2 -2ay+40z  C=a+a,  4 40m-20y  3 2α-4az  1  3 3  <보기>  P  ----- Q ---------.  R  σ  2 2  4 4  3. 자유공간에서 반지름이 R[m]인 원형 고리에 전하 Q[C]이 균일하게 분포하고 있다. <보기>와 같이 원점이 중심이며 yz 평면에 있는 원형 고리의 중심을 x축이 수직으로 지날 때, x축 위의 한 점 P에서의 전기장의 크기[V/m]는? (단, 의 단위는 [m]이고, 는 자유공간의 유전율이다.)  <보기>  5. 자유공간에서 선전하밀도 10-[C/m]로 균일하게 분포된 선전하가 x=4[m], y=3[m] 위에 무한히 길게 놓여 있을 때, 점(8, 6, -3) [m]에서의 전계 [V/m]는? (단, 는 자유공간의 유전율이다.)  O  RA  P  Ꮖ  x  1  Q  1  1  2  4πε x2  1  QR  1  (3  4  4π€ (x2+R2)3/2  Q  2+ R2  4TED 302+  Qx  4TED (3x2 + R2)3/2  10-10  1  πTEO  -(0.8a, +0.6α)  10  - 10  2  TEO  -(0.6a, +0.8ay)  10-9  περ  -(0.6a2+0.8a)  10-9  (4)  Περ  (0.8a2+0.6a„)  전기자기학(7급) B 책형  2/4쪽  6. 자유공간에서 평행판 축전기를 충분히 축전한 후 전압을  차단하였다. 이후 <보기>와 같이 극판 사이에 비유전율  e„을 갖는 유전체를 축전기 왼쪽 끝에서 x의 거리만큼  집어넣었을 때, 이에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?  (단, E, >1이다.)  <보기>  9. 자유공간에서 <보기>와 같이 접지된 무한평면 도체로부터  d[m] 떨어진 + Q[C]의 점전하가 있을 때, d/2[m]인 P점  에서의 전기장의 크기[V/m]는? (단, 는 자유공간의  유전율이다.)  <보기>  비유전율 Er  P  +Q[C]  d  ~/2  d  8/2  X  Q  10Q  1 x가 증가함에 따라 축전기에 저장된 에너지는 줄어든다.  2 유전체는 x가 증가하는 방향으로 정전기력을 받는다.  3 x가 증가함에 따라 축전기에 저장된 전하량은 늘어난다.  4 x가 증가함에 따라 축전기 극판 사이의 전압은 줄어든다.  1  2  2π€。ď2  Ineod?  Q  10Q  (3  4  2neod  neod  7. 자유공간에서 전계 E의 크기가 10[kV/cm]이고 30°의  입사각으로 매질2의 경계에 닿을 때, 굴절각 02[]와  매질2에서의 전계 E의 크기[V/m]는? (단, 매질2의  비유전율은 3이다.)  E'의 크기[V/m]  10. 6개의 무한직선 도선이 <보기>와 같이 점 P1~Po에  각각 놓여 있다. 각 도선에 흐르는 전류의 크기가 [A]  라면 원점 O에서의 자계 [A/m]는?  02[°]  (1  45  10/V3  2  45  106/√3  (3)  60  10/V3  (4)  60  106/√3  8. 전속밀도 D가 분극 P의 1.2배인 유전체의 비유전율의 값은?  (단, 유전체는 선형, 균질성, 등방성 (linear, homogeneous, isotropic)물질이다.)  (1) 2  3 6  2 4  4) 8  <보기>  1[m]  $1 [m]  748  X  OP  P2  "P?  O  OP  4  6  I  2  1  ax  2π  π  I.  I  3  (4)  ax  π  X  2T  전기자기학(7급) B 책형  3/4쪽  11. <보기>와 같이 부채꼴 모양의 도선을 따라 전류  I=2.4[A]가 흐를 때, 점 P에서의 자기장의 크기[A/m]는?  (단, a=3[cm], 6=6[cm], 0-  =  표이다.)  P  <보기>  I=2.4[A]  ᅲ  4  a=3[cm]  13. 자유공간에서 <보기>와 같이 선로의 단면이 밑변과  높이가 모두 20[cm]인 이등변삼각형을 이룬다. y축상에  있는 두 도선에는 모두 동일한 전류 10[A]가 -z축  방향으로 흐르고, x축상에 있는 도선에는 귀환전류인  20[A]가 2축 방향으로 흐를 경우, 점 C를 통과하는  도선에 가해지는 단위길이당 힘[N/m]은?  (단, 자유공간의 투자율 = 4TX10-7[H/m]이다.)  Y  <보기>  b=6[cm]  2 2.5  (12.0  3 3.0  4 3.5  10[A]  A&  20 [A]  T  20[cm] 0  BO  1 160×10-6ag  2 160×10-842  3 320×10°ax  4 320×10-8am  10[A]  -20 [cm]-  12. 자유공간에서 xy 평면에 반경 p=100[m]인 원형 도선에  전류 I=3[A]가 시계방향으로 흐르고, 주위에는 자계  -> 50-  a[A/m]가 가해질 경우에 이 도선이 받는  토크의 크기[N·m]는?  (단, 자유공간의 투자율 = 4TX10-7[H/m]이다.)  1 0.2  2 0.4  3 0.6  4 0.8  14. 투자율ᄊ=5,000m인 자성체로 만든 원형 코어의 단면적 S=2[cm2]이고 평균반경 Po=20 [cm]이다. 그리고  1차 코일의 턴(turn)_N=300이고 2차 코일의  턴(turn) N=100이다. 자유공간에서 1차 코일에 전류  i(t)=4sin(3t2-20t)[A]를 인가할 때, 시간 t=0에서  2차 코일의 양단에 유도되는 기전력의 크기[V]는?  (단, 자유공간의 투자율=4TX107[H/m]이다.)  1.2  3 3.6  2 2.4  (4) 4.8  15. 비투자율이 1,000인 철심의 자속밀도가 10[Wb/m2]  이고 철심의 부피가 10[cm2]일 때, 이 철심에 저장된  자기에너지의 값[J]은?  (단, 자유공간의 투자율 = 4TX10-7[H/m]이다.)  1  5  1  2  2T  5  10  (3)  (4  4π  ᅲ  16. 어느 매질 내에서 진행하는 평면 전자기파를 〈보기 1>과  같은 식으로 나타낼 수 있다. 〈보기 2〉에서 이 평면  전자기파에 대한 옳은 설명을 모두 고른 것은?  전기자기학(7급) B 책형 4/4쪽  19. 비유전율이 E = 80, 전도도가 0=5×10-3 [S/m]인 물에  주파수 20[MHz]인 전자기파의 전계가 인가되었을 때,  손실탄젠트에 가장 가까운 값은?  (단, 자유공간의 유전율 0  10.042  10-9  =  [F/m]이다.)  36π  (2) 0.056  42.83  (단, t의 단위는 [s], 2의 단위는 [m]이다.)  〈보기 1>  E=20cos(4×101&nt-2×10°nz+1,000) am  +20sin(4×1014nt-2×10°z+1,000)a„ [V/m]  <보기 2>  ᄀ. 이 전자기파가 진행하는 매질은 무손실 유전체이다.  ᄂ. 이 전자기파의 매질 내 위상속도는 2×10® [m/s]이다. ᄃ. 이 전자기파는 원형 편파(circular polarization)이다.  2 ᄀ, ᄃ  1 ᄀ, ᄂ  3 ᄂ, ᄃ  4 ᄀ, ᄂ, ᄃ  3 2.05  17. 주파수가 60[Hz]인 교류전압을 금속도체 양단에 인가  하였다. 금속도체의 전도율이 약 6×107[S/m]이고,  1  36π  유전율이 -×10-[F/m]라면, 이 금속도체 내부의  전도전류밀도 크기와 변위전류밀도 크기의 비율은?  1 전도전류밀도가 변위전류밀도에 비해 2x10 5배 작다.  9  2 전도전류밀도가 변위전류밀도에 비해 2x1015배 크다.  ᅲ  3 전도전류밀도와 변위전류밀도의 크기는 같다.  4 전도전류밀도가 변위전류밀도에 비해 1.8×1016배  크다.  18. <보기>와 같이 두 개의 변환기를 연속적으로 이용하여  특성임피던스 2=50[2]인 전송선과 부하임피던스  Zz=12.5[2]을 정합(matching)하려고 한다. 이때 20 의 임피던스 값이 20[2]일 경우, Z」의 임피던스 값[2]은?  (단, 모든 전송선로는 무손실이다.)  20. 전류 [A]가 흐르는 반경 6[m]의 작은 원형 루프(자기  쌍극자)가 xy 평면에 놓여 있으며, 원형 루프의 중심은 원점이다. 이 원형 루프에 의한 구좌표계로 PT, 8, 1  r, 0,  0,6= 인  점에서의 벡터자기포텐셜이 A=ab  ←  2  моль?  4r2  때, 같은 점 P에서의 자속밀도 [Wb/m2]는? (단, aT, a, a는 구좌표계의 단위벡터이고, 의 단위는  [m]이다.)  sine [Wb/m]일  473  (a, 2cos+agsind)  2  423  3  моль?  4~3  2cos+agsing+agcose)  -(a,2cos+agsind)  4  моль?  4~3  (a, 2cos+agsind + agcose)  <보기>  Ze=50[2]  Zel  Zc2  Zz=12.5[2]  λ  4  4  20  2 40  3 60  4 80