2011년 전자장 중간시험 문제지 & 답안지

(1)

전자장

전자장 중간시험

중간시험

_{중간시험 (2011. 10)}

중간시험

*다음 문제 중 105점에 해당하는 문제를 선택해서 답하시오(단, 1번 문제는 필수) 1. 다음 물음에 답하시오. (필수, 45점) (1) E, H, D, B 단위와 이들 사이의 관계를 나타내는 보조식 3개를 쓰시오. (2) 발산정리와 Stokes 정리를 쓰고, 수식이 의미하는 바를 설명하시오. (3) 정전계와 정자계 기본 조건에 대해 기술하시오.(미분형과 적분형)

(4) Maxwell 법칙을 이용해 암페어 주회법칙(Ampere Circuit law)을 유도하시오. (5) 2개의 항등식을 쓰고, 의미하는 바를 설명하시오.

(6) Maxwell 법칙을 이용해 연속방정식(Equation of Continuity)을 유도하시오. (7) Lorentz 힘의 방정식을 쓰고, 간단히 설명하시오. (8) 물질상수ρ, ε, µ와 R(저항), C(정전용량), L(유도용량)과의 관계를 수식으로 나타내시오.(이때 형상에 따른 그림과 기호를 반드시 같이 표기 해야 함) (9) 전기 및 자기쌍극자에 대해 설명하고, 그에 따른 전속선과 자속선을 그리시오. 2. 권선수 N을 갖는 갖는 매우 긴 솔레노이드(길이 l, 단면적 s, 투자율 µ)의 유도용유도용유도용유도용 량 량 량 량_{을 유도하시오. (누설 자속은 무시) (10)}

0 ,

,

∇

⋅

=

∇

⋅

=

∂

+

=

×

∇

∂

−

=

×

∇

E

B

H

J

D

ρ

B

t

3. 반경 b의 원형단면을 갖는 무한히 긴 비자성 도체에 정상전류 I가 균일하게 흐 르고 있다. 도체 내부와 외부에서의 자속밀도 B를 구하시오.(10) 4. 아래 그림은 자기이력자기이력자기이력_{자기이력(hysteresis) 곡선}곡선곡선곡선_{을 나타낸 것이다. 각 점들이 의미하는 것} 과 큐리큐리큐리큐리 온도온도온도온도_{에 대하여 설명하시오. 그리고 ferrite 자성체}자성체자성체자성체_{의 특징은?(10)} 5. 같은같은같은같은_{방향으로 각각 전류 I}₁_{, I}₂가 흐르는 무한대의 가는 두 평행도선 사이에서 단위길이당 힘을 구하시오 (도선 간격은 d).(10)

(2)

6. 다음과 같이 자기적으로 결합된 2개의 루프에서 다음을 구하시오. (단 루프 C₁ 의 전류와 권선수는 I₁, N₁이고, C₂의 전류와 권선수는 I₂, N₂이다) (15) (1) 루프 C₁의 자기유도용량(self inductance) : L₁₁ (2) 두 회로 사이의 상호 유도 용량 (mutual inductance) : L₁₂ (3) 두 회로 사이에 저장된 총 자기에너지 : W 7. 균일한 자계 내에 전류 I가 흐르는 직사각형 loop가 yz 평면상에 놓여있다. (아래 그림 참고) loop에 작용하는 토크를 구하시오. (10) z z y x B B B _y _z x a a a B = + + 8. 이상적인 변압기의 1차측 전압과 전류가 각각 v₁(t), i₁(t)이고 2차측 전압과 전류 가 각각 v₂(t), i₂(t)이다. 다음 물음에 답하시오.(10) (1) 1-2차측 전압과 권선수와의 관계, 1-2차측 전류과 권선수와의 관계는? (2) 부하 임피던스가 R_L일 때, 1차측에서 본 유효 임피던스를 구하시오. y