전기기사 필기 · 전기자기학 과목
전기기사 전자유도와 전자파 핵심정리
- 중요도
- ★★★★☆ (4 / 5)
- 출제 비중
- 전기자기학 20문항 중 약 6문항 (30%)
패러데이 법칙, 인덕턴스, 변위 전류와 전자파의 성질을 다룹니다.
전자유도와 전자파, 이것만은 꼭 외우세요
- 유도기전력 e = −N × dΦ ÷ dt = −L × di ÷ dt [V]
- 자기 인덕턴스는 권수의 제곱에 비례하고, 코일에 저장되는 에너지는 W = ½ × L × I² [J]입니다.
- 상호 인덕턴스 M = k × √(L1 × L2), k 는 결합 계수(0~1)
- 변위 전류는 유전체 안에서 전속 밀도가 시간에 따라 바뀔 때 흐르는 전류입니다.
- 전자파의 속도 v = 1 ÷ √(ε × μ), 진공의 고유 임피던스는 약 377Ω, 포인팅 벡터 P = E × H [W/m²]
전자유도와 전자파 대표 문제 3개
AI 예상문제검수 전전기자기학 › 전자유도와 전자파★★★★☆
문제 1. 권수 100회인 코일을 지나는 자속이 0.5초 동안 0.2Wb 에서 0.7Wb 로 변했다. 코일에 유도되는 기전력의 크기는 몇 V 인가?
- ① 10V
- ② 50V
- ③ 100V
- ④ 140V
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정답: ③ 100V
핵심: 패러데이 법칙: e = N × ΔΦ ÷ Δt
- 자속의 변화 ΔΦ = 0.7 − 0.2 = 0.5Wb
- e = N × ΔΦ ÷ Δt = 100 × 0.5 ÷ 0.5
- e = 100V
틀린 선지
- ① 10V: 계산이 틀린 값입니다.
- ② 50V: 시간으로 나누지 않은 값(100 × 0.5)입니다.
- ④ 140V: 변화량이 아니라 나중 자속 0.7Wb 로 계산한 값입니다.
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문제 2. 자기 인덕턴스가 각각 4mH, 9mH 인 두 코일의 결합 계수가 0.5 일 때 상호 인덕턴스는 몇 mH 인가?
- ① 18mH
- ② 6mH
- ③ 6.5mH
- ④ 3mH
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정답: ④ 3mH
핵심: 상호 인덕턴스 M = k × √(L1 × L2)
- √(L1 × L2) = √(4 × 9) = √36 = 6
- M = k × 6 = 0.5 × 6
- M = 3mH
틀린 선지
- ① 18mH: 제곱근을 구하지 않은 값(0.5 × 36)입니다.
- ② 6mH: 결합 계수가 1 일 때의 값입니다.
- ③ 6.5mH: 두 인덕턴스의 평균입니다.
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문제 3. 전자파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 전계와 자계는 서로 수직이고, 둘 다 진행 방향과도 수직이다.
- ② 매질의 유전율과 투자율이 클수록 전자파의 속도는 빨라진다.
- ③ 포인팅 벡터는 단위 넓이를 지나는 전자파의 전력을 나타낸다.
- ④ 진공에서 전자파의 속도는 빛의 속도와 같다.
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정답: ② 매질의 유전율과 투자율이 클수록 전자파의 속도는 빨라진다.
핵심: 전자파의 속도 v = 1 ÷ √(ε × μ): 유전율·투자율이 클수록 느려진다
속도 공식의 분모에 유전율(ε)과 투자율(μ)이 있으므로, 이 값이 클수록 느려집니다. 물이나 유리 속에서 빛이 느려지는 것과 같은 이치입니다.
틀린 선지
- ① 전계와 자계는 서로 수직이고, 둘 다 진행 방향과도 수직이다.: 맞는 설명입니다. 전자파는 횡파입니다.
- ③ 포인팅 벡터는 단위 넓이를 지나는 전자파의 전력을 나타낸다.: 맞는 설명입니다. P = E × H [W/m²]
- ④ 진공에서 전자파의 속도는 빛의 속도와 같다.: 맞는 설명입니다. 약 3 × 10⁸ m/s 입니다.
직접 풀어서 확인해 보세요.