맥스웰의 방정식

전기기사 필기 2004년 2회 5번

Q문제

Maxwell의 전자기파 방정식이 아닌 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

\oint_{c} H \cdot d l = n I

맥스웰의 제1방정식(앙페르-맥스웰 법칙)은 전도전류뿐만 아니라 변위전류를 포함해야 합니다.

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Step 1: 맥스웰은 기존의 앙페르 주회적분 법칙에 시간에 따라 변화하는 전계에 의한 변위전류 항(

\frac{\partial D}{\partial t}

)을 추가하여 전자기파의 전파를 설명하였습니다.

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Step 2: 제시된 식

\oint_{c} H \cdot d l = n I

는 단순히 코일의 권수와 전류의 곱을 나타내는 일반적인 앙페르 법칙의 형태이며, 변위전류가 누락되어 있습니다.

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Step 3: 따라서 전자기파의 발생과 전파 원리를 기술하는 맥스웰의 전자기파 방정식 체계에는 부합하지 않습니다.

\oint E \cdot d l = - \int_{s} (\frac{\partial B}{\partial t}) \cdot d s

패러데이의 전자유도 법칙을 적분 형태로 나타낸 맥스웰의 제2방정식입니다.

\oint_{s} D \cdot d s = \int_{v} ρ d v

전계에 대한 가우스의 법칙을 적분 형태로 나타낸 맥스웰의 제3방정식입니다.

\oint_{s} B \cdot d s = 0

자계에 대한 가우스의 법칙으로, 고립된 자극(N극 또는 S극 단독)이 존재하지 않음을 의미하는 맥스웰의 제4방정식입니다.

맥스웰 방정식의 핵심적인 물리적 의미는 무엇인가요?

전계와 자계의 상호작용 및 전자기파의 발생과 전파 원리를 수학적으로 정리한 4가지 기본 법칙을 의미합니다.

변위전류가 맥스웰 방정식에서 왜 중요한가요?

시간에 따라 변하는 전계가 자계를 발생시킨다는 점을 설명하여, 매질이 없는 진공 상태에서도 전자기파가 전파될 수 있음을 이론적으로 증명하기 때문입니다.