변위전류
전기기사 필기 2006년 3회 5번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 전자계 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
변위전류 또는 변위전류밀도에 대한 설명 중 틀린 것은?
선택지 분석
1
변위 전류밀도는 전속밀도의 시간적 변화율이다.
오답 함정 분석
변위전류밀도는 맥스웰 방정식에 따라 전속밀도의 시간적 변화율로 정의되는 물리량이므로 옳은 설명입니다.
2
자유공간에서 변위전류가 만드는 것은 자계이다.
오답 함정 분석
변위전류는 전도전류와 마찬가지로 주위에 자계를 형성하며 이는 맥스웰의 제1방정식의 핵심 내용입니다.
3
변위전류는 주파수와 관계가 있다.
오답 함정 분석
변위전류는 시간적 변화율에 비례하므로 정현파 전계에서 주파수가 높을수록 그 크기가 커지는 관계를 가집니다.
시간적으로 변화하지 않는 계에서도 변위전류는 흐른다.
정답 상세 해설
변위전류는 전속밀도가 시간에 따라 변화할 때만 발생하는 전류이므로 정적인 계에서는 흐르지 않습니다.
•
Step 1: 변위전류밀도의 정의식을 확인합니다. 변위전류밀도 는 전속밀도 의 시간적 변화율인 로 표현됩니다.
•
Step 2: 시간적으로 변화하지 않는 계(정전계)의 조건을 분석합니다. 정전계에서는 전속밀도 가 시간 에 대해 일정하므로 시간 미분값은 0이 됩니다.
•
Step 3: 결론적으로 이 되어 변위전류는 흐르지 않게 되므로 해당 선지의 설명은 틀린 것입니다.
자주 묻는 질문
Q.
변위전류는 실제 전하의 이동에 의한 전류인가요?
아니요. 변위전류는 실제 전하가 이동하는 전도전류와 달리 전속밀도의 시간적 변화에 의해 발생하는 가상의 전류입니다.
Q.
변위전류가 자계를 만드는 원리는 무엇인가요?
맥스웰의 수정된 앙페르 법칙에 따라 전속밀도의 시간적 변화가 자계의 회전을 유발하기 때문입니다.