전자파 및 평면파

전기기사 필기 2007년 3회 19번

Q문제

지구는 태양으로부터

P [k W / m^{2}]

의 방사열을 받고 있다. 지구 표면에서의 전계의 세기는 몇

[V / m]

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

377 P

단위 변환(kW에서 W로)과 제곱근 계산을 모두 누락하고 임피던스를 단순히 곱한 오답입니다.

377 P

단위 변환(kW에서 W로)을 누락하고 방사열 P를 제곱근 밖으로 잘못 빼낸 오답입니다.

\frac{P}{377}

전계의 세기 공식을 잘못 적용하여 방사열을 고유 임피던스로 나눈 오답입니다.

377 \times 1 0^{3} P

지구 표면에서의 전계의 세기는

377 \times 1 0^{3} P [V / m]

입니다.

•

Step 1: 포인팅 벡터의 크기

S

와 전계의 세기

E

의 관계식을 세웁니다. 자유공간의 고유 임피던스

Z_{0} \approx 377 [Ω]

이므로,

S = \frac{E ^{2}}{Z _{0}} = \frac{E ^{2}}{377} [W / m^{2}]

입니다.

•

Step 2: 주어진 방사열

P

의 단위를

[W / m^{2}]

로 변환합니다.

P [k W / m^{2}] = P \times 1 0^{3} [W / m^{2}]

입니다.

•

Step 3: 두 식을 연립하여 전계의 세기

E

를 구합니다.

\frac{E ^{2}}{377} = P \times 1 0^{3}

이므로,

E = 377 \times 1 0^{3} P [V / m]

가 됩니다.

포인팅 벡터란 무엇인가요?

포인팅 벡터는 단위 시간당 단위 면적을 통과하는 전자파의 에너지를 나타내며, 전계와 자계의 외적으로 정의됩니다.

자유공간의 고유 임피던스는 어떻게 구하나요?

자유공간의 고유 임피던스는 진공의 투자율을 진공의 유전율로 나눈 값의 제곱근으로 계산되며, 그 값은 약 377옴입니다.