맥스웰의 방정식
전기기사 필기 2012년 2회 10번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 전자계 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
맥스웰의 전자방정식에 대한 의미를 설명한 것으로 잘못된 것은?
선택지 분석
1
자계의 회전은 전류밀도와 같다.
오답 함정 분석
앙페르의 주회적분 법칙에 따라 자계의 회전은 전도전류밀도와 변위전류밀도의 합과 같으므로 이는 맥스웰 방정식의 옳은 의미 설명입니다.
2
전계의 회전은 자속밀도의 시간적 감소비율과 같다.
오답 함정 분석
패러데이의 전자유도 법칙에 따라 전계의 회전은 자속밀도의 시간적 변화율(감소)과 같으므로 이는 맥스웰 방정식의 옳은 의미 설명입니다.
3
단위체적 당 발산 전속수는 단위 체적 당 공간전하 밀도와 같다.
오답 함정 분석
가우스의 법칙에 따라 전속의 발산은 해당 지점의 전하 밀도와 같으므로 이는 맥스웰 방정식의 옳은 의미 설명입니다.
자계는 발산하며, 자극은 단독으로 존재한다.
정답 상세 해설
Step 1: 맥스웰의 제4방정식인 자계에 대한 가우스 법칙(∇·B = 0)에 따르면 자계는 발산하지 않으며 고립된 자극은 존재할 수 없으므로 4번은 잘못된 설명입니다.
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Step 2: 자속밀도의 발산이 0이라는 것은 자력선이 항상 폐곡선을 형성하여 시작점과 끝점이 따로 존재하지 않음을 의미합니다.
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Step 3: 따라서 자계가 발산한다거나 자극(자기 홀극)이 단독으로 존재한다는 진술은 물리적으로 성립할 수 없는 오류입니다.
자주 묻는 질문
Q.
맥스웰 방정식에서 자계의 발산이 0인 이유는 무엇인가요?
자력선은 항상 폐곡선을 형성하여 시작점과 끝점이 따로 없으며, 고립된 자극이 존재하지 않기 때문입니다.
Q.
변위전류는 무엇을 의미하나요?
전속밀도의 시간적 변화에 의해 발생하는 전류로, 실제 전하의 흐름은 아니지만 자계를 형성하는 원인이 됩니다.