변위전류
전기기사 필기 2012년 2회 4번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 전자계 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
유전체에서 변위 전류를 발생하는 것은?
선택지 분석
1
분극전하밀도의 공간적 변화
오답 함정 분석
공간적 변화는 발산(Divergence)과 관련이 있으며, 이는 가우스 법칙에 따른 전하 밀도 분포를 결정하는 요소입니다.
2
분극전하밀도의 시간적 변화
오답 함정 분석
분극전하밀도의 시간적 변화는 분극전류와 관련이 있으나, 변위전류의 일반적인 정의는 전속밀도의 변화를 기준으로 합니다.
3
전속밀도의 공간적 변화
오답 함정 분석
전속밀도의 공간적 변화는 해당 지점의 체적 전하 밀도를 의미하며, 전류의 발생 원인과는 무관합니다.
전속밀도의 시간적 변화
정답 상세 해설
변위전류의 정의를 검토합니다. 변위전류는 도체 내의 자유 전하 이동에 의한 전도전류와 달리, 유전체 내에서 전계 또는 전속밀도가 시간에 따라 변화할 때 발생하는 전류입니다.
•
맥스웰의 제1방정식을 적용합니다. 앙페르의 주회적분 법칙을 확장한 식에서 자계를 발생시키는 총 전류 밀도는 전도전류 밀도와 변위전류 밀도의 합으로 나타납니다.
•
수식으로 도출합니다. 변위전류 밀도 i_d는 전속밀도 D의 시간적 변화율인 ∂D/∂t로 정의됩니다. 따라서 전속밀도가 시간에 따라 변화할 때 변위전류가 발생합니다.
자주 묻는 질문
Q.
변위전류는 실제 전하가 이동하는 전류인가요?
아니요, 변위전류는 실제 전하의 이동이 아니라 전속밀도의 시간적 변화에 의해 발생하는 가상의 전류이며 자계를 형성하는 성질을 가집니다.
Q.
변위전류 밀도 공식은 어떻게 되나요?
변위전류 밀도 i_d는 전속밀도 D를 시간 t에 대해 미분한 값인 ∂D/∂t로 표현됩니다.