변위전류

전기기사 필기 2012년 3회 17번

Q문제

유전체에서 변위 전류에 대한 설명으로 옳은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

유전체의 굴절률이 2배가 되면 변위 전류의 크기도 2배가 된다.

변위 전류는 유전율에 비례하며 굴절률(

n = ϵ_{r} μ_{r}

)과는 제곱 관계를 가지므로 단순 2배 비례 관계가 성립하지 않습니다.

변위 전류의 크기는 투자율의 값에 비례한다.

변위 전류 밀도는

i_{d} = ϵ \frac{\partial E}{\partial t}

이므로 투자율이 아닌 유전율에 비례합니다.

변위 전류는 자계를 발생시킨다.

변위 전류는 전도 전류와 마찬가지로 자계를 발생시키는 성질을 가집니다.

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Step 1: 맥스웰의 제1방정식인 앙페르의 주회적분 법칙 확장형(

\nabla \times H = J + \frac{\partial D}{\partial t}

)을 통해 자계의 발생 원인을 확인합니다.

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Step 2: 식에서

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

는 변위 전류 밀도를 나타내며, 이는 자계(

H

)의 회전을 일으키는 원천이 됨을 알 수 있습니다.

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Step 3: 따라서 유전체 내에서 전속밀도가 시간에 따라 변화하면 변위 전류가 흐르게 되고, 이 전류는 그 주위에 회전하는 자계를 발생시킵니다.

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Step 4: 이는 전계의 시간적 변화가 자계를 생성한다는 전자기학의 핵심 원리 중 하나입니다.

전속밀도의 공간적 변화가 변위 전류를 발생시킨다.

변위 전류는 전속밀도의 공간적 변화가 아닌 시간적 변화율(

\partial D / \partial t

)에 의해 발생합니다.

변위 전류가 자계를 발생시킨다는 근거는 무엇인가요?

맥스웰의 제1방정식에 의해 변위 전류 밀도가 자계의 회전 성분을 생성함이 수식적으로 증명되었습니다.

변위 전류는 어떤 매질에서 주로 발생하나요?

주로 유전체(절연체) 내에서 전계가 시간에 따라 변화할 때 발생하며, 진공 중에서도 발생할 수 있습니다.