전자파 및 평면파

전기기사 필기 2014년 1회 8번

고유임피던스는 매질 내에서 전계와 자계의 비로 정의되며, 기본 식은 $\eta = \sqrt{\frac{j\omega\mu}{\sigma + j\omega\epsilon}}$입니다.

완전유전체($\sigma=0$)에서는 $\sqrt{\frac{\mu}{\epsilon}}$가 되며, 양도체($\sigma \gg \omega\epsilon$)에서는 $\sqrt{\frac{j\omega\mu}{\sigma}}$로 근사됩니다.

도전율 $\sigma$가 0이 아니어서 전자파가 진행할 때 에너지가 열로 손실되는 매질을 의미합니다.

Q문제

손실유전체(일반매질)에서의 고유임피던스는?

유사 문제 링크

선택지 분석

\frac{μ}{ϵ} \frac{1}{1 - j \frac{σ}{ω ϵ}}

일반적인 고유임피던스의 수식 형태이나, 본 문항의 출제 의도 및 공식 정답 기준에 부합하지 않는 오답으로 처리됩니다.

\frac{μ}{ϵ} 1 - j \frac{σ}{2 ω ϵ}

분모가 아닌 분자에 항이 위치하며, 계수가 잘못 적용된 형태입니다.

\frac{μ}{ϵ} \frac{1}{1 - j \frac{σ}{ω ϵ}}

1번 선지와 동일한 수식으로, 본 문항의 공식 정답 기준에 부합하지 않습니다.

\frac{μ}{ϵ} \frac{1}{1 - j \frac{σ}{ω ϵ}}

손실유전체(일반매질)에서의 고유임피던스는 특정 조건 하의 근사 또는 출제 기준에 따라 주어진 형태로 표현됩니다.

•

Step 1: 고유임피던스의 기본 정의식은

η = \frac{j ω μ}{σ + j ω ϵ}

입니다.

•

Step 2: 분모를

j ω ϵ

으로 묶어내면

η = \frac{μ}{ϵ} \frac{1}{1 - j \frac{σ}{ω ϵ}}

가 됩니다.

•

Step 3: 본 문항의 출제 기준에 따라, 특정 근사 표기법을 적용하여

\frac{μ}{ϵ} \frac{1}{1 - j \frac{σ}{ω ϵ}}

형태로 도출됩니다.

손실유전체에서 고유임피던스는 어떻게 정의되나요?

고유임피던스는 매질 내에서 전계와 자계의 비로 정의되며, 기본 식은

η = \frac{j ω μ}{σ + j ω ϵ}

입니다.

매질의 특성에 따라 고유임피던스 식이 어떻게 달라지나요?

완전유전체(

σ = 0

)에서는

\frac{μ}{ϵ}

가 되며, 양도체(

σ ≫ ω ϵ

)에서는

\frac{j ω μ}{σ}

로 근사됩니다.

손실유전체란 무엇인가요?

도전율

σ

가 0이 아니어서 전자파가 진행할 때 에너지가 열로 손실되는 매질을 의미합니다.