전계의 단위가 마이크로볼트($\mu V/m$)인데 자계의 단위 변환은 어떻게 되나요?

전계와 자계의 비율인 고유 임피던스는 상수이므로, 전계가 마이크로($\mu$) 단위이면 자계도 동일하게 마이크로($\mu$) 단위로 산출됩니다.

전자파 및 평면파

전기기사 필기 2015년 2회 15번

Q문제

평면 전자파에서 전계의 세기가

E = 5 sin ω (t - \frac{x}{v}) [μ V / m]

인 공기 중에서의 자계의 세기는 몇

[μ A / m]

인가?

유사 문제 링크

\frac{5 w}{v} cos w (t - \frac{x}{v})

전계의 세기를 자계로 변환할 때 고유 임피던스로 나누지 않고, 파동함수를 공간에 대해 미분하여 잘못된 계수를 도출한 오답입니다.

5 w cos w (t - \frac{x}{v})

전계와 자계의 관계에 고유 임피던스를 적용하지 않고, 단순히 시간에 대해 미분한 형태의 오답입니다.

4.8 \times 1 0^{2} sin w (t - \frac{x}{v})

전계의 세기를 고유 임피던스로 나누어야 하나, 잘못된 상수를 곱하여 계산한 오답입니다.

1.3 \times 1 0^{- 2} sin w (t - \frac{x}{v})

공기 중의 고유 임피던스를 이용하여 전계의 세기를 자계의 세기로 변환하여 구합니다.

•

Step 1: 공기(진공) 중의 고유 임피던스

η_{0}

를 구합니다.\n

η_{0} = \frac{μ _{0}}{ε _{0}} = 120 π \approx 377 [Ω]

•

Step 2: 전계와 자계의 관계식을 적용합니다.\n

H = \frac{E}{η _{0}}

•

Step 3: 주어진 전계의 세기를 대입하여 자계의 세기를 계산합니다.\n

H = \frac{5 s i n ω ( t - \frac{x}{v} )}{377} \approx 0.01326 sin ω (t - \frac{x}{v}) \approx 1.3 \times 1 0^{- 2} sin ω (t - \frac{x}{v}) [μ A / m]

고유 임피던스란 무엇인가요?

전자파가 매질을 통과할 때 전계와 자계의 세기 비율을 의미하며, 진공(공기) 중에서는 약 377[Ω]입니다.

전계의 단위가 마이크로볼트(

μ V / m

)인데 자계의 단위 변환은 어떻게 되나요?

전계와 자계의 비율인 고유 임피던스는 상수이므로, 전계가 마이크로(

μ

) 단위이면 자계도 동일하게 마이크로(

μ

) 단위로 산출됩니다.