맥스웰의 방정식

전기기사 필기 2015년 3회 3번

Q문제

맥스웰의 전자방정식 중 패러데이의 법칙에서 유도된 식은? (단,

D

: 전속밀도,

ρ_{v}

: 공간 전하밀도,

B

: 자속 밀도,

E

: 전계의 세기,

J

: 전류밀도,

H

: 자계의 세기)

유사 문제 링크

선택지 분석

div D = ρ_{v}

가우스의 법칙(전계)을 나타내는 식으로, 전속밀도의 발산은 전하밀도와 같음을 의미합니다.

div B = 0

가우스의 법칙(자계)을 나타내는 식으로, 고립된 자극은 존재하지 않음을 의미합니다.

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

앙페르의 주회적분 법칙을 확장한 식으로, 전류 및 변위전류와 자계의 관계를 나타냅니다.

\nabla \times E = - \frac{\partial B}{\partial t}

패러데이의 법칙에서 유도된 식은

\nabla \times E = - \frac{\partial B}{\partial t}

입니다.

•

Step 1: 패러데이의 전자유도 법칙은 자속의 시간적 변화가 기전력을 유도한다는 원리입니다.

•

Step 2: 적분형 식

\oint E \cdot d l = - \int \frac{\partial B}{\partial t} \cdot d S

에 스토크스의 정리(

\oint E \cdot d l = \int (\nabla \times E) \cdot d S

)를 적용합니다.

•

Step 3: 양변의 면적분 항을 비교하여 미분 형태인 맥스웰 제3방정식을 도출합니다.

맥스웰 방정식에서 마이너스(-) 부호의 의미는 무엇인가요?

렌츠의 법칙을 의미하며, 유도 기전력이 자속의 변화를 방해하는 방향으로 발생함을 나타냅니다.

\nabla \times E

는 물리적으로 무엇을 의미하나요?

전계의 회전을 의미하며, 시간적으로 변화하는 자기장이 공간상에 회전하는 전기장을 생성함을 뜻합니다.