맥스웰의 방정식

전기기사 필기 2019년 1회 10번

Q문제

맥스웰방정식 중 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

\oint_{S} B \cdot d S = ρ_{s}

자계에 대한 가우스 정리에 의하면 폐곡면을 통과하는 총 자속은 항상 0이어야 합니다.

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Step 1: 맥스웰의 제2법칙인 자계에 대한 가우스 정리를 검토합니다.

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Step 2: 자기력선은 항상 폐곡선을 이루며 고립된 자극(자기 홀극)이 존재하지 않으므로, 임의의 폐곡면을 통과하는 알짜 자속은 0입니다.

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Step 3: 따라서 수식은

\oint_{S} B \cdot d S = 0

이 되어야 하며, 우변을 전하 밀도

ρ_{s}

로 표기한 것은 잘못된 표현입니다.

\oint_{S} D \cdot d S = \int_{V} ρ d v

전계에 대한 가우스 정리의 적분형으로, 폐곡면을 통과하는 총 전속은 내부의 총 전하량과 같음을 나타내는 올바른 식입니다.

\oint_{C} E \cdot d l = - \int_{S} \frac{\partial B}{\partial t} \cdot d S

패러데이의 전자기 유도 법칙을 나타내며, 자속의 시간적 변화가 전계를 생성한다는 물리적 원리를 정확히 기술하고 있습니다.

\oint_{C} H \cdot d l = I + \int_{S} \frac{\partial D}{\partial t} \cdot d S

앙페르의 주회적분 법칙에 변위 전류 항을 추가한 맥스웰-앙페르 법칙으로, 전류와 전속밀도의 변화가 자계를 생성함을 나타내는 옳은 식입니다.

맥스웰 방정식에서

\oint_{S} B \cdot d S = 0

이 의미하는 바는 무엇인가요?

자기력선은 항상 시작과 끝이 연결된 폐곡선을 이루며, 독립된 자기 홀극(N극 또는 S극 단독)이 존재하지 않는다는 물리적 사실을 의미합니다.

변위 전류는 어떤 경우에 발생하게 되나요?

전계 또는 전속밀도가 시간에 따라 변화할 때 발생하며, 주로 콘덴서 내부와 같은 유전체 공간에서 자계를 형성하는 원인이 됩니다.