전자파 및 평면파

전기기사 필기 2020년 2회 10번

외적은 교환 법칙이 성립하지 않으며, $H \times E$는 에너지 진행 방향과 반대가 되므로 틀린 표현입니다.

Q문제

전계 및 자계의 세기가 각각

E (V/m), H (AT/m)

일 때, 포인팅 벡터

P (W/m^{2})

의 표현으로 옳은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

P = 1/2 E \times H

평균 전력을 구할 때 최댓값을 기준으로 하면

1/2

이 붙을 수 있으나, 기본적인 포인팅 벡터 정의식에는 계수가 붙지 않습니다.

P = E rot H

포인팅 벡터는 벡터의 외적 연산이며, 맥스웰 방정식에 사용되는 회전(rot) 연산과는 정의가 다릅니다.

P = E \times H

포인팅 벡터는 전계와 자계의 외적(Cross Product)으로 정의되는 에너지 밀도 벡터입니다.

•

Step 1: 포인팅 벡터

P

는 전자기파가 진행할 때 단위 시간당 단위 면적을 통과하는 에너지의 흐름을 나타냅니다.

•

Step 2: 전계 벡터

E

와 자계 벡터

H

의 외적 연산을 통해 방향과 크기가 결정됩니다.

•

Step 3: 따라서 수식으로 표현하면

P = E \times H

가 되며 단위는 [

W/m^{2}

]입니다.

P = H rot E

포인팅 벡터는 전계와 자계의 외적이며, 회전(rot) 연산과는 관련이 없습니다.

포인팅 벡터의 물리적 의미는 무엇인가요?

단위 시간당 단위 면적을 통과하는 전자기 에너지의 흐름 또는 전력 밀도를 의미합니다.

E \times H

와

H \times E

는 같은가요?

외적은 교환 법칙이 성립하지 않으며,

H \times E

는 에너지 진행 방향과 반대가 되므로 틀린 표현입니다.