2020년08월22일 12번

[전기자기학]
공기 중에서 2V/m의 전계의 세기에 의한 변위전류밀도의 크기를 2A/m²으로 흐르게 하려면 전계의 주파수는 약 몇 MHz가 되어야 하는가?

① 9000
② 18000
③ 36000
④ 72000

(정답률: 48%)

문제 해설

전자기파의 전자기장과 전류 밀도 사이의 관계는 맥스웰 방정식 중 안편도 전류밀도의 법칙으로 주어진다. 이 법칙에 따르면 전자기파의 전자기장의 크기와 전류 밀도의 크기는 비례한다. 따라서 전자기파의 전자기장의 크기가 2V/m일 때, 전류 밀도의 크기를 2A/m²으로 만들기 위해서는 전자기파의 전자기장의 크기를 1V/m로 줄여야 한다.

전자기파의 전자기장과 전자기파의 주파수는 비례한다. 따라서 전자기파의 주파수를 두 배로 늘리면 전자기장의 크기도 두 배로 커진다. 따라서 전자기파의 주파수를 2배로 늘리면 전자기파의 전자기장의 크기를 1V/m로 만들 수 있다. 따라서 전자기파의 주파수는 2배인 18MHz가 되어야 한다. 따라서 정답은 "18000"이다.

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