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자계의 세기 H = xyay - xzaz(A/m)일 때 점(2, 3, … | [전기철도기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 15년 1회차
자계의 세기 H = xyay - xzaz(A/m)일 때 점(2, 3, 5)에서 전류밀도는 몇 A/m2 인가?
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3ax + 5ay
2
3ay + 5az
3
5ax + 3az
4
5ay + 3az
해설

전류밀도는 앙페르 법칙의 미분형 ∇×H=J\nabla\times H=J로 구한다. 주어진 자계는 Hx=0,  Hy=xy,  Hz=−xzH_x=0,\;H_y=xy,\;H_z=-xz이다.

각 성분을 계산하면

(∇×H)x=∂Hz∂y−∂Hy∂z=0(\nabla\times H)_x=\dfrac{\partial H_z}{\partial y}-\dfrac{\partial H_y}{\partial z}=0

(∇×H)y=∂Hx∂z−∂Hz∂x=0−(−z)=z(\nabla\times H)_y=\dfrac{\partial H_x}{\partial z}-\dfrac{\partial H_z}{\partial x}=0-(-z)=z

(∇×H)z=∂Hy∂x−∂Hx∂y=y−0=y(\nabla\times H)_z=\dfrac{\partial H_y}{\partial x}-\dfrac{\partial H_x}{\partial y}=y-0=y

따라서 J=z ay+y azJ=z\,a_y+y\,a_z이고, 점 (2, 3, 5)를 대입하면 J=5ay+3az [A/m2]J=5a_y+3a_z\,[\mathrm{A/m^2}]로 y성분 5, z성분 3의 전류밀도가 된다.

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