모두CBT

두 종류의 유전율 (\epsilon_1,\ \epsilon_2)을 가진… | [전기산업기사 필기] 2023년 2회 기출복원 모의고사 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 2023년 2회 기출복원 모의고사
두 종류의 유전율 (ϵ1, ϵ2)(\epsilon_1,\ \epsilon_2)을 가진 유전체 경계면에 진전하가 존재하지 않을 때 성립하는 경계조건을 옳게 나타낸 것은? (단, θ1,θ2는 각각 유전체 경계면의 법선 벡터와 E1,E2가 이루는 각이다.)
1
E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2, D1sin⁡θ1=D2sin⁡θ2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ϵ2ϵ1E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\sin\theta_1=D_2\sin\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_2}{\epsilon_1}
2
E1cos⁡θ1=E2cos⁡θ2, D1sin⁡θ1=D2sin⁡θ2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ϵ2ϵ1E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2,\ D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\epsilon_2}{\epsilon_1}
3
E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ϵ1ϵ2E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}
4
E1cos⁡θ1=E2cos⁡θ2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ϵ1ϵ2E_1\cos\theta_1=E_2\cos\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}
해설

경계조건은 E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ϵ1ϵ2E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2} 이다.

전계의 접선성분 연속 : 경계면에 걸친 작은 폐경로에 ∮E⋅dl=0\oint \mathbf{E}\cdot d\mathbf{l}=0 을 적용하면 접선성분이 같고, θ\theta 가 법선과 이루는 각이므로 접선성분은 Esin⁡θE\sin\theta 이다.
E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2

전속밀도의 법선성분 연속 : 진전하가 없으므로 ∮D⋅dS=0\oint \mathbf{D}\cdot d\mathbf{S}=0 이고, 법선성분은 Dcos⁡θD\cos\theta 이다.
D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2 ⇒ ϵ1E1cos⁡θ1=ϵ2E2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2\ \Rightarrow\ \epsilon_1E_1\cos\theta_1=\epsilon_2E_2\cos\theta_2

굴절의 법칙 : 위 두 식을 변변 나누면
tan⁡θ1ϵ1=tan⁡θ2ϵ2 ⇒ tan⁡θ1tan⁡θ2=ϵ1ϵ2\dfrac{\tan\theta_1}{\epsilon_1}=\dfrac{\tan\theta_2}{\epsilon_2}\ \Rightarrow\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.