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전계가 \overrightarrow{E}=4x\overrightarro… | [7급 국가직 전기자기학] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전기자기학] 26년 1회차
전계가 E→=4xax→+3y2ay→+2zaz→\overrightarrow{E}=4x\overrightarrow{a_x}+3y^2\overrightarrow{a_y}+2z\overrightarrow{a_z} [V/m]인 공간에서 점 P1(2, −2, 1)P_1(2,\ -2,\ 1)과 점 P2(4, 2, −2)P_2(4,\ 2,\ -2) 사이의 전위차 V12V_{12} [V]는? (단, 길이의 단위는 [m]이다)
1
86
2
43
3
−43-43
4
−86-86
해설

전위차는 V12=43 VV_{12}=43\ \mathrm{V}이다.

정의: V12=V1−V2=−∫P2P1E→⋅dl→=∫P1P2E→⋅dl→V_{12}=V_1-V_2=-\displaystyle\int_{P_2}^{P_1}\overrightarrow{E}\cdot d\overrightarrow{l}=\int_{P_1}^{P_2}\overrightarrow{E}\cdot d\overrightarrow{l}

성분별 적분(보존장이므로 경로 무관):
∫244x dx=24, ∫−223y2 dy=16, ∫1−22z dz=3\displaystyle\int_2^4 4x\,dx=24,\ \int_{-2}^{2}3y^2\,dy=16,\ \int_1^{-2}2z\,dz=3
합: V12=24+16+3=43 VV_{12}=24+16+3=43\ \mathrm{V}

  • 86: 적분 계수 처리를 잘못해 두 배가 된 값이다.
  • −43-43: 적분 구간 방향(V2−V1V_2-V_1)을 뒤집은 값이다.
  • −86-86: 방향과 계수를 모두 잘못 처리한 값이다.

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