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1[7급 국가직 전기자기학] 25년 1회차
자유공간에 H→=4kxy2ax→−3z2az→\overrightarrow{H}=4kxy^2\overrightarrow{a_x}-3z^2\overrightarrow{a_z} [A/m]의 자기장이 분포하고 있다. 점 P(2, −1, 3)P(2,\ -1,\ 3)에서의 전류밀도가 J→=16az→\overrightarrow{J}=16\overrightarrow{a_z} [A/m2]일 때, 상수 kk는?
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해설

앙페르 법칙의 미분형 J⃗=∇×H⃗\vec{J}=\nabla\times\vec{H}을 적용하면 상수 k=1k=1이다.

Hx=4kxy2, Hy=0, Hz=−3z2H_x=4kxy^2,\ H_y=0,\ H_z=-3z^2이므로 x, y 성분 회전은 0이고 z 성분만 남는다.

Jz=∂Hy∂x−∂Hx∂y=−8kxyJ_z=\dfrac{\partial H_y}{\partial x}-\dfrac{\partial H_x}{\partial y}=-8kxy
점 P 대입: Jz=−8k(2)(−1)=16kJ_z=-8k(2)(-1)=16k
16k=16 ⇒ k=116k=16\ \Rightarrow\ k=1

  • k=2k=2: Jz=32J_z=32가 되어 주어진 전류밀도와 맞지 않는다.
  • k=3k=3: Jz=48J_z=48이 되어 맞지 않는다.
  • k=4k=4: Jz=64J_z=64가 되어 맞지 않는다.

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