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유전율 ℇ, 투자율 μ인 매질에서의 전파속도 v는? | [전기기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 17년 2회차
유전율 ℇ, 투자율 μ인 매질에서의 전파속도 v는?
1
1εμ\dfrac{1}{\sqrt{\varepsilon\mu}}
2
εμ\sqrt{\varepsilon\mu}
3
εμ\sqrt{\dfrac{\varepsilon}{\mu}}
4
με\sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}}
해설

손실이 없는 매질에서 맥스웰 방정식을 정리하면 파동방정식
∇2E⃗=εμ∂2E⃗∂t2\nabla^2\vec E=\varepsilon\mu\dfrac{\partial^2\vec E}{\partial t^2}
가 얻어진다. 일반적인 파동방정식이 ∇2E⃗=1v2∂2E⃗∂t2\nabla^2\vec E=\dfrac{1}{v^2}\dfrac{\partial^2\vec E}{\partial t^2}이므로 계수를 비교하면 1v2=εμ\dfrac{1}{v^2}=\varepsilon\mu이고
v=1εμ [m/s]v=\dfrac{1}{\sqrt{\varepsilon\mu}}\,[\mathrm{m/s}]
검산으로 진공값 ε0=8.854×10−12\varepsilon_0=8.854\times10^{-12}, μ0=4π×10−7\mu_0=4\pi\times10^{-7}을 넣으면 v=3×108 [m/s]v=3\times10^8\,[\mathrm{m/s}]인 광속이 나온다.
με\sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}}는 속도가 아니라 고유임피던스 η\eta의 식이며, 단위도 [Ω][\Omega]이라 속도가 될 수 없다.

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