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1[전기산업기사 필기] 16년 3회차
임의의 점의 전계가 E=Exi+Eyj+Ezk로 표시 되었을 때, Exx+Eyy+Ezz\dfrac{\partial E_x}{\partial x}+\dfrac{\partial E_y}{\partial y}+\dfrac{\partial E_z}{\partial z}와 같은 의미를 갖는 것은?
1
▽×E
2
2E
3
▽ ㆍ E
4
grad
해설

각 성분을 같은 이름의 좌표로 편미분해 더한 Exx+Eyy+Ezz\dfrac{\partial E_x}{\partial x}+\dfrac{\partial E_y}{\partial y}+\dfrac{\partial E_z}{\partial z}는 벡터 발산(divergence)의 정의식 그 자체다. 연산자 표기로는 ∇·E(=div E)이며, 벡터에 작용해 스칼라를 만든다.

구분해야 할 연산은 다음과 같다. ∇×E(회전, curl)는 서로 다른 좌표에 대한 편미분의 로 이루어져 벡터를 내놓고, 2E(라플라시안)는 2계 편미분의 합이며, grad는 스칼라 함수에 작용해 벡터를 만드는 연산이라 벡터인 E에 그대로 붙일 수 없다.

물리적으로 ∇·E는 그 점에서 전기력선이 솟아나오거나 빨려드는 정도를 뜻하며, 가우스 법칙의 미분형 E=ρε0\nabla\cdot E=\dfrac{\rho}{\varepsilon_0}처럼 전하밀도와 직접 연결된다.

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