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1[전기기사 필기] 25년 2회차
유전율이 ε\varepsilon인 매질에 E=Emsin⁡ωtE=E_m\sin\omega t인 전계가 걸려 있다. 이때 흐르는 변위전류밀도의 최댓값은?
1
εω2Em\varepsilon\omega^2E_m
2
εEmω\dfrac{\varepsilon E_m}{\omega}
3
εωEm2\varepsilon\omega{E_m}^2
4
εωEm\varepsilon\omega E_m
해설

전속밀도의 시간 변화율이 곧 변위전류밀도이므로 Jd=∂D∂t=ε∂E∂tJ_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}=\varepsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}로 쓴다.

E=Emsin⁡ωtE=E_m\sin\omega t를 시간으로 미분하면 Jd=εωEmcos⁡ωtJ_d=\varepsilon\omega E_m\cos\omega t가 되고, 코사인 항의 최댓값이 1이므로 Jd,max⁡=εωEmJ_{d,\max}=\varepsilon\omega E_m이다.

즉 변위전류는 각주파수와 전계 진폭에 각각 1차로 비례해 주파수가 높을수록 커진다. 진폭의 제곱이나 각주파수의 제곱에 비례하지 않고, 각주파수로 나누어지지도 않는다.

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