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무한히 긴 직선도체에 전류 +I와 전하 +Q가 각각 상세 페이지

1[전기기사 필기] 25년 3회차
무한히 긴 직선도체에 전류 +I+I와 전하 +Q+Q가 각각 주어져 있고, 이 도체들은 진공 중에서 투자율과 유전율이 각각 무한대인 물질로 된 무한평면과 평행하게 놓여 있다. 이때 영상법에 의한 영상전류와 영상전하는 각각 얼마인가? (단, 전류는 직류이다.)
1
I-I, +Q+ Q
2
+I+I, Q-Q
3
I-I, Q-Q
4
+I+I, +Q+Q
해설
유전율이 무한대인 평면은 완전도체와 같이 거동하여 표면에서 전계의 접선성분이 0이 되어야 하므로, 전하 +Q+Q 에 대한 영상전하는 평면에 대칭인 위치의 Q-Q 이다. 반면 투자율이 무한대인 평면은 내부에서 H=B/μ0H=B/\mu \to 0 이므로 경계에서 자계의 접선성분이 0, 즉 자력선이 면에 수직으로 입사해야 하는데, 원전류와 같은 방향의 영상전류를 놓아야 두 전류가 만드는 접선방향 자계가 상쇄되어 이 조건이 만족된다. 따라서 영상전류는 +I+I, 영상전하는 Q-Q 이므로 정답은 ② +I+I, Q-Q 이다. 완전도체 평면에서 영상전류가 I-I 가 되는 경우와 혼동하여 ③ I-I, Q-Q 를 고르기 쉬우니 주의한다.

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