모두CBT

유전율이 각각 Є1, Є2인 두 유전체가 접한 경계면에서 전하가 존재하… | [전자기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 17년 3회차
유전율이 각각 Є1, Є2인 두 유전체가 접한 경계면에서 전하가 존재하지 않는다고 할 때 유전율이 Є1인 유전체에서 유전율이 Є2인 유전체로 전계 E1이 입사각 θ1=0°로 입사할 경우 성립되는 식은?
1
E1=E2
2
E1=Є1Є2E2
3
4
해설

입사각이 0° 이면 전계가 경계면에 수직이므로 전속밀도 법선 성분 연속 조건에서 E2E1=ε1ε2\dfrac{E_2}{E_1} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 가 성립한다.

경계면에 전하가 없으면 D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2 이고, 굴절 관계 tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 에서 θ1=0∘\theta_1 = 0^\circ 이면 θ2=0∘\theta_2 = 0^\circ 이다. 따라서
ε1E1=ε2E2  ⇒  E2E1=ε1ε2\varepsilon_1 E_1 = \varepsilon_2 E_2 \;\Rightarrow\; \dfrac{E_2}{E_1} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2}
즉 유전율이 큰 쪽의 전계가 작다.

  • E1=E2E_1 = E_2 보기는 두 유전율이 같을 때만 성립하므로, 서로 다른 유전체의 경계에서는 맞지 않다.
  • E1E_1 을 E2E_2 와 두 유전율로 나타낸 식 보기는 ε1\varepsilon_1 이 분모에 오지 않아, 위 관계에서 나오는 E1=ε2ε1E2E_1 = \dfrac{\varepsilon_2}{\varepsilon_1}E_2 와 다르다.
  • E1E2=ε1ε2\dfrac{E_1}{E_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 보기는 비가 거꾸로 되어 유전율이 큰 쪽의 전계가 오히려 커지는 결과가 되므로 틀리다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.