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2023년 국가직 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 기출문제

2023년 국가직 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 25문항 중 13문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 25분입니다. 나머지 12문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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  1. 1번
    정전계 경계조건에 대한 설명으로 옳은 것은?
    1. ①두 유전체 사이 경계면에서 전계의 법선 성분은 연속이다.
    2. ②두 유전체 사이 경계면에서 전속밀도의 접선 성분은 연속이다.
    3. ③완전 도체와 자유공간 사이 경계면에서 전계의 접선 성분은 영이다.
    4. ④완전 도체와 자유공간 사이 경계면에서 전계의 법선 성분은 도체상의 표면전하밀도와 같다.
  2. 2번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  3. 3번
    TEM 모드로 동작하는 무손실 전송선로에 대한 설명으로 옳은 것은?
    1. ①특성 임피던스는 주파수에 따라 변한다.
    2. ②감쇄 상수와 특성 임피던스는 모두 영이다.
    3. ③위상 속도는 전송선로를 구성하는 절연체의 유전율 및 투자율과 관계없다.
    4. ④위상 상수는 전송선로를 구성하는 절연체의 유전율 및 투자율과 주파수에 따라 결정된다.
  4. 4~5번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  5. 6번
    특성 임피던스가 Z_{{0}}[Ω], 위상 상수가 \beta[rad/m]인 무손실 전송선로가 부하 임피던스 Z_{{L}}[Ω]로 종단되어 있다. 부하로부터 \ell[m]만큼 떨어진 지점에서 입력 임피던스 Z_{{" \in "}}[Ω]에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, \lambda는 전송선로에서 전파하는 신호의 파장이다)
    1. ①부하로부터 \ell = \frac{{\lambda}}{{4}}인 지점에서 Z_{{\, " \in "}} \, = \frac{{Z_{{L}}^{{2}}}}{{Z_{{\, 0}}}}이다.
    2. ②부하가 단락 회로이면, Z_{{\, " \in "}} = jZ_{{0}} \, \tan ( \beta \, \ell )이다.
    3. ③부하가 개방 회로이면, Z_{{\, " \in "}} = - jZ_{{0}} \, cot ( \beta \, \ell )이다.
    4. ④부하가 전송선로의 특성 임피던스에 정합되어 있으면, Z_{{\, " \in "}} \, = Z_{{\, 0}}이다.
  6. 7번
    비투자율이 \mu_{{r}} = 5인 자성체 내에 자속밀도가 {{B \,}} = {{a_{{y}}}} 10 x[Wb/m2]일 때, 자화체적전류밀도 {{J}}_{{{{b}}}}[A/m2]는? (단, \mu_{{0}}는 자유공간의 투자율이다)
    1. ①{{a_{{x}}}} \frac{{8}}{{\mu_{{0}}}}
    2. ②- {{a_{{x}}}} \frac{{8}}{{\mu_{{0}}}}
    3. ③{{a_{{z}}}} \frac{{8}}{{\mu_{{0}}}}
    4. ④- {{a_{{z}}}} \frac{{8}}{{\mu_{{0}}}}
  7. 8번
    비유전율 \varepsilon_{{r}} = 9인 무손실 비자성 매질을 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계가 {{E}} \left( y , z , t \right) = {{a_{{x}}}} 2 \, \cos ( 5 \times 10^{{8}} t \, + \, 4 y \, - k_{{z}} z )[V/m]일 때, z축 방향의 위상 상수 k_{{z}}[rad/m]는? (단, 자유공간에서 광속은 3 \times 10^{{8}}[m/s]이다)
    1. ①3
    2. ②4
    3. ③5
    4. ④6
  8. 9번
    자유공간에서 x = 4[m] 평면에 면전하밀도 3[nC/m2]의 무한 면전하가 놓여 있고, x = - 2[m], z = 0에 선전하밀도 6[nC/m]의 무한 선전하가 존재한다. 원점에서 전계 {E}[V/m]는? (단, \varepsilon_{{0}}는 자유공간의 유전율이다)
    1. ①{{a_{{x}}}} \frac{{3 \times 10^{{- 9}}}}{{4 \varepsilon_{{0}}}} \left( 1 + \frac{{2}}{{\pi}} \right)
    2. ②{{a_{{x}}}} \frac{{3 \times 10^{{- 9}}}}{{2 \varepsilon_{{0}}}} \left( 1 + \frac{{1}}{{\pi}} \right)
    3. ③{- {a_{{x}}}} \frac{{3 \times 10^{{- 9}}}}{{4 \varepsilon_{{0}}}} \left( 1 - \frac{{2}}{{\pi}} \right)
    4. ④- {{a_{{x}}}} \frac{{3 \times 10^{{- 9}}}}{{2 \varepsilon_{{0}}}} \left( 1 - \frac{{1}}{{\pi}} \right)
  9. 10번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  10. 11번
    전속밀도 {{D}} \, = {{a_{{x}}}} 2 xz \, \, - {{a_{{y}}}} z^{{2}} \, - {{a_{{z}}}} xy[C/m2]일 때, 점 (1, 1, 1)[m]에서 체적전하밀도 \rho_{{v}}[C/m3]는?
    1. ①2
    2. ②4
    3. ③6
    4. ④8
  11. 12번
    고유 임피던스가 ( 1 + j )[Ω]인 액체 안에서 주파수 1[MHz]의 균일 평면 전자기파가 전파되고 있을 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①전계와 자계의 위상차는 45°이다.
    2. ②액체의 전기 전도도는 0보다 크다.
    3. ③전계와 자계는 수직을 이루지 않는다.
    4. ④전파 거리에 따라서 전계의 크기는 지수함수적으로 감소한다.
  12. 13~16번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  13. 17번
    무손실 비자성의 유전체 매질에서 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계가 {{E}} \left( z , t \right) = {{a_{{x}}}} 4 \cos \left( 10^{{8}} t - \frac{{z}}{{2}} \right)[V/m]일 때, 이 전자기파가 전달하는 시간평균 전력밀도의 크기[W/m2]는? (단, 자유공간에서 광속은 3 \times 10^{{8}}[m/s]이고, 고유 임피던스는 120\pi[Ω]이다)
    1. ①\frac{{1}}{{5 \pi}}
    2. ②\frac{{1}}{{10 \pi}}
    3. ③\frac{{1}}{{15 \pi}}
    4. ④\frac{{1}}{{20 \pi}}
  14. 18번
    {{E \,}} = {{a_{{x}}}} \, y + {{a_{{y}}}} \, x \,[V/m]인 전계 내에서 －3[C]의 전하를 점 A(－1, 2, 1)[m]에서 점 B(2, 8, 1)[m]로 y = 2 x^{{2}}의 경로를 따라 이동시키는 데 필요한 일[J]은?
    1. ①9
    2. ②18
    3. ③42
    4. ④54
  15. 19~20번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  16. 21번
    액체 유전체를 넣은 커패시터의 정전용량이 20[\muF]이다. 여기에 500[kV]의 전압을 가했을 때 누설 전류[A]는? (단, 액체의 유전율은 20 \times 10^{{- 12}} \,[F/m], 비저항은 10^{{11 \,}}[Ωㆍm]이다)
    1. ①0.2
    2. ②0.5
    3. ③2
    4. ④5
  17. 22번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  18. 23번
    벡터자기포텐셜 {{A \,}} = {{a_{{x}}}} yz + {{a_{{y \,}}}} {xy} - {{a_{{z \,}}}} {xz} \,[Wb/m]가 존재할 때, y = 0, 0 \le x \le 2[m], 0 \le z \le 2[m] 영역을 + y축 방향으로 통과하는 자속[Wb]은?
    1. ①0
    2. ②2
    3. ③4
    4. ④6
  19. 24번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  20. 25번
    비유전율 \varepsilon_{{r}} = 4인 무손실 비자성 매질에서 진행하는 균일 평면 전자기파의 전계가 {{E}} \left( z , t \right) = {{a_{{x}}}} \cos \left( \omega t - 10 \pi z \right)[V/m]일 때, 이 전자기파의 자계 {{H}}[A/m]는? (단, 자유공간에서 광속은 3×108[m/s]이고, 고유 임피던스는 120 \pi \,[Ω]이다)
    1. ①{{a_{{y}}}} \frac{{1}}{{60 \pi}} \cos ( 15 \pi \times 10^{{8}} t - 10 \pi z )
    2. ②{{a_{{y}}}} \frac{{1}}{{60 \pi}} \cos ( 30 \pi \times 10^{{8}} t - 10 \pi z )
    3. ③{{a_{{z}}}} \frac{{1}}{{30 \pi}} \cos ( 15 \pi \times 10^{{8}} t - 10 \pi z )
    4. ④{{a_{{z}}}} \frac{{1}}{{30 \pi}} \cos ( 30 \pi \times 10^{{8}} t - 10 \pi z )