전자기학 핵심 Database

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목차

전자기학
1. 벡터

2. 진공중의 정전계

3. 진공중의 도체계

4. 유전체

5. 전계의 특수 해법

6. 전류

7. 진공중의 정자계

8. 자기회로

9. 전자유도

10. 인덕턴스

11. 전자장

본문내용

= { N I} over { { R}_{ m} } [Wb]
여기서,
{ R}_{m }
: 자기저항
LEFT ( = { l} over { mu S} RIGHT )
8) 자기 저항의 합성
① 직렬 합성
R = SUM { R}_{mi }
② 병렬 합성
{ 1} over { R} = SUM { 1} over { {R }_{mi } }
9) 전자석의 흡인력
F = { { B}^{ 2} S} over {2 { mu }_{0 } }= { { ( phi /S)}^{ 2} S} over {2 { mu }_{0 } }= { { phi }^{ 2} } over {2 { mu }_{0 } S }= { S} over { 2} { mu }_{0 } { H}^{ 2} [N]
9. 전자유도
1) 페러데이의 유도법칙
e = -N {d phi } over { dt} [V]
여기서, N : 권수비
2) 전자유도 법칙의 미분형과 적분형
(1) 적분형 :
{ e}_{ i} = OINT E CDOT dl = - { d} over { dt} INT _{ s} B CDOT dS = - { d phi } over {dt }
(2) 미분형 :
rot E = - { B} over { t}
3) 도체 운동에 의한 기전력 (플레밍의 오른손 법칙)
e = vBl sin theta
[V]
여기서, v : 속도 [m/s]
B : 자속밀도
[Wb/ { m}^{ 2} ]
l
: 도체의 길이 [m]
θ : v와 B의 사이각 [
DEG
]
4) 표피효과의 깊이
delta = SQRT { { 2} over { omega sigma mu } } = SQRT { { 1} over { pi f sigma mu } }
이므로, f,
sigma
및
mu
가 클수록
delta
는 작게되어 표피효과가 심해짐을 알 수 있다.
여기서, f : 주파수,
sigma
: 도전률,
mu
: 투자율
10. 인덕턴스
1) 자기유도
e = -N { d phi } over {dt } = -L { di} over {dt } [V]
LI = N phi
2) 상호유도
e = -M {di } over {dt } [V]
M = k SQRT { { L}_{1 }{ L}_{2 }}
[H]
여기서, M : 상호인덕턴스 [H]
k : 결합계수
(-1 <= k <= 1)
3)인덕턴스의 직렬접속
L = { L}_{1 }+ { L}_{2} +- 2M
자계가 동일 방향이면 +, 반대 방향이면 -
4) 자기 에너지
{ W}_{ m} = { 1} over { 2} L {I }^{ 2} [J]
{ W}_{ m} = { 1} over { 2} { L}_{ 1} { { I}_{ 1} }^{ 2} + { 1} over { 2} { L}_{ 2} { { I}_{ 2} }^{ 2} +- M{ I}_{ 1}{ I}_{ 2} [J]
5) 인덕턴스 계산예
(1) 동축 케이블
L = { mu } over {2 pi } ln { b} over { a} [H/m]
(2) 무한장 원통 솔레노이드
{ L}_{ 0}= mu S { { n}_{0 } }^{2 } [H/m]
,
{ n}_{0 } = { N} over { l}
(3) 유한장 원통 솔레노이드
L = { mu S {N }^{2 } } over { l} [H]
(4) 환상 솔레노이드 (공극이 있는 경우)
L = { { mu }_{s }{ mu }_{0}S {N}^{2 } } over { l + mu delta } [H] (l >> delta )
11. 전자장
1) 변위 전류
{ I}_{D } = { D} over { t } S = epsilon { E} over { t } S= epsilon { V} over { t } { S} over { d}
=
{ epsilon S} over {d } { } over { t} { V}_{m } sin omega t = omega { epsilon S} over {d } { V}_{m } cos omega t
=
omega C{ V}_{m } sin LEFT ( omega t+ { pi } over {2 } RIGHT )
여기서,
{ I}_{ D}
: 변위 전류 [A] E : 전계의 세기 [V/m]
D : 전속밀도
[C/ { m}^{ 2} ]
S : 면적
[ { m}^{ 2} ]
2) 맥스웰 기본 방정식
①
rot H = J + { D} over { t}
②
rot E = - { B} over { t}
③ div B = 0
④ div D =
rho
3) 평면 전자파 방정식
(1) 파동(고유)임피던스
{ Z}_{ 0} = { { E}_{0 } } over { H} = SQRT { { mu } over { epsilon } } =120 pi SQRT { { { mu }_{ s} } over { { epsilon }_{s } } } = 377 SQRT { { { mu }_{ s} } over { { epsilon }_{s } } }
[Ω]
(2) 전자파 에너지
W = { 1} over {2} LEFT ( epsilon { E}^{2 } + mu { H}^{2 } RIGHT ) [J/ { m}^{3 } ]
(3) 포인팅 벡터
P = E TIMES H [W/ { m}^{3 } ]
4) 특성 임피던스
(1) 전송 회로 특성 임피던스
{ Z}_{ 0} = { V} over {I }= SQRT { { Z} over { Y} } = SQRT { { R +j omegaL } over { g +j omegaC} } Image SQRT { { L} over { C} }
[Ω]
특히 무손실 선로에서
{ Z}_{0 } = SQRT { { L} over {C } }
[Ω]
v = { 1} over { SQRT { LC} }
[m/sec]
(2) 동축 케이블의 특성 임피던스
Z = SQRT { { mu } over { epsilon } } CDOT { 1} over {2 pi } ln { b} over { a} = 138 SQRT { { { mu }_{ s} } over { { epsilon }_{ s} } } log { b} over { a}
[Ω]

키워드

전자기학,   전기자기학,   전기기사,   산업기사,   정전계,   자기회로,   인덕턴스,   전자유도