전자기학II

국민대학교
김동명

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주제분류

공학 >전기ㆍ전자 >전자공학
강의학기

2020년 2학기

조회수

11,808
평점

5/5.0 (2)

강의계획서

정자기장, 자기장, 비오사바르의 법칙, 암페어의 법칙, 맥스웰 방정식, 시변 전자기장, 전파방정식, 전송선

차시별 강의

1.	전기장_자기장_전자기장 개괄	전기장_자기장_전자기장을 비교 정리
	자기장 전체 개괄_전기장 지표와의 비교	자기장 전체 개괄_전기장 지표와의 비교
2.	벡터 연산 핵심 정리_물리적 의미와 응용	벡터 연산 핵심_A+B, A-B, A·B, A×B 물리적 의미와 응용
	자기장 기초_Biot-Savart’s Experimental Law	자기장 기초_Biot-Savart’s Experimental Law
3.	자기장_자기력(ddF, dF, F) 구분_회전성 자계강도(dH, H)	자기장_자기력(ddF, dF, F) 구분 회전성 자계강도(dH, H)
	자기장의 회전성 자계강도_효율적 풀이법_근원전류도선 형태와 표기	자기장의 회전성 자계강도 - 효율적 풀이법 - 근원전류도선 형태와 표기
4.	z-축의 무한 전류도선에 의한 자기장의 회전성 자계강도(자세히)	z-축의 무한 전류도선에 의한 자기장의 회전성 자계강도 - 자계강도 문제를 푸는 과정과 방법 - 자계강도 문제를 풀 때 주의해야 하는 사항
	z-축의 무한전류도선에 의한 회전성 자계강도_해석_자기력_원형도선 개요	z-축의 무한전류도선에 의한 회전성 자계강도 해석_자기력 - 원형도선에 의한 중심축 상의 자계강도_개요
5.	원형전류도선에 의한 중심축 상의 회전성 자계강도	원형 전류도선에 의한 중심축 상의 회전성 자계강도 - 도선의 전류와 자계강도 변화 - 도선의 반지름과 자계강도 변화 - 원형 전류도선의 중심부 자계강도 변화 - 원형 전류도선으로부터 먼 지점의 자계강도
	회전량 벡터_회전성 자계강도와 암페어 법칙	회전량 벡터_회전성 자계강도와 암페어 법칙
6.	Ampere's Law_무한전류도선_무한 면전류에 의한 자계강도(1)	Ampere's Law 1. z-축의 무한 전류도선에 의한 회전성 자계강도
	Ampere's Law_xy-평면의 무한 면전류에 의한(균일) 자계강도(2)	Ampere's Law 응용 2. xy-평면의 무한 면전류에 의한 (균일) 자계강도 3. 원형 권선에 의한 자계강도_개괄
7.	Ampere's Law의 응용_원형 단면의 권선에 의한 자계강도	원형 단면의 권선에 의한 자계강도 - 촘촘하게 감긴 권선 내부와 외부의 자계강도 - 권선밀도와 자계강도 - 권선에 흐르는 전류와 자계강도 - 권선 내부 자성체의 자성계수와 자속밀도 - 인덕터로 사용할 경우 소형/경량화를 위한 조건
	자기장의 스칼라 및 벡터 자기준위_용도_전기장의 전위와 비교	자기장의 자기준위_개괄 1.자기장의 스칼라 자기준위의 정의와 용도 스칼라 자기준위와 벡터 자계강도와의 관계 2.벡터 자기준위의 정의와 용도 벡터 자기준위와 벡터 자속밀도와의 관계 *전기장의 전위와 비교
8.	자기장의 선형 벡터 자기준위와 회전성 자속밀도&자계강도	자기장의 선형 벡터 자기준위 계산 예 예1) z-축상의 유한한 전류도선에 의해 형성된 자기장 - 선형 벡터 자기준위: A(r) [Wb/m] - 회전성 자속밀도: B(r) [Wb/m^2] - 회전성 자계강도: H(r) [A/m]
	자기장 내 시험전류도선에 작용하는 힘과 회전력_자기쌍극자(Zoom)	자기장 내 시험전류도선에 작용하는 힘과 회전력 전자기장 응용 입자가속기/이온주입기 홀 측정장치 자기쌍극자, 자기쌍극자에 작용하는 힘과 회전력 자성체: 자기쌍극자들의 집합체로서 자기장의 영향을 받고 주는 재료
	자기장 내 시험전류도선에 작용하는 힘과 회전력_자기쌍극자(고화질 음성불량)	자기장 내 시험전류도선에 작용하는 힘과 회전력 전자기장 응용: 입자가속기, 이온주입기, 홀 측정장치 자기쌍극자, 자기쌍극자에 작용하는 힘과 회전력 자성체: 자기쌍극자들의 집합체로서 자기장의 영향을 받고 주는 재료
	Lorentz Force Equation_Ek_ro_vs. E B vo m(Zoom)	전계+자계가 동시에 인가된 공간에 수직으로 입사된 이동전하에 작용하는 힘과 운동: Lorentz Force Equation
	Lorentz Force Equation_Ek_ro_vs. E B vo m(고화질 음성 불량)	전계+자계가 동시에 인가된 공간에 수직으로 입사된 이동전하에 작용하는 힘과 운동: Lorentz Force Equation
	균일 자기장 내의 자기쌍극자(magnetic dipole: 폐경로 전류도선)에 작용하는 자기력과 회전력	균일 자기장 내의 자기쌍극자(magnetic dipole: 폐경로 전류도선)에 작용하는 자기력과 회전력 - 자기쌍극자란 ?(vs. 전하쌍극자) - 자기쌍극자에 작용하는 자기력: Fmdp [N] - 자기쌍극자에 작용하는 회전력: Tmdp [N·m] - 자기쌍극자 모멘트: m=IS=ISan [A·m2] - 자기쌍극자에 작용하는 회전력: Tmdp=m×B [N·m]
11.	자성체의 자화_자계감응도_자성계수	자성체=균일한 특성의 자기쌍극자 집합체 - 자기장이 인가되지 않은 상태의 자성체 - 자기장에 의한 자성체의 자화: 자계감응도와 자화벡터 - 자기장이 인가된 경우 자성체의 자속밀도와 상대적 자성계수 - 자화 특성 곡선
	자성체의 구분_자성체 계면의 자계강도와 자속밀도의 경계조건(1)	자성체의 구분: 상자성체와 반자성체, 강자성체, 영구자석 - 자성체의 기능과 역할: 자기장의 영향을 받고 자기장을 전달하는 매질 - 자성계수가 다른 재료의 경계조건(접선방향과 법선방향) - 접선 방향 성분의 경계조건: 암페어 법칙 - 법선 방향 성분의 경계조건: 자속에 대한 가우스 법칙 적용
12.	자성체 계면의 법선방향 경계조건과 유도용량	자성체 경계면의 법선방향 경계조건 & 고정된 전류도선 구조의 유도용량(Inductance) - 자성체 계면의 법선 방향 성분의 경계조건: 자속에 대한 가우스 법칙 적용 - 고정된 전류도선 구조의 자기장 형성과 자기장 전달 - 고정된 전류도선 구조의 자속결합량을 나타내는 유도용량(Inductance) - 상호 유도용량(Mutual Inductance)와 자체 유도용량(Self Inductance)
	원형 단면, 막대형 권선의 상호 및 자체 유도용량	고정된 전류도선 구조의 자기적 상호작용 : 상호 및 자체 유도용량(Mutual_Self-Inductance) - 고정된 전류도선 구조의 자기적 상호작용을 나타내는 유도용량 상호유도용량(L_12=M)과 자체 유도용량(L_11=L)의 정의와 용도 - 유도용량을 구하는 핵심 방법: Set I_1, H_1, B_1_Y_m,12, L_12 , L_12 - 예) 원형 단면의 막대형 권선 구조의 상호 유도용량과 자체 유도용량
13.	시변 전자기장 기초_전기장_자기장_핵심_패러데이 기전력 법칙	시변 전자기장 기초_전기장_자기장_핵심_패러데이 기전력 법칙 - 시변 전자기장을 위한 정전기장과 정자기장의 핵심 정리 (정전기장과 정자기장에 한정된 맥스웰 방정식)
	시변 전자기장__기전력_패러데이_변위전류_암페어 법칙	시변 자기장에 대한 기전력(패러데이의 법칙)과 시변 전기장에 의한 변위성 전류(암페어의 법칙 보완) - 시변 자기장에 의한 기전력(발전기 원리): 패러데이의 법칙 (시변 자기장에 의한 회전성 전계강도 형성) - 시변 전기장에 의한 전하쌍극자의 분극과 변위성 전류 형성 (시변 전기장에 대한 암페어 법칙의 보완: 맥스웰 방정
14.	맥스웰 방정식의 응용_전자기파의 전파방정식	맥스웰 방정식의 응용: 전자기파의 전파특성 해석을 위한 전파방정식 (개념 정리, 앞으로 전개과정 이해를 위한 핵심 요약) A. 맥스웰 방정식의 응용: 전자기파의 전파특성 해석을 위한 전파방정식/파동방정식 B. 전기장과 자기장의 상호작용을 지배하는 맥스웰 방정식을 만족하면서 전파되는 전계강도와 자계강도의 관계식을 통합 C. 전자기파의 전파방정식(전자기장 해석을 위한 도구)
	맥스웰 방정식 기반_중성매질_시정현_전파방정식_전파상수	맥스웰 방정식의 응용: 전자기파의 전파특성 해석을 위한 전파방정식/파동방정식 (중성매질_시정현 전자기파_전파상수) 1. 시정현 전계강도(E(r,t)=Eo(r)exp(jwt))와 자계강도 (H(r,t)=Ho(r)exp(jwt))에 대한 맥스웰 방정식 2. 전하중성 매질(r(r)=0 [C/m3])에서의 시정현 전자기파의 전파특성을 지배하는 전파방정식 3. 맥스웰 방정식에 기반한 전파방정식으로부터 얻은 전계강도와 자계강도(공간 전파, 시정현) 4. z-축과 평행하게 전파되는 전자기파의 전계강도와 자계강도(공간 전파, 시정현)
15.	전자기파의 전파 특성_전파상수_감쇄_위상상수_특성 임피던스	전자기파의 전파 특성_전파상수_감쇄_위상상수_특성 임피던스
	전자기파의 전파_Skin depth_전송선 모델_전압_전류파_전송방정식_전파상수_특성 임피던스	전자기파의 전파_Skin depth_전송선 모델_전압_전류파_전송방정식_전파상수_특성 임피던스 1. 도체에서 전자파의 감쇄: 감쇄상수와 Skin depth; 전자파 차단을 위한 응용 2. 전송선과 도파관을 통한 전압파와 전류파의 전달 특성 해석
	전송선을 통한 전압파와 전류파 전달 특성_전송선의 특성 임피던스	전송선을 통한 전압파와 전류파의 전달 특성 해석 - 전송선의 특성 임피던스(도체판과 유전체, 신호의 주파수에 따른 변화) - 무손실 전송선의 특성(도체판과 유전체, 신호의 주파수에 따른 변화) . 감쇄상수? . 위상상수? . 전파속도? . 특성 임피던스?