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전자기학(전기자기학) 문제풀이 통합과정
백주기 교수
단국대학교 대학원 통신공학 석사과정
단국대학교 대학원 통신공학 박사졸업
단국대학교 대학원 통신공학 석사과정
단국대학교 대학원 통신공학 박사졸업
인천대학교
현) 유니와이즈 전임교수
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총 14개 챕터, 130강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
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[1강] 전자기학 문제풀이 오리엔테이션
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전기자기학 문제풀이 오리엔테이션 특징 및 진행 방향
• 전기자기학 문제풀이 전략: 문제 의도 파악, 물리적 개념 심층 이해 및 효율적 해결 방법 제시. • 응용력 및 전공 수학: 환경 변화 대응과 문제 해결을 위한 전공 수학 활용 및 심화 능력 함양. • 커리큘럼 목표: 단계별 문제풀이, 다양한 문제 유형 학습을 통한 종합적 문제 해결 능력 함양. |
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| 1장. 벡터해석 | ||
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[2강] 벡터해석(1)
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벡터 해석 문제풀이: 방향, 크기 및 벡터 연산
• 벡터 개념: 크기와 방향을 갖는 물리량으로, 직각 좌표계에서 단위 벡터를 활용해 표현 및 연산. • 벡터 연산: 합, 차, 스칼라 곱 등 기본 연산 절차를 수행하며, 벡터의 크기를 피타고라스 정리로 계산. • 단위 벡터 계산: 주어진 벡터를 크기로 나누어 방향을 정의하고, 전자기학 문제풀이에 필수적인 벡터 표현법 숙달. |
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[3강] 벡터해석(2)
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전자기학 벡터 해석 문제풀이 (2)
• 벡터 연산 및 단위 벡터: 위치 벡터와 변위 벡터의 덧셈, 뺄셈, 크기 계산을 통한 단위 벡터 도출 절차 • 중간점 벡터 및 기하학적 응용: 두 점의 중간점 벡터와 삼각형 둘레 길이 계산을 통한 벡터 활용법 • 벡터 평행 조건: 두 벡터의 외적 결과가 0임을 이용한 평행 관계 증명 원리 및 방법 |
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[4강] 벡터해석(3)
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전자기학 벡터해석 문제풀이 (3)
* 벡터 해석 기본: 위치 벡터, 단위벡터 정의 및 두 벡터 간 거리 계산에 이차 방정식 활용 * 좌표계 변환: 원통 좌표계에서 직각 좌표계로의 접선 단위벡터 변환 절차 이해 * 기하학적 벡터 응용: 정삼각형 꼭짓점 및 변에 수직인 단위벡터 도출 전략 분석 |
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[5강] 벡터해석(4)
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전자기학 벡터해석 문제풀이
• 벡터계 G 분석: 특정 좌표에서의 벡터 값, 크기, 방향 단위벡터 및 변위 벡터 계산 절차. • 평면 방정식 유도: 벡터 크기 조건을 활용하여 3차원 평면 방정식 도출 원리 학습. • 두 벡터 각도 계산: 내적과 외적을 이용한 각도 도출 방법과 사분면 고려 능력 함양. |
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[6강] 벡터해석(5)
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06:
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벡터 해석 응용 문제풀이 및 개념 정리
* 벡터 내적 r∙a=B: 투영 개념을 통해 평면의 기하학적 의미와 등전위면과의 관계를 분석. * 미지 벡터장 G 도출: 주어진 벡터 F와 내적·외적 조건(F∙G, F×G)을 활용한 벡터장 G 계산 절차 습득. * 벡터계 E 조건 분석: Ey=0, Ey=Ez, E=0 등 벡터계 E의 특정 조건을 만족하는 영역 및 표면 탐색 방법 학습. |
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[7강] 벡터해석(6)
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전자기학 벡터해석: 외적 및 내적 문제풀이
• 외적 및 내적 모호성: 벡터 사이 각 계산 시 발생하는 모호성 원인 분석 및 예각 정의 규칙 적용. • 벡터 장 단위 벡터: 특정 벡터 장의 단위 벡터 계산 및 타 벡터와의 각도 도출 절차. • 벡터 장 중적분: 특정 평면 위에서 벡터 장 성분의 중적분 방법 및 라디안 단위 활용. |
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[8강] 벡터해석(7)
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전자기학 문제풀이: 벡터 해석 및 응용
* **벡터 개념 및 연산**: 3차원 좌표 벡터 표현, 변위 벡터 계산, 벡터 크기 정의 및 산출. * **스칼라 곱 (내적)**: 두 벡터 간의 내적 정의 및 계산, 이를 활용한 정육면체 대각선 및 일반 벡터 사이 각도 도출. * **스칼라 투영**: 한 벡터를 다른 벡터에 스칼라 투영하는 정의와 계산 절차. |
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[9강] 벡터해석(8)
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벡터 해석 문제풀이: 변위, 직교, 평행, 동일 평면 분석
• **변위 벡터 및 크기**: 두 점 사이 벡터의 정의, 직각/원통 좌표계 표현 및 크기 계산 원리 학습. • **벡터 관계 및 분해**: 내적을 활용한 직교 조건 확인, 다른 벡터에 대한 평행 및 수직 성분 분해. • **벡터 동일 평면성**: 벡터 합이 0일 때 세/네 벡터의 동일 평면 존재 여부 논리적 분석. |
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[10강] 벡터해석(9)
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전자기학 문제풀이: 벡터 해석 (9)
• 벡터 평행/수직 조건: 내적과 외적을 활용하여 벡터 간의 수직 및 평행 관계를 판단하는 원리 학습 • 수직 단위 벡터: 두 벡터의 외적을 통해 수직인 단위 벡터를 계산하고, 구좌표계 및 직각좌표계 외적 절차 이해 • 삼각형 면적 계산: 외적의 크기를 이용해 위치 또는 변위 벡터로 정의되는 삼각형의 면적을 산출하는 방법 적용 |
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[11강] 벡터해석(10)
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전자기학 벡터해석 문제풀이: 코너 큐브 및 삼각형 벡터 분석
• 코너 큐브 반사경: 재귀 반사 원리 및 벡터적 표현을 통한 입사-반사 방향 관계 분석 • 삼각형 벡터 외적: 평면에 수직인 단위 벡터 및 평면 내 특정 벡터에 수직인 단위 벡터 계산 • 내각 이등분 단위 벡터: 두 벡터의 합과 정규화를 활용한 각 이등분선 벡터 구성 |
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[12강] 벡터해석(11)
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전자기학 벡터 해석 및 좌표계 변환 문제풀이
• 전자기학 벡터 해석: 구좌표계, 직각좌표계, 원통좌표계 간 벡터장 변환 원리 및 단위 벡터 내적 활용 • 포인팅 벡터: 전기장과 자기장 외적 계산으로 단위 면적당 전력 및 전자파 방향 분석 • 좌표계 변환: 구좌표계, 원통좌표계, 직각좌표계 간 벡터 변수 및 단위 벡터 관계 기반 상세 변환 절차 학습 |
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[13강] 벡터해석(12)
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전자기학 벡터 해석: 코사인 법칙 유도 및 원통 좌표계 변환
• 벡터 내적 코사인 법칙: 삼각형 벡터 관계 및 내적을 활용한 코사인 법칙 유도 원리. • 직교-원통좌표계 벡터 변환: 점과 벡터의 직교좌표계 성분을 원통좌표계로 변환하는 공식 및 시점 방위각($\phi$) 적용 절차. • 단위 벡터 변환 및 속성: 직교좌표계 단위 벡터를 원통좌표계로 변환하며, 크기 1의 불변성 확인. |
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[14강] 벡터해석(13)
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09
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전자기학 벡터 해석 문제풀이
• 구 좌표계 회전체 분석: 접선 속도장 표현 및 위도별 속도차 계산 원리 적용. • 원통 좌표계 폐곡면 분석: 체적, 면적, 모서리 길이 계산 및 다중 적분 활용. • 좌표계 변환 및 벡터 연산: 원통 좌표계에서 직각 좌표계로의 변환을 통한 최대 직선 길이 계산. |
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[15강] 벡터해석(14)
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전자기학 벡터 해석 문제풀이
* 벡터 연산: 내적·외적을 활용한 삼각함수 항등식 증명 및 개념 이해 * 벡터 좌표계 변환: 직각좌표계 벡터를 원통 및 구좌표계로 변환하는 원리 및 방법론 학습 |
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[16강] 벡터해석(15)
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41
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전자기학 벡터해석 문제풀이
• 쌍극자 장 분석: 구좌표계 벡터장을 원통좌표계로 변환하여 평면에 수직/평행한 표면 및 축 조건 도출 • 벡터 동일성 판단: 내적과 외적 연산의 기하학적 의미를 활용, 두 벡터의 일치 조건 규명 • 벡터장 성분 분해: 구좌표계에서 주어진 벡터장을 구 표면의 법선 및 접선 방향 성분으로 계산 및 표현 |
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[17강] 벡터해석(16)
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전자기학 벡터해석 문제풀이: 좌표계 변환 및 벡터 분석
* 좌표계 변환 원리: 구좌표계, 직각좌표계, 원통좌표계 간 단위벡터 성분 변환 및 계산 절차 학습. * 벡터 기반 물리량 분석: 바람 속도 벡터 해석을 통한 순풍, 역풍, 측풍의 최대/최소 및 위치 결정. * 벡터 성분 분해 및 단위벡터: 표면에 수직/접선인 벡터 성분 추출과 특정 조건(수직성, 접선성) 만족 단위벡터 계산. |
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| 2장. 쿨롱의 법칙과 전계세기 | ||
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[18강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(1)
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전자기학 문제풀이: 쿨롱의 법칙과 전계 세기
* 쿨롱의 법칙: 점전하 간 작용하는 벡터 힘 계산 원리 및 전계 공식 활용법 * 전계 세기: 다수 점전하 시스템에서 전장이 0이 되는 좌표 분석 및 전계 벡터 합산 적용 * 중첩의 원리: 여러 점전하에 의한 특정 전하에 미치는 총 힘 계산 및 작용-반작용 개념 이해 |
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[19강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(2)
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전자기학 문제풀이: 쿨롱의 법칙과 전계세기 응용
* 쿨롱의 법칙 및 전계 세기: 점전하 배열의 총 벡터 힘과 전기장 정의 및 계산 원리. * 벡터 해석 및 좌표계 활용: 다중 점전하 시스템에서 전계 성분 분석 및 특정 지점 전계 계산 절차. * 점전하 분포 전자기학: 대칭성을 이용한 전기장 및 전기력 계산 효율화와 문제 해결 전략. |
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[20강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(3)
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전자기학 문제풀이: 쿨롱의 법칙 및 전장 세기
* 전자기학 전장 분석: 쿨롱의 법칙을 기반으로 전기쌍극자의 Z축 및 XY평면 전장 세기 계산 절차와 $\rho \gg d$ 조건에서의 단순화를 다룸. * 전하량 측정 및 최대 전하: 탄성력과 쿨롱 힘의 평형을 이용한 전하 측정 장치에서 전하량 $Q$의 함수 표현 및 두 구의 접촉 조건으로 최대 전하량을 결정. * 점전하 전장 궤적 계산: 특정 $E_x$ 성분 값을 만족하는 점전하의 전장 궤적 방정식을 유도하고, 궤적 위 특정 점의 미지수 값을 계산하는 방법 제시. |
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[21강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(4)
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• 쿨롱의 법칙 및 전기 4극자 전장: 점전하와 전기 4극자에 의한 전장 계산 원리 및 미지 전하량 도출.
• 전장 벡터 좌표계 변환: 직각, 원통, 구 좌표계 간 전장 벡터 성분 변환 절차 및 표현. • 이항 급수 근사화: 특정 조건(예: $\rho \gg d$)에서의 복잡한 전장 식 단순화 기법 적용. |
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[22강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(5)
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쿨롱의 법칙 및 전계세기 문제풀이 (체적전하)
* 체적전하밀도 정의: 전자의 확률적 분포를 이용한 밀도 산출 및 다양한 기하학적 구조(소구역, 구형, 원통형)에서의 총 전하 계산. * 전하량 및 전류 계산: 구좌표계와 원통좌표계 체적 미분($dV$)을 활용한 체적전하밀도 적분, 단위 길이당 전하량과 속도를 이용한 빔 전류 계산 절차. * 평균 체적전하밀도: 특정 공간 내 총 전하량을 기반으로 한 평균 밀도 산출 및 전자기학적 문제 해결 능력 함양. |
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[23강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(6)
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18:
46
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전자기학 문제풀이: 쿨롱의 법칙과 전계세기 응용
• **총 전하량 계산:** 자유공간 전하밀도를 구좌표계 체적 적분으로 다양한 기하학적 영역 내 총 전하량 계산 절차 학습. • **선전하 전계세기:** Z축에 놓인 선전하에 의한 XY 평면 전계세기를 점전하 개념 벡터 적분으로 분석. • **전자기장 근사:** 전계세기 계산 시 이항급수 근사 및 벡터 성분 분석을 통한 물리량 단순화 및 표현법 적용. |
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[24강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(7)
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전자기학 문제풀이: 쿨롱 법칙과 전계 세기
• 쿨롱 법칙 기반 전계 계산: 유한 및 비균일 선전하의 전계 $\textbf{E}$를 원통좌표계에서 적분과 대칭성을 활용하여 산출. • 선전하 전계 근사 오차 분석: 유한 선전하를 무한 선전하로 근사 시 발생하는 전계 $\textbf{E}$의 오차율 계산 및 분석. • 선전하 간 작용력 산출: 전계 $\textbf{E}$ 적분을 통해 두 균일 선전하 사이에 작용하는 힘 $\textbf{F}$ 계산 절차. |
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[25강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(8)
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05:
15
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전자기학 문제풀이: 쿨롱의 법칙과 전계세기 응용
• 쿨롱의 법칙 및 전장 계산: 대전된 선·면 전하 분포에 대한 전장의 세기 도출 원리 및 적분 절차. • 대칭성 활용 및 벡터 해석: 전하 분포의 대칭성 분석을 통한 전장 성분 예측 및 벡터 적분 기법. • 무한 전하 분포 및 힘 계산: 무한 평면 전하의 전장 유도, 판전하 간 단위 면적당 힘 계산 및 극한 적용. |
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[26강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(9)
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06
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전자기학 문제풀이: 디스크 및 원추형 표면 전하의 전계 세기 분석
• 표면 전하 전계 계산: 디스크 및 원추형 표면 전하 분포의 Z축 전계 세기를 벡터 해석 및 다중 적분을 활용하여 분석 • 전계 세기 도출 과정: 비균일 전하 밀도, 미소 면적 설정, 원통 및 구좌표계 변환을 통한 전계 성분 계산 원리 적용 • 특수 조건 분석: 대칭성 활용 전계 성분 소거와 이항급수 근사로 원거리/근거리 전계 세기 변화 양상 및 물리적 의미 고찰 |
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[27강] 쿨롱의 법칙과 전계세기(10)
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08:
57
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전자기학 문제풀이: 쿨롱의 법칙과 전계세기 (26강)
• 전자기학 전계 문제 해결: 쿨롱의 법칙과 미분방정식을 활용한 전력선/유선의 방정식 분석 • 전기쌍극자 벡터힘 계산: 직각, 원통, 구좌표계에서 전계 크기 및 방향 결정과 좌표계 변환 • 전계 해석 핵심 기술: 미분방정식 변수 분리, 적분 상수 결정 및 단위벡터의 물리적 의미 이해 |
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| 3장. 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산 | ||
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[28강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(1)
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21:
35
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전속밀도, 가우스 법칙 및 벡터 발산 문제풀이
• 전속밀도, 가우스 법칙: 패러데이 동심구 실험을 통한 정전 유도 및 차폐 원리, 전하 간 힘 변화 분석 • 가우스 법칙 응용: 정육면체, 구, 전기 쌍극자 등 기하학적 대칭성을 활용한 전장 및 총 전하 계산 • 체적 전하 밀도 전장 해석: 가우스 법칙을 이용한 전장 도출, 전하 분포 해석 및 벡터 발산 개념 적용 |
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[29강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(2)
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14:
20
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전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산 문제풀이
* **가우스 법칙**: 다양한 전하분포(균일, 구형 대칭)에서 전속밀도(D) 및 전계(E) 계산 절차 적용. * **전하량 및 전하밀도**: 체적·표면 전하밀도 기반 총 전하량 적분 및 전속밀도 미분으로 전하밀도 도출. * **정전기력**: 다층 전하분포 내 전계 조건 분석 및 표면전하밀도를 활용한 정전기력 계산. |
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[30강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(3)
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1:
19:
24
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전자기학 문제풀이: 전속밀도, 가우스 법칙 및 벡터계 발산
• 가우스 법칙: 원통형 및 구형 대칭 전하 분포에서 전속밀도(D)와 전장(E)을 계산하는 원리 및 절차 분석 • 전하량 및 전력밀도: 체적/표면 전하밀도 적분을 통한 총 전하량 산출, 태양 전력 방출 및 전력밀도 분석 • 좌표계 활용: 원통 및 구형 좌표계 변환을 포함한 전자기학 문제 해결 기법 제시 |
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[31강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(4)
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1:
08:
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전자기학 문제풀이: 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산
• 전자기학 핵심 개념: 전속밀도, 가우스 법칙, 벡터 발산의 이론 적용 및 문제 해결 원리 학습. • 전력/전하량 계산: LED 복사 패턴의 구좌표계 면적분 및 체적 전하밀도의 원통 좌표계 가우스 법칙 활용. • 전하밀도 유도: 전속밀도에 발산 연산자를 적용하여 체적 전하밀도 및 총 전하량을 계산. |
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[32강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(5)
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05:
40
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전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산 문제풀이 (5)
* 전속밀도, 가우스 법칙: 구 대칭 전하 분포에서 전계 0 표면 탐색 및 총 전하량 계산 원리 적용. * 벡터장 발산: 열 흐름, 전류 밀도 등 물리 현상 발산 부호 판단 및 발산 정리 활용 순전속 추정. * 전하 구조 분석: 전속밀도 기반 체적·표면전하밀도 도출 및 총 전하량 계산 절차. |
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[33강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(6)
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1:
09:
46
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전자기학 문제풀이: 전속밀도, 가우스 법칙, 벡터 발산
• 전자기학 문제 해결: 전속밀도, 가우스 법칙, 발산 정리를 활용한 전자기장 분석 및 전하량 계산 원리 학습. • 가우스 법칙: 전속밀도의 발산($\nabla \cdot \mathbf{D}$)을 통한 체적전하밀도($\rho_v$) 도출 및 특정 영역 내 총 전하 계산. • 발산 정리: 면적분과 체적적분 간의 등가성 이해, 전속밀도 특성에 따른 효과적인 선속 계산 전략 수립. |
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[34강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(7)
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0:
50:
33
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전속밀도, 가우스 법칙 및 벡터계의 발산 문제풀이
* 전속밀도 및 가우스 법칙: 구형 및 평판 구조에서 전하밀도, 총 전하량, 전속 계산 원리 및 발산 정리 적용 * 질량 연속 방정식: 질량 흐름 밀도 발산과 질량 고갈율 관계를 통한 질량 보존 원리 이해 및 발산 정리 증명 * 전자기학 문제풀이: 구좌표계 및 직각좌표계에서 발산 공식을 활용한 전속밀도, 체적전하밀도, 총 전하량 상호 관계 분석 |
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[35강] 전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산(8)
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1:
22:
07
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전속밀도, 가우스의 법칙 및 벡터계의 발산 문제풀이
• 전속밀도 및 발산 정리: 체적 및 폐곡면 면적 적분을 활용하여 총 전하를 계산하고 그 등가성을 확인하는 절차 학습. • 맥스웰 방정식 적용: 비균질 유전체 내 유전율 변화에 따른 전장의 세기 분석 및 미분 방정식 해법 이해. • 좌표계별 다이버전스: 직각/구 좌표계에서 전속밀도의 발산 계산 및 총 전하 산출 방법 숙달. |
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| 4장. 전계의 에너지 및 전위 | ||
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[36강] 전계의 에너지 및 전위(1)
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1:
13:
45
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전계 에너지 및 전위 문제풀이
• 전계 에너지 및 전위 개념: 전기장 내 전하 이동에 따른 일과 전위차는 전기장 E와 이동 경로 dL의 선적분으로 정의되며, 단위 벡터 내적 및 좌표계 변환을 활용. • 다양한 좌표계 전위 계산: 직각, 원통, 구 좌표계에서 전계의 일과 전위를 경로 적분 방식으로 계산하는 절차 및 응용 분석. • 벡터장 선적분 및 보존장: 특정 벡터장의 선적분 계산, 폐곡선 적분 시 보존장의 특성(경로 무관성, 합 0)과 원리 적용. |
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[37강] 전계의 에너지 및 전위(2)
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1:
04:
50
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전자기학: 전계의 에너지 및 전위 문제풀이
• 전계 전위 및 에너지: 직사각형 도파관의 전위차·등전위면 특성 분석 및 TE 모드 전계 이해. • 전하 이동과 일: 원형 경로 전하 일 계산과 정전계 폐경로에서 일의 양이 0인 원리 적용. • 구좌표계 전위와 도체 시스템: 무한대 기준 전위 계산 및 대전 구-접지 껍질 시스템의 전위 분석. |
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[38강] 전계의 에너지 및 전위(3)
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1:
11:
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전자기학 문제풀이: 전계의 에너지 및 전위
• 전계-전위 관계: 전계 선적분을 통한 전위 도출 및 기준점 설정에 따른 적분 상수 결정 • 전하 이동 일 계산: 전하량과 전위차를 활용한 일 산출 및 점전하, 선전하 분포 전위 적용 • 전자기 문제 해결: 쌍극자 안테나 전압 근사 및 선전하 수직 거리 계산 방법론 학습 |
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[39강] 전계의 에너지 및 전위(4)
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1:
09:
46
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전계의 에너지 및 전위 문제풀이
• 전계 에너지 및 전위 개념: 구형·원통형 대칭 전하 분포에서 전장, 전하 밀도, 전하량, 전위, 에너지 계산 원리 • 전위-전계 관계: $E = -\nabla V$ 활용 전계 유도, 가우스 법칙(미분/적분형) 적용 전하밀도 및 전하량 계산 절차 • 전기 에너지 계산: 두 가지 공식의 물리적 해석과 적용, 다중 전하 분포 시스템에서의 전위 계산 및 영역별 전계 기여도 분석 |
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[40강] 전계의 에너지 및 전위(5)
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1:
02:
25
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전계의 에너지 및 전위 문제풀이
• 전위 계산: 선전하 및 체적전하밀도 분포에서 직접 적분과 가우스 법칙을 활용한 전위 도출 방법 학습 • 전계 및 전속밀도: 주어진 전위로부터 전계($\mathbf{E} = -\nabla V$), 전속밀도($\mathbf{D} = \epsilon \mathbf{E}$), 체적전하밀도($\rho_v = \nabla \cdot \mathbf{D}$) 계산 절차 이해 • 전기 에너지: 단위 체적당 에너지 밀도($w_e = \frac{1}{2} \mathbf{D} \cdot \mathbf{E}$)를 이용한 특정 영역 내 저장된 에너지 계산 원리 습득 |
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[41강] 전계의 에너지 및 전위(6)
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15:
36
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전자기학 전계 에너지 및 전위 문제풀이
* 전자기학 전위 및 전장 분석: 동심 구 껍질, 선전하-원통 껍질, 원통 좌표계 시스템의 전위, 전장, 전기장 에너지 계산. * 전자기장 계산 방법론: 전위 경계 조건, 가우스 법칙, 그래디언트 활용을 통한 전장 도출 및 전하 밀도 분석. * 전기 에너지 및 전하 밀도: 전기장 에너지 밀도($\frac{1}{2}\epsilon_0 E^2$) 또는 전하-전위 통합 적분($\frac{1}{2}\rho_v V$)을 통한 저장 에너지 계산 및 체적/표면 전하 밀도 도출. |
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[42강] 전계의 에너지 및 전위(7)
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1:
27:
14
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전계의 에너지 및 전위 문제풀이 (구대칭 전하 분포)
• 전계 및 전위 계산: 구대칭 전하 분포에서 가우스 법칙·전위-전계 관계를 통한 전하 밀도·전위 도출 및 구좌표계 미적분 활용. • 전기 에너지 계산: 전하 기반($\frac{1}{2}\int\rho_v V dv$)과 전장 기반($\frac{1}{2}\int\epsilon_0 E^2 dv$) 방식으로 구대칭 및 가우스 함수 전장의 저장 에너지 산출 절차. • 가우스 함수 전장: 전하 밀도·총 전하·원점 전위 계산과 가우스 적분 공식을 활용한 전장에너지 분석. |
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[43강] 전계의 에너지 및 전위(8)
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21:
30
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전자기학 문제풀이: 전계, 전위, 쌍극자 이동 및 에너지
• 전계·전위 관계: 전위 기울기를 이용한 전계 유도 및 전자 운동 궤적(유선) 분석 원리 • 쌍극자 전위: 전계 선적분으로 전위 공식 유도 및 특정 좌표계에서 쌍극자 전위 계산 절차 • 전자기장 심화 분석: 쌍극자 전장 내 전위차 계산과 $E_z=0$ 조건을 만족하는 표면 방정식 도출 |
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[44강] 전계의 에너지 및 전위(9)
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06:
55
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전계의 에너지 및 전위 문제풀이
* 전계 에너지 계산: 전위(V)로부터 전계(E), 전송밀도(D) 및 에너지 밀도($w_E$)를 유도하여 체적 적분으로 총 에너지($W_E$) 산출. * 전기 쌍극자 에너지: 쌍극자 전계의 총 에너지 계산과 극한 조건($a \to 0$)에서의 에너지 발산 원리 분석. * 도체구 정전용량: 가우스 법칙을 통한 전속밀도(D) 도출, 총 에너지($W_E$) 계산으로 정전용량(C) 유도. |
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[45강] 전계의 에너지 및 전위(10)
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15:
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전계의 에너지 및 전위 문제풀이
• 전계 에너지 및 전위 계산: 다양한 전하 분포(체적·표면·점전하) 시스템에서 가우스 법칙을 활용하여 전계 및 전위 산출 절차 학습. • 총 에너지 산출 원리: 전하-전위 상호작용($\frac{1}{2}\int \rho_v V dv$) 및 전계 에너지 밀도($\frac{1}{2}\int \epsilon_0 E^2 dv$) 적분 방식 적용 및 등가성 확인. • 점전하 시스템 포텐셜 에너지: 각 전하 쌍 간 상호작용 또는 $\frac{1}{2}\sum Q_n V_n$ 공식을 이용한 시스템 에너지 계산 방법 이해. |
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| 5장. 도체와 유전체 | ||
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[46강] 도체와 유전체(1)
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도체와 유전체 문제풀이 (1)
• 전류 밀도 정의: 다양한 좌표계에서 특정 면을 통과하는 총 전류 산출 및 발산 정리를 통한 체적 전류 발산 해석 • 전하 보존 법칙: 연속 방정식을 활용하여 전류 밀도와 체적 전하 밀도 간의 동적 관계 분석 • 회전 전하 전류: 체적 전하 밀도와 속도로 회전 전하의 전류 밀도 유도 및 총 전류 계산 원리 |
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[47강] 도체와 유전체(2)
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17:
54
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전자기학 문제풀이: 도체 및 유전체 (2)
* **질량 연속방정식**: 전하 연속방정식 유추를 통해 질량 선속 밀도 및 밀도 변화율 계산 원리 적용. * **원뿔대 도체 저항**: 구면 좌표계 및 미소 원형 판 적층 방법을 이용한 복합 도체 저항 근사 계산 절차. * **도체 전기 물리량**: 전계, 전력 관계식 기반으로 도체의 전위차, 전류, 저항, 직경, 전류 밀도 등 핵심 물리량 산출. |
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[48강] 도체와 유전체(3)
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1:
10:
31
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전자기학 문제풀이: 도체와 유전체 응용
* 전자기학 도체-유전체 분석: 옴의 법칙 미분형 $\mathbf{J}=\sigma\mathbf{E}$ 기반 전압, 저항, 전계, 전류 계산 원리 * 가변 도전율 매질 특성: 공간적 도전율 변화에 따른 적분 기반 저항, 전압, 전계, 전류, 컨덕턴스 계산 절차 * 다양한 기하 구조 적용: 원통, 평행판, 반구 등에서의 유효 단면적, 등가 저항, 좌표계별 문제 해결 전략 |
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[49강] 도체와 유전체(4)
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1:
12:
29
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전자기학 문제풀이: 도체, 유전체 및 영상전하
* **도체 및 유전체 해석**: 도전율 변화 매질 내 평행판·동심원통 저항·전류·전계 계산 및 옴의 법칙(미분형) 적용. * **영상전하법**: 완전 도체면 근처 점/선전하 문제 해결을 위한 전위·전계·표면전하밀도 도출 절차. * **전자기량 계산**: 다양한 좌표계에서 전계, 전위, 전속밀도, 전류밀도 등 핵심 전자기량의 벡터 표현 및 적분 계산. |
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[50강] 도체와 유전체(5)
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01
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전자기학 문제풀이: 도체와 유전체 (5)
• 영상법: 도체 근처 선전하, 쌍극자 문제를 영상 전하/쌍극자 배치로 해석하여 전위 및 표면전하밀도 계산 원리 습득. • 전하밀도 및 전위 분석: 영상 선전하밀도 적분으로 도체판 표면전하밀도를 유도하고, 영상 쌍극자 전위 공식을 통한 등전위면 도출. • 반도체 도전율: 전자/홀 이동도와 전하 농도를 이용한 $\sigma = q(n\mu_n+p\mu_p)$ 공식 기반 진성 반도체 전기적 특성 계산. |
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[51강] 도체와 유전체(6)
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1:
28:
24
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전자기학 문제풀이: 도체와 유전체
* 반도체 도전율 및 저항: 캐리어 농도, 이동도, 온도 의존성을 고려한 전기적 특성 계산 방법론 확립. * 유전체 분극, 전속밀도, 전계: 전기 감수율 및 비유전율 정의와 상호 관계 기반 정량적 분석 능력 함양. * 유전체 특수 구조 분석: 동축 도체, 혼합 재료, 원통형 경계 조건 적용을 통한 전위차 및 전계 유도. |
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[52강] 도체와 유전체(7)
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29:
49
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전자기학 문제풀이 51강: 도체와 유전체
• 도체 및 유전체 시스템 분석: 쿨롱 힘, 스프링 힘 평형 및 유전체 경계 조건(전계, 전속 밀도)을 통한 전자기장 문제 해결 • 다양한 좌표계 적용: 직각, 구, 원통 좌표계에서 경계 조건 활용 및 3차 방정식 수치 해법을 통한 전자기학 문제 풀이 • 정전 에너지 계산: 전계 밀도를 이용한 체적 적분으로 유전체 영역별 저장 에너지 분석 방법론 습득 |
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| 6장. 정전용량 | ||
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[53강] 정전용량(1)
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57:
52
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전자기학 문제풀이: 정전용량 (Capacitance)
• 커패시터 기본 원리: 동축/평행판 커패시터의 정전용량, 전계, 전속밀도, 전하량, 에너지 계산 공식 및 관계 학습 • 특성 변화 분석: 전원 연결 상태(V 일정/Q 일정)에 따른 유전체 변경 및 간격 변화 시 커패시터 물리량 변화 양상 비교 • 커패시터 설계 및 응용: 최대 CV 값 기준 유전체 선택 원리 및 복합 유전체 삽입 커패시터의 합성 정전용량 계산법 습득 |
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[54강] 정전용량(2)
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1:
09:
36
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전자기학 문제풀이: 정전용량(2)
* **유전율 변화 커패시터 분석**: z- 또는 $\rho$-의존 유전율을 갖는 평행판 및 동축 케이블의 전속 밀도 D, 전계 E, 전위 V, 정전용량 C 계산 및 특성 파악. * **정전용량 통합 계산**: 미소 정전용량의 직렬 및 병렬 통합 기법을 활용한 총 정전용량 도출 및 일관성 확인. * **동축 케이블 유전체 스페이서**: 등가 유전율을 이용한 단위 길이당 정전용량 변화율 분석 및 고정 전위 조건에서의 전계 분포 계산. |
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[55강] 정전용량(3)
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0:
56:
02
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전자기학 문제풀이: 정전용량 (3)
* 정전용량 계산: 다층 유전체 동축선로 및 격리 도체구의 전계·전위 분석을 통한 정전용량 도출. * 경계 조건 활용: 다층 유전체 구조에서 전속 밀도 연속성을 이용한 전계 및 전위 계산. * 영상법 적용: 평행 선전하 등전위면을 원통 도체로 해석하여 전위 및 정전용량 계산. |
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[56강] 정전용량(4)
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59:
18
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정전용량 문제풀이 및 이론 (4)
• 정전용량 계산: 상상전하법을 이용한 평행 도체 및 원통-도체판 시스템의 정전용량, 표면전하밀도 계산 원리 • RC 관계식: RC = ε/σ 유도 및 관계식 성립을 위한 매질의 균질성, 등방성, 선형성 조건 이해 • 동축 커패시터 정전용량: 곡선 정방형 도면과 정확한 공식을 활용한 정전용량 계산 및 비교 분석 |
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[57강] 정전용량(5)
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0:
59:
15
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전자기학 정전용량 문제풀이 (5)
• 전자기학 정전용량: 다양한 도체 배열(평행/동심원통, 직사각형 실린더 내 원통, 전송선로)의 정전용량 계산 원리 및 공식 적용 • 곡선정방형 도면 분석: $N_q, N_v$ 활용한 근사적 정전용량 계산법과 정확한 공식 비교 및 오차 분석 • 유전체 효과: 유전체 삽입(병렬/직렬)에 따른 정전용량 변화 및 최대화, 손실 유전체에서의 전하·전류 계산 ($R'C'=\epsilon/\sigma$) |
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[58강] 정전용량(6)
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07:
21
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전자기학 문제풀이: 정전용량(6)
• 포아송 및 라플라스 방정식: 전하 유무에 따른 전위계 분석, 체적 전하 밀도 및 전계 계산 • 구/직각좌표계 라플라시안: 전위 함수 유도 및 경계 조건 활용 미지 상수/함수 결정 • 총 전하량 계산: 가우스 법칙 기반 전속 밀도 면적분 적용 원리 및 절차 학습 |
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[59강] 정전용량(7)
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0:
52:
02
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전자기학 문제풀이: 정전용량 (7)
• 라플라스 및 푸아송 방정식: 도전율 매질 내 전위계 만족 증명, 단위구 내 체적 전하 밀도 및 총 전하량 계산에 활용. • 평행판 커패시터 분석: 균일 체적 전하 밀도 및 다층 유전체 환경에서 다양한 경계 조건에 따른 전위와 전계 계산. • 전자기학 경계 조건: 전위 연속성 및 전속 밀도 수직 성분 연속성을 적용하여 다층 유전체 시스템의 전위계 도출. |
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[60강] 정전용량(8)
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1:
12:
53
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전자기학 문제풀이: 정전용량 및 라플라스/포와송 방정식 적용
* 라플라스 및 포아송 방정식: 정전용량 시스템의 전위와 전계 도출을 위한 핵심 미분 방정식 원리 이해. * 경계 조건 활용: 접지, 전위 유한성, 연속성 등 물리적 경계 조건을 통한 미분 방정식 해의 적분 상수 결정 절차. * 라플라스 방정식 선형성 및 좌표계 적용: 해의 중첩 원리 이해와 구형/직교 좌표계에서의 문제 해결 분석. |
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[61강] 정전용량(9)
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1:
08:
49
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전자기학 문제풀이: 정전용량 (6장)
• 전자기학 전위/전계 계산: 구좌표계 및 원통좌표계에서 라플라스 방정식과 경계조건을 활용한 전위/전계 함수 도출. • 가변 유전율 환경: 유전율 변화 시 포아송 방정식 적용 조건인 전계와 유전율 변화 방향의 수직 관계 분석. • 동축원통도체 분석: 경계조건 기반 등전위면, 최대 전계, 비유전율 및 부분 유전체 충진 시 전하량 계산 절차. |
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[62강] 정전용량(10)
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1:
15:
32
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정전용량 문제풀이: 라플라스 방정식 및 경계조건 적용
• 라플라스 방정식 해법: 직각, 원통, 구 좌표계별 전위 함수 유도 및 경계 조건 적용으로 상수 결정 과정 이해. • 정전용량 계산: 원통형 도체판, 유전율 변화 평행판 커패시터의 전위, 전계, 전속 밀도, 전하량, 정전용량 연계 도출. • 전자기장 분석: 다양한 커패시터 구조에서 라플라스 방정식 기반 물리량(전위, 전계, 전속 밀도, 정전용량) 순차적 계산 절차 숙달. |
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[63강] 정전용량(11)
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1:
17:
48
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전자기학 문제풀이: 동심구 및 반구
• 전자기학 동심구·반구 문제풀이: 정전용량, 저항, 전위, 전계, 전류 개념 및 계산 절차 학습 • 라플라스 방정식·경계 조건: 구좌표계 기반 전위 분포, 최대 전계, 표면전하밀도 도출 과정 • 이중 유전체 시스템 분석: 상대 유전율, 전속밀도 연속성 및 저항의 물리적 조건 해석 원리 |
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[64강] 정전용량(12)
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1:
03:
14
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정전용량 문제풀이: 전위 및 전계 계산
• 정전용량 핵심 방정식: 전위와 전계 계산을 위한 포와송/라플라스 방정식 및 가우스 법칙 적용 • 경계조건 활용: 전위 및 전기장 연속성, 무한원점/특정 지점 값을 이용한 미지 상수 결정 및 등전위면 분석 • 구좌표계 전위 산출: 체적전하밀도 분포 구 내부/외부에서 절대 전위 계산 절차 확립 |
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| 7장. 정상자계 | ||
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[65강] 정상자계 (1)
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04:
55
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전자기학 정상자계 문제풀이
• 비오-사바르 법칙: 전류선소에 의한 자계 벡터를 외적 및 적분 과정을 통해 계산하는 핵심 원리 학습. • 중첩의 원리: 여러 전류선소에 의한 합성 자계를 각 전류원의 자계를 벡터적으로 합산하여 도출하는 방법론. • 정삼각형 전류 루프 자계: 유한 길이 도체 자계 공식과 대칭성을 활용하여 기하학적 전류 루프 중심의 자계를 효율적으로 계산. |
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[66강] 정상자계 (2)
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1:
13:
23
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정상자계 문제풀이 (2)
• 정상자계 H 계산: 비오-사바르 법칙과 앙페르 주회 법칙을 활용, 다양한 전류 분포(원형, 평행선소, 회전 원판)의 자계 H를 분석. • 헬름홀츠 코일: $h=a/2$ 조건에서 균일 자기장 형성 원리 및 두 원형 고리 자계 H 합성 과정 이해. • 벡터 해석 및 대칭성: 자계 H 유도 시 미소 전류 요소, 위치 벡터 외적, 적분, 대칭성을 통한 문제 해결 능력 강화. |
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[67강] 정상자계 (3)
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06:
47
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전자기학 문제풀이: 정상자계 (3)
• 비오사바르 법칙: 선/면적분 활용, 선소도체, 유한 전류소, 회전 구 등 다양한 전류 분포의 자계 H 계산. • 표면 전류 밀도 K 정의: 전하 밀도와 속도 관계 기반, 벡터 미적분 및 좌표계 변환으로 자계 H 유도. • 정상자계 계산 최적화: 대칭성 고려한 적분 범위 설정, 벡터 연산 간소화로 문제 해결 능력 강화. |
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[68강] 정상자계 (4)
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01:
36
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전자기학 문제풀이 (정상자계 4)
• 자계 계산 기본 원리: 회전 체적전하 구의 전류-자계 관계 및 비오-사바르 법칙을 이용한 중심 자계 분석. • 솔레노이드 자계 특성: 유한 및 무한 솔레노이드의 자계 공식 유도와 길이 변화에 따른 자계 수렴 이해. • 암페어 주회 법칙 응용: 균일 전류밀도 도체판의 중첩 원리를 통한 다중 전류원 자계 분포 계산. |
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[69강] 정상자계 (5)
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1:
06:
47
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**정상자계와 암페어 법칙 문제풀이**
* 암페어 주회 법칙: 정상자계 계산의 핵심 원리로, 시스템 대칭성을 활용하여 속이 빈 원통, 토로이드 등 다양한 기하학적 구조의 자기장 분포를 분석. * 자기장 분포 분석: 암페어 루프 설정과 표면전류밀도(K)를 통해 특정 영역(내부/외부)에서의 자기장 성분 및 총 전류(I)를 정량적으로 계산. * 자계 특성 및 표현: 속이 빈 도체 구조물은 내부에만 유효한 자기장을 가지며, 좌표계에 따른 자기장 벡터 표현이 문제 해결의 필수 요소. |
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[70강] 정상자계 (6)
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1:
20:
20
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전자기학 정상자계 문제풀이 (6)
• 정상자계 핵심 물리량: 전류 밀도(J)·전계(E)·자계(H) 계산 원리 및 상호 관계 학습 • 옴의 법칙(J=σE)·앙페르 법칙·컬 연산자(∇×H=J): 원통·구좌표계 적용 절차 및 문제 해결 • 다양한 도선(가변/이중 도전율): 자계 해석 및 저항(R) 도출 능력 함양 |
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[71강] 정상자계 (7)
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1:
07:
22
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전자기학 문제풀이: 정상자계 분석
• 전자기학 정상자계 분석: 앙페르 법칙 및 컬 연산자를 활용하여 자기장과 전류밀도 계산 원리 학습 • 비균일 전류밀도 및 회전체 상황에서 총 전류, 내부/외부 자기장, 도전율 도출 과정 이해 • $\nabla \times \mathbf{H} = \mathbf{J}$를 통한 결과 검증 및 원통/구 좌표계 활용 문제 해결 능력 함양 |
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[72강] 정상자계 (8)
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1:
20:
31
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전자기학 문제풀이: 정상자계 (8)
• 정상자계 분석: 비오-사바르 법칙을 활용, 무한 선소도체 배열의 자계 유도 및 면전류판 근사를 통한 비교. • 총 전류 도출: 암페어의 법칙(미분/적분형)을 적용, 주어진 자계세기($H$)의 표면적분 및 폐곡선적분으로 전류 계산. • 스토크스 정리 응용: 원통 좌표계에서 자계($H$)의 컬 연산을 통해 면적분을 경계 선적분으로 변환하여 유효성 검증. |
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[73강] 정상자계 (9)
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1:
18:
09
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전자기학 문제풀이: 정상자계 (9)
• 암페어 주회 적분 법칙 및 스토크스 정리: 전류와 자계의 관계를 규명하고, 컬(∇×H)을 통한 전류밀도(J) 계산 및 선/면 적분으로 검증. • 좌표계별 자계 및 전류밀도 적용: 직각 및 구좌표계에서 암페어 법칙과 스토크스 정리를 활용하여 자계(H)와 전류밀도(J)를 계산하고 분석. • 도체 내부/외부 자계 특성: 전류 분포에 따른 자계세기(H), 자속밀도(B), 전류밀도(J) 분석 및 ∇×H = J 관계 이해. |
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[74강] 정상자계 (10)
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1:
14:
30
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전자기학 문제풀이 (정상자계 10)
* 정상자계 핵심 개념: 전계(E), 전류 밀도(J), 자계(H), 자속 밀도(B), 총 자속(Φ) 간의 상호 관계 및 계산 절차 학습. * 암페어 주회 적분 법칙: 도체, 원통 껍질, 토로이드 등 다양한 구조에서 자계(H) 및 총 자속(Φ) 계산에 적용. * 벡터 미적분 원리: 스칼라 포텐셜 경도의 벡터 회전($\nabla \times (\nabla G)$)이 0임을 증명하며 기본 벡터 항등식 이해. |
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[75강] 정상자계 (11)
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1:
02:
48
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전자기학 문제풀이: 정상자계 및 전자기 포텐셜
• 정상자계 원리: 암페어의 주회 적분 법칙을 이용한 자기장(H) 및 자속 밀도(B), 총 자속(Φ) 계산. • 자기 포텐셜 개념: 자기 스칼라 포텐셜(Vm)과 자기 벡터 포텐셜(A)의 정의 및 H, B와의 관계(∇ 연산). • 전자기 현상 분석: 다양한 도체 배열(전류판, 토로이드 등)에 벡터 연산 적용, 자유 공간 및 경계 조건 활용. |
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[76강] 정상자계 (12)
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0:
46:
38
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전자기학 정상자계 문제풀이
• 벡터 자위 $\mathbf{A}$: 미소 전류 루프의 자계 강도 $\mathbf{H}$ 유도 과정 및 $\nabla \times \mathbf{A} = \mathbf{B}$ 관계 적용 원리 • 평면 전류판 자계: 자계 강도 $\mathbf{H}$, 자기 스칼라 포텐셜 $V_m$, 자속 밀도 $\mathbf{B}$, 벡터 자위 $\mathbf{A}$ 계산 절차 및 상호 관계 분석 • 스토크스 정리: 벡터 자위의 선적분과 자속의 면적분($ \oint \mathbf{A} \cdot d\mathbf{L} = \iint \mathbf{B} \cdot d\mathbf{S} $) 증명 원리 및 전자기학 핵심 연산 활용 |
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[77강] 정상자계 (13)
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1:
25:
36
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전자기학 정상자계 문제풀이 (13)
• 벡터 전위와 자속 밀도: 동축선로 및 솔레노이드 정상자계에서 암페어 법칙과 스토크스 정리 활용 자계 분석 및 계산 • 벡터 항등식 증명: 그래디언트·컬·다이버전스·벡터 라플라시안 연산을 통한 주요 항등식의 수학적 전개 및 좌표계 적용 • 복잡한 정상자계 계산: 동축선로 외부 도체와 같은 특정 영역에서 전류 밀도, 자계, 자속 밀도, 벡터 자위 순차적 계산 및 적분 상수 결정 |
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| 8장. 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 | ||
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[78강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (1)
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0:
55:
18
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전자기학 문제풀이: 자기력과 전하의 운동
* 전하의 동역학: 전기장 및 자기장 내 전하가 받는 로렌츠 힘과 뉴턴의 운동 법칙을 적용하여 위치, 속도, 운동 에너지 변화 분석. * 로렌츠 힘 계산: 전기력 $q\mathbf{E}$와 자기력 $q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})$를 벡터 합산하여 전하의 총 힘 및 가속도 방향 도출. * 사이클로트론 주파수: 균일 자기장 내 전하의 원형 궤도 운동 원리 및 궤도 반경과 무관한 각속도, 주기 유도. |
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[79강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (2)
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원통 껍질 자기력 및 도체 띠 간의 힘 계산
* 자기장 상호작용: 원통 껍질 회전력, 도체 띠 간 인력 및 반발력의 계산 원리 학습 * 벡터 미적분 및 전자기학 법칙: 자기장 유도와 전류소에 작용하는 힘을 정량적으로 분석 * 테일러 급수 활용 근사식: 도체 띠 사이 힘의 복잡한 물리 현상을 수학적으로 단순화하여 유도 |
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[80강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (3)
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전자기학 문제풀이: 자기력과 자성체 및 인덕턴스 (3)
• 자기력 계산: 전류 도체 간 자기장 유도 및 로렌츠 힘을 이용한 힘의 크기와 방향 분석. • 자기장 법칙 및 힘의 종류: 앙페르/비오-사바르 법칙으로 자기장을 구하고, 평행 전류 도체 간 인력 및 반발력 결정. • 문제 해결 전략: 대칭성 및 근사 조건 활용으로 계산 효율 증대 및 전류 방향에 따른 자기력 예측. |
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[81강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (3)
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전자기학 문제풀이: 자기력과 자성체, 인덕턴스 (4)
* **자기력 및 회전력 계산:** 비오-사바르 법칙과 로렌츠 힘을 적용하여 무한/유한 전류선소 및 솔레노이드에 작용하는 자기력과 회전력 산출. * **자속 밀도 및 벡터 연산:** 자속 밀도($\mathbf{B}$) 도출, 미소 자기력($d\mathbf{F}$)과 회전력($d\mathbf{T}$)을 벡터 곱으로 계산하고 적분하여 총 힘 및 회전력 결정. * **전자기 문제 해결 기법:** 좌표계 변환, 위치/미소 길이 벡터의 정확한 정의 및 특수 함수 적분을 통한 복잡한 전자기학 문제풀이 최적화. |
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[82강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (4)
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전자기학 문제풀이: 자기력, 자성체, 인덕턴스 (5)
• 전자 궤도 운동: 자기 쌍극자 모멘트와 자기장에 의한 회전력 유도, 쿨롱 힘 및 원심력 평형을 통한 전자의 각속도 도출. • 외부 자기장 영향: 전자의 각속도 및 궤도 모멘트 감소율 분석. • 전류 루프 회전력: 균일 및 불균일 자기장에서 정방형 루프에 작용하는 벡터 회전력 계산 방법론 습득. |
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[83강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (5)
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자기력 및 자성체 인덕턴스 응용 문제풀이
• 자성체 내 자계 관련량: 자계 세기(H), 자속 밀도(B), 자화(M) 및 투자율(μ), 자화율(χ_m) 간의 정의와 상호 관계식 분석. • 자기장 해석 방법: 암페어 주회 법칙 기반 자유 전류(J)와 속박 전류(J_B) 밀도로부터 자계(H), 자속 밀도(B), 자화(M) 계산. • 자성체 구조 분석: 원통형 선 및 동축선로와 같은 다층 자성체 구조 내 자계 관련량 변화 이해 및 응용 문제 해결. |
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[84강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (6)
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전자기학 문제풀이: 자기력, 자성체, 인덕턴스
• 전자기학 자기장 분석: 불균일 자성체 및 동축 도선 내 자계($\vec{H}$)와 자속 밀도($\vec{B}$) 계산 원리 학습. • 솔레노이드 자기 선속: 비투자율 변화에 따른 내부 자속 밀도 분포 및 총 자기 선속 조건(분할) 결정. • 매질 경계면 자계: 법선 자속 밀도와 접선 자계의 연속성 경계 조건 적용 및 자계 성분, 입사/굴절 각도 분석. |
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[85강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (7)
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전자기학 문제풀이: 자기력, 자성체, 인덕턴스
• 전자기학 문제풀이: 자기회로 분석, 자기저항 및 기자력을 활용한 자속·자속밀도 계산. • 인덕턴스 개념: 암페어 주회 법칙 및 적분을 통한 자기인덕턴스, 상호인덕턴스 도출. • 자성체 특성: 자화곡선을 이용한 비선형 자성체 해석 및 공극이 자속에 미치는 영향 분석. |
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[86강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (8)
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전자기학 문제풀이: 자기 에너지 및 인덕턴스 계산
• 자기장 및 자속 밀도 계산: 동축선로, 토로이드 등 주요 구조에서 암페어 회로 법칙을 적용, 자기장(H) 및 자속 밀도(B) 도출. • 자기에너지 산출: 자기장(H) 기반 에너지 밀도($w_m$)를 체적 적분하여 저장된 총 자기에너지($W_m$) 계산. • 인덕턴스 유도: 자기에너지($W_m$) 또는 총 자속(Φ)과 전류(I) 관계식을 활용, 인덕턴스(L) 결정. |
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[87강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (9)
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전자기학: 토로이드, 도체판, 동축선로, 사각코일 인덕턴스 계산
• 인덕턴스 계산 절차: 앙페르 법칙으로 자계(H)를 도출하고, 자속 밀도(B)와 총 자속(Φ)을 계산하여 인덕턴스 값을 결정. • 자기/상호 인덕턴스: $L=N\Phi/I$ 관계식 또는 자기 에너지법을 활용, 토로이드, 도체판, 동축선로 등 다양한 구조물의 인덕턴스 도출. • 매질 및 기하학적 변화: 다중 유전체 투자율과 코일 위치 등 기하학적 구조 변화에 따른 자속 쇄교 및 인덕턴스 분석. |
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[88강] 자기력과 자성체, 그리고 인덕턴스 (10)
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전자기학 문제풀이: 자기력, 자성체 및 인덕턴스
• 인덕턴스 계산 원리: 원형링 상호 인덕턴스, 원통형 도선 내부 및 2선식 전송선로 외부 인덕턴스를 자기장·자속·에너지 관계식으로 유도. • 2선식 전송선로 인덕턴스 근사: 외부 인덕턴스 근사식 도출 및 근사 조건(d >> a)에 따른 타당성 분석. • 자화된 매질의 자위 방정식: 스칼라 및 벡터 자위 정의를 활용하여 포아송/라플라스 방정식 유도 및 등가 자하/전류밀도 관계 증명. |
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| 9장. 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 | ||
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[89강] 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (1)
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전자기학 문제풀이: 시변 전자계와 맥스웰 방정식
• 패러데이 유도 법칙: 시변 자기장 및 도체 운동에 따른 유도기전력(emf) 및 유도전류($I$) 계산 원리 • 자속($\Phi$) 계산: 다양한 기하학적 형태와 시공간적 자기장 변화에 대한 면적분 $\int \vec{B} \cdot d\vec{S}$ 및 시간 미분 절차 • 맥스웰 방정식 응용: 회전 루프 벡터 해석, 렌츠의 법칙을 통한 전류 방향 결정 및 교류 신호 실효치(RMS) 이해 |
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[90강] 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (2)
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전자기학 문제풀이: 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식
• 패러데이 법칙과 맥스웰 방정식: 시간에 따른 전자기장 변화로 유도 기전력 및 전류 계산 원리 학습. • 유도 기전력 및 전류: 자속 변화 및 도체 이동에 따른 발생 원리와 렌츠의 법칙 적용 방법. • 전도 및 변위 전류밀도: 매질 특성 및 전계 형태별 진폭 비 분석과 저항성 전력 계산. |
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[91강] 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (3)
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전자기학 맥스웰 방정식 문제풀이
• 맥스웰 방정식 응용: 동축선로 전도·변위 전류 계산, 자유공간 전자기장($E$, $H$, 파수 $k_0$) 분석 및 유도 원리 학습. • 맥스웰 방정식 심화: 특정 조건($E=0, H=0$)에서의 물리적 의미 해석 및 전하 보존 법칙인 연속방정식($\nabla \cdot J + \partial \rho_v / \partial t = 0$) 유도 이해. • 전자기학 문제 해결: 벡터 미분 연산자(curl, divergence) 및 구형, 원통형 좌표계 적용 능력 강화. |
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[92강] 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (4)
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전자기학 문제풀이: 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (4)
• 맥스웰 방정식: 시간에 따라 변하는 전자기장 분석 및 전계·자계의 상호 관계 규명. • 전자기장 계산 절차: 컬 연산, 패러데이·맥스웰-앙페르 법칙을 활용한 미지수 및 물리량 도출. • 변위전류와 좌표계: 변위전류 밀도·총 변위전류 계산 및 원통 좌표계 컬 연산 적용. |
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[93강] 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (5)
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05
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전자기장 및 맥스웰 방정식 문제풀이 (5)
• 전자기 기본 법칙: 맥스웰 방정식을 통한 시간 의존성 분석, 정상자계 조건 및 벡터 자위를 활용한 암페어 주회법칙과 페러데이 법칙 유도. • 전자기 파동 방정식: 무전원 매질에서 맥스웰 방정식을 기반으로 전계 2차 편미분 방정식을 유도하고 파동 해를 검증. • 벡터자위 계산: 평행 전송선로 내 주어진 전계로부터 맥스웰 방정식을 활용하여 벡터 자위 도출 방법론 숙달. |
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[94강] 시간에 따라 변하는 전자계와 맥스웰 방정식 (6)
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전자기학 시변 전자계 맥스웰 방정식 문제풀이 (6)
* 벡터 자위 및 지연 전위/벡터 자위: 시변 전자기장($\mathbf{E}, \mathbf{H}, \mathbf{B}, \mathbf{D}, V$) 계산 및 파수 도출 절차 분석. * 로렌츠 게이지 조건: 지연 전위와 지연 벡터 자위의 조건 만족 확인 및 자유 공간 맥스웰 방정식 유효성 검증. * 맥스웰 방정식 쌍대 원리: 무전하 매질에서 $\epsilon \leftrightarrow \mu, \mathbf{E} \leftrightarrow -\mathbf{H}$ 변환 시 방정식의 불변성 분석 및 회로 이론 확장. |
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| 10장. 전송선로 | ||
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[95강] 전송선로 (1)
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전송선로 문제풀이 요약 (1)
• 전송선로 파라미터 계산: 선로정수(R,L,G,C) 기반 전파상수(γ), 특성 임피던스(Z₀) 도출 및 복소수 위상 처리 • 전송선로 파동 분석: 무손실/손실 선로에서의 파동 진행 방향, 반사, 정재파 현상 및 가우시안 펄스 에너지 계산 • 합성 파동 및 전력: 복수의 전압파 합성, 순간 전류파 표현 및 손실 선로에서의 평균 전력(P_avg) 계산 원리 |
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[96강] 전송선로 (2)
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전송선로 이론 및 문제풀이: 손실, 반사, 임피던스 정합
• 전송선로 손실 및 반사: 감쇠정수, 반사계수 기반 전력 손실·수신·반사 전력 계산 원리 및 절차. • 임피던스 정합: 1/4 파장 변환기를 활용한 정합 원리, 주파수 변화 영향 및 정재파비(VSWR) 분석. • 전압 파동식 분석 및 단위: 복소수 전압 파동식 합성 및 실수 변환, dB/Neper/dBm 등 전력 단위 변환 적용. |
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[97강] 전송선로 (3)
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20
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전자기학 전송선로 문제풀이
• 최대 전력 전달 조건: 입력 임피던스 정합과 선로 길이 계산을 통한 전력 효율 최적화 원리 분석. • 전송선로 특성: 표피효과에 따른 손실, 무손실 선로의 입력 임피던스 및 주파수별 동작 특성 분석. • 임피던스 변환: 4분의 1 파장 변환기 활용 및 전압 파동 이론 기반 출력 전압, 소모 전력 계산. |
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[98강] 전송선로 (4)
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21:
52
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전자기학 문제풀이: 전송선로 (4)
* 전송선로 파라미터: 특성 임피던스($Z_0$), 위상 속도($v_p$), 위상 상수($\beta$) 계산 및 $\lambda/4$ 선로 입력 임피던스 분석 * 전송선로 입력 임피던스: 복소 부하, 단락 선로, 주파수 변화에 따른 임피던스 변화 계산 * 평균 전력 및 정재파비(SWR): 병렬 회로에서의 부하 전력, 반사 계수를 활용한 SWR 계산 절차 및 유의점 |
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[99강] 전송선로 (5)
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18:
47
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전송선로 문제풀이 (5) 및 스미스 도표 활용
* **전송선로 파라미터 계산**: 정재파비(SWR)·반사 계수($\Gamma$)·입력 임피던스($Z_{in}$)·전류·전력 등 전송선로 핵심 파라미터의 정의와 계산 절차 학습. * **스미스 도표 기본 활용**: 정규화된 임피던스 변환, VSWR 원, WTG/WTL 스케일 등 스미스 도표 구조를 이용한 미지 임피던스 및 반사 계수 분석. * **스미스 도표 응용**: 완전 저항 입력 임피던스, 최대/최소 전압점 등 특정 조건을 만족하는 최단거리 계산 및 선로 길이 변화에 따른 임피던스 궤적 파악. |
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[100강] 전송선로 (6)
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12:
55
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전송선로 문제풀이 6
• 전송선로 파라미터 계산: 스미스 도표를 활용하여 임피던스, 어드미턴스, 정재파비 등 핵심 파라미터 도출 • 정규화 임피던스/어드미턴스 분석: 스미스 도표의 부하/발생기 방향 이동 및 최소/최대 전압점 관계를 통해 파라미터 산출 • 정재파(Standing Wave) 특성: 반사계수를 이용한 전압 분포 계산 및 단락 조건에서의 파장 결정 원리 |
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[101강] 전송선로 (7)
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10:
43
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전자기학 문제풀이: 전송선로 정합 및 분석
• 전송선로 임피던스 정합: 스미스 차트로 복소 임피던스 및 어드미턴스를 분석하여 반사파 제거와 정재파비 1을 달성. • 스터브 정합 설계: 단락/개방 스터브의 직렬/병렬 연결법을 통해 최단 임피던스 정합 길이 및 커패시턴스를 산출. • 전압/전류 반사 분석: 반사 계수 및 반사 다이어그램을 활용하여 전송선로의 과도 응답과 부하에서의 전압/전류를 분석. |
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[102강] 전송선로 (8)
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1:
13:
30
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전송선로 문제풀이: 전압 및 전류 파형 분석
• 전송선로 파형 분석: 전압 반사 다이어그램 활용, 다양한 부하 및 전원 조건에서의 전압 및 전류 파형 변화 해석 • 반사 계수($\Gamma_L, \Gamma_g$): 특성 임피던스와 부하/전원 저항 기반 계산, 파형 진행 및 중첩 예측 핵심 • 동적 전송선로 해석: 스위치 개폐 및 초기 충전 시 전압파 생성, 진행, 중첩 및 정상 상태 수렴 과정 분석 |
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| 11장. 균일 평면파 | ||
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[103강] 균일 평면파 (1)
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01:
37
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전자기학 문제풀이: 균일 평면파
• 균일 평면파 기본 개념: 벡터 헬름홀츠 방정식 해 검증 및 위상 속도, 파장 등 핵심 파라미터 정의. • 매질별 파동 전파 분석: 무손실 매질, 자유 공간에서 전계, 자계, 포인팅 벡터 및 안테나 파장 계산. • 정재파 및 복합 파동: 역방향 전파파 중첩을 통한 전력 밀도 분포 및 군속도 유도. |
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[104강] 균일 평면파 (2)
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09:
07
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전자기학 문제풀이: 균일 평면파 심화 (2)
• 균일 평면파 특성: 전파 방향, 편파 분석, 고유 임피던스, 시평균 포인팅 벡터 계산 및 감쇠·투과 깊이 관계 이해. • 구좌표계 전자기파: 자계, 포인팅 벡터, 평균 전력 계산 및 $E_0(R)$ 함수와의 관계 도출. • 불균일 평면파(Evanescent Wave): 맥스웰 방정식을 이용한 자계 성분 도출 및 분산 관계식 유도. |
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[105강] 균일 평면파 (3)
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41
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균일 평면파의 매질 특성 및 포인팅 벡터 분석
• 균일 평면파 전파 특성 분석: 고유 임피던스 및 자계로부터 전계, 시간 평균 포인팅 벡터 도출 방법론 이해. • 매질 특성 분류 및 파동 상수 계산: 손실 탄젠트를 이용한 좋은 전도체·유전체 구분, 감쇠·위상 상수, 고유 임피던스, 6dB 물질 두께 산출. • 복소 전파 상수 및 고유 임피던스 역산: 주어진 파동 상수로부터 매질의 투자율, 유전율 실·허수부 도출 절차. |
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[106강] 균일 평면파 (4)
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12:
33
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균일 평면파 문제 풀이 (전도체 및 유전체 특성 분석)
• 균일 평면파 전파 분석: 다양한 매질(전도체, 유전체) 특성 기반 감쇠상수, 위상상수, 파장 등 전파량 계산 • 매질 특성 분류: 손실 기준 매질(양도체, 유전체) 구분과 감쇠상수, 위상상수, 표피 깊이, 전파 거리 산출 • 포인팅 정리: 전도 매질 내 균일 평면파의 단위 체적당 시간 평균 전력 손실 유도 및 확인 |
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[107강] 균일 평면파 (5)
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0:
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49
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전자기학: 균일 평면파 및 포인팅 정리 문제풀이
• 전자기장 분석: DC 전압 도선 내 전계, 자계, 포인팅 벡터 계산 및 포인팅 정리의 에너지 보존 검증. • 균일 평면파 특성: 좋은 유전체 매질에서 파동 감쇠, 위상 상수, 유전율, 고유 임피던스 해석. • 전력 계산: 페이저 자계 활용 및 시간 평균 포인팅 전력을 통한 특정 면적 입사 전력 산출. |
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[108강] 균일 평면파 (6)
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09:
21
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전자기학 문제풀이 (균일 평면파)
* 전자기장 분석: 맥스웰 방정식, 암페어 법칙을 활용하여 동축 실린더 및 전도성 파이프 내외부의 전계(E)·자계(H) 분포 및 파동 특성 분석. * 에너지 전달 계산: 유전체, 도체, 공기 매질에서 시간 평균 포인팅 벡터 및 단면적을 통한 총 평균 전력 계산 원리 학습. * 원통 좌표계 적용: 다양한 매질의 전자기적 특성(유전율, 투자율, 전도율)을 반영한 전자기장 및 전류 밀도 정량적 해석. |
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[109강] 균일 평면파 (7)
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02:
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전자기학 문제풀이: 균일 평면파
• 표피 두께($\delta$): $\delta=1/\sqrt{\pi f \mu \sigma}$ 정의 및 주파수, 도전율, 투자율에 따른 도체 전류 분포와 AC 저항 계산 원리. • 도체 단위 길이당 저항: 동축 및 파이프형 도체의 DC/AC 주파수별 저항($R'$) 계산 절차와 표피 효과 적용. • 전송선로 전파 상수: 양호 도체 전계 감쇠($\alpha=\beta=1/\delta$), 투과 깊이($\delta$), 동축선로 R'L'C' 기반 전파 상수($\gamma=\alpha+j\beta$) 도출. |
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[110강] 균일 평면파 (8)
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58:
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전자기학 문제풀이: 균일 평면파
• 균일 평면파 기본 특성: 매질(양도체, 유전체)별 감쇠 상수, 파장, 위상 속도 계산 및 전파 거동 분석. • 전자기파 편파 분석: 자유공간 및 이방성 매질 내 선형, 원형 편파 정의와 조건 도출. • 자계 및 평균 전력밀도 유도: 전계 페이저를 활용한 자계 유도 및 포인팅 벡터를 통한 파의 에너지 전송률 계산. |
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[111강] 균일 평면파 (8)
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0:
42:
00
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균일 평면파 문제풀이: 비등방 매질 및 편파
• 비등방 매질 편파 분석: 균일 평면파의 원형/선형 편파 조건 이해 및 매질 길이, 위상차 계산. • 복소수 고유 임피던스: 자기장($H_s$)과 시평균 전력 밀도($S_{avg}$) 계산 절차 및 공식 적용. • 타원 편파 선형 변환: 타원 편파를 선형 편파로 만들기 위한 위상 천이 조건($\delta$) 제시. |
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| 12장. 평면파 반사와 분산 | ||
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[112강] 평면파 반사와 분산 (1)
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1:
10:
17
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평면파 반사 및 분산 문제 풀이
• 평면파 경계면 거동: 매질별 고유 임피던스 차이에 따른 반사 및 투과 현상 분석 • 반사 및 투과 계수: 양도체, 유전체, 손실 매질의 전도율, 유전율, 투자율을 활용한 전력 분배 계산 • 손실 매질의 감쇠 현상: 감쇠 상수 계산 및 전력 밀도 감소를 dB 단위로 해석하는 원리 이해 |
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[113강] 평면파 반사와 분산 (2)
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1:
11:
32
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전자기학 문제풀이: 평면파 반사와 분산 (2)
* 평면파 전자기 특성: 동작 주파수, 고유 임피던스, 반사계수 계산 원리 이해. * 다층 매질 분석: 입력 임피던스를 이용한 정재파비(SWR) 및 최대 전계 위치 산출. * 손실 매질 전력 손실: 감쇠율과 반사계수를 고려한 총 손실(dB) 계산 및 왕복 이동 효과 분석. |
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[114강] 평면파 반사와 분산 (3)
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09:
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평면파 반사 및 분산 문제풀이
• 평면파 반사/투과 현상: 다양한 매질 경계면에서 고유 임피던스, 반사 계수, 정재파비를 이용한 전력 비 및 매질 특성(유전율, 손실 탄젠트) 분석. • 전자기파 파라미터 계산: 파장, 주파수, 전계 위치를 활용하여 미지 물질의 고유 임피던스 및 비유전율($\epsilon_r'$) 도출 절차 이해. • 편광 및 주파수 영향 분석: 평면파의 경계면 반사 및 투과 시 발생하는 편광(좌/우선원) 변화와 주파수 증감에 따른 전력 분율 변화 원리 파악. |
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[115강] 평면파 반사와 분산 (4)
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55:
46
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평면파 반사 및 분산 문제풀이
• **평면파 반사 기본:** 완전도체에 수직 입사하는 좌선원편파의 총 전계(페이저/순시) 및 정재파/원형 편광 특성 분석. • **다층 유전체 파동 제어:** 재귀반사 프리즘 설계, $\lambda/4$ 반사방지 코팅, 완전 투과 및 전력 투과율 계산 원리 학습. • **매질 경계 조건 활용:** 전반사, 임피던스 정합, 반사계수 개념을 통한 굴절률 및 입력 임피던스 관계 도출. |
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[116강] 평면파 반사와 분산 (5)
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평면파 반사 및 다층 매질 문제 풀이
• 평면파 반사 위상천이: 완전 도체 유리판 두께($\lambda/2, \lambda/4$)에 따른 입력 임피던스 및 반사 계수 계산을 통한 위상 변화 원리 이해. • 다층 슬래브 파동 전달/반사: 반파장 공극 조건의 완전 전달 및 1/4 파장 변환기 원리를 활용한 최대 반사 스택 구조 분석. • 손실 매질 평면파 전력비: 양호한 도체(해수)에서 스넬의 법칙, 고유 임피던스 계산을 통해 S/P 편파별 반사 및 투과 전력비 비교. |
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[117강] 평면파 반사와 분산 (6)
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전자기학 평면파 반사와 분산 문제풀이
* **브뤼스터 각 (Brewster's Angle)**: p-편파 반사파 소멸 원리 및 $\tan\theta_B = n_2/n_1$ 공식을 활용하여 편파 필터링과 브뤼스터 프리즘 설계. * **전반사 및 임계각 (Total Internal Reflection & Critical Angle)**: 빛이 고밀도에서 저밀도 매질로 입사 시 발생하는 현상으로, $\sin\theta_c = n_2/n_1$을 이용해 유전체 도파관 내 빛 가둠 조건 및 수치 개구(NA) 계산. * **편파 및 광학 소자 설계**: 우현형 편파의 경계면 반응 분석 및 브뤼스터 각·임계각 복합 조건을 통한 굴절률 관계 도출로 전자기파 특성 이해. |
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[118강] 평면파 반사와 분산 (7)
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전자기학 평면파 반사 및 분산 문제 풀이
* 전자기학 평면파 반사/투과: 브루스터 각·임계각을 활용한 s/p-편파 빛의 삽입 손실, 무반사 방향 전환 설계 원리 분석. * 양도체 전자파 특성: 군속도·위상속도 비율 계산 및 굴절률의 파장 의존성에 따른 군지연·2차 분산항($\beta_2$) 도출. * 광 펄스 분산: 2차 분산항이 펄스 넓어짐에 미치는 영향 분석 및 분산 보상을 통한 펄스 왜곡 제어 방법론 제시. |
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| 13장. 유도파 | ||
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[119강] 유도파 (1)
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전자기학 유도파 문제풀이 (1)
• 전송선로 파라미터: 동축선로 및 평행 2선 전송선로의 특성 임피던스, RLGC 파라미터 계산 및 도체 반경 결정 원리. • RLCG 계산 핵심 요소: 표피 두께 활용 저항(R) 계산 및 손실 탄젠트를 통한 컨덕턴스(G) 산출 절차. • 도전율 적용 구분: 도체 도전율과 유전체 도전율을 구분하여 R, G 파라미터에 적용하는 방법론. |
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[120강] 유도파 (2)
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전자기학 유도파 전송선로 문제풀이
* **전송선로 기본 파라미터**: 2선, 동축, 스트립 선로의 특성 임피던스($Z_0$), 위상 속도($v_p$), 감쇠 상수($\alpha$) 등 핵심 파라미터 계산 원리 및 적용. * **전송선로 성능 최적화**: 동축 전송선로에서 표피 효과 손실 최소화 및 최대 전력 전달 조건을 위한 기하학적 구조(b/a) 분석. * **유전체 특성 및 무왜곡 조건**: 절연체 유전상수($\epsilon_r'$)와 유전체 손실 탄젠트($\tan \delta$) 계산 및 무왜곡 조건($RC=GL$)을 통한 전송선로 성능 분석. |
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[121강] 유도파 (3)
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전자기학 문제풀이: 유도파 (3)
* 전송 선로 치수 결정: 2선로, 평판, 동축 선로의 특성 임피던스 및 최대 크기 조건에 따른 기하학적 치수 도출 원리. * 마이크로스트립 라인 파라미터: 실효 유전율($\epsilon_{r,eff}$) 및 폭-두께 비율($w/d$) 계산 공식 적용 및 특성 분석. * 선로 접합부 전력 손실: 임피던스 부정합에 따른 반사 계수($\Gamma$)와 dB 단위 전력 손실 계산 절차. |
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[122강] 유도파 (4)
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평행판 도파관 모드 및 전파 특성 분석
• 평행판 도파관 모드 전파: TE, TM, TEM 모드의 차단 주파수/파장 및 전파 가능 조건 분석 • 전파 특성 계산: 도파관 매질(n, $\epsilon_r'$, d)과 모드 수(m)에 따른 군속도, 군지연 차이 계산 • 유전체 경계면 무반사 전파: 브루스터 각 조건 활용, 단일 TM 모드의 반사 손실 없는 전파 주파수 결정 |
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[123강] 유도파 (5)
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전자기학 유도파 문제풀이
• **도파로 전파 특성**: 경계면 전반사 현상, 차폐 주파수 및 단일 모드 동작 조건을 통해 도파로의 모드 특성과 전파 환경 분석. • **도파로 설계 및 전자기장**: 특정 주파수 동작을 위한 도파관 크기 설계 및 TE11 모드 스트림라인 방정식 유도. • **전력 전달 분석**: TE10 모드 평균 전력 밀도 및 전송 전력 유도를 통한 도파로 내 파동 에너지 전달 이해. |
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[124강] 유도파 (6)
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전자기학 유도파 및 광섬유 문제풀이
• 전자기파 분산 특성: 그룹분산 파라미터 유도, 펄스 확장 분석 및 제어를 통한 도파로 성능 최적화 원리 이해. • 슬래브 도파로 전파: 모드 수, 단일모드 조건, 위상 속도, 앙각 계산을 통한 도파관 구조 및 파동 거동 분석. • 광섬유 단일모드 설계: 코어 및 모드계 반경, 차단 파장, V-수 관계를 활용한 광섬유 성능 예측 및 최적화. |
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| 14장. 전자기방사와 안테나 | ||
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[125강] 전자기방사와 안테나 (1)
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전자기방사와 안테나 문제풀이 핵심 요약
• 짧은 다이폴 안테나: 전계 순시 방향, 방사 전력 비 계산 및 구/직각 좌표계 변환 과정 학습. • 복사 패턴: 전계 및 전력 밀도의 반감 궤적을 이용한 방사 특성 시각화 원리 이해. • 다중 안테나 시스템: 각 안테나 전계 기여도 분석 및 중첩 원리를 통한 총 전계 계산 방법론 적용. |
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[126강] 전자기방사와 안테나 (2)
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전자기 방사와 안테나 문제풀이
* 전자기 방사 및 안테나 기초: 헤르츠 다이폴 근접장/원거리장 전계·자계 특성 분석, 포인팅 벡터를 통한 전력 밀도 계산 원리 이해. * 복사 저항 계산: 짧은 전류소의 균일·선형·계단형 전류 분포에 따른 복사 저항 산출 및 안테나 성능 평가 방법 학습. * 다이폴 안테나 비교 및 설계: 자기 다이폴·헤르츠 다이폴 방사 전력 관계 분석, 선형 전류 분포 안테나 최대 전류 계산으로 안테나 설계 이해. |
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[127강] 전자기방사와 안테나 (3)
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전자기 방사 및 안테나 문제풀이: 주요 개념 및 계산
• 안테나 기본 원리: E평면 시위 길이, 모노폴/다이폴 안테나의 전류 분포, 복사 전력, 방사 저항 등 핵심 파라미터 계산. • 안테나 성능 분석: 다이폴 안테나 E평면 패턴 영점, 지향성, 반전력 빔폭, 주엽/부엽 세기비 정의 및 해석. • 전자기장 해석 기법: 짧은 전류소의 복사계 위상 변화 분석 및 중첩 원리를 이용한 다중 소스 필드 계산. |
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[128강] 전자기방사와 안테나 (4)
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전자기방사와 안테나 문제풀이 (4)
• 다이폴 안테나: E-평면 방사 특성 분석, 부엽 레벨, 최대 지향성 계산 및 방사/수신 전력 산출. • 반파장 및 전파장 다이폴 안테나: 방사 저항을 통한 총 방사 전력과 특정 개구면에서의 수신 전력 계산. • 2소자 다이폴 배열: 상대적 전류 위상 및 소자 간격 설계를 통한 방사 패턴 분석, null 및 최대값 발생 지점 예측. |
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[129강] 전자기방사와 안테나 (5)
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전자기 방사와 안테나 문제풀이 (5)
• 엔드파이어 배열: 주파수 및 전류 위상 변화에 따른 최대 방사 방향과 전면-후면 비(FBR) 분석. • 교차 다이폴 안테나: 방사 전계 편파 특성 및 특정 편파 생성을 위한 상대 위상 조건 결정. • 선형 배열: 소자 개수·간격 최적화를 통한 최대 방사 위상, 전면-후면 비, 상대 방사 세기 계산. |
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[130강] 전자기방사와 안테나 (5)
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전자기 방사 및 안테나 문제풀이
• 안테나 배열 지향성: 엔드파이어 및 브로드사이드 배열의 소자 간격, 소자 수 기반 한센-우드야드 조건 및 빔 폭 계산 원리 학습 • 전력 전달 및 수신: 프리스 전송 방정식과 상호 임피던스 대칭성을 활용한 송수신 전력 효율 분석 및 계산법 이해 • 반파장 다이폴 안테나 특성: 최대 유효면적, 지향성, 전류 크기 간 관계 및 최적 수신 조건 분석 |
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백주기 교수님
전자기학(전기자기학) 문제풀이 통합과정
