
年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別:三等考試
類 科:電子工程
科 目:電磁學
考試時間:2小時 座號:
※注意:
禁止使用電子計算器。
不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本試題上作答者,不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外,應使用本國文字作答。
代號:
頁次:
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一、如圖所示,將一個半徑為
的金屬球置於一個半徑為
的金屬球(
)
內部,兩球的球心重疊。假設內金屬球的電位為
,內金屬球上的總電
荷為
,外金屬球的電位為
,兩金屬球之間填充介電係數為
的介電質。
推導兩金屬球間的電場分佈表示式。(5分)
推導兩金屬球間的電位分佈表示式。(5分)
將
表達為
、
、
及
的函數。(5分)
推導外金屬球內側的電荷密度表示式。(5分)
推導兩金屬球間的電容表示式。(5分)
二、一片厚度為
之磁性材料(導磁係數為
)置於兩片平行金屬板之間,
兩片金屬板長度為
、寬度為
,並於
處以第三片金屬板相連。
兩片平行金屬板於
處分別接到一直流電流源之兩端,電流源之電流
為
。假定金屬板上的電流密度均勻,金屬板之間的磁場也均勻。
列出兩片平行金屬板內側的電流密度表示式。(6分)
列出金屬板之間的磁場表示式。(6分)
列出金屬板之間的總磁通量表示式。(6分)
推導此一金屬板包夾磁性材料結構的電感表示式。(7分)
 

代號:
頁次:
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三、如圖所示,一段長度為
的傳輸線的等效電路,其單位長度的電容為
、單位長度的電感為
,電壓分佈為
、電流分佈為
。
請應用 Kirchhoff 電壓定律及電流定律推導
及
的一階聯立
方程式。(10 分)
求解上述聯立方程式推導出
及
各自滿足的二階波動方程
式。(10 分)
列出
的通解,並代入一階聯立方程式得出
對應的表示式。
(5分)
四、如圖所示,兩片平行金屬板構成一個導波管,兩片金屬板間填充介電係
數為
、導磁係數為
的介電質。假設導波管內部的電場 為
0
=
E yE e
ω
−
。
將電場代入 Faraday’s law,推導出導波管內部的磁場表示式。(5分)
列出電場振幅與磁場振幅的比值。(5分)
列出兩片平行金屬板內側的電流密度表示式。(5分)
列出兩片平行金屬板內側的電荷密度表示式。(5分)
列出功率密度
表示式。(5分)