2003년08월31일 3번

[전기자기학]
콘덴서에 비유전율 ε_r 인 유전체로 채워져 있을 때의 정전용량 C와 공기로 채워져 있을 때의 정전용량 C₀와의 비 C/C₀는?

① εr
②
③
④

(정답률: 52%)

문제 해설

C/C₀ = ε_r 이다.

이유는 콘덴서의 정전용량은 콘덴서의 전기장과 전하 사이의 비례 관계에 의해 결정되는데, 이 전기장은 콘덴서의 전극 사이의 전위차와 비례한다. 따라서 콘덴서의 전기장은 콘덴서 내부의 유전체의 특성에 따라 결정된다.

ε_r은 유전체의 상대적인 비유전율로, 공기의 비유전율인 1보다 큰 값을 가진다. 따라서 콘덴서 내부에 ε_r이라는 비유전율을 가진 유전체가 채워져 있으면, 공기로 채워져 있을 때보다 전기장이 더 커지게 된다.

전기장이 커지면 전하도 더 많이 저장될 수 있으므로, 콘덴서의 정전용량 C는 ε_r배 만큼 증가하게 된다. 따라서 C/C₀ = ε_r이 된다.

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