2005년08월07일 16번

[전기자기학]
비유전률이 10 인 유리콘덴서와 동일한 크기의 비유전률 1인 공기콘덴서가 있다. 유리콘덴서에 380[V]의 전압을 가할 때 동일한 전하를 축적하기 위하여 공기콘덴서에 필요한 전압은 몇 [kV] 인가?

① 1.8
② 3.8
③ 5.4
④ 7.6

(정답률: 64%)

문제 해설

유리콘덴서와 공기콘덴서는 동일한 전하를 축적하기 위해서는 전하 밀도가 동일해야 한다. 전하 밀도는 전하량을 콘덴서의 체적으로 나눈 값으로 비례한다. 즉, 전하량이 같으면 비유전률이 낮은 공기콘덴서는 유리콘덴서보다 체적이 크게 되어야 한다.

비유전률이 10인 유리콘덴서와 비유전률이 1인 공기콘덴서는 체적이 10배 차이가 난다. 따라서 공기콘덴서에 필요한 전압은 유리콘덴서에 가해진 전압의 10배가 되어야 한다.

유리콘덴서에 가해진 전압은 380[V]이므로, 공기콘덴서에 필요한 전압은 380[V] × 10 = 3800[V] = 3.8[kV]가 된다. 따라서 정답은 "3.8"이다.

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