전기철도기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2013년03월10일 44번

[전기자기학]
정전용량 C[F]인 평행판 공기콘덴서에 전극간격의 두께 1/2인 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 이때의 정전용량은 몇 [F] 인가? (단, 유리의 비유전률은 εs라 한다.)

(정답률: 알수없음)

문제 해설

유리판을 전극에 평행하게 넣으면 전극과 유리판 사이에도 전기장이 생기게 된다. 이때 유리판과 전극 사이의 전기장은 전극과 반대 방향이므로 유리판의 전하와 전극의 전하가 서로 상쇄되어 전하가 감소하게 된다. 따라서 전극간격이 줄어들어 전기용량이 증가하게 된다. 이때 유리의 비유전률인 εs는 전기장이 가해져도 전하가 축적되지 않는 정도를 나타내는 값으로, 유리판의 전하가 전극과 상쇄되어 감소하는 정도를 나타내는 값이다. 따라서 유리판을 전극에 넣으면 전기용량은 εs에 비례하여 증가하게 된다. 전극간격의 두께가 1/2이므로 유리판의 두께도 1/2이다. 따라서 유리판이 전극과 만나는 면적은 전체 면적의 1/2가 된다. 따라서 정전용량은 C/2가 된다. 따라서 정전용량은 C/2 = ε0εrA/(d/2) = ε0εrA/d가 된다.

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