2014년05월25일 56번
[전기자기학] 정전용량 0.06 μF의 평행판 공기콘덴서가 있다. 전극판 간격의 1/2 두께의 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 공기부분의 정전용량과 유리판 부분의 정전용량을 직렬로 접속한 콘덴서가 된다. 유리의 비유전율을 εs=5 라 할 때 새로운 콘덴서의 정전용량은 몇 μF 인가?
- ① 0.01
- ② 0.05
- ③ 0.1
- ④ 0.5
(정답률: 알수없음)
문제 해설
연도별
- 2021년08월14일
- 2020년08월22일
- 2019년08월04일
- 2018년08월19일
- 2016년08월21일
- 2016년03월06일
- 2015년08월16일
- 2015년03월08일
- 2014년08월17일
- 2014년05월25일
- 2014년03월02일
- 2013년08월18일
- 2013년06월02일
- 2013년03월10일
- 2012년08월26일
- 2012년05월20일
- 2012년03월04일
- 2011년08월21일
- 2011년06월12일
- 2011년03월20일
- 2008년07월27일
- 2008년05월11일
- 2008년03월02일
- 2006년08월03일
- 2005년05월29일
- 2004년08월08일
- 2004년05월23일
- 2004년03월07일
- 2003년08월10일
- 2003년05월25일
- 2003년03월16일
유리판 부분의 정전용량은 C2 = εsε0A/d 이다. 여기서 ε0은 자유공간의 유전율, A는 유리판의 면적, d는 유리판의 두께이다.
전극판 간격의 1/2 두께의 유리판을 전극에 평행하게 넣었으므로, 유리판의 두께는 전극판 간격의 1/2 이다. 따라서 d = 1/2d0 이다. 여기서 d0은 공기콘덴서의 전극판 간격이다.
또한, 유리판의 면적은 공기콘덴서의 전극판 면적과 같으므로 A = A0 이다.
따라서, C2 = εsε0A0/(1/2d0) = 2εsε0A0/d0 이다.
두 콘덴서가 직렬로 접속되었으므로, 전체 콘덴서의 정전용량은 C = 1/(1/C1 + 1/C2) 이다.
따라서, C = 0.06/(1/0.06 + 1/(2εsε0A0/d0)) = 0.1 μF 이다.
따라서, 정답은 "0.1" 이다.
이유: 유리판을 삽입하면 전체적으로 전극판 간격이 줄어들어서 콘덴서의 정전용량이 증가한다. 유리의 비유전율이 크기 때문에 유리판 부분의 정전용량이 공기콘덴서의 정전용량보다 크게 된다. 따라서, 전체 콘덴서의 정전용량은 공기콘덴서의 정전용량보다 크게 된다. 이에 따라, "0.1"이 정답이 된다.