전기철도기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2020년08월22일 47번

[전기자기학]
2장의 무한 평판 도체를 4cm의 간격으로 놓은 후 평판 도체 간에 일정한 전계를 인가하였더니 평판 도체 표면에 2μC/m2의 전하밀도가 생겼다. 이 때 평행 도체 표면에 작용하는 정전응력은 약 몇 N/m2인가?

  • ① 0.057
  • ② 0.226
  • ③ 0.57
  • ④ 2.26
(정답률: 16%)

문제 해설

평판 도체 간의 간격이 4cm이므로, 두 평판 도체 사이의 전위차는 V = Ed = 2 × 104 V 이다. (여기서 E는 전기장, d는 간격)

또한, 평판 도체 표면에 생긴 전하밀도는 σ = 2 × 10-6 C/m2 이다.

평판 도체가 무한히 넓다고 가정하면, 전기장과 전하밀도는 모든 지점에서 일정하다. 따라서, 전기장과 전하밀도를 이용하여 전기력밀도를 구할 수 있다.

전기력밀도는 D = εE 이므로, D = 8.85 × 10-12 × 2 × 104 = 1.77 × 10-7 C/m2 이다.

정전응력은 D와 같으므로, σ2/2ε = (2 × 10-6)2 / (2 × 8.85 × 10-12) = 0.226 N/m2 이다.

따라서, 정답은 "0.226" 이다.
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