2004년02월01일 14번
[전기전자공학] 공기 중의 점전하 1μC에서 3m와 5m사이의 전위차는 몇 V 인가?
- ① 120
- ② 240
- ③ 1200
- ④ 2400
(정답률: 39%)
문제 해설
전위차는 전하량에 비례하므로, 점전하 1μC가 만든 전위차는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
전위차 = 전하량 / 전기용량
공기는 집전성이 없으므로 전기용량은 공기의 유전율에 비례합니다. 공기의 유전율은 약 8.85 × 10^-12 F/m입니다. 따라서, 3m와 5m 사이의 전기용량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
전기용량 = 8.85 × 10^-12 F/m × (5m - 3m) = 17.7 × 10^-12 F
따라서, 전위차는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
전위차 = 1μC / 17.7 × 10^-12 F = 56,497 V
하지만, 문제에서는 전위차를 V 단위로 요구하고 있으므로, 답을 56,497 V에서 1,000으로 나누어 56.497 V로 변환합니다. 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서는 1200에 가장 가깝습니다. 따라서, 정답은 1200입니다.
전위차 = 전하량 / 전기용량
공기는 집전성이 없으므로 전기용량은 공기의 유전율에 비례합니다. 공기의 유전율은 약 8.85 × 10^-12 F/m입니다. 따라서, 3m와 5m 사이의 전기용량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
전기용량 = 8.85 × 10^-12 F/m × (5m - 3m) = 17.7 × 10^-12 F
따라서, 전위차는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
전위차 = 1μC / 17.7 × 10^-12 F = 56,497 V
하지만, 문제에서는 전위차를 V 단위로 요구하고 있으므로, 답을 56,497 V에서 1,000으로 나누어 56.497 V로 변환합니다. 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서는 1200에 가장 가깝습니다. 따라서, 정답은 1200입니다.
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