진공의 유전율 $\epsilon_0$ 값은 항상 외우고 있어야 하나요?

네, 진공의 유전율 $\epsilon_0 = \frac{10^{-9}}{36\pi} \approx 8.855 \times 10^{-12} [F/m]$는 전기자기학의 기본 상수로 반드시 암기해야 합니다.

분극도와 전계

전기기사 필기 2005년 2회 12번

Q: 문제에 주어진 전계의 세기 $E = 10^4 [V/m]$는 어디에 사용되나요?

분극률 $\chi_e$를 구하는 공식은 $\chi_e = \epsilon_0(\epsilon_s - 1)$이므로 전계의 세기는 필요하지 않습니다. 만약 분극의 세기 $P$를 구하는 문제였다면 $P = \chi_e E$ 공식에 사용됩니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 유전체
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

비유전율

ϵ_{s} = 5

인 등방 유전체의 한 점에서 전계의 세기가

E = 1 0^{4} [V / m]

일 때 이 점의 분극률

χ_{e}

는 몇

[F / m]

인가?

유사 문제 링크

2016-3-q17 2017-3-q13 2015-2-q1 2018-2-q12 2007-2-q13

선택지 분석

\frac{1 0 ^{- 9}}{9 π}

정답 상세 해설

분극률

χ_{e}

는 진공의 유전율과 비유전율을 이용하여

χ_{e} = ϵ_{0} (ϵ_{s} - 1)

로 계산합니다. 문제에서 주어진 전계의 세기

E

는 분극률 자체를 구하는 데에는 필요하지 않은 함정 정보입니다.

•

Step 1: 진공의 유전율

ϵ_{0}

값을 확인합니다.

ϵ_{0} = \frac{1}{36 π \times 1 0 ^{9}} = \frac{1 0 ^{- 9}}{36 π} [F / m]

입니다.

•

Step 2: 주어진 비유전율

ϵ_{s} = 5

를 분극률 공식에 대입하여 계산합니다.

χ_{e} = ϵ_{0} (5 - 1) = 4 ϵ_{0}

이며, 이를 계산하면

4 \times \frac{1 0 ^{- 9}}{36 π} = \frac{1 0 ^{- 9}}{9 π} [F / m]

입니다.

\frac{1 0 ^{- 9}}{18 π}

오답 함정 분석

분극률 공식에서 비유전율 항을 잘못 적용하여 계산하거나 약분 과정에서 오류가 발생한 오답입니다.

\frac{1 0 ^{9}}{9 π}

오답 함정 분석

진공의 유전율

ϵ_{0}

의 지수 부호를 양수(

1 0^{9}

)로 잘못 적용한 오답입니다.

\frac{1 0 ^{9}}{36 π}

오답 함정 분석

진공의 유전율

ϵ_{0}

값 자체를 분극률로 착각하고 지수 부호도 잘못 적용한 오답입니다.

자주 묻는 질문

문제에 주어진 전계의 세기

E = 1 0^{4} [V / m]

는 어디에 사용되나요?

분극률

χ_{e}

를 구하는 공식은

χ_{e} = ϵ_{0} (ϵ_{s} - 1)

이므로 전계의 세기는 필요하지 않습니다. 만약 분극의 세기

P

를 구하는 문제였다면

P = χ_{e} E

공식에 사용됩니다.

진공의 유전율

ϵ_{0}

값은 항상 외우고 있어야 하나요?

네, 진공의 유전율

ϵ_{0} = \frac{1 0 ^{- 9}}{36 π} \approx 8.855 \times 1 0^{- 12} [F / m]

는 전기자기학의 기본 상수로 반드시 암기해야 합니다.

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