전위

전기기사 필기 2006년 1회 11번

Q: 평행 무한평면도체 사이의 전계의 세기는 어떻게 구하나요?

평행 무한평면도체 사이의 전계의 세기 $E$는 표면전하밀도 $\sigma$를 유전율 $\epsilon_0$로 나눈 값인 $E = \frac{\sigma}{\epsilon_0}$로 구합니다.

Q: 진공의 유전율 값은 얼마인가요?

진공의 유전율 $\epsilon_0$는 약 $8.854 \times 10^{-12} [F/m]$ 입니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 진공 중의 정전계
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

간격

3 [m]

의 평행 무한평면도체에 각각

\pm 4 [C / m^{2}]

의 전하를 주었을 때, 두 도체간의 전위차는 약 몇

[V]

인가?

유사 문제 링크

2019-1-q7 2005-1-q8 2006-2-q18 2008-2-q11 2006-1-q2

선택지 분석

1.5 \times 1 0^{11}

오답 함정 분석

전위차 계산 시 진공의 유전율 값의 지수나 계산 과정의 자릿수를 잘못 적용한 오답입니다.

1.5 \times 1 0^{12}

오답 함정 분석

표면전하밀도와 간격의 곱을 단순히 다른 상수로 나누어 자릿수는 맞으나 유효숫자가 틀린 오답입니다.

1.36 \times 1 0^{11}

오답 함정 분석

유효숫자는 올바르게 계산하였으나, 지수(자릿수)를

1 0^{12}

가 아닌

1 0^{11}

로 잘못 산정한 오답입니다.

1.36 \times 1 0^{12}

정답 상세 해설

두 평행 무한평면도체 사이의 전위차는 전계의 세기와 두 도체 간의 간격을 곱하여 구합니다.

•

Step 1: 평행 무한평면도체 사이의 전계의 세기(

E

) 공식을 적용합니다.

E = \frac{σ}{ϵ _{0}}

입니다. (단,

σ

는 표면전하밀도,

ϵ_{0}

는 진공의 유전율)

•

Step 2: 전위차(

V

) 공식을 적용합니다.

V = E \times d = \frac{σ \cdot d}{ϵ _{0}}

입니다. (단,

d

는 도체 간의 간격)

•

Step 3: 주어진 값

σ = 4 [C / m^{2}]

d = 3 [m]

ϵ_{0} = 8.854 \times 1 0^{- 12} [F / m]

를 대입하여 계산합니다.

V = \frac{4 \times 3}{8.854 \times 1 0 ^{- 12}} \approx 1.355 \times 1 0^{12} [V]

이므로, 약

1.36 \times 1 0^{12} [V]

가 됩니다.

자주 묻는 질문

평행 무한평면도체 사이의 전계의 세기는 어떻게 구하나요?

평행 무한평면도체 사이의 전계의 세기

E

는 표면전하밀도

σ

를 유전율

ϵ_{0}

로 나눈 값인

E = \frac{σ}{ϵ _{0}}

로 구합니다.

진공의 유전율 값은 얼마인가요?

진공의 유전율

ϵ_{0}

는 약

8.854 \times 1 0^{- 12} [F / m]

입니다.

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