마이크로쿨롱($\mu C$)을 쿨롱($C$)으로 어떻게 변환하나요?

$1[\mu C]$은 $10^{-6}[C]$입니다. 따라서 문제의 $10^{-3}[\mu C]$은 $10^{-3} \times 10^{-6} = 10^{-9}[C]$로 변환하여 계산해야 합니다.

전위

전기기사 필기 2006년 2회 11번

Q: 정전 에너지와 정전력(쿨롱의 힘)의 차이는 무엇인가요?

정전력은 두 전하 사이에 작용하는 힘으로 거리의 제곱에 반비례($F = 9 \times 10^9 \frac{Q_1 Q_2}{r^2}$)하지만, 정전 에너지는 전하를 그 위치까지 가져오는 데 필요한 일로 거리에 반비례($W = 9 \times 10^9 \frac{Q_1 Q_2}{r}$)합니다.

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

Q문제

공기 중에

1 0^{- 3} [μ C]

과

2 \times 1 0^{- 3} [μ C]

의 두 점전하가

1 m

거리에 놓여졌을 때 이들이 갖는 전계 에너지는 몇

[J]

인가?

유사 문제 링크

2014-1-q1 2019-2-q18 2007-1-q13 2008-3-q12 2014-3-q17

선택지 분석

18 \times 1 0^{- 3}

오답 함정 분석

전하량의 단위 변환(

μ C \to C

)을 누락하여

1 0^{- 6}

을 곱하지 않고 계산한 오답입니다.

18 \times 1 0^{- 9}

정답 상세 해설

두 점전하 사이에 축적되는 정전 에너지(전계 에너지)는

18 \times 1 0^{- 9} [J]

입니다.

•

Step 1: 두 점전하 사이의 정전 에너지 공식 확인 두 점전하

Q_{1}, Q_{2}

가 거리

r

만큼 떨어져 있을 때의 정전 에너지

W

는

W = \frac{1}{4 π ϵ _{0}} \frac{Q _{1} Q _{2}}{r} = 9 \times 1 0^{9} \frac{Q _{1} Q _{2}}{r}

로 계산합니다.

•

Step 2: 주어진 값 대입 및 단위 변환 주어진 전하량은

Q_{1} = 1 0^{- 3} [μ C] = 1 0^{- 9} [C]

Q_{2} = 2 \times 1 0^{- 3} [μ C] = 2 \times 1 0^{- 9} [C]

이며, 거리는

r = 1 [m]

입니다.

•

Step 3: 정전 에너지 계산

W = 9 \times 1 0^{9} \times \frac{1 0 ^{- 9} \times 2 \times 1 0 ^{- 9}}{1} = 18 \times 1 0^{- 9} [J]

입니다.

36 \times 1 0^{- 3}

오답 함정 분석

전하량 단위 변환을 누락하고, 계산 과정에서 상수를 2배로 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

36 \times 1 0^{- 9}

오답 함정 분석

계산 과정에서 전하량의 곱셈이나 비례 상수를 2배로 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

정전 에너지와 정전력(쿨롱의 힘)의 차이는 무엇인가요?

정전력은 두 전하 사이에 작용하는 힘으로 거리의 제곱에 반비례(

F = 9 \times 1 0^{9} \frac{Q _{1} Q _{2}}{r ^{2}}

)하지만, 정전 에너지는 전하를 그 위치까지 가져오는 데 필요한 일로 거리에 반비례(

W = 9 \times 1 0^{9} \frac{Q _{1} Q _{2}}{r}

)합니다.

마이크로쿨롱(

μ C

)을 쿨롱(

C

)으로 어떻게 변환하나요?

1 [μ C]

은

1 0^{- 6} [C]

입니다. 따라서 문제의

1 0^{- 3} [μ C]

은

1 0^{- 3} \times 1 0^{- 6} = 1 0^{- 9} [C]

로 변환하여 계산해야 합니다.

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