전계

전기기사 필기 2008년 2회 20번

Q: 점전하에 의한 전계는 거리와 어떤 관계인가요?

점전하에 의한 전계의 세기는 거리의 제곱($r^2$)에 반비례합니다.

Q: 무한 평면 전하에 의한 전계는 거리와 상관이 있나요?

무한 평면 전하에 의한 전계는 $E = \frac{\rho_s}{2\epsilon_0}$으로 거리 $r$과 무관하게 일정합니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 진공 중의 정전계
인지 유형	memory
난이도	Level 2

Q문제

다음 중 거리

r

에 반비례하는 것은?

유사 문제 링크

2014-3-q8 2006-2-q5 2006-1-q11 2019-1-q7 2005-1-q8

선택지 분석

무한장 직선전하에 의한 전계

정답 상세 해설

무한장 직선전하에 의한 전계의 세기는 거리

r

에 1승에 반비례합니다.

•

Step 1: 선전하 밀도가

λ [C / m]

인 무한장 직선전하로부터 거리

r [m]

떨어진 지점의 전계

E

를 구하기 위해 가우스의 법칙을 적용합니다.

•

Step 2: 가우스 면을 원통형으로 설정하여 계산하면 전계의 세기 공식은

E = \frac{λ}{2 π ϵ _{0} r} [V / m]

가 도출됩니다.

•

Step 3: 위 식에서 전계

E

와 거리

r

의 관계를 살펴보면

E \propto \frac{1}{r}

이므로 거리

r

에 반비례함을 확인할 수 있습니다.

구도체 전하에 의한 전계

오답 함정 분석

구도체 외부의 전계 세기는

E = \frac{Q}{4 π ϵ _{0} r ^{2}}

이므로 거리의 제곱(

r^{2}

)에 반비례합니다.

전기쌍극자에 의한 전계

오답 함정 분석

전기쌍극자에 의한 전계 세기는

E = \frac{M}{4 π ϵ _{0} r ^{3}} 1 + 3 cos^{2} θ

이므로 거리의 세제곱(

r^{3}

)에 반비례합니다.

전기쌍극자에 의한 전위

오답 함정 분석

전기쌍극자에 의한 전위는

V = \frac{M c o s θ}{4 π ϵ _{0} r ^{2}}

이므로 거리의 제곱(

r^{2}

)에 반비례합니다.

자주 묻는 질문

점전하에 의한 전계는 거리와 어떤 관계인가요?

점전하에 의한 전계의 세기는 거리의 제곱(

r^{2}

)에 반비례합니다.

무한 평면 전하에 의한 전계는 거리와 상관이 있나요?

무한 평면 전하에 의한 전계는

E = \frac{ρ _{s}}{2 ϵ _{0}}

으로 거리

r

과 무관하게 일정합니다.

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