분극도와 전계

전기기사 필기 2008년 2회 9번

전기 감수율(비전기 감수율) $\chi_e$는 매질이 분극되는 정도를 나타내며, 비유전율 $\epsilon_r$과의 관계는 $\chi_e = \epsilon_r - 1$입니다.

Q문제

전지에 연결된 진공 평행판 콘덴서에서 진공 대신 어떤 유전체로 채웠더니 충전전하가 2배로 되었다면 전기 감수율(susceptibility)

χ_{e}

는 얼마인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

비유전율이 1인 진공 상태일 때의 전기 감수율 값으로 잘못 계산한 오답입니다.

전기 감수율은 비유전율에서 1을 뺀 값으로, 주어진 조건에 따라 계산하면 1이 됩니다.

•

Step 1: 전지에 연결된 상태이므로 콘덴서 양단의 전압

V

는 일정합니다. 진공 상태의 정전용량을

C_{0}

, 전하량을

Q_{0}

라 하면

Q_{0} = C_{0} V

입니다. 유전체로 채운 후의 정전용량을

C

, 전하량을

Q

라 하면

Q = C V = ϵ_{r} C_{0} V = ϵ_{r} Q_{0}

가 됩니다.

•

Step 2: 문제에서 충전 전하가 2배가 되었다고 하였으므로

Q = 2 Q_{0}

입니다. 이를 통해 비유전율

ϵ_{r} = 2

임을 알 수 있습니다.

•

Step 3: 전기 감수율(비전기 감수율)

χ_{e}

는 비유전율에서 1을 뺀 값인

χ_{e} = ϵ_{r} - 1

로 정의됩니다. 따라서

χ_{e} = 2 - 1 = 1

입니다.

비유전율 값 자체를 전기 감수율로 착각하여 도출한 오답입니다.

비유전율에 1을 더하는 등 공식을 잘못 적용하여 도출한 오답입니다.

전지에 연결된 상태와 연결이 끊어진 상태의 차이는 무엇인가요?

전지에 연결된 상태에서는 콘덴서 양단의 전압이 일정하게 유지되며, 연결이 끊어진 상태에서는 콘덴서에 충전된 전하량이 일정하게 유지됩니다.

전기 감수율과 비유전율의 관계는 어떻게 되나요?

전기 감수율(비전기 감수율)

χ_{e}

는 매질이 분극되는 정도를 나타내며, 비유전율

ϵ_{r}

과의 관계는

χ_{e} = ϵ_{r} - 1

입니다.