전계
전기기사 필기 2008년 3회 4번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 진공 중의 정전계 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
대전 도체 표면의 전계의 세기는?
선택지 분석
곡률이 크면 커진다.
정답 상세 해설
도체 표면의 전계 세기는 표면 전하 밀도에 비례하며, 곡률이 큰 부분일수록 전하가 집중되어 전계가 강해집니다.
•
Step 1: 도체 표면에서의 전계 세기 식 에 의해 전계 는 표면 전하 밀도 에 비례합니다.
•
Step 2: 도체의 전하 분포 특성상 전하는 곡률이 큰 부분(반지름이 작은 뾰족한 부분)에 더 많이 모이게 되어 표면 전하 밀도가 높아집니다.
•
Step 3: 결과적으로 곡률이 클수록 표면 전하 밀도가 커지므로, 해당 지점의 전계 세기 또한 커지게 됩니다.
2
곡률이 크면 작아진다.
오답 함정 분석
곡률이 크다는 것은 표면이 뾰족하다는 의미이며, 뾰족할수록 전하가 밀집되어 전계는 오히려 강해집니다.
3
평면일 때 가장 크다.
오답 함정 분석
평면은 곡률이 0인 상태로 전하가 고르게 분산되므로, 곡률이 큰 뾰족한 부분보다 전계의 세기가 작습니다.
4
표면 모양에 무관하다.
오답 함정 분석
도체 표면의 전하 분포는 기하학적 형상(곡률)에 따라 달라지므로 전계의 세기는 표면 모양에 의존합니다.
자주 묻는 질문
Q.
곡률과 곡률 반경은 어떤 관계인가요?
곡률은 곡률 반경의 역수입니다. 곡률이 크다는 것은 곡률 반경이 작다는 뜻이며, 이는 표면이 더 뾰족하다는 것을 의미합니다.
Q.
도체 내부의 전계 세기는 얼마인가요?
정전기 평형 상태에서 도체 내부의 전계 세기는 항상 0입니다. 모든 전하는 도체의 표면에만 분포합니다.
Q.
표면 전하 밀도와 전계의 방향은 어떻게 되나요?
도체 표면에서의 전계는 항상 도체 표면에 수직인 방향으로 형성됩니다.