분극도와 전계

전기기사 필기 2009년 1회 15번

Q문제

평등 전계 내에 수직으로 비유전율

ϵ_{r} = 3

인 유전체 판을 놓았을 경우 판 내의 전속밀도

D = 4 \times 1 0^{- 6} [C / m^{2}]

이었다. 이 유전체의 비분극률은?

유사 문제 링크

선택지 분석

비분극률은 유전체의 비유전율에서 1을 뺀 값으로 정의됩니다.

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Step 1: 비분극률(

χ_{e}

)과 비유전율(

ϵ_{r}

)의 관계식은

χ_{e} = ϵ_{r} - 1

입니다.

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Step 2: 문제에서 주어진 비유전율

ϵ_{r} = 3

을 대입합니다.

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Step 3:

χ_{e} = 3 - 1 = 2

가 됩니다.

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따라서 주어진 전속밀도 값과 무관하게 비분극률은 2입니다.

비유전율 값 자체를 비분극률로 착각한 오답입니다.

1 \times 1 0^{- 6}

전속밀도 값 등을 이용해 잘못된 수식을 적용한 오답입니다.

2 \times 1 0^{- 6}

전속밀도 값에 비례 상수를 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

비분극률과 비유전율의 차이는 무엇인가요?

비유전율은 진공의 유전율에 대한 유전체의 유전율 비율을 의미하며, 비분극률은 유전체가 외부 전계에 의해 얼마나 분극되는지를 나타내는 지표로 비유전율에서 1을 뺀 값(

ϵ_{r} - 1

)입니다.

문제에서 주어진 전속밀도

D

는 왜 사용하지 않나요?

비분극률은 유전체 고유의 특성인 비유전율만으로 결정되므로, 외부 조건에 따라 변하는 전속밀도 값은 계산에 필요하지 않은 함정 정보입니다.