분극도와 전계

전기기사 필기 2015년 2회 16번

분극의 세기 $P$는 $P = \epsilon_0(\epsilon_r - 1)E$ 로 계산합니다. 여기서 $\epsilon_0$는 진공의 유전율, $\epsilon_r$은 비유전율, $E$는 전계의 세기입니다.

Q문제

비유전율이 10인 유전체를

5 [V / m]

인 전계내에 놓으면 유전체의 표면 전하밀도는 몇

[C / m^{2}]

인가? (단, 유전체의 표면과 전계는 직각이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

35 ϵ_{0}

비유전율에서 1을 빼는 과정이나 전계의 세기를 곱하는 과정에서 계산 실수를 유도한 오답입니다.

45 ϵ_{0}

유전체의 표면 전하밀도는 분극의 세기와 같습니다.

•

Step 1: 분극의 세기

P

를 구하는 공식은

P = ϵ_{0} (ϵ_{r} - 1) E

입니다.

•

Step 2: 문제에서 주어진 값인 비유전율

ϵ_{r} = 10

, 전계

E = 5 [V / m]

를 공식에 대입합니다.

•

Step 3:

P = ϵ_{0} (10 - 1) \times 5 = 45 ϵ_{0} [C / m^{2}]

가 도출됩니다.

55 ϵ_{0}

분극의 세기 공식에서 비유전율에 1을 더하는 것으로 착각하여

P = ϵ_{0} (10 + 1) \times 5 = 55 ϵ_{0}

로 잘못 계산한 오답입니다.

65 ϵ_{0}

비유전율과 전계의 세기를 잘못 조합하여 계산 실수를 유도한 오답입니다.

유전체의 표면 전하밀도와 분극의 세기는 어떤 관계가 있나요?

유전체의 표면 전하밀도는 분극의 세기와 크기가 같습니다. 이는 분극 현상에 의해 유전체 표면에 나타나는 구속 전하의 밀도를 의미합니다.

분극의 세기를 구하는 공식은 무엇인가요?

분극의 세기

P

는

P = ϵ_{0} (ϵ_{r} - 1) E

로 계산합니다. 여기서

ϵ_{0}

는 진공의 유전율,

ϵ_{r}

은 비유전율,

E

는 전계의 세기입니다.