전기영상법

전기기사 필기 2022년 1회 19번

Q문제

평등 전계 중에 유전체 구에 의한 전계 분포가 그림과 같이 되었을 때

ϵ_{1}

과

ϵ_{2}

의 크기 관계는?(문제 오류로 가답안 발표 시 2번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

ϵ_{1} > ϵ_{2}

유전율이 큰 쪽으로 전기력선이 집중된다는 원리를 반대로 적용한 오류입니다.

ϵ_{1} < ϵ_{2}

Step 1: 평등 전계 내에 유전체 구가 놓일 때, 전계 분포의 왜곡은 내부 유전율(

ϵ_{1}

)과 외부 유전율(

ϵ_{2}

)의 차이에 의해 발생합니다.

•

Step 2: 전기력선은 유전율이 큰 매질 쪽으로 모여들고, 유전율이 작은 매질 쪽에서는 밀도가 낮아지며 밖으로 퍼지는 성질을 가집니다.

•

Step 3: 제시된 그림에서 구 내부의 전기력선 간격이 외부보다 넓고 밖으로 발산하는 형태를 보이므로, 구 내부의 유전율이 외부보다 작은

ϵ_{1} < ϵ_{2}

관계가 성립합니다.

ϵ_{1} = ϵ_{2}

두 유전율이 같다면 경계면에서 굴절이 일어나지 않아 전계 분포는 평행한 직선 형태를 유지해야 합니다.

무관하다 .

전계의 분포는 매질의 경계 조건에 따라 유전율의 비에 직접적인 영향을 받습니다.

전기력선이 유전율이 큰 쪽으로 모이는 이유는 무엇인가요?

유전율이 큰 매질은 분극 현상이 더 강하게 일어나 전하를 더 많이 끌어당기며, 경계면에서의 굴절 법칙에 의해 전속이 유전율이 큰 쪽으로 집중되기 때문입니다.

그림에서 전기력선이 굴절되는 기준은 무엇인가요?

매질의 경계면에서 전계의 접선 성분과 전속밀도의 법선 성분이 연속이어야 한다는 경계 조건을 기준으로 굴절이 발생합니다.