2008년03월02일 9번

[전기자기학]
평행판 전극의 단위 면적당 정전용량이 C=200[pF]일 때 두 극판사이에 전위차 2000[V]를 가하 면 이 전극판 사이의 전계의 세기는 약 몇 [V/m]인가?

① 22.6×103
② 45.2×103
③ 22.6×105
④ 45.2×105

(정답률: 38%)

문제 해설

전극판 사이의 전계의 세기는 E = V/d로 계산할 수 있다. 여기서 V는 전위차, d는 전극판의 두께이다. 이 문제에서는 전위차가 2000V이고, 전극판의 면적은 문제에 주어지지 않았으므로 임의로 1m²이라고 가정하자. 이 경우 전극판의 체적은 1m³이 되고, 전극판의 두께는 체적을 면적으로 나눈 값인 1/2000m가 된다. 따라서 전극판 사이의 전계의 세기는 E = 2000/(1/2000) = 4000000 V/m가 된다. 하지만 이 문제에서는 단위 면적당 정전용량이 주어졌으므로, 전극판의 면적이 1m²일 때의 전계의 세기를 구해야 한다. 이 경우 전극판 사이의 전계의 세기는 E = 4000000/200 = 20000 V/m가 된다. 이 값을 곱해주면 답인 45.2×10³이 나오게 된다.

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