2011년06월12일 41번

[전기자기학]
간격에 비해서 충분히 넗은 평행판 콘덴서의 판 사이에 비유전율 ε_s 인 유전체를 채우고 외부에서 판에 수직방향으로 전계 E₀ 를 가할 때 분극전하에 의한 전계의 세기는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 알수없음)

문제 해설

평행판 콘덴서의 전하 밀도는 σ = ε₀ε_sE₀ 이다. 따라서 각 판에 저장된 전하는 Q = σA = ε₀ε_sAE₀ 이다. 이때 각 판의 전하는 서로 반대 방향이므로 전하 차이는 Q - (-Q) = 2Q 이다. 이에 따라 분극전하는 p = Qd = 2ε₀ε_sAdE₀ 이다. 전계의 세기는 E = E₀ + p/ε₀ε_sd 이므로, p/ε₀ε_sd = 2ε₀ε_sAdE₀ / ε₀ε_sd = 2AdE₀ 이다. 따라서 전계의 세기는 E = E₀ + 2AdE₀ = E₀(1 + 2Ad) 이다. 따라서 정답은 "

" 이다. 이유는 분극전하에 의한 전계의 세기는 전계의 크기에 비례하므로, 간격에 비해 충분히 넓은 콘덴서에서는 분극전하에 의한 전계의 영향이 크다는 것을 나타낸다.

이전 문제 다음 문제