간격이 d(m) 이고 면적이 S(m2)인 평행판 커패시터의 전극 사이에… | [전기철도기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

전극판을 떼어내는데 필요한 힘의 크기는 $\frac{\varepsilon_0 \varepsilon S V^2}{2d^2}$이다. 평행판 커패시터의 전극판 사이에 작용하는 정전기력은 한 전극판이 다른 전극판의 전기장에서 받는 힘으로 구한다.
커패시터의 전기장은 $E = \frac{V}{d}$이고, 한 전극판의 전하량은
$Q = C \cdot V = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S}{d} \cdot V$
이다. 전극판 사이의 정전기력은
$F = \frac{1}{2}QE = \frac{1}{2} \cdot \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S \cdot V}{d} \cdot \frac{V}{d}$
이다.
여기서 1/2 계수가 붙는 이유는 한 전극판이 받는 힘을 구할 때 그 판이 만드는 전기장이 아니라 다른 판이 만드는 전기장에서의 힘을 계산하기 때문이다. 정리하면 $F = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S V^2}{2d^2}$이다.