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반지름 2[mm]의 두 개의 무한히 긴 원통 도체가 중심 간격 2[m]… | [전기철도기사 필기] 13년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 13년 1회차
반지름 2[mm]의 두 개의 무한히 긴 원통 도체가 중심 간격 2[m]로 진공 중에 평행하게 놓여 있을 때 1[km]당의 정전용량은 약 및 [μF] 인가?
1
1×10-3[μF]
2
2×10-3[μF]
3
4×10-3[μF]
4
6×10-3[μF]
해설

두 평행 원통도체 사이의 정전용량은 C=πε0ln⁡(D/r)C=\dfrac{\pi\varepsilon_0}{\ln(D/r)}[F/m]로 구한다.

반지름 r=2mm, 중심간격 D=2m를 대입하면 D/r=1000D/r=1000이고 ln⁡1000≈6.91\ln1000\approx6.91이므로 C≈π×8.855×10−126.91≈4.03×10−12 F/mC\approx\dfrac{\pi\times8.855\times10^{-12}}{6.91}\approx4.03\times10^{-12}\,\mathrm{F/m}가 된다.

1km(1,000m)로 환산하면 C≈4.03×10−9 F=4×10−3 μFC\approx4.03\times10^{-9}\,\mathrm{F}=4\times10^{-3}\,\mu\mathrm{F}가 된다.

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