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정전에너지, 전속밀도 및 유전상수 εr의 관계에 대한 설명 중 옳지 않… | [전기철도기사 필기] 12년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 12년 2회차
정전에너지, 전속밀도 및 유전상수 εr의 관계에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1
동일 전속밀도에서는 εr이 클수록 정전에너지는 작아진다.
2
동일 정전에너지에서는 εr이 클수록 전속밀도가 커진다.
3
전속은 매질에 축적되는 에너지가 최대가 되도록 분포된다.
4
굴절각이 큰 유전체는 εr이 크다.
해설

단위체적당 정전에너지는 w=D22εw=\dfrac{D^2}{2\varepsilon}이고, 전속은 매질에 축적되는 에너지가 최소가 되도록 분포한다. 에너지가 최대가 되도록 분포한다는 설명은 이와 반대이므로 틀렸다.

  • 같은 전속밀도라면 유전율이 클수록 에너지가 작아진다는 설명은 위 식에서 옳다.
  • 같은 정전에너지라면 유전율이 클수록 전속밀도가 커진다는 설명도 위 식에서 옳다.
  • 굴절각이 큰 유전체일수록 유전율이 크다는 설명은 유전체 경계면의 굴절법칙 tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2}와 일치한다.

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