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1[전기철도기사 필기] 04년 1회차
전력용 유입 커패시터가 있다. 유(기름)의 비유전률이 2 이고 인가된 전계 E =200sinωt ax[V/m]일 때 커패시터 내부에서의 변위 전류밀도는 몇 A/m2 인가?
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400ω cosωt ax
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400 sinωt ax
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200ω cosωt ax
4
400ω sinωt ax
해설

변위전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율 Jd=∂D∂t=ε∂E∂tJ_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}=\varepsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}로 구한다.

E=200sin⁡ωt axE=200\sin\omega t\,a_x이고 비유전율이 2이므로 계수는 2×200×ω=400ω2\times200\times\omega=400\omega가 되며, 사인함수를 미분하면 코사인함수가 되므로 방향은 그대로 axa_x를 유지한다(보기에서는 진공의 유전율 ε0\varepsilon_0를 생략하고 계수만 비교하고 있다).

따라서 변위전류밀도는 Jd=400ωcos⁡ωt ax [A/m2]J_d=400\omega\cos\omega t\,a_x\ [\mathrm{A/m^{2}}] 형태가 된다.

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