간격이 3[cm]이고 면적이 30[cm 2 ]인 평판의 공기 콘덴서에 220[V]의 전압을 가하면 두 판 사이에 작용하는 힘은 약 몇 [N]인가?

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간격이 3[cm]이고 면적이 30[cm2]인 평판의 공기 콘덴서에 22… | [전기산업기사 필기] 2025년 2회 기출복원 모의고사 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 2025년 2회 기출복원 모의고사

간격이 3[cm]이고 면적이 30[cm²]인 평판의 공기 콘덴서에 220[V]의 전압을 가하면 두 판 사이에 작용하는 힘은 약 몇 [N]인가?

6.3 × 10^-6

7.14 × 10^-7

8 × 10^-5

5.75 × 10^-4

해설

두 판 사이에 작용하는 힘은 약 7.14×10^-7 N이다.
힘은 단위면적당 정전응력에 면적을 곱한 값이다.
 $f=\dfrac{1}{2}\epsilon_0E^2$  [N/m²],  $F=fS=\dfrac{1}{2}\epsilon_0E^2S$ 
평행판에서  $E=\dfrac{V}{d}$  이므로
 $F=\dfrac{\epsilon_0V^2S}{2d^2}$ 
 $V=220$  [V],  $d=3\times10^{-2}$  [m],  $S=30\times10^{-4}$  [m²] 를 대입하면
 $F=\dfrac{8.854\times10^{-12}\times220^2\times30\times10^{-4}}{2\times(3\times10^{-2})^2}=\dfrac{1.286\times10^{-9}}{1.8\times10^{-3}}\approx7.14\times10^{-7}$  [N]
cm 를 m 로 환산하지 않으면 자릿수가 크게 어긋난다.

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