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1[전기산업기사 필기] 2024년 3회 기출복원 모의고사

접지된 무한히 넓은 평면도체로부터 a[m]떨어져 있는 공간에 Q[C]의 점전하가 놓여 있을 때 그림 P점의 전위는 몇 V인가?

 $\dfrac{Q}{8\pi\epsilon_0 a}$

 $\dfrac{Q}{6\pi\epsilon_0 a}$

 $\dfrac{3Q}{4\pi\epsilon_0 a}$

 $\dfrac{Q}{2\pi\epsilon_0 a}$

해설

P 점의 전위는 Q/(6πε₀a) [V]이다.
그림은 접지된 무한 평면도체에서 a 떨어진 곳에 점전하 Q 가 있고, Q 에서 a 더 먼 곳에 점 P 가 있는 배치이다. 접지 평면은 전기영상법으로 풀며, P 는 평면에서 2a 떨어져 있다.
평면 뒤쪽 a 위치에 영상전하 −Q 를 놓으면 원래 문제와 같은 전계 분포가 된다. P 에서 실전하까지는 a, 영상전하까지는 2a + a = 3a 이다.
전위는 스칼라이므로 두 기여를 더하면
V_P = Q/(4πε₀·a) + (−Q)/(4πε₀·3a) = Q/(4πε₀a)(1 − 1/3) = Q/(6πε₀a) [V]

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