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1[전기산업기사 필기] 2024년 1회 기출복원 모의고사
그림과 같이 +q[C/m]로 대전된 두 도선이 d[m]의 간격으로 평행하게 가설되었을 때, 이 두 도선간에서 전계가 최소가 되는 점은?
문제 이미지
1
d/4지점
2
3/4d 지점
3
d/3지점
4
d/2지점
해설

전계가 최소가 되는 점은 d/2 지점(두 도선의 중앙)이다.

그림은 같은 극성 +q[C/m]+q[\mathrm{C/m}] 로 대전된 두 도선이 간격 d[m]d[\mathrm{m}] 로 평행한 배치이며, 선전하의 전계는 거리 rr 에서 E=q2πε0rE=\dfrac{q}{2\pi\varepsilon_0 r} 이다. 두 도선 사이에서 각 도선의 전계는 서로 반대 방향이므로 합성 전계는 크기의 차이다.

한 도선에서 xx 만큼 떨어진 점에서 q2πε0x=q2πε0(d−x)\dfrac{q}{2\pi\varepsilon_0 x}=\dfrac{q}{2\pi\varepsilon_0 (d-x)} 이면 완전히 상쇄되어 x=d−xx=d-x, 즉 x=d2x=\dfrac{d}{2} 이다. 한쪽 도선에 가까워질수록 그 도선의 전계가 커지므로 전계가 같아지는 중앙에서 최소가 된다.

두 도선의 부호가 서로 달랐다면 두 전계가 같은 방향으로 더해져 중앙에서도 0 이 되지 않고 2qπε0d\dfrac{2q}{\pi\varepsilon_0 d} 가 남는다.

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