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두 점전하에 의한 전계의 세기가 0[V/m]인 x축 상의 지점[m]은? | [소방간부후보생 전기공학개론] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방간부후보생 전기공학개론] 26년 1회차
두 점전하에 의한 전계의 세기가 0[V/m]인 xx축 상의 지점[m]은?

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해설

전계가 0인 지점은 두 전하 사이의 x=5 m이다.

두 전하가 같은 부호이므로 전계가 상쇄되는 곳은 두 전하 사이이며, 거리 제곱에 반비례하는 크기가 같아야 한다.
1x2=4(15−x)2⇒15−x=2x⇒x=5\dfrac{1}{x^2}=\dfrac{4}{(15-x)^2}\Rightarrow 15-x=2x\Rightarrow x=5

전하가 작은 쪽(+1 C)에 더 가까운 곳에서 균형이 잡힌다는 점이 핵심이다.

  • 2 m: +1 C의 전계가 더 커서 0이 되지 않는다.
  • 3 m: +1 C 전계(1/9)가 +4 C 전계(1/36)보다 크다.
  • 6 m: +4 C 전계(4/81)가 +1 C 전계(1/36)보다 크다.
  • 10 m: +4 C에 가까워 그 전계가 압도한다.

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