평행 극판 사이의 간격이 d(m)이고 정전용량이 0.3μF인 공기 커패… | [전기기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

그림에서 극판 간격 $d$ 중 아래쪽 절반만 비유전율 5인 유전체로 채워져 있고 위쪽 절반은 공기이므로, 두께가 각각 $d/2$ 인 두 커패시터가 직렬로 이어진 것과 같다.
공기만 있을 때 $C_0=\frac{\varepsilon_0 A}{d}=0.3$ 이므로, 공기층은 $C_1=\frac{\varepsilon_0 A}{d/2}=2C_0=0.6$, 유전체층은 $C_2=\frac{5\varepsilon_0 A}{d/2}=10C_0=3$ 이다(단위 $\mu F$).
직렬 합성하면 $C=\frac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\frac{0.6\times 3}{0.6+3}=0.5$ 이므로 정전용량은 0.5 μF가 된다.