길이 ℓ(m)인 동축 원통 도체의 내외원통에 각각 +λ, -λ(C/m)… | [전기기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[전기기사 필기] 19년 3회차
길이 ℓ(m)인 동축 원통 도체의 내외원통에 각각 +λ, -λ(C/m)의 전하가 분포되어 있다. 내외원통 사이에 유전율 ε인 유전체가 채워져 있을 때, 전계의 세기(V/m)은? (단, V는 내외원통 간의 전위차, D는 전속밀도이고, a, b는 내외원통의 반지름이며, 원통 중심에서의 거리 r은 a < r < b인 경우이다.)
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r⋅lnabV
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ϵ⋅lnabV
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r⋅lnabD
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ϵ⋅lnabD
해설
가우스 법칙을 반지름 r, 길이 ℓ 의 원통면에 적용하면 E⋅2πrℓ=ϵλℓ 이므로 E=2πϵrλ 이다. 내외원통 사이의 전위차는 V=∫abEdr=2πϵλlnab 따라서 2πϵλ=lnabV 이고, 이를 전계식에 넣으면 E=rlnabV V/m 이다. 전계는 r 에 반비례하므로 분모에 r 가 남아야 하고, V 로 표현하는 과정에서 ϵ 은 약분되어 사라진다.
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