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유전율이 ε, 도전율이 σ, 반경이 r1, r2(r1 < r2) 길이가… | [전기기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 19년 2회차
유전율이 ε, 도전율이 σ, 반경이 r1, r2(r1 < r2) 길이가 l인 동축케이블에서 저항 R은 얼마인가?
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2πrlln⁡r2r1\dfrac{2\pi rl}{\ln\dfrac{r_2}{r_1}}
2
2πϵl1r1−1r2\dfrac{2\pi\epsilon l}{\dfrac{1}{r_1}-\dfrac{1}{r_2}}
3
12πσlln⁡r2r1\dfrac{1}{2\pi\sigma l}\ln\dfrac{r_2}{r_1}
4
12πrlln⁡r2r1\dfrac{1}{2\pi rl}\ln\dfrac{r_2}{r_1}
해설

같은 형상에서 정전용량 문제와 누설저항 문제는 동일한 라플라스 방정식을 풀게 되므로, 두 도체 사이가 유전율 ϵ\epsilon, 도전율 σ\sigma인 매질로 채워져 있으면 항상
RC=ϵσRC=\dfrac{\epsilon}{\sigma}
가 성립한다. 동축케이블의 정전용량은
C=2πϵlln⁡r2r1C=\dfrac{2\pi\epsilon l}{\ln\dfrac{r_2}{r_1}}
이므로 이를 대입하면
R=ϵσC=ϵσ×ln⁡r2r12πϵl=12πσlln⁡r2r1R=\dfrac{\epsilon}{\sigma C}=\dfrac{\epsilon}{\sigma}\times\dfrac{\ln\dfrac{r_2}{r_1}}{2\pi\epsilon l}=\dfrac{1}{2\pi\sigma l}\ln\dfrac{r_2}{r_1}
유전율은 약분되어 사라지고 도전율만 남는다는 점, 그리고 저항이므로 로그항이 분자에 와야 한다는 점이 판별 기준이다.

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