유전율이 Є 1 , Є 2 [F/m]인 유전체 경계면에 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/m 2 인가? (단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체의 전속밀도 D 1 =D 2 =D이다.)

오픈채팅

이용권 구매

활용 가이드

앱 설치

버그 신고

개선 요청

다크모드

유전율이 Є1, Є2 [F/m]인 유전체 경계면에 단위면적당 작용하는 … | [전기기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 18년 1회차

유전율이 Є₁, Є₂ [F/m]인 유전체 경계면에 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/m² 인가? (단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체의 전속밀도 D₁=D₂=D이다.)

 $2\left(\dfrac{1}{\epsilon_1}-\dfrac{1}{\epsilon_2}\right)D^2$

 $2\left(\dfrac{1}{\epsilon_1}+\dfrac{1}{\epsilon_2}\right)D^2$

 $\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\epsilon_1}+\dfrac{1}{\epsilon_2}\right)D^2$

 $\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\epsilon_2}-\dfrac{1}{\epsilon_1}\right)D^2$

해설

전계가 경계면에 수직이면 경계조건에 의해 전속밀도의 법선성분이 연속이므로  $D_1=D_2=D$ 이다.
각 유전체 내 단위체적당 에너지밀도는  $w=\dfrac{1}{2}ED=\dfrac{D^2}{2\varepsilon}$ 이고, 경계면에 작용하는 단위면적당 힘은 양쪽 에너지밀도의 차로 주어진다.
 $f=w_2-w_1=\dfrac{D^2}{2\varepsilon_2}-\dfrac{D^2}{2\varepsilon_1}=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2$  [N/m²]
즉 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽을 향하는 방향으로 작용한다. 계수는 에너지밀도 식의  $\dfrac{1}{2}$ 가 그대로 남으므로 2배가 아니라  $\dfrac{1}{2}$ 이고, 차이(뺄셈)이지 합이 아니다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[전기기사 필기] 18년 1회차 100문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요

비슷한 기출

전기기사 필기 기출문제 암기장 전체 보기

💬 전기기사 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→