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1[전기기사 필기] 16년 2회차
평행판 콘덴서에 어떤 유전체를 넣었을 때 전속밀도가 4.8×10-7[C/m2]이고 단위 체적당 정전 에너지가 5.3×10-3[J/m3]이었다. 이 유전체의 유전율은 몇 [F/m]인가?
1
1.15 × 10-11
2
2.17 × 10-11
3
3.19 × 10-11
4
4.21 × 10-11
해설

유전체 내 단위 체적당 정전 에너지는 w=12ED=12ϵE2=D22ϵw=\dfrac{1}{2}ED=\dfrac{1}{2}\epsilon E^2=\dfrac{D^2}{2\epsilon}이다(D=ϵED=\epsilon E를 대입해 얻는다).
여기서 유전율에 대해 풀면
ϵ=D22w\epsilon=\dfrac{D^2}{2w}
값을 대입하면
ϵ=(4.8×107)22×5.3×103=2.304×10131.06×102=2.17×1011\epsilon=\dfrac{(4.8\times10^{-7})^2}{2\times5.3\times10^{-3}}=\dfrac{2.304\times10^{-13}}{1.06\times10^{-2}}=2.17\times10^{-11}
따라서 유전율은 약 2.17×10112.17\times10^{-11} F/m이다. 참고로 ϵr=ϵ/ϵ02.45\epsilon_r=\epsilon/\epsilon_0\approx2.45 정도의 유전체에 해당한다.

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