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1[전기기사 필기] 16년 2회차
그림과 같은 원통상 도선 한 가닥이 유전율 문제 이미지인 매질 내에 지상 h[m] 높이로 지면과 나란히 가선되어 있을 때 대지와 도선간의 단위 길이당 정전용량 [F/m]은?
문제 이미지
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해설

그림은 반지름 a인 원통 도선이 유전율 ϵ\epsilon인 매질 속에서 지면과 나란히 높이 h에 가선된 구조다.
영상법으로 지면 아래 대칭 위치에 크기가 같고 부호가 반대인 영상 도선을 놓고 도선 표면과 전위 0인 지면 사이의 전위차를 구하면, 단위 길이당 정전용량은 C=2πϵcosh⁡−1haC=\dfrac{2\pi\epsilon}{\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}}[F/m]가 된다.
이것이 도선 굵기를 무시하지 않은 엄밀식이며, h≫ah\gg a인 실제 가공선에서는 cosh⁡−1ha≈ln⁡2ha\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}\approx\ln\dfrac{2h}{a}로 근사된다.

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