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무한장 선로에 균일하게 전하가 분포된 경우 선로로부터 r[m] 떨어진 … | [전기기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 15년 1회차
무한장 선로에 균일하게 전하가 분포된 경우 선로로부터 r[m] 떨어진 P점에서의 전계의 세기 E[V/m]는 얼마인가? (단, 선전하 밀도는 PL[C/m]이다.)
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해설

그림처럼 무한히 긴 선전하에서 수직으로 rr만큼 떨어진 P점을 잡고, 그 선을 축으로 하는 반지름 rr, 길이 ll인 원통을 가우스면으로 둔다.
전계는 선에 수직인 방사 방향으로만 나오므로 원통의 두 밑면은 기여하지 않고 옆면만 계산에 들어가 E2πrl=ρLlε0E\cdot 2\pi r l=\frac{\rho_L l}{\varepsilon_0}가 성립한다.
정리하면 E=ρL2πε0rE=\frac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0 r}로, 점전하와 달리 거리에 반비례한다.

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