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1[전기산업기사 필기] 19년 3회차
E = i + 2j + 3k (V/cm)로 표시되는 전계가 있다. 0.02 μC의 전하를 원점으로부터 r = 3i (m)로 움직이는는데 필요로 하는 일(J)은?
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해설

전계에서 전하가 움직일 때 필요한 일은 W=−q(E⃗⋅Δr⃗)W = -q(\vec{E} \cdot \Delta \vec{r})로 구한다. 주어진 값을 정리하면 q=0.02 μC=2×10−8 Cq = 0.02 \text{ μC} = 2 \times 10^{-8} \text{ C}, E⃗=1i⃗+2j⃗+3k⃗ (V/cm)=100i⃗+200j⃗+300k⃗ (V/m)\vec{E} = 1\vec{i} + 2\vec{j} + 3\vec{k} \text{ (V/cm)} = 100\vec{i} + 200\vec{j} + 300\vec{k} \text{ (V/m)}(단위 변환), Δr⃗=3i⃗ (m)\Delta \vec{r} = 3\vec{i} \text{ (m)}이다. 내적을 계산하면 E⃗⋅Δr⃗=100×3+200×0+300×0=300 (V)\vec{E} \cdot \Delta \vec{r} = 100 \times 3 + 200 \times 0 + 300 \times 0 = 300 \text{ (V)}이다. 따라서 W=−2×10−8×300=−6×10−6 JW = -2 \times 10^{-8} \times 300 = -6 \times 10^{-6} \text{ J}이고, 전하를 움직이는 데 필요한 일의 크기는 ∣W∣=6×10−6 J|W| = 6 \times 10^{-6} \text{ J}이다.

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