진공 중의 전계강도 E=ix+jy+kz로 표시될 때 반지름 10m의 구… | [전기산업기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[전기산업기사 필기] 18년 3회차
진공 중의 전계강도 E=ix+jy+kz로 표시될 때 반지름 10m의 구면을 통해 나오는 전체 전속은 약 몇 C 인가?
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1.1 × 10-7
2
2.1 × 10-7
3
3.2 × 10-7
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5.1 × 10-7
해설
가우스 법칙을 이용하여 전속을 구한다. 전속 Φ=∮SE⋅dA=ϵ0Qenc이며, 발산 정리로도 계산 가능하다: Φ=∫V(∇⋅E)dV. 주어진 전계 E=ix+jy+kz에서 ∇⋅E=∂x∂x+∂y∂y+∂z∂z=1+1+1=3이다. 반지름 R=10m인 구면을 통한 전속은 Φ=∫V3dV=3×Vsphere=3×34πR3=4πR3이다. 진공의 유전율 ϵ0=8.854×10−12F/m을 적용하면, 전하량은 Q=ϵ0Φ=ϵ0×4π×(10)3=8.854×10−12×4π×1000이다. Q=8.854×10−12×12566.4≈1.11×10−7C이므로, 정답은 약 1.1 × 10-7 C이다.
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