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평행판 공기콘덴서 극판 간에 비유전율 6인 유리판을 일부만 삽입한 경우… | [전기산업기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 17년 1회차
평행판 공기콘덴서 극판 간에 비유전율 6인 유리판을 일부만 삽입한 경우, 유리판과 공기간의 경계면에서 발생하는 힘은 약 몇 N/m2인가? (단, 극판간의 전위경도는 30kV/㎝이고 유리판의 두께는 평행판 간 거리와 같다.)
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해설

비유전율이 다른 두 매질의 경계면이 전계 방향과 나란하면 접선성분 전계 E가 양쪽에서 같게 유지되며, 이때 경계면에 작용하는 힘(단위면적당)은 f=12(εs−1)ε0E2f = \dfrac{1}{2}(\varepsilon_s - 1)\varepsilon_0 E^2로 구한다.

전위경도 E=30 kV/cm=3×106 V/mE = 30\ \mathrm{kV/cm} = 3\times10^6\ \mathrm{V/m}, 비유전율 εs=6\varepsilon_s=6을 대입하면 f=12×5×8.855×10−12×(3×106)2≈199 N/m2f = \dfrac{1}{2}\times5\times8.855\times10^{-12}\times(3\times10^6)^2 \approx 199\ \mathrm{N/m^2}가 된다.

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