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1[전기산업기사 필기] 16년 2회차
간격 d[m]로 평행한 무한히 넓은 2개의 도체판에 각각 단위면적마다 +σ[C/m2], -σ[C/m2]의 전하가 대전되어 있을 때 두 도체 간의 전위차는 몇 V인가?
1
0
2
∞
3
4
해설
무한히 넓은 평행 도체판에 각각 +σ, −σ[C/m2]의 면전하가 대전되면, 한 장의 무한 평면이 만드는 전계는 σ/(2ε0)이다. 두 판이 만드는 전계는 판 사이에서 같은 방향으로 겹쳐지므로 합성 전계는 E = σ/(2ε0) + σ/(2ε0) = σ/ε0 [V/m]가 된다.
평행판 사이는 전계가 균일하므로 전위차는 전계에 간격을 곱해 구한다. 즉 V = E·d = σd/ε0 [V]다.
σd/(2ε0)는 판 한 장만이 만드는 전계로 계산한 값이어서 두 판의 전계가 중첩되는 효과를 빠뜨린 값이며, 전하가 있는 이상 전위차가 0이나 ∞가 되지도 않는다. 참고로 이 결과는 평행판 콘덴서의 C = ε0S/d와 Q = σS를 V = Q/C에 대입한 값과 정확히 같다.
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