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1[전기산업기사 필기] 15년 3회차
면적이 s[m2], 극사이의 거리가 d[m], 유전체의 비유전율이 ℇs인 평판 콘덴서의 정전용량은 몇 [F]인가?
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ϵ0Sd\dfrac{\epsilon_0 S}{d}
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ϵ0ϵsSd\dfrac{\epsilon_0\epsilon_s S}{d}
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ϵ0dS\dfrac{\epsilon_0 d}{S}
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ϵ0ϵsdS\dfrac{\epsilon_0\epsilon_s d}{S}
해설

평행평판 콘덴서는 극판 사이 전계가 균일하므로 전하 Q에 대해 전속밀도 D=QsD=\dfrac{Q}{s}, 전계 E=Dε=QεsE=\dfrac{D}{\varepsilon}=\dfrac{Q}{\varepsilon s}, 두 극판 사이 전위차 V=Ed=QdεsV=Ed=\dfrac{Qd}{\varepsilon s} 가 된다.

따라서 정전용량은 C=QV=εsdC=\dfrac{Q}{V}=\dfrac{\varepsilon s}{d} 이고, 유전체의 유전율이 ε=ε0εs\varepsilon=\varepsilon_0\varepsilon_s 이므로 구하는 값은 C=ε0εssd [F]C=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_s s}{d}\,[\mathrm{F}] 이다.

즉 정전용량은 극판 면적 s에 비례, 극판 간격 d에 반비례, 비유전율에 비례한다. s와 d가 분자·분모에서 뒤바뀐 식은 차원이 맞지 않고, 비유전율이 빠진 식은 유전체가 없는 진공(공기) 콘덴서에만 해당한다.

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