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축이 무한히 길고 반지름 a[m]인 원주 내에 전하가 축대칭이며, 축방… | [전기산업기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 15년 2회차
축이 무한히 길고 반지름 a[m]인 원주 내에 전하가 축대칭이며, 축방향으로 균일하게 분포되어 있을 경우, 반지름 r>a[m]되는 동심원통면상 외부의 한 점 P의 전계의 세기는 몇 V/m인가? (단, 원주의 단위 길이당의 전하를 λ[C/m]라 한다.)
1
λ/ℇ0
2
λ/2πℇ0
3
λ/πa
4
λ/2πℇ0r
해설

무한히 긴 원주 내부에 전하가 축대칭으로 균일하게 분포되어 있을 때, 원주 밖 r>a인 점에서의 전계는 단위길이당 전하 λ가 축 위의 선전하처럼 작용한다고 보고 원통형 가우스 면을 이용해 구할 수 있다.

가우스 법칙을 반지름 r인 동심 원통면에 적용하면 E×2πrl=λlε0E \times 2\pi r l = \dfrac{\lambda l}{\varepsilon_0}이 되어, E=λ2πε0rE = \dfrac{\lambda}{2\pi\varepsilon_0 r}를 얻는다.

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