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1[전기기사 필기] 24년 3회차
정전용량이 C0(μF)인 평행판의 공기 커패시터가 있다. 두 극판 사이에 극판과 평행하게 절반을 비유전율이 εr인 유전체로 채우면 커패시터의 정전용량 (μF)은?
1
2C01+1ϵr\dfrac{2C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
2
C02(1+1ϵr)\dfrac{C_0}{2\left(1+\dfrac{1}{\epsilon_r}\right)}
3
C01+1ϵr\dfrac{C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
4
4C01+1ϵr\dfrac{4C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
해설
극판과 평행하게(전계 방향으로) 절반을 유전체로 채우면 두 층은 두께가 각각 절반인 커패시터의 직렬 연결로 볼 수 있다. 공기층 C1=2C0C_1=2C_0, 유전체층 C2=2ϵrC0C_2=2\epsilon_rC_0이므로 합성 정전용량은 C=112C0+12ϵrC0=2C01+1ϵrC=\dfrac{1}{\frac{1}{2C_0}+\frac{1}{2\epsilon_rC_0}}=\dfrac{2C_0}{1+\frac{1}{\epsilon_r}}가 되어 정답은 ①이다.

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