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유전율 \epsilon_1, \epsilon_2인 두 유전체가 맞닿아 … | [전기기사 필기] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 26년 1회차

유전율 ϵ1\epsilon_1, ϵ2\epsilon_2인 두 유전체가 맞닿아 있고, 그 접촉면에 전계가 직각으로 들어온다. 이때 접촉면이 받는 단위면적당 힘을 바르게 설명한 것은? (단, ϵ1>ϵ2\epsilon_1\gt\epsilon_2이다.)

1

두 유전율의 차에 정비례하는 크기로 작용한다

2

전계 세기의 제곱에 비례하는 크기로, 유전율이 작은 매질에서 큰 매질 쪽으로 작용한다

3

접촉면과 나란한 방향으로만 작용하며 전속밀도와는 무관하다

4

전속밀도의 제곱에 비례하는 크기로, 유전율이 큰 매질에서 작은 매질 쪽으로 작용한다

해설

전계가 접촉면에 직각으로 들어오면 법선 성분인 DD가 양쪽에서 같아지고, 이때 생기는 응력은 f=D22(1ϵ21ϵ1)f=\dfrac{D^{2}}{2}\left(\dfrac{1}{\epsilon_2}-\dfrac{1}{\epsilon_1}\right)[N/m2]\mathrm{[N/m^2]}이다. 즉 전속밀도의 제곱에 비례하며, 유전율이 큰 매질 쪽에서 작은 매질 쪽으로 당기는 힘이 된다. 유전율의 차에 단순 비례하지 않고, 직각 입사에서는 EE가 양쪽에서 서로 다르므로 전계의 제곱으로 쓸 수 없으며, 힘의 방향도 접촉면에 수직이다.

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