평행 극판 사이의 간격이 d(m)이고 정전용량이 0.3μF인 공기 커패… | [전자기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 22년 1회차

평행 극판 사이의 간격이 d(m)이고 정전용량이 0.3μF인 공기 커패시터가 있다. 그림과 같이 두 극판 사이에 비유전율이 5인 유전체를 절반 두께 만큼 넣었을 때 이 커패시터의 정전용량은 몇 μF 이 되는가?

0.01

0.05

0.1

0.5

해설

유전체를 절반 두께로 넣은 커패시터의 정전용량은 0.5 μF 이다.
그림은 위쪽  $\dfrac{d}{2}$  가 공기, 아래쪽  $\dfrac{d}{2}$  가  $\varepsilon_r=5$  유전체로 극판과 평행하게 채워진 구조라 두 층이 직렬 커패시터가 된다. 원래 용량  $C_0=\dfrac{\varepsilon_0S}{d}=0.3$  μF 이다.
 $C_1=\dfrac{\varepsilon_0S}{d/2}=2C_0=0.6\ \mu\mathrm{F}$ 
 $C_2=\dfrac{5\varepsilon_0S}{d/2}=10C_0=3\ \mu\mathrm{F}$ 
 $C=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\dfrac{0.6\times3}{3.6}=0.5\ \mu\mathrm{F}$ 
0.01 μF 은 계산값과 다르다.
0.05 μF 은 계산값과 다르다.
0.1 μF 은 계산값과 다르다.

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