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쌍극자모멘트가 M(Cㆍm)인 전기쌍극자에서 점 P의 전계는 에서 어떻게… | [전자기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 16년 2회차
쌍극자모멘트가 M(Cㆍm)인 전기쌍극자에서 점 P의 전계는 문제 이미지 에서 어떻게 되는가? (단, θ는 전기쌍극자의 중심에서 축 방향과 점 P를 잇는 선분의 사이 각이다.)
1
0
2
최소
3
최대
4
-∞
해설

전기쌍극자의 전계는 θ=π2\theta = \dfrac{\pi}{2} 에서 최소가 된다.

쌍극자 전계의 두 성분 Er=2Mcos⁡θ4πε0r3E_r = \dfrac{2M\cos\theta}{4\pi\varepsilon_0 r^3}, Eθ=Msin⁡θ4πε0r3E_\theta = \dfrac{M\sin\theta}{4\pi\varepsilon_0 r^3} 를 합치면
E=M4πε0r31+3cos⁡2θE = \dfrac{M}{4\pi\varepsilon_0 r^3}\sqrt{1+3\cos^2\theta}
이다. θ=π2\theta = \dfrac{\pi}{2} 이면 cos⁡θ=0\cos\theta = 0 이라 근호 안이 가장 작은 1 이 되어 E=M4πε0r3E = \dfrac{M}{4\pi\varepsilon_0 r^3} 로 최솟값이다.

  • 0 은 맞지 않는데, 근호 안 값이 1 이라 전계가 남는다.
  • 최대는 θ=0\theta = 0 에서 근호 안이 4 가 될 때이다.
  • −∞ 는 맞지 않는데, 같은 거리에서 전계 크기는 유한한 양수로 정해진다.

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