문제 #16014

Question

공기중에 놓인 지름 1[m] 의 구도체에 줄 수 있는 최대 전하는 몇 [C] 인가? (단, 공기의 절연내력은 3000[kV/m] 이 다.)

Accepted Answer

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 구도체의 최대 전하량을 구하는 것으로, 핵심 개념은 **전기장의 세기와 절연내력**입니다. 공기의 절연내력은 특정 전기장 세기 이상이 되면 절연이 파괴되어 방전이 일어나는 한계값입니다. 구도체 표면에서 전기장의 세기가 공기의 절연내력에 도달할 때, 더 이상 전하를 공급할 수 없게 됩니다. **간단 해설:** 구도체 표면에서 전기장의 세기는 전하량과 반지름에 비례합니다. 공기의 절연내력은 3000 kV/m이므로, 이 한계값에 도달하는 최대 전하량을 계산하면 됩니다. 구도체의 반지름이 0.5m이고 공기의 절연내력이 3000 kV/m임을 이용하여 전기장의 세기 공식을 적용하면, 최대 전하량은 약 8.33 x 10⁻⁵ C가 됩니다.

문제 1