문제 #16190

Question

그림과 같이 정전용량이 C_0[F] 가 되는 평행판 공기 콘덴서에 판면적의 \frac{1}{2} 되는 공간에 비유전률이 ε_s 인 유전체를 채웠을 때 정전용량은 몇 [F] 인가?

Accepted Answer

이 문제는 정전용량의 기본 원리와 직렬 연결된 콘덴서의 합성 정전용량 개념을 활용합니다. 유전체가 채워진 부분과 공기만 있는 부분은 각각 독립적인 콘덴서로 볼 수 있으며, 이 두 콘덴서는 직렬로 연결된 것과 같습니다. 따라서 전체 정전용량은 각 부분의 정전용량을 직렬 연결 공식에 대입하여 계산됩니다. **정답 이유 및 핵심 개념:** * **정전용량 공식:** 평행판 콘덴서의 정전용량은 $C = \frac{\epsilon A}{d}$로 주어지며, 여기서 $\epsilon$은 유전율, $A$는 판의 면적, $d$는 판 간격입니다. * **직렬 연결된 콘덴서:** 직렬로 연결된 두 콘덴서 $C_1, C_2$의 합성 정전용량 $C_{eq}$는 $\frac{1}{C_{eq}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}$로 계산됩니다. 문제에서 유전체가 채워진 부분의 정전용량은 공기만 있는 부분의 정전용량과 다르게 계산되며, 이 두 부분을 직렬로 보고 합성 정전용량을 구하면 1

문제 1