문제 #16484

Question

평행판 콘덴서의 극간 전압이 일정한 상태에서 극간에 공기가 있을 때의 흡인력을 F_1 , 극판 사이에 극판 간격의 \frac{2}{3} 두께의 유리판 (ε_r=10) 을 삽입할 때의 흡입력을 F_2 라 하면 \frac{F_2}{F_1} 는?

Accepted Answer

평행판 콘덴서에서 극간 전압이 일정할 때, 극판 사이의 흡인력은 극간의 유전율에 반비례합니다. 공기의 유전율을 $\epsilon_0$, 유리판을 삽입했을 때의 유효 유전율을 $\epsilon_{eff}$라고 하면, 흡인력은 $F \propto \frac{1}{\epsilon}$이므로 $\frac{F_2}{F_1} = \frac{\epsilon_{air}}{\epsilon_{eff}}$가 됩니다. 유리판 삽입 시 극간의 유효 유전율은 공기와 유리판의 유전율에 따라 결정되며, 이 문제에서는 유리판이 극간의 2/3를 차지하므로 유효 유전율이 증가하여 흡인력이 감소합니다. **핵심 개념:** * **평행판 콘덴서의 흡인력:** 극판 사이의 전기장에 의해 발생하는 힘으로, 극간의 유전율에 반비례합니다. * **유효 유전율:** 여러 유전체가 혼합된 경우, 전체적인 전기적 특성을 나타내는 값입니다. **정답 이유:** 문제에서 유리판이 극판 간격의 2/3를 차지하므로, 유리판 삽입 시 극간의

문제 1