문제 #16762

Question

정전용량 0.06μF 의 평행판 공기콘덴서가 있다. 전극판 간격의 1/2 두께의 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 공기 부분의 정전용량과 유리판 부분의 정전용량을 직렬로 접속한 콘덴서가 된다. 유리의 비유전율을 ε_s = 5 라 할때 새로운 콘덴서의 정전용량은 몇 μF 인가?

Accepted Answer

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 콘덴서의 직렬 연결과 비유전율의 개념을 활용합니다. 원래 콘덴서의 정전용량($C_0$)은 전극판 간격($d$)과 면적($A$), 그리고 유전율($\epsilon_0$)에 의해 결정됩니다. 유리판을 삽입하면 콘덴서가 두 개의 부분으로 나뉘어 직렬로 연결된 것과 같습니다. 각 부분의 정전용량은 해당 부분의 두께와 비유전율에 따라 달라집니다. **해설:** 1. **원래 콘덴서의 정전용량:** $C_0 = \epsilon_0 \frac{A}{d} = 0.06 \mu F$ 입니다. 2. **유리판 삽입 후:** 유리판을 삽입하면 공기 부분과 유리 부분으로 나뉘며, 각 부분의 두께는 원래 간격의 1/2이 됩니다. * **공기 부분의 정전용량 ($C_1$):** 두께는 $d/2$이고 비유전율은 1이므로, $C_1 = \epsilon_0 \frac{A}{d/2} = 2 \epsilon_0 \frac{A}{d} = 2C_0 = 2 	imes 0.06

문제 1