2024년 전기산업기사 1회차 18번

Question

간격이 3[cm]이고 면적이 30[cm²]인 평판의 공기 콘덴서에 220[V]의 전압을 가하면 두 판 사이에 작용하는 힘은 약 몇 [N]인가?

Accepted Answer

평판 콘덴서에 작용하는 힘은 콘덴서의 에너지 변화율로 구할 수 있습니다. 공기 콘덴서의 정전용량은 $C = \frac{\epsilon_0 A}{d}$로 주어지며, 저장된 에너지는 $U = \frac{1}{2}CV^2$입니다. 두 판 사이의 힘은 거리에 대한 에너지의 미분값으로 계산되며, 이를 풀면 $F = \frac{1}{2} \frac{\epsilon_0 A V^2}{d^2}$라는 공식을 얻습니다. 이 공식에 주어진 값을 대입하면 7.14 × 10⁻⁷ N에 가까운 힘을 얻을 수 있습니다.

2024년 전기산업기사 1회차 18번 - 기출문제 및 해설

문제 1