2022년 전기기사 1회차 1번

Question

면적이 0.02m^2, 간격이 0.03m 이고, 공기로 채워진 평행평판의 커패시터에 1.0×10^{-6}C 의 전하를 충전시킬 때, 두 판 사이에 작용하는 힘의 크기는 약 몇 N 인가?

Accepted Answer

이 문제는 평행판 커패시터의 전하량, 면적, 간격으로부터 두 판 사이에 작용하는 힘의 크기를 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 커패시터의 정전용량 공식($C = \frac{\epsilon_0 A}{d}$)과 커패시터에 저장된 에너지 공식($U = \frac{1}{2}CV^2 = \frac{Q^2}{2C}$)을 이용하는 것입니다. 또한, 두 판 사이에 작용하는 힘은 에너지에 대한 간격의 미분값으로 구할 수 있습니다. 계산 결과, 보기 4번인 2.83 N이 가장 근접한 값으로 나타납니다.

2022년 전기기사 1회차 1번 - 기출문제 및 해설

문제 1