Physics for Scientists & Engineers 2 - optics.hanyang.ac.kroptics.hanyang.ac.kr/~choh/degree/general_physics_2012-2/ch24... · September 14, 2012 University Physics, Chapter24 2 축젂기의예

September 14, 2012 University Physics, Chapter 24 1

축젂기

축전기는 전기장에 에너지를 저장하는장치이다.

축전기는 일상에서 여러 용도로사용하고 있다. • 카메라 플래시,

• 심제세동기,

• 실험용 핵융합발전기

축전기는 전기회로의 핵심부품이다. .• 축전기는 컴퓨터칩의 마이크로 크기에서

FM 라디오 송신기처럼 고성능 회로까지

크기의 정도가 매우 다양하다.

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축젂기의 예

축전기의 크기와 모양은

엄청나게 다양하다.

일리노이, 배타비아의 페르미 입자가속기 연구소로연결된 축전기 제어발전소

하나의 축전기를 가진세계 최초의 집적회로


젂기용량

일반적으로 축전기는 서로 분리된, 비록 간단한 평면이 아닐지라도흔히 평판이라고 부르는, 두전도체로 구성된다. .

축전기의 특성을 조사하기 위해간단하면서도 편리한 기하모형에서먼저 유용한 결과를 얻은 다음에일반화시킬 것이다.

판 면적 A , 판 간격 d 인 두 개의평행한 전도체 판으로 구성된 평행판축전기로 시작한다.

두 극판 사이는 진공이라고 가정한다.(공기는 진공에 매우 가깝다.)


평행판 축젂기 (1)

축전기를 다음과 같이 충전시킨다.• 위 극판에 +q

• 아래 극판에 -q

극판이 전도체이므로 전하는 평판 표면에 균일하게 분포한다.

극판 사이의 전기퍼텐셜 V, 는 충전된 전하량에 비례한다.

즉, 퍼텐셜차는 V(+) - V(-) = V이다.

q

q

(전지로도 사용한다)

+

+

+

+

+

+-

-

- -

-

-

q

q


전하 q 와 전기퍼텐셜 차 V 사이의 비례상수를전기용량 C 라고 부른다.

전기퍼텐셜 차 V 를 간단히 “퍼텐셜” 또는 극판에걸리는 “전압”이라고 부른다.

축전기의 전기용량은 극판의 면적과 극판 간격에의존하며, 극판의 전하나 전압에는 무관하다.

전기용량은 얼마나 많은 전하량이 평판 사이의퍼텐셜차를 만드는 데 필요한가를 알려준다.


q CV

qC

V


젂기용량의 정의

전기용량의 정의:

전기용량의 단위: 쿨롱/볼트(C/V)

전기용량은 영국의 물리학자 마이클패러데이 (1791-1867) 를 기념하여명명한 단위로 패럿(F)이라고 부른다.

1 은 매우 큰 전기용량이다.

• 보통 축전기의 전기용량

F (10-6 F), nF (10-9 F),pF (10-12 F)

1 C1 F

1 V

© Pixtal/age Fotostock RF

qC

V


축젂기 충젂과 방젂 (1)

축전기를 전지 또는 DC 전원에 회로로 연결하면 충전된다.

전하가 전지나 전원에서 축전기로 흘러가서 축전기 양극의퍼텐셜차가 공급된 전압과 같아지게 된다.

만일 축전기의 연결을 끊으면, 축전기는 전하와 퍼텐셜차를유지하다가, 시간이 지나면서 축전기의 전하가 새어나간다.

그러나 고립된 축전기는 전하와 퍼텐셜차를 무한히 유지한다고가정할 것이다.


축젂기 충젂과 방젂 (2)

c

c

.그림은 충전과정을 나타내는 회로이며, 직선은 도선을 나타낸다. • 전지(전원)는 기호 로

• 축전기는 기호 로 나타내며 C로 표시한다.

회로의 스위치• 위치 c : 회로가 열려서 전지의 연결이

끊어진다.

• 위치 a : 회로는 닫히면서 전지가 축전기양단에 연결되어 충전된다. q = CV.

• 위치 b : 두 극판이 직접 연결되어 축전기가방전되면서 전자가 회로를 움직인다. 즉전류가 흐른다.



간격이 d인 두 전도체 평행판을 생각해 보자.

이 배열은 평행판 축전기 구조이다.

위 극판은 +q , 아래 극판은 –q로 대전되어 있다.

두 판 사이의 전기장은 양으로 대전된 판에서 음으로 대전된 판쪽으로, 즉 그림의 아래쪽으로 향한다. 즉, 또한 전기장은 두평행판의 표면에 수직이다.

두 극판 사이의 모든 곳에서 전기장의 크기가 일정하고 다른모든 곳에서는 0이라고 가정한다.

실제 축전기 두 판의 끝 부분에 가장자리 전기장이 생긴다.



0 enclosedE dA q

전기다발 = EA(위 극판의 바닥 표면만을 지난다!)

둘러싼 전하 = q 0

qE

A

전기장은 가우스의 법칙을 사용하여 구한다.

그림의 빨간색으로 가우스 표면을 만든다.



두 평판 사이의 퍼텐셜차 V 를전기장으로 구해 보자.

그림의 푸른색 방향을 따라 적분하면다음을 얻는다.

( ) ( )

cos(180 )

f i

f

i

V V V V V

E ds

E ds

E d



qC

V

0

q qC

Ed qd

A

0 AC

d

축전기의 정의:.

전기용량은 다음과 같다.

변수• A : 극판의 면적

• d : 극판의 간격

전기용량은 기하학적 요인에만의존하고, 극판의 전하량이나전압과는 무관하다.


Example: 평행판 축젂기의 젂기용량 (1)

문제:

극판의 면적이 625 cm2 이고, 분리간격이 1.00 mm인 평행판축전기의 전기용량은얼마인가?

답:

-12 2

0

10

8.85 10 F/m 0.0625 m

0.001 m

5.53 10 F

= 0.553nF

AC

d


보기문제 24.1: 평행판 축전기의 면적

문제:

평행판 축전기에서 판 간격은1.00mm이다. 축전기의전기용량이 1.00F이 되려면판의 면적은 얼마가 되어야하는가?

답:

간격이 1 mm이면 극판의 크기가 10.6 km x 10.6 km인

축전기의 전기용량이 1 F이다. .

A Cd

0

1 F 0.001 m

8.85 10-12 F/m

1.13 108 m2


문제: 젂기용량, 젂하, 젂자 …

문제:

RAM(random access memory) 기억소자의 축전기는 전기용량이55 nF이다. 축전기의 전압이가 5.3 V로 충전되면 음의 극판에는얼마나 많은 전자가 있는가?

답:

극판의 총전하 q 를 알면 전자의 전하량 e 로 나눈 n =q/e로전자의 수를 구한다.

극판의 전하량 q 는 q=CV 이다.


길이 L이고, 동축인 두 전도체 원통으로 구성된 원통형 축전기를생각해 보자• 예: 동축케이블

내부 원통의 반지름: r1

외부 원통의 반지름: r2

두 원통의 선전하밀도는 이고,

내부 원통은 양전하,

외부 원통은 음전하로

대전되어 있다.

원통형 축젂기 (1)



두 원통 사이의 전기장은 지름방향 안쪽으로 향하고 두원통표면에 수직이다.

가우스의 법칙을 적용해서 두 원통 사이의 전기장을 구할 수있다.

02E

r

0

0

where 2

E dA q

EA L

A rL

…두 원통 사이의 전기장은 다음과 같다.



평행판 축전기처럼 두 원통의 퍼텐셜 차는 V = |V1 – V2| 이다.

C q

V

L

20

ln r2

/ r1

20L

ln r2

/ r1

2 2

1 11 2

0

2

0 1

| |2

ln2

r r

r rV V E ds dr

r

r

r

역시 C 는 기하구조에만의존한다.

…원통 축전기의 전기용량은 다음과 같다.


구형 축젂기 (1)

반지름이 각각 r1과 r2 인 두 동심 전도체구로 구성된 구형축전기를 생각해 보자



내부 구의 전하= +q외부 구의 전하= –q

전기장은 두 구면에 수직하고, 그림의 빨간색 화살표처럼지름방향이다.


전기장의 크기를 구하기 위해, 두 구와 동심이며 반지름 r 이

r1 < r < r2인 가우스 표면을 사용한다.

전기장이 가우스 표면에 항상 수직이므로 다음을 얻는다.

… 전기장은 …


2

04

qE

r …타당하다!

2

0 0 0 4E dA EA E r q



퍼텐셜차는 원통형 축전기와 같은 방식으로, 음전하 구에서양전하 구까지 적분하여 구한다.

전기용량:

구형 축전기의 전기용량:

V |V1V

2| E dr

r2

r1

q

40r2

drr2

r1

q

40

1

r1

1

r2

C q

V

q

q

40

1

r1

1

r2

4

0

1

r1

1

r2

C 40

r1r

2

r2 r

1


고립된 구의 젂기용량

전도체 구 하나의 전기용량을 계산할 수 있다. 앞의 결과에서외부 구가 무한히 멀리 있다고 가정하면 가능하다.

구형 축전기의 전기용량에서…

…r2 = 및 r1 = R …

04C R

0

0 1 2 1 2

4

1 1 1 1

4

q qC

V q

r r r r

…결국 V = q/40R 이다.


문제: 구형 축젂기

문제:구형 축전기 판의 내부 및 외부 반지름은각각 38 mm와 40 mm이다.a) 전기용량 C.b) 같은 간격, 같은 전기용량인

평행판 축전기 극판의 면적 A.답:a)

b)

b=40 mm

a=38 mm

d

A ?

0

32 10 m

AC

d

d b a

A dC

0

2.00 103 m 84.5 pF

8.85 1012 F/m 0.0191 m2

A 191 cm2

C 40

ab

b a

40 mm 38 mm

8.99 109 Nm2

C2

40 mm 38 mm

84.5 pF


회로의 축젂기

회로는 도선으로 전기소자들을 연결한 집합이다. 회로에서 여러 방법으로 축전기들을 연결할 수 있으나 가장

기본적인 두 연결은 병렬연결과 직렬연결이다.• 아래 그림은 병렬연결된 세 축전기 회로이다. 축전기의 위 판은 전지의

양극과 직접 연결되고, 다른 판은 전지의 음극에 직접 연결되어 있다.

• 오른편 그림은 직렬연결된 세 축전기 회로이다. 한 축전기의 양전하 판이 다른 축전기의 음전하 판에

직접 연결되어 있다.


축젂기의 병렬연결 (1)

세 축전기가 병렬연결된 회로를 생각하자.

세 축전기의 위 판은 전압 V 인 전지의 양극과 직접 연결되고, 다른 판은 전지의 음극에 직접 연결되어 있다.

각 축전기에 걸리는 퍼텐셜 차 V 는 모두 같다.

각 축전기의 전하량은 …

q1 C1V q2 C2V q3 C3V

축전기 병렬연결의 핵심


축젂기의 병렬연결 (2)

세 축전기를 하나의 등가축전기로 간주할 수 있으며, 등가축전기는 다음과 같은 총 전하 q를 가진다고 가정한다.

에서 등가전기용량 Ceq 는 다음과 같다.

n 개 축전기 병렬연결의 등가전기용량은

단순히 각 전기용량의 합과 같다.

따라서 병렬연결된 여러 개의 축전기를 등가전기용량을 가진하나의 등가축전기로 대체하면 아래 회로처럼 간단해진다.

q q1 q2 q3 C1V C2V C3V C1 C2 C3 V

Ceq C1 C2 C3

Ceq Cii1

n

q CeqV


축젂기의 직렬연결 (1)

세 축전기가 병렬연결된 회로를 생각하자.

축전기 C1에서 전지의 양극 단자와 연결된

극판은 양으로 대전되고,

음전하가 유도된 반대 극판은 C2의

양전하 판과 연결되고

C2의 음전하 판은 C3의 양전하 판과

C3의 음전하 판은 전지의 음극 단자와 연결된다.

전지가 양전하로 대전시킨 C1의 반대 극판에 음전하가 유도되고, C2의 양전하 판이 유도되고…이므로

각 축전기는 같은 양의 전하로 대전된다.축전기 직렬연결의 핵심


축젂기의 직렬연결 (2)

세 축전기의 전하가 같으므로 다음을 얻고,

등가전기용량은 다음과 같다.

n 개 축전기 직렬연결의 등가전기용량 역수는

단순히 각 전기용량 역수의 합과 같다.

따라서 병렬연결된 여러 개의 축전기를 등가전기용량을 가진하나의 등가축전기로 대체할 수 있다.

1 2 3

1 2 3 1 2 3

1 1 1q q qV V V V q

C C C C C C

V q

Ceq

1

Ceq

1

C1

1

C2

1

C3

1

Ceq

1

Cii1

n


요약 (1)

구형 축전기의 전기용량

• r1 : 내부 구의 반지름

• r2 : 외부 구의 반지름

고립된 구형 전도체의 전기용량

• R : 구의 반지름

1 20

2 1

4r r

Cr r

04C R


요약 (2)

n 개 축전기 병렬연결의 등가전기용량

n 개 축전기 직렬연결의 등가전기용량

1

n

eq i

i

C C

1

1 1n

ieq iC C

=

=


보기문제 24.2: 축젂기 모음 (1)

문제: 각 축전기의 전기용량이 5nF이면, 전체 축전기의등가전기용량은 얼마인가? 전지의 퍼텐셜차가 12V이면, 각축전기의 전하는 얼마인가?

답:

등가전기용량을 구한다.

직렬 또는 병렬 연결된 축전기의 등가전기용량을 구해서 한단계씩 차례로 계산한다.



C1 과 C2 는 병렬연결이고,

C3 또한 C1 , C2와 병렬연결이므로

세 축전기의 등가전기용량은 C123 = C1 + C2 + C3 = 15 nF

… 새 회로는 다음과 같다.



C4 와 C123 는 직렬연결이므로

등가정기용량은

… 새 회로는 다음과 같다.

1

C1234

1

C123

1

C4

C1234 C123C4

C123 C4

= 3.75 nF



이제 C5 와 C1234 는 병렬연결이므로

등가전기용량은

… 새 회로는 간단히 다음과 같다.

C12345 C1234 C5 C123C4

C123 C4

C5 (C1 C2 C3)C4

C1 C2 C3 C4

C5 = 8.75 nF



전체 축전기 모음의 등가전기용량은 다음과 같다.

단위와 크기 정도가 올바르다.

전체 전기용량의 반 이상이 C5 하나에 의해 제공된다.

이 결과는 회로에서 축전기를 어떻게 배열하는가에 극히주의해야 한다는 사실을 보여 준다.

12345

(5 5 5)55 nF 8.75 nF

5 5 5 5C


전지가 일을 해야만 축전기를 대전시킬 수 있다.

이 일을 축전기 전기 퍼텐셜에너지의 변화로 볼 수 있다.

퍼텐셜 차 V 인 전지가 dW 의 일을 하여, 전기용량 C 인축전기에 dq 의 전하를 대전시킨다.

축전기를 총 전하 q로 대전시키기 위해서 해야 할 일은 다음과같다.

결국 축전기에 저장된 전기 퍼텐셜에너지는 다음과 같다.

축젂기에 저장된 에너지

qdW Vdq dq

C

2

0

1

2

tqt

t

qqW dW dq

C C

221 1 1

2 2 2

qU CV qV

C


전하밀도 u,를 단위부피당 전기 퍼텐셜에너지로 정의하고,

평행판 축전기에서 가장자리 효과를 무시하면, 극판 사이의부피는 극판의 면적과 극판 간격의 곱인 Ad 이므로, 다음과 같이얻는다.

평행판 축전기의 전기용량을 넣으면 다음을 얻는다.

축젂기의 에너지밀도 (1)

volume

Uu

2 212

2

CVU CVu

Ad Ad Ad

202

0

1

2 2

AV

Vdu

Ad d


V/d 가 전기장의 크기 E,이므로 평행판 축전기의 전기퍼텐셜에너지밀도는 다음과 같다.

이 결과는 비록 평행판 축전기에서 유도되었지만 사실상일반적인 결과이다.

전기장이 차지하는 공간의 단위부피당 전기 퍼텐셜에너지는모두 위의 식으로 기술할 수 있다.

• 이 식은 단위부피당 전기장 에너지이다.

축젂기의 에너지밀도 (2)

2

0

1

2u E


고립된 전도체 구의 반지름은 R =6.85 cm이고, 전하량은 q =1.25 nC이다.

문제 1:

대전된 전도체에 저장된 퍼텐셜에너지는 얼마인가?

답 1:

요점: 고립된 전도체 구의 전기용량은 C=40R 이다.

축전기에 저장된 에너지 U 는 전하량과 전기용량에 다음과 같이의존한다.

보기: 고립된 젂도체 구 (1)


문제 2:

구의 표면에서 전기장의 에너지밀도는 얼마인가?

답 2:

요점: 에너지밀도 u 는 전기장의 크기에 다음과 같이 의존한다.

따라서 구 표면에서 전기장을 구하여 계산하면 다음을 얻는다.

2

0

1

2u E

E 1

40

q

R2

u 1

20E

2 q2

32 20R4 2.54 105 J/m3 25.4 J/m3

보기: 고립된 젂도체 구 (2)


보기문제 24.3: 번개구름 (1)

폭 2.0km, 길이 3.0km의 번개구름이 평평한 지면 위 500m 고도에서 맴돌고 있다. 번개구름에는 160C의 전하가 있으며지면에는 전하가 없다.

문제 1:

구름과 지면 사이의 퍼텐셜차는 얼마인가?

문제 2:

낙뢰가 되려면 대략 2.5MV/m의 전기장 세기가 필요하다. 문제에기술된 조건들은 낙뢰가 되기에 충분한가?

문제 3:




문제 1: 구름과 지면 사이의 퍼텐셜차는 얼마인가?

답 1:

구름-지면 계를 평행판 축전기로 어림하면, 계의 전기용량은

번개구름의 전하량이 160C이지만, 한쪽 판은 + q전하로, 다른판은 -q로 대전된 평행판 축전기에서 판 사이의 전하량 차이는2q이므로 구름-지면 계에서는 2q=160C,

즉 q=80C이다.

따라서 퍼텐셜 차는 다음과 같다.

-12

0 (8.85? 0 F/m)(2000 m)(3000 m)0.11 F

500 m

AC

d

880 C7.2 10 V

0.11 F

qV

C

++++++++++++…++++++++++++ …



문제 2:


답 2:

구름과 지면 사이의 퍼텐셜차와 주어진 거리를 써서 전기장을계산하면 다음을 얻는다.

E 가 2.5 MV/m, 보다 작으므로 주어진 조건에서는 번개가생기지 않을 것이다. • 그러나 번개구름이 라디오 송신탑 위를 떠다니면 전기장 세기가

증가되기가 쉬우므로 번개로 방전될지도 모른다.

87.2 10 V1.5 MV/m

500 m

VE

d



문제 3:


답 3:

번개구름-지면 계에 저장된 전체 전기 퍼텐셜에너지는 다음과같다.

• 1500 W 헤어드라이어를 5000시간 이상 쓸 수 있는 양의 에너지이다.

8 1010.5(80 C)(7.2 10 V) 2.9 10 J

2U qV


유젂체가 들어있는 축젂기 (1)

지금까지 논의된 축전기들은 판 사이가 진공이거나 공기가들어있다.

그러나 상용 축전기들 거의 모두 유전체라고 부르는 절연물질이들어있다.

전체는 여러 기능을 수행한다. 끝으로 축전기의 전기용량을증가시킨다. • 첫째 판 사이의 간격을 유지시켜 준다. • 둘째 두 판을 전기적으로 절연시킨다. • 셋째 판 사이에 공기가 있을 때보다 더 큰 퍼텐셜차를 만들어준다.

• 축전기의 전기용량을 증가시킨다. • 유전체의 분자구조 때문이다.


유젂체가 들어있는 축젂기 (2)

축전기 판 사이에 유전체를 넣으면 전기용량이 (유전상수)배증가한다.

판 사이에 유전상수 의 유전체가 들어있는 축전기의전기용량은 다음과 같다.

… 여기서 Cair 는 유전체 없이 공기가 잇는 축전기의 전기용량이다.

측전기 판 사이에 유전체를 넣으면 판 사이의 전기장을감소시키는 효과가 나타나서, 축전기에 더 많은 전하를충전시킬 수 잇다.

airC C


유젂체가 들어있는 평행판 축젂기

축전기 평행판 사이에 유전체를 넣으면전기장이 다음과 같이 변한다.

상수 0 는 자유공간의 전기유전율이다.

상수 은 유전물질의 전기유전율이다.

0

airE q qE

A A

0


요약 (1)

축전기에 저장된 전기 퍼텐셜에너지

평행판 축전기에 저장된 전기장 에너지밀도

일반적인 전기장 에너지밀도

U

1

2CV 2

2

0

1

2u E

2

0

1

2

Vu

d


요약 (2)

축전기 판 사이에 유전체를 넣으면 전기용량이 ( 유전상수)배증가한다.

유전체는 (주어진 q) 극판 사이의 전기장을 감소시킨다.

유전물질의 전기유전율을 다음과 같이 정의한다.

airC C

airEE

0


유젂세기

물질의 유전세기는 퍼텐셜차를 견디는 능력의 척도이다.

만일 유전체 내의 전기장 세기가 유전세기를 넘어선다면, 유전체가 깨져서 방전이 일어나면서 판 사이의 전하들을전도하기 시작하므로 축전기가 파괴된다.

따라서 유용한 축전기는 주어진 전기용량뿐만 아니라, 유전성이깨지지 않으면서도 필요한 퍼텐셜차를 유지할 수 있는 유전체를반드시 포함해야 한다.

축전기에는 전기용량과 최대로 견딜 수 있는 퍼텐셜차 값등이보통 명시되어 있다.


유젂상수

진공의 유전상수는 1로 정의한다.

공기의 유전상수는 1에 가까우며, 대체로 1로 사용한다.

몇몇 물질들의 유전상수와 유전세기가 아래 표에 수록되어 있다.

0


유젂체에 대한 미시적 해석 (1)

전기장 안의 유전체가 원자와 분자 수준에서 어떤 현상이일어나는지 생각해 보자.

두 종류의 유전체에

• 극성 유전체

• 비극성 유전체

극성 유전체는 분자구조상 영구 전기쌍극자 모멘트를 가진극성분자들로 구성되어있다.

• 예: 물 분자

보통은 전기쌍극자들이

무질서하게 분포한다



그러나 극성 분자들에 전기장을 가하면, 전기장을 따라정렬하려고 한다

비극성 유전체는 고유 전기쌍극자 모멘트를 가지지 않은 원자나분자로 구성된 물질이다



이들 원자나 분자들은 외부전기장의 영향을 받아쌍극자모멘트를 가지도록 유도될 수 있다

원자나 분자 내의 음전하와 양전하에 각각 반대로 작용하는전기력으로 인해 두 전하분포가 약간 이동하여 전기쌍극자모멘트가 유도된다.



극성과 비극성 유전체 모두에서 정렬된 전기쌍극자 모멘트가만드는 전기장이 원래의 외부전기장을 부분적으로 상쇄시킨다.

축전기 판 사이의 전기장은 원래의 외부전기장과 유전체 내에유도된 전기장의 합으로 다음과 같다.

r dE E E


보기문제 24.5: 유젂체 평행판 축젂기 (1)

문제 1:

유전체 없이 전기용량 C = 2.00 F 의 평행판 축전기가

퍼텐셜차 V = 12.0 V 의 전지에 연결되었다. 축전기의전하는 얼마인가?

문제 2:

유전상수 = 2.5 의 유전체로 축전기의 판 사이의 공간을완전히 채웠다. 이제 축전기의 전하는 얼마인가?

q CV 2.00 106 F 12.0 V 2.40 105 C

The capacitance of the capacitor is increased:airC C

6 52.50 2.0 10 F 12.0V 6.0 10 Cq CV

추가 전하는 전기가 공급한다.


보기문제 24.5: 유젂체 평행판 축젂기 (2)

문제 3:

이제 축전기와 전지와의 연결을 끊었다고 하자. 만일유전체를 제거하고 계속해서 축전기를 고립된 상태로둔다면, 전하와 퍼텐셜 차는 어떻게 되는가?

답 3:

고립된 축전기에서 유전체가 제거하면 전하들이 더 이상흘러갈 곳이 없기 때문에 전하량이 바뀔 수 없다.

따라서 축전기의 퍼텐셜차는 다음과 같다.

V q

C

6.00 105 C

2.00 106 F 30.0 V V 증가


문제: 왁스의 유젂상수

문제:

공기가 들어있는 평행판 축전기의 전기용량은 1.3 pF이다. 판의간격이 2배로 증가시키고 왁스를 넣으면 전기용량이 2.6pF로증가한다. 왁스의 유전상수는 얼마인가?

답:

요점: 원래의 전기용량:

새 전기용량:

전기용량의 비율:

유전상수


문제: 유젂물질

문제:공기 축전기의 전기용량은 7.4 pF이다. 최대 전압 652 V에서 7.4 J 의 에너지를 저장할 축전기로 만든다고 하자. 유전상수가 얼마인유전체를 판 사이에 넣어야 되는가?

답: 요점: 유전체를 넣은 축전기의 전기용량: C=Cair

저장된 에너지:

따라서 다음과 같이 얻는다.

Physics for Scientists & Engineers 2 - optics.hanyang.ac.kroptics.hanyang.ac.kr/~choh/degree/general_physics_2012-2/ch24... · September 14, 2012 University Physics, Chapter24 2 축젂기의예

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