전자기학
정전계
코로나 표면력
2018.4 기출
공기 중 코로나 방전이 3.5kV/mm 전계에서 발생할 때 도체 표면에 작용하는 힘은 약 몇 N/m²인가?
- ① 27
- ② 54 정답
- ③ 81
- ④ 108
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
\(f=\dfrac12\varepsilon_0 E^2=\dfrac12\times8.855\times10^{-12}\times(3.5\times10^6)^2\approx54\,\text{N/m}^2\).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
\(f=\dfrac12\varepsilon_0 E^2=\dfrac12\times8.855\times10^{-12}\times(3.5\times10^6)^2\approx54\,\text{N/m}^2\).