전자기학
정전계
콘덴서 파괴
2018.3 기출
내압 1000V·1μF, 750V·2μF, 500V·5μF 콘덴서 3개를 직렬 연결하면 먼저 파괴되는 것은?
- ① 1μF 정답
- ② 2μF
- ③ 5μF
- ④ 동시 파괴
📖 해설
직렬 콘덴서 — 먼저 파괴되는 것 찾기
직렬 연결이면 모든 콘덴서에 같은 전하 \(Q\)가 쌓입니다. 각 콘덴서가 견딜 수 있는 최대 전하 \(Q_{max}=C\cdot V_{내압}\)를 비교해, 가장 작은 것이 먼저 한계에 도달합니다.
전하가 서서히 증가하면 \(1000\,\mu C\)에 가장 먼저 닿는 1μF가 제일 먼저 파괴됩니다.
주의 — 용량이 가장 작은 것(1μF)이 아니라 \(CV\)곱이 가장 작은 것이 기준입니다(여기선 마침 1μF).
직렬 연결이면 모든 콘덴서에 같은 전하 \(Q\)가 쌓입니다. 각 콘덴서가 견딜 수 있는 최대 전하 \(Q_{max}=C\cdot V_{내압}\)를 비교해, 가장 작은 것이 먼저 한계에 도달합니다.
| 콘덴서 | \(Q_{max}=CV\) |
|---|---|
| 1μF · 1000V | \(1\times1000=1000\,\mu C\) ← 최소 |
| 2μF · 750V | \(2\times750=1500\,\mu C\) |
| 5μF · 500V | \(5\times500=2500\,\mu C\) |
주의 — 용량이 가장 작은 것(1μF)이 아니라 \(CV\)곱이 가장 작은 것이 기준입니다(여기선 마침 1μF).