전자기학
정전계
콘덴서 에너지
2015.8 기출
5000μF 콘덴서를 60V로 충전할 때 축적 에너지는 몇 J인가?
- ① 5
- ② 9 정답
- ③ 45
- ④ 90
📖 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
\(W=\frac12 CV^2=\frac12\times5000\times10^{-6}\times60^2=9\,\text{J}\).
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
\(W=\frac12 CV^2=\frac12\times5000\times10^{-6}\times60^2=9\,\text{J}\).