전기 회로·전자기학의 기초
충전한 평행판 커패시터를 전원에서 분리하고, 극판 사이(공기, 비유전율은 1로 간주)를 비유전율 εr인 유전체로 빈틈없이 채웠다. 극판 사이의 전압과 축적된 에너지의 변화로 올바른 것은?
- A전압은 1/εr배, 에너지는 1/εr배가 된다
- B전압은 εr배, 에너지는 εr배가 된다
- C전압은 변하지 않고, 에너지는 εr배가 된다
정답과 해설 보기
정답: A. 전압은 1/εr배, 에너지는 1/εr배가 된다
전원에서 분리했으므로 전하 Q는 일정합니다. 유전체로 채우면 용량은 εr배가 되므로 전압 V = Q/C는 1/εr배, 에너지 W = Q²/(2C)도 1/εr배가 됩니다. 줄어든 에너지는 유전체가 극판 사이로 끌려 들어가는 힘이 하는 일이 됩니다. 전원에 연결한 채(전압 일정)라면 전하와 에너지는 둘 다 εr배가 됩니다.