전기기능사 CBT
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전기기능사 평행극판 사이의 전기장 등 — 균일한 전기력선과 전속밀도

평행한 두 극판 사이에서는 전기력선이 서로 나란하고 일정한 간격으로 분포하므로 전기장의 세기도 위치에 따라 일정하다. 이 전기장은 전속밀도 D = Ψ/A로 나타내고 단위는 C/m²이다. 점전하의 전기장이 거리에 따라 약해지는 것과 구별한다.

2026-10-17 기준 · 전기기능사 대시보드

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시험에 이렇게 나온다

출제기준 단원 「평행극판 사이의 전기장 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.

묻는 꼴문제 수무엇을 묻나
값 선택형(무차원 상수)1진공의 비유전율 εr 값
단위 고르기1전속밀도 D의 단위
값 선택형(유전율 상수)1진공의 유전율 ε0 값(F/m)

2016년 CBT 전환 이전 시험에도 나왔습니다(2010년 2회).

뜻

평행극판은 양(+)극판과 음(−)극판을 마주 세운 구조이다. 전기력선은 양극판에서 나와 음극판으로 들어가며, 두 극판 사이에서는 서로 나란하고 간격이 일정하게 그려진다. 전기력선의 밀도가 전기장의 크기를 나타내므로, 밀도가 일정한 평행극판 사이에서는 전기장의 세기도 일정하다.

평행극판 사이의 전기장은 전속과 면적으로 나타낸다. 전속 Ψ는 면을 통과하는 전기력선의 총량으로 단위가 C이고, 전속밀도는 D = Ψ/A이다. 따라서 단위는 C/m²가 된다. 같은 면적이라면 전속이 클수록 전속밀도가 커진다.

전기장의 세기 자체는 E = F/Q로 정의된다. 1C의 전하가 100N의 힘을 받는 곳이면 E = 100V/m이다. 평행극판 사이에서도 이 정의는 그대로 적용되며, 전기장이 일정하므로 위치를 옮겨도 같은 세기의 힘이 작용한다.

매질의 유전율은 진공의 유전율 ε₀ = 8.85×10⁻¹² F/m를 기준으로 나타낸다. 비유전율은 εr = ε/ε₀이고 진공에서는 εr = 1이다. 단위를 구별할 때 C/m²는 전속밀도, Wb/m²는 자속밀도, V/m는 전계의 세기, A/m는 자계의 세기이다. 4π×10⁻⁷은 진공의 투자율 μ₀(H/m)이므로 유전율 ε₀와 혼동하지 않는다.

예제

평행극판의 성질을 묻는 문제는 전기력선의 간격을 본다. 전기력선이 나란하고 간격이 일정하면 전기장의 세기가 일정하다고 판단한다. 점전하 주변처럼 전기력선이 퍼져 나가며 간격이 넓어지는 경우에는 거리가 멀수록 전기장이 약해진다.

전속밀도의 단위를 고르는 문제는 D = Ψ/A를 확인한다. 전속의 단위가 C이고 면적으로 나누었으므로 C/m²이다. 보기에 Wb/m², V/m, A/m가 함께 나오면 각각 자속밀도, 전계의 세기, 자계의 세기의 단위이므로 전속밀도와 구별한다.

대표 기출 3문항

2010년 2회진공 중에서 비유전율 εr의 값은?

  1. 1
  2. 6.33×1046.33 \times 10^{4}
  3. 8.855×10−128.855 \times 10^{-12}
  4. 9×1099 \times 10^{9}
정답과 해설 보기

정답 ① · 비유전율 εr\varepsilon_r은 어떤 매질의 유전율 ε\varepsilon을 진공의 유전율 ε0\varepsilon_0로 나눈 **비율(상대값)**이다. εr=εε0\varepsilon_r = \frac{\varepsilon}{\varepsilon_0} 진공 자체의 유전율은 ε0\varepsilon_0이므로, 진공의 비유전율은 εr=ε0ε0=1\varepsilon_r = \frac{\varepsilon_0}{\varepsilon_0} = 1 **오답 소거**: 8.855×10−128.855\times10^{-12}은 진공의 유전율 ε0\varepsilon_0 자체의 값(단위 F/m)이며, 9×1099\times10^9는 쿨롱상수 k=1/4πε0k=1/4\pi\varepsilon_0이다.

비유전율 εr=ε/ε₀은 진공 기준의 비율(무차원)이므로 진공에서는 εr=1이 된다.

다음 중 전속밀도의 단위를 나타낸 것은?

  1. C/m2C/m^2
  2. A/mA/m
  3. Wb/m2Wb/m^2
  4. V/mV/m
정답과 해설 보기

정답 ①

전속밀도는 전기선속(단위 C)을 면적으로 나눈 값이므로 단위는 C/m²이다.

진공의 유전율 ϵ0\epsilon_0[F/m]는?

  1. 6.33×1046.33\times10^4
  2. 8.85×10−128.85\times10^{-12}
  3. 4π×10−74\pi\times10^{-7}
  4. 9×1099\times10^9
정답과 해설 보기

정답 ②

진공 유전율 ε₀=8.85×10⁻¹² F/m이고, 4π×10⁻⁷은 진공 투자율 μ₀(H/m)이다.

관련 개념

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자주 묻는 물음

평행극판 사이의 전기장은 왜 일정한가요?
전기력선이 두 극판 사이에서 서로 나란하고 일정한 간격으로 그려지기 때문입니다. 전기력선의 밀도가 전기장의 크기를 나타내므로, 밀도가 변하지 않는 구간에서는 전기장의 세기도 일정합니다.
전속밀도는 무엇이고 단위는 무엇인가요?
전속은 면을 통과하는 전기력선의 총량으로 단위가 C입니다. 전속을 면적으로 나눈 값이 전속밀도이며 D = Ψ/A로 구합니다. 단위는 C/m²이고, Wb/m²는 자속밀도의 단위이므로 구별합니다.
평행극판의 전기장과 점전하의 전기장은 어떻게 다른가요?
평행극판 사이에서는 전기력선이 나란하고 밀도가 일정하여 전기장의 세기가 위치에 따라 변하지 않습니다. 점전하에서는 전기력선이 퍼져 나가므로 거리가 멀수록 전기장이 약해지고, 세기는 E = kQ/r²로 거리의 제곱에 반비례합니다.
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