전기기사 도체의 성질과 정전용량 · 2012년 2차 20번 문제와 정답

쉬운 설명

정답은 ② 이다. 가우스 법칙에 따라 도체 내부에는 전하가 없고 전하는 표면에만 분포하기 때문이다. 이 문제는 대전된 도체의 성질이 아닌 설명을 고르는 문제이다. 바탕 개념은 도체의 정전 평형이다. 도체 안에서는 전하가 자유롭게 움직이므로 정지 상태가 되면 도체 안쪽 전계가 0 이 된다. 그러면 도체 안쪽에 닫힌 면을 잡았을 때 그 안의 전하도 0 이어야 한다. 그래서 전하는 도체 표면에만 분포하고, 표면의 전계는 표면에 수직이다. 표면의 전하밀도는 뾰족한 곳, 곧 곡률이 큰 곳일수록 높다. 도체 안쪽에 전하가 있다고 하면 그 둘레에 전계가 생겨 전하가 계속 움직이게 되므로 정지 상태와 맞지 않다. 보기 ② 는 이와 반대로 내부에 전하가 있다고 말하므로 대전된 도체의 특징이 아니다. 정리하면 대전된 도체는 내부 전계가 0 이고 전하는 표면에만 머문다.