전기기사 도체의 성질과 정전용량 · 2019년 1차 20번 문제와 정답

쉬운 설명

정답은 ① 이다. 도체에 준 전하는 모두 표면에 있고 내부에는 전하가 없는데 ① 은 내부에 전하가 존재한다고 썼기 때문이다. 이 문제는 대전된 도체의 특징 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 바탕 개념은 정전평형 상태의 도체이다. 도체 안의 전하는 서로 밀어내며 자유롭게 움직이므로 결국 가장 바깥쪽 표면으로 모인다. 이때 도체 내부의 전계는 0 이고 표면의 전계는 표면에 수직이다. 뾰족한 곳, 곧 곡률이 큰 곳일수록 전하가 많이 모인다. 보기 ②, ③, ④ 는 이 사실을 그대로 쓴 맞는 설명이다. 내부 전계가 0 이 되려면 가우스 정리에 따라 도체 안쪽 폐곡면 속의 전하가 0 이어야 한다. 정전평형이 되었다는 것은 내부 전계가 0 이고 전하가 더 이상 움직이지 않는다는 뜻이다. 그래서 내부에 전하가 있다고 쓴 ① 이 틀린 보기이다.