축전기의 전기용량

축전기의 판 사이에는 공기나 유리, 플라스틱, 기름종이, 그리고 기름등이 들어갈 수 있다. 벤저민 프랭크린 시대의 축전기는 앞서 언급한 라이덴 병이었다. 만약 충전된 유리 축전기에서 판 사이의 유리를 제거한 후 방전시킨다면, 불꽃은?

 

 

 

(a) 유리가 있는 상태로 방전했을 때보다 클 것이다.

(b) 유리가 있는 상태로 방전했을 때보다 작을것이다.

(c) 유리가 있는 상태로 방전했을 때와 같은 것이다

 

 

 

 

 

 

 

정답 : a

 

축전기의 유리는 분극 되어 (+)판에 가까운 유리면은 (-)가 되고 (-)판에 가까운 면은 (+)가 된다. 유리가 제거되면 판의 양전하 근처로부터 유리의 음전하가 제거되고 판의 음전하 근처로부터 유리의 양전하가 제거된다. 그러려면 전하 사이의 인력을 이기기 위한 일이 필요하다. 따라서 유리를 제거하기 위하여 일이 필요하고 이 일은 방전 시 불꽃으로 나타난다.

 

다른 관점으로 이 현상을 보면 유리가 판 사이의 전기장을 약화시켰다고 생각할 수 있다. 유리를 제거함으로써 전기장을 재저장하게 되어 판 사이의 위치에너지 차이, 또는 전압을 증가시켜 큰 불꽃을 만든다고 설명할 수 있다. 물론 유리를 제거함으로써 축전기의 용량을 감소시켜 전압을 증가시켰다고 말할 수도 있다.