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76.

인체의 표면적이 0.5㎡이고 정전용량은 0.02pF/㎠이다. 3300V의 전압이 인가되어 있는 전선에 접근하여 작업을 할 때 인체에 축적되는 정전기 에너지(J)는?

① 5.445×10⁻²

② 5.445×10⁻⁴

③ 2.723×10⁻²

④ 2.723×10⁻⁴

핵심 해설

정답은 ②이다. 인체 정전용량은 100pF이고, 정전에너지 $W=\frac{1}{2}CV^2$에 대입하면 $5.445×10^{-4}$J이다.

선지별 해설

0.5㎡는 5000㎠이므로 정전용량은 $0.02pF/㎠×5000㎠=100pF=1.0×10^{-10}F$이다.
정전에너지는 $W=\frac{1}{2}CV^2$로 계산한다.
① [X] $5.445×10^{-2}$J는 주어진 정전용량과 전압으로 계산한 값이 아니다.
② [O] $0.5×1.0×10^{-10}×3300^2=5.445×10^{-4}$J이므로 옳다.
③ [X] $2.723×10^{-2}$J는 계산값과 일치하지 않는다.
④ [X] $2.723×10^{-4}$J는 정전에너지 계산에서 1/2 계수와 정전용량 환산을 올바르게 적용한 값이 아니다.

핵심 정리

$C=100pF=1.0×10^{-10}F$
$W=\frac{1}{2}CV^2=5.445×10^{-4}$J

최종 결론

인체에 축적되는 정전기 에너지는 $5.445×10^{-4}$J이므로 정답은 ②이다.

AI로 작성된 해설입니다.

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