질문 대기전기량과 양이온 전하량에 관한 질문

예를 들어, 지표면에서 대기 전기장이 100 V/m라면, 1m 높이에 1m² 면적의

전극을 설치하고 이 전극과 대지 간의 전압을 측정하면 100V가 나오게 됩니다.

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그럼 이 전극은 대지와 함께 커패시터를 형성하게 되므로, 이 커패시터의

정전 용량을 계산해 보면 아래의 계산과 같이 대략 8.85 [pF]이 나와야 하죠.

(C = εo*A/d = 8.85*10^-12*1/1 = 8.85*10^-12 [F])

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따라서, 예를 들어 이 커패시터에 2μC의 전하를 주입하면, 이때 이 커패시터에

충전되는 전압은 V = Q/C = (2*10^-6)/(8.85*10^-12) = 225,989V나 됩니다.

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즉, 이때 전압은 전하량과 커패시턴스에 의해 함께 정해지게 된다는 것이죠.

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다만, 공기는 완벽한 절연체가 아니므로, 이온화된 입자들이 지속적으로 이동

하면서 전하가 누적되지 않고 곧바로 방전되기 때문에, 그나마 대지 전기장이

225,989 V/m가 아니고 100 V/m 정도에 머무르게 되는 것입니다..^^