“유전율(誘電率)”
전기이론이나 전자기학에서 굉장히 자주 등장하는 개념이죠.
하나씩 한자어의 뜻을 풀어서 보면, 단어 자체에 담긴 물리적 의미가 훨씬 명확해집니다.
한자 음(音) 뜻 물리적 의미 연결
誘 유 꾈 유. 유도하다, 끌어당기다 전기장을 ‘끌어당기는’ 성질, 즉 분극을 유도한다는 뜻
電 전 전기 전. 전기 현상 전하, 전기장의 작용을 나타냄
率 율 비율 율. 어떤 관계를 나타내는 비 유도되는 정도의 비율, 즉 유도 능력의 크기를 의미
따라서 誘電率(유전율)이란 말은 직역하면
“전기를 끌어당기는 비율”
→ 즉, 외부 전기장(E)이 걸렸을 때 물질이 얼마나 전기적으로 분극(Polarization) 되는가를 나타내는 비율입니다.
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물리적 정의(Definition):
물질이 외부 전기장 속에서 전속밀도(𝐃)를 만들어내는 능력의 척도.
수식으로는
𝐃 = ε𝐄
여기서
• 𝐃: 전속밀도(Electric flux density, 電束密度) [C/m²]
• 𝐄: 전기장(Electric field, 電界) [V/m]
• ε (엡실론): 유전율(Permittivity, 誘電率) [F/m]
• 진공의 유전율: ε₀ = 8.854 × 10^{-12} \text{ F/m}
• 상대유전율(εᵣ): ε = ε₀ εᵣ 물질이 진공에 비해 전기장을 얼마나 더 잘 “끌어당기는가”의 비율.
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실무 에서는
• 케이블 절연재(예: XLPE, PVC)의 유전율이 높을수록
→ 전기장을 내부에서 잘 흡수하므로 정전용량(Capacitance)이 커짐.
그래서 고전압 케이블에서는 절연 두께나 유전율을 조절하여
전위 분포 불균형이나 부분방전(Partial Discharge)을 최소화합니다.
• 콘덴서(커패시터, Capacitor)의 경우, 유전율이 높은 재질(예: 세라믹, 마일러)을 사용하면 동일한 부피에서도 용량이 커집니다.
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