정답: 2번

대전물체의 표면전위 \(V_S\)를 측정하기 위한 용량분할 회로를 고려합니다. 검출전극은 대전물체와 검출전극 사이의 정전용량 \(C_1\)과 검출전극과 대지 사이의 정전용량 \(C_2\)에 의해 전위 \(V_e\)를 갖게 됩니다.

검출전극은 고립된 상태로 간주할 수 있으며, 이에 따라 검출전극에 유기되는 총 전하량은 0이 됩니다.
\(C_1\)에 의해 검출전극에 유기되는 전하는 \(Q_1 = C_1 (V_e - V_S)\)입니다.
\(C_2\)에 의해 검출전극에 유기되는 전하는 \(Q_2 = C_2 (V_e - 0)\)입니다.

전하 보존 법칙에 따라 검출전극의 총 전하는 0이므로:
\(Q_1 + Q_2 = 0\)
\(C_1 (V_e - V_S) + C_2 V_e = 0\)

이 식을 \(V_S\)에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
\(C_1 V_e - C_1 V_S + C_2 V_e = 0\)
\(C_1 V_S = C_1 V_e + C_2 V_e\)
\(C_1 V_S = (C_1 + C_2) V_e\)
\(V_S = \frac{C_1 + C_2}{C_1} V_e\)