주어진 문제는 평행판 커패시터의 정전용량을 구하는 문제입니다. 기본적으로 정전용량 \( C \)는 다음과 같이 계산됩니다. \[ C = \frac{\varepsilon A}{d} \] 여기서 \(\varepsilon\)은 유전율, \(A\)는 극판의 면적, \(d\)는 극판 사이의 거리입니다. 지문에 따르면, 유전체가 없는 상태에서의 정전용량은 0.3㎌입니다. 유전체의 비유전율 \(\varepsilon_r\)는 5이며, 이 유전체는 절반 두께인 \( \frac{d}{2} \)만큼 들어가 있습니다. 이를 두 부분으로 나누어 계산합니다: 1. 유전체가 없는 부분 \(\left( \frac{d}{2} \right)\) 2. 유전체가 있는 부분 \(\left( \frac{d}{2} \right)\) 이 두 부분은 직렬로 연결되어 있으므로, 직렬 커패시터의 합성 정전용량 공식에 따라 계산됩니다. 각 부분의 정전용량은 다음과 같습니다: - 유전체가 없는 부분: \( C_1 = \frac{\varepsilon_0 A}{\frac{d}{2}} = \frac{2\varepsilon_0 A}{d} = 0.6 \text{㎌} \) - 유전체가 있는 부분: \( C_2 = \frac{\varepsilon_r \varepsilon_0 A}{\frac{d}{2}} = \frac{2\varepsilon_r \varepsilon_0 A}{d} = 2 \times 5 \times 0.3 = 3.0 \text{㎌} \) 이 두 커패시터는 직렬로 연결되어 있으므로, 총 정전용량 \( C_t \)는 다음과 같습니다: \[ \frac{1}{C_t} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} = \frac{1}{0.6} + \frac{1}{3.0} \] 이를 계산하면: \[ \frac{1}{C_t} = \frac{5}{3} + \frac{1}{3} = \frac{6}{3} = 2 \] 따라서 \( C_t = \frac{1}{2} = 0.5 \text{㎌} \) 정답은 0.5㎌이며, 이는 보기 4와 일치합니다.