아낌없이 주는 나무

1. 전기분해

   ▣ 물에 전기를 흘려서 물을 산소와 수소를 분해하는 것

 가. #전지

   ▣ 물질의 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 것

   ① 화학전지 : 화학반응을 이용

   ② 물리전지 : 빛에너지, 열에너지, 위치에너지 등을 이용

 나. #전해질 : 물에 용해되어 전류가 잘 흐르게 할 수 있는 물질

 다. #전기분해 : 전해액에 전류가 흘러 화학변화를 일으키는 현상

​

2. 전지의 종류

가. 전지의 종류

   ① 1차 전지 : 한번 방전하면 재차 사용할 수 없는 전지 (망간 건전지)

   ② 2차 전지 : 방전방향과 반대방향으로 충전하여 몇 번이고 계속 사용할 수 있는 전지 (납·알칼리 축전지)

 나. 연(납)축전지 : 2차 전지의 대표적인 것으로 연축전지(Lead storage batter)가 있다.

   ① 양극 : 이산화납 (PbO2)

   ② 음극 : 납(Pb)

   ③ 전해질 : 묽은 #황산

   ④ 비중 : 1.2 ~ 1.24

   ⑤ 공칭전압 : 2 [V/cell]

   ⑥ 공칭용량 : 10 [Ah]

   ⑦ 화학반응식

3. 전지에 나타나는 이상 현상 (기전력의 감소)

가. #분극 (상극) 현상

  ▣ 전지에 부하를 걸면 양극(구리판)에 수소가 달라 붙어 전류흐름을 방해하는 현상 (기전력의 감소현상)

나. #국부작용 (국부방전)

  ① 전지의 전극에 사용하고 있는 아연판이 불순물에 의한 전지작용으로 인해 자기방전하는 현상

  ② 전지를 쓰지 않고 오래두면 못쓰게 되는 현상

​

4. 전지의 접속

가. 전지의 기전력과 #단자전압

  ① #기전력 : 전류를 흐르게 하는 에너지원의 원천

    ⊙ 기전력 E = Ir + IR = I (r+R)

  ② 단자전압 : 부하(저항)에 걸리는 전압 - 기전력에서 내부저항의 전압강하를 뺀 전압

    ⊙ 단자전압 V = E - Ir

5. 충전방식

 가. 보통충전방식

   ▣ 필요할 때 마다 표준시간로 소정의 충전을 하는 방식

 나. 급속충전방식

   ▣ 단시간에 보통 전류의 2~3배로 충전하는 방식

 다. #균등충전방식

   ▣ 부동충전방식을 사용 시 각 셀(cell)에 일어나는 전위차를 보정하기 위하여 1~3개월 마다 1회의 정전압 10~12시간을

        충전하여 각 셀(cell)용량을 균일화하는 방식

 라. #부동충전방식

  ① 축전지의 자기방전을 보충함과 동시에 상용부하에 대한 전력공급을 충전기가 부담하고, 충전기가 부담하기 어려운

       일시적인 대전류 부하는 축전지로 하여금 부담하게 하는 방식

  ② 회로 계통

              여기서, C : 축전지용량 [Ah], L : 보수율, K : 충전시간계수 [h], I : 방전전류[A]

​

【 출제 예상 문제】

​1. 전압 1.5[V], 내부저항 0.2[Ω]의 전지 5개를 직렬로 접속하면 전전압은 몇 [V]인가? ④

    ① 1.5           ② 3.0              ③ 4.5                     ④ 7.5

[해설] 직렬접속시의 전전압 Vo = n V = 5 × 1.5 = 7.5 [V]

​

2. 기전력 3.6[V], 용량 600[mAh]인 축전지 5개를 직렬 연결할 때의 기전력 V와 용량은 ? ④

   ① 3.6 [V], 3[Ah]          ② 18[V], 3 [Ah]      ③ 3.6 [V], 600 [mAh]    ④ 18 [V], 600 [mAh]

[해설] 전지의 직렬접속 : 전압(기전력)은 n배가 되고 용량은 불변이다.

                                        ⊙ 기전력 = 3.6 × 5개 = 18 [V], 용량 = 600 [mAh]

​

3. 기전력이 1.5[V]이고 내부저항이 10[Ω]인 건전지 4개를 직렬연결하고 20[Ω]의 저항R을 접속하는 경우,

     저항 R에 흐르는 ㉠ 전류 I[A]와 ㉡ 단자전압 V[V]는 ? ①

    ① ㉠ 0.1 [A], ㉡ 2 [V]                  ② ㉠ 0.3 [A], ㉡ 6 [V]

    ③ ㉠ 0.1 [A], ㉡ 6 [V]                  ④ ㉠ 0.3 [A], ㉡ 2 [V]

[해설] 전지의 직렬접속​

4. 수신기에 내장하는 전지를 쓰지 않고 오래 두면 못쓰게 되는 이유는 다음 중 어떠한 작용 때문인가 ? ③

   ① 충전작용              ② 분극작용             ③ 국부작용              ④ 전해작용

[해설] 국부작용 : 전지의 전극에 사용하고 있는 아연판이 불순물에 의한 전지작용으로 인 해 자기 방전하는 현상.

                            전지를 쓰지 않고 오래두면 못 쓰게 되는 현상

​

5. 수신기에 내장된 축전지의 용량이 6[Ah]인 경우 0.4[A]의 부하전류로 몇 시간 동안 사용할 수 있는가 ? ②

    ① 2.4시간                  ② 15시간                  ③ 24시간                    ④ 30시간

[해설] 축전지 용량

6. 용량이 같은 축전지 2개를 병렬로 연결하면 어떻게 되는가 ? ④

   ① 전압과 용량이 모두 2배가 된다.                      ② 전압과 용량이 모두 1/2배가 된다.

   ③ 전압은 2배가 되고 용량은 일정하다.               ④ 전압은 일정하고, 용량은 2배가 된다.

[해설] 축전지의 병렬연결 : 전압은 일정, 용량은 2배

​

7. 전지의 자기방전을 보충함과 동시에 상용부하에 대한 전력공급은 충전기가 부담하도록 하되, 충전기가 부담하기

    어려운 일시적인 대전류 부하는 축전지가 부담하게 하는 충전방식은 ? ②

   ① 급속충전           ② 부동충전                ③ 균등충전                 ④ 세류충전

[해설] 부동충전방식 : 축전지의 자기방전을 보충함과 동시에 사용부하에 대한 전력공급은 충전기가 부담하고, 충전기가

                                   부담하기 어려운 일시적인 대전류 부하는 축전지가 부담하게 하는 방식

​

8. 알칼리 축전지의 음극재료는 ? ②

   ① 수산화니켈             ② 카드뮴                  ③ 이산화연                  ④ 연

[해설] 알칼리 축전지 : 양극재료 : 수산화니켈, 음극재료 : 카드뮴

1. 고유저항과 전기저항

  ▣ 파이프에 같은 수압을 가하여도 파이프의 지름, 파이프의 길이, 파이프의 내면 상태에 따라 물이 흐르는 양이 다르다.

      이것을 파이프의 저항이라고 한다. 마찬가지로 전선에 같은 전압을 가했을때 흐르는 전류의 세기는 전선의 굵기, 전선

      의 길이, 전선의 재질에 따라 다르다. 이와 같이 물질에 전류가 흐르기 어려운 정도를 나타낸 것을 전기 저항이라 한다.

      물질의 전기 저항은 재질, 형상, 온도에 따라 변한다. 그림과 같이 도체의 저항  R는 도체의 길이에 비례하고, 단면적 A

      에 반비례한다.

            여기서, R : 저항[Ω], ρ : 고유저항[Ω·m], A : 도체의 단면적[㎡], ℓ : 도체의 길이[m],

            r : 도체의 반지름 [m], D : 도체의 지름 [m]

나. 고유저항

  ▣ 도체에 전기를 흘리지 않아도 원천적으로 갖게 되는 저항, 도체 재질에 따른 1[㎥]의 저항값, 즉, 전류가 흐르기

       힘든 정도를 나타내는 값. 위 저항식에서 고유저항 ρ는​

4. 저항의 온도계수

 가. 저항의 온도 특성

    ① 도 체 : 온도에 비례, 정(+) 온도 특성

    ② 반도체 : 온도에 반비례, 일반적으로 부(-)온도 특성

나. 저항의 온도 계수

    ① 저항온도계수(α) : 0[℃]를 기준으로 온도 1[℃] 상승시켜 1[Ω]의 저항이 증가하게 하는 비례 상수

    ② t1 [℃]에 있어서의 저항온도계수​

【 출제 예상 문제】

1. 동선의 길이를 2배로 고르게 늘리니 전선의 단면적이 1/2로 되었다. 이때 저항은 처음의 몇 배가 되는가 ?

     (단, 체적은 일정하다) ②

   ① 2배               ② 4배               ③ 8배                      ④ 16배

[해설]​

2. 전기저항에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ③

   ① 전기저항은 도선의 길이에 반비례한다.

   ② 전기저항은 도선의 단면적에 비례한다.

   ③ 고유저항은 [Ω·㎜2/m]의 단위로 나타내기도 한다.

   ④ 고유저항과 도전율은 정비례한다.

[해설] 전기저항은 도선의 길이에 비례하고 단면적에 반비례하며 고유저항과 도전율은 반비례 관계에 있다.

​

3. 고유저항 ρ, 길이 ℓ, 지름 D인 저항은 ? ①​

4. 다음 중 #도체 는 어느 것인가 ? ③

   ① 규소              ② 공기                 ③ 구리                   ④ 유리

[해설] 도체 : 전류가 잘 흐르는 물질 (구리, 백금, 은 등)

​

5. 절연체가 아닌 물질은 ? ①

      ① # 규소             ② 유리            ③ 페놀수지             ④ 고무

[해설] #절연체 : 전류가 잘 흐르지 않는 물질 (고무, 플라스틱, 유리, 페놀수지 등)

​

6. 0[℃]에서 저항이 234.5[Ω]인 연동선이 있다. 온도가 1[℃] 상승하면 증가하는 저항[Ω] 은? (단, 연동선의 온도계수

     α0 = 1/234.5 이다) ①

   ① 1                ② 2                     ③ 234.5                    ④ 54990.25

[해설] 저항의 온도계수​

7. 동선의 저항이 20[℃]일 때 0.8[Ω]일 때의 60[℃]일 때의 #저항 은 약 몇 [Ω]인가 ? (단, 동선의 20[℃]의 온도계수는

     0.0039이다)

   ① 0.034                 ② 0.925                   ③ 0.644                     ④2.4

[해설] 저항의 #온도계수  ​

​

1. 전력과 전력량

가. 전력

  ▣ 단위시간(1s) 동안 전기장치에 공급되는 전기에너지.  기호 P, 단위 : [W]​

          여기서, P : 용량 [W], η : 효율, t : 소요시간[h], M : 질량[㎏=ℓ],

                       T2 : 상승후 온도[℃], T1 : 상승전 온도 [℃]

3. 열전기 현상

가. 제어벡 효과 (Seeback effect)

  ▣ 서로 다른 두 금속 (구리-콘스탄탄)을 접속하고 접속점에 열을 가하면 기전력이 발생하여 전류가 흐르는 현상을

       말한다. 이 때 발생하는 기전력을 열기전력이라 한다. 열기전력을 측정하여 온도로 환산하는 열전대 온도계는

       공업용으로 널리 이용되고 있다.

       또한 고온에서 극저온까지 온도계측용 열전대가 개발되고 있다. 세가지의 열전현상중에서 전기를 생산할 수 있는

       것은 제어백 효과 뿐이다.

​

나. 펠티에 효과 (Peltier effect)

  ▣ 서로 다른 금속이나 반도체(비스무트-안티몬)의 양쪽 끝을 접합하여 전류를 흘려주면 전류에 의해 발생하는

       줄열 이외도 금속의 각 접점에서 발열 또는 흡열 작용이 일어나는 현상을 말한다. 한 쪽은 열이 발생하고

       다른 쪽은 열을 빼앗기는 현상을 이용하여 냉각과 가열을 할 수 있으며 이런 특성을 이용하여 소형 냉장고나

       전자 냉열장치에 이용한다.

다. 톰슨효과 (Thomson effect)

  ▣ 같은 종류의 도체이면서 부분적으로 온도가 다른 금속에 전류를 흐르게 하면 온도가 바뀌는 부분에서 발열과

       흡열이 일어나는 현상이다. 이는 제어백 효과와 펠티에효과의 가역성을 열역할적으로 이론화한 것이다.

​

라. 기타 현상

  ① 홀 효과 (Hall effect) : 전류가 흐르고 있는 도체에 외부에서 자계를 가하면 도체 측면에 정(+), 부(-)의 전하가 나타나

                                         두 면간에 전위차가 발생하는 현상

  ② #압전현상 (Piezo effect) : 로셀염 등의 결정에 압력을 가하면 전압이 발생하는데 이를 압전효과라 하며 이와 반대로

                                        전압을 주면 결정체가 변형을 일으키는 현상을 압전 역효과라고 한다.

  ③ 핀치효과 (Pinch effect) : 전류가 도선 중심으로 흐르려고 하는 현상

​

【출제예상문제】

​

1. 1000[W]의 전열기를 정격상태에서 10분간 사용한 경우 발열량은 몇 [㎉]인가 ? ④

    ① 216                      ② 200                       ③ 152                  ④ 144

  [해설]  발열량 H=0.24Pt=0.24×1000×10×60=144,000[cal]=144[kWh]  ​

5. 동일 금속에 온도구배가 있을 경우 여기에 전류를 흘리면 열을 흡수 또는 발생하는 현상을 무엇이라 하는가 ? ②

   ① 제어백효과            ② 톰슨효과               ③ 펠티에 효과               ④ 홀효과

[해설] #톰슨효과(Thomson effect) : 균질의 철사에 온도구배가 있을 때 여기에 전류가 흐르면 열의 흡수 또는 발생이

                                                         일어나는 현상

​

6. 전류가 흐르고 있는 도체에 자계를 가하면 도체 측면에는 정·부의 전하가 나타나 두 면 간의 전위차가 발생하는

    현상은 ? ①

  ① #홀효과           ② 톰슨효과                ③ 핀치효과              ④ 제어백효과

[해설] #홀효과 (Hall effect) : 도체에 자계를 가하면 전위차가 발생하는 현상

​

7. 다른 종류의 금속선으로 된 폐회로에서 두 접합점의 온도차에 의하여 기전력이 발생하는 효과는 ? ②

  ① #펠티에 효과             ② #제어백효과             ③ #톰슨효과              ④ #핀치효과

[해설] 제어백효과 (seeback effect) : 서로 다른 2개의 금속을 접속하여 접합부에 온도차를 주면 기전력이 발생하는 현상

​

8. 다음 설명중 옳지 않은 것은 ? ②

  ① #전력은 전력량과 다르다.                             ② 전력량은 마력으로 환산한다.

  ③ 전력량은 칼로리 단위로 환산한다.                ④ 전력은 칼로리 단위로 환산할 수 없다.

[해설] 전력과 전력량 : 전력량은 마력으로 환산할 수 없고 전력을 마력으로 환산할 수 있다.

​

9. 100[V]로 250[W]의 전력을 소비하는 전열기가 있다. 이 전열기를 80[V]로 사용하면 소비전력은 몇 [W]인가 ? ①

   ① 160                ② 180                   ③ 200                      ④ 220

[해설] 소비전력 P = V2/R , P ∝ V2​

10. 15[℃]의 물 200[ℓ]가 있다. 이 물을 30분 동안 40[℃]로 높이기 위하여 필요한 전열기 용량은 몇 [kW]인가 ?

      (단 발열량의 70[%]가 유효한 발열이라고 한다)

   ① 16.6                    ② 2.3                         ③ 40.3                        ④ 54.0

[해설] 860Pηt = m(T2 - T1)​

11. 100,000[㎈]의 열량을 전력량으로 환산하면 약 몇 [kWh]인가 ? ①

   ① 0.116                      ② 1.16                    ③ 116                        ④ 1160

[해설] 단위의 환산 : 1kwh = 860 ㎉, 1 : 860 = x : 100 x = 100/860 = 0.116[kWh]

12. 200[V], 60[W]의 전등 2개를 매일 5시간씩 점등하고, 600[W]의 전열기 1개를 매일 1시간씩 사용할 경우

      1개월(30일)의 소비전력량은 몇 [kWh]인가 ? ②

    ① 18                   ② 36                        ③ 180                     ④ 360

[해설] # 소비전력량 산정 :  W=Pt =(60×2×5×30)+(600×1×30)=36,000[W]=36[kWh]  ​

13. 스피커의 입력 임피던스를 10[kΩ], 스피커의 #선로전압을 100[V]로 하면 스피커의 입력전력은 몇 [W]인가 ?

   ① 1                   ② 2                     ③ 5                    ④ 10

[해설] 전력 산정

1. 휘트스톤브리지

▣ 휘트스톤브리지내에 가변저항을 조절하여 검류계(G)의 전류가 "0"일 때 이 브리지회로는 평형이 되었다고 한다.

    휘트스톤브리지의 원리는 지중전선로의 고장점을 검출하거나 미지의 저항을 측정할 때 사용된다.

3. 전압과 전류의 측정

 가. 전압과 전류의 측정기기

   ① 전압계 : 회로 및 부하의 전압을 측정하는 계기로 부하에 병렬로 연결

   ② 전류계 : 회로 및 부하의 전류를 측정하는 계기로 부하에 직렬로 연결

​

 나. 배율기

   ▣ 배율기는 전압계의 측정범위를 확대하기 위하여 전압계에 직렬로 연결하는 저항을 말한다. 이는 회로에 저항을

        직렬로 연결하면 전압이 분배되는 원리를 이용한 것이다.

   ▣ 만약 100[V]의 회로가 있고 전압계의 측정범위가 100[V]이라면 이 전압계로 회로의 전압을 측정할 수 있을 것이다.

       하지만 1000[V]의 회로를 측정범위가 100[V]인 회로를 측정하게 되면 과전압으로 전압계가 타버릴 것이다.

  ▣ 이렇게 측정범위가 낮은 전압계로 높은 전압을 측정할 때 배율기를 사용하게 된다.

  ▣ 측정범위가 낮은 전압계로 높은 전압을 측정하는 경우에는 전압계에 직렬로 배율기 저항을 달아 전압을 배분하면

       된다. 즉 전압계의 내부저항 r​v이 10[Ω] 이라 하면 전압 측정 범위가 100[V] 전압계로 1000[V]을 전압을 측정하려는

       경우 1000[V] 에서 100[V]를 뺀 900[V]의 전압을 배율기에 분담시키면 된다. 따라서 전압은 저항에 비례하여 분담하게

       되므로 배율기는 전압계보다 9배 많은 저항을 달면 된다.

​

    ※ 직렬 회로의 전압 분배법칙에 따라 전압계와 배율기의 전압을 구해 보자.

4. 분류기

​   ▣ 분류기는 전류계의 측정범위를 확대하기 위하여 전류계에 병렬로 연결하는 저항을 말한다. 이는 회로에 저항을

        병렬로 연결하면 전류가 분배되는 원리를 이용한 것이다.

  ▣ 만약 10[A]의 회로가 있고 전류계의 측정범위가 10[A]이라면 이 전류계로 회로의 전류를 측정할 수 있을 것이다.

       하지만 100[A]의 회로를 측정범위가 10[A]인 회로를  측정하게 되면 과전류로 전류계가 타버릴 것이다.

  ▣ 이렇게 측정범위가 낮은 전류계로 높은 전류을 측정할 때 분류기를 사용하게 된다.

  ▣ 측정범위가 낮은 전류계로 높은 전류를 측정하는 경우에는 전류계에 병렬로 분류기 저항을 달아 전류를 배분하면

      된다. 즉 전류계의 내부저항 ra이 10[Ω] 이라 하면 전류 측정 범위가 10[A]인 전류계로 100[A]의 전류를 측정하려는

      경우 100[A]에서 10[A]를 뺀 90[A]의 전류를 분류기에 분담시키면 된다. 따라서 전류는 저항에 반비례 하여 분담하게

      되므로 분류기는 전류계보다 1/9배 적은 저항을 달면 된다.

​

【 일반화 】

  ▣ 분류기 : 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 전류계에 병렬로 저항을 연결한다.

   ① 1배          ② 2배              ③ 3배                 ④ 4배

[해설]

  ▣ 단자 a,b에서 본 회로의 합성저항 Rab는 휘스톤 브리지 이므로 가운데 부분은 전류가 흐르지 않으므로 저항이 없게

       되어 저항 2r을 병렬연결한 것과 같게 되고 단자 c,d에서 본 합성저항 Rcd는 저항 2r, r, 2r을 병렬연결한 것이 된다,​

4. 직류전압계의 내부저항이 500[Ω], 최대 눈금이 50[V]라면 이 전압계에 3[kΩ]의 배율기를 접속하여 전압을 측정할 때

    최대 측정치는 몇 [V]인가 ?

   ① 250 [V]                 ② 300 [V]                    ③ 350 [V]                    ④ 400 [V]

[해설] 배율기​

5. "회로망의 임의의 접속점에 유입하는 여러 전류의 총합은 0이다"라고 하는 법칙은 ? ④

   ① 쿨룽의 법칙           ② 옴의 법칙            ③ 패러데이 법칙               ④ 키르히호프의 법칙

[해설] 키르히호프의 법칙

  ⊙ 옴의 법칙을 응용한 것으로 복잡한 회로의 전류와 전압 계산에 사용

  ⊙ 회로망의 임의의 접속점에 유입하는 여러 전류의 총합은 "0"이라고 하는 키르히호프의 제1법칙 (전류평형의 법칙)

​

6. 내부저항이 200[Ω]이며 직류 120[mA] 전류계를 6 [A]까지 측정할 수 있는 전류계로 사용하고자 한다.

     어떻게 하면 되는가 ? ④

   ① 24 [Ω]의 저항을 전류계와 직렬로 연결한다.

   ② 12[Ω]의 저항을 전류계와 병렬로 연결한다.

   ③ 약 6.24 [Ω]의 저항을 전류계와 직렬로 연결한다.

   ④ 약 6.24 [Ω]의 저항을 전류계와 병렬로 연결한다.

[해설] 분류기​

7. 키르히호프의 법칙을 이용하여 방정식을 세우는 방법으로 옳지 않은 것은 ? ③

   ① 도선의 접속점에서 키르히호프 제1법칙을 적용한다.

   ② 각 폐회로에서 키르히호프 제2법칙을 적용한다.

   ③ 계산 결과 전류가 +로 표시된 것은 처음에 정한 방향과 반대방향임을 나타낸다.

   ④ 각 회로의 전류를 문자로 나타내고 방향을 가정한다.

[해설] 키르히호프 법칙 : 계산결과 전류가 +로 표시된 것은 처음에 정한 방향과 같은 방향임을 의미한다.

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8. 다음 그림에서 a, b간의 합성저항은 몇 [Ω] 인가 ? ②

9. 전압계의 측정범위를 9배로 하려면 내부저항보다 배율기의 저항을 몇 배로 하여야 하는가 ? ①

   ① 8배                  ② 9배                        ③ 1/8배                   ④ 1/9배

[해설] 배율기 배율(측정범위) Rm = (m-1)Rv, Rm = (9-1)Rv = 8Rv

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10. 분류기를 사용하여 전류를 측정하는 경우에 전류계의 내부저항이 0.25[Ω], 분류기의 저항이 0.07[Ω] 이라면

      그 배율은 얼마인가 ? ②

    ① 4                   ② 5                          ③ 6                           ④ 7

[해설] 분류기​

  ① 직렬접속회로에서는 저항에 흐르는 전류는 일정하고 전압은 저항의 크기에 따라 분배된다 : 선로에 흐르는 전류의

      크기는 같다.

② 합성저항

  ▣ 합성저항은 저항의 합 분의 저항의 곱으로 계산한다. 이는 저항 2개를 병렬연결할 때의 저항의 계산법이다.

6. 2개의 저항 R1, R2를 직렬 연결하면 10[Ω], 병렬연결하면 2.4 [Ω] 이 된다. 두 저항값은 각각 몇 [Ω]인가 ? ③

   ① 2와 8       ② 3과 7          ③ 4와 6           ④ 5와 5

[해설]​

7. 저항을 설명한 다음 문항 중 틀린 것은 ? ③

   ① 기호는 R, 단위는 Ω 이다.

   ② 옴의 법칙은 R = V/I 이다.

   ③ R의 역수는 서셉턴스이며, 단위는 Ω-1 이다.

   ④ 전류의 흐름을 방해하는 작용을 저항이라 한다.

[해설] 저항의 역수는 컨덕턴스이다.

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8. 옴의 법칙에서 전류의 세기는 어느 것에 비례하는가 ? ④

  ① 저항       ② 동선의 길이         ③ 동선의 직경           ④ 전압

[해설] 오음의 법칙 V=IR, I = V/R ∴ 전류는 전압에 비례하고, 저항에 반비례한다.

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9. 4[Ω], 5[Ω], 8[Ω]의 저항 3개를 병렬로 접속하고 여기에 40[V]의 전압을 가했을 때 전전류는 몇 [A]인가 ? ④

   ① 5              ② 8                ③ 12                  ④ 23

[해설]​

가. 원자

  ① 원자는 중심에 원자핵(양성자+, 중성자로 구성)이 있고 그 주위에 일정한 궤도를 갖는 전자로 구성되어 있다.

  ② 원자핵의 양전기량과 전자의 음전기량은 같아서 원자는 전기적으로 중성을 띤다.

    ※ 물질의 양

나. 분자

  ▣ 물질의 성질을 가진 최소단위이다. 분자는 서로 다른 종류 또는 같은 종류의 원자가 결합하여 분자를 구성한다.

2. 전기의 발생

가. 자유전자의 이동

  ▣ 원자는 전기적으로 중성이다. 원자핵의 (+)전하량과 전자의 (-)전하량이 같기 때문이다. 그런데 외부의

       영향으로 빛이나 열 등의 영향으로 전자중 최외각 전자가 이동하게 하게 되는데 이를 자유 전자라고 하고

       한쪽 원자에서 다른 원자로 이동하게 되는데 이 때 전하량의 불평형이 생기는데 이와같은 현상으로

       전기가 발생하게 된다.

  ① 중성인 원자에 외부 열, 전기에너지가 가해지면 전자는 원자 궤도 밖으로 이탈한다.

  ② 전자가 이탈한 원자는 (-)가 줄어 전기적으로 (+)가 되고, 이탈한 전자는 다른 원자에 붙어 (-)가 늘어

       전기적으로 (-)가 된다.

  ③ 전기적으로 (+), (-)의 에너지를 가진 것을 전하(electric charge)라고 한다.

  ④ 양성자는 양전하(+)를 더 가졌고, 전자는 음전하(-)를 더 가졌다.

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나. 전기력 (쿨룽의 힘)

  ▣ 두 전하 사이에 작용하는 힘

  ① 같은 전하 사이 : 반발력 (척력)

  ② 다른 전하 사이 : 흡인력 (인력)

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다. 전하량 (전기량), Q

  ① 단위 : 쿨룽 (Coulomb : [C] )

  ② 양성자, 전자의 전하량

     1[C] = 6.24 × 10^18 e (e : 기본 전하량)

     1[C]은 6.24 × 10^18 개의 전자가 이동해서 만든 전기량

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3. 전류, 전압, 기전력, 저항

  ▣ 전기는 물과 비교하면 이해하기 쉽다. 전지는 물탱크로 물의 흐름은 전류, 수압은 전압 수관은 전선으로 비교하면

       개념을 이해하기 쉽다.

      따라서 1초 동안에 1[C]의 전기량이 이동하였다면 전류의 세기는 1[A]가 된다.

  ② 전류의 방향 : 전자의 이동과 반대방향으로 (+)에서 (-)로 흐른다.

나. 전압 (Voltage)

  ① 정의 : 두 지점(전극)간의 전기적인 위치에너지 차이 (전위차)

                 기호 V, 단위 [V] (볼트)

  ② 크기

    ㉠ 1[V]는 단위전하 1[C]이 두 점 사이에서 이동하였을 때에 하는 일의 양이 1[J]일 때의 전위차이다.

    ㉡ 어떤 도체에 Q[C]의 전기량이 이동하여 W[J]의 일을 하였다면 이 때의 전압 [V]은 다음과 같다.​

     여기서, R : 저항[Ω], l : 길이 [m], A : 단면적 [㎡], ρ : 고유저항 [Ω·m]

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【 출제 예상 문제 】

1. 대전에 의해서 물체가 가지는 전기 또는 전기량을 무엇이라 하는가 ? ②

   ① 전압          ② 전하            ③ 전류             ④ 저항

[해설] 전하 : 대전에 의해서 물체가 띠고 있는 전기

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2. 다음 설명중 옳지 않은 것은 ? ②

   ① 양전하를 가진 물질은 음전하를 가진 물질 보다 전위가 높다.

   ② 전류의 흐름방향은 전자의 이동방향과 같다.

   ③ 전위차를 갖는 대전체에 도체를 연결하면 전류가 흐른다.

   ④ 전위차가 클수록 전류가 흐르기 쉽다.

[해설] 전류의 특성 : 전류는 전자의 이동과 반대방향인 (+)에서 (-)로 흐르고, 전자는 음극 (-)에서 양극(+)으로 흐른다.

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3. 전자의 전기량[C]은 ? ③

4. 10[A]의 전류가 5분간 도선에 흘렸을 때 도선 단면을 지나는 전기량은 몇 [C]인가 ?

    ① 3,000[C]              ② 50[C]                ③ 2 [C]                  ④ 0.033 [C]

[해설] 전기량[Q] = Ⅰ· t = 10 × 300 = 3,000 [C]

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5. 기전력 1[V]의 정의는 ? ①

   ① 1[C]의 전기량이 이동할 때 1[J]의 일을 하는 두 점간의 전위차

   ② 1[A]의 전류가 이동할 때 1[J]의 일을 하는 두 점간의 전위차

   ③ 2[C]의 전기량이 이동할 때 1[J]의 일을 하는 두 점간의 전위차

   ④ 2[A]의 전류가 이동할 때 1[J]의 일을 하는 두 점간의 전위차

[해설] V = W/Q [V], 여기서 V : 전압[V], W : 일[J]

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6. 1[㎲] 동안에 1010 개의 전자가 이동할 때 흐르는 전류는 약 몇 [A]인가 ? ②

  ① 1.6 × 10^-6         ② 1.6 × 10-3             ③ 1.6             ④ 16

[해설]​

7. 다음중 [C/sec]와 같은 단위는 ? ③

    ① J             ② V              ③ A               ④ W

[해설] 전기량 Q = It 에서 I =Q[C] / t [sec] [A] ∴ 1[A] = 1 [C] / sec

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8. 도체의 단면에 150[C]의 전하가 1분 동안 통과하였다면 이 도체에 흐른 전류의 크기는 몇 [A]인가 ?

   ① 2.5 [A]           ② 5.0 [A]             ③ 4,500 [A]             ④ 9,000 [A]

[해설] 전류 I = Q / t = 150 / 60 = 2.5 [A]

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9. 10 [V]의 기전력으로 50 [C]의 전기량이 이동할 때 한 일은 몇 [J]인가 ? ③

   ① 250             ② 400                    ③ 500                  ④ 600

[해설] 1[V]는 1[C]이 흐를 때 1[J]의 일을 할 수 있게 하는 전압이므로

           W = V × C = 50 × 10 = 500 [J]