100[V], 500[W]의 전열기를 90[V]에서 사용할 경우 소비 전력은?
- 200[W]
- 310[W]
- 405[W]
- 420[W]
정답과 해설 보기
정답 ③ · 정격 전압과 다른 전압에서 전열기의 소비전력을 계산하는 문제이다. 전열기의 저항은 일정하므로 전력은 전압의 제곱에 비례한다.
저항은 일정하므로 전력은 전압의 제곱에 비례하여 변한다. P2=P1×(V2/V1)² 공식 적용.
개념 한 쪽
건축기사 전력 — 소비전력과 전압
전력은 1초 동안 쓰는 전기 에너지의 양이다. 전열기처럼 저항이 일정한 기구는 전압이 바뀌면 소비전력이 전압의 제곱에 비례하여 바뀐다. 전압이 조금만 낮아져도 소비전력은 그보다 더 크게 줄어든다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「전력」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전압 변화별 소비전력 | 2 | 정격 전압이 달라질 때 소비 전력 구하기 |
가장 자주 묻는 것은 전압 변화별 소비전력입니다.
뜻
전력은 전압과 전류를 곱한 값이다. 옴의 법칙으로 전류를 전압과 저항으로 나타내면, 저항이 일정할 때 전력은 전압의 제곱에 비례한다.
220V에서 200W인 전열기를 110V에서 사용하면 전압이 절반이 되므로 소비전력은 4분의 1인 50W가 된다. 100V에서 500W인 전열기를 90V에서 사용하면 전압이 0.9배가 되어 500×0.9의 제곱으로 405W가 된다.
전압이 10분의 1로 줄면 소비전력은 100분의 81로 줄어든다. 전압의 비를 제곱해야 소비전력의 비가 나온다는 점이 계산의 핵심이다.
전기일은 전력에 시간을 곱한 값이다. 전압 1V에서 1A의 전류가 1초 동안 하는 일이 1J이 된다.
예제
전력 문제는 소비전력이 전압에 정비례한다고 계산하게 만든다. 220V 200W 전열기를 110V에서 쓸 때 전력이 절반인 100W가 된다고 답하거나, 100V 500W 전열기를 90V에서 쓸 때 450W로 답하는 선지가 함정이다. 전압의 비를 제곱하지 않고 한 번만 곱하면 값이 크게 어긋난다.
대표 기출 2문항
220[V], 200[W] 전열기를 110[V]에서 사용하였을 경우 소비전력은?
- 50[W]
- 100[W]
- 200[W]
- 400[W]
정답과 해설 보기
정답 ① · 정격전압과 다른 전압에서 전열기의 소비전력을 구하는 문제이다. 전열기의 저항은 일정하므로 P = V²/R에서 전력은 전압의 제곱에 비례한다.
전열기의 저항은 일정하므로 전력이 전압의 제곱에 비례하여 감소한다.
자주 묻는 물음
- 220V, 200W 전열기를 110V에서 사용하면 소비전력은 얼마인가요?
- 저항이 일정하므로 전력은 전압의 제곱에 비례합니다. 전압이 절반이 되어 4분의 1인 50W가 됩니다.
- 100V, 500W 전열기를 90V에서 사용하면 소비전력은 얼마인가요?
- 전압비 0.9를 제곱해 500×0.81로 계산하면 405W입니다.
- 전압 1V에서 1A의 전류가 1초 동안 하는 일은 얼마인가요?
- 전압과 전류, 시간을 곱한 값이므로 1J입니다.
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