전압이 1[V] 일 때 1[A]의 전류가 1[s] 동안 하는 일을 나타내는 것은?
- 1[Ω]
- 1[J]
- 1[Wh]
- 1[W]
정답과 해설 보기
정답 ② · 전압 1V에서 1A의 전류가 1초 동안 하는 일의 단위를 묻는 문제이다. 전기일은 W = VIt로 정의되므로 1V × 1A × 1s = 1J이 된다.
일률(W)은 전압(V)과 전류(I)의 곱이며, 여기에 시간(t)을 곱한 것이 일(J)이므로 1V×1A×1s=1J이다.
개념 한 쪽
건축기사 전압 — 옴의 법칙과 변압기
전압은 전류를 밀어내는 힘이다. 저항이 같으면 전압이 클수록 많은 전류가 흐르고, 같은 전열기라도 전압이 낮아지면 소비전력은 크게 줄어든다. 변압기는 코일의 권수 비로 전압을 올리거나 내린다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「전압」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전기 일 계산 | 1 | 전압과 전류, 시간으로 한 일 구하기 |
| 권수비 전압 계산 | 1 | 코일 감은 수 비율로 나오는 전압 구하기 |
| 직렬 전압 계산 | 1 | 합성저항과 전류로 가해진 전압 구하기 |
뜻
옴의 법칙에 따라 전압은 전류와 저항을 곱해 구한다. 5Ω, 7Ω, 8Ω을 직렬로 이은 회로의 합성저항은 20Ω이므로, 5A를 흘리려면 100V가 필요하다.
전열기의 저항은 일정하므로 소비전력은 전압의 제곱에 비례한다. 220V에서 200W인 전열기를 110V에서 쓰면 전압이 절반이 되어 전력은 4분의 1인 50W가 된다. 100V에서 500W인 전열기를 90V에서 쓰면 500×(90÷100)의 제곱으로 405W가 된다. 전압이 10분의 1 줄면 전력은 100분의 81로 줄어든다.
변압기의 전압비는 권수비와 같다. 1차 코일 6,000권, 2차 코일 200권일 때 1차에 3,000V를 가하면 2차 전압은 3,000×(200÷6,000)으로 100V가 된다. 권수가 적은 쪽의 전압이 낮아진다.
전압 1V에서 1A의 전류가 1초 동안 하는 일은 1J이다. 전압과 전류, 시간을 곱한 값이 전기일이 된다.
예제
전압 문제는 전력이 전압에 정비례한다고 계산하게 만든다. 220V 200W 전열기를 110V에서 쓸 때 100W로 답하거나, 100V 500W를 90V에서 쓸 때 450W로 답하는 선지가 함정이다. 변압기에서 권수비를 거꾸로 적용해 90,000V로 계산하는 것도 어긋난다.
대표 기출 3문항
변압기의 1차측 코일의 권수가 6000, 2차측 코일의 권수가 200일 때 1차측 코일에 교류전압 3000[V]인가시 2차측 코일에 발생하는 교류접압 [V]은?
- 500
- 200
- 100
- 50
정답과 해설 보기
정답 ③ · 변압기의 2차 전압을 계산하는 문제이다. 변압기에서 전압비는 권수비에 비례하므로 V2 = V1 x (N2/N1) 공식을 적용한다.
변압기 전압비는 권수비에 비례하므로 2차 전압은 100V이다.
저항 5Ω, 7Ω, 8Ω을 직렬로 접속된 회로에 5A의 전류가 흐르려면 가해진 전압 V은 얼마인가?
- 50 V
- 100 V
- 200 V
- 250 V
정답과 해설 보기
정답 ② · 직렬 접속된 저항 회로에 흐르는 전류로부터 가해진 전압을 구하는 기초 문제이다. 직렬 회로의 총저항은 각 저항의 단순 합이므로 R = 5 + 7 + 8 = 20Ω이다.
직렬 회로의 총저항은 각 저항의 합이며, 옴의 법칙 V=IR로 전압을 구한다.
자주 묻는 물음
- 전압이 절반이 되면 소비전력은 어떻게 되나요?
- 저항이 일정하므로 전력은 전압의 제곱에 비례해 4분의 1이 됩니다. 220V 200W 전열기는 110V에서 50W가 됩니다.
- 권수 6,000권인 1차 코일에 3,000V를 가하고 2차 코일이 200권이면 2차 전압은 얼마인가요?
- 권수비 30분의 1을 적용해 100V입니다.
- 저항 20Ω에 5A를 흘리는 데 필요한 전압은 얼마인가요?
- 옴의 법칙에 따라 5A×20Ω로 100V입니다.
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