1차 - p73(전압, 전력)

*직류 전류
→ 한자: 直 곧을 직(여기서는 ‘한 방향’) · 流 흐를 류
→ 직역: 한 방향으로 흐름
→ 예문 : 1V란 ‘1A의 직류 전류가 흐르는 도체의 두 점 사이에서 소비되는 전력이 1W일 때, 그 두 점 사이의 직류 전압’이다.

→ 크기와 흐르는 방향이 시간에 따라 바뀌지 않는 전류임.

*직류 전압
→ 한자: 直 곧을 직(여기서는 ‘한 방향’) · 流 흐를 류
→ 직역: 한 방향의 극성을 유지하는 전압
→ 예문 : 1V란 ‘1A의 직류 전류가 흐르는 도체의 두 점 사이에서 소비되는 전력이 1W일 때, 그 두 점 사이의 직류 전압’이다.

→ 극성(+·−)과 크기가 시간에 따라 바뀌지 않는 전압

→ 참고) 전압의 극성(voltage polarity) : 전압은 두 지점 사이의 전위차이므로, 두 지점을 비교했을 때 어느 쪽이 +이고 어느 쪽이 −인지 나타내는 것.

→ 참고) +는 전위가 높은 쪽, −는 전위가 낮은 쪽을 뜻함.

*도체의 두 점 사이에서 소비되는 전력
→ 예문 : 1V란 ‘1A의 직류 전류가 흐르는 도체의 두 점 사이에서 소비되는 전력이 1W일 때, 그 두 점 사이의 직류 전압’이다.

→ 두 점 사이에서 전류가 흐를 때, 단위 시간 동안 전기가 하는 일의 양임.

*줄 법칙
→ 예문 : 이 정의와 줄 법칙을 통해 전력(P)을 구할 수 있다.
→ 참고) ‘이 정의’ : 1V란 ‘1A의 직류 전류가 흐르는 도체의 두 점 사이에서 소비되는 전력이 1W일 때, 그 두 점 사이의 직류 전압’이다.

→ 전류가 흐르는 도선에서 발생하는 열량은 전류의 제곱, 저항, 시간에 비례한다는 법칙임.
→ Q = I²Rt (Q: 발생한 열량)
→ 전류가 클수록, 저항이 클수록, 전류가 오래 흐를수록 더 많은 열이 발생함.

*줄열
→ 예문 : 도선에 전류가 흐르면 줄열(Joule's heat)이 발생한다.

→ 전류가 도선을 흐를 때 전기 에너지가 열에너지로 바뀌어 발생하는 열임.
→ XX의 크기는 Q = I²Rt (Q: 발생한 열량)로 구함.

*전기 저항
→ 예문 : 도선의 전기 저항을 R이라고 하면 발열량 P를 다음 식으로 구할 수 있다.

→ 전류의 흐름을 방해하는 정도를 나타내는 물리량임.
→ 도체 속의 자유 전자가 도체를 이루는 원자·이온의 배열과 상호작용하면서 이동이 방해되어 생김.
→ 저항이 클수록 같은 전압에서 전류가 적게 흐름.
→ 기호는 R, 단위는 옴(Ω)임

*발열량
→ 한자: 發 필 발(여기서는 ‘발생하다’) · 熱 더울 열(여기서는 ‘열’) · 量 헤아릴 량(여기서는 ‘양’)
→ 직역: 발생한 열의 양
→ 예문 : 도선의 전기 저항을 R이라고 하면 발열량 P를 다음 식으로 구할 수 있다.

→ 도선에서 전류가 흐를 때 발생하는 열의 양을 뜻함.

*발열 전력
→ 한자: 發 필 발(여기서는 ‘발생하다’) · 熱 더울 열(여기서는 ‘열’) / 電 번개 전(여기서는 ‘전기’) · 力 힘 력
→ 직역: 열을 발생시키는 전력

→ 전력은 단위 시간 동안 전기가 한 일의 양이며, 이때 전기가 한 일이 열로 바뀌므로 XX XX은 단위 시간 동안 발생한 열에너지의 양을 뜻함.
→ 전기 저항이 R, 전류가 I일 때 XX XX은 P = I²R로 나타냄.
→ 단위는 와트(W)임.

*왜 발열 전력을 P = Q/t로 나타낼 수 있지?

→ 열량 Q는 일정 시간 동안 발생한 전체 열에너지의 양임.
→ 시간 t는 그 열량이 발생하는 데 걸린 시간임.
→ 따라서 Q/t는 단위 시간당 발생한 열에너지의 양을 뜻함.
→ 한편, 전력 P는 단위 시간 동안 전기가 한 일의 양인데, 전기가 한 일이 열로 바뀌므로 발열 전력은 P = Q/t로 나타낼 수 있음.

*발열 전력 P = Q/t가 어떻게 P = I²R이 되지?

→ 줄 법칙에 따르면 일정 시간 t 동안 발생한 열량은 Q = I²Rt임.
→ 이 식을 P = Q/t의 Q 자리에 넣으면 t가 약분되어 P = I²R이 됨.

*옴의 법칙
→ 예문 : 또한 옴의 법칙은 다음 식으로 쓸 수 있다.

→ 전류는 전압에 비례하고 전기 저항에 반비례한다는 법칙임.
→ I = V/R (I: 전류 / V: 전압 / R: 전기 저항)
→ 즉, 전압이 클수록 전류가 많이 흐르고, 저항이 클수록 전류가 적게 흐름.

*왜 발열 전력 P = V × I이지?

→ 옴의 법칙에서 I = V/R이므로, 이를 변형하면 R = V/I가 됨.
→ 발열 전력 P = I²R의 R 자리에 V/I를 넣으면 P = V × I가 됨.