전류의 열작용과 화학작용
Heat & Chemical Effects of Current
전류의 열작용
전류가 저항을 통과하면 열이 발생합니다. 전기히터, 전기밥솥, 다리미, 전기장판 등이 모두 이 원리를 이용한 것입니다. 전선이 뜨거워지는 것도 같은 이유입니다.
전류 크기에 따른 히터 발열 변화 (R = 10Ω 고정)
🔥 핵심 관찰
①전류가 2배 → 열은 4배 (I²에 비례!)
②전류가 3배 → 열은 9배
③같은 전류여도 저항이 크면 열이 더 많이 발생
④시간이 길수록 열도 비례해서 증가
줄의 법칙과 전력
줄의 법칙 (열량)
H = 0.24 × I² × R × t [cal]
0.24 = 1/4.186 (줄 → 칼로리 변환 계수)
전력 공식
P = VI = I²R = V²/R [W]
1초에 하는 일의 양 — 단위: 와트(W)
전력량
W = P × t [J] 또는 [Wh]
전력 × 시간 = 총 에너지
💡 단위 변환 필수 암기
①1 cal = 4.186 J (줄)
②1 kWh = 3,600,000 J = 3,600 kJ
③1 kWh = 860 kcal
④전기요금은 kWh 단위로 부과
⑤0.24 = 1/4.186 (줄→칼로리 계수)
전력 공식 정리
📊전력 공식 3가지 형태
| 공식 | 사용 조건 | 기억법 |
|---|
| P = VI | V와 I를 아는 경우 | 가장 기본 |
| P = I²R | I와 R을 아는 경우 | 직렬회로에 편리 |
| P = V²/R | V와 R을 아는 경우 | 병렬회로에 편리 |
전류의 화학작용
전류를 전해질 용액(소금물, 황산구리 용액 등)에 흘리면 화학반응이 일어납니다. 이것이 전기분해이며, 도금, 제련, 충전지의 원리입니다.
패러데이 법칙
m = A × I × t96,500 × z [g]
m: 석출량, A: 원자량, z: 원자가, 96,500: 패러데이 상수(C)
⚗️ 전기분해 핵심
①전류가 클수록 많이 석출
②시간이 길수록 많이 석출
③96,500 C = 1 패러데이 = 전자 1몰의 전하량
④구리 도금 예: Cu²⁺ → z = 2, A = 63.5
⑤물의 전기분해: 수소 + 산소 발생
전지의 원리
전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 장치입니다. 1차 전지(건전지)는 한 번 쓰면 끝이고, 2차 전지(충전지)는 재충전이 가능합니다.
전지 분류
🌳전지의 종류
총정리
줄의 법칙
H = 0.24 I²Rt [cal]
열량 = 0.24 × 전류² × 저항 × 시간
패러데이 법칙
m = AIt96,500z [g]
석출량 = 원자량 × 전류 × 시간 / (96,500 × 원자가)
🎯 시험 포인트
①H = 0.24I²Rt — 0.24와 I²이 핵심
②P = VI = I²R = V²/R (3가지 형태)
③1 cal = 4.186 J, 1 kWh = 860 kcal
④패러데이 상수 96,500 C
⑤전류 2배 → 열 4배 (제곱에 비례)