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건축설비기사 전기소방설비 · 전기의 발생과 전기량

Electricity Basics & Charge

건축 전기설비는 전하가 움직여 생기는 전류를 펌프 · 팬 · 조명 같은 부하까지 안전하게 보내는 일에서 시작하며, 동선 같은 도체에는 전기장에 끌려 움직이는 자유전자가 많고 절연체는 전자가 묶여 있다. 두 전하 사이에는 같은 부호면 밀어내고 다른 부호면 끌어당기는 쿨롱 힘이 작용하며, 그 크기는 두 전하량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 그림은 같은 부호의 두 점전하와 그 사이에 작용하는 척력을 화살표와 숫자로 그려요. 두 전하량과 거리 슬라이더를 옮기면 화살표 길이와 힘 F가 바로 다시 계산돼요.

전기는 전하의 흐름이다

⚡ 건축설비에서 보는 전기
①물질은 원자 단위로 양전하(원자핵)와 음전하(전자)를 가진다
②도체(동선)는 자유전자가 많아 전류가 잘 흐른다
③부도체(절연체)는 전자가 묶여 있어 배선 보호와 누전 방지에 써요
④마찰 · 유도 · 화학작용 · 전자기유도로 전하가 나뉘면 전압이 생긴다

쿨롱 힘으로 전기량의 크기 가늠하기

4 μC
4 μC
20 cm
💡 관찰
①지금 F ≈ 3.60 N (같은 부호 → 척력)
②전하량을 키우면 F도 그에 비례해 커진다
③거리를 2배로 하면 F는 1/4로 줄어요
④Q = I t이므로 2 A가 5초 흐르면 10 C다. 1 C = 1 A · s ≈ 6.25×10¹⁸개 전자(e ≈ 1.6×10⁻¹⁹ C)

핵심 공식

쿨롱의 법칙
F = k q1 q2r2
k ≈ 9×10⁹ N · m²/C², 진공(공기) 근사
전기량
Q = I t
전류 I가 시간 t 동안 나른 전하 [C = A · s]. 예: 2 A × 5 s = 10 C
전자 1개의 전하
e ≈ 1.6 × 10-19 C
1 C ≈ 6.25×10¹⁸개 전자에 해당하는 전하

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①쿨롱 힘은 F ∝ q₁q₂, F ∝ 1/r²이다
②같은 부호는 척력, 다른 부호는 인력이 작용해요
③1 C = 1 A · s, 전자 하나의 전하 e ≈ 1.6×10⁻¹⁹ C
④도체와 부도체의 구분, 절연의 역할은 건축 배선 안전의 기초다
📝 대표 기출 유형
①거리와 전하를 바꿀 때 F 배율 계산
②전기량 Q = It 단위 환산
③정전기가 생기는 원인과 도체 · 절연체 성질 구분

마지막 수정