전류가 저항을 지나면 열이 나고(열작용), 전해질을 지나면 화학 변화가 일어난다(화학 작용). 줄의 법칙 H = 0.24I²Rt 와 전력 · 전력량, 전기 분해의 패러데이 법칙, 1차 · 2차 전지를 다룬다. 그림은 저항 10 Ω 히터에 전류 I 가 흐르는 모습이고, 아래쪽에 1초 동안의 열량 H 와 전력 P 가 나와요. 전류 I 슬라이더(1 ~ 10 A)를 옮기면 H 와 P 가 I² 에 비례해 커져요.
전류의 열작용
전류가 저항을 지나면 열이 난다. 전기 히터 · 전기밥솥 · 다리미 · 전기장판이 모두 이 원리를 쓰고, 전선이 뜨거워지는 것도 같은 이유다.
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전류 크기에 따른 히터 발열(R = 10 Ω 고정)
3 A
R = 10 Ω, t = 1 s 로 두면 H = 0.24×3²×10×1 = 21.6 cal, P = I²R = 90 W
🔥 그림에서 볼 것
①전류가 2배가 되면 열은 4배다(I² 에 비례)
②전류가 3배면 열은 9배다
③같은 전류라도 저항이 크면 열이 더 많이 난다
④시간이 길수록 열도 비례해 늘어요
줄의 법칙과 전력
줄의 법칙(열량)
H = 0.24 × I² × R × t [cal]
0.24 = 1/4.186(줄을 칼로리로 바꾸는 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 = 쓴 에너지 전체
💡 단위 변환
①1 cal = 4.186 J
②1 kWh = 3,600,000 J = 3,600 kJ
③1 kWh = 860 kcal
④전기 요금은 kWh 로 매긴다
⑤0.24 = 1/4.186 은 줄을 칼로리로 바꾸는 계수예요
전력 식 정리
전력 식의 세 가지 꼴
식
쓰는 경우
특징
P = VI
V 와 I 를 알 때
가장 기본
P = I²R
I 와 R 을 알 때
직렬 회로에서 편리
P = V²/R
V 와 R 을 알 때
병렬 회로에서 편리
전류의 화학작용
전류를 전해질 용액(소금물 · 황산구리 용액 등)에 흘리면 화학 반응이 일어난다. 이것이 전기 분해이고, 도금 · 제련 · 충전지의 원리다.