(개념 요약 정리) 직류회로- (2)

전기 관련된 기호 정리

---

용어	설명	기호	단위	수식
전하	물체가 가지고 있는 전기
전기량	전하가 가지고 있는 전기의 양	Q	쿨롬(Coulomb, 기호[C])
전원	전기적인 에너지를 공급하는 장치
부하	전기적인 에너지를 다른 에너지로 변환해 사용하는 장치
전류	전하의 흐름	I	암페어, A	I = Q x t
전압	전하를 흐르게 하는 전기적인 에너지의 차이	V	볼트, V	V = W / Q
저항	전류의 흐름을 방해하는 소자	R	옴, Ω	R = L x ρ / A
컨덕턴스	전류의 흐름이 얼마나 쉬운가를 나타냄.	G	모, ℧
옴의 법칙	전기회로에서 전압, 전류, 저항의 관계를 증명한 법칙			V = I x R, I = V / R, R = V / I
키르히호프의 법칙(제 1법칙, 전류법칙)	회로 내 접속점에 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다.
키르히호프의 법칙(제 2법칙, 전압법칙)	폐회로 내의 지로에서 발생하는 전압 강하의 총합은 같다.
전지의 직렬연결	전류 계산 방식이 다르다.			I = nE / nr + R
전지의 병렬연결	전류 계산 방식이 다르다.			I = E / ( r/N + R )
전류계	부하에 직렬로 연결
전압계	부하에 병렬로 연결
분류기	전류계에 병렬로 연결			n-1배 측정 가능
배율기	전압계에 직렬로 연결		ex) 100V 전압계로, 200V 측정하고 싶다면? 내부저항 = 5000옴, 외부 저항 값은?	n-1배 측정 가능
휘스톤 브릿지 평형 조건	휘스톤 브릿지를 통해서 미지의 저항값을 구할 수 있다.			PR = QX, X = P/Q x R
전류	1초 동안에 변환 또는 전송되는 전기 에너지	P	와트, W	P = W[J] x t[Sec], P=I^2 x R, P = V^2 / R
공률, 동력	단위 시간의 기계 에너지			1HP = 746W
전력량	일정 시간 동안의 전기 에너지가 한 일의 양			W = P x t [W x Sec] , W = V x I x t, W = V2 / R x t, W = I2 x T x t
전열기에 소비되는 전력	전열기에서 질량 M[L], 비열 C, 효율 x, 시간 t[H], 가열전 온도 T1, 가열후 온도 T2일 때 소요되는 전력 P			P = M x C x (T2 - T1) / 860xt
줄의 법칙	도체에 흐르는 전류에 의하여 단위 시간 내에 발생하는 열량은 = 도체의 저항과 전류의 제곱의 비례한다.			H = I^2 x R x t, H = P x t
1J을 칼로리로 환산하면?				1J = 0.24 cal, 0.24 x I^2 x R x t [cal]
납축전지의 용량	충분히 충전한 다음 전류를 흘려 방전 종지 전압이 될 때까지의 전기량으로 나타낸다.			Q = I x H [Ah]
제베크 효과	서로 다른 금속을 접속하고 양 단에 서로 다른 온도를 유지하면 기전력이 발생한다.
펠티에 효과	서로 다른 두 종류의 금속을 접속하고 한 쪽에서 다른 쪽으로 전류를 흘리면 열의 흡수 도는 발생이 일어난다.
톰슨 효과
중간 금속의 법칙
화학당량	물질에 따라서 정해지는 상수로 1C의 전기량에 의해 분해되는 물질의 양을 말한다.			원자량 / 원자가
2차 전지의 종류	니켈 카드뮴 전지
1차 전지의 종류	망간 건전지

Part 1. 직류회로

---

전지접속과 측정

---

• 전지는 화학적 에너지를 -> 전기에너지로 변경하는 것이다.
• 전지 속에는 기전력 역할을 하는 E와 저항 R로 구성되어 있다.
• 전지는 직렬로 연결했을 때 다음과 같이 연결된다.
  • ( E + r ) + ( E + r ) + ( E + r )
• 키르히호프의 제 2법칙에 따라 각 전지에 걸리는 전압의 총합은 = V 이다.
• 전지의 직렬연결 시 전류 계산 식은 다음과 같다.
  • I = nE / nr + R
• 전지는 병렬로 연결 했을 때 다음과 같이 연결된다.
  • ( E + r ) x ?
• 전지의 병렬연결 시 전류 계산 식은 다음과 같다.
  • I = E / ( r/ N + R )
• 전류와 전압을 측정하는 장치가 있는데 각각 전류계, 전압계라고 한다.
  • 전류계로 전류를 측정하기 위해서 회로 내에 직렬로 연결하게 된다 why? 전류의 흐름을 측정하기 때문에
  • 전압계로 전압을 측정하기 위해서 회로 내에 병렬로 연결하게 된다 why? 전위의 차를 측정하기 위해
• 전류와 전압을 측정할 때 전류계와 전압계를 이용하게 되는데, 전류계와, 전압계가 측정할 수 있는 수치 이상의 수치를 측정하기 위해서 각각 분류기와, 배율기를 사용하게 된다.
  • 분류기는 전류의 양을 분배해주어야 하기 때문에, 전류계와 병렬로 연결하게 된다.
  • 배율기는 전위의 차이를 만들어주어야 하기 때문에 전압계와 직렬로 연결하게 된다.
• 휘스톤 브릿지는 저항을 측정하기 위해서 4개의 저항과 검류계 G를 연결한 회로를 말한다.
  • 검류계에 전류가 흐르지 않을 때 브리지가 평형되었다고 말한다.

전력과 전력량

---

- 전력은 1초 동안에 변환 또는 전송되는 전기 에너지로, 기호 = P이고, 단위는 W(와트)[W]를 사용한다. - P = W / t 이다, V = W / Q식을 이용해, W를 치환해주면, P = V x Q / t 가 가능하다. - 이후 I = Q / t 를 이용하면, P = V x I, I = V / R , V = IR, 따라서 P = V^2 / R, I^2 x R - 공률, 동력은 단위 시간의 기계에너지를 말하고, 마력(HP)로 표기한다. - 1HP = 746W이다.

• 전력량은 어느 일정 시간 동안의 전기 에너지가 한 일의 양이다.
  • W = P x t, [W x Sec]로 나타낸다.
• 전열기는 전기에너지를 열 에너지로 사용하는 장치를 말한다.
  • 전열기에서 질량 M[L], 비열 C, 효율 x, 시간 t[H], 가열전 온도 T1, 가열후 온도 T2일 때 소요되는 전력 P는 다음과 같다.
    • P = M x C x (T2 - T1) / 860xt
• 줄의 법칙은 도체에 흐르는 전류에 의하여 단위 시간 내에 발생하는 열량은 도체의 저항과 전류의 제곱의 비례한다는 말이다.
  • 따라서 H = I^2 x R x t , H = Pt[J]
  • 1J을 칼로리로 환산하면 0.24 cal이다.

전류의 화학작용과 열작용

---

- 전류의 화학작용 전기분해에 기초에 발생한다. - 전해액 : 전류가 흐르면 화학적 변화가 나타나 양이온과 음이온으로 전리되는 수용액이다. - 전기분해 : 전해액에 전류를 흘려 화학적으로 변화를 일으키는 현상이다. - 전리 : 황산구리 처럼 물에 녹아 양이온과 음이온으로 분리되는 현상을 말한다. - 전해질 : 황산구리와 같이 물에 녹아 전해액을 만드는 물질이다. - 전기 화학당량 : 물질에 따라 정해지는 상수로 1[C]의 전기량에 의해 분해되는 물질의 양을 몰한다. - 황산구리에 백금 판을넣고 -> 전류를 흐른다 -> 음극 ( 구리 석출 ), 양극 ( SO4 ) 가 된다. - 패러데이의 법칙 - 전기분해에 의해서 석출되는 물질의 양은 전해액을 통과한 총 전기량에 비례한다. - 총 전기량이 같으면 물질의 석출량은 그 물질의 화학당량(원자량/원자가)에 비례한다. - W = k x Q = k x I x t [g] - 1차 전기는 재 충전할 수 없는 전지이다. - 볼타 전지 - 전해액 : 묽은 황산(H(2)SO(4)) - 판 : 아연판, 구리판 - 건전지 - 용액을 -> 종이나 천 - 양극 (탄소봉) - 분극 작용은 양극의 표면이 수소 기체에 둘러 싸이게 되는 현상이다. -> 따라서 감극제를 사용해 양극의 수소기체를 없앤다. - 국부작용은 전지의 전극의 불순물과 전극이 하나의 전지가 되어서 전지에 순환하는 전류가 생겨 기전력을 감소시키는 작용을 말한다. -> 아연에 수은도금을 하여 방지한다. - 납축전지는 묽은 황상 용액에 납(Pb)판과 이산화납(PbO2)판을 넣으면 이산화 납에 (+) 납에 (-)의 약 2V의 전압이 나타난다. - 납축전치의 용량 Q = I x H [Ah]이다. - 허용 전류는 저항이 견딜 수 있는 온도 이상으로 올라가서 저항이 끊기는 것을 말한다. - 제베크 효과는 서로 다른 금속 A, B를 접속하고 접속점을 서로 다른 온도로 유지하면 기전력이 생겨 일정한 방향으로 전류가 흐르는 현상을 말한다. - 펠티에 효과는 서로 다른 두 종류의 금속을 접속하고 한 쪽 금속에서 다른 쪽 금속으로 전류를 흘리면 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상을 말한다. - 톰슨 효과는 도체인 막대기의 양 끝을 다른 온도로 유지하고 전류를 흘릴 때 줄열이외에 발열 또는 흡열이 일어나는 현상을 말한다. - 중간 금속의 법칙은 열전대를 구성하는 두 금속의 한 쪽 접점은 서로 접해있고, 반대편 접점은 제 3의 금속과 연결되어 있을 때, 두 접점이 같은 온도라면 기전력이 발생하지 않는다는 법칙이다.