전류

관련 문항 5개

1. 문항 1 전기이론 · 전기의 성질과 전하에 의한 전기장

   정전용량 $C$(F)의 콘덴서에 충전된 전하가 $q=\sqrt{2}Q\sin\omega t$ (C)와 같이 변화하도록 하였다면 이때 콘덴서에 흘러들어가는 전류의 값은?

   1. $i=\sqrt{2}\omega Q\sin\omega t$
   2. $i=\sqrt{2}\omega Q\cos\omega t$
   3. $i=\sqrt{2}\omega Q\sin(\omega t-60°)$
   4. $i=\sqrt{2}\omega Q\cos(\omega t-60°)$

   정답과 해설

   정답 2번

   전류는 전하를 시간으로 미분한 것이므로 $q=\sqrt{2}Q\sin\omega t$를 미분하면 $i=\sqrt{2}\omega Q\cos\omega t$가 된다.

   풀이

   전류는 전하의 시간에 대한 미분으로 정의된다: $i=\frac{dq}{dt}$. $q=\sqrt{2}Q\sin\omega t$를 미분하면 $i=\sqrt{2}\omega Q\cos\omega t$가 된다.

   오답 소거: 미분 시 $\sin$이 $\cos$으로 바뀌고 $\omega$가 계수로 곱해지는 것을 놓치면 ①번(미분 안 한 형태)이 되고, 임의로 위상을 이동시키면 ③,④번과 같은 오답이 나온다.

   암기팁: $\frac{d}{dt}\sin\omega t=\omega\cos\omega t$, 즉 미분하면 위상이 $90°$ 앞선다(전류는 전압보다 콘덴서에서 $90°$ 앞섬과 같은 원리).

   처음이라면

   물탱크에 저장된 물의 양이 시간에 따라 변할 때, 파이프를 흐르는 물의 양(전류)은 그 변화 속도와 같다는 생각을 하면 됩니다. 전기에서도 마찬가지로 전류(전하가 흐르는 양)는 전하가 얼마나 빨리 변하는지로 구합니다.

   전하가 $q=\sqrt{2}Q\sin\omega t$로 주어졌으니, 이것을 시간에 대해 미분(변화 속도를 구하는 계산)하면 됩니다.

   미분 규칙: 사인(sin)을 미분하면 코사인(cos)이 되고, 앞에 붙은 $\omega$가 곱해집니다.

   $i=\frac{dq}{dt}=\sqrt{2}\omega Q\cos\omega t$

   참고로 콘덴서에서 전류는 전압보다 90° 앞선다는 것과 같은 원리입니다.

   이런 문제가 나오면 → "전하가 사인(sin) 함수로 주어졌으면 미분해서 코사인(cos)과 $\omega$를 만들자!"

   한 걸음 더

   전류는 전하의 시간 미분: $i=\frac{dq}{dt}$

   $q=\sqrt{2}Q\sin\omega t$를 미분하면

   $i=\sqrt{2}\omega Q\cos\omega t$

   ①은 미분을 안 한 형태, ③④는 근거 없는 위상 이동(-60°)이 포함된 오답이다.

   이 유형 패턴: 전하 q가 sin으로 주어지면 미분해 cos과 $\omega$를 곱한다.

   시험 꿀팁: $\frac{d}{dt}\sin\omega t=\omega\cos\omega t$만 암기하면 즉답 가능하다.

   • 전기량
   • 전류
2. 문항 2 전기이론 · 직류회로

   어떤 도체에 t초 동안에 $Q[\text{C}]$의 전기량이 이동하면 이때 흐르는 전류$[\text{A}]$는?

   1. $I = Q \cdot t \ [\text{A}]$
   2. $I = Q^2 t \ [\text{A}]$
   3. $I = \frac{Q}{t} \ [\text{A}]$
   4. $I = \frac{t}{Q} \ [\text{A}]$

   정답과 해설

   정답 3번

   전류는 단위 시간당 전기량으로 I = Q/t[C/s]이며, 1초에 1[C]가 흐르면 1[A]이다.

   풀이

   전류 $I$란 "1초 동안 얼마나 많은 전하(전기량)가 흘렀는가"를 나타내는 값으로, 전류의 정의 공식 $I = \frac{Q}{t}$로 구합니다.

   1초에 $1\,\text{C}$(쿨롱)가 흐르면 $1\,\text{A}$(암페어)라는 것이 KEC 일반규정의 암페어 정의이므로, 이동한 전기량 $Q$를 걸린 시간 $t$로 나눈 것이 곧 전류입니다.

   오답 소거

   • 1번 $I = Q \cdot t$: 나누어야 할 시간을 곱해버린 오답입니다.
     단위가 $\text{C}\cdot\text{s}$가 되어 $\text{A}$와 맞지 않고, "시간이 오래 걸릴수록 전류가 커진다"는 뜻이 되어 물리적으로도 모순입니다.
     같은 전하량이 흘렀다면 시간이 더 오래 걸릴수록 흐름은 더 느립니다.
   • 2번 $I = Q^2 t$: 전기량을 제곱할 이유가 전혀 없습니다.
     단위가 $\text{C}^2\cdot\text{s}$가 되어 $\text{A}$와 차원 자체가 다릅니다.
     1번과 마찬가지로 '나누기' 대신 '곱하기'를 쓴 오답입니다.
   • 4번 $I = \frac{t}{Q}$: 분자와 분모를 뒤집어 놓은 오답입니다.
     단위가 $\text{s/C}$가 되어 $\text{A}$가 아니며, 전하량 $Q$가 2배로 늘어났는데 전류가 오히려 절반이 되는 모순이 생깁니다.

   암기팁: "전류는 초당 쿨롱" — $1\,\text{A} = 1\,\text{C/s}$, 즉 $I = \frac{Q}{t}$(전하량 ÷ 시간)만 기억하면 됩니다.

   처음이라면

   전류 I는 '1초 동안 얼마나 많은 전기량(전하)이 흘렀는가'를 나타냅니다. 도로의 차 흐름처럼, 같은 양이라도 짧은 시간에 지나가면 흐름이 세고 오래 걸리면 약해집니다.

   t초 동안 Q[C]가 흘렀다면 1초당 흐른 양은 Q를 t로 나누면 됩니다. 공식은 I = Q/t이고, 단위 검산에서도 C ÷ s = A가 되어 딱 맞습니다. 예를 들어 10[C]가 2초에 흘렀다면 I = 10/2 = 5[A]입니다.

   오답을 보면 ① Q·t는 나눌 시간을 곱해버렸고(시간이 길수록 전류가 커지는 모순), ④ t/Q는 분자·분모를 뒤집어 Q가 커도 전류가 작아지는 모순이 생깁니다. ② Q²t도 제곱할 이유가 없으며, 셋 다 단위가 A가 아닙니다.

   이런 문제가 나오면 → '전류 = 초당 쿨롱(A = C/s)'만 기억하면 됩니다.

   한 걸음 더

   전류의 정의식 I = Q/t이며 단위는 C/s = A, 즉 1초에 1[C]가 흐르면 1[A]

   ① Q·t와 ② Q²t는 시간을 곱했고 ④ t/Q는 식을 뒤집은 것이라 단위가 모두 A가 아니다.

   전류 정의 유형은 단위 검산만으로 오답을 즉시 소거할 수 있다.

   꿀팁: '전류 = 초당 쿨롱' — Q를 t로 나누기만 하면 된다.

   • 전기량
   • 전류
3. 문항 3 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   전선에 일정량 이상의 전류가 흘러서 온도가 높아지면 절연물을 열화하여 절연성을 극도로 악화시킨다. 그러므로 도체에는 안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류가 있다. 이 전류를 무엇이라 하는가?

   1. 출 전류
   2. 불평형 전류
   3. 평형 전류
   4. 허용 전류

   정답과 해설

   정답 4번

   전선이 타지 않고 안전하게 계속 흘릴 수 있는 최대 전류를 '허용전류'라고 한다.

   풀이

   정답 근거: 도체에 안전하게 연속적으로 흘릴 수 있는 최대 전류 한도를 허용전류라고 하며, 이를 초과하면 절연물이 열화되어 절연성능이 급격히 저하됩니다.

   오답 소거: 불평형전류·평형전류는 다상 회로의 전류 균형 상태를 나타내는 용어이며, '출 전류'는 표준 용어가 아닙니다.

   핵심 공식: 없음(개념 정의).

   암기팁: '전선의 안전 최대 전류=허용전류(절연물 보호 기준)'.

   처음이라면

   수도관을 생각해 봅시다. 물이 너무 세게 흐르면 관이 견디지 못하고 망가지듯이, 전선에도 전류(전기의 흐름)가 너무 많이 흐르면 열이 나서 전선을 감싸는 절연물(전기가 새지 않게 싸는 비닐 코팅 같은 것)이 손상됩니다.

   그래서 전선마다 '이만큼까지는 괜찮아!'라는 안전한 최대 전류가 정해져 있는데, 이것을 '허용전류'라고 부릅니다.

   문제 지문의 '안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류'라는 표현이 바로 허용전류의 정의 그대로입니다.

   이런 문제가 나오면 → '안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류'라는 문구가 보이면 무조건 허용전류를 고르자!

   한 걸음 더

   허용전류: 도체(절연 전선)의 온도 상승 한계 이내에서 연속 통전 가능한 최대 전류.

   지문의 '안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류' = 허용전류의 정의 그 자체이다.

   오답: ②불평형전류, ③평형전류는 3상 회로에서 각 상 전류의 균형 여부를 나타내는 용어로 무관하며, ①출 전류는 표준 용어가 아니다.

   이 유형 패턴: '허용'은 '허락된 한계'라는 뜻 → 안전 한계 전류 = 허용전류.

   시험 꿀팁: 허용전류·안전전류·통신선 누설전류 등 '전류의 명칭' 문제는 정의 문장의 핵심 키워드(안전, 최대, 연속)로 매칭하면 쉽게 풀린다.

   • 반도체의 저항-온도 관계
   • 전류
4. 문항 4 전기이론 · 전기의 성질과 전하에 의한 전기장

   $1[\text{Ah}]$는 전하량 몇 $[\text{C}]$인가?

   1. 60
   2. 3600
   3. 600
   4. 7200

   정답과 해설

   정답 2번

   전하량 Q=It이므로 1[Ah] = 1[A]×3,600[s] = 3,600[C]로 환산한다.

   풀이

   정답 근거: 전하량 $Q=It$ 관계에서 $1[\text{Ah}]$는 1[A]의 전류가 1시간(3,600초) 동안 흐른 전하량이므로 $1[\text{Ah}]=1\times3,600=3,600[\text{C}]$이다.

   오답 소거: 60[C]는 1분(60초) 기준으로 잘못 환산한 값이고, 600[C]는 자릿수를 잘못 적용한 값이며, 7,200[C]는 2시간 기준으로 계산한 오류값이다.

   핵심 공식: $Q=I\times t$, $1[\text{h}]=3,600[\text{s}]$. 암기팁: '1시간은 3600초, 그대로 곱하면 쿨롱'으로 암기한다.

   처음이라면

   전하량(전기량, Q)은 '전류 × 시간'으로 구하며 공식은 Q = I × t이고 단위는 쿨롬[C]입니다.

   1[Ah]는 '1[A]의 전류가 1시간 동안 흐를 때 이동한 전하량'이라는 뜻입니다. 1시간 = 3,600초이므로 Q = 1[A] × 3,600[s] = 3,600[C]가 됩니다.

   60[C]는 1분(60초)을 기준으로 잘못 계산한 값이고, 7,200[C]는 2시간 기준 값입니다. 시간을 초로 바꾸어 곱하는 한 단계만 거치면 되는 간단한 환산입니다.

   이런 문제가 나오면 → 'Ah = A × 3600초' 환산을 즉시 떠올리세요.

   한 걸음 더

   Q=It이고 1[h]=3,600[s]이므로 1[Ah]=1×3,600=3,600[C]

   60[C](1분 환산), 7,200[C](2시간 환산) 등은 시간을 초로 잘못 바꾼 오답이다.

   이 유형은 단위 환산(시→초) 한 단계만 거치는 계산 패턴이다.

   꿀팁: '1Ah=3600C, 1mAh=3.6C'를 함께 외워두면 배터리 소전류 문제 변형도 해결된다.

   • 전기량
   • 전류
5. 문항 5 전기이론 · 전기의 성질과 전하에 의한 전기장

   다음 설명 중 잘못된 것은?

   1. 양전하를 많이 가진 물질은 전위가 낮다.
   2. 1초 동안에 $1[\text{C}]$의 전기량이 이동하면 전류는 $1[\text{A}]$이다.
   3. 전위차가 높으면 높을수록 전류는 잘 흐른다.
   4. 전류의 방향은 전자의 이동방향과는 반대방향으로 정한다.

   정답과 해설

   정답 1번

   양전하를 많이 가진 물질은 전위가 높은데, ①은 '낮다'고 했으므로 틀린 설명이다.

   풀이

   전위(potential)는 단위 전하가 갖는 위치 에너지 개념으로, 물의 높이(수위)에 비유할 수 있다.

   양전하를 많이 가진 물질일수록 전위가 낮은 것이 아니라 전위가 높다(전위가 낮다고 한 ①번 지문이 틀린 설명).

   전류는 전위차(전압)가 존재할 때 높은 전위에서 낮은 전위로 흐르며, 전위차가 클수록 전류가 잘 흐른다(옴의 법칙 $I=V/R$).

   전하량과 전류의 관계는 $I=Q/t$이므로 1초에 1C의 전하 이동은 1A의 전류에 해당한다.

   또한 전류의 방향은 역사적 정의에 따라 양전하의 이동 방향으로 정하는데, 실제 전자는 음전하이므로 전자의 이동 방향과 전류의 방향은 서로 반대이다.

   암기: "양전하 많음 = 전위 높음"(수위 비유).

   처음이라면

   물탱크를 생각해봐요. 물탱크에 물이 많이 찰수록 물이 높은 곳에서 세게 떨어지듯이, 전기 세계에서도 양전하(플러스 전기)가 많이 모인 물질일수록 전위(전기를 밀어주는 힘의 높이)가 높아요.

   그런데 ①은 '양전하가 많으면 전위가 낮다'고 했으니 반대로 말한 거예요.

   ② 1초 동안 1C(쿨롱, 전기량의 단위)가 흐르면 전류가 1A(암페어)예요. → 맞는 설명

   ③ 전위차(전압, 전기를 미는 힘의 차이)가 클수록 전류가 잘 흘러요. → 맞는 설명

   ④ 전자는 실제로 이동하지만, 전류의 방향은 전자와 반대로 정했어요. → 맞는 설명

   이런 문제가 나오면 → '양전하 많음 = 전위 높음' (물 높이 비유)으로 외우면 바로 풀려요!

   한 걸음 더

   핵심: 전위는 양전하 기준의 위치에너지이므로 양전하가 많을수록 전위가 높다. ①은 '낮다'고 서술해 틀렸다.

   ② $I = \frac{Q}{t} = \frac{1\,\text{C}}{1\,\text{s}} = 1\,\text{A}$ → 옳음

   ③ 옴의 법칙 $I = V/R$에서 V가 클수록 I 증가 → 옳음

   ④ 전류 방향 = 양전하 이동 방향 = 전자 이동의 반대 → 옳음

   이 유형 패턴: 전위·전류의 정의 개념을 반대로 서술한 보기를 찾는 문제.

   꿀팁: '양(+)이 많으면 높다'로 암기하면 전위/전압 관계 헷갈리지 않는다.

   • 전류
   • 전위 (전위차)