개념 한 쪽
전기저항은 도체가 전류의 흐름을 방해하는 성질을 나타내며, 도선의 길이와 단면적에 따라 크기가 달라진다. 전기회로의 기본 법칙인 오옴의 법칙은 전압, 전류, 저항의 관계를 규정하므로 회로 해석의 출발점이 된다. 자격시험 문제는 주로 저항의 비례·반비례 관계와 오옴식의 식별, 그리고 전류량·소비전류량 계산을 묻는다.
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출제기준 단원 「전기저항」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 단면적과 저항 관계 판별 | 1 | 단면적 증가 시 저항 변화 양상을 묻는 기본 개념 파악 |
| 소비전류량(Ah) 계산 | 1 | 여러 소자 전류 합과 사용 시간으로 총 소비전류량을 계산하는 능력 |
| 전기량(Q) 계산 | 1 | 전류와 시간의 곱으로 전기량을 구하는 단위 변환 및 계산 능력 |
전기저항은 도체를 통해 전류가 흐를 때 전자의 이동을 방해하는 정도를 나타내는 물리량이다. 재료에서 제시한 기본식 R=ρL/A에 따라 저항 R은 도선의 길이 L에 비례하고 단면적 A에 반비례함을 의미한다. 즉, 도선이 길수록 저항이 커지고, 단면적이 클수록 저항이 작아진다.
오옴의 법칙은 전압(E), 전류(I), 저항(R) 사이의 기본 관계를 제시하며 E=IR 또는 I=E/R의 형태로 쓸 수 있다. 이 식은 회로 문제에서 전압을 알 때 전류를 구하거나 저항을 구할 때 직접적으로 활용하는 핵심 공식이다.
저항과 관련된 계산 문제는 단위와 정의를 정확히 이해하는 것이 중요하다. 예를 들어 전기량 Q는 전류 I와 시간 t의 곱 Q=It로 구하고, 소비전류량을 나타내는 단위로는 암페어시(Ah)가 있으며 이는 전류(A)와 시간(h)을 곱한 값으로 정의된다. 시험 문제는 이런 정의들을 결합하여 전류 합산과 시간 단위 변환을 요구하는 유형이 자주 출제된다.
실무적 관점에서는 도선의 굵기(단면적)를 키우면 동일한 길이에서 저항이 감소하여 전류가 더 잘 흐른다는 점을 기억해야 한다. 반대로 길이를 늘리면 저항이 커져 전류 흐름이 제한되므로 전선 배치와 길이 관리가 중요하다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 단면적이 커지면 저항이 어떻게 변하는가를 묻는 문제는 R=ρL/A 공식을 떠올려 단면적 증가 시 저항이 감소한다고 판단해야 한다. 오옴의 법칙을 물을 때는 전압=전류×저항 형태인 E=IR을 기준으로 보기를 대조해야 한다. 전기량이나 소비전류량 계산 문제는 시간 단위 변환(분→초, 시간 단위)을 먼저 확인한 뒤 Q=It 또는 Ah=I×t 공식을 적용하여 계산해야 한다.
단속기 암 스프링 장력이 약하면 엔진에 미치는 영향은?
정답 ① · 단속기 암 스프링 장력이 약하면 엔진의 회전수가 높아질 때 접점이 원활하게 따라가지 못하여 진동이 발생하고, 이로 인해 고속 운전 시 실화(불꽃 튀김이 불규칙함)가 발생하기 쉽습니다. 저속에서는 상대적으로 영향이 덜하며, 고속에서의 스프링 부족이 문제가 되는 것이 맞습니다.
단속기 암 스프링 장력이 약하면 고속 시 접점 추종성이 떨어져 고속 운전 시 실화가 발생한다.
2[A]가 소비되는 전구 5개를 4시간 점등하였을 때의 소비전류량은?
정답 ② · 전구 5개가 각각 2[A]의 전류를 소비하므로 총 전류는 10[A]입니다. 이를 4시간 동안 사용했으므로 소비전류량은 전류와 시간의 곱인 10[A] × 4[h] = 40[Ah]가 됩니다.
소비전류량(Ah)은 총 전류(A)에 시간(h)을 곱한 값이므로, 10A×4h=40Ah가 된다.
전기의 전기저항은 단면적이 클수록 어떻게 변하는가?
정답 ① · 도체의 전기저항(R)은 저항률과 길이에 비례하고, 단면적(A)에 반비례한다(R = ρL/A). 따라서 길이와 재질이 동일하다면 도선의 단면적이 클수록 전류가 흐를 수 있는 통로가 넓어져 전기저항은 작아진다.
저항은 단면적에 반비례하므로, 단면적이 클수록 전류가 잘 흐르며 저항은 작아진다.
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