개념 한 쪽
전기공사기사 전지의 접속 및 줄열과 전력 — 합성 내부저항과 전압의 제곱 비례
전지의 접속 및 줄열과 전력 세트는 내부저항이 같은 전지를 직렬로 묶고 다시 병렬로 접속했을 때의 합성 내부저항, 정격전압보다 낮은 전압을 가할 때 저항이 소비하는 전력을 묻는다.
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뜻
전지를 직렬로 접속하면 각 전지의 내부저항이 그대로 더해진다. 내부저항 0.1Ω인 건전지 10개를 직렬로 접속하면 한 조의 내부저항은 0.1×10인 1Ω이 된다.
이렇게 만든 조를 여러 조 병렬로 접속하면 합성 내부저항은 조의 수로 나눈 값이 된다. 1Ω짜리 조 5조를 병렬로 접속하면 1÷5인 0.2Ω이다.
저항이 소비하는 전력은 전압의 제곱에 비례한다. 저항값이 변하지 않으므로 전압을 낮추면 전류도 함께 줄어 전력은 전압비의 제곱만큼 줄어든다.
정격전압에서 1kW를 소비하는 저항에 정격의 80% 전압을 가하면 전력은 0.8²인 0.64배가 되어 1000×0.64인 640W다.
예제
출제 패턴은 두 가지다. ① 전지의 접속 — 직렬은 내부저항을 더하고, 병렬은 조의 수로 나눈다. 0.1Ω 10개 직렬이 1Ω이고, 이것을 5조 병렬로 하면 0.2Ω이다. ② 줄열과 전력 — 저항의 전력은 전압의 제곱에 비례하므로 정격의 80% 전압이면 0.8²인 64%가 된다. 1kW 정격이면 640W다.
자주 묻는 물음
- 내부저항 0.1Ω인 건전지 10개를 직렬로 접속한 조를 5조 병렬로 접속하면 합성 내부저항은?
- 직렬에서 0.1×10인 1Ω이 되고, 5조 병렬이므로 1÷5인 0.2Ω입니다.
- 정격전압에서 1kW를 소비하는 저항에 정격의 80% 전압을 가할 때의 전력은?
- 전력이 전압의 제곱에 비례하므로 0.8²인 0.64배가 되어 640W입니다.
- 저항에 가하는 전압을 80%로 낮추면 소비 전력은 정격의 몇 %가 되나요?
- 전압비의 제곱인 0.8²=0.64이므로 정격의 64%입니다.
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