전류의 화학작용을 이용하지 않은 것은?
- 전기도금
- 전지
- 전해연마
- 형광등
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 전류에 의한 화학작용을 이용하지 않는 장치를 선택하는 것이다. 전기도금·전해연마·전지는 전기화학적 반응(이온 이동과 산화·환원)을 본질로 하므로 화학작용을 이용한다.
전류의 화학작용은 전해질을 분해하거나 금속을 석출하는 현상이며, 형광등은 열전자가 가스를 이온화하는 물리적 방전 현상이다.
개념 한 쪽
승강기기사 전해화학 공업 및 전영화학공업 — 전류의 화학작용, 축전지 용량과 전기량
전류가 흐를 때 일어나는 화학적 변화와 전지의 특성은 직류회로에서 중요한 개념이다. 전기도금이나 전해연마처럼 전류에 의해 물질이 석출되거나 용해되는 현상은 전류의 화학작용이며, 축전지의 용량과 전기량 계산은 실제 회로 해석에서 자주 활용된다. 또한 축전지의 연결 방식에 따라 전압과 용량의 변화가 달라진다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「전해화학 공업 및 전영화학공업」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전류의 화학작용 판별 | 1 | 전류가 일으키는 현상이 화학작용인지 물리적 현상인지 구분하는 능력 |
| 축전지 병렬 연결 특성 | 1 | 병렬 연결 시 전압과 용량의 변화 중 옳은 설명을 고르는 능력 |
| 전기량 계산(단위 변환) | 1 | 전류와 시간을 이용해 쿨롱 단위 전기량을 계산하는 능력 |
뜻
전류의 화학작용은 전해질이나 용융염에서 이온의 이동과 산화·환원 반응을 통해 물질의 석출 또는 용해가 일어나는 현상이라고 정의한다. 전기도금과 전해연마는 전류를 이용한 대표적 전기화학적 응용이며, 전지는 내부 화학반응으로 전기를 만들어내는 장치로 전류의 화학작용과 밀접한 관련이 있다.
전기분해에서 동일량의 전기(전하량)를 흘렸을 때 석출되는 물질의 양은 각 물질의 화학당량에 비례한다는 것이 페러데이의 전기분해 법칙이다. 이 법칙은 전기량과 생성물 질량 사이의 정량적 관계를 설명하므로 전해화학 공업에서 물질량 예측에 사용된다고 이해한다.
축전지의 용량은 방전 가능 전하량을 나타내며, 전류(A)와 시간(h)의 곱인 암페어시(Ah) 단위로 표시한다고 정의한다. '1A의 전류를 1시간 동안 흘려줄 수 있는 능력'이 1Ah이므로 용량 표기는 Ah로 이해한다.
전기량은 전류와 시간의 곱으로 정의되며, 단위를 맞추기 위해 시간은 초(s)로 환산하여 계산해야 한다. Q = I × t 공식을 사용하여 암페어(A)와 초(s)를 곱하면 쿨롱(C) 단위의 전기량을 얻는다고 정리한다.
같은 사양의 축전지 두 개를 병렬로 접속하면 전압은 유지되고 용량은 합산된다는 점을 기억한다. 병렬 연결은 (+)극끼리, (-)극끼리 연결하는 방식이며, 직렬 연결과 대비하여 전압과 용량의 변화를 구분하여 이해해야 한다.
예제
한 전지에 전류 5 A가 10분 동안 흐를 때 전기량 Q를 구하려면 시간 단위를 초로 바꿔야 한다. 10분은 600초이므로 Q = I × t = 5 A × 600 s = 3000 C가 된다. 시간 단위를 분으로 그대로 곱하면 단위 오류가 발생하므로 항상 초로 환산하는 절차를 지킨다.
축전지 용량 표기의 예로, 1A를 1시간 동안 공급할 수 있는 능력이 1Ah이므로 여러 기기의 사용시간 예측이나 배터리 성능 비교는 Ah 단위로 한다. 같은 사양의 축전지 두 개를 병렬로 연결하면 전체 용량은 두 배가 되며 전압은 변하지 않는 점을 응용해 전원 설계를 검토한다.
대표 기출 3문항
동일 규격의 축전지 2개를 병렬로 연결한 경우 옳은 것은?
- 전압과 용량이 각각 2배가 된다.
- 전압은 1/2배, 용량은 2배가 된다.
- 용량은 1/2배, 전압은 2배가 된다.
- 전압은 불변이고, 용량은 2배가 된다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 동일한 용량의 축전지를 병렬 연결했을 때 전압과 용량이 어떻게 변하는지를 묻고 있다. 병렬 연결에서는 각 전지가 같은 전압을 갖기 때문에 전체 전압은 변하지 않고, 각 축전지의 용량(전류공급능력 또는 전하량)은 합산된다.
동일 축전지 병렬 연결은 전압은 유지되고 용량만 합산되므로, 2개 연결 시 용량은 2배, 전압은 불변입니다.
어떤 전지에 5A의 전류가 10분간 흘렀다면 이 전지에서 나온 전기량은 몇 [C]인가?
- 1000
- 2000
- 3000
- 4000
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 주어진 전류가 일정 시간 흐를 때 전지에서 나온 전체 전하량을 묻고 있다. 전하량 Q는 전류 I와 시간 t의 곱 Q=I×t로 계산하므로 단위 일치를 위해 시간을 초로 환산해야 한다.
전기량(Q)은 전류(I)와 시간(t)의 곱으로, Q=I×t 공식을 사용해 암페어(A)와 초(s) 단위로 계산해야 한다.
자주 묻는 물음
- 전류의 화학작용에 해당하는 예시는 무엇인가?
- 전기도금과 전해연마, 전지는 전류에 의해 이온이 이동하고 산화·환원 반응이 일어나 물질이 석출되거나 용해되는 전형적 전류의 화학작용에 해당한다고 한다.
- 축전지의 용량 단위 Ah는 무엇을 의미하나?
- 암페어시(Ah)는 전류와 시간의 곱으로 방전 가능 전하량을 나타내며, 예컨대 1A를 1시간 동안 공급할 수 있는 능력이 1Ah임을 의미한다고 한다.
- 전기량을 계산할 때 유의할 점은 무엇인가?
- 전기량 Q는 Q=I×t로 계산하며 시간 단위는 초(s)로 환산해야 한다고 한다. 예를 들어 10분은 600초로 변환하여 계산해야 단위가 쿨롱(C)으로 맞는다고 한다.
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
승강기기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.