직류 500V 절연저항계로 절연저항을 측정하니 이 되었다면 누설전류()는?
- 25
- 250
- 1000
- 1250
정답과 해설 보기
정답 ② · 옴의 법칙: **오답 소거**: 단위 변환(, )에서 자릿수를 잘못 맞추면 25, 1000 등의 오답이 나온다. **핵심공식**: , 절연저항 측정의 기본 원리.
누설전류는 옴의 법칙 I=V/R로 구하며 500V÷2MΩ=250μA이다.
개념 한 쪽
전기산업기사 전류의 화학작용 등 — 전류가 일으키는 제현상과 계산
전류의 화학작용 등 세트는 전류가 접합면과 도체에서 일으키는 열 현상(펠티에·톰슨), 전류의 정의 계산과 함정 걸러내기, 누설전류를 묻는다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「전류의 화학작용 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 누설전류 값 구하기 | 1 | 절연저항계의 전압과 저항으로 새는 전류를 계산한다 |
| 접점 온도 변화 효과 선택 | 1 | 폐회로 접점의 발열·흡열 현상 이름을 고른다 |
| 금속 저항 온도 특성 | 1 | 금속도체의 온도와 저항의 관계를 고른다 |
뜻
전류가 흐르면 여러 현상이 따라 붙는다 — 두 종류 금속으로 폐회로를 이루어 전류를 보내면 두 이음점 가운데 한쪽은 온도가 오르고 다른 쪽은 내려가는 것이 펠티에 효과다. 전자냉장고·소형 냉각소자의 원리이고 전류 방향을 바꾸면 발열과 흡열이 서로 바뀐다. 한 종류 금속의 온도 구배 부분을 전류가 지날 때 줄열 외의 발열·흡열이 일어나는 것은 톰슨 효과로, 접합부가 아니라 '한 금속 안'이라는 조건이 펠티에와 갈린다.
인과 방향을 뒤집은 짝도 함께 외운다 — 두 접점에 온도차를 주면 기전력이 생기는 지벡 효과는 펠티에의 역과정이고, 서로 다른 금속을 접촉시키면 접촉전위차가 생긴다는 볼타 법칙은 온도 구배·전류와 무관한 별개다. '접합면+전류 = 펠티에, 접합면+온도차 = 지벡, 한 금속+온도 구배 = 톰슨' 3분할이면 어떤 보기에서도 답이 가려진다.
전류의 정의는 I = Q/t다 — 단면적 5m²인 도체를 3초 동안 30C가 지났으면 30÷3 = 10A다. 오답 30A는 전하량을 그대로 쓴 값, 90A는 전하량에 시간을 곱한 값이다. 단면적은 전류밀도 J = I/S를 구할 때만 쓰는 함정용 정보로 전류 계산에는 들어가지 않는다.
전류와 저항·열의 계산도 세트에 딸린다 — 절연저항의 누설전류는 I = V/R로 직류 500V에 2MΩ이면 500/(2×10⁶) = 250μA이고 'V/MΩ = μA'로 단위를 미리 맞추면 500/2 = 250이 바로 나온다. 금속도체는 온도가 오르면 열진동이 활발해져 자유전자의 산란이 늘어 저항이 커지는 정특성을 보이고, 전력의 열량 환산은 Q[kcal] = Pt/4186로 1.2kW를 45분 쓰면 약 774 kcal다.
예제
① 전류의 정의 — I = Q/t = 30C÷3초 = 10A. ② 누설전류 — I = V/R = 500V÷2MΩ = 250μA.
대표 기출 3문항
두 종류의 금속으로 된 폐회로에 전류를 흘리면 양 접속점에서 한쪽은 온도가 올라가고 다른 쪽은 온도가 내려가는 현상을 무엇이라 하는가?
- 볼타(Volta) 효과
- 지벡(Seebeck) 효과
- 펠티에(Peltier) 효과
- 톰슨(Thomson) 효과
정답과 해설 보기
정답 ③ · 서로 다른 두 금속으로 만든 폐회로에 전류를 흘리면 한쪽 접속점에서는 발열, 다른 쪽 접속점에서는 흡열이 일어나는 현상을 펠티에(Peltier) 효과라 한다. 반대로 온도차를 주어 기전력을 발생시키는 것은 지벡(Seebeck) 효과, 동일 금속 내 온도구배와 전류가 있을 때 열 발생/흡수가 일어나는 것은 톰슨(Thomson) 효과, 이종 금속 접촉면에서 전위차가 생기는 것은 볼타(Volta) 효과이다.
전류로 접점 한쪽 발열·한쪽 흡열은 펠티에 효과, 온도차로 기전력은 지벡 효과다.
금속도체의 전기저항은 일반적으로 온도와 어떤 관계인가?
- 전기저항은 온도의 변화에 무관하다.
- 전기저항은 온도의 변화에 대해 정특성을 갖는다.
- 전기저항은 온도의 변화에 대해 부특성을 갖는다.
- 금속도체의 종류에 따라 전기저항의 온도 특성은 일관성이 없다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 금속도체의 전기저항은 온도가 상승하면 자유전자의 열진동(격자 산란)이 증가하여 저항이 커지는 정특성(양의 온도계수)을 갖는다. 이는 반도체나 전해질(부특성, 온도 상승시 저항 감소)과 반대되는 특성이다.
금속도체는 온도 상승 시 열진동이 커져 저항이 증가하는 정특성(양의 온도계수)을 갖는다.
자주 묻는 물음
- 전류가 접점에서 일으키는 열 현상은?
- 펠티에 효과이다. 서로 다른 금속의 이음매에 전류를 통하면 이음점에서 발열 또는 흡열이 일어나고, 전류 방향을 바꾸면 둘이 서로 바뀐다.
- I = Q/t 계산에서 함정은?
- 단면적이다. 전류 계산에는 시간으로 나누는 것만 쓰이고 단면적은 전류밀도용 정보라 3초 동안 30C면 그냥 10A이다. 전하량을 그대로 쓴 30A, 곱한 90A가 오답 유형이다.
- 열전 효과는 어떻게 구분하나?
- '접합면+전류 = 펠티에, 접합면+온도차 = 지벡, 한 금속+온도 구배 = 톰슨'으로 조건을 가린다. 볼타 법칙은 접촉전위차에 관한 것으로 나머지 셋과 갈린다.
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