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 도전율 등 — 재료의 성질: 저항률·온도 특성·저항 계산
도전율 등 세트는 저항률과 도전율의 짝, 금속도체의 온도 특성과 온도계수 계산, 평행판 저항과 누설전류를 묻는다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「도전율 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 절연 누설전류 구하기 | 1 | 절연저항계의 전압과 저항으로 새는 전류를 계산한다 |
| 접합면 발열 효과 고르기 | 1 | 접점에서 발열·흡열이 오가는 현상의 이름을 고른다 |
| 재료별 온도 특성 선택 | 1 | 금속도체의 온도와 저항의 관계를 고른다 |
뜻
재료의 성질은 저항률과 도전율이 짝을 이룬다 — 저항률 ρ는 전기가 흐르기 어려운 정도(Ω·m), 도전율 σ = 1/ρ는 잘 통하는 정도(℧/m)다. 모(℧)는 Ω를 뒤집은 모양의 기호로 1/Ω, 즉 지멘스(S)와 같다. 도체 저항은 R = ρℓ/S로 길이와 저항률에 비례하고 단면적에 반비례한다 — '길면 저항 크고, 굵으면 저항 작다'.
온도가 오르면 재료별로 갈린다 — 금속도체는 원자의 열진동이 활발해져 자유전자의 산란이 늘어 저항이 커지는 정특성(양의 온도계수)이고 저항률도 ρt = ρ₀(1+αt)로 함께 커진다. 반도체·전해질·탄소는 전하를 운반하는 입자 수가 늘어 저항이 줄어드는 부특성이다. 계산으로는 25℃에서 10Ω(α = 0.004)인 코일이 70℃에서 R₂ = 10×[1+0.004×45] = 11.8Ω이 되고, 직렬 합성 온도계수는 α = (R₁α₁+R₂α₂)/(R₁+R₂) 가중평균으로 100Ω 동선에 900Ω 망간선(온도계수 0)이면 0.1α₁이다.
저항 계산이 두 가지 나온다 — 간격 50cm 평행 도체판 사이를 채운 물질(ρ = 10Ω·m)의 단위 면적당 저항은 R = ρd/A = 10×0.5/1 = 5Ω으로 두께에 비례한다(정전용량 C = εA/d는 두께에 반비례해 반대 방향). 절연저항의 누설전류는 I = V/R로 직류 500V에 2MΩ이면 500/(2×10⁶) = 250μA이고 'V/MΩ = μA'로 단위를 미리 맞추면 바로 떨어진다.
도전율이 직접 곱해지는 자리가 전류밀도다 — J = kE(옴의 법칙의 미소형)에서 전계 3.5 V/㎝를 100배해 350 V/m로 바꿔 대입하면 10⁻⁴×350 = 3.5×10⁻² A/m²다. 전류의 정의는 I = Q/t로 3초 동안 30C면 10A인데, 단면적 5m²은 전류밀도용 함정 정보라 쓰지 않는다. 두 종류 금속 접합면에 전류를 흘러 접점에서 발열·흡열이 오가는 것은 펠티에 효과로, 전류 방향을 바꾸면 둘이 서로 바뀐다.
예제
① 평행판 저항 — R = ρd/A = 10×0.5/1 = 5Ω. ② 전류밀도 — J = kE = 10⁻⁴×350 = 3.5×10⁻² A/m².
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
- 도전율과 저항률은 어떤 관계인가?
- 서로 역수(σ = 1/ρ)이다. 저항률 단위 Ω·m를 뒤집은 ℧/m가 도전율 단위이며, 모(℧)는 Ω의 역수인 지멘스와 같다.
- 금속도체의 저항은 온도가 오르면?
- 커진다. 열진동이 활발해져 자유전자의 산란이 늘기 때문으로 정특성이라 하고, 저항률은 ρt = ρ₀(1+αt)로 함께 커진다. 반도체·전해질은 반대인 부특성이다.
- 평행 도체판 사이 물질의 저항은?
- R = ρd/A로 두께에 비례한다. '단위 면적당'은 A = 1m²을 뜻하므로 10×0.5/1 = 5Ω이고, 두께에 반비례하는 콘덴서 C = εA/d와 방향이 반대이다.
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
전기산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.