전기기능장 줄열과 전력 — 줄의 법칙·배율기와 전력량 계산

저항에서 소비되는 전력은 P = I²R이며, 이것이 전류의 열작용을 설명하는 줄의 법칙이다. 저항이 일정하면 전력은 전압의 제곱에 비례하므로, 정격전압의 90%를 가하면 소비전력은 0.81배가 된다.

전구의 저항은 정격전압의 제곱을 정격전력으로 나누어 구하고, 직렬로 접속하면 각 저항을 그대로 더해 합성저항을 구한다.

전압계의 측정 범위를 넓힐 때는 계기에 직렬로 배율기를 붙인다. 최대눈금 150V, 내부저항 20kΩ인 전압계를 600V까지 재려면 4배로 늘려야 하므로, (4-1) × 20kΩ = 60kΩ의 직렬저항을 추가한다.

전지의 기전력과 내부저항을 구할 때는 서로 다른 부하에서 잰 전류 두 쌍으로 연립방정식을 세운다. 같은 전지를 여러 개 직렬로 연결하면 기전력과 내부저항이 각각 개수만큼 커지므로, 원하는 전류를 흘리는 데 필요한 전지 수를 계산할 수 있다. 기전력이나 열전대의 기전력을 정밀하게 잴 때는 영위법을 쓰는 직류 전위차계를 사용해 내부저항의 영향을 없앤다.

콘덴서와 코일은 에너지를 저장하므로 상태가 갑자기 바뀌지 않는다. 코일에 흐르는 전류와 콘덴서 양단의 전압은 급격히 변할 수 없고, RC 직렬회로의 충전 전류는 시간이 지나며 지수적으로 줄어 t=2τ일 때 처음 값의 약 13.5%가 남는다. 전기분해에서는 전기량이 일정할 때 전극에 석출되는 물질의 양이 화학당량에 비례한다. 3상 평형 부하의 역률은 두 전력계의 지시값으로 구하며, 두 값의 차와 합의 비를 이용하는 식을 쓴다.