직류

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 1

직류

 회로 내 한 점을 흐르는 전류, 즉 움직이는 전하에 대해서 공부한다.

 먼저 정지한 전하에 대해서 공부한 것을 정리해 보자…

 정전기학

• 쿨롱의 법칙, 기본전하

 전기장

• 전기쌍극자, 전기다발, 가우스의 법칙

 전기 퍼텐셜에너지

• 전기퍼텐셜

 축전기

• 전기용량, 전기에너지, 연결 회로

복습: 정전기학 (1)

 전하는 양전하와 음전하가 있고, 두 전하량이 같으면 전기적으로 중성이다.

 계의 총 전하는 보존된다.

 전하의 단위는 전자의 전하량으로 정의할 수 있다.

• 전자의 기본전하는 다음과 같다.

q

e,

e



^-19

• 양성자의 전하:

q

e

 같은 전하끼리는 밀어내고, 같은 전하끼리는 끌어당긴다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 3

복습: 정전기학 (2)

 같은 전하끼리는 밀어내고, 같은 전하끼리는 끌어당긴다.

 쿨롱의 법칙: 분리거리

r,

q ₁

q ₂

F

같은 전하: 반발력(+) 반대 전하: 인력 (-)

 비례상수

k

1 2 2

F k q q

 r

2 9

2

8.99 10 N m k   C 

0

1 k 4

 

2

8.85 10 C

  



복습: 전기장 (1)

 전기장

E

q

 한 점의 전기장은 모든 전하가 만드는 전기장의 벡터합이다.

 점전하의 전기장:

 양전하의 전기장은 바깥쪽 지름방향으로 퍼져나가고, 음전하의 전기장은 안쪽 지름방향으로 들어온다.

 전기장선은 항상 전도체 표면에 수직하다.

 반대로 대전된 두 전하를 전기쌍극자라고 부른다.

•

p

•

q

F   q E 

p   q d 

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 5

복습: 전기장 (2)

 표면

A

 가우스의 법칙:

닫힌 표면을 지나가는 전기다발은 표면이 둘러싼 알짜 전하에 비례한다.

0

q

  

0

2 2

E k

r r

 

  

2

E 

  E  

 ₀

긴 도선 비전도체 무한 평면 무한 전도체 평면

닫힌 전도에 내부의 전기장은 0이다.

0 E dA q

   ^  ^ 

    E dA



복습: 전기장 (3)

 전하

q

• 내부전기장=0

• 외부전기장:

 균일하게 대전된 반지름 r인 구의 전기장

•

r ₂

r

•

r ₁

r

2 0

1 4 E q

 r



E r   ^ _ ^{q t r 1  kq t r 1}

E r   ₂ ^{ k q t}

r ₂ ² or just E  k q _t

r ²

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 7

복습: 퍼텐셜에너지

 대전입자에 전기력이 작용할 때 전기 퍼텐셜에너지

U

 계가 초기상태

i

f

W

 전기 퍼텐셜에너지의 변화

 U

q

 V

 U

q _ V

 등퍼텐셜면(또는 선)은 퍼텐셜이 같은 면(또는 선)이다.

 전기장을 특정 방향의 변수로 적분하면 전기퍼텐셜을 얻는다.

복습: 전기퍼텐셜 (1)

 무한대의 전기퍼텐셜을 0으로 잡으면, 전기퍼텐셜은 다음과 같다.

 전기퍼텐셜을 특정 방향의 변수에 대해 편미분하면 그 방향의 전기장을 얻는다.

 점전하

q

r

; ;

x y z

V V V

E E E

x y z

  

     

  

V kq

 r

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 9

복습: 전기퍼텐셜 (2)

 공간에서 한 점의 전기퍼텐셜은 다른 전하가 만드는 전기퍼텐셜의 합과 같다.

1 1

n n

i i

i i i

V V kq

 

r

   

1 1

n n

i i

i i i

V V kq

 

r

   

점전하 계의 전기퍼텐셜:

복습: 전기용량 (1)

 전기용량의 정의:

 평행판 축전기의 전기용량

•

A

•

d

 구형 축전기의 전기용량

•

r ₁

•

r

C q

 V

0 A C d

 

1 2 0

2 1

4 r r C   r r



September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 11

복습: 전기용량 (2)

 고립된 전도체의 전기용량:

 원통형 축전기의 전기용량:

 극판 사이를 공기 대신에 유전체로 채우면 전기용량이



 축전기 안에 저장된 전기 퍼텐셜에너지:

  



2 1

0

2 ln / ln /

2

L

q L

C V r r

r r



 



  

4 0

C   R

C ^  C air

1 2

U  2 CV

복습: 전기용량 (3)



n



n

1 n

eq i

i

C C



 

1

1

1

eq i i

C  

C ^{+ } ₊

 + 

=

=

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 13

직류

 움직이는 전하

 한 곳에서 다른 곳으로 함께 움직이는 전하를 전류라고 부른다.

 전구, 아이팟, 번개 등에 전류가 흐른다.

 전류는 전도물질 내에서 움직이는 전도전자로 형성된다.

 전도체 내에서 시간에 따라 변함없이 한 방향으로만 흐르는 전류를 직류라고 부른다.

대부분의 전기기술은 교류에 근거한다 – 26 장 컴퓨터, 전기장치 등은 직류로 작동한다.

전류 (1)

 전류

i

 전도체 내에서 전자들이 막운동하는 것은 전류가 아니다. 주어진 위치를 통과하는 전하의 양은 아무리 많아도 알짜 전하의 흐름이 없기 때문이다.

 알짜 전하

dq

dt

i dq

 dt

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 15

전류 (2)

 전류를 시간에 대해서 적분하면 시간

t

q

 전하 보존에 따라 전도체에 흐르는 전류는 소멸되거나 생성되지 않는다.

 따라서 전도체의 한 끝으로 들어온 전류는 반드시 다른 끝으로 나가야 한다.

0

q   dq   t idt

잔류의 단위: 암페어

 전류의 단위(=쿨롱/초)는 프랑스의 물리학자 앙드레

앙페르(1775-1836)를 기념하여 암페어(기호 A, 드물게 amp)라고 명명한다.

 일상에서 전류의 크기

• 인간 뇌의 뉴런과 시냅스: 1 nA

• 아이팟: 50 mA

• 손전등: 1 A

• 자동차 시동모터: 200 A

• 번개(짧은 순간): 100,000 A

1 A 1 C

 1 s

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 17

전지 (1)

 회로에 직류를 공급하기 위하여 전지를 사용한다.

 전지에는 공급 전압이 표기되어 있다.

 이 전압이 회로에 공급하는 퍼텐셜 차이다.

 또한 mAh 등급도 표기되어 있다.

• 이 값은 전지의 수명 동안에 공급하는 총 전하량이다.

• mAh 는 또 다른 전하의 단위이다.

1 mAh  (10 ^3 A)(3600 s)  3.6 As  3.6 C

전지 (2)

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 19

전류

 전류는 스칼라이다.

 전류에 부호는 있지만, 방향은 없다.

 전도체 내 전류의 방향은 화살표로 표시한다.

 화살표는 전도체 내에서 알짜 전류가 양인지 음인지를

알려주지만 3차원 공간에서 방향을 나타내는 것이 아니다.

 물리적으로, 전도체 내에서 전하운반자는 음전하인 전자이다.

 그러나, 전통과 규약에 따라, 주어진 시간에 한 점을 통과하는 양전하의 알짜 흐름으로 전류를 정의한다.

 전류의 방향에 대한 반직관적인 정의는 전자가 전류를 만드는 전하운반자라는 사실이 알려지지 않은 19세기 후반기의 정의 때문이다. 이유도 모른 채 전류의 방향을 단순히 양전하가

흐르는 방향으로 정의했다.

이 회로에서는 전자가 반시계방향으로 흐른다.(규약에 따르면 전류는

시겜방향으로 흐르지만 전자는

음전하이다.) 전자는 소멸되지 않으므로 전체 회로에 같은 전류가 흐른다!

전지는 화학반응으로 양단자 (+) 에서 음단자 (-) 로 전자를 공급한다.

+ 회로

lightbulb

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 21

전류밀도

 전도체의 수직면을 통과하는 단위면적 당 전류를 전류밀도 로 정의한다.

 의 방향은 단면을 통과하는 양전하 속도의 방향 (또는 음전하 방향의 반대방향)이다.

 단면적이 작아지면 전류밀도의 크기가 커지고, 단면적이 커지면 전류밀도의 크기가 작아진다.

 단면을 흐르는 전류

… 는 단면에 수직한 면적벡터이다.

 전류가 일정하고 단면에 수직하면 전류의 크기는 다음과 같다.

J 

J 

i   J dA ^  ^

dA 

J i

 A

표류속도 (1)

 전류가 흐르지 않는 전도체에서는 전도전자들이 무질서하게 막운동한다. (열운동)

 전류가 전도체 내에 흐르면, 전자들이 계속 무질서하게 움직이지만, 전류를 몰아가는 표류속도,

v _d

 막운동 속도의 크기는 10

⁶

표류속도는 10

^-4

 전류밀도

J

v _d

 전도체

• 단면적=

A

•

전기장= E

• 단위 부피당

n

 음으로 대전된 전자가 전기장의 반대방향으로 몰려간다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 23

표류속도 (2)

 시간간격

dt

v _d dt

 면적

A

Av _d dt

 전자의 수 :

dn

nAv _d dt

 전하량 :

dq

enAv _d dt

 … 전류:

 … 전류밀도:

 양전하이면, 전류밀도와 표류속도는 평행하고 같은 방향이다.

 전자의 전류밀도 벡터:

i  dq

dt  nev

A J  i

A  nev

J   nev  d

J    nev  d

표류속도 (3)









전자는 음전하이다!

무엇보다도 막운동(열적 운동)하는 전자가

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 25

문제: 도선의 전류

문제:

반지름

R

⁵

²

R

R 사이에서

흐르는 전류 i

답:



J

di

dA

A

A



A   R

   R / 2 

^{ }

4



10

i  J A    2.0 10

A/m

  ^{9.424  10}

^m

 ^{ 1.9 A}

저항과 비저항

 어떤 물질은 다른 물질보다 전기를 잘 전도한다.

 전도체에 퍼텐셜차를 가하면 상대적으로 큰 전류가 생기지만,

 같은 퍼텐셜차를 절연체에 걸어도 거의 전류가 생기지 않는다.(이상 절연체: 0)

 비저항



 저항

R

 다시 말하면, 비저항은 물질의 특성이지만, 저항은 그 물질로 만든 장치의 특성이다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 27

저항

 전도체에 퍼텐셜 차

V

i

R

다음과 같이 정의한다.

 저항의 단위는 볼트/암페어이다.

 독일의 물리학자 게오르그 시몬 옴 (1789-1854) 을 기념하여, 옴이란 이름과 기호



 장치의 저항은 모든 전류의 방향에 균일하다고 가정한다.

 저항

, R

 먼저 물질의 효과를 논의하고, 다음에 기하구조를 논의한다.

R V

 i

1 1 V

  1 A

비저항

 물질의 전토특성은 비저항으로 규정한다.

 물질의 비저항



 비저항의 단위:

  E J

V m









A m²









= Vm

A

 m

E: 전기장의 크기

J: 전류밀도의 크기

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 29

물질의 비저항

 20°C 에서 물질의 비저항

 금속의 비저항 크기는 10

^-8 

Material Resistivity



m )







^1.59

Copper 1.7210^-8 1.72 Gold 2.4410^-8 2.44 Aluminum 2.8210^-8 2.82 Nickel 6.8410^-8 6.84 Mercury 95.810^-8 95.8

 -cm)

저항

 물질의 비저항을 알면 전도체의 기하구조에 따라 저항을 계산할 수 있다.

 길이

L, 단면적 A

 저항과 비저항

and

V i

E J

L A

 

V EL L

R i JA A

   

R L

 A



September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 31

보기문제 25.2: 구리도선의 저항

문제 :

답:

 AWG #와 도선지름 사이의 관계식:

 AWG#12 구리도선의 지름은 2.05 mm이므로, 단면적은 다음과 같다.

 표에서 구리의 비저항을 넣어서 게산하면 다음을 얻는다.

(36 ) / 39

0.127 92 ^AWG mm

d   ^

2 2

1

4 3.3 mm A   d 

-8

-6 2

100 m

(1.72 10 m) 0.52

3.3 10 m R L

 A

     



저항기

 다양한 응용을 위한 회로설계에서 광범위한 저항을 가진 회로부품들이 필요하다.

 그림과 같은 상용 저항기들의 저항은 그 범위가 매우 넓다.

 저항기는 보통 캡슐처럼 보이는 플라스틱 껍질로 둘러싸인 탄소로 만들어져 있으며, 전기적 연결을 위해 양 끝에 도선이 비죽 나와 있다.

 저항기의 저항 값은 플라스틱 껍질에 있는 세 개 또는 네 개의 색깔 띠로 표기한다.

 처음 두 띠는 가수를 나타내고, 셋째 띠는 10의 지수를 나타내고, 넷째 띠는 허용오차를

나타낸다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 33

저항기 코드

색깔 코드(왼쪽부터) 빨강, 노랑, 초록, 금색

저항: 24×10

⁵ 



비저항의 온도 의존성

 비저항(결국에는 저항)은 온도에 의존한다.

 금속인 경우에 온도의존성은 넓은 온도 범위에서 거의 선형적이다.

 금속의 비저항이 가지는 온도의존성은 경험적으로 다음과 같다.

   ₀   ₀   T  T ₀ 

•



•



•



구리의 비저항

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 35

저항의 온도 의존성 (1)

 일상생활에서 저항의 온도 의존성이 중요하다.

 소자의 저항은 길이와 단면적에 의존한다.

 17장에서 보았듯이 길이와 단면적은 온도에 의존한다.

 그러나 선팽창의 온도의존성은 특별한 전도체의 비저항 온도의존성보다 훨씬 더 작다.

 따라서 전도체의 저항이 가지는 온도의존성은 다음과 같이 어림으로 표기할 수 있다.

 저항의 온도관계식이 오도의 차이에 비례하므로 K 는 물론 ºC 로 사용 가능하다.

R  R

 R

  T  T



저항의 온도 의존성 (2)

 극저온에서 어떤 금속의 비저항은 정확히 0이 된다.

 이들 물질을 초전도체라고 부른다.

• 예: 입자가속기, 자기부상열차, MRI

 반도체인 경우에는 온도가 증가하면 저항이 감소하므로, 전기비저항의 온도계수가 음수이다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 37

기전력

 전류가 저항기를 통해 흐르려면 저항기 양단에 퍼텐셜차가 걸려야 한다.

 전지나 전원장치로 공급되는 퍼텐셜차를 기전력이라 하고, 약어 emf 로 표기한다. (기전력은 힘이 아니라 퍼텐셜차이지만 널리 사용되고 있다.)

 기전력장치는 퍼텐셜차를 발생시키는 장치가 아니라 전류를 공급하는 장치이다.

 기전력장치가 만든 퍼텐셜차는

V _emf

 기전력장치는 회로에 연결된 양단에 퍼텐셜차

V _emf

회로

 기전력장치

• 전지는 화학반응으로 기전력을 만든다.

• 전기발전기는 전자기유도로 기전력을 만든다.

• 태양전지는 태양의 광에너지를 전기에너지로 전환한다.

 흔히 DC (직류) 전원을 사용하여 전지처럼 emf를 공급한다.

 회로는 전기적 구성성분들을 연결한 이상적인 도선(저항이 없다)이다.

 구성성분들은 기전력장치, 축전기, 저항기, 다른 전기소자들이다.

 적어도 하나의 성분은 반드시 기전력장치이어야 한다.

 저항기와 emf만 포함한 단순한 회로부터 시작한다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 39

옴의 법칙

 단순한 회로를 생각하자.

 emf 는 저항

R

V

 전압과 저항의 관계식을 옴의 법칙이라고 부른다.

…

i

 도선의 저항은 0이기 때문에 전류에 의한 퍼텐셜의 변화는 옴의 법칙에 따라 저항기에서 일어나야 한다.

 이 변화를 저항기 양단의 퍼텐셜강하라고 한다.

V emf  iR

옴의 법칙: 3차원 표현

 이번에는 퍼텐셜강하가 어디에서 일어나는지를 더 분명하게 보여주고, 어느 부분이 어떤 퍼텐셜에 있는지를 보여주는

방식으로 표현해 보자.

 위 그림은 원래의 회로이고.

 아래 그림은 같은 회로이지만, 회로를 돌아가며 서로 다른 점에서 퍼텐셜을 나타내는 수직 차원을 가진 회로를 보여 준다.

 퍼텐셜차는 emf 에 의해 공급되고 전체 퍼텐셜강하는 한 저항기의 양단에서 일어난다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 41

저항기의 직렬연결 (1)

 회로의 모든 전류가 각 저항기에 흐르도록 저항기를 직렬로 연결한다.

 두 저항기

R ₁

R ₂

V _emf

두 저항기 회로: 3D 표현

 두 저항기 회로에서 퍼텐셜강하를 보기 위하여 수직차원을 갖는 회로로 나타내 보자.

 저항기

R ₁

V ₁

 저항기

R ₂

V ₂

 두 퍼텐셜강하의 합은 기전력장치에 의해 공급된 퍼텐셜차와 같아야 한다.

1 2

V emf  + V V

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 43

저항기의 직렬연결 (2)

 전하가 항상 보존되기 때문에 전류는 저항기를 포함해서 도선의 어디에서나 똑같아야 한다.

 각 저항기에 옴의 법칙을 적용하면

… 여기서

 이 결과를 n개 저항기의 직렬연결로 일반화하면 다음과 같다.

1 2

emf eq

V  iR + iR  iR

1 2

R eq  R + R

1

n

eq i

i

R R



 

 회로에 연결되지 않은 전지의 퍼텐셜차는

V _t

 전지가 저항

R

i

 전류가 흐르면 전지 양단의 퍼텐셜차

V

V _t

 퍼텐셜차의 강하는 전지에 내부저항

R _i

보기문제 25.3: 전지의 내부저항 (1)

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 45

보기문제 25.3: 전지의 내부저항 (2)

문제:

회로와 연결되지 않을 때 12.0V인 전지를 고려한다. 10.0Ω의

저항기가 전지와 연결되어 있을 때, 양 단자 사이의 퍼텐셜 차는 10.9V로 떨어진다. 전지의 내부저항은 얼마인가?

전지 전지의 단자

보기문제 25.3: 전지의 내부저항 (3)

답:

 외부 저항기로 흐르는 전류:

 완전한 회로를 흐르는 전류는, 전지를 포함해서 외부저항을 통해 흐르는 전류와 같아야 하므로, 다음을 얻는다.

i  V

R  10.9 V

10.0   1.09 A

V _t  iR _eq  i R  + R _i 

V 12.0 V

R + R _i

  ^{ V t}

i

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 47

저항기의 병렬연결 (1)

 모든 전류가 두 저항기를 통해 흐르도록 직렬로 연결하는

대신에 전류가 두 저항기로 나눠지도록 병렬로 연결할 수 있다.

 역시 퍼텐셜강하를 시각적으로 잘 설명하기 위하여 같은 회로를 3차원 표현으로 나타낼 수 있다.

저항기의 병렬연결 (2)

 이 경우에 각 저항기 양단의 퍼텐셜강하는 기전력장치가 공급하는 퍼텐셜차와 같다.

 옴의 법칙을 이용하면 각 저항기의 전류로 다음을 얻는다.

 한편 기전력장치에서 나오는 총 전류는 다음과 같아야 한다.

 따라서 다음을 얻는다.

1

1

V

i  R

2

2

V

i  R

1 2

i  + i i

1 1

emf emf

V V

i i i V  

 +  +   + 

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 49

저항기의 병렬연결 (3)

 병렬연결된 두 저항기는 다음의 등가저항으로 대체할 수 있다.

 등가저항

 일반적으로 병렬연결된

n

1

emf

eq

i V

 R

1 2

1 1 1

R eq  R + R

1

1 ⁿ 1

eq i i

R   _ R

=

R _eq

보기문제 25.4: 6개 저항기 회로의 등가저항 (1)

 다음과 같이 6개의 저항기가 연결된 회로를 고려한다.

 회로에 흐르는 전류를 계산해 보자. .

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 51

September 14, 2012 51

보기문제 25.4: 6개 저항기 회로의 등가저항 (2)



R ₃

R ₄



R ₃₄

R ₁

34 3 4

R  R + R

1 34 134

134 1 34 1 34

1 1 1

or

R R R  R + R R  R R

+

보기문제 25.4: 6개 저항기 회로의 등가저항 (3)



R ₂

R ₅

R ₆

R ₁₃₄

 

123456 2 5 6 134

1 34

123456 2 5 6

1 34

1 3 4

123456 2 5 6

1 3 4

R R R R R

R R R R R R

R R

R R R

R R R R

R R R

 + + +

 + + +

+

 + + + +

+ +

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 53

September 14, 2012 53

문제: 4개 저항기 회로 (1)

문제:

R ₁

R ₂

R ₃

R ₄

전지에 흐르는 전류는 얼마인가?

답:

•

R ₂

R ₃

•

R ₁

R _{23 ,} R ₄





 +

 +



 20 12 8 40 R 1234

i  V

R



40 



문제: 4개 저항기 회로 (2)

문제:

R ₂

i ₂

답:

•

R ₂

R ₃

V ₂

V ₃

V ₂₃

• :

R ₁

R ₂₃

R ₄

V ₂₃

iR ₂₃

i  V

 3.6 V

 0.18 A

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 55

September 14, 2012 55

문제: 4개 저항기 회로 (3)

문제:

R ₃

i ₃

답:

 전하 보존:

R ₂

R ₃

R ₄

i

i  i ₂ + i ₃

i ₃  i  i ₂  0.3 A  0.18 A  0.12 A

+12 V

- 12V

전구의 병렬연결

전구 하나를 없애도 다른 전구는

멀쩡하다.

세 전구 모두 같아서 저항도 같다.

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 57

September 14, 2012 57

+12 V

- 12V

전구의 직렬연결

전구 하나를 없애도 다른 전구가 나간다.

전구를 많이

연결할수록 불빛이 희미해진다.

세 전구 모두 같아서 저항도 같다.

전기회로의 에너지와 일률 (1)

 퍼텐셜차

V

i

 기전력장치가 회로를 따라 미분전하

dq

dU

 전류의 정의:

 전기 퍼텐셜에너지의 증가는 다음과 같다.

 일률의 정의:

 따라서 다음을 얻는다.

dU  dqV /

i  dq dt

dU  idtV

P  dU dt

dU idtV

  

September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 59

September 14, 2012 59

전기회로의 에너지와 일률 (2)

 회로 또는 회로요소에서 흩어지는 일률은 전류 곱하기 퍼텐셜차이다.

 옴의 법칙에서 일률을 다음과 같이 표기할 수도 있다.

 일률의 단위: 와트 (W)

 전구와 같은 전기장치들은 소비하는 일률로 규격이 정해진다.

 전기료는 가전제품이 얼마나 많은 전기에너지를 소비하는지에 달려 있으며 소비에너지는 킬로와트시(kWh)로 측정한다.

 전기에너지는 열, 운동, 빛 등으로 소비된다.

2

2

V

P iV i R

   R

1 kW h = 1000 W X 3600 s = 3.6 x 10

⁶



보기문제 25.5 : 전구 저항의 온도의존성 (1)

 100W 전구가

V _emf

있다. 전구가 켜질 때, 텅스텐 필라멘트의 온도는 2520



문제 :

실온(20 ºC)에서 텅스텐 필라멘트의 저항은 얼마인가?

답:

 일률

V 2

P  R

R  V

P  



100 W



September 14, 2012 University Physics, Chapter 25 61

September 14, 2012 61

보기문제 25.5 : 전구 저항의 온도의존성 (2)

 저항의 온도의존성

… 실온의 저항

R ₀

 텅스텐의 온도계수를 넣어서 계산하면 다음과 같다.

R  R

 R

  T  T



R  R

+ R

  T  T

 ^{ R}



+   T  T

 

R

 R

1

+   T  T



R

 R

1 +   T  T

 ^{ 1+ 4.5}  ^{ 10}

^C

^{100 }  ^{ 2520 C  20 C   8.2 }

문제: 표준전지의 총 에너지

 표준전지는 2.0 Wh의 에너지를 공급한다.

문제:

전지 값이 US $0.80이면, 표준전지로 8.0시간동안 100 W 전구를 밝히는 비용은 얼마인가?

답:

 한 전지가 공급하는 에너지: 2.0 W x 1 h

 필요한 에너지: 100 W x 8 h

 필요한 전지의 수 : 800Wh/2.0Wh=400

 400개 전지 값: 400 x $0.80=$320