Transcript 전류의 세기

2. 전류
1. 전류
:전하의 흐름
1) 전류의 방향
2) 전류의 세기
2. 전류의 측정 및 전기 기호
:전류계-직류전류계(A), 교류전류계(A)
3. 전기 기호
4. 전하량 보존의 법칙
1. 전류(I) : 전하의 흐름
1) 전류가 흐르는 이유:도선을 따라 전자가 이동하
면서 전하를 운반하기 때문
2) 전류의 방향 : 전자의 이동 방향과 반대 방향
전류
전지의 (+)극
(-)극
전자
전류의 방향 (+)극 → (-)극
전자의 방향
(+)극
← (-)극
전류와 전자의 흐름 방향
전류의 흐름과 전자의 이동
전류가 흐를 때와 흐르지 않을 때
전자들이 무질서
하게 운동
전자들이 일정한
방향으로 운동
2. 전류의 세기
: 1초 동안 도선의 한 단면을 지나는 전
하의 양으로 나타낸다.
1)전류의 단위
: A(암페어), mA(밀리암페어)
1A = 1000mA
2) 1A :1초 동안 6.25 ⅹ1018개의 전자
가 지나갈 때의 전류의 세기
3.전류의 측정 및 전기기호
1)전류계:직류전류계, 교류전류계
2)전류계의 사용방법
ㄱ. 직류용인지 교류용인지 확인한다.
ㄴ. 전류계의 영점 조절
ㄷ. 전류를 측정하려는 부분에 직렬로
연결한다.
(+)단자는 (+)전극에,
(-)단자는 (-)전극에 연결한다.
ㄹ. 직접 전지에 연결하지 않는다.
ㅁ. 전류계의 단자에 알맞은 눈금을 읽
는다.
ㅂ. 측정하려는 전류가 전류계의 최대
값을 넘지 않도록 (-)단자를 선택하여
연결한다.
-측정값이 큰 값부터 (-)단자에 연결
직류전류계
직류전류계 연결방법
:전기 회로-전기기구를 도선으로 연결
전기기호
:전기회로도-기호를 사용하여 나타
낸 그림
• R : 저항
• A : 전류계
• V : 전압계
4.전하량과 전하량 보존
1. 전하량(Q)
ㄱ.일정한 시간 동안 도선을 따라 흘러간 전하의 양
단위 : C(쿨롱)
ㄴ.전하량은 전류의 세기와 시간에 비례한다.
전하량(Q) = 전류의 세기(I) ⅹ시간(t)
공식:Q =It (단위:전하량-C, 전류의 세기-A
시간-s(초)),
ㄷ. 1(C):1A의 전류가 1초 동안 흘렀을 때의
전하량
(전자 6.25ⅹ1018 개가 가지는 전하량)
2. 전하량 보존의 법칙
• :도선에 흐르는 전하는 도중에 없어지
거나 새로 만들어지지 않고 항상 처음
의 전하량을 유지한다.
• 전하량은 물리적, 화학적 변화에 의
해 바뀌지 않는다.
• 전기 회로에 흘러 들어간 전하량은 회
로로부터 흘러나오는 전하량과 같다.
유입 전하량 = 유출 전하량
• 전하가 나뉘어 흘러도 그 전하량을 합
하면 한길로 흐르는 전하량과 같다.
예) 전하량 보존법칙 실험-직렬연결
• 전구의 앞과 뒤에
서 전류를 각각 측
정한다.
• 결과 : 앞과 뒤에서
측정한 전류의 세
기는 같다.(I앞 = I뒤)
예) 전하량 보존의 법칙 실험-병렬연결
• 도선이 전구로 갈
라지기 전과 갈라
진 부분에서 각각
전류의세기를 측
정한다.
• 결과: 갈라지기전
의 전류세기는 갈
라진 각 부분에서
의 전류 세기 합
과 같다.Ia=Ib+Ic
3장 전압
1. 전압(단위 : V(볼트))
:도체 내에 있는 두 점 사이의 전기적인 위
치에너지(전위)의 차이를 말한다.
즉, 전기적인 위치에너지의 차(전위차)
비유 : 폭포의 높이(전위차)
-위치에너지를 갖는다.:높이(위치)에
의해 낙차의 힘(에너지)이 다르다.
예) 폭포 높이 : 3m < 110m < 220m
전압
: 3V < 110V < 220V
2. 전압계
: 전압의 크기를 측정, 내부 저항이 매우 크다.
ㄱ. 전압계는 회로에 병렬로 연결한다.
ㄴ. 연결 : (+)단자는 전지의 (+) 극
(-)단자는 전지의 (-) 극
ㄷ. (-)단자는 측정 값이 높은 단자부터 연결하
여 사용한다.
ㄹ. 전지에 직접 연결하여 사용해도 된다.
직류전압계
직류계와 전압계의 사용법
구분
직류계
측정 전류의 세기
연결 •회로에 직렬
방법 (+)단자 - (+)극
(-)단자 - (-)극
•전지에 직접 연
결하여 사용 금지
전압계
전압의 크기
•회로에 병렬
(+)단자 - (+)극
(-)단자 - (-)극
•전지에 직접 연결해
도 상관 없음
측정 (-)단자의 측정 값이 큰 값부터 사용
순서
3. 전지의 연결과 전압
구분
직렬연결
병렬연결
연결
방법
(-)극과 (+)을 차 같은 극끼리 연결
례로 연결
(-)극과 (-)극,(+)극
과 (+)극
전체 V=V1+V2+……
V=V1=V2=……
전압 예)1.5V+1.5V=3V 예)1.5V=1.5V=1.5V
구분 직렬연결
병렬연결
수압
과전
압
특징 밝기 : 밝다.
수명 : 짧다.
밝지 않다.
길다.
* 전류의 세기(I)는 전압(V)에 비례한다.(I∝V)
전지의 직렬연결
전지의 병렬연결
4장. 전기저항
1. 전기 저항
:전류의 흐름을 방해하는 정도(단위:Ω(옴))
1Ω:1V(볼트)의 전압으로 1A(암페어)의 전
류가 흐를 때의 저항
2. 전기 저항이 생기는 이유
: 도선 안에서 전자가 흐를 때 원자들과 충
돌하기 때문
전기저항
3. 전기저항에 영향을 주는 요인
1) 물질의 종류
: 물질의 종류에 따라 다르다.
이유-원자의 배열 상태가 다르기 때문
ㄱ. 도체:저항이 작다
예:은, 구리:전기저항이 가장 작다
-전선에 이용
ㄴ. 부도체 : 저항이 크다
예:유리, 고무
2) 도선의 길이와 단면적
:도선의 길이에 비례한다.- 같은 단면적
도선의 단면적에 반비례한다. – 같은 길이
이유: 도선의 길이가 길수록 저항이 계속
걸리고, 단면적이 넓을수록 전자의 이동이
쉽다.
3) 온도
:도체-일반적으로 금속은 온도가 증가하면
저항이 커짐
반도체-온도가 증가하면 저항이 낮아짐
*전기저항과 도선의 단면적, 길
이와의 관계
- 단면적(A) : 반비례, 길이(ℓ) :비례
전기저항(R)= 길이(ℓ) /단면적(A)
전기저항(R)의공식
•
•
•
•
•
R : 저기저항
A : 단면적
ℓ : 길이
Ω : 저항의 단위
ρ : 고유저항-전류의 흐름을 방해하는 물
질의 고유한 성질
온도에 따른 저항의 크기
도체:온도가 증가하면 저항이 커짐
*각 도선에서의 저항값은?
도선의 길이와 저항과의 관계
도선의 단면적과 저항과의 관계
도체에서 전류 흐름
4.옴의 법칙
• 1826년 독일의 물리학자 게오르크 지몬 옴
(Georg Simon Ohm(옴))이 발견했다.
• 옴은 회로내 전류는 회로에 걸린 전압에
직접 비례하고 회로의 저항에 반비례한다
는 것을 발견하였다.
• 전류 = 전압 / 저항 ( I = V / R)
• 전압 = 전류 × 저항( V = IR )
• 저항 = 전압 / 전류 ( R = V / I)
인체에 미치는 전류의 효과
(Conceptual physics 7th Edition - Paul G.
Hewitt
전류(A)
효과
0.001
느낄 수 있다.
0.005
고통스럽다.
0.01
근육수축을 일으킨다.
0.015
근육이 마비된다.
0.07
심장에 영향을 준다. 이보다 큰 전류는
치명적이다.
옴의 법칙 공식
옴의 법칙 그래프
R=V/I
V=RI
I=V/R
5. 저항의 연결
구분
직렬연결
병렬연결
연결
방법
저항 R = R1 + R2 + …
…
전압 V=V1+V2+……
V=V1=V2=……
전류 I = I1= 12 =……
I=I1+12+……
저항의 직렬연결
저항의 병렬연결
• 직렬연결 : 저항의 효과-저항의 합
• 병렬연결 : 저항의 효과-각 저항의 역수 합
*저항의 혼합연결
1)저항의 혼합연결
:저항의 직렬연결과 병렬연결을 혼합하여
연결하는 방법
2)전체저항과 전류, 전압 관계
ㄱ. 전체 저항:
ㄴ. 전류(I) = I1 = I2 + I3
ㄷ. 전압(V) = V1 + V2 = V1 + V3 (V2 = V3)
그림 : 저항의 혼합연결 효과
5. 전기 기구의 병렬연결
1) 가정에서 사용하는 전기 기구는 병렬로 연결
2) 이유
:ㄱ.각 전기 기구에 걸리는 전압이 일정
ㄴ. 필요한 전기기구만 따로 사용할 수 있다.
6. 전구의 밝기
1) 전류의 세기와의 관계
: 전류의 세기가 클수록 밝다.
2) 전구의 연결과의 관계
: 전구를 병렬 연결할수록 밝다.
3) 전지의 연결과의 관계
: 전지를 직렬 연결할수록 밝다.
연결 전지를 직렬연결할 때
방법 전구의
전구의
직렬연결 병렬연결
전체
저항
전체
전압
전체
전류
밝기
R=R1+R2
전지의
직렬연결
전지의
병렬연결
R=R1+R2
3V
3V
I=3V/R
I=3V/R
2
전지를 병렬연결할때
1
1.5V
I=1.5V/R
3
1.5V
I=1.5V/R
2