[첨단 헬로티] 전류는 전위가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐른다 ▲ 그림 1. 물은 수위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 전기의 흐름을 물의 흐름에 비유해 보자. <그림 1>과 같이 수조 A에 물을 채우면 높은 위치에 있는 물은 낮은 위치에 있는 물보다 위치 에너지가 크기 때문에, 수위가 높은 수조 A에서 수위가 낮은 수조 B를 향하여 물이 흐른다. ▲ 그림 2. 전류는 전위가 높은 곳에서 낮은 쪽으로 흐른다. 전기의 흐름인 전류도 이와 같다. 수위에 해당하는 것이 전위이고, <그림 2>와 같이 A·B 양 대전체 사이에 전위 차이가 있으면, 이것을 전선으로 연결하면 전류는 전위가 높은 +의 대전체 A에서 전위가 낮은 – 대전체 B쪽으로 흐른다. 이 + 대전체 A와 – 대전체 B 사이에 있는 전위의 차, 즉 전위차를 전압이라고 한다. 즉 전기의 압력에 의해 물질을 형성하는 원자 내의 자유 전자가 이동하여 전류가 흐르는 것이다. 이 전류를 흐르게 하는 전기의 압력을 전압이라 할 수 있다. 전압의 단위는 ‘볼트’이다 전압이란 두 점간의 전우치ㅏ를 말하며, 1쿨롬의 + 전기가 갖는 위치
[첨단 헬로티] 원자는 +, - 전기를 갖는다 물질을 마찰하면 전기가 생기는데, 대체 이 전기는 어디에서 생기는 것일까? 물질의 구조 그 자체에 비밀이 숨어 있다. 물질은 모두 원자라는 극히 적은 입자가 서로 모여서 이루어진다. 원자는 영어로 ‘아톰(Atom)’ 이라고 하는데, 이것은 그리스어로 ‘더 이상 분할되지 않는 것’이란 뜻의 말에서 생긴 것이다. 그러나 원자 구조의 연구가 진행됨에 따라 더 이상 분할되지 않는다던 원자가 더욱 더 작은 ‘전기의 알갱이’로 이루어졌다는 사실이 밝혀졌다. 원자의 구조는 <그림 1>과 같이 중심 부분에 원자핵이 있고, 원자핵은 양자라 불리는 플러스 전기를 띤 미립자와 전기를 갖지 않는 중성자로 이루어진다. 이 원자핵의 주위를 마이너스 전기를 띤 미립자인 전자가 일정하게 궤도를 그리며 회전한다. ▲ 그림 1. 원자의 구조(예) 보통 상태에서는 원자핵이 갖는 플러스(+) 전기량과 그것을 둘러싼 전자의 마이너스(-) 전기량이 같으므로 원자로서는 +, -의 전기량이 상쇄되어 외부로는 나타나지 않게 된다. 자유 전자의 기능 그런데 <그림 2>와 같
마찰하면 「전기」가 생긴다 “「전기」란 무엇인지 알고 있습니까? 알 것 같기도 하고 모를 것 같기도 하다고요? 그럼 다음을 잘 알아두세요.” 전기 그 자체는 눈으로 볼 수 없다. 그러나 전기에는 플러스와 마이너스 두 가지 종류가 있다. 잠시 실험을 해보자. 건조한 유리막대를 <그림 1>과 같이 비단 헝겊으로 문지른다. 어떻게 될까? 유리 막대는 작은 종이 조각을 끌어당긴다. 이것은 유리 막대 자체의 성질이 변한 것이 아니다. 문질렀기 때문에 여기에 「전기」가 생긴 것이다. 이 전기를 「마찰 전기」라 한다. ▲ 그림 1. 유리 막대를 문지르면 마찰 전기 (플러스 전기)가 생긴다 이와 같이 마찰에 의해 생긴 전기가 유리 막대에 붙어 있는 상태를, 유리 막대가 「전기를 띠고 있다」 또는 「대전하고 있다」라고 한다. 그래서 유리 막대에 붙어 있는 것과 같은 전기를 「전하」라 한다. 유리 막대와 에보나이트 막대의 전기 <그림 2>와 같이 유리 막대의 전기 일부를 잘 마른 코르크로 만든 작은 공에 접촉시켜 옮긴다. 그리고 또 이 유리 막대를 가까이 대면 코르크 공은 자동적으로 튕겨나간다. 그러나 <그림3>과 같이 모
감전을 방지하기 위한 포인트 무서운 전기로부터 감전을 방지하는 중요한 포인트는 다음과 같다. ● 젖은 손으로 전기 기구나 스위치를 만지지 않도록 한다. ● 덮개가 파손된 콘센트나 스위치는 곧바로 바꾸도록 한다. ● 배선이나 코드의 피복이 벗겨지거나 심선이 보일 때는 바로 수리하자. 수리는 반드시 콘센트로부터 플로그를 빼낸 다음 한다. ● 코드끼리 연결할 때는 반드시 코드 커넥터를 사용한다. ● 어린 아이가 콘센트 등 전기 기구에 접촉하지 않도록 한다. 전기세탁기는 접지를! 가정용 전기 기구 가운데 물을 사용하는 전기세탁기 등은 내부의 모터에 물이 스며들면 전기 절연이 불량해져 누전될 수 있다. 이같은 상태의 전기세탁기를 사용하면 갑자기 감전될 위험이 있다. 따라서 전기세탁기에는 감전을 방지하기 위해 <그림 1>과 같이 접지(어스)할 필요가 있다. 이와 같이 하면 만일 누전되도 접지선을 통하여 누전 전류가 땅으로 흐르기 때문에 감전될 염려가 없다. ▲ 그림 1. 전기세탁기의 감전을 방지하려면 접지한다 전기세탁기를 접지하려면 <그림 2>와 같이 접지형 콘센트 및 접지형 플러그를 이용하든가, 또는 세탁기의 접지 단자에 접지선을 직접 저속하여
전력은 와트로 표시한다 전기가 하는 일의 비율, 즉 1초에 한 일의 양을 전력이라 하며, 와트(기호 W : watt) 단위로 표시한다. 따라서 1와트는 전압이 1볼트이고, 전류가 1암페어 흐를 때의 전력을 말한다. 일반적으로 전압이 V[볼트]이고, 전류가 I[암페어] 흐를 때의 전력 P[와트]는 전압 V와 전류 I를 곱한 값 V·I[와트]가 된다. 전력량은 킬로와트·시로 표시한다 전력이 일정 시간 활동한 일의 양, 즉 사용한 전기으 양을 전력량이라 한다. 1와트의 전력을 1시간 썼을 때의 전력량을 1와트·시(기호 Wh : watt-hour)라 한다. 따라서 1킬로와트의 전력을 1시간 사용하면 1킬로와트·시(기호 Kwh : Kilowatt-hour)가 되는 것이다. 그러므로 P[킬로와트]의 전력을 t[시간] 사용하면 전력 P와 시간 t를 곱한 값 P·t[킬로와트·시]의 전력량이 된다. 사용한 전기의 양을 재는 전기계량기 전기계량기는 가정에서 쓴 전기량을 재는 것으로, 전력 회사에서 쉽게 검침할 수 있도록 보통 옥외에 설비되어 있다. 전기계량기의 원리는 [그림 1]과 같이 소형 모터를 계
인입선이란 무엇인가 인입선이란 <그림 1>과 같이 전력회사의 저압 배전선 전주에서 가정으로 끌어들인 최초의 설치용 철물까지의 배선을 말한다. 보통 여기까지는 전력회사가 시공한다. ▲ 그림 1. 전주에서 주택으로 전기를 끌어들이는 배선을 인입선이라고 한다 인입선의 부착용 철물 이후의 배선은 전기 공사점에 의뢰하여 배선 공사를 한다. 그러나 인입선 설치 지점에서 옥내 분전반까지의 배선 도중에 가정에서 사용한 전기의 양을 재는 전기 계량기는 전력회사가 장치한다. 단상 2선식과 단상 3선식 인입선에는 두 개의 전선으로 끌어들이는 단상 2선식과 세 개의 전선으로 끌어들이는 단상 3선식이 있다. 단상 2선식은 <그림 2>와 같이 두 개의 전선 중 한 개가 어스(접지 : 일정한 저항치를 갖고 땅에 연결된다)되어 있다. 따라서 가정용 전기기구는 이 두 개의 전선 사이에 병렬로 연결하여 사용한다. ▲ 그림 2. 단상 2선식(예) 단상 3선식은 <그림 3>과 같이 세 개의 전선 중 중앙의 한 개(중성선이라 하다)가 어스되어 있으므로, 각각의 외측 전선과 중성선 사이에 100볼트로 사용하는 전기기구를 병렬로 연결하며, 양쪽 전선 사이에 단상 20
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