전기학

스위치를 누르면 전구가 켜진다. 그 순간 뒤에는 전하가 전위차에 의해 밀려 wires와 회로 요소를 지나 발전소에서 전구로 에너지를 전달하는 인과 사슬이 있다. 이 자료는 AQA GCSE 물리학 8463, 주제 4.2 전기를 다룸.

간단한 질문으로 시작하십시오: 배터리, 스위치, 전구로 직렬 회로를 형성했습니다. 왜 스위치를 열면 지속적인 전류가 흐르지 않습니까? 스위치가 닫힐 때 전구는 전하를 소모합니까?

스위치는 전도성 경로를 완성해야 하며, 배터리는 전압을 제공합니다. 일정한 직렬 회로에서는 전구가 지나기 전후의 전류가 동일합니다. 전구는 에너지를 전달할 뿐이며, 전하가 소모되지는 않습니다. 추후 계산에서는 $Q=It$, $E=QV$, $P=VI$, $E=Pt$을 연결합니다.

이 참고 자료는 시험 시 제공되는 표준 회로 기호와 물리 공식표를 사용합니다. 제공된 공식표를 사용하여 공식을 선택하고 변형하는 연습을 하십시오. 모든 미래 고시에서 동일한 지원 자료가 제공된다고 가정해서는 안 됩니다. AQA는 문제에서 '전압'이라는 용어를 사용하며 '전위차'의 올바른 사용도 허용합니다. 정전기 및 전기장은 물리학 전용 내용입니다.

회로도에는 표준 기호를 사용합니다. 다음을 알고 있어야 합니다: 전지, 배터리, 스위치(열림, 닫힘), 램프, 저항기, 가변 저항기, 아머미터, 볼트미터, 다이오드, LED, 서미스터, LDR 및 퓨즈. 아머미터는 직렬로 연결되고, 볼트미터는 소자 위에 병렬로 연결됩니다.

전하가 흐르려면 회로는 닫힌 상태여야 하며 전위차의 원천이 포함되어야 합니다. 전기 전류는 전기 전하의 흐름이며, 그 크기는 흐름의 속도입니다:

• $Q$ 전하 흐름(쿨롱, C); $I$ 전류(암페어, A); $t$ 시간(초, s).
• 단일 직렬 루프의 모든 지점에서 전류 값은 동일합니다.
• 정류는 +에서 −로 흐르지만, 전자는 반대 방향으로 흐릅니다.

풀이 과정: 전하 흐름은 전류가 아님

교사 작성: 일정한 직렬 회로에서 2.0초 동안 4.0 C의 전하가 한 지점을 통과합니다. 전류는 초당 전하 흐름입니다:

1 암페어는 초당 1 쿨롱을 의미합니다. 같은 4.0 C의 전하가 그 일정한 루프의 다른 지점에서도 같은 2.0초에 통과합니다. 만약 동일한 전하가 4.0초에 걸린다면:

동일한 전하에 대한 시간이 두 배가 되면 전류는 절반이 됩니다.

전하 흐름 연습: 답안 확인 전에 시도

Teacher-written: a charger supplies a constant 0.90 A for 25 minutes. Find charge in coulombs, then predict the effect of doubling the time at the same current.

확인: 암페어는 초당 쿨롱을 측정하므로, 계산을 위해 초 단위를 사용하십시오.

전류가 일정할 때, 시간이 두 배가 되면 전하량도 두 배가 됩니다.

실제 시험 계산: 전하 흐름으로부터 전류 구하기

AQA GCSE 물리학 2024 연고 1H Q10.3에서는 2.0 C의 전하가 400 ms 동안 흐를 때 퓨즈 선이 녹는 문제가 나옵니다. 계산 전에 먼저 확인해 보십시오.

확인: 알려진 전하량과 시간을 알 때 $Q=It$을 사용하고, 전류에 대해 변형된 식을 적용합니다.

이는 공식 정답과 일치합니다. 교사 확장: 400 ms를 400 s로 처리하면 분모가 1000배 커지고 전류가 1000배 작게 나옵니다. 대입 전에 시간 단위를 반드시 확인하십시오.

소자를 통과하는 전류는 그 소자 위의 전위차와 저항 모두에 따라 결정됩니다:

• $V$ 전위차(볼트, V); $I$ 전류(암페어, A); $R$ 저항(옴, Ω).
• 주어진 전위차에서 저항이 클수록 전류는 작아집니다.

해설 예시. 0.45 V의 전위차가 동전에게 0.0075 A를 흐르게 합니다. 동전의 저항을 구하시오.

• 주어진 값: $I$와 $V$; 대입하기 전에 식을 변형하십시오.
  $$R = \frac{V}{I} = \frac{0.45\ \text{V}}{0.0075\ \text{A}} = 60\ \Omega$$

필수 실험 3: 도선 및 저항기 조합의 저항

저항 도선(니켈크롬 또는 컨스탄탄)을 미터자 위에 부착하십시오. 고정 클립과 이동 클립의 실제 접촉점 사이에서 선택한 길이를 측정하십시오. 아머미터는 해당 길이와 직렬로 연결되며, 볼트미터는 동일한 두 접촉점 사이에 병렬로 연결됩니다.

Use a low potential difference and switch off between readings to limit heating. Change length only: keep the wire material, cross-sectional area and temperature constant. For each length record the measured potential difference and current, then calculate $R = V/I$. Repeat readings and investigate inconsistent results.

예를 들어, 이 교사 작성 이상 데이터는 계산 과정을 보여주기 위한 것이지 실제 실험 측정치가 아닙니다:

At constant temperature, for the same material and cross-sectional area, resistance is directly proportional to wire length. Plot calculated resistance against length; a straight line through the origin supports this relationship. The measured potential difference need not be identical at each length, so calculate each resistance from its own paired readings.

영이 아닌 절편은 조사가 필요합니다. 길이가 접촉점 사이에서 측정되었는지 확인하십시오. 접촉 및 리드 저항도 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 원인을 파악하지 않고 모든 절편을 영 오차로 처리하거나 그래프를 강제로 원점에 맞추지 마십시오.

이 실험의 제2부에서는 두 개의 동일한 저항기를 직렬로, 그리고 병렬로 연결하십시오. 아머미터가 총전류를 측정하고 볼트미터가 전체 조합에 연결되어 있을 때, 총전위차와 전류를 측정하여 총저항을 계산하십시오. 단일 저항기와 비교하면, 직렬은 더 큰 총저항을, 병렬은 더 작은 총저항을 가집니다. 두 개의 동일한 10 Ω 저항기의 경우, 이상적인 총저항은 직렬일 때 20 Ω, 병렬일 때 5 Ω입니다. 병렬 결과는 전위차가 일정할 때 총전류가 두 배가 된다는 점에서 설명할 수 있으며, 역수 저항 공식을 사용할 필요는 없습니다.

Required practical 4 measures current through a resistor, filament lamp and diode at a range of measured potential differences across each component. Connect an ammeter in series and a voltmeter in parallel with the component. Vary the pd using a variable dc supply, or a variable resistor in series. Start at zero and stay within component ratings. Record paired readings across a suitable range; repeat and investigate inconsistent readings. Switch off before reversing the supply connections to obtain negative values, using meters that can read the reversed polarity. Plot current vertically against potential difference horizontally.

For the lamp investigation in AQA June 2023 8463/1H Q06.1, Figure 6 covers −6 V to +6 V with readings at 1 V intervals. Collect positive values, then reverse the supply to obtain the negative values; these settings belong to that lamp investigation, rather than every possible component.

다이오드의 경우, 전류를 제한하기 위해 적절한 보호 저항기를 직렬로 사용하고, 작은 전류를 측정하기 위해 밀리암페어를 사용합니다. 보호 저항기가 다이오드를 보호하며, 밀리암페어는 그렇지 않습니다. 보호 저항기를 제외하고 다이오드만을 가로지르는 전위차를 측정하십시오. 오믹 저항기가 거의 일정 온도를 유지하도록 하십시오. 램프의 변하는 필라멘트 온도는 조사되는 효과의 일부입니다.

• 오姆 도체(일정한 온도에서의 고정 저항기): 전류가 전위차에 비례하며, 저항은 일정합니다. 원점을 지나는 직선입니다.
• 필라멘트 램프: 필라멘트 온도가 상승하면 저항이 증가합니다. 전압과 전류의 비례 관계보다 전류 증가 폭이 작아 I–V 곡선은 원점에서 멀어짐에 따라 평평해집니다.
• 다이오드: 순방향으로 전류를 흐르게 하며, 역방향 전류는 이 모델에서는 무시할 수 있으므로 역방향 저항은 매우 큽니다. 모든 다이오드가 동일한 순방향 전압을 가지는 것은 아님을 유의하십시오.

지정된 작동점에서의 저항을 $R=V/I$를 사용하여 계산하십시오. 전류-전압 그래프에서 저항은 기울기가 아닙니다. 원점을 지나는 직선의 경우 기울기는 $I/V=1/R$이며, 곡선 특성 곡선을 사용할 때는 접선의 기울기 대신 지정된 점의 좌표를 사용하십시오.

worked example, AQA June 2023 8463/1H Q06.2에서 수정. +3.0 V에서 공식 램프 그래프는 약 0.16 A를 나타냅니다:

6.0 V에서 같은 자료는 0.21 A를 나타냅니다 (Q06.3). 교사 확장 활동으로서 저항을 비교해 보십시오:

더 큰 저항은 더 뜨거운 필라멘트와 일치합니다: 격자 진동 증가로 전자 이동이 더 어려워집니다. 전류는 여전히 증가하지만, 전위차 대비 증가 비율은 작습니다.

• 서미스터: 여기서 요구되는 유형의 경우, 온도가 상승하면 저항이 감소하며, 온도 센서로서 온도 조절기에 사용됩니다.
• LDR: 빛의 강도가 증가하면 저항이 감소하며, 자동 조명 회로의 광센서로 사용됩니다.

센서 자체만으로는 기기의 작동 시기를 명시하지 않습니다. 예를 들어, LDR 저항이 높을 때 램프를 켜도록 설정된 컨트롤러는 어두운 곳에서 작동합니다. 냉각 컨트롤러는 서미스터 저항이 온도에 따라 감소함에 따라 작동하도록 구성할 수 있습니다. 주어진 컨트롤러 규칙을 명시하고 이를 통해 변화를 추적하십시오. 센서에 동일한 전압이 가해질 때에만 저항 감소가 $I=V/R$만큼 전류 증가를 의미하며, 고정 전원 공급은 직렬 회로에서 고정된 센서 전압을 보장하지 않습니다.

직렬회로에서는 부피가 없는 단일 루프로 소자들이 공유됩니다. 병렬회로에서는 소자들이 동일한 두 접점 사이의 별도 가지에 연결됩니다. 전류 및 전위차 법칙을 적용하기 전에 도면에서 이러한 경로를 추적하십시오.

직렬로 연결된 소자에 대해:

• 각 소자를 통과하는 전류는 동일합니다;
• 전원 전위차는 소자 사이에 공유됩니다;
• 총 저항은 합계입니다: $R_{total} = R_1 + R_2$.

병렬 회로의 요소에 대해:

• 각 요소 양단의 전위차는 같습니다;
• 총전류는 가지전류들의 합입니다;
• 두 저항기의 합성저항은 가장 작은 단일 저항기보다 작습니다.

양쪽 방향 모두 설명해야 합니다: 직렬로 저항기를 추가하면 단일 부피가 없는 전도 경로에 추가적인 반대가 놓이므로 총 저항이 증가합니다; 병렬로 각 저항기는 전하를 위한 추가 경로를 열어주므로 동일한 전위차에서 더 많은 전류가 흐르고 총 저항이 감소합니다.

두 병렬 저항기의 합성저항을 계산할 필요는 없습니다—단, 비교하고 설명하는 것만 요구됩니다.

worked example. 6.0 V 배터리가 가변 저항기가 6.0 Ω로 설정된 램프를 직렬로 구동합니다. 이 작동점에서 램프의 저항은 12 Ω입니다.

• 알려진 것: 이 작동점에서의 전원 공급 전압과 두 저항 값입니다. 전압 분할을 찾을 때 반올림되지 않은 전류를 유지하십시오.

분할값의 합은 6.0 V입니다. 동일한 저항값일 때만 동일한 분할값이 발생하며, 직렬 소자들은 항상 전압을 동등하게 나누지는 않습니다.

교사가 작성한 고정 저항기와의 비교. 두 8.0 Ω 저항기가 이상적 12 V 전원 공급에 연결됩니다. 직렬로 연결 시, $R_{total}=R_1+R_2=16\ \Omega$ 및 $I=V/R_{total}=0.75\ \text{A}$; 각 저항기는 $V=IR=6.0\ \text{V}$를 가집니다. 병렬로 연결 시, 각 가지에는 12 V가 있으므로 각 가지 전류는 $I=V/R=1.5\ \text{A}$ 및 $I_{total}=I_1+I_2=3.0\ \text{A}$입니다. 병렬로 저항기를 하나 더 추가하면 다른 전류 경로가 추가되어 동일한 전원 공급 전압에서 총 전류가 증가합니다. 여기에는 역비례 저항 공식이 필요 없습니다.

이상적 고정 전압 공급에 대한 독립적인 병렬 가지에서 하나의 가지를 열면 해당 가지의 전류가 차단되지만, 다른 가지는 동일한 전압을 유지합니다. 유일한 직렬 경로를 열면 두 소자를 통한 전류가 모두 차단됩니다. 하중 하에서 전원 공급 전압이 변경되면 다른 가지의 전류가 변하지 않는 것으로 가정하지 마십시오.

AQA June 2024 8463/1H Q05.5에서 수정된 통합 해설 예시. 20 °C에서 문제의 서미스터 그래프는 약 80 Ω를 줍니다. 이는 400 Ω 저항기와 직렬로 12 V에 연결되어 있습니다. 서미스터를 가로지르는 전위차를 구하십시오.

고정 저항기는 남은 10 V를 담당합니다. 이 예제는 위에서 제공된 그래프 판독을 사용하며, 완전한 시험 문제에서는 이 저항값을 그래프에서 직접 읽어야 합니다. 고정된 전원 전위차는 열저항기의 전위차가 전원 전위차와 동일함을 보장하지 않습니다.

영국 주전파 공급은 교류(ac) 입니다: 전위차가 반복적으로 극성을 변경합니다. 그 주파수는 50 Hz이며, 이는 초당 50 번의 완전한 사이클을 의미하며, 표기된 전위차는 약 230 V입니다. 배터리는 한 극성을 가진 직류(dc) 전위차를 제공합니다. 직류 전위차는 크기가 완벽하게 일정할 필요는 없으며, 방향이 반전하지도 않습니다.

실제 시험 기억: AQA 6월 2024 8463/1H Q05.1는 영국 주전파의 주파수와 전위차를 묻습니다: 각각 50 Hz와 230 V입니다. 초당 50회라는 것은 초당 방향 변화가 단 50번이라는 뜻이 아닙니다. 사인파 사이클에는 양반주기와 음반주기가 모두 포함됩니다.

중성선과 접지선은 모두 일반적으로 지면 전위에 가깝지만 기능이 다릅니다. 중성선은 정상 부하 전류를 흐르며, 보호 접지는 고장 전류 경로를 제공합니다.

개방 스위치가 모든 활성선 유선을 무해하게 만드는 것이 아닌 이유

개방 스위치는 이 이상 회로의 램프 전류를 멈춥니다. 점 A는 여전히 활성선 공급에 연결되어 있어 지면에 대해 약 230 V입니다. 사람이 해당 활성선 점에서 지면으로 도체 연결을 할 경우 전기 충격에 노출될 수 있습니다. 불 꺼진 기기에서 회로의 모든 부분이 단선되었다고 단정하지 마십시오. 올바르게 배선된 개방 활성선 스위치 이후의 점 B가 반드시 활성선 상태여야 한다는 뜻은 아닙니다.

The danger depends on the current through the body, its path and duration. A human body is not a zero-resistance wire, but a current much smaller than a typical appliance fuse rating can still cause severe injury. An appliance fuse does not guarantee protection against touching live wiring.

금속케이스 고장 시 보호 접지와 퓨즈

For the classroom fault model, suppose the live wire touches an exposed metal case that has a sound protective-earth connection. The earth conductor supplies a low-resistance fault path; the resulting large current heats and melts a suitably rated fuse in the live wire, breaking the live supply. Without that earth connection, a case can become live without enough current to operate the fuse. A fuse's protection against excessive current is different from a claim that every possible shock current will blow it.

중성선 단선 고장 평가

교사 작성의 이상적 모델: 램프가 단상 상선과 중성선에 연결되어 있습니다. 중성선 연결이 램프와 전원 사이에서 끊어졌습니다. 하류의 중성선 단자는 램프를 통해 상선과 연결된 상태로, 다른 복귀 경로가 없습니다. 정상 부하 전류는 흐르지 않으나, 해당 하류 단자가 상선 전위에 있을 수 있습니다.

This ideal model explains an unlit lamp with a dangerous downstream terminal. Both lamp terminals are at approximately the same potential, so the lamp pd is near zero; either can still have a large pd relative to earth. It is inconsistent to assign 230 V both across this unlit ideal lamp and from each of its terminals to earth in the stated single-phase model.

전기 기기는 배터리 또는 주전원으로부터 에너지를 전달받습니다. 모터는 움직이는 물체에 기계적으로 에너지를 전달하고, 히터는 주변 환경의 열 에너지 저장소에 에너지를 전달합니다. 출력은 에너지 전달 속도입니다: 1 W는 매 초당 1 J을 의미합니다. 정격치는 특정 작동 전압차에서의 이 속도를 나타내며, 사용된 총 에너지가 아닙니다.

줄을 얻기 위해 와트와 함께 초를 사용합니다. 암페어, 볼트, , 쿨롱을 이 식들과 함께 사용합니다.저항 모델에서는 $V=IR$을 $P=VI$에 대입하여 $P=(IR)I=I^2R$을 구합니다. 전류가 알려지지 않은 경우 $I^2=P/R$을 변형하여 제곱근을 취합니다: $I=\sqrt{P/R}$, $P/R$가 아닙니다.

해설 예제 — AQA 6월 2023 8463/1H Q06.3. 램프에 0.21 A의 전류가 6.0 V에서 30분 동안 흐릅니다. 전달된 에너지를 계산하십시오. 전류와 전압으로 출력을 구하고, 출력과 시간으로 에너지를 구합니다.

시간 변환: $30\ \text{min}=30\times60\ \text{s}=1800\ \text{s}$.

전하량을 이용한 대체 방법. 동일한 전류와 시간은 전하량을 주며, 각 쿨롱은 램프를 가로질러 6.0 J을 전달합니다.

두 방법은 일치하며 공식 평가 기준에서도 인정됩니다. 최종 답안까지 중간 값을 유지하고, 에너지에는 J을, W를 사용하지 마십시오.

Worked example — AQA June 2025 8463/1H Q09.2. The question gives pump-motor power 4.86 W and resistance 6.0 Ω and asks for charge flow in 30 minutes. Use the question's prescribed $P=I^2R$ model; this is not a general statement that all electrical input to a real running motor is resistance heating. Power and resistance give current; current and time give charge.

출력 정격 비교 — 교사 작성. 두 기기가 일정한 출력 1.0 kW와 2.0 kW에서 동일한 120 kJ의 입력 에너지를 전달합니다. $t=E/P$를 사용하기 전에 120 kJ을 120 000 J로, kW를 W로 변환하십시오.

At the same run time, the 2.0 kW device transfers twice the energy. For the stated equal input energy, it takes half the time. A greater rating alone does not prove a greater total energy use or total cost for a job: duration and, for useful output, efficiency matter. For the same material and amount of water, a larger useful heating power raises temperature faster when losses are comparable.

국가 전력망은 케이블 및 변압기를 통해 발전소에서 소비자로 전 에너지를 전송한다.

승압 변압기는 송전 전위차를 높인다. 같은 출력으로 선로에 유입될 때, 송전단 전위차가 높을수록 흐르는 전류는 작아진다: $I=P_{\text{in}}/V$. 동일한 케이블 저항에서 발열 손실 $P_{\text{loss}}=I^2R$은 작아진다. 입력 에너지 중 소비자에게 도달하는 비율이 증가하여 효율성이 향상된다. 손실은 감소하지만 완전히 사라지지 않는다.

강압 변압기는 소비자를 위한 송전 전위차를 낮춘다. 영국 가정용 기기는 약 230 V를 사용한다. 이는 송전 전위차보다 낮고 적절한 값이지만, 여전히 위험한 감전 사고를 일으킬 수 있다. 변압기의 구조와 작동 원리는 주제 4.7에서 다루며, 이 섹션에서는 시스템 수준의 역할을 설명한다.

실제 시험 해설 — AQA 6월 2022 8463/1H Q06.1–06.2. 문제지에서는 송전 케이블 전에 X, 소비자 앞에 Y를 배치했다. X는 전위차를 높이고 전류를 줄여 주변으로의 열 전달 손실을 감소시키며 transmission 효율성을 높인다. Y는 소비자가 안전하게 사용할 수 있는 낮은 전위차로 낮춘다. X에 대한 설명을 단순히 "더 효율적이다"라고 대체하지 말고 물리적 인과 관계 사슬을 명시해야 한다.

두 송전 전위차 비교하기

교사 작성 간소화 비교. 송전단 입력 출력을 500 kW, 전체 케이블 저항을 2.0 Ω로 고정하고, 송전단 전위차 10 kV와 20 kV를 비교한다. 단순화된 단일선 저항 모델과 이상 변압기를 사용하여 계산하며, 이는 실제 영국의 3상 네트워크에 대한 계산이 아니다. kW와 kV를 W와 V로 변환해야 한다.

10 kV에서:

20 kV에서:

Twice the sending pd gives half the current and one quarter of the cable loss. Input power is unchanged; output power increases because less is lost. A current-and-resistance calculation gives the loss, but cannot by itself give efficiency: total input power or energy is also needed.

Sheet 2.7 comparison. At 2000 A through 40 Ω, $P_{\text{loss}}=I^2R=(2000\ \text{A})^2\times40\ \Omega=1.6\times10^8\ \text{W}$. At 500 A through the same resistance, $P_{\text{loss}}=I^2R=(500\ \text{A})^2\times40\ \Omega=1.0\times10^7\ \text{W}$. Current is one quarter, so loss is one sixteenth. Without a stated input, do not claim these losses are a small percentage of the total.

실제 효율성 계산 — AQA 6월 2023 8463/1H Q01.5. 입력 에너지는 34.2 GJ이며 효율성은 0.992이다. $\eta=E_{\text{useful}}/E_{\text{in}}$를 사용하고 대입 전에 식을 정리하라. 여기서 두 에너지 모두 GJ 단위로 주어지므로 J로 변환할 필요가 없다.

두 절연체 재질을 문지르면, 전자—음전하—가 한 쪽에서 다른 쪽으로 이동합니다:

• 전자를 얻는 물질은 음전하를 띱니다;
• 전자를 잃은 물질은 동일한 양의 양전하를 남깁니다.

하전된 물체는 접촉 없이 힘을 작용한다: 유전하끼리는 서로 밀고, 이전하끼리는 서로 끌다 — 비접촉력이다. 큰 전위차는 짧은 공기 간극을 통해 강력한 전기장을 생성할 수 있다. 전장이 충분히 강하면 공기가 도체가 되어(전기적 파손), 하전이 briefly 간극을 가로지르며 스파크로 흐른다. 접지된 도체는 스파크를 받을 수 있으며, 접지 자체는 인접 고전압 소스를 제거하지는 못한다.

하전된 물체는 자신 주위에 전기장을 형성한다: 다른 하전물이 힘을 느끼는 영역이다.

전자만 이동하고, 장은 힘의 방향을 나타냅니다. 장은 물체 근처에서 가장 강하고 멀리 갈수록 약해집니다.

단일 전하 구에 대한 장 패턴을 그려야 합니다: 양전하에서는 바깥쪽을 향하는 직선 방사선(또는 음전하에서는 안쪽을 향함), 구로부터 멀어질수록 간격이 넓어지도록 그리세요.

해설을 실제 시험 문제에 연결하기

AQA 6월 2022 8463/1H Q05.1: 전자가 천조에서 막대로 이동하므로, 전자는 음전하를 띠며 천조는 초과 양전하를 남깁니다. 양전하의 이동으로 묘사하지 마십시오. Q05.4: 큰 전위차는 공기 절락을 일으킬 수 있으며, 전자는 음극 막대에서 접지된 도체로 공기를 통해 흐릅니다.

AQA 6월 2024 8463/1H Q04.1–04.3: 전자가 학생에게 전달되어 그녀의 머리카락이 동일한 음전하를 띠게 되며, 같은 전하끼리 서로 밀어냅니다. 전기장은 다른 전하를 띤 물체가 힘을 받는 영역이며, 그 세기는 거리에 따라 감소합니다.

Q04.4: 스파크가 0.60 J의 에너지를 2.0 마이크로쿨롱의 전하량과 함께 전달합니다. $Q=2.0\times10^{-6}\ \mathrm{C}$를 변환하십시오. $E=QV$를 선택하고 식을 변형하세요:

중성체 확장 설명 (시트 2.8). 충전된 막대는 종이에 있는 양전하와 음전하를 약간 분리시켜 중성인 종이를 끌 수 있습니다. 더 가까운 반대 전하는 더 먼 같은 전하의 반발력보다 강한 인력을 받습니다. 절연벽에서는 결합 전하가 약간 이동하지만, 전자가 자유롭게 흐른다고 가정해서는 안 됩니다. 인력만으로는 반대의 순전하를 증명할 수 없습니다. 시트의 막대 문제에서 모든 막대에 대해 충전되었다고 명시되었으므로, 서로 다른 전하의 법칙이 적용됩니다.

• 표준 기호를 그립니다; 아머미터는 직렬로, 볼트미터는 병렬로 배치합니다.
• Use $Q = It$, $V = IR$, $P = VI$, $P = I^2R$, $E = Pt$, $E = QV$ — chosen from the words of the question.
• RP3 설명: $R \propto L$, 제어 장치, 절점 및 가열 점검; RP4: 회로 및 I–V 곡선 형태.
• 직렬/병렬 회로의 전류, 전위차 및 저항 규칙을 서술하고, 저항 변화 경향을 설명한다.
• 가동전원( mains)을 기억하십시오: 230 V, 50 Hz, 교류(ac); 선색과 용도; 전선 위험성을 설명하십시오.
• National Grid의 효율성을 $P = I^2R$으로 설명하세요.
• (물리학 전용) 마찰에 의한 충전과 전자에 대해 설명하고, 전하 구의 방사형 장을 그려주세요.

흔한 실수

• 램프에서 전류가 소모된다고 말하는 것. 직렬 회로에서는 전류가 모든 지점에서 동일하며, 에너지가 전달될 뿐 전하가 소실되는 것이 아닙니다.
• 직렬로 연결된 것처럼 병렬로 저항기를 추가하는 것. 두 저항기가 병렬로 연결되면 전체 저항은 작은 값보다 작습니다.
• 전압계를 직렬로, 아머터를 병렬로 연결하는 것. 아머터는 회로(직렬)에, 전압계는 소자(병렬)에 연결해야 합니다.
• 전류를 mA 단위로, 시간을 분 단위로 그대로 두는 것: $75\ \text{mA} = 0.075\ \text{A}$, $30\ \text{min} = 1800\ \text{s}$.
• 출력과 에너지를 혼동하는 것. $P = VI$은 와트(watts)를 나타내며, 줄(joules)을 구하려면 $E = Pt$ 또는 $E = QV$이 필요합니다.
• 센서의 경향을 반대로 해석하는 것. 서미스터의 저항은 온도가 올라갈수록 낮아지고, LDR의 저항은 빛 세기가 강해질수록 낮아집니다.
• 접지선이 항상 전류를 흐른다고 생각하는 것. 접지선은 실선과 금속 케이스 사이에 고장이 발생할 때만 전류를 흐른다.