| English | 의미 |
|---|---|
| potential difference/pəˈtenʃl ˈdɪfrəns/ | 전위차 |
| volt/vəʊlt/ | 볼트 |
| electromotive force/ɪˌlektrəʊˈməʊtɪv fɔːs/ | 기전력 |
| electrical power/ɪˈlektrɪkl ˈpaʊə/ | 전기功率 |
| Ohm's law/əʊmz lɔː/ | 옴의 법칙 |
What "voltage" really means
- A 240 V supply is dangerous; a 1.5 V cell is harmless.
- The difference is the energy each coulomb of charge carries.
- That energy-per-charge is the potential difference 电势差.
Potential difference
- p.d. is the energy transferred per unit charge: $V = \dfrac{W}{Q}$.
- Unit: the volt 伏特, $1\ \text{V} = 1\ \dfrac{\text{J}}{\text{C}}$.
- The exam definition needs both halves: "the energy transferred from electrical to other forms per unit charge passing through the component".
전위차는 단위 ____당 전달되는 에너지이다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$V = \dfrac{W}{Q}$ — 단위 전하당 에너지, 줄/쿨롱单位 (볼트).
1볼트는 1줄 per ____이다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$1\ \text{V} = 1\ \dfrac{\text{J}}{\text{C}}$ — 한 쿨롱의 전하량당 한 줄의 에너지를 이동시킴.
e.m.f. vs p.d.
- e.m.f. (electromotive force 电动势) = energy a source gives to each coulomb (from chemical or other forms into electrical).
- p.d. = energy a coulomb gives up to a component (from electrical into other forms). Same unit, opposite roles.
Voltage is energy per charge. A 240 V supply gives each coulomb 160 times more energy than a 1.5 V cell — that's why it's dangerous.
기전력(emf)과 전위차는 모두 볼트로 측정됨.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
네 — 둘 다 단위 전하당 에너지(J/C)이다. 차이는 에너지를 전하에 공급하느냐, 빼앗느냐의 여부임.
Worked example: charge, energy, power
A battery drives $0.50\ \text{A}$ through a lamp for $4.0$ minutes. The p.d. across the lamp is $6.0\ \text{V}$.
- Charge: $Q = It = 0.50 \times 240 = 120\ \text{C}$ (minutes → seconds).
- Energy transferred in the lamp: $W = VQ = 6.0 \times 120 = 720\ \text{J}$.
- Power: $P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{720}{240} = 3.0\ \text{W}$ — the same as $VI = 6.0 \times 0.50$.
- Check: each coulomb delivers $6\ \text{J}$, and $120$ coulombs pass, so $720\ \text{J}$; the two routes to the power must agree.
저항기를 통해 $9.0\ \text{V}$의 전위차가 $40\ \text{C}$의 전하량을 이동시킨다. 저항기에서 전달된 에너지는 J 단위로 몇 인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$W = VQ = 9.0 \times 40 = 360\ \text{J}$ — 쿨롱당 아홉 줄.
Electrical power 电功率
- Combining $V = \dfrac{W}{Q}$ and $I = \dfrac{Q}{t}$ gives $P = VI$.
- Energy transferred in a time is $E = Pt$.
전기 전력
P = VI
고정 전압 하에서 전력은 흐르는 전류에 비례함.
장치가 $12\ \text{V}$로 작동하며 $2.0\ \text{A}$을 소비한다. 이 장치의 전력은?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$P = VI = 12 \times 2.0 = 24\ \text{W}$.
Three forms of power
- With Ohm's law 欧姆定律 ($V = IR$): $P = VI = I^{2}R = \dfrac{V^{2}}{R}$.
- Choose the form that uses the quantities you already know.
전력 중 전압과 저항만을 사용하는 형태는?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$P = \dfrac{V^{2}}{R}$은 $V$과 $R$만 필요하므로, 전류가 알 수 없을 때 유용함.
$100\ \text{W}$ 램프가 $60\ \text{s}$ 동안 켜져 있다. 전달된 에너지는?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$E = Pt = 100 \times 60 = 6000\ \text{J}$.
Worked example: which form to use
A $12\ \text{V}$ heater draws $5.0\ \text{A}$. Find its power and resistance, the power if it were run from $6.0\ \text{V}$ instead, and the energy it transfers in $10$ minutes at full power.
- Power: $P = VI = 12 \times 5.0 = 60\ \text{W}$.
- Resistance: $R = \dfrac{V}{I} = \dfrac{12}{5.0} = 2.4\ \Omega$.
- On $6.0\ \text{V}$: with $R$ unchanged, $P = \dfrac{V^{2}}{R} = \dfrac{6.0^{2}}{2.4} = 15\ \text{W}$ — halving the voltage quarters the power.
- Energy: $E = Pt = 60 \times 600 = 3.6 \times 10^{4}\ \text{J} = 36\ \text{kJ}$.
- Check: $I^{2}R$ gives the same $60\ \text{W}$: $5.0^{2} \times 2.4 = 60$. All three forms agree because $R$ is fixed.
고정 저항기를 $12\ \text{V}$ 전원에서 $6.0\ \text{V}$ 전원으로 교체했다. 참인 진술은 무엇인가? 모두 선택하시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$R$이 고정될 때, $I = \dfrac{V}{R}$은 절반으로 줄고 $P = \dfrac{V^{2}}{R}$은 사분의 하나로 감소함. 저항 자체는 변하지 않음.
$I^{2}R$ and $\dfrac{V^{2}}{R}$ only agree when $R$ is constant. For a filament lamp $R$ rises as it heats, so doubling the voltage gives less than four times the power. Convert minutes to seconds before $E = Pt$. And a volt is a joule per coulomb — not a joule per second, which is a watt.
1볼트는 1줄 per second이다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
1볼트는 1줄 per coulomb — 전하당 에너지. 1줄 per second는 1와트, 즉 전력임.
You've got it
- p.d. is energy transferred per unit charge: $V = \dfrac{W}{Q}$ (volt = joule per coulomb)
- e.m.f. is energy given to charge by the source; p.d. is energy given up by charge
- power $P = VI = I^{2}R = \dfrac{V^{2}}{R}$ (the last two need constant $R$); energy $E = Pt$