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전기기능사 · 전기이론 과목

전기기능사 전류의 열작용과 화학작용 개념 정리

중요도 ★★☆☆☆ · 5% (추정)

AI 작성 · 검수 완료

AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.

개요

전류의 열작용과 화학작용 단원은 전류가 흐를 때 생기는 열, 전기로 물질을 분해하는 현상, 금속 접합부에서 열과 전기가 서로 바뀌는 현상을 다룹니다. 출제 비중은 작지만 공식이나 이름 하나만 알면 풀리는 문제가 대부분입니다.

전류가 저항을 지나면 열이 나는데, 그 열량은 전류의 제곱과 저항과 시간을 곱한 값입니다. 이것이 줄의 법칙이며 칼로리로 바꿀 때는 0.24 를 곱합니다. 전기분해에서는 석출되는 물질의 양이 통과한 전기량에 비례한다는 패러데이의 전기분해 법칙이 나옵니다.

두 종류의 금속을 붙인 접합부에서는 열과 전기가 서로 바뀝니다. 온도 차를 주면 전기가 생기는 제베크 효과는 열전대 온도계에 쓰이고, 전류를 흘리면 열을 흡수하거나 내놓는 펠티에 효과는 전자 냉동에 쓰입니다.

핵심 개념

  • 줄의 법칙

    저항에 전류가 흐를 때 나는 열량 H = I² × R × t [J]입니다. 칼로리로 나타내면 H = 0.24 × I² × R × t [cal]입니다.

    외우는 요령1J ≒ 0.24cal. '줄을 칼로리로 바꿀 땐 영점이사(0.24)'.

  • 패러데이의 전기분해 법칙

    전기분해로 전극에 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량(전류 × 시간)에 비례한다는 법칙입니다.

    외우는 요령전기를 많이 흘릴수록 많이 쌓인다. 도금 두께를 생각하면 쉽습니다.

  • 제베크 효과

    서로 다른 두 금속을 이은 접합부 양쪽에 온도 차를 주면 기전력이 생겨 전류가 흐르는 현상입니다. 열전대 온도계에 쓰입니다.

    외우는 요령'제베크 = 열을 주면 전기가 나온다(온도 → 전기)'.

  • 펠티에 효과

    서로 다른 두 금속의 접합부에 전류를 흘리면 한쪽에서는 열을 흡수하고 다른 쪽에서는 열을 내놓는 현상입니다. 전자 냉동에 쓰입니다.

    외우는 요령'펠티에 = 전기를 주면 차가워진다(전기 → 열)'. 제베크의 반대입니다.

자주 나오는 포인트

  • 제베크 효과와 펠티에 효과를 바꿔 놓은 선지가 단골입니다.
  • 줄의 법칙에서 칼로리로 바꿀 때 0.24 를 곱하는 계산이 나옵니다.
  • 열전대 온도계는 제베크, 전자 냉동은 펠티에로 짝지어 묻습니다.

헷갈리는 것 비교: 제베크 효과와 펠티에 효과

구분제베크 효과펠티에 효과
주는 것온도 차전류
생기는 것기전력(전기)열의 흡수·발생
쓰이는 곳열전대 온도계전자 냉동

대표 문제 1개

검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.

예상문제검수 완료전기이론 › 전류의 열작용과 화학작용★★☆☆☆

문제 1. 저항 10Ω인 전열선에 5A의 전류를 10분 동안 흘렸을 때 발생하는 열량은 약 몇 kcal인가?

  1. ① 3.6kcal
  2. ② 36kcal
  3. ③ 150kcal
  4. ④ 360kcal
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ② 36kcal

핵심: 줄의 법칙: 열량 H = 0.24 × I² × R × t [cal]

줄의 법칙은 저항에 전류가 흐를 때 나는 열의 양을 구하는 법칙입니다. 시간은 반드시 초로 바꿔서 넣어야 합니다.

  1. 시간을 초로: 10분 = 10 × 60 = 600초
  2. 에너지[J]: I² × R × t = 5 × 5 × 10 × 600
  3. 5 × 5 = 25, 25 × 10 = 250, 250 × 600 = 150000J
  4. 칼로리로 바꾸기: 1J 은 약 0.24cal 이므로 0.24 × 150000 = 36000cal
  5. 답: 36000cal = 36kcal

틀린 선지

  • ① 3.6kcal: 자릿수를 하나 잘못 옮긴 값입니다.
  • ③ 150kcal: 0.24를 곱하지 않은 값입니다. 150은 kJ(킬로줄) 단위의 값입니다.
  • ④ 360kcal: 자릿수를 하나 잘못 옮긴 값입니다.
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