> 조상균님께서 말씀하시길....
>
> 고3 수험생인데요... 물리 공부를 하면서 궁금한 점 질문드립니다.
> 첫 번째 질문입니다.
> 4월 대성 물리1 에 있었던 문제인데요....
> (그림 첨부합니다.)
> 여기서 I=V/R을 이용해 A, B의 그래프의 기울기(접선의 기울기)를 저항의 역수라고 생각하면 안될까요? <<맞습니다>>
> 그렇게 생각한다면, ㄱ번 전압이 같을 때, A의 저항은 B보다 작다. 라는 진술은 틀렸다고 말할 수 있죠? 왜냐하면 기울기(접선의 기울기)가 A가 더 클 때도 있고, B가 더 클 때도 있으니까요....
<< 기울기를 따질 경우는 전압이 변화했을 때 전류가 변화하는 양이므로 A도체는 전압이 증가할 때 전류가 조금씩 증가하므로 저항이 증가한다는 것이겠고 B도체는 전압이 증가함에 따라 전류가 많이 증가하게 되므로 저항이 작아지고 있다는 뜻입니다. 학생이 해석을 다시 해보세요 >>
> 그런데 답지에는 그냥 ‘전압이 같을 때 A에 흐르는 전류가 더 세다. 따라서 A의 저항이 더 작다... 라고 나와 있는데요....
<< 전류축에 나란히 점선을 그려보면 A그래프와 만나는 점이 B그래프와 만나는 점보다 높아요. 즉 전류가 많이 흐르므로 저항이 작다는 걸 의미하므로 지문은 맞는 내용입니다.>>
> 그렇다면 전류-전압 그래프에서 기울기를 따질 때는 접선의 기울기(미분계수)를 따지는 것이 아니라 원점으로부터 기울기를 따져야 하는 것인가요?? 그렇다면 그 이유는 왜 그런가요?? 역학에서는 그래프를 해석할 때 미분계수를 이용하는데요??
>
> 두 번째 질문입니다.
> 손실 전력에 대한 질문입니다.
> 전기에 관련된 공식 (I=V/R, P=IV) 와 변형된 공식은 ‘변인통제’ 마인드를 이용해서 사용해야 하기 때문에, 공식을 이용할 때 조작한 것에 따라 변하는 것이 존재하면 공식을 사용할 수 없잖아요?? 제 질문의 내용에 대한 설명이 부족할까봐 한 가지 예를 들면...
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> 6월 전국모의고사 문제
> 11. 철수는 전구에 걸어주는 전원의 전압이 바뀌면 전구의 소비 전력이 어떻게 변하는가를 다음과 같은 과정으로 계산하였지만 잘못된 결과를 얻었다.
> (가) 정격전압과 정격소비전력이 220V-55W 인 전구를 220V 전원에 연결하면 전력 소비는 55W이다.
> (나)이 전구를 110V 전원에 연결하였을 때, 흐르는 전류의 세기는 I=55W/110V=0.5A이다.
> 여기 (나)에서 이용한 공식은 P=IV 를 변형한 공식을 사용하였지만 지금 ‘조작’시킨 전압이 바뀌면 거기에 따라 ‘전력’역시 바뀌기 때문에 이 공식을 사용할 수 없는 것이 맞죠?
>
> 그런데... 송전 과정에서 손실 전력 따질 때는 전압을 n배 높이면 전류는 1/n 이 되고 손실 전력은 1/n^2 이 된다고 말하는데.. 그냥 총 송전 전력과 전선의 저항을 구체적인 숫자로 놓고 대입해보면 그렇게 된다는 것을 알 수 있었습니다. 그런데... 공식으로는 이해하기가 쉽지 않네요..
> P=IV=V^2/R=I^2R 이 세 가지 공식을 이용해서 설명해 주실 수 없을까요?
> 설명할 수 있는 공식이라면 어떻게 설명할 수 있는지 설명해 주시고....
> 설명할 수 없는 공식은 왜 그런지 그 이유까지 즉, 아까 11번 문제처럼 만약 특정 공식을 사용할 수 없다면 왜 그런지(어떤 요인을 조작해주면 따라서 변하는 요인이 공식에 들어가 있다는 등의 이유)까지도 알려주셨으면 좋겠습니다.
>
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< 손실전력에 대하여 ~ >>
P=IV=V^2/R=I^2R 이 세 가지 공식은 소비전력이라고 합니다. 세 공식 중 어떤 공식을 사용하는냐는 문제에 따라 달라집니다. 즉, 변하지 않고 일정한 양이 어떤것인지 판단해야 합니다. 직렬연결 회로인 경우 전류가 일정하므로 P=I^2 R 이 좋겠고, 병렬연결인 경우 전압(V)이 일정하므로P=V^2/R을 이용하면 됩니다. 여기까지는 저항(R)이 일정한 값으로 변하지 않기 때문에 모두 사용가능 합니다.
교류송전에서 손실전력은 저항(R)이 일정하지 않고 전압(V) 또한 일정하지 않습니다. 그 이유는 저항이 도선의 길이에 비례하게되고 저항이 각 위치마다 달라지면 전압(V)도 각 위치마다 달라집니다. 그럼 달라지지 않는 양은 전류(I)밖에 없는데,......어디에서 변하지 않는 것을 찾을 수 있을까요 ~~?
에너지 보존법칙을 이용한다면 P=V_o xI_o = I_1 x V_1 을 이용하여 (V_1)/(V_o) = (I_o)/(I_1) 에 페러데이 법칙(변압기원리)를 추가하여 (V_1)/(V_o) = (I_o)/(I_1)=N_1 /N_0 또한
[손실전력=보내는전력-받는전력]에 넣어서 최종적으로 계산한 내용이 학생이 알고 있는 식[전압을 n배 높이면 전류는 1/n 이 되고 손실 전력은 1/n^2 이 된다]이 되는 것입니다.
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[Re]물리 공부하면서 전기에 관련된 질문입니다.