4강. 전류, 전압

4강. 전류, 전압	동화중학교

학습 내용    전류와 전압을 이해하고 전류계, 전압계의 사용원리를 알아본다.

키워드       전류계, 전압계, 최댓값, 단자, 병렬, 직혈, 전압, 전류, 회로

공략 포인트

1. 전류계의 사용방법	2. 전압계의 사용방법

전류 - 암페어(A), 전압 – 볼트(V), 저항 – 옴(Ω)

1. 전류

(1) 전류 : 전하의 흐름

□ 전류가 흐르는 이유 : 전기회로에서는 ( 전자 )들이 이동하면서 전하를 운반하기 때문

① 전류의 이동 방향* : 전지의 (+)극 → 전지의 (-)극

② 전자의 이동 방향 : 전지의 (-)극 → 전지의 (+)극

□ 전지의 (+)극은 (-)전하를 띠는 전자를 끌어당긴다.

③ 전류의 흐름에 따른 전자의 운동

(가) 전류가 흐르지 않을 때              (나) 전류가 흐를 때

전자들이 불규칙하게 여러 방향으로 움직임.     전자들이 전지(-)극에서 (+)극으로 이동

(2) 전류의 세기(I) : 1초 동안 도선의 한 단면을 통과하는 전하의 양

① 단위 : 암페어(A), mA(밀리암페어) ⇨ 1A = 1,000 mA

프랑스의 물리학자 앙페르(A. M. Ampère)의 이름에서 유래됨

② 1A : 1초 동안 도선의 한 단면을 6.25×1018개의 전자가 통과할 때 전류의 세기

(3) 전류계

① 영점조절 : 회로 연결 전 영정 조절 나사로 바늘이 0을 가르키도록 조절

② 회로 연결 : ( 직렬연결*), (+)단자는 전지의 (+)극 쪽에, (-)단자는 (-)극 쪽엔 연결한다.

전압계는 병렬연결한다. 전류계는 전하의 흐름이 병렬과 달리 갈라지지 않기 때문에 전구나 전류계에서 측정되는 전류가 같다. 그러나 병렬연결을 하면 양쪽으로 나눠지게 되므로 전구에 흐르는 전류를 측정할 수 없다. 전류의 흐름에는 저항이 있기 때문에 전류계는 저항이 아주 작은 것으로 해야 한다.

③ (-)단자 선택 : 전류의 세기를 예상할 수 없을 때 : (-)단자 중 최대 전류값이 가장 ( 큰 )단자부터 연결 [그림에서는 500 mA에 연결되어 있음]

④ 전류계의 눈금 읽기 : 전기 회로에 연결된 (-)단자에 해당하는 눈금을 읽음.

전류계 눈금이 최대값를 벗어난 경우,

전류계의 (-)단자를 500mA의 높은 것으로 바꾸어 연결한다.

→ 전류계는 최대 전류값의 단자부터 연결한다.

(4) 전류 기호

전지       저항       전구      스위치      전류계      전압계

문제 01. 전류계의 눈금이 그림과 같을 때 올바른 연결 방법은?

① 전류계의 영점을 조절한다.

② 전류계에 연결된 도선을 다른 것을 바꾼다.

③ 전류계의 (+)단자와 (-)단자를 서로 바꾸어 연결한다.

④ 전류계의 (-)단자가 최대 전류값이 5A인 것으로 연결한다.

⑤ 전류계와 전구의 연결을 병렬연결로 연결한다.

※ 전압 – 볼트(V), 저항 – 옴(Ω)

2. 전압

(1) 전압(V) : 전기 회로에 전류를 흐르게 하는 능력(단위 : V(볼트))

이탈리아 과학자 볼타의 이름에서 유래

(2) 물의 흐름과 전기 회로의 비교(수압과 전압의 비교)

	◦ 물의 높이 차(수압)에 의해 무링 흐르는 것처럼 전압에 의해 전류가 흐른다. ◦ 수압이 높아지면 물의흐름이 세지는 것처럼 전압이 높아지면 전류가 세진다. ▸물의 흐름 - ( 전류 ) ▸ 물레방아 - ( 전구 ) ▸ 밸브 - ( 스위치 ) ▸ 수도관 - ( 도선(전선) ) ▸ 펌프 – 전지 ▸ 물의 높이 차(수압) - ( 전압 )

(3) 전압계 : 전압의 크기를 측정하는 기구

	[전기 회로 연결방법] ❶ 직류용(V)인지 교류용(V)인지 확인 → 왼쪽 그림은 교류용 전지이다 ❷ 영점 조절 나사로 영점을 조정 ❸ 회로에 병렬로 연결 → 전류계와 다른점! ❹ 전지에 직접 연결 – 내부 저항이 커서 전류계와 달리 전지에 직접 연결하여 사용 가능 [단자 연결 방법] ❶ 전압계의 (+)단자는 전지의 (+극 쪽에 (-) 단자는 전지의 (-)극 쪽에 연결한다. ❷ 전압의 크기를 예상할 수 없을 때는 (-)단자 중 최댓값이 가장 큰 단자부터 차례대로 연결한다.

문제 02. 그림은 어떤 전기 회로에 연결된 전압계의 눈금을 나타낸 것이다. 전압계의 (-)단자가 3V에 연결되어 있다면, 이 회로에 걸리는 전압의 크기는 몇 V인가?

[풀이] 3V에 연결되어 있으므로 전압계의 아래 눈금을 읽으면된다. 1.5 V를 가리키고 있다.

문제 03. 전압계의 눈금이 그림과 같을 때 보다 쉽게 눈금을 읽을 수 있는 방법은?

[풀이] 전압계의 (-)단자 중 15V에 연결되어 있다. 이때 값이 첫 번째 눈금을 가리키므로 1V이다. 전압이 약하게 걸려 있는 것이다. 따라서 ‘보다 정확하게 측정’하기 위해서는 최댓값이 낫은 3V에 연결하여 측정하면 된다. 그러면 바늘은 그림보다 오른쪽으로 이동하게 된다.

3. 전류계와 전압계의 차이점과 공통점

구분	전류계	전압계
차이점	◦회로에 ( 직렬 ) 연결 ◦전지에 직접 연결하지 않는다 ◦내부 저항이 ( 작음 )	◦회로에 ( 병렬 )연결 ◦전지에 직접 연결할 수 있다 ◦ 내부 저항이 ( 큼 )
공통점	(+)단자는 전지의 (+)극 쪽에 (-)단자는 전지의 (-)극 쪽에 연결한다. 측정값을 모를 때는 (-)단자 중 최대값이 가장 큰 단자부터 차례대로 연결한다.

요점 정리

전류계의 사용 방법

① 회로에 직렬로 연결   ② 가장 큰 값의 (-)단자부터 차례로 연결

③ (+)단자는 전지의 (+)극에, (-)단자는 전지의 (-)극에 연결

전압계의 사용 방법

① 회로에 병렬로 연결   ② 가장 큰 값의 (-)단자부터 차례로 연결

③ (+)단자는 전지의 (+)극에, (-)단자는 전지의 (-)극에 연결