05강. 전하량

5강 전하량	동화중학교

학습내용   전하량이 보존되는 원리를 알아본다.

키워드     전하량, 도선, 쿨롬, 전류, 전구, 보존, 직렬, 병렬, 전기 회로, 단면

공략 포인트

1. 도선의 단면을 얼마만큼 통과했을까? 전하량

2. 전하 : 작은 입자가 가지고 있는 전기. 예) 전자는 –전하를 띠는 입자이다. 전하량 = 전기의 양

▶ 전류(電流) : 전기가 흐르는 것.

▶ 전하량(電荷量, electric charge) : 흘러간 전기의 양을 모아놓은 것. 전기를 띠고 있는 양.

1. 전하량 : 도선의 한 단면을 통과하는 전하의 양

2. 단위 : C (쿨롬)  ⇨ 1C : 도선의 한 단면을 1A의 전류가 1초 동안 통과하는 전하량

물을 모은 양

(물의양)

전기 모은 양(전하량)

물이 세게 흐르면? 단 시간에 물의 양이 많다

전류가 세게 흐르면? 단 시간에 전하량이 많다

※ 전류↑, 시간 ↑ ⇨ 전하량 ↑

물 흐름

수도관

전류

도선

3. 전하량(C) :   전류의 세기(A) × 시간(s)

⇨ 1C = 1A × 1s = 전자 6.25 × 1018개가 가진 전하량

1개의 전자가 가지는 전하량 : 1.6 × 10-19C. 엄청나게 작은 수죠? ^^

문제 01. 어떤 도선에 200mA의 전류가 4초간 흘렀다. 그 동안 도선의 단면을 지나간 전하량은 몇 C인지 구하시오.

전하량(C) = 전류(A) × 초(s). 단위를 맞추어야 한다. 1A = 1000 mA

? C = 0.2 A × 4초 = 0.8 C이다.

문제 02. 다음 A~C의 전하량을 바르게 비교하시오.

A. 10 mA의 전류가 1분 동안 흘렀을 때의 전하량

B. 전자 1.25 × 1019개가 가진 전하량

C. 2A의 전류가 5초 동안 흘렀을 때, 회로의 한 단면을 통과한 전하량

전하량(C) = 전류(A) × 초(s)

A. 10 mA의 전류가 1분 동안 흘렀을 때의 전하량 : 0.01 A × 60s = 0.6C

B. 전자 1.25 × 1019개가 가진 전하량 : 6.25 × 1018개 ⇨ 1C

1.25 × 10 × 1018개 = 12.5 × 1018  = 2 × 6.25 × 1018 = 2C

C. 2A의 전류가 5초 동안 흘렀을 때, 회로의 한 단면을 통과한 전하량 : 2 × 5 = 10 C 정답 : C > B > A

전하는 사라지지 않아!! . 전하량 보존 법칙

전하량 보존 법칙 : 도선에 전류가 흐를 때 전하는 새로 생기거나 사라지지 않고 일정하게 보존된다.

(가) I A = I B = I C. 물의 양 A = 물의 양 B = 물의 양 C.

전구가 직렬로 연결된 전기 회로에서 도선을 따라 흐르는 전하량은 전구를 통과한 후에도 처음과 같다. 이것은 수로를 흐르는 물은 물레방아를 돌리고 난 후에도 처음의 양과 같은 것에 비유할 수 있다.

(나) I A = I B + I C.   물의 양 A = 물의 양 B + 물의 양 C.

전구가 병렬로 연결된 회로에서, 나누어진 각 도선에 흐르는 전하량의 합은 나누어지기 전의 한 도선에 흐르던 전하량과 같다.

이것은 물이 양쪽으로 갈라져서 흐르더라도, 물의 총량은 변하지 않는 것에 비유할 수 있다. 따라서 도선에 흐르는

( 전하 )의 양은 도중에 사라지거나 새로 만들어지지 않고 일정하게 보존된다. 이를 ( 전하량 보존 법칙 )이라고 한다. 즉, 전기회로에서 전하가 전구를 지나면서 전구에 불을 밝히면, 전기 에너지는 감소하지만 전하량은 변하지 않는다.

문제01. 전구가 병렬로 연결된 회로에서, 나누어진 각 도선에 흐르는 전하량의 합은 나누어지기 전의 한 도선에 흐르던 전하량과 같다. ( ○ , × )

문제02. 다음 회로의 전구(가)를 30초 동안 지나는 전하량은 몇 C인지 구하시오.

병렬 연결이다. 0.2A × 30초 = 6C이다.

문제03. 그림과 같은 전기 회로도의 A점에 10초 동안 0.2A의 전류가 흘렀다. 이때 10초 동안 B점을 통과한 전자의 전하량은 몇 C인지 구하시오.

A점 : 10초 동안 0.2 A.  B : 0.2 A × 10초 = 2 C 이다.

요점 정리

1. 전하량 : 도선의 한 단면을 통과하는 전하의 양

① 단위 : C(쿨롬)

② 전하량(C) : 전류의 세기(A) × 시간(s)

2. 전하량 보존 법칙 : 도선에 전류가 흐를 때 전하는 새로 생기거나 하라지지 않고 일정하게 보존된다.