중3과학/전류/전압/전류와 전압의 관계

전선이 연결된 전등의 스위치를 누르면 전등이 켜져 방 안이 밝아지고, 텔레비전의 전원 스위치를 누르면 화면이 켜지고 소리가 난다. 전선이 연결된 전등의 스위치를 누르면 전등이 켜져 방 안이 밝아지고, 텔레비전의 전원 스위치를 누르면 화면이 켜지고 소리가 난다. 다음 활동을 통해 전선을 따라 이동하는 것은 무엇인지 알아보자.전하의 흐름을 전류라고 한다. 활동에서는 순간적으로 전류가 흐르지만 전지가 연결된 전기 회로에서는 전류가 계속 흐를 수 있다.

그러면 전류가 흐를 때 전선 내부에서는 어떤 일이 일어날까? 전기 회로에서 스위치가 열려 있으면 전선 내부의 전자들이 여러 방향으로 불규칙하게 움직이므로 전류가 흐르지 않는다. 스위치를 닫으면 전선 내부의 전자들이 전지의 (-)극에서 (`+)극 쪽으로 이동하므로 전류가 흘러 전구에 불이 켜진다. 전자의 존재를 알지 못하던 때 과학자들은 전류가 전지의 (`+)극에서 (`-)극 쪽으로 흐른다고 정하였다. 그 후 전선에 흐르는 전류는 전지의 (`-)극에서 (`+)극 쪽으로 이동하는 전자의 이동임이 밝혀졌다. 그래서 현재 전류의 방향은 전지의 (`+)극에서 (`-)극 쪽으로 흐르는 방향이고, 전자의 이동방향과 반대이다.전류의 세기는 전기 회로에서 일정한 시간 동안 전선을 통과하는 전하의 양

으로 나타낼 수 있다. 1초 동안 전선의 한 단면을 통과하는 전하의 양을 전류의 세기라고 하며, 단위로는 A(암페어)를 사용한다.전구 하나를 연결한 전기 회로에서는 전구에 불이 켜지더라도 전구를 지나기 전 전류의 세기는 전구를 지난 후 전선에 흐르는 전류의 세기와 같다. 따라서 전기 회로에 흐르는 전류의 세기는 어느 곳에서나 항상 같다. 전구 두 개를 병렬 연결한 전기 회로에서는 두 전선으로 나누어지기 전 전류의 세기가 두 전구가 연결된 전선에 흐르는 전류의 세기의 합과 같다. 따라서 나누어지기 전 한 전선에 흐르는 전류의 세기는 나누어진 두 전선에 흐르는 전류의 세기의 합과 같다. 어떤 전기 기구에 흘러 들어가는 전류의 세기는 흘러나오는 전류의 세기와 같으며, 전류가 나누어져 흐르더라도 각 전선에 흐르는 전류의 세기의 합은 항상 같다. 이처럼 전선을 통해 전류가 흐를 때 전하는 없어지거나 새로 만들어지지 않고 항상 그 양이 일정하게 보존된다. 이를 전하량 보존 법칙이라고 한다.

물은 높이 차가 있으면 항상 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르게 된다. 이러한 물의 흐름을 전류에 비유해 보자. 전구가 연결된 전기 회로에 전지를 연결하면 전류가 흘러 전구의 불이 켜진다. 전지는 펌프와 같이 전선을 따라 전류가 계속 흐를 수 있게 해 준다. 이때 물의 높이 차와 같이 전기 회로에서 전류를 흐르게 하는 능력을 전압이라고 하며, 단위로는 V(볼트)를 사용한다.전구에 걸리는 전압은 전지의 연결 방법에 따라 달라진다. 전지를 직렬로 연결하면 전지의 수가 많을수록 전압이 점점 커지고, 전지를

병렬로 연결하면 전지의 수가 많아지더라도 전압은 전지 하나일 때와 같다.전지를 직렬로 연결하면 큰 전압을 얻을 수 있어 전구의 밝기는 전지 하나일 때보다 밝지만 전지의 사용 시간은 전지 하나일 때와 같다. 전지를 병렬로 연결하면 전구의 밝기는 전지 하나일 때와 같지만 전지의 사용 시간은 전지 하나일 때보다 길다.