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1[9급 지방직 전기이론] 17년 1회차
220[V]의 교류전원에 소비전력 60[W]인 전구와 500[W]인 전열기를 직렬로 연결하여 사용하고 있다. 60[W] 전구를 30[W] 전구로 교체할 때 옳은 것은?
1
전열기의 소비전력이 증가한다.
2
전열기의 소비전력이 감소한다.
3
전열기에 흐르는 전류가 증가한다.
4
전열기의 소비전력은 변하지 않는다.
해설

30 W 전구로 바꾸면 회로 전류가 줄어 전열기의 소비전력이 감소한다.

정격전력이 작은 전구일수록 저항이 크다.
R=V2PR=\dfrac{V^2}{P} 이므로 R60=220260≈807 ΩR_{60}=\dfrac{220^2}{60}\approx 807\,\mathrm{\Omega}, R30=220230≈1613 ΩR_{30}=\dfrac{220^2}{30}\approx 1613\,\mathrm{\Omega}

직렬 합성저항이 커지므로 전류 I=VRtotalI=\dfrac{V}{R_{total}}가 줄고, 저항이 일정한 전열기의 전력 P=I2RP=I^2R도 전류의 제곱에 비례해 감소한다.

  • 전열기 소비전력 증가: 전류가 줄어드므로 오히려 감소한다.
  • 전열기에 흐르는 전류 증가: 합성저항이 커져 전류는 감소한다.
  • 전열기 소비전력 불변: 전류가 변하므로 전력도 변한다.

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