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1[소방시설관리사 1차] 19년 1회차
동일한 배터리와 전구를 사용하여 그림과 같이 2개의 회로를 구성하였다. 다음 중 옳은 것은?
문제 이미지
1
모든 전구의 밝기는 동일하다.
2
모든 배터리의 사용시간은 동일하다.
3
전구 C는 전구 A보다 밝다.
4
배터리 B의 사용시간은 배터리 A보다 길다.
해설

병렬로 연결된 전구 C가 직렬로 연결된 전구 A보다 밝다.

그림 왼쪽은 배터리 A에 전구 A와 전구 B가 직렬로 붙어 있어 각 전구에는 전원전압의 절반만 걸린다. 오른쪽은 배터리 B에 전구 C와 전구 D가 병렬로 붙어 있어 각 전구에 전원전압 전체가 걸린다.

전구 저항을 R, 배터리 전압을 V로 두면 직렬 쪽 전구 하나의 소비전력은 P=(V/2)2R=V24RP=\dfrac{(V/2)^2}{R}=\dfrac{V^2}{4R}, 병렬 쪽은 P=V2RP=\dfrac{V^2}{R}이므로 밝기가 4배 차이가 난다.

또 전체 전류는 직렬 회로가 V/2RV/2R, 병렬 회로가 2V/R2V/R로 병렬 쪽이 4배 크다. 따라서 모든 전구의 밝기가 같다거나 배터리 사용시간이 같다는 설명은 성립하지 않으며, 배터리 B가 배터리 A보다 훨씬 빨리 방전된다.

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