전류에 관련된 제현상
전기기사 필기 2009년 3회 10번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 전계의 특수 해법 및 전류 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
“줄열은 자유전자가 ( )사이의 공간을 이동하여 서로 충돌하거나 ( )와의 충돌 때문이다.” ( )안에 공통적으로 들어갈 내용으로 알맞은 것은?
선택지 분석
1
오답 함정 분석
금속 도체 내에서 자유전자의 주된 충돌 대상은 원자 격자이며, 단순히 핵으로만 한정하여 표현하지 않습니다.
정답 상세 해설
줄열은 도체 내의 자유전자가 이동하면서 격자 구조를 이루는 원자와 충돌하여 운동 에너지가 열 에너지로 변환되는 현상입니다.
•
Step 1: 도체에 전계가 형성되면 자유전자는 가속되어 원자 사이의 공간을 이동합니다.
•
Step 2: 이동하는 자유전자는 도체 내부의 원자들과 빈번하게 충돌을 일으킵니다.
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Step 3: 충돌 시 전자의 운동 에너지가 원자의 진동 에너지로 전달되어 열이 발생하며, 이를 줄열이라고 합니다.
3
오답 함정 분석
금속 도체는 원자들이 규칙적으로 배열된 결정 격자 구조를 가지므로 분자라는 단위로 설명하는 것은 부적절합니다.
4
오답 함정 분석
전자 상호 간의 충돌도 존재할 수 있으나, 전기 저항과 줄열의 주된 원인은 고정된 원자 격자와의 충돌입니다.
자주 묻는 질문
Q.
줄열이 발생하는 근본적인 이유는 무엇인가요?
도체 내 자유전자가 이동하며 원자와 충돌할 때 발생하는 에너지 손실이 열로 변환되기 때문입니다.
Q.
줄열의 크기는 어떻게 결정되나요?
줄의 법칙에 따라 전류의 제곱, 저항, 그리고 전류가 흐른 시간에 비례하여 결정됩니다.