저항률 및 도전율
전기기사 필기 2015년 2회 5번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 전계의 특수 해법 및 전류 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
다음 중 틀린 것은?
선택지 분석
도체의 전류밀도 는 가해진 전기장 에 비례하여 온도변화와 무관하게 항상 일정하다.
정답 상세 해설
전류밀도는 도전율과 전계의 곱으로 나타나며, 도전율은 온도의 영향을 받으므로 전류밀도는 온도 변화와 무관할 수 없습니다.
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Step 1: 옴의 법칙의 미분형인 식을 확인합니다. 여기서 는 전류밀도, 는 도전율, 는 전계의 세기입니다.
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Step 2: 도전율 는 도체의 재질뿐만 아니라 온도에 따라 그 값이 변하는 변수입니다. 일반적으로 금속 도체는 온도가 상승하면 저항이 증가하고 도전율은 감소합니다.
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Step 3: 따라서 전계 가 일정하더라도 온도가 변하면 도전율 가 변하게 되어 전류밀도 도 함께 변화하므로, 온도와 무관하게 항상 일정하다는 설명은 옳지 않습니다.
2
도전율의 변화는 원자구조, 불순도 및 온도에 의하여 설명이 가능하다.
오답 함정 분석
도전율은 물질 내부의 자유전자 거동과 관련이 있으며, 이는 원자 구조, 불순물 함유량, 열적 진동(온도)에 의해 결정됩니다.
3
전기저항은 도체의 재질, 형상, 온도에 따라 결정되는 상수이다.
오답 함정 분석
전기저항 에서 고유저항 는 재질과 온도에 의존하며, 과 는 도체의 형상을 나타냅니다.
4
고유저항의 단위는 이다.
오답 함정 분석
고유저항의 단위는 저항()에 면적()을 곱하고 길이()로 나눈 이 맞습니다.
자주 묻는 질문
Q.
전류밀도와 전계는 어떤 관계인가요?
전류밀도 는 전계 에 비례하며, 그 비례 상수가 도전율 입니다. 이를 옴의 법칙의 국부적인 형태라고 합니다.
Q.
온도가 올라가면 도체의 저항은 어떻게 되나요?
일반적으로 금속 도체는 온도가 상승하면 원자 진동이 활발해져 전자 흐름을 방해하므로 저항이 증가하고 도전율은 감소합니다.