안녕하세요~♨
가슴은 뜨겁고 머리는 차가운
디바이스마트의 태음인 대표 솔다입니다
오늘은 '줄의 법칙'에 대해 배워보도록 하겠습니다
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먼저 줄의 법칙이란 무엇인가??
빠밤!
어려운 버전
"전류가 도체를 흐를때 발생한 열은 전류의 제곱과 전선의 전기저항의 곱에 비례한다"
어려운 버전으로 알아들으셨다면 충분하지만
솔다는 설명충이기 때문에 쉬운 버전도 준비했습니다
쉬운 버전
"전기가 어떤 도체에 흐를때 나는 열
↑비례↓
전류² × 도체의 저항"
이런 법칙이 있기때문에
전류와 도체의 저항을 알면
특정 계수를 대입해서 발열량을 미리 알 수 있습니다!
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발열량의 계산법에 앞서
사용할 기호는 다음과 같습니다
R = 저항, 단위는 Ω
I = 전류, 단위는 A
t = 시간, 단위는 s
Q = 열량 , 단위는 cal
열량의 단위가 익숙하죠?
다이어트하면 꼭 보게되는 그 칼로리와 동일합니다
1칼로리가 있으면 물 1g의 온도를 14.5℃ 에서 15.5℃로
높일 수 있습니다
즉 밥 한공기인 약 300kcal이면
무려 물 300kg의 온도를 14.5℃ 에서 15.5℃로 높일 수 있는
에너지입니다
아쉽게도 아래의 수식으로는 발열의 온도 자체를 알 수는 없습니다
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설명이 이것저것 많았으니
본격적으로 줄의 법칙의 수식을 살펴보도록 하겠습니다
Q=0.24RI²t
위와같이 아주 짧고 간단한 수식인데요
위에서 설명드리지 않은 0.24라는 상수는
열량으로 치환하기 위한 계수입니다
위 수식을 이용해서
LED를 켤때 사용하는 저항에 발생하는 열량을
구해보도록 하겠습니다
5V 일때 저항을 250Ω 사용하면 20mA의 전류가 흐릅니다
이 회로를 한시간(3600초) 동안 켜놓았다고 가정합니다
그럼
0.24 × 250Ω × (0.02)²A × 3600s
먼저 제곱을 계산해주시고
0.24 × 250Ω × 0.0004A × 3600s
구해진 값들을 모두 곱해줍니다
86.4라는 값이 나오는데요
당연히 단위는 cal입니다.
Q = 86.4cal
한 시간동안 물 86g 정도를 1℃ 높일 수 있을 정도의
열량이 발생했음을 알 수 있습니다
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그렇다면! 공급해 줄 수 있는 전류가 한정적일때
예를들어 1A일 때, 단위 시간당 열량(발열)을 높일 수 있는 방법은
무엇일까요??
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| (두뇌풀가동!) |
정답은 "저항을 높인다" 입니다
저항을 높이는 데는 여러가지 방법이 있는데요
저항에 관련해서는 다음시간에 다루려고 합니다
도체의 발열이 필요한 구조에는
저항이 높은 니크롬선을 도체로 많이 사용합니다
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지금까지 '줄의 법칙'에 대해 알아보았구요
봐주셔서 항상
♨감사합니다♨
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