์ ๋ ฅ ์์ค์ด๋?
์ ๋ ฅ ์์ค(์๋น ์ ๋ ฅ)์ ์ ํญ ์์์ ์ ๋ฅ๊ฐ ํ๋ฅผ ๋ ์ ๊ธฐ ์๋์ง๊ฐ ์ด๋ก ๋ฐ๋๋ ๋น์จ์ ๋งํฉ๋๋ค. ์ ๋ฅ๊ฐ ์ ํญ์ ํต๊ณผํ๋ฉด ์ ํญ์ด ํ๋ฆ์ ๋ฐฉํดํ๊ณ , ๊ทธ ๊ณผ์ ์์ ์์ด๋ฒ๋ฆฐ ์๋์ง๊ฐ ์ด๋ก ๋ํ๋ฉ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๊ณ ์ ์ ์ธ ๊ณต์ \(P = I^2 \times R\)๋ฅผ ์ด์ฉํด ์๋น ์ ๋ ฅ์ ๊ตฌํฉ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ P๋ ์ ๋ ฅ(์ํธ, W), I๋ ์ ๋ฅ(์ํ์ด, A), R์ ์ ํญ(์ด, ฮฉ)์ ๋๋ค. ์ด ๊ด๊ณ์์ ๋ชจ๋ ์ ํญ์ฑ ํ๋ก ์์์ ๋ณดํธ์ ์ผ๋ก ์ ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
๊ณ์ฐ๊ธฐ ์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์์์ ํ๋ฅด๋ ์ ๋ฅ๋ฅผ ์ํ์ด(A) ๋จ์๋ก, ์ ํญ์ ์ด(ฮฉ) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ ๋ฅ๋ฅผ ์ ๊ณฑํ ๋ค ์ ํญ์ ๊ณฑํด ์๋น ์ ๋ ฅ์ ์ํธ(W) ๋จ์๋ก ์๋ ค์ค๋๋ค. ์ ํญ ์ฉ๋ ์ ์ , ๋ฐ์ด๋ ์์ธก, ๋ฐฉ์ดํ ์ ํ, ๋๋ ๋ถํ์ด ์ ๊ฒฉ ์ ๋ ฅ ๋ฒ์ ์์์ ๋์ํ๋์ง ํ์ธํ๋ ๋ฐ ํ์ฉํ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณต์ ์์ธํ ์์๋ณด๊ธฐ
\(P = I^2 R\) ๊ณต์์ ์ด์ ๋ฒ์น(\(V = IR\))๊ณผ ์ผ๋ฐ ์ ๋ ฅ ๊ณต์(\(P = VI\))์ ๊ฒฐํฉํด ์ป์ต๋๋ค. \(P = VI\)์ \(V = IR\)์ ๋์ ํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ฉ๋๋ค.
$$P = (IR) \cdot I = I^2 R$$์ ๋ฅ๊ฐ ์ ๊ณฑ์ผ๋ก ๋ค์ด๊ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ๋ฅ๊ฐ 2๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ฉด ์๋น ์ ๋ ฅ์ 4๋ฐฐ๋ก ๋์ด๋ฉ๋๋ค. ๋์ ๋ฅ ์ฐ๊ฒฐ๋ถ์ ๊ท๊ฒฉ์ ์ ์คํ๊ฒ ์ ์ ํด์ผ ํ๋ ํต์ฌ ์ด์ ๊ฐ ๋ฐ๋ก ์ด๊ฒ์ ๋๋ค.
์์ ํ์ด
2 A์ ์ ๋ฅ๊ฐ 10 ฮฉ ์ ํญ์ ํ๋ฅธ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ฉ๋๋ค.
$$P = (2)^2 \times 10 = 4 \times 10 = 40\ \text{W}$$์ฆ 40์ํธ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์ด ์ ํญ์ ๊ณผ์ด์ ํผํ๊ธฐ ์ํด 40 W๋ฅผ ์ถฉ๋ถํ ์๋๋ ์ ๊ฒฉ ์ ๋ ฅ์ ๊ฐ์ ธ์ผ ํฉ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
\(P = I^2 R\)๋ฅผ ๊ต๋ฅ(AC) ํ๋ก์๋ ์ธ ์ ์๋์? ๋ค, ์ ํญ์ฑ ์์ค(์ ํจ ์ ๋ ฅ)์ ๊ณ์ฐํ ๋๋ ์ ๋ฅ \(I\)์ RMS(์คํจ๊ฐ) ์ ๋ฅ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค.
์ ์๊ณผ ์ ํญ๋ง ์๊ณ ์๋ค๋ฉด ์ด๋ป๊ฒ ํ๋์? ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋๋ฑํ ํํ์ธ \(P = V^2/R\) ๊ณต์์ ์ฌ์ฉํ์ธ์. ๋ ๋ค ์ด์ ๋ฒ์น์์ ์ ๋๋ ์์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค.
์ ์ ๋ฅ๋ฅผ ์ ๊ณฑํ๋์? ์ ๋ ฅ์ ์ ๋ฅ์ ์ ์ ๊ฐํ ๋ชจ๋์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋๋ฐ, ์ ์ ๊ฐํ ์์ฒด๊ฐ ์ ๋ฅ์ ๋น๋กํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ฒฐ๊ตญ ์ ๋ ฅ์ ์ ๋ฅ์ ์ ๊ณฑ์ ๋น๋กํฉ๋๋ค.