질문 고1 통합과학 변압기 코일 감은 수 변화 질문

[거창애플딸기]

------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)

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------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)

답은 ㄴ, ㄷ으로 나와 있습니다.

그런데 ㄴ 선택지에서

문제에서 "전원을 통해 변압기에 공급되는 전력이 일정"하다고 조건을 제시하는데요,

그렇다면 저항값이 일정하다면 저항에서 소비되는 전력이 일정하고,

따라서 2차 코일의 전류, 전압이 일정하고,

결론적으로 1차 코일 감은 횟수를 증가시키더라도 2차 코일에 연결된 저항에 걸리는 전압이 같다고 판단할 수 있을 것 같은데요.

(1차 코일의 전압은 증가, 전류는 감소)

제 의견이 타당한지 여쭙고자 질문 드립니다.

[물리를물2치자]

전력 P는 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있습니다. (P=VI)
변압기에서 에너지 손실을 무시하므로 전원이 공급하는 전력은 모두 저항으로 전달됩니다.
따라서 P = V_1 * I_1 = V_2 * I_2 입니다.
그런데 여기서 1차 코일의 감은 횟수(N_1)를 증가시키면 V_2는 감소하게 됩니다. (N_2 / N_1 = V_2 / V_1 에서 V_1, N_2는 일정)
전압이 감소한다면 전류는 어떻게 될까요? 전력이 일정하기 때문에 전류는 증가하게 될 것입니다.
따라서 저항에서 소비되는 전력은 증가하게 됩니다. (소비전력 P'=I^2 * R)

변압기에서 감은 수와 전압에 대한 관계를 다시 보시면 좋을 것 같습니다.

[자생초]

공급 전력이 일정한데 소비 전력이 변하는 것은 말이 안 되지 않나요? 제가 볼 땐 문제 오류로 보입니다. 가변 저항이 추가되든지, 공급 전압을 일정하게 유지시키든지해야될 것 같습니다.

[거창애플딸기]

아하, 말씀하신 논리로 아이들에게 설명했는데, 질문이 들어와서 다시 생각해보았습니다. 상세히 알려주셔서 감사합니다!

[거창애플딸기]

답변 감사드립니다. 저도 그렇게 생각합니다...~~ '전력이 일정'을 '전압이 일정'으로 수정해야겠습니다...

[꿈상상]

1차코일 전압이 증가하므로, 2차 코일 전압은 감소하고, 2차 코일 쪽 전류는 증가하여, 그 둘의 곱인 '소비 전력'은 일정한 것 아닌지요? 즉, 연결된 저항에 전압은 작아지고, 전류는 커지고요. 그래서 ㄴ 보기는 맞고요.

[거창애플딸기]

2차 코일의 전압이 감소하고 전류가 증가하면 2차 코일에 연결된 저항이 감소하게 되어서요..!! ㄴ 보기를 맞게 하려면 자생초 님 말씀대로 가변저항을 설정해야겠네요. 감사합니다!

[카르마]

첫문장이 이상해 보입니다.

[카르마]

왜 소비전력을 I제곱 R 로 하나요? 공급전력과 마찬가지로 전류와 전압의 곱으로 해야하지 않나요? 저는 이 문제가 딱히 오류라는 생각이 들지 않는데요?

[거창애플딸기]

소비전력을 전류와 전압의 곱으로 하면 ㄴ 선택지가 옳다는 근거가 어떻게 나오는지요?

[카르마]

그건 이미 위에서 꿈상상님께서 설명해 주셨습니다

[거창애플딸기]

네, 끔상상님 댓글에 저항이 변하지 않느냐고 제가 의문을 제시해서요. 이상해 보인다고 하시는 근거가 무엇인지요?

[카르마]

첫 댓글에서 소비전력에 대해서 잘못 말씀해 주셨고
그걸 자생초님이 의문을 제기하셨는데 소비전력이 변하지 않아야 한다는 부분까지는 맞으셨는데 문제 오류라고 하신건 잘못 생각하신 듯 합니다.
가변저항이 필요하거나 공급전압을 유지해야 할 문제로 보이지는 않습니다
원글에서 질문하신 분이 말씀하신 부분이 타당하지 않아 보입니다.
1차 코일의 감은수를 증가시키면 2차 코일에 걸리는 전압이 감소합니다. 공급전력이 일정하므로 2차 코일의 전류는 증가합니다.