전기의 성질과 전하에의한 전기장

왜 시험에 나오는가

전기기능사 필기의 첫 단원이자, 뒤에 나오는 모든 단원의 단위와 말뜻을 정하는 자리입니다. 여기서 묻는 것은 계산보다 정의입니다 — 전하량의 단위는 무엇인지, 원자가 왜 중성인지, 전자를 잃으면 어떤 전하를 띠는지처럼 한 줄로 답이 갈리는 문제가 많습니다. 그래서 단위와 정의를 헷갈리게 섞어 놓은 보기가 곧 함정입니다. 암페어·볼트·와트를 전하량의 단위로 내미는 식이지요.

핵심 개념

전하와 단위 — 네 글자를 짝지어 외운다

양	기호	단위
전하량	Q	쿨롱(C)
전류	I	암페어(A)
전압	V	볼트(V)
전력	P	와트(W)

「전하량의 단위」를 묻고 보기에 A·V·W를 함께 세워 두는 것이 전형적인 출제 방식입니다. 답은 언제나 쿨롱(C)입니다.

원자가 중성인 이유 — 세는 것은 «양성자와 전자»다

원자는 양성자 수와 전자 수가 같아서 전기적으로 중성입니다. 중성자는 이름 그대로 전하를 띠지 않으므로 이 계산에 끼지 않습니다. 「양성자 수와 중성자 수가 같아서」는 틀린 보기로 자주 나옵니다.

그래서 이온의 부호도 바로 나옵니다. 나트륨 원자가 전자 하나를 잃으면 전자가 양성자보다 하나 적어지므로 양전하를 띱니다(Na⁺). 이때 양성자 수가 늘어난 것이 아닙니다 — 잃은 것은 전자입니다.

쿨롱의 법칙 — 세 가지가 모두 영향을 준다

두 전하 사이에 작용하는 전기력의 크기는

• 두 전하량의 곱에 비례하고,
• 두 전하 사이 거리의 제곱에 반비례하며,
• 매질의 유전율에 반비례합니다.

「영향을 주는 요소를 모두 고르시오」형으로 나오면 대개 «모두»가 답입니다. 특히 거리는 제곱에 반비례한다는 점이 자주 지워집니다.

대전과 정전 유도, 그리고 접지

• 대전 — 두 물체를 마찰시켜 전자가 옮겨 가면서 전하가 분리되는 현상입니다.
• 정전 유도 — 대전체를 가까이 가져가기만 해도 도체 안의 전하가 한쪽으로 몰리는 현상입니다. 접촉하지 않아도 일어납니다.
• 접지 — 도체를 대지와 이어 주면 전하가 대지로 빠져나가 전위가 0이 됩니다. 음전하를 띤 도체를 접지하면 도체에서 접지선 쪽으로 전자가 이동합니다.

이 접지의 원리가 뒤 단원의 안전 규정으로 이어집니다. 기기 외함을 접지해 두면 누전이 생겼을 때 전류가 사람이 아니라 대지로 흐르므로 감전사고를 예방합니다. 접지는 전력 손실을 줄이거나 효율을 올리는 장치가 아닙니다.

콘덴서(커패시터)가 하는 일

두 전극 사이에 전하를 축적해 전기 에너지를 저장하는 소자입니다. 전압을 증폭하거나 저항을 낮추는 부품이 아닙니다 — 보기에 그렇게 적어 두고 고르게 합니다.

암기 포인트

• 전하량 = 쿨롱(C). A·V·W와 섞어 내면 함정입니다.
• 중성의 조건은 양성자 수 = 전자 수. 중성자는 세지 않습니다.
• 전자를 잃으면 양(+), 얻으면 음(−).
• 쿨롱의 법칙: 전하량 곱 ∝ · 거리 제곱 반비례 · 유전율 반비례 — 셋 다 맞습니다.
• 접지의 목적은 전위를 0으로 만들어 감전을 막는 것입니다.
• 콘덴서 = 전하 축적·에너지 저장.