자연계열 1-2번

[제시문 1]

(가) 도선의 전기 저항은 도선의 길이가 길수록 커진다. 이것은 도선의 길이가 길수록 자유 전자와 금속 원자의 충돌 횟수가 많아지기 때문이다. 또한 도선의 단면적이 클수록 전기 저항은 작아진다. 이것은 도선의 단면을 통과하는 자유 전자의 수가 많아져서 전류가 잘 흐르기 때문이다. 따라서 도선의 전기 저항 $\displaystyle R$은 도선의 길이 $\displaystyle l$에 비례하고 단면적 $\displaystyle S$에 반비례한다. 비례상수를 $\displaystyle \rho$라 하면 $\displaystyle R=\rho\frac lS$이다. 도선에 흐르는 전류가 도선의 저항에 반비례하고 도선 사이의 전압에 비례한다는 법칙을 발견한 독일의 물리학자 옴의 이름을 따서 저항의 단위는 $\displaystyle \Omega$(옴)이라고 하며 $\displaystyle \rho$는 물질의 종류에 따라 정해지는 상수로서 물질의 비저항이라고 한다. 여러 개의 저항을 직렬로 연결한 것은 저항이 한 개일 경우에 비해 길이가 더 길어진 것과 같고 병렬로 연결한 것은 굵기가 더 굵어진 것과 같다. 전기회로에서 저항 성분들을 직렬 또는 병렬로 연결할 때 합성저항의 값은 저항의 길이와 단면을 변화시키는 원리로 이해할 수 있다.