고졸 과학 · 전력 수송과 변압기
과학에서 「전력 수송과 변압기」 문항은 공식 하나를 정확히 쓰느냐로 점수가 갈립니다. 외울 식, 예제, 흔한 실수를 차례로 봅니다.
「전력 수송과 변압기」 핵심
발전소에서 만든 전기는 먼 거리로 보내는 동안 송전선의 저항 때문에 일부가 열로 손실됩니다. 전압을 높여 전류를 줄이면 손실을 크게 줄일 수 있고, 이때 전압을 바꾸는 장치가 변압기입니다.
공식 정리
- 손실 전력 = I²R (전류의 제곱에 비례)
- 같은 전력을 보낼 때 전압을 높이면 전류가 줄어 손실이 줄어든다
- 변압기: 1차·2차 코일의 감은 수 비 = 전압 비 (V₁/V₂ = N₁/N₂)
- 발전소 → 변전소(승압) → 송전 → 변전소(감압) → 가정
풀이를 보기 전에 풀어 보기
문제 같은 전력을 보낼 때 송전 전압을 2배로 높이면 손실 전력은 어떻게 되는가?
풀이 보기
전류가 1/2로 줄고, 손실 전력은 전류의 제곱에 비례하므로 1/4로 줄어듭니다.
전력 수송과 변압기 풀이 3단계
- 전압이 바뀌면 전류가 어떻게 변하는지 구한다 (전력 일정: 전압 × 전류)
- 손실 전력은 전류의 제곱으로 계산한다
- 변압기 문항이면 감은 수 비로 전압을 구한다
기출과 비슷한 형태로
문제 1차 코일 100회에 200V가 걸릴 때, 50회 감긴 2차 코일의 전압은?
풀이 보기
감은 수가 절반이므로 전압도 절반인 100V입니다.
두 문제 가운데 하나라도 막혔다면, 첫 체험 수업에서 바로 이 부분부터 짚어 드립니다. 무료 체험으로 확인하기
시험에 나온 모습
분석한 1개 회차에서는 이 개념을 직접 묻는 문항이 없었습니다. 다만 발전과 신재생 에너지 단원의 다른 문항을 풀 때 함께 쓰이는 경우가 많아 정리해 둘 가치가 있습니다.
전력 수송과 변압기에서 틀리는 곳
전압을 높이면 손실도 커진다고 고르는 실수가 있습니다. 같은 전력이면 전압이 높을수록 전류가 작아져 손실이 줄어듭니다.
헷갈리는 개념과 구분하기
송전 전압과 가정용 전압은 다릅니다. 멀리 보낼 때는 수십만 볼트로 높여 손실을 줄이고, 가정에서는 안전을 위해 220V로 낮춰 씁니다.
변압기는 직류에도 쓸 수 있나요?
쓸 수 없습니다. 변압기는 전자기 유도를 이용하므로 전류의 세기와 방향이 계속 바뀌는 교류에서만 작동합니다.