100V, 500W의 전열선 2개를 같은 전압에서 직렬로 접속한 경우와 병렬로 접속한 경우에 각 전열선에서 소비되는 전력 은 각각 몇 W인가?

① 직렬 : 250, 병렬 : 500

② 직렬 : 250, 병렬 : 2000

③ 직렬 : 500, 병렬 : 500

④ 직렬 : 500, 병렬 : 1000

핵심 해설

PDF 답안표는 ②를 정답으로 제시합니다. 다만 표준적인 회로 계산으로는 각 전열선의 저항이 \(100^2/500=20\Omega\)이고, 같은 100V 전원에서 두 개의 전체 소비전력은 직렬 \(100^2/40=250W\), 병렬 \(100^2/10=1000W\)로 산정됩니다. 따라서 이 문항은 PDF 정답표를 answer_key로 반영하되, 계산상 불일치 가능성을 함께 확인하시는 것이 안전합니다.

학습 포인트

이 문항은 정격전압·정격전력으로부터 전열선 저항을 구하고, 직렬·병렬 접속 시 소비전력을 비교하는 능력을 평가합니다. 100V, 500W 전열선은 먼저 저항 \(R=V^2/P\)로 환산하여야 하며, 이 환산은 전열기 부하 용량 검토와 과부하 판단에서 중요합니다.

선지별 해설

먼저 정격 \(100V, 500W\)에서 전열선 1개의 저항은 \(R=V^2/P=100^2/500=20\Omega\)로 계산됩니다.
두 개를 직렬로 접속하면 전체 저항은 \(40\Omega\)이므로 전체 전력은 \(100^2/40=250W\)입니다. 두 개를 병렬로 접속하면 전체 저항은 \(10\Omega\)이므로 표준 계산상 전체 전력은 \(100^2/10=1000W\)입니다.
PDF 답안표는 ②를 정답으로 제시하므로 JSON의 answer_key는 ②로 기록하였지만, 학습 시에는 선택지와 계산값의 불일치 가능성을 반드시 확인하시는 것이 좋습니다.
① [X] 이 선택지는 PDF 답안표의 답항이 아닙니다. 전열선 저항을 \(20\Omega\)로 환산하면 직렬 전체 250W, 병렬 전체 1000W가 계산되므로, '직렬 : 250, 병렬 : 500'도 표준 계산값과는 일치 여부를 별도로 확인하여야 합니다.
② [O] 이 선택지는 PDF 답안표가 제시한 답항입니다. 그러나 표준 회로 계산에서는 직렬 전체 전력 250W, 병렬 전체 전력 1000W가 산정되므로, '직렬 : 250, 병렬 : 2000'는 답안표 기준으로만 정답 처리되었음을 구별하셔야 합니다.
③ [X] 이 선택지는 PDF 답안표의 답항이 아닙니다. 전열선 저항을 \(20\Omega\)로 환산하면 직렬 전체 250W, 병렬 전체 1000W가 계산되므로, '직렬 : 500, 병렬 : 500'도 표준 계산값과는 일치 여부를 별도로 확인하여야 합니다.
④ [X] 이 선택지는 PDF 답안표의 답항이 아닙니다. 전열선 저항을 \(20\Omega\)로 환산하면 직렬 전체 250W, 병렬 전체 1000W가 계산되므로, '직렬 : 500, 병렬 : 1000'도 표준 계산값과는 일치 여부를 별도로 확인하여야 합니다.

암기 팁

전열선 문제에서는 먼저 \(R=V^2/P\)로 각 전열선 저항을 구한 뒤 전체 접속 저항을 산정하시면 좋습니다.

맞춤 꼼수

100V 500W는 20Ω으로 바꾸고, 직렬은 40Ω·병렬은 10Ω으로 환산하여 \(P=V^2/R\)를 적용하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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