처음에는 한 개의 전구가 하나의 배터리에 연결되어 있다. 그런 다음, 2개의 전구가 같은 배터리에 직렬로 연결되면 배터리가 내는 전류나 전압의 양은 어떻게 될까?
(a) 더 적은 전류를 낸다.
(b) 더 많은 전류를 낸다.
(c) 더 적은 전압을 낸다
(d) 같은 전류를 낸다.
어떻게 연결한 전구의 불빛이 더 밝겠는가?
(a) A
(b) B
(c) 둘 다 같다.
정답 : 둘다 a
배터리는 (예컨대 6 볼트 또는 12 볼트 같은) 일정한 전압을 제공하는데 그것은 마치 일정한 압력같은 것이다. 전압은 전구를 통해 전하의 흐름인 전류가 흐르도록 하는데 전구는 그 흐름을 방해한다. 도선 또한 흐름을 방해하나, 전구의 내부저항이 그것보다 훨씬 더 크다. 직렬로 연결된 2개의 전구는 1개의 전구에 비해 2배의 저항을 갖는다. 저항이 2배가 되면 전하의 흐름은 반으로 줄어든다. 즉 전류는 반이 된다.
이러한 상황은 신체의 내부와 흡사하다. 동맥이 막히면 혈류에 대한 저항이 증가하여 피가 적게 흐르게 된다. 만약 저항이 2배가 되면 혈류량은 1/2로 준다. 그러나 사람의 몸은 절반 만의 혈류로 지탱할 수 없어 더 많은 혈류를 필요하게 된다. 따라서 심장은 더 많은 피가 동맥의 저항을 통하도록 더 큰 압력(고혈압)으로 펌프질한다. 심장은 배터리와 같다. 즉 심장은 압력 또는 전압을 공급한다. 그러나 배터리는 최대값이 고정된 일정한 전압만 공급할 뿐이다. 배터리와는 달리 심장은 필요하다면 더 큰 압력을 공급할 수 있으나 그 결과 심장에 무리가 가게 된다.
두 번째 문제의 정답 역시 (a)다. 이미 A 가 더 많은 전류를 낸다는 사실을 알았고 배터리의 출력은 전류 × 전압 이고 A 와 B에서 전압은 똑같으므로, A 가 더 큰 전력을 산출한다는 것을 알 수 있다. 따라서 A의 전구가 더욱 밝다. 좀 과장된 표현을 사용하면 이 개념을 보다 잘 이해할 수 있다. 예를 들어 전구 50개가 직렬로 연결되었다고 가정하자. 이런 경우에 기껏해야 필라멘트들로부터 희미한 붉은 불빛만 보일 것이다. 전구 한 개가 직렬로 연결된 여러개의 전구보다 더 밝은 불빛을 낸다.
