잘못된 전지 연결
위의 왼쪽 그림은 전구에 1.5V 전지를 3개 연결한 회로이다. 다들 알다시피 전구는 1.5V전지로 연결했을 때보다 3배 밝게 빛난다.
만약, 위의 그림처럼 가운데 전지를 뒤집어 연결하였다면, 꼬마전구에 불이 켜질까?
a) 방향이 다른 전지는 단지 전선과 같은 도체의 역할을 하기 때문에 전지 두 개의 밝기로 불이 켜질 것이다.
b) 전류는 양극에서 음극으로 흐르는데, 가운데 전지가 그 흐름을 역행하므로 전류가 흐르지 않는다.
c) 건전지 한 개가 공급하는 전압과 같다. 하지만, 건전지 자체 저항은 커진 셈이므로 한 개 연결했을 때보다는 조금 어둡게 불이 들어온다.
해 답 : 잘못된 전지 연결
답은 c).
회로에서 전지의 연결은 전위차를 만들어 전류가 흐르도록 하는 역할을 한다. 이것은 마치 물레방아를 돌리기 위해 물을 끌어 올리는 펌프와 같다. 건전지 3개를 직렬로연결(빨간 화살표)하였다면, 이것은 물을 펌프 하나로 올리는 것보다 3배 높이 물을 올렸다고 할수 있다.
하지만, 가운데 전지를 거꾸로 연결하는 것은 펌프가 끌어 올린 물을 다음의 펌프가 물을 내리고, 다음의 펌프가 다시 올린 것으로 볼 수 있다. 이것은 펌프 하나가 물을 올리는 것과 같다. 건전지에서도 마찬가지가 된다(파란 화살표). 즉, 1.5V가 된다. 하지만, 전지에는 자체 내부 저항을 가지고 있다.
이 저항은 연결방향에는 관계가 없으므로, 저항은 건전지 3개의 내부저항을 가지게 된다. 옴의 법칙에서 전류=전압/저항이므로 저항이 커지면 전류는 작아지게 되므로 전구에 더 작은 전류가 흐르게 되는 것이다. 즉 건전지 하나를 연결했을 때보다 더 어둡게 불이 들어 온다.
