백열전구는 주울열의 온도가 높은 영역을 이용한 것인데 비해, 그보다 낮은 온도의 주울열을 이용한 것이 전열기이다.
전열기는 가장 간단한 구조의 전기기구이다. 전열기에는 니크롬선이 사용되고 있는데, 니크롬선은 니켈(77%), 크롬(20%), 망간(2%), 철(1%)의 합금으로 저항이 크고 고온에서도 잘 산화되지 않는 특징이 있다.
같은 굵기와 같은 길이의 니크롬선, 철선, 동선을 직렬로 연결한 다음, 전원에 연결하면 각 선에는 같은 크기의 전류가 흐르지만 각 선의 저항은 니크롬선이 가장 크고 동선이 가장 적으므로 각 선은 모두 온도가 올라가지만 그중에서도 니크롬선이 가장 뜨거워진다.
같은 전류가 흘러도 저항이 적은 동선은 거의 온도가 올라가지 않는다. 전류에 의해 발생하는 열량 Q(칼로리)는 전류 I(A)의 제곱과 저항 R(Ω), 시간 t(초)의 곱에 비례하기 때문이다. 이것을 주울의 법칙이라 한다.
니크롬선의 저항률은 동의 약 60배. 따라서 같은 크기의 전류가 흐르고 있다고 치면 60미터의 동선이 내는 열량을 니크로선은 불과 1미터로 낼 수 있는 셈이다.
그럼 전열기가 낡아서 니크롬선이 끊어졌기 때문에 짧게 이어서 사용했다고 하자. 그 때의 전력은 어떻게 될까. 즉, 600와트의 니크롬선을 절반으로 끊어서 사용했다고 하면 발열체의 길이가 절반밖에 안되므로 300와트일 것 같지만, 실은 1200와트가 되어 버린다. 이 경우 저항이 절반으로 떨어졌기 때문에 오옴의 법칙에 의해 전류는 2배로 증가하는 까닭이다. 즉 전력 P(W)는 전압V(V)와 전류 I(A)의 곱으로 나타내면 P = VI 가 되는 것이다. 실제로는 발열량이 지나치게 많아져 니크로선이 녹아서 끊어질 염려가 있다.
그래서 니크로선을 짧게 하는 것은 주의해야 한다. 또 전력의 식은 다른 두 식을 합쳐서, P = VI = I2R = V2 / R (W) 라고 기억해 두면 편리하다.
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입력 : 2009년 11월 26일 
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