[전류 전압 저항 전력] 제발 알아야 될 내용

1. 기호와 단위의 차이점

10이라는 숫자만 가지고는 무엇을 의미하는지 알 수 없습니다. 이 숫자가 무엇을 의미하는지 알려면 뒤에 붙은 '단위'를 봐야 하죠. V가 붙으면 전압, A가 붙으면 전류, Ω이 붙으면 저항, W가 붙으면 전력입니다.

 

전기 회로를 모식도로 간단히 나타낼 때 전압, 전류, 저항을 일일이 쓰기 불편하니 '기호'로 간단히 표시합니다. 전압은 V(Voltage), 전류는 I(Intensity), 저항은 R(Resistance) , 전력은 P(Power) 이런 식이에요.

정리하면 '단위'는 숫자에 의미를 부여해 주고, '기호'는 귀차니즘의 발현 양상입니다. ㅇㄱㄹㅇ ㅂㅂㅂㄱ

 

2. 전기 회로 기호

이것만이라도 확실히! 제발..

 

3. 최소한 이 정도는 알아야 된다.. 제발

1) 전류와 전압과 저항의 정의

전압이란 전류를 흐르게 하는 능력입니다.

전류는 전하(=전기를 띠는 입자)의 흐름입니다.

저항은 전류의 흐름을 방해하는 정도입니다. 쉽다.

 

2) 전류의 방향과 전자의 이동 방향

전류는 전지의 (+)극에서 나와 (-)극으로 들어가는 방향으로 흐릅니다. 제발 좀 확인해.

 

3) 옴의 법칙

옴의 법칙

 

전압이 커지거나 전류의 흐름을 방해하는 정도인 저항이 작아진다면, 회로에 흐르는 전류값은 커집니다. 이처럼 회로에 흐르는 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례해요. 이 관계를 옴의 법칙이라 합니다. 쉽다~ 이걸 왜 외우는 거죠? 이해하세요 제발..

 

4. 여기서부터는 조금 수준이 올라가니까 긴장하세요 제발..

1) 저항의 물리적 특성

 

아니.. 당연히 전선의 길이 L가 길면 길수록, 전선의 단면적 S이 좁으면 좁을수록 전자가 이동하는 데 방해를 많이 받잖아요. 그 말은 전선의 길이가 길고 단면적이 좁을수록 저항이 커진다는 뜻입니다. 오른쪽의 식은 저항 그 자체의 물리적 특성에 따라 값이 변한다는 걸 수식화한 겁니다. 정말 쉽다~ 느낌적인 느낌으로 제발 이해하세요.

 

2) 저항의 직렬연결과 병렬연결

이제 긴장타세요.

 

천천히 설명할 테니 잘 따라오세요. 제발

 

① 저항의 직렬연결

저항을 직렬 연결한 것만큼 저항의 길이가 늘어난 효과. 늘어난 길이에 비례하여 저항은 커집니다. 딱 직렬 연결되어 있는 저항의 합만큼 커져요. 쉽다~

전체 R = R1 + R2

그러기 때문에 이 회로의 전체 저항은 2Ω+4Ω= 6Ω이고, 회로에 흐르는 전체 전류 I는 V(=12)/R(=6) 관계에 의해 2A가 나옵니다. 쉽다~

 

 

닫혀 있는 회로이기 때문에(=외부로부터 전하량 출입이 없다는 말) 회로 내의 전하량은 보존됩니다. 따라서 회로의 어느 지점이든 이동하는 전하량은 똑같아요. 그래서 각 지점의 전류 세기 역시 똑같습니다. 2Ω에도 2A가 흐르고, 4Ω에도 2A가 흐릅니다. 너무 쉽다~

 

이제 전압의 크기를 알아봅시다.

2Ω에 2A가 흐를 수 있는 이유는 옴의 법칙, I=V/R에 근거하여 4V가 걸려있어서, 4Ω에 2A가 흐를 수 있는 이유는 8V가 걸려있기 때문입니다. 각 저항에 걸린 전압의 합이 전체 전압 12V와 같음을 확인하세요.

정말 쉽다~

 

② 저항의 병렬연결

 

닫힌 회로에서 전하량은 보존되어야 하기 때문에 빨간 분기점에서 전류는 두 갈래로 나뉘어요. 전류가 흐를 수 있는 가짓수가 많아졌다는 건 통로의 면적이 넓어진 것으로 비유할 수 있어요. 저항의 물리적 특성에 의한 식에 의거하여, 면적이 넓어지면 저항은 반비례하여 작아집니다. 

 

전체 1/R = 1/R1 + 1/R2

 

그러기 때문에 이 회로의 전체 저항은 2Ω이고, 회로에 흐르는 전체 전류 I는 V(=6)/R(=2) 관계에 의해 3A가 나옵니다. 쉽다~

 

이제 각 저항에 흐르는 전류값을 구해봅시다. 그러기 위해선 각 저항에 걸린 전압을 알아야 하는데요. 병렬 연결되어 있는 저항들에 걸린 전압은 그 병렬 회로의 전체 전압과 같습니다. 따라서 3Ω, 6Ω에 모두 6V의 전압이 걸립니다. 각 저항에 흐르는 전류는 옴의 법칙, I=V/R에 근거하여 구하죠? 3Ω에는 2A가 흐르고, 6Ω에는 1A가 흐릅니다. 각 저항에 흐르는 전류의 합은 전체 전류 3A와 같네요. 정말 쉽다~

 

5. 전력

전력이란 단위 시간 동안 공급되거나 소비된 전기 에너지를 의미하며, 전압과 전류의 곱입니다.

전력 P를 구하는 식, 단위는 W라 쓰고 와트라 읽습니다.

 

위의 그림을 보면 전력을 구하는 식이 두 개가 더 있는데요. 밑과 같은 방법으로 구한 겁니다.

 

'P = VI' 식의 V에 IR을 대입해서 정리

'P = VI'식의  I에 V/R을 대입해서 정리

 

여기까지가 여러분이 통합과학 전자기학 파트를 공부하기 전에 꼭 알아야 할 필수 개념들입니다. 제발 이 정도는 기본으로 알고 나서 공부해야 돼요. 제발...