옴의법칙과 키르히호프법칙, 시험에 나오는것만 이해하자! (전기기사, 전기산업기사, 전기기능사 기초공부)

옴의법칙과 키르히호프법칙, 
시험에 나오는것만 이해하자! 
(전기기사, 전기산업기사, 전기기능사 기초공부)

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옴의법칙과 키르히호프법칙, 시험에 나오는것만 이해하자! (전기기사, 전기산업기사, 전기기능사 기초공부)

전력공학 기초개념 : 옴의 법칙이란 무엇인가?

옴의 법칙은 전기 회로에서 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 알려주는 아주 중요한 법칙이에요.

전기회로를 이해하려면 옴의 법칙을 알아두는 게 필수적이죠.

 

간단하게 생각해보면, 전기 회로는 배터리와 전선, 그리고 저항으로 이루어진 길이에요.

전압이란 무엇인가요? 

전압은 배터리가 만들어내는 “밀어주는 힘”이에요.

이 힘으로 인해 전기가 회로를 따라 흐르게 됩니다. 배터리가 없으면 전기는 흐르지 않아요.

쉽게 말해 전압은 전기가 움직이도록 밀어주는 “출발 신호”라고 볼 수 있어요.

전류란 무엇인가요? 

전류는 그 전압에 의해 흐르는 전기 그 자체에요.

전류는 회로 안을 따라 움직이며 전력을 전달해주는 중요한 역할을 해요.

전류가 없으면 전력도 전달되지 않겠죠!

저항이란 무엇인가요?

저항은 전류가 흐를 때 방해하는 장애물 같은 존재에요.

저항이 크면 전류가 적게 흐르고, 저항이 작으면 전류가 많이 흐르게 됩니다.

마치 길에 장애물이 많으면 빨리 달릴 수 없는 것처럼, 저항이 많을수록 전류도 더디게 흘러가요.

 

옴의법칙실험 (이미지출처 : 네이버백과사전)

옴의법칙 공식 (이미지출처 : 네이버백과사전)

전기란 무엇인가

옴의법칙 공식

옴의 법칙은 다음과 같은 공식으로 나타내져요:

전압(V) = 전류(I) × 저항(R)

이 공식은 배터리(전압)가 만들어낸 전기가 얼마나 쉽게 흐르는지(저항)에 따라 전류가 얼마나 흐르는지를 알려주는 거예요.

 

• V (전압)은 배터리가 만들어내는 힘을 나타내요.
• I (전류)는 회로를 따라 흐르는 전기의 양이에요.
• R (저항)은 전류가 흐르는 것을 방해하는 정도를 나타내요.

공식 쉽게 기억하는 방법

이 공식이 복잡하게 느껴지나요? 괜찮아요! 간단한 T자 모양 그림을 그려보면 돼요:

   V
------
 I  |  R

 

이 그림을 통해 V(전압)은 I(전류)와 R(저항)을 곱하면 나온다는 것을 기억할 수 있어요!

예를 들어, 전류(I)를 구하려면 전압(V)을 저항(R)으로 나누고, 저항(R)을 구하려면 전압(V)을 전류(I)로 나누면 돼요.

 

다른 형태의 공식

• 전류(I)를 구하는 공식: I = V / R
• 저항(R)을 구하는 공식: R = V / I

옴의 법칙 예시

이제 실제 예시를 통해 옴의 법칙을 이해해볼까요?

가령, 배터리에서 6V(전압)가 만들어지고, 전선에 2Ω(저항)이 걸려 있다면 회로에는 전기가 얼마나 흐를까요?

 

I = V / R = 6V / 2Ω = 3A

 

즉, 3A의 전류가 흐르게 돼요!

이렇게 옴의 법칙을 사용하면 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 쉽게 계산할 수 있어요.

마무리 : 옴의 법칙이 왜 중요한가요?

옴의 법칙은 전기 회로에서 전압, 전류, 저항이 서로 어떻게 관련되어 있는지를 알려주는 중요한 법칙이에요. 이 공식만 잘 기억해두면 전기 회로와 관련된 여러 문제를 쉽게 풀 수 있게 됩니다.

 

전기 기초부터 전력 시스템의 고급 개념까지, 옴의 법칙을 정확히 이해하는 것이 전기공학을 배우는 첫 걸음이랍니다.

 

옴의 법칙을 연습하며 전기 기초 개념을 탄탄하게 쌓아보세요!

 

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키르히호프의 법칙(Kirchhoff's Laws)이란?

전기 회로에서 전류와 전압이 어떻게 흘러가는지 이해하는 것은 매우 중요해요.

키르히호프라는 과학자는 이를 설명하기 위해 두 가지 중요한 법칙을 만들었어요:

• KCL (전류 법칙): 전류가 회로에서 어떻게 흐르는지에 관한 법칙
• KVL (전압 법칙): 전압이 회로에서 어떻게 분배되는지에 관한 법칙

1. KCL (전류 법칙) - 키르히호프의 전류 법칙

KCL, 즉 전류 법칙은 아주 쉬운 개념이에요.

전류는 전선 안을 따라 흐르며, 여러 개의 전선이 모이는 한 지점에서 들어오는 전류의 양과 나가는 전류의 양이 항상 같아야 한다는 법칙이에요.

 

이해하기 쉽게 예를 들어볼게요:

상상해보세요!

전선이 하나 있는데, 이 전선으로 i1이라는 전류가 흘러 들어와요.

 

그런데 이제 이 전선이 두 개로 갈라져서, 하나는 i2라는 전류가 나가고, 다른 하나는 i3라는 전류가 나가요.

 

이 상황에서는 i1 = i2 + i3가 성립해요.

 

즉, 들어오는 전류의 양과 나가는 전류의 양은 항상 같아야 해요.

예를 들어, 10A의 전류가 들어온다면, 나가는 전류도 10A가 되어야 해요.

만약 두 개의 전류로 나뉘어 나간다면, 각각 3A와 7A로 나눌 수 있지만, 합이 항상 10A 되어야 하죠!

 

키르히호프법칙 (들어온전류와 나가는 전류의 양은 항상 같다) ( 전류가 한바퀴 돌수 있는 닫힌 회로에서 전원을 공급하는 전압의 종합과 저항에서 떨어지는 총합은 항상 같다)

2. KVL (전압 법칙) - 키르히호프의 전압 법칙

두 번째 법칙인 전압 법칙(KVL)도 쉽게 설명할 수 있어요.

전압은 전류가 회로에서 사용하는 힘을 의미해요.

 

폐회로, 즉 전류가 한 바퀴 돌 수 있는 닫힌 회로에서 전원을 공급하는 전압의 총합과 저항에서 떨어지는 전압의 총합은 항상 같아야 해요.

 

예를 들어 설명해볼게요:

배터리에서 V1이라는 전압이 공급돼요.

전류는 배터리를 지나서 저항 R1을 만나고, 이 저항을 지나며 전류는 VR1만큼의 전압을 사용해요.

이 경우, 배터리에서 제공하는 전압 V1과 저항에서 사용된 전압 VR1은 같아야 해요:

V1 = VR1

만약 저항이 두 개라면?

똑같이 생각하면 돼요!

예를 들어 R1과 R2라는 두 저항이 있다면, 이 두 저항에서 소비되는 전압의 총합이 전원 전압 V1과 같아야 해요:

V1 = VR1 + VR2

만약 배터리가 두 개라면?

그때는 전원 전압이 두 개 있으니 두 개의 전압을 더해주면 돼요:

V1 + V2 = VR1 + VR2

마무리 : 키르히호프의 법칙을 정리해보면

마무리

키르히호프의 법칙을 정리해보면:

• KCL (전류 법칙): 한 지점에서 들어오는 전류의 총합과 나가는 전류의 총합은 항상 같아요.
• KVL (전압 법칙): 한 바퀴를 도는 폐회로에서 전원 전압의 합과 저항에서 소비되는 전압의 합이 항상 같아요.

이 두 가지 법칙을 잘 이해하고 있으면, 전기 회로에서 전류와 전압이 어떻게 흐르고 분배되는지 쉽게 알 수 있어요.

 

키르히호프의 법칙을 알고 나면, 전기 회로 문제도 어렵지 않게 풀 수 있답니다!

 

 

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