오늘 끝나면
옴의 법칙
- ✓옴의 법칙의 핵심 문제를 한 문장으로 설명한다
- ✓오른쪽 실습에서 옴의이 어떻게 움직이는지 관찰한다
- ✓다음 강의와 이어지는 한계를 말할 수 있다
실습 미션
V = IR — 전압·전류·저항을 잇는 한 줄 이 문장이 실제로 무슨 뜻인지 실습에서 한 번 손으로 확인한다.
성공 조건
- □실습의 기본값을 먼저 관찰
- □입력값이나 모드를 한 번 이상 바꿔 결과 비교
- □왜 결과가 바뀌었는지 한 문장으로 설명
회로 · 02
옴의
법칙
전압, 전류, 저항. 회로의 세 양은 한 줄로 묶인다.
V = I R. 전압이 전류를 밀고, 저항이 흐름을 막는다.
셋 중 둘을 알면 나머지 하나는 계산된다.
V = I R 한 줄
옴의 법칙은 회로 분석의 출발점이다.
V = I R.
전압 V는 전류를 미는 힘이고, 단위는 볼트(V)다.
전류 I는 흐르는 전하의 양이고, 단위는 암페어(A)다.
저항 R은 흐름을 막는 정도이고, 단위는 옴(Ω)이다.
1827년 게오르크 옴이 금속 도선에서 찾아낸 관계다.
당대엔 “전기에 무슨 법칙이냐”며 의심받았지만, 지금은 회로의 기본 공식이 됐다.
물로 비유하면 V는 수압, I는 물의 흐름, R은 파이프의 좁음이다.
수압이 세거나 파이프가 굵으면 물이 많이 흐른다.
I = V / R, 전류 구하기
식을 돌리면 전류가 보인다. I = V / R.
전압이 클수록 전류가 크다. 분자에 있으니 비례한다.
저항이 클수록 전류가 작다. 분모에 있으니 반비례한다.
숫자로 보자. 9V 전지에 3Ω 저항을 달면
I = 9 / 3 = 3A가 흐른다.
같은 9V에 저항을 9Ω으로 키우면 I = 9 / 9 = 1A로 줄어든다.
전압을 두 배로 올리면 전류도 두 배가 된다.
저항을 두 배로 올리면 전류는 절반이 된다.
| V | R | I | 결과 |
|---|---|---|---|
| 9 | 3 | 3 | 기준 |
| 18 | 3 | 6 | V 2배 → I 2배 |
| 9 | 9 | 1 | R 3배 → I 1/3 |
| 9 | 1 | 9 | R 1/3 → I 3배 |
V는 비례, R은 반비례 (단위 V·Ω·A)
셋 중 둘을 알면 나머지
V = I R 하나면 세 형태가 다 나온다.
전압을 구할 땐 V = I R.
전류를 구할 땐 I = V / R.
저항을 구할 땐 R = V / I.
삼각형으로 외우는 방법이 흔하다.
위에 V를 두고, 아래에 I와 R을 둔다.
구할 양을 손으로 가리면 남은 두 양의 배치가 곧 식이 된다.
V를 가리면 I × R이 남는다.
I를 가리면 V / R이 남는다.
외우는 게 아니라 식 하나를 돌리는 것뿐이다.
옴 계산기, 직접 흔들기
V와 R을 바꾸면 I가 즉시 다시 계산된다.
V를 올리면 전류가 비례해서 커진다.
R을 올리면 전류가 반비례해서 작아진다.
아래 그래프는 I-V 직선이다.
가로축이 전압이고 세로축이 전류이며, 기울기는 1/R이다.
저항을 키우면 직선이 눕고, 줄이면 직선이 선다.
옴의 법칙은 선형 관계다. 전압과 전류가 정비례하므로 그래프가 곧은 선으로 나온다.
R을 키우면 직선이 눕고 전류가 줄고, V를 키우면 점이 직선 위로 올라가 전류가 는다.
선형 관계, 곧은 직선
옴의 법칙을 따르는 저항을 옴성(ohmic) 소자라 부른다.
전압-전류 그래프가 원점을 지나는 곧은 직선이다.
모든 소자가 그런 건 아니다.
다이오드나 전구 필라멘트는 그래프가 휘는 비선형 소자다.
이건 13강에서 다룬다.
입문 단계의 거의 모든 계산은 옴성 저항을 가정한다.
직선이라 더하고 빼기 쉽고, 직렬과 병렬 합성도 여기서 나온다.
Q. 같은 전압에서 저항을 2배로 하면 전류는?
정답은 절반이다.I = V / R에서 V는 그대로인데 R이 2배가 된다.
분모가 2배가 되니 전류는 1/2로 줄어든다.
예를 들어 12V에 6Ω이면 2A인데, 저항을 12Ω으로 키우면 1A가 된다.