이번 포스팅은 회로이론 1장 - 직류회로 옴의 법칙 키르히호프 법칙 대해서 제가 개인적으로 공부한 내용을 기반으로 설명드리도록 하겠습니다. 회로이론을 공부하기 위해서 꼭 필요한 사항이니 도움이 되실 겁니다.
목차
직류회로
: 먼저 직류회로 대해서 설명 드리도록 하겠습니다. 여기에서 직류란 일정하게 한 방향으로 흐르는 전류를 말합니다. 나중에 설명드리겠지만 교류의 경우에는 일정한 방향이 아닌 +, - 방향으로 계속 바뀌는 전류를 교류라고 합니다.
즉 교류와 직류는 어느정도는 대조가 되는 개념이라고 이라고 이해하시면 됩니다. 그리고 직류가 지나가는 길인 "회로"를 붙여서 직류회로라고 말합니다.
옴의 법칙
: 직류회로를 설명 하면 가장 기초적인 개념이 바로 옴의 법칙입니다. 옴은 저항을 수치화하여 표현한 단위로써 전압과 전류, 저항 개념을 적용할 때 꼭 필요한 개념입니다.
그럼 전압, 전류, 저항을 흐르는 물에 빗대어 설명드리면 물의 높이를 전압이자 전위차라고 하고, 전류를 물이 흐르는 양 그리고 그런데 이런 물의 흐름을 방해하는 장애물이 바로 저항이라고 이해하시면 됩니다.
전압는 V로 표현하며 단위는 V [볼트]로 표현하고, 전류는 I로 표현하고 단위는 A[암페어]로 표현합니다. 그리고 물의 흐름, 즉 전류의 흐름을 방행 하는 저항은 R로 표현하며 단위는 Ω[옴]이라고 합니다.
그래서 전압과 전류, 저항을 조합해서 만든 식이 바로 V = IR입니다. 전류와 저항은 전압에 비례하고 전류와 저항은 서로 반비례하는 성질을 가지고 있습니다. 이를 옴의 법칙이라고 합니다
- 옴의 법칙 계산식
: V = IR
키르히호프 제1법칙
: 그럼 다음으로는 키르히호프의 법칙 대해서 설명 드리도록 하겠습니다. 키르히호프 제1법칙은 임의의 점으로 들어오는 전류의 총합과 나가는 전류의 총합은 같다는 이론입니다.
키르히호프 제1법칙이라고도 하고 키르히호프의 전류법칙이라고도 합니다. 물의 흐름을 이용하여 설명 드리면 한 갈래로 들어온 물길이 여러 갈래로 나뉘어서 갈라지더라도 들어온 물의 양과 여러 갈래로 나뉘어서 나간 물의 양은 같다는 것입니다.
- 키르히호프 제1법칙 ( 키르히호프 전류법칙)
: I1 = I2 + I3
키르히호프 제2법칙
: 다음은 키르히호프 제2법칙 대해서 설명 드리도록 하겠습니다. 키르히호프 제2법칙은 전압원에서 발생하는 전체전압이 각각의 저항에서 발생하는 전압강하의 합과 동일하다는 이론입니다.
이 부분을 좀 더 풀어서 설명 드리면 저항이 5Ω, 2Ω 이렇게 2개가 직렬로 연결되어 있는 경우 전압원에서 발생하는 전압이 7V인 경우에는 옴의 법치에 의해 각 저항에 흐르는 전류는 1A 가 됩니다. 그리고 각 저항에서 발생하는 전압 강하는 5V, 2V 가 됩니다.
- 키르히호프 제2법칙 적용 예제
- 전압원에서 발생하는 전압 : 7V
- 저항(5Ω, 2Ω)이 직렬로 연결되어 있는 경우 전류 값 : 1A
- 각 저항에 발생하는 전압강하 : 5Ω x 1A = 5V, 2Ω x 1A = 2V
- 전압원에서 발생하는 전압이 각 저항에서 발생하는 전압강하의 총 합과 동일
그럼 위에서 설명 드린 전압강하 대해서 좀 더 자세히 설명드려보도록 하겠습니다. 전압원이 있는 회로에 저항이 존재하게 되면 옴의 법칙에 의해 해당 저항에 전류가 흐르게 됩니다.
이렇게 전류가 흐리게 되면 해당 저항과 전류가 곱해져 전압강하가 발생하게 되는데 전압원에서 출발한 전압이 저항을 거쳐 0V가 되고 다시 전압원을 거쳐 원래의 전압값을 가지고 순환하면서 전기를 공급하게 됩니다.
여기까지 작성하도록 하겠습니다. 지금까지 회로이론 1장 - 직류회로 옴의 법칙 키르히호프 법칙 대해서 제가 개인적으로 공부한 내용을 기반으로 설명드렸습니다. 제 포스팅을 통해 전기 공부하시는데 도움이 되셨으면 합니다.
참고로 해당 내용은 제가 개인적으로 공부해서 해석한 내용을 기반으로 설명 드린 내용이니 오류가 있을 수 있는 점 참조 부탁 드립니다. 감사합니다.
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