저항을 직렬,병렬 연결할 때 전압,전류
기능사 공부 중에 저항을 N개 직렬로 연결할 때 회로 전체 전류와 각 저항에 흐르는 전류는 똑같다고 합니다. 책에서 요약한 내용을 보면 저항은 전기의 흐름(=전류)을 방해하는 성질이라고 했습니다. 방해한다고 해서 전체 전류의 크기는 변함없다고 생각해도되는건가요? 아니라면 왜 전체전류 = 각 저항의 전류 관계인건가요?
저항을 N개 병렬로 연결할 때 병렬회로에 걸리는 전압V에서 각 저항 양단에 걸리는 전압이랑 왜 같아지는 관계인건가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
전압과 전류는 서로 다른 개념이며, 전압은 전자의 흐름을 유발하는 힘이며 전류는 전자가 이동하는 양을 나타냅니다. 따라서 저항이 있는 회로에서 전류는 저항에 의해 제한됩니다.
저항을 N개 직렬로 연결할 때, 각 저항에 흐르는 전류가 같으므로 전체 전류도 N개의 저항 전류의 합과 같게 됩니다. 이는 오움의 법칙에 의해 설명됩니다. 즉, 전압V가 고정된 상태에서 저항이 증가하면 전류가 감소하게 되는데, 저항을 연결하는 직렬회로에서는 전압V가 각 저항에 분배되어 전체 전압이 N개의 저항 전압의 합과 같아지기 때문입니다.
반면, 저항을 N개 병렬로 연결할 때는 전압이 각 저항에 공급되는 것이므로 각 저항에 걸리는 전압은 같습니다. 따라서, 오움의 법칙에 의해 전류는 각 저항에 반비례하게 분배되어 전체 전류는 N개의 저항 전류의 합과 같아집니다.
이러한 원리를 이용하여 전기 회로에서 전류와 전압을 계산할 수 있습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 저항이란 전기 회로에서 전류가 흐르는데 있어서 그 흐름을 방해하는 성질을 말합니다. 따라서, 전류가 저항을 만나면 그 크기가 작아질 수 있습니다. 그러나 직렬 연결된 저항은 전류가 순차적으로 흐르는 구조이기 때문에, 전류가 가장 약한 부분을 따라 전류가 흐르게 되면 전체 회로 전류가 약해지게 됩니다. 따라서 직렬 연결된 저항에서는 전체 전류의 크기가 각 저항에 흐르는 전류의 크기와 같아지게 됩니다.
반면, 병렬 연결된 저항은 전류가 나뉘어져서 각각의 저항에서 흐르는 전류가 다르게 됩니다. 하지만 병렬회로에서는 각 저항에 걸리는 전압이 같아지게 되는데, 이는 전압의 크기는 전체 회로에 걸린 전압과 같기 때문입니다. 따라서 병렬 연결된 저항에서 각 저항 양단에 걸리는 전압이 같아지게 됩니다.
안녕하세요. 최정훈 과학전문가입니다.
회로를 구성하는 방법은 직렬과 병렬의 방법이 있습니다. 그에 따른 폐회로 구성 시, 전압과 전류는 직렬과 병렬에 따라서 달라지게 되는데 전압의 경우 직렬에서의 부하에 각각 다른 전압이 생기고, 병렬의 경우 같은 전위차를 가지게 됩니다. 전류의 경우는 그 반대인 직렬의 회로에선 부하의 저항크기에 관계없이 같은 전류값을 가지게 되고, 병렬의 경우 저항의 크기에 따라서 다른 전류값을 가지게 됩니다. 이는 병렬일 경우 각 선로간의 전위차가 동일하기 때문에 전압이 같은 것이며, 직렬의 경우 각 부하들의 저항값 전체를 계산하여 하나의 전류가 흐르기 때문에 전류는 같은 값을 가지게 되는 것입니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
저항을 직렬로 연결하면 마치 좁은 골목길을 통과하는 것과 같습니다. 그래서 전류는 이 좁은 길을 하나씩 지나야 하기 때문에 전체 전류는 어느 지점에서나 동일하게 유지가 됩니다 비록 각 저항이 전류 흐름을 방해하지만 전류는 다른 길로 섣불리 지나갈 수 없기 때문에 결국 모두 같은 양의 전류가 각 저항을 통과하게 됩니다.
반면에 저항을 병렬로 연결하면 넓은 분기로 비유할 수 있습니다. 마치 여러 개의 강물이 하나의 강으로 합쳐지는 것처럼, 전압은 병렬 연결된 모든 저항에 동일하게 분배됩니다. 각 저항은 마치 각자의 통로를 가지고 있으며 전압은 이 통로들을 균등하게 흐르면서 저항에 걸리게 됩니다.
이러한 관계는 옴의 법칙 (V = IR) 과 키르히오프의 법칙 으로 설명될 수 있습니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
저항을 직렬로 연결할 때 전류는 전체 회로를 통해서 흐르기 때문에, 각 저항에서 흐르는 전류는 모두 같아집니다. 즉, 전류는 저항에 영향을 받지만 전압에는 영향을 받지 않기 때문입니다. 이 때문에, N개의 저항이 직렬로 연결되어 있을 때 전체 회로 전류는 각 저항의 전류의 총합과 같아집니다.
반면에 저항을 병렬로 연결할 때는, 전류는 각 저항을 통해 분할되어 흐릅니다. 따라서 전체 회로 전류는 각 저항에서 흐르는 전류의 총합보다 크게 됩니다. 그러나 병렬 회로의 각 저항 양단에 걸리는 전압은 모두 같아지는데, 이는 병렬 회로에서는 전압은 각 저항에 동일하게 적용되기 때문입니다. 이 때문에 병렬 회로의 저항 간 전압은 같아지고, 전류는 분할되어 각 저항에 흐르지만 전압은 모두 같기 때문에 각 저항에 걸리는 전압도 동일해지는 것입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
저항은 전기의 흐름(전류)을 방해하는 성질을 갖습니다. 이때, 전류의 크기는 전압과 저항에 비례하게 됩니다. 따라서, 전압이 일정하다면 저항이 커지면 전류는 작아지고, 저항이 작아지면 전류는 커지게 됩니다. 하지만 전압이 변하지 않는 한 전체 전류의 크기는 변하지 않습니다.
저항을 N개 병렬로 연결하면, 각 저항에는 전압 V가 걸리게 됩니다. 이때, 전압이 일정하므로 각 저항에서 흐르는 전류 I는 저항값 R에 반비례하게 됩니다. 따라서, 병렬회로 전체 전류는 각 저항의 전류의 합으로 표현됩니다. 이때, 각 저항의 전류는 전압 V에 각 저항의 역수를 곱한 값이 되므로, 전체 전류는 각 저항의 역수의 합으로 표현됩니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
1/전체 저항 = 1/저항1 + 1/저항2 + ... + 1/저항N
따라서, 병렬회로에 걸리는 전압은 각 저항 양단에 걸리는 전압과 같아지게 됩니다.
안녕하세요. 박성균 과학전문가입니다.
키르히호프의 전기법칙 2가지를 아시면 저건 쉽게 해결할수 있는 문제 입니다.
우선 저항을 직렬로 연결한다면 전체 회로에서 전류가 흐를수 있는 길은 딱 하나 인건죠.
그렇다면 직렬로 연결한 회로에서는 모든 저항에 흐르는 전류는 같고, 각 저항에 크기에 따라 전압이 V=IR로 각 저항에 걸리게 되고 각 저항에 걸린 전압의 합은 전체에 걸린 전압과 같아지죠
저항이 병렬로 연결이 된다면 전류가 흐르는 길은 각 저항마다 흐르는 길로 전류가 나누어져서 흐르게 됩니다.
병렬 연결이니까 각 저항마다 전압은 동일하게 걸리고 전류는 각 저항에 다르게 흐릅니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
간단히 생각하시면 됩니다. 명칭대로 직렬은 한쪽 방향이라 더해주면 되고 병력일 경우 분모와 하여 더해주면 됩니다. 이런듯 계산은 매우 간단합니다.
