직렬회로와 병렬회로의 저항, 전류, 전압

옴의 법칙(Ohm's Law)

전기 흐름의 방해하는 작용을 전기 저항이라하며, 저항이 클수록 전류는 적게 흐른다.

독일의 옴은 전압과 전류와 저항의 관계를 정리하여 옴의 법칙을 만들었다.

이를 옴의 법칙이라 하며 왼쪽에 보인 식과 같고,
회로에 흐르는 전류의 크기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다.

전압강하

전기회로를 간단히 그리면 왼쪽의 회로와 같은데 회로에 전류가 흘러 저항을 통과하면 저항에는 옴의 법칙에 따라 전압이 생긴다.

이때, 저항에 생기는 전압을 전압강하라 한다.

저항에 생기는 전압은 V=I R[V]로 구한다.

저항의 접속
- 직렬 접속-

저항의 접속은 합성저항이 증가하는
직렬접속과 합성저항이 감소하는
병렬법속이 있다.

직렬 접속은 저항의 합이 증가하는 것으로 합성저항은 전체를 더한 것과 같다.

직렬접속의 전압과 전류

전체전류는 1[A]가 되며, 각 전압이 1, 2, 3[V]이므로 합하면 전원 전압과 같은 6[V]이된다.

저항에 비례하여 전압이 분배된다.
전체 저항은 전체를 더한 값이 된다.
전체회로에 가한 전압 6[V]는 3개의 저항의 크기에 비례하여 나누어지고(분배) 각각을 더한 값과 같게된다.회로에 6[V]를 가했을 때, 각 저항에 생기는 전압강하는 저항값에 비례하여 생기고 이를 합하면 전원 전압과 같게된다.
회로해석

 

병렬 접속

왼쪽회로는 3개의 저항이 병렬로 접속되어있다.
저항마다 전류가 흐르므로 3개의 전류로 나누어지고 전류는 저항의 크기에 반비례한다.

병렬접속에서의 합성저항은 가장 작은 저항보다 더 작은 합성저항이 된다.


전체 저항은 아래 공식과 같다.

전류분배와 전류의 크기

저항이 병렬로 접속된 회로에서는 각 저항마다 동일한 전압이 가해지고 저항에 흐르는 전류는 저항에 반비례하여 흐른다.

접속된 저항의 수만큼 전류가 나누어지는데, 각 저항에 흐르는 전류는 옴의 법칙에 의하여 구한다.

회로에서 전체전류는 각 저항에 흐르는 전류를 더한 것과 같다.

직 병렬접속의 합성저항 값과 전류

직렬접속

 

 

 

 

직렬과 병렬의 전압과 전류,저항은 딱히 이론이라고 할만한 것도 없습니다...

그냥 옴(Ω)의법칙 V(전압)=I(전류)*R(저항) 이거면 충분합니다

직렬연결시 전체전압은 각각의 저항에 걸리는 전압을 더하면 됩니다.

전체전압 V=V₁+V₂+....+Vn (n은 저항의 수 or 전압의 수)

전류는 I = I₁ = I₂ 모두 일정합니다.

저항은 직렬연결시에는 전압과 마찬가지로 그냥 더하면 됩니다.

R=R1+R2+...+Rn


병렬연결시 각각의 저항에 걸리는 전압은 일정합니다.

V = V1 = V2

저항은 각각의 저항의 역수를 더한다음 다시 역수를 해주면 됩니다.

1/R = 1/R₁+ 1/R₂+...+1/Rn

만약 같은 크기의 저항 R을 여러개 병렬연결을 한 경우에는

R전체 = R/n (n은 저항의 수) 입니다.

예를 들자면 10Ω의 저항 5개를 병렬연결시키면 그 저항값은 2Ω이 됩니다.

전류는 간단하게 얘기하면 전압(병렬연결은 전체전압과 각 저항에 걸리는 전압이

일정합니다)을 각 저항의 값으로 나누어 주면 됩니다.

병렬연결은 전압이 일정하기때문에 가능한겁니다.

EX) 전체전압이 6V인 회로도가 있다. 3Ω과 2Ω의 저항을 병렬연결시켰을때 전체

저항과 전류, 각각의 저항에 걸리는 전압과 전류의 크기를 구하시오.

R전체저항=1/3+1/2 따라서 6/5 A(암페어:전류의 단위)가 나옵니다.

그렇다면 6=6/5 * I 따라서 I= 5 A 가 나옵니다.

이제 각 저항에 걸리는 값들을 알아보면

3Ω : 전압은 일정하므로 6V

전류는 6=I*3 따라서 I=2 A

2Ω : 전압은 일정하므로 6V

전류는 6=I*2 따라서 I=3 A

각 전류의 값을 더하면 2+3=5 따라서 위의 전체전류와 일치함을 알수있습니다.


그리고 옴의 법칙에서 V=I*R 이므로

직렬 병렬에 관계없이 전체전류와 전체저항값에 따라서 변합니다.

전압과 전류, 전압과 저항은 비례하고

전압이 일정한경우 전류와 저항은 반비례합니다.

by science | 2007/09/02 09:32 | physics | 트랙백

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