직렬·병렬 회로 시뮬레이터

회로 시뮬레이터 사용법

1. 회로를 고르세요. 전지는 왼쪽에 있고 + 극이 표시되어 있습니다. 전구는 받는 전력만큼 빛나고, 파란 점은 − 극에서 + 극으로 흐르는 전자로, 전류가 큰 곳일수록 빨리 움직입니다. 공식에서 쓰는 관례상의 전류 방향은 그 반대입니다.
2. 전지 전압과 각 저항을 바꾸고 그림 아래에서 전구마다 전류, 전압, 전력을 읽으세요. 스위치를 열면 한 갈래가 끊깁니다: 직렬에서는 모두 꺼지고, 병렬에서는 나머지 전구가 계속 켜져 있습니다. 그래프는 R₁의 저항을 바꿀 때 R₁이 받는 전력을 보여 주며, 나머지 회로와 같을 때 가장 큽니다.
3. 전압 분배기에서는 부하를 연결하자마자 출력이 떨어지는 모습을, 휘트스톤 브리지에서는 검류계가 0이 되는 R₄를 찾아보세요. 옴의 법칙 계산기, 직렬·병렬 계산기, 분압 회로 계산기로 직접 정한 값으로 같은 계산을 할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

직렬 회로와 병렬 회로는 어떻게 다른가요?

직렬에서는 부품이 한 줄로 이어져 있어 모두 같은 전류가 흐르고, 전압을 더하면 전지 전압이 됩니다: R = R₁ + R₂ + …. 병렬에서는 부품마다 같은 두 점 사이에 자기 길이 있어 각각 전압 전체를 받고, 전류가 더해집니다: 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + …. 집의 배선은 병렬이라 전등마다 전원 전압이 걸리고, 하나를 꺼도 나머지는 꺼지지 않습니다.

키르히호프 법칙이란 무엇인가요?

전류 법칙: 전하는 쌓이지 않으므로 접점으로 들어오는 전류와 나가는 전류가 같습니다. 전압 법칙: 전하당 에너지가 맞아야 하므로 어떤 닫힌 고리를 한 바퀴 돌아도 전압의 오르내림을 합하면 0입니다. 옴의 법칙과 함께 쓰면 저항과 전지로 이루어진 어떤 회로든 풀 수 있으며, 시뮬레이션은 마디마다 이 일을 합니다.

전구를 더 연결하면 전지 전압이 왜 떨어지나요?

실제 전지에는 내부 저항 r이 있습니다. 흐르는 전류 때문에 전지 안에서 I × r 볼트가 떨어지므로 단자 전압은 E − I r입니다. 전구를 병렬로 더하면 전체 저항이 줄어 전류가 커지고, 전압 강하도 커집니다. r을 0으로 하면 이상적인 전지를 볼 수 있습니다.

도선 속 전자는 얼마나 빨리 움직이나요?

느립니다. 지름 1 mm 구리선에 1 A가 흐를 때 전자는 1초에 0.1 mm도 가지 못합니다. 그래도 전구가 곧바로 켜지는 것은 전기장이 거의 빛의 속력으로 회로를 따라 퍼져 모든 전자를 한꺼번에 움직이기 때문입니다. 여기서는 전류의 크기를 비교할 수 있도록 점을 훨씬 빠르게 움직였습니다.

WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.

3D 화면에는 WebGL이 필요하며, 최신 브라우저는 모두 지원합니다. 브라우저 설정에서 하드웨어 가속이 꺼져 있거나 그래픽 드라이버가 매우 오래되면 비활성화될 수 있습니다. 하드웨어 가속을 켜거나 다른 브라우저를 사용해 보세요.

무언가 업로드되나요?

아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.