핵심 개념
회로 해석은 회로 각 부분의 전류와 전압을 구한다. 옴의 법칙이 저항에서 둘을 연결하고, 직렬과 병렬 연결에 관한 두 규칙이 나머지를 해결한다.
- 옴의 법칙은 V = IR이다. 전력은 P = IV = I²R = V² ÷ R이며 단위는 와트이다.
- 직렬에서는 모든 소자에 같은 전류가 흐르고 전압이 더해진다. 저항도 더해진다. R = R₁ + R₂.
- 병렬에서는 모든 가지에 같은 전압이 걸리고 전류가 더해진다. 컨덕턴스가 더해지므로 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂이며 합성 저항은 가장 작은 가지보다 항상 작다.
- 저항과 축전기는 시간 상수 τ = RC로 충전되며, 1 τ 후에 충전 중인 축전기는 최종 전압의 63 %에 이른다.
핵심 식
V = IRP = IV = I²R = V² ÷ RR_series = R₁ + R₂ + …1 ÷ R_parallel = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + …τ = RCV_out = V_in × R₂ ÷ (R₁ + R₂)
풀이 예제
12 V 전지가 병렬로 연결된 6 Ω과 12 Ω 저항을 2 Ω과 직렬로 연결한 회로를 구동한다. 병렬 부분은 1 ÷ (1/6 + 1/12) = 4 Ω이므로 합은 6 Ω이고 I = 12 ÷ 6 = 2.0 A이다. 병렬 부분에는 2.0 × 4 = 8 V가 걸리므로 가지 전류는 8 ÷ 6 = 1.33 A와 8 ÷ 12 = 0.67 A이고 합은 2.0 A이다. 전력은 12 × 2.0 = 24 W이다.
자주 하는 실수
- 병렬 저항을 직렬처럼 더하는 것.
- 직렬 회로에서는 전류가 어디서나 같고 병렬 가지에서는 전압이 같다는 것을 잊는 것.
- 와트로 재는 전력과 줄이나 킬로와트시로 재는 에너지를 혼동하는 것.
연습
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