[회로] 옴의 법칙 (Ohm's law) 그리고 전력 (Power)

1. 옴의 법칙 (Ohm's law)

 

[출처] https://dalvitjeju.tistory.com/76

 Georg Ohm이 발표한 이론으로 전압과 저항과 전류간의 관계를 나타낸 법칙이다. 전자회로에서 매우 중요한 법칙으로 전압과 전류, 저항간의 비례식으로 나타낸다.

 1. 전류는 전압에 비례하고 저항에는 반비례한다.

 2. 전압은 전류와 저항에 비례한다.

 3. 저항은 전압에 비례하고 전류에 반비례한다.

 위 1,2,3 다 같은 말이다. 즉 전압과 전류는 비례 관계이고 저항과 전류는 반비례 관계라는 것이다.

 회로에서 같은 저항일 경우 전압이 증가하면 전류는 그에 비례해서 올라간다. 또 전류를 줄이려면 저항을 키우면 된다.

 서로간의 비례 관계가 있기 때문에 한쪽의 양을 조절하면 다른쪽 양을 제어할 수 있다.   

 예를 들어 보자.

 1. 그림에서 6옴 저항에 걸리는 전류를 구해보자.

 * 저항 6옴에 걸리는 전류 = I = V/R = 12/6 = 2 [A] 

2. 저항 4옴에 걸리는 전압은?

 * 저항 4옴에 걸리는 전압 = V = I*R = 2 * 4 = 8 [V]

 

2. 전력 (Power)

[출처] 위키백과

 전력은 회로에서의 에너지의 양을 의미하는 것으로 전압과 전류 곱으로 나타낸다. 위와 같은 회로에서는 전압 v와 i에 의해 R에서 열 발생하게 되는데 이 열량이 다음과 같은 비례 관계가 있음을 '줄'이라는 사람이 발견했다. 그래서 이를 '줄의 법칙'이라고 하며 단위또한 'J'을 사용한다.

 여기서 Q는 열량, I는 전류, R은 저항, t는 전류가 흐르는 시간을 나타낸다. 여기서 Q는 다르게 말하면 이 회로에서 소비하는 손실 에너지 이며 이를 전력이라고 한다. 전력은 다시 다음과 같이 나타내기도 한다.

 여기서는 P는 전력이며 단위는 W(와트)이다. W는 1초 동안에 1J의 일을 하는 단위로 Q식에서 t를 1초로 하면 P가 된다. 고로 옴의 법칙을 적용하고 t를 1로 넣은 것이 바로 P 식이 되는 것이다.

 이와 같이 P인 전력은 말 그대로 전기의 힘을 나타낸다. 즉, 단위 시간당의 힘을 나타낸다.