5. 회로 이론 > 1. 기초 회로 법칙

1. 옴의 법칙

 

1.1 전기 회로의 3요소

 

1) 전압

 

-어떤 회로나 부하가 동작하도록 가한 전기 에너지

 

-기호는 V또는 E로 표시하고 단위는 [V] 볼트로 표기

 

2) 전류

 

-어떤 회로나 부하에 전압이 가해졌을 때 그 전압의 크기에 비례한 에너지의 흐름

 

-기호로는 I로 표기하고 단위는 [A] 암페어로 표기

 

3) 저항

 

-어떤 회로나 부하에 항상 존재하며 전류의 흐름을 방해하는 요소

 

-기호로는 R롤 표기하고 단위는 [ Ω ] 옴으로 표기

 

R = ρ l / S [ Ω ] = l / kS [ Ω ]

 

ρ: 전선의 고유 저항 [ Ω.m ] 

 

k: 도전율 (고유저항의 역수) [ ℧ /m] 모퍼미터

 

l: 전선의 길이 [m]

 

S: 전선의 단면적 [m^2]

 

 

1.2 옴(Ohm)의 법칙

 

전류 I = V / R [A]

 

전압 V = I R [V]

 

저항 R = V / I [옴]

 

 

1.3 저항의 직렬 연결 및 병렬 연결

 

직렬 합성 저항 R = R1 + R2

 

병렬 합성 저항 R = (R1 * R2) / (R1+R2)

 

 

 

2. 전압 분배의 법칙과 전류 분배의 법칙

 

2.1 전압 분배의 법칙

 

각 저항에 걸리는 전압은 저항에 비례 한다. (직렬 회로)

 

V1 = R1 / (R1 + R2)   V

 

V2 = R1 / (R1 + R2)   V

 

2.2 전류 분배의 법칙

 

각 저항에 걸리는 전류는 저항에 반비례 한다. (병렬 회로)

 

I1 = R2 / (R1 + R2)   I

 

I2 = R1 / (R1 + R2)   I

 

 

3. 전압 분배의 법칙 및 전류 분배의 법칙 응용 기기

 

3.1 분류기

 

1) 전류계의 측정 범위를 확대시키는 병렬 저항을 분류기의 저항이라고 한다.

 

2) 측정 전류 범위가 작은 전류계를 이용하여 큰 전류를 측정할 때 사용한다.

 

3) 실제 배율을 구할 때에는 전류 분배의 법칙을 적용하면 쉽게 계산할 수 있다.

 

분류기의 배율 m = I / Im = (Rp + Rm) / Rp

 

Rm: 전류계의 내부 저항 [옴]

 

Rp: 분류기의 병렬 저항 [옴]

 

 

3.2 배율기

 

1) 전압계의 측정 범위를 확대시키는 직렬 저항을 배율기의 저항이라고 한다.

 

2) 측정 저압 범위가 작은 전압계를 이용하여 높은 전압을 측정할 때 사용한다. 

 

3) 실제 배율을 구할 때는 전압 분배의 법칙을 적용하면 쉽게 계산할 수 있다. 

 

배율기의 배율 m = V / Vm = ( Rs + Rm ) / Rm

 

Rm: 전압계의 내부 저항 [옴]

 

Rs: 배율기의 직렬 저항 [옴]

 

 

4. 키르히 호프 접칙

 

1. 키르히호프의 전압 법칙 (KVL)

 

폐회로망에서 회로에 인가한 전압과 각 소자에서 발생한 전압 강하의 합은 같다.

 

E = I R1 + I R2

 

전압 강하: 회로 소자에 전류가 흐르면서 발생하는 전압의 저하량

 

 

2. 키르히호프의 전류 법칙 (KCL)

 

회로의 어느 한 절점에 유입하는 전류와 유출하는 전유의 합은 항상 같다. (에너지 보존의 법칙 원리)

 

i1 + i2 = i3 + i4

 

또는 i1 + i2 -i3 -i4 = 0