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옴의법칙의 의미와 계산 방법! 전류와 저항을 자유 자재로 구해보자
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옴의법칙(전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다) & 전력공식(전력=전압*전류) : 네이버 블로그
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옴의 법칙의 원형[편집]
각주[편집]
외부 링크[편집]
옴의 법칙
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- Most searched keywords: Whether you are looking for 옴의 법칙 Updating 옴의 법칙은 저항에 의해 결정되는 전기 회로의 전압과 전류 간의 선형 관계를 정의합니다.
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- Most searched keywords: Whether you are looking for 옴의 법칙 Updating 안녕하세요. 제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다. 우리는 지난 학습 자료를 공부하면서 전하, 전류, 전압, 저항에 대해서 배웠습니다. 이제 전류, 전압, 저항..
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옴의 법칙
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옴의법칙의 의미와 계산 방법! 전류와 저항을 자유 자재로 구해보자
V = IR로 표현되는 옴의 법칙은 전압 · 전류 · 저항의 관계를 식으로 표현한 것입니다. ‘옴의 법칙’은 전기 분야에서 특히 중요한데, 옴의 법칙을 한번 마스터 해 두면, 전류, 전압, 저항의 알고 싶은 값을 마음껏 구할 수 있게 됩니다.
이 기사에서는 옴의 법칙의 의미와 사용(계산) 방법을 소개하고 연습 문제와 해설을 소개합니다. 전기관련 공부를 하는 분 뿐만 아니라, 교과과정에도 반드시 나오기 때문에 이 포스트를 읽고, 옴의 법칙을 이해하고 잘 다룰 수있게 된다면, 시험에서 득점이 가능할 겁니다.
1. 옴의 법 칙이란
[옴의 법칙의 이름의 유래]약 200년 전 독일의 물리학자인 옴이 발견했기 때문에 ‘옴의 법칙’이라고합니다. 사실 옴씨가 발견하기 45년 전에 다른 사람이 발겼했으나, 당시 세상에 발표하지를 않았습니다.
따라서 먼저 발표한 옴씨의 이름을 따서 옴의 법칙이 되었고, 처음 발견한 사람의 이름은 잊혀기게 됐습니다. 슬픈 이야기입니다. 꼭 발표를 합시다!
[옴의 법칙에 사 용되는 문자]옴의 법칙은 V, I R이라는 세 글자가 사용되고 있습니다. 각각
v= 전압 (volt)
I= 전류 (ampair)
R= 저항 (resistance)
을 의미한답니다.
2. 옴의 법칙 사용
‘옴의 법칙’을 알고 있어도 사용법을 알고 않으면 의미가 없습니다. 간단한 예제를 풀어 사용법의 기초를 익혀 봅시다.
공식 원래의 형태 [V = IR] 를 암기 해 버리면 나머지는 식을 변형하여 전류와 저항의 값을 구할 수 있습니다. 최대한 암기는 줄이고, 이해를 높이도록 하면 좋겠습니다.
수학 방정식을 풀때에는 “얻고 싶은 문자를 왼쪽에, 나머지는 오른쪽에” 라는 방법이 있는데, 수학뿐만 아니라 물리적으로도 사용할 수있는 요령입니다. 옴의 법칙에서도 사용합시다!
전압을 구하기
전압을 구하는 경우에는, 위에서 설명한 것처럼 구하고자 하는 전압 V를 왼쪽에 전류 I와 저항 R을 왼쪽에 두고 값을 구해보도록 합니다.
V=IR
옴 법칙의 원래의 모양 이군요 (변형할 필요가 없겠네요) 그러면 예제를 통해서 실제 옴의 법칙을 사용해 보자구요.
[예제]건전지에 3Ω의 저항을 연결하여 스위치를 on으로하면 2A의 전류가 흘렀습니다. 이때 배터리의 전압 (v)를 구하라.
[풀이]V=IR V=2*3 V=6
[ 해설]「전압」 「전류」 「저항」을 요구하는 문제가 나오면. 우선 ‘옴의 법칙’으로 해결할 수 있을지 공식적으로 대입해 봅니다. 이 경우에는 공식의 적용만으로 값을 구할 수 있습니다.
전류를 구하는 경우
전류 I를 구하는 경우에는 전류를 나타내는 I를 왼쪽에 전압 V와 저항 R을 오른쪽에 두도록 합시다.
①V=IR ②IR=V ③IR/R=V/R ④I=V/R
이렇게 풀어놓고 보면 옴의 법칙 식의 양변을 R로 나눈것 뿐이네요. I=V/R 이것으로 전류를 요청할 수 있습니다. 전류를 구하기위한 ‘옴의 법칙’을 암기할 것이 아니라 식을 이해하고 변형하면 좋을 듯 하네요. 그럼 예제를 통해 실제 사용하는 방법을 살펴 보도록 하겠습니다.
[예제]6v 배터리와 3Ω의 저항을 이용하여 회로를 만들었다. 흐르는 전류 (A)를 구하라.
I=V/R I=6/3 I=2
[해설]옴의 법칙 공식을 변형하여 숫자를 대입하여 구할 수 있습니다.
저항을 구하는 경우
저항을 구하는 경우에도 전류를 구하는 경우와 같은 방법을 쓰기만 하면 됩니다. 얻고 싶은 저항 R을 왼쪽에, 그 이외의 전압 V와 전류 I를 오른쪽에 가져갑니다.
IR=V IR/I=V/I R=V/I
그럼 예제를 살펴 보도록 하겠습니다.
[예제]6v 배터리에 저항을 연결하여 회로를 만든 결과, 3A의 전류가 흘렀다. 이때의 저항 값(Ω)를 구하라.
R=V/I R=6/3 R=2
[해설]옴의 법칙 공식을 변형하여 숫자를 대입하여 구할 수 있습니다.
[기타]직렬 저항의 경우 저항의 합은 다음과 같습니다.
R=R1+R2
병렬 저항의 경우 저항의 합은 다음과 같습니다.
1/R=1/R1+1/R2
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옴의 법칙에서 V,I 그리고 R.
옴의 법칙(Ohm’s law)은 도체의 두 지점사이에 나타나는 전위차(전압)에 의해 흐르는 전류가 일정한 법칙에 따르는 것을 말한다.[1] 두 지점 사이의 도체에 일정한 전위차가 존재할 때, 도체의 저항(resistance)의 크기와 전류의 크기는 반비례한다. I {\displaystyle I} 는 도선에 흐르는 전류로 단위는 암페어(A,ampere), V {\displaystyle V} 는 도체에 양단에 걸리는 전위차로 단위는 볼트(V,volt), 그리고 R {\displaystyle R} 는 도체의 전기저항(resistance)으로 단위는 옴(Ω, ohm)이다. 특히, 옴의 법칙에서 저항 R는 상수이고, 전류와 독립적이다.[2]
회로망에서 저항은 두 노드(node) 사이에 존재한다. 옴의 법칙은 다른 회로 법칙과 함께 회로 해석에 중요한 요소이다. 저항은 물리적으로 특정 형태를 갖는 일정한 길이의 물체로 존재하므로, 전체 전위차가 저항체의 길이 전체에 나누어 분포한다. 그러나 회로망 해석에서는 두 노드 사이에 존재하는 한 점으로 모델링하여 전체 저항값(상수값)을 저항의 대표값으로 취급하여 해석한다.
옴의 법칙은 전자기학의 법칙 중 하나이다. 이름은 독일의 과학자 게오르크 옴의 이름을 딴 것이다.그러나 후에 저항이 없는 물질이 발견됨에 따라 옴의 법칙이 모순이라는 주장이 제기되고 있다.
옴의 법칙의 원형 [ 편집 ]
옴의 법칙은 미시적으로 다음과 같다.
J = σ E {\displaystyle \mathbf {J} =\sigma \mathbf {E} }
J는 전류 밀도이며, σ 는 전기전도율 (비등방성 물질에서 텐서일 수도 있음)이고, E는 전기장이다.
이 방정식은 오직 전도체의 기준계에서만 유효하다. 만약 물체가 자기장 B에 대해 v의 속력으로 움직인다면 이 방정식은 다음과 같이 바뀐다.
J = σ ⋅ ( E + v × B ) {\displaystyle \mathbf {J} =\sigma \cdot \left(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} \right)}
이 식은 로런츠 힘과 관계를 가지는데, 이로써 옴의 법칙을 로런츠 힘과 (전하 운반체의 속력에 비례하는) 항력이 있다는 가정 아래 유도할 수 있다.
옴의 법칙의 미시적인 형태에서 “전기장과 도선의 전압, 도선의 길이간에 상관관계”를 통해 다음과 같은 옴의 법칙의 거시적인 형태를 얻을 수 있다.
I = V R {\displaystyle I={\frac {V}{R}}}
여기서 I {\displaystyle I} 는 전류 밀도를 적분한 전류이고, R {\displaystyle R} 은 비저항 σ − 1 {\displaystyle \sigma ^{-1}} 을 적분하여 얻은 저항이고, V {\displaystyle V} 는 전기장을 적분하여 얻은 전압이다.
각주 [ 편집 ]
옴의 법칙
옴의 법칙
옴의 법칙은 전기 회로의 전압과 전류 사이의 선형 관계를 보여줍니다.
저항의 전압 강하 및 저항은 저항을 통과하는 DC 전류 흐름을 설정합니다.
물의 흐름 비유를 통해 우리는 전류를 파이프를 통과하는 물의 흐름으로, 저항은 물의 흐름을 제한하는 얇은 파이프로, 전압은 물의 흐름을 가능하게하는 물의 높이 차이로 상상할 수 있습니다.
옴의 법칙 공식
저항의 전류 I (암페어 (A))는 저항의 전압 V (볼트 (V))를 저항 R (옴 (Ω))로 나눈 값과 같습니다.
V 는 전압 (V) 단위로 측정 된 저항의 전압 강하입니다. 경우에 따라 옴의 법칙은 문자 E 를 사용하여 전압을 나타냅니다. E는 기전력을 나타냅니다.
I 는 전류 (A)로 측정 된 저항을 통해 흐르는 전류입니다.
R 은 저항의 저항으로 옴 (Ω) 단위로 측정됩니다.
전압 계산
전류와 저항을 알면 전압을 계산할 수 있습니다.
전압 V (볼트 (V))는 전류 I (암페어 (A))에 저항 R (옴 (Ω))을 곱한 것과 같습니다.
저항 계산
전압과 전류를 알면 저항을 계산할 수 있습니다.
저항 R (ohms) (Ω)은 전압 V (볼트 (V))를 전류 I (암페어 (A))로 나눈 값과 같습니다.
전류는 전압 및 저항 값으로 설정되므로 옴의 법칙 공식은 다음을 나타낼 수 있습니다.
전압을 높이면 전류가 증가합니다.
저항을 높이면 전류가 감소합니다.
예 1
저항이 50 Ohms이고 전압 공급이 5V 인 전기 회로의 전류를 찾으십시오.
해결책:
V = 5V
R = 50Ω
나는 = V / R = 5V / 50Ω = 0.1A = 100mA
예제 # 2
전압 공급이 10V이고 전류가 5mA 인 전기 회로의 저항을 찾습니다.
해결책:
V = 10V
나는 = 5mA = 0.005A
R = V / I = 10V / 0.005A = 2000Ω = 2kΩ
AC 회로에 대한 옴의 법칙
부하의 전류 I (암페어) (A)는 부하의 전압 V Z = V (볼트 (V))를 임피던스 Z (옴 (Ω))로 나눈 값과 같습니다.
V 는 전압 (V) 단위로 측정 된 부하의 전압 강하입니다.
I 는 전류 (A)로 측정됩니다.
Z 는 옴 (Ω) 단위로 측정 된 부하의 임피던스입니다.
예제 # 3
전압 공급이 110V∟70 °이고 부하가 0.5kΩ∟20 ° 인 AC 회로의 전류를 구합니다.
해결책:
V = 110V∟70 °
Z = 0.5kΩ∟20 ° = 500Ω∟20 °
I = V / Z = 110V∟70 ° / 500Ω∟20 ° = (110V / 500Ω) ∟ (70 ° -20 °) = 0.22A ∟50 °
옴의 법칙 계산기 (약식)
옴의 법칙 계산기 : 전압, 전류 및 저항 간의 관계를 계산합니다.
세 번째 값을 얻으려면 2 개의 값을 입력 하고 계산 버튼을 누릅니다.
저항 입력 : R = 옴 (Ω) 현재 입력 : 나 = 암페어 (A) 전압 입력 : V = 볼트 (V)
옴의 법칙 계산기 II ►
또한보십시오
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