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전류, 전압, 전력, 저항: 전기회로 기초 완전정복 가이드

July 29, 2025

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1. 전류(Current)란 무엇인가?

전류는 전기회로에서 전자의 흐름을 의미합니다. 쉽게 말해, 전하가 도체 내부를 이동하는 속도이자 양이라고 할 수 있습니다. 전류의 단위는 $\mathrm{A}$ (암페어)이며, 1암페어는 1초에 1쿨롱의 전하가 흐르는 것을 뜻합니다.

전류의 크기와 방향은 회로 해석에서 매우 중요합니다.
전류 $I$ 는 다음과 같이 표현됩니다.

$I = \frac{Q}{t}$

여기서
$Q$ 는 전하의 양 (쿨롱, C),
$t$ 는 시간 (초)입니다.

2. 전압(Voltage)란 무엇인가?

전압은 전류를 흐르게 하는 힘, 즉 전위차입니다. 전압은 전하를 이동시키는 ‘압력’으로 비유할 수 있으며 단위는 $\mathrm{V}$ (볼트)입니다.

전압은 두 점 사이의 전기적인 위치 에너지 차이이며, 회로에서 전류가 흐르도록 하는 원동력입니다.

전압은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

$V = \frac{W}{Q}$

여기서
$W$ 는 일 또는 에너지 (줄, J),
$Q$ 는 전하의 양입니다.

3. 저항(Resistance)과 옴의 법칙

저항은 전류의 흐름을 방해하는 물리적 성질로, 단위는 $\Omega$ (옴)입니다. 저항이 크면 전류의 흐름이 줄어듭니다.

옴의 법칙은 전압, 전류, 저항의 관계를 나타내는 가장 기본 공식입니다.

$V = I \times R$

여기서
$V$ 는 전압,
$I$ 는 전류,
$R$ 은 저항입니다.

이 법칙에 의해 저항을 알면 전류와 전압 관계를 쉽게 파악할 수 있습니다.

4. 전력(Power)의 이해

전력은 단위 시간당 소비하거나 생성되는 에너지의 양입니다. 단위는 와트( $\mathrm{W}$ )이며, 전압과 전류의 곱으로 계산합니다.

$P = V \times I$

또한 옴의 법칙을 대입하여,

$P = I^2 \times R = \frac{V^2}{R}$

로도 표현할 수 있습니다.

5. 예제문제

초급 문제 1

저항 $10,\Omega$ 인 회로에 2A의 전류가 흐를 때, 전압은 얼마인가?

풀이:

$V = I \times R = 2 \times 10 = 20,V$

초급 문제 2

전압이 12V이고 저항이 6 $,\Omega$ 일 때, 회로의 전류는?

풀이:

$I = \frac{V}{R} = \frac{12}{6} = 2,A$

중급 문제 1

전압 24V, 저항 8 $,\Omega$ 회로에서 소비되는 전력은 얼마인가?

풀이:

$P = \frac{V^2}{R} = \frac{24^2}{8} = \frac{576}{8} = 72,W$

중급 문제 2

전류 3A, 저항 4 $,\Omega$ 인 회로의 전력 소비량은?

풀이:

$P = I^2 \times R = 3^2 \times 4 = 9 \times 4 = 36,W$

고급 문제 1

3개의 저항 $R_1 = 4,\Omega, R_2 = 6,\Omega, R_3 = 12,\Omega$ 가 직렬로 연결된 회로에 6A 전류가 흐를 때 전체 전압을 구하시오.

풀이:
직렬 저항 합:
$R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 = 4 + 6 + 12 = 22,\Omega$
전체 전압:

$V = I \times R_{total} = 6 \times 22 = 132,V$

고급 문제 2

병렬 연결된 두 저항 $R_1 = 8,\Omega$ , $R_2 = 24,\Omega$ 에 12V 전압이 걸릴 때, 각 저항에 흐르는 전류와 전체 전류를 구하시오.

풀이:
각 저항 전류:
$I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{8} = 1.5,A$
$I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{24} = 0.5,A$
전체 전류:

$I_{total} = I_1 + I_2 = 1.5 + 0.5 = 2.0,A$

6. 정리

전류는 전하의 흐름으로 $I = \frac{Q}{t}$ 로 정의된다.
전압은 전하를 이동시키는 힘으로 $V = \frac{W}{Q}$ 로 표현한다.
저항은 전류의 흐름을 방해하는 성질이며, 옴의 법칙 $V = IR$ 로 관계가 나타난다.
전력은 단위 시간당 에너지 사용량이며 $P = VI$ 와 여러 형태로 계산 가능하다.
회로 해석과 설계의 기본이 되는 개념이므로 반드시 정확히 이해해야 한다.

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