저항의 연결방법 -직렬, 병렬, 혼합(1)

2023.04.01 - [중등과학문제풀이/중2 과학 이론] - 중2 전류, 전압, 저항(1)

중2 전류, 전압, 저항(1)

 

2023.04.04 - [중등과학문제풀이/중2 과학 이론] - 2단원 - 전압, 전류, 저항(2)

2단원 - 전압, 전류, 저항(2)

전압부터 옴의 법칙에 대한 내용은 위 게시글 참고해주세요^^

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이번에는 저항의 연결하는 방법에 따라서 전압, 전류, 저항의 값이 어떻게 되는지 알아보도록 할께요^^

 

- 저항의 직렬연결 -

저항을 직렬연결은 저항을 일렬로 연결하는 방법입니다.

저항 직렬연결방법 - 비상교육 참고

여러 개의 저항을 한줄로 나란하게 연결하면 그림처럼 저항의 값이 커지게 됩니다. 저항의 길이가 두배 길어지는 효과를 가져오게 되죠. 그럼, 도선의 길이가 두배가 되면 저항값도 두배가 되겠네요~~. 이해가 되시나요??

 

- 전체저항(합성저항) 구하는 방법 -

저항이 한줄로 나열하는 직렬연결에서 전체저항(합성저항)을 구하는 방법은 어떻게 될까요? 저항을 한줄로 나열하면 저항의 수가 증가하기 때문에 합성저항은 커지겠죠?

저항 직렬일 때 합성저항 구하는 법 - 비상교육 참조

저항이 직렬일 때 합성저항을 구하는 방법은 각각의 저항을 더하면 됩니다. 어렵지 않죠??

그림을 보면 저항이 직렬이죠~~ 이런 경우 합성저항은 얼마일까요?? 각각 저항값을 더하면 되니까, 1옴 + 2옴 + 3옴 = 6옴이 됩니다. 이해가 되시죠??

 

- 저항 직렬연결 일 때 전류 및 전압의 크기는 -

저항이 직렬일 때 합성저항만 구하면 되면 얼마나 좋을까요? ㅋㅋㅋ 하지만 그런 일은 없답니다. 저항이 직렬일 때 각 저항에 걸리는 전류, 전압, 그리고 전체전류와 전체 전압에 대해서 봅시다.

그림에서 각 저항에 걸리는 전류 I1, I2 , 전체전류 I는 전하량 보존 법칙에 의해서 같아요. 

전하량 보존 법칙이란 도선에 흐르는 전하량은 도선을 지날 때 전하량이 생성, 소멸, 바뀌지 않는다. 입니다. 

따라서, I = I1 =I2 입니다. 

그리고 각 저항에 걸리는 전압V1, V2는 어떻게 될까요?

옴의 법칙에서 V= IR 이죠. 그럼, R1에 걸리는 전압 V1 = I1 X R1 이고, R2에 걸리는 전압 V2 = I2 X R2 입니다. 

그리고 전체 전압 V=IR=I(R1 + R2)=IR1 + IR2 = V1 + V2 이죠. 

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정리를 하자면, 저항이 직렬일 때 전체전압 V는 각 저항에 걸리는 전압의 합과 같다.  V = V1 + V2

전체 전류는 각 저항에 흐르는 전류와 같다. I = I1 = I2

합성 저항은 각 저항의 합과 같다. R = R1 + R2

각 저항의 비= 각 전압의 비

 

간단하게 예를 들면 

저항이 직렬이죠. 그럼 합성저항은 각 저항의 합이므로, 6옴이네요. 전체전류 I = V/R 이므로 전체전압이 12V이고, 합성저항은 6옴이므로 전체 전류는 2A이라는 것을 알 수 있습니다.

2옴과 4옴에 걸리는 전류는 2A로 같죠. 그럼, 2옴과 4옴에 걸리는 전압은 각각 (2A X 2옴 = 4V), (2A X 4옴 = 8V) 이죠.

여기서 중요한 것은 저항이 직렬일 떄 저항의 비는 꼭 전압의 비라는 사실^^

문제에서 저항의 비가 1 : 2 이죠. 그럼 전압의 비가 1 : 2 가 된다는 것^^ 잊지 마세요^^

 

오늘은 저항의 직렬연결에 대해서 알아봤습니다.^^

다음에는 병렬연결에 대해서 포스팅할께요^^

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