전기이론(전압, 전류, 저항, 전력)

전기를 이해하고 해석하기 위해서는 수학 및 회로적인 개념이 필요합니다. 이번 시간에는 기초적인 전기이론과 기본 개념에 대하여 알아보도록 합시다.

 

 

많은 사람들이 알고 있고 가장 기초가 되는 전기이론은 '옴의 법칙'일 것입니다. V=IR의 공식으로 표현하며 V(Voltage, 전압)은 I(Current, 전류)와 R(Resistance, 저항)의 곱으로 표현한다는 의미입니다. 전기의 가장 기초가 되는 전압, 전류, 저항에 대하여 알아보겠습니다.

전압(Voltage) :

전위차라고도 불리며 '전기적인 압력'의 개념으로 전하를 움직이기 위한 잠재력입니다. 발사 준비 중인 새총을 생각해 봅시다. 새총에 장전된 돌멩이와 이 돌멩이를 쏘기 위해 팽팽하게 당겨진 고무줄이 있을 때, 돌멩이는 전자 고무줄이 전압이라고 생각하면 됩니다. 돌멩이를 강하게 쏘기위해 고무줄을 더욱 팽팽하게 당기는 것처럼 전압이 높을수록 전자는 강한 에너지를 가지게 됩니다.

전류(Current) :

전류는 단위 시간당 움직인 전하량으로 정의하며 짧은 시간 동안 많은 전자가 이동하였다면 더 큰 전류가 흐른다는 의미입니다. 전류는 방향성을 가지고 있으며 전자의 운동방향과 반대방향으로 움직입니다. 강물에 흐르는 물처럼 도체에 흐르는 전자를 전류라고 생각하면 됩니다.

저항(Resistance) :

전압과 전류의 관계를 설명하는 비례상수입니다. 물질마다 저항률이라는 고유특성과 비례하며 전류가 흐르는 도선의 길이와 비례, 면적과 반비례합니다. 또한 전류의 흐름을 방해하는 요소이기 때문에 같은 전압일 때 저항이 클수록 전류가 적게 흐르는 것을 알 수 있습니다.

전력(Power) :

단위 시간당 일(에너지)을 할 수 있는 정도를 나타내는 물리량으로 단위를 와트(W)를 사용합니다. (교류회로를 해석하다 보면 유효전력, 무효전력, 피상전력 등의 개념이 등장하지만 이번 시간에는 직류회로를 기준으로 설명하며 여기서의 전력은 유효전력을 의미합니다.) 거대한 포텐셜을 가지고 많은 양의 전하가 이동하면 그만큼 많은 일을 할 수 있으므로 P = VI로써 전력은 전압과 전류의 곱으로 표현됩니다.

 

전압, 전류, 저항, 전력 등 기초적인 전기이론에 대하여 알아보았습니다. 다음 시간에는 또 다른 전기이론을 배워보도록 합시다.