전류(I)는 1초 동안 도선 단면을 지나는 전하의 양이다. 단위는 A(암페어). 실제로는 (−)인 전자가 (−)극에서 (+)극으로 흐르지만, 약속상 전류 방향은 (+)극 → (−)극으로 표시한다.
전압(V)은 전류를 흐르게 하는 원인. 회로 양 끝의 전위차다. 단위는 V(볼트).
저항(R)은 전류의 흐름을 방해하는 정도. 단위는 Ω(옴). 도선이 길수록·가늘수록 저항이 커지고, 물질의 종류에 따라 다르다.
01 · 전류·전압·저항
물의 흐름으로 비유해 보자
전류는 물의 양, 전압은 수압, 저항은 좁아진 관에 비유할 수 있다.
I
전류 Current
전하의 흐름
단위: A (암페어)
V
전압 Voltage
전류를 흐르게 하는 압력
단위: V (볼트)
R
저항 Resistance
전류를 방해하는 정도
단위: Ω (옴)
단위와 측정 도구
| 물리량 | 기호 | 단위 | 측정 도구·연결법 |
|---|---|---|---|
| 전류 | I | A (암페어) | 전류계 — 직렬연결 |
| 전압 | V | V (볼트) | 전압계 — 병렬연결 |
| 저항 | R | Ω (옴) | 전류·전압으로 계산 (V/I) |
| 전기에너지 | E | J (줄) | E = V·I·t |
| 소비 전력 | P | W (와트) | P = V·I |
📌 암기 포인트 · 전류계는 흐름을 측정하므로 회로에 끼워(직렬), 전압계는 두 점의 압력차를 측정하므로 옆으로(병렬) 연결.
02 · 옴의 법칙
V = I × R
전류는 전압에 비례하고, 저항에 반비례한다. 1827년 독일의 옴(G. S. Ohm)이 발견한 관계식이다.
OHM'S LAW
V = I × R
전압 = 전류 × 저항
● 옴의 법칙 시뮬레이터
10 V
10 Ω
계산된 전류 I = V / R
1.00 A
03 · 저항의 크기
무엇이 저항을 결정하는가
도선의 저항은 다음 세 가지에 따라 달라진다.
① 물질의 종류 — 구리·은처럼 자유전자가 많은 금속은 저항이 작고(좋은 도체), 고무·유리는 저항이 매우 크다(부도체).
② 길이 — 도선이 길수록 전자가 더 멀리 가야 하므로 저항이 커진다. 저항 ∝ 길이.
③ 단면적 — 도선이 굵을수록 전자가 지날 통로가 넓어 저항이 작다. 저항 ∝ 1 / 단면적.
● V-I 그래프 시뮬레이터 — 기울기가 저항이다
RESISTOR · 저항기 색띠
저항기의 색깔 띠가 저항값을 알려 준다
실제 전자 회로에 쓰이는 작은 원통형 저항기. 4개의 색띠가 그려져 있는데, 앞의 2개는 숫자, 3번째는 자릿수(0의 개수), 4번째는 오차를 나타낸다.
예: 빨강(2)-빨강(2)-갈색(×10)-금색(±5%) = 220Ω, ±5% 오차. 색을 외워 두면 회로의 저항값을 한눈에 읽을 수 있다.
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형성평가
맞춘 문제 0/ 3
Q1
10 Ω 저항에 20 V를 걸어 줄 때 흐르는 전류는?
해설 · I = V/R = 20/10 = 2 A.
Q2
옴의 법칙에 따라 저항 R이 두 배가 되면 같은 전압에서 전류는 어떻게 되는가?
해설 · I = V/R 이므로 R이 2배 ⇒ I는 1/2배.
Q3
도선의 저항을 크게 하려면 어떻게 해야 하는가?
해설 · 저항 ∝ 길이 / 단면적. 길고 가늘수록 저항이 크다.
핵심 정리
전류 I
전하의 흐름
단위 A, (+)→(−) 방향으로 표시
전압 V
전류를 흐르게 하는 원인
단위 V, 회로 양 끝의 전위차
저항 R
전류의 흐름을 방해
단위 Ω, 길이·단면적·재질에 좌우
옴의 법칙
V = I × R
I = V/R, R = V/I