저항 직렬 연결 - jeohang jiglyeol yeongyeol

[기초 지식] 저항의 직렬과 병렬연결

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지난 포스팅에서는 전압, 전류, 저항에 대해 간단히 알아보았는데요, 이번 포스팅에서는 저항을 직렬연결하거나 병렬연결하는 경우에 대해서 알아보겠습니다.

전압 전류 저항... 많이 들어 보셨을텐데요, 이 중 저항은 우리 주변에서 쉽게 만나 볼 수 있습니다.

일례로 우리가 매일같이 사용하는 헤어드라이기도 일종의 커다란 저항입니다. 헤어 드라이기는 저항에 전류가 흐르면 열이 난다는 원리를 이용한 것인데요, 여기서 저항으로 사용되는 것이 헤어드라이기 내부에 있는 니크롬선입니다.

일상생활에서가 아니더라도 회로에 대해 공부를 하다 보면 저항을 많이 접하게 됩니다. 바로 위 그림처럼 생긴 소자입니다.
자, 이제 저항의 직렬연결과 병렬연결에 대해 알아보겠습니다.

저항의 직렬 연결
저항의 직렬 연결이란 전선을 따라 '일렬'로 저항이 연결 되어있는 상태입니다. 이때 전체 저항(합성 저항) R은 개별의 저항의 합과 같습니다. 이를 수식으로 나타내면 전체 저항 R= R1+R2+R3 +... + Rn입니다.

예시로 아래 회로를 봅시다.

왼쪽의 저항이 2Ω이고 오른쪽의 저항이 4Ω이라면 전체 저항은 2Ω+4Ω = 6Ω 입니다.
회로에 걸리는 전압이 12V이고, 저번 포스팅에서 배웠던 옴의 법칙 I=V/R을 이용한다면 회로를 따라 흐르는 전류는 2A가 됨을 알 수 있습니다.

여기서 한 발짝 더 들어가서 각각의 저항에 걸리는 전압도 알아볼까요?
저항의 직렬연결의 경우 각각의 저항에 흐르는 전류는 동일합니다. 한 저항을 통과한 전류가 다른 곳으로 빠질 길 없이 그 다음 저항을 통과하기 때문입니다. 여기서는 그 전류가 2A입니다. 자 이제 옴의 법칙인 V=IR을 다시 사용해보면 2Ω 저항에 걸리는 전압은 2X2 = 4V이고, 4Ω 저항에 걸리는 전압은 4X2 = 8V입니다. 두 전압을 합치면 배터리의 공급전압인 12V가 되죠?

이런 식으로 저항의 직렬 연결을 통해 전압을 분배하는 것은 아두이노를 활용하는 회로에서 많이 쓰이므로 꼭! 알아두세요!

저항의 병렬 연결
저항의 병렬 연결이란 아래 회로와 같이 도선이 갈라져서 서로 다른 저항을 나란하게 통과하는 경우를 뜻합니다.
이 때에도 전체 저항 값을 계산 할 수 있는데요, 직렬 연결보다 조금 복잡합니다. 전체 저항 R의 역수 1/R은 개별 저항 역수의 합과 같습니다.
즉, 전체 저항이 R일때, 1/R=1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn입니다.

이 회로에서 위쪽의 저항이 20Ω이고 아랫쪽의 저항이 30Ω이므로 전체 저항 R의 역수 1/R = 1/20 + 1/30 = 5/60 = 1/12이므로 전체 저항 R은 12Ω이 됩니다.
직렬 연결에서는 각 저항에 흐르는 '전류'가 동일하지만 병렬 연결에서는 각 저항에 걸리는 '전압'이 120V로 동일합니다. 따라서 각각의 저항마다 옴의 법칙 I=V/R을 적용하면

I위쪽 저항 = 120/20 = 6A
I아래쪽 저항 = 120/30 = 4A

를 구할 수 있습니다.

이번 포스팅으로 간단한 직렬 연결과 병렬 연결에 대하여 알아보았습니다.
앞으로도 더욱 더 많은 과학 상식으로 만나뵙겠습니다.^^
여기까지 강남 대치동 1등 코딩학원!
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잼있고 깊게, 비교할수록 잼코딩이었습니다.