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전기기능사 전기이론 · 전압과 전류

Voltage & Current

전압은 전하를 밀어내는 전기적 높이 차이고, 전류는 1초 동안 한 단면을 지나는 전하의 양이다. 전류의 정의 I = Q/t 와 방향 약속, 회로의 전류 · 전압을 따지는 키르히호프의 두 법칙(KCL · KVL)을 다룬다. 그림은 전압을 물높이 차로, 전류를 관을 지나는 물의 양으로, 굵은 관을 작은 저항으로 바꿔 그린 물탱크 모형이에요. 물높이 · 관 굵기 슬라이더를 올리면 오른쪽 아래 흐름 I 가 물높이 × 굵기에 비례해 커져요.

전압이란: 물높이 모형

6 V
4

모형에서 I ∝ 물높이 × 굵기 = 7.2 A. 정의 I = Q/t 로는 2 C 가 1 s 동안 지나면 2 A 다.

💡 물탱크 모형과 전기
①전압(V)은 물높이 차와 같아 차이가 클수록 세게 흐른다
②전류(I)는 실제로 흐르는 물의 양에 해당한다
③저항(R)은 관이 좁은 정도라 좁을수록 흐르기 어렵다
④전지는 물을 다시 높이 퍼 올리는 펌프 구실을 해요

전류란

⚡ 전류는 전하의 흐름
①전류의 방향은 (+)에서 (−)로 흐른다고 약속한다
②실제로 도선 속 전자는 (−)에서 (+)로 움직여 방향이 반대다
③전류 방향을 먼저 정한 뒤에 전자가 발견되어 이렇게 됐다
④문제를 풀 때는 약속한 방향(+ → −)을 따라요
⑤단위는 암페어 [A] 이고, 1 A 는 1초에 1 C 이 지나가는 전류다
전류의 정의
I = Qt
I: 전류 [A] · Q: 전하량 [C] · t: 시간 [s] · 예: 2 C / 1 s = 2 A

키르히호프 법칙 기초

🔀 KCL: 전류 법칙(분기점)
①회로의 분기점에서는 전하가 쌓이거나 사라지지 않는다
②그래서 들어오는 전류의 합과 나가는 전류의 합이 같다
③예를 들어 3 A 가 들어오면 1 A 와 2 A 로 나뉘어 나간다
④물탱크 모형으로는 갈림길에 들어온 물과 나간 물이 같은 것이에요
키르히호프 전류 법칙(KCL)
ΣIin = ΣIout
분기점에서 들어오는 전류 = 나가는 전류
🔄 KVL: 전압 법칙(한 바퀴)
①회로를 한 바퀴 돌아 출발점으로 돌아오면 전위 변화의 합은 0 이다
②곧 전압 상승(전지)의 합과 전압 강하(저항)의 합이 같다
③예를 들어 12 V 전지에 저항 두 개가 4 V 와 8 V 를 나눠 가지면 합이 12 V 다
④물탱크 모형으로는 한 바퀴 돌아 같은 높이로 돌아오는 것이에요
키르히호프 전압 법칙(KVL)
ΣV = 0
폐회로 한 바퀴의 전압 합 = 0

정리

전류
I = Qt
전하량 ÷ 시간
KCL(전류 법칙)
ΣIin = ΣIout
분기점: 들어오는 전류 = 나가는 전류
KVL(전압 법칙)
ΣV = 0
폐회로 전압 합 = 0
🎯 시험에서 묻는 것
①전류 I = Q/t, 단위는 [A] = [C/s]
②전류 방향은 + 에서 − 이고, 전자는 반대로 움직인다
③KCL 은 분기점에서 전류가 보존된다는 법칙이다
④KVL 은 닫힌 회로 한 바퀴의 전압 합이 0 이라는 법칙이에요
⑤단위는 전압 [V], 전류 [A], 전하 [C] 다
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