소방설비기사 소방전기일반 · 직류회로 기초

DC Circuit Basics

직류회로는 전압·전류·저항 관계를 물 흐름처럼 읽는 소방전기 기초예요. 옴의 법칙 V=IR과 전력 P=VI=I²R로 부하 크기를 잡고, 줄의 법칙은 전선 발열·전기화재의 뿌리가 돼요. 전류가 커질수록 발열이 제곱으로 늘어나는 패턴을 기억하면 현장 판단이 빨라져요. 저항·전류를 바꾸면 회로와 발열 그림이 보여요.

전기 = 물의 흐름

저항 R4 Ω

💡 물 비유로 이해하자

①전압(V) = 수압: 물을 밀어내는 힘

②전류(I) = 수량: 관을 흐르는 물의 양

③저항(R) = 관의 좁기: 좁을수록 물이 적게 흐른다

④저항을 높이면 전류(파란 화살표)가 줄어드는 것이 보이는가?

옴의 법칙과 전력

옴의 법칙

V = IR

전압[V] = 전류[A] × 저항[Ω]

전력 공식

P = VI = I²R = V²/R

전력[W] = 전압 × 전류

⚡ 전력의 3가지 표현

①P = VI: 전압과 전류를 알 때

②P = I²R: 전류와 저항을 알 때

③P = V²/R: 전압과 저항을 알 때

④셋 중 아는 값 2개로 나머지를 구한다

줄의 법칙: 전기 화재의 원리

전류 I3 A

시간 t10 s

줄의 법칙

H = 0.24Pt = 0.24I²Rt [cal]

발열량[cal] = 0.24 × 전력 × 시간

🔥 소방 핵심: 전기 화재의 근본

①전류가 2배 → 발열 4배 (I²에 비례)

②접촉불량 = 국부적 저항 증가 → 발열 → 화재

③과전류·단락 → 큰 전류 → 급격한 발열

④이것이 전기 화재의 물리적 원리이다

직렬·병렬 저항과 키르히호프 법칙

직렬 vs 병렬 비교

직렬·병렬 저항 비교

구분	직렬	병렬
연결 형태	한 줄로 이어짐	갈라져서 나란히
전류	모든 저항에 동일	저항마다 다름
전압	저항마다 분배	모든 저항에 동일
합성 저항	R = R₁ + R₂	1/R = 1/R₁ + 1/R₂

직렬 합성저항

R = R₁ + R₂ + R₃ + ···

직렬: 저항이 더해진다 (항상 커진다)

병렬 합성저항

1R = 1R₁ + 1R₂ + ···

병렬: 역수의 합 (항상 작아진다)

키르히호프 법칙

KCL·KVL

시험 총정리

옴의 법칙

V = IR [V]

전압 = 전류 × 저항

전력

P = VI = I²R = V²/R [W]

전력의 3가지 표현

줄의 법칙

H = 0.24Pt = 0.24I²Rt [cal]

발열량: 전기 화재의 근본 공식

직렬 2개 합성

R = R₁ + R₂

직렬은 더한다

병렬 2개 합성

R = R₁ R₂R₁ + R₂

병렬은 곱/합

🎯 시험 포인트

①옴의 법칙 V=IR: 3개 중 2개 알면 나머지 계산

②전력 3가지 변형: 주어진 조건에 맞는 식 선택

③줄의 법칙 0.24 계수 암기: [J]→[cal] 변환

④직렬은 전류 동일·전압 분배 / 병렬은 전압 동일·전류 분배

⑤KCL(전류 보존) + KVL(전압 보존) = 회로 해석의 기본