전류와 저항

Electric Current and Resistance

전류와 저항은 수도관에 비유하면 쉽게 잡혀요. 전압은 수압, 전류는 흐르는 물의 양, 저항은 관을 좁히는 정도예요. 옴의 법칙 V = IR로 전압을 높이면 전류가 늘고, 저항을 키우면 전류가 줄어들어요. 전력이 얼마나 빠르게 에너지를 쓰는지, 전력량이 실제로 얼마를 썼는지까지 이어서 볼 수 있어요. 이 페이지에서는 전압과 저항을 슬라이더로 바꿔 가며 회로에서 전류가 어떻게 변하는지 직접 확인해 봐요.

전류와 저항의 직관

💧 수도관에 비유하면

①전압(V) = 수압: 물을 밀어내는 힘

②전류(I) = 수량: 실제 흐르는 물의 양

③저항(R) = 관의 좁은 정도: 흐름을 방해하는 요소

옴의 법칙 시각화

전압 V12 V

저항 R4 Ω

💡 핵심 관찰

①전압을 높이면 전류가 비례하여 증가합니다

②저항을 높이면 전류가 반비례하여 감소합니다

③V = IR은 전기 회로의 가장 기본적인 관계입니다

옴의 법칙

V = IR

전압(V) = 전류(A) x 저항(Ω)

전류 구하기

I = VR

전류(A) = 전압(V) / 저항(Ω)

저항 구하기

R = VI

저항(Ω) = 전압(V) / 전류(A)

전력과 전력량

전력 (소비 속도)

P = VI = I²R = V²/R

전력(W) = 전압 x 전류: 3가지 변환 공식

전력량 (에너지)

W = Pt = VIt

전력량(J) = 전력 x 시간: 실제 소비된 에너지

💰 전기 요금과 전력량

①1 kWh = 1000W x 3600s = 3.6 x 10⁶ J

②전기 요금 = 전력량(kWh) x 단가

③100W 전구를 10시간 → 1 kWh 소비

예제로 익히기

예제 1

저항 6 Ω인 전구에 12 V의 전압을 걸었다. 흐르는 전류는?

옴의 법칙 V = IR에서 I = V/R.

I = VR

V = 12 V, R = 6 Ω를 대입한다.

I = 126 = 2 A

▸ 2 A

옴의 법칙 V = IR을 I = V/R로 변형. 전압이 클수록, 저항이 작을수록 전류가 크다.

예제 2

저항 10 Ω에 2 A의 전류가 흐를 때 소비 전력은?

전력 공식 P = I²R을 사용한다 (전류와 저항을 알 때).

P = I² R

I = 2 A, R = 10 Ω를 대입한다.

P = 2² × 10 = 40 W

▸ 40 W

전력은 P = VI = I²R = V²/R 세 형태. 주어진 양에 맞는 식을 고른다.

총정리

옴의 법칙

V = IR

전력

P = VI

수능 유형 변형

같은 재질의 도선에서 길이를 2배로 늘리고 단면적을 절반으로 줄이면 저항은 몇 배가 되는가?

①2배

②4배

③12배

④14배

⑤변화 없음

▸ ② 4배

저항은 R = ρL/A로 길이에 비례하고 단면적에 반비례한다.

R = ρLA

L이 2배, A가 1/2배면 R은 2 ÷ (1/2) = 4배.

R ∝ 2LA/2 = 4·LA

🎯 시험 포인트

①V = IR: 전압 = 전류 x 저항 (기본 중의 기본!)

②P = VI = I²R = V²/R: 상황에 따라 편한 공식 선택

③직렬 연결: R_합 = R₁ + R₂ (저항 증가)

④병렬 연결: 1/R_합 = 1/R₁ + 1/R₂ (저항 감소)

⑤전력량 W = Pt, 단위는 J 또는 kWh