키르히호프 전압 법칙
한 바퀴 돌면 전압 합이 0
왼쪽 전원 하나와 저항 셋이 고리 하나를 이룬다. 전원은 전압을 올리고 저항은 전압을 떨어뜨리는데, 아래쪽 저항의 전압강하만 아직 모른다. V3을 바꿔 고리를 한 바퀴 돈 전압의 합이 정확히 0이 되도록 맞춰요.
전위는 돌아오면 제자리다
회로의 각 점은 저마다의 전위를 갖는다. 어느 점에서 출발해 고리를 따라 이웃한 점으로 옮겨 갈 때마다 전위가 오르거나 내리는데, 한 바퀴를 다 돌아 출발점에 돌아오면 그 점의 전위는 떠날 때와 똑같아야 해요. 한 점이 동시에 두 전위를 가질 수는 없기 때문이다. 그래서 도중의 오르내림을 모두 합치면 0이 된다.
상승은 +, 강하는 −
고리를 한 방향으로 돌면서 전위가 오르는 것은 +, 내리는 것은 −로 적는다. 전원(EMF)을 −단자에서 +단자 쪽으로 지나면 전압이 오르고, 저항을 전류 방향으로 지나면 전압이 떨어져요. 모든 항을 부호까지 맞춰 더하면 ΣV = 0이라는 한 줄이 된다. 다르게 말하면 전원이 올린 전압의 합과 저항들이 떨어뜨린 전압의 합이 같다는 뜻이다.
한 식으로 모르는 전압을 푼다
고리 하나에 모르는 전압이 하나뿐이라면 ΣV = 0이라는 식 하나로 그 값이 곧바로 나온다. 이 그림에서는 전원이 +12V를 올리고 두 저항이 5V와 4V를 떨어뜨리니, 세 번째 저항의 강하는 12 − 5 − 4 = 3V여야 해요. 회로 전체를 풀 때는 이렇게 고리마다 KVL 식을, 마디마다 KCL 식을 세워 연립하는 것이 그물 해석과 마디 해석의 핵심이다.
첫 화면으로 돌아가서
모르는 강하를 바꾸자 고리의 전압 합이 한쪽 부호에서 출발해 0을 가로질러 반대 부호로 넘어갔고, 합이 정확히 0이 되는 그 점에서 V3은 3V였다. 전원이 올린 12V를 두 저항이 5V와 4V로 나눠 가지고, 남은 3V를 세 번째 저항이 가져간 거예요. 고리를 돌면 제자리로 돌아온다는 단순한 사실 하나로 모르는 전압을 한 번에 짚어 낸 셈이다.