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지난 시간에

 

인덕터라는 것은

 

전선을 동그란형태로 말아놓은 것이라고 말씀드렸죠.

 

그리고 중요했던 포인트.

 

인덕터는 전압과 전류의 관계에 있어서

 

옴의 법칙내 R과 같은

 

무언가라고 설명 드렸습니다.

 

자 주제를 살짝 넓게볼까요?

 

 

우리가 배웠던 3가지

 

수동소자.

 

1. 저항(Resistor)

 

 

2. 커패시터(Capacitor)

 

 

3. 인덕터(Inductor)

 

V = I * R

 

Q = C * V

(Q = I * t)

 

V = L * (di / dt)

 

우리가 지금까지 열심히 배웠던 위 3가지 수식이 모두

 

전압과 전류사이를 규정함에 있어서 어떠한 상수값으로 표현될 수 있다는 내용이었습니다.

 

우리는 전압과 전류관계에 있어서 그 사이 상수값을 결정하는 R, L, C를

 

한곳으로 묶어서 임피던스(Impedence)라고 표현합니다,

 

보시다시피 회로이론은

 

전기의 근원인 전압과 전류라는게 어떻게 형성되는지

 

지구상에 어떤 물질로 전기를 활용할 수 있는지를

 

공부하는 가장 기초적인 학문입니다.

 

제가 인덕터 파트에서 지금과 같이 전체를 한번 묶어 설명하는 이유는

 

앞에서 배웠던 것과 지금 배우는게 어떤 연관성이 있으며,

 

이걸 왜 배워야 하는지를 큰 시각으로 말씀드리는 부분입니다.

 

우리는 임피던스라는 것을 이해하게 되었을때,

 

비로소 적재 적소에 전압과 전류를 제어할 수 있다는 것을 의미합니다.

 

전압과 전류는 그사이 상수(R, L ,C)로 부터 결정되기 때문이죠.

 

지금까지 배운 지식들의 목적.

 

우리는 이러한 특성을 익힘으로써

 

회로를 설계하든 보드를 설계하든 반도체를 설계하든

 

중요한 밑거름 지식을 얻게 되는겁니다. 

---

본론으로 돌아오겠습니다.

 

일전의 포스팅에서 저항을 직렬과 병렬로 연결했을때

 

어떤 변화가 있었는지 기억하시나요?

 

저항은

 

직렬로 연결하면 그 값이 더해졌었고,

 

 

병렬로 연결하면 그 값이 역수값으로 계산됬었죠.

 

기억이 잘 나지 않는다면,

 

저항의 직렬 및 병렬연결 포스팅을 리뷰하시기 바랍니다.

 

인덕터 역시

 

저항의 합성 공식과 완전히 동일합니다.

 

상식적으로 이해가 되실겁니다.

 

저항도 저항률이 큰 어떤 물질을 길게 늘여뜨려 놓은 것이고

 

인덕터도 동그랗게 말아 놓은 전선을 길게 늘여뜨린 모양이거든요.

 

해서 저항이나 인덕터는 각 제품을 직렬이나

 

병렬로 연결할때 동일한 특성을 갖습니다.

 

직렬연결

 

L(등가) = L1 + L2

 

병렬연결

1 / L(등가) = 1 / L1 + 1 / L2

 

우리는 이렇게

 

오늘까지 배운내용을 끝으로

 

실제 많은 전기전자 공학도들이

 

학교에서 배우는 회로이론 내용의 약 절반을 마쳤습니다.

 

보통은 여기까지 하고 중간고사를 봤었죠.

 

이후부터는. 

 

우리가 배웠던 소자들을 가지고 회로를 구성할때

 

회로가 어떻게 해석되는지.

 

전류와 전압과 임피던스의 관계가 어떻게되며

 

어떠한 용도로 그러한 회로를 활용할 수 있는지를 배워나갈겁니다.

 

회로이론 파트는 사실. 포스팅하기가 참 어려운 부분이 많네요.

 

여튼. 몇번 거르더라도 꾸준히 포스팅할테니

 

열공해주시길 바라며 전 이만 물러가도록 하겠습니다.

안녕하세요.

 

오랜만에 다시 회로이론 포스팅이네요.

 

회로이론 포스팅하다가 왜 뜬금없이 반도체 분야를 포스팅했었는지

 

궁금하셨을수도 있으리라 보는데...

 

어느날 블로그를 들어와보니 포스팅하겠다고 메뉴는 여러개 만들어 놨었는데

 

막상 대부분의 메뉴 포스팅이 0이고...

 

회로이론이랑 PLC만 여럿 있더라고요...

 

해서 이제는 회로이론뿐만 아니라 중간중간 다른 분야 역시 포스팅을

 

골고루 해볼까합니다. 

 

---

 

시간이 꽤흘렀지만.

 

우리는 지난시간에 이상적인 OP AMP에 대해서 공부했었습니다.

 

 

이상적이라는 말 자체가

 

이세상에 없는 소자이지만

 

이것을 배워야 하는 이유는 분명히 말씀드렸었죠.

 

이상적인 회로 자체가 소자를 만드는데 목표가 될 수 있기 때문이죠.

 

아무리 이상적인 회로를 만들기 위해 노력해봤자

 

이상적인 회로를 만들어낼 순 없을겁니다.

 

하지만 우린 이걸 만들어내기 위해 노력해야 하는겁니다.

 

서두가 길었습니다.

 

---

 

오늘은 반전 증폭기에 대해서 배워보겠습니다.

 

반전증폭기는

 

이렇게 생겼습니다.

 

특징이 있다고 하면.

 

전압원 V2중 '+' 극성을

 

OP AMP의 - 에 입력시켜주고

 

접지선을 

 

OP AMP의 +에 입력시켜줌으로써

 

실제 출력되는 전압을 역으로 이용하는 결과를 빚습니다

 

반전 증폭기는 논리회로에서 NOT의 신호를 표현하는 것으로.

 

1 * (-1) = -1

 

위 수식에서

 

(-1)의 역할을 OP AMP가 한다고 보시면 되겠네요.

 

 

 

 

다시 다른 수식을 보면.

 

1* (-2.5) =  -2.5

 

위 수식에서

 

-2.5가 OP AMP 역할을 하는거니까.

 

여기서 입력과 출력 전압의 비율이 -2.5인 OP AMP라고 볼 수 있고

 

Vo/Vi = -2.5라고 볼수도 있겠죠.

 

OP AMP는 실제의 모습으로 보면

 

어떤 전압이 들어가면

 

어떤 출력이 나오는 형식입니다.

 

회로가 복잡하고 어려워보이지만

 

사실 반전증폭기의 역할의 주내용은 이게 

 

끝입니다.

 

어렵게 수식 계산에 주목하지마세요.

 

수식 계산이 중요한게 아니라

 

이게(반전증폭기) 뭐할때쓰는건지 원리를 이해하는게 훨씬 이득입니다.

 

말씀드렸다시피

 

연산증폭기는 연산기능을 수행하도록 설계되었습니다.

 

이쯤 설명했으면 연산기능이 어떠한 원리로 수행되는지

 

이해하셨으리라 생각합니다.

 

주내용을 이해하셨으니

 

부수적으로

 

수식 계산 역시 진행해보겠습니다.

 

다시 회로를 들고왔습니다.

 

이상적인 연산증폭기이니 우리는 아래 사실을 정리할 수 있습니다.

 

일단

 

I1 = I2

 

입니다.

 

 

I1 = I2를 옴의법칙으로 정리를 적절히 해보면

 

(V2 - V1) / R1 = (V1 - Vo) / R2

 

라는것도 쉽게 이해되시죠?

 

여기에다가 OP AMP의 단자중 '+'가 접지에 연결되어있으므로

 

V1이 0[V]가 됩니다.

 

그말은

 

V2 / R1 = - Vo / R2

 

라는 이야기인데

 

V2라는게 입력 전압 Vi와 같으므로

 

정리하면

 

Vi / R1 = - Vo / R2

 

가되죠.

 

입력과 출력전압을 정리하면

 

Vo = -Vi * (R2 / R1)

 

이라는 의미와 일맥상통하며

 

Vo / Vi = -(R2 / R1)이므로

 

여기서 나타낸 -(R2/ R1)이

 

위에서 열심히 설명한 내용중

 

아래 인용구

 

"

1* (-2.5) =  -2.5

 

위 수식에서

 

-2.5가 OP AMP 역할을 하는거니까.

 

"

-2.5를 뜻합니다.

 

이정도면 이해 못하는게 더힘들거에요.

 

오늘은 여기까지 하겠습니다.

 

안녕하세요 공직자에요

 

오늘은 직렬과 병렬에 대해서 공부해볼껀데

 

사실 이부분은 비전공자분이라도 많이들 알고 계실 것 같아요.

 

지금은 잘모르겠지만...

 

저 어렸을적에는 초 중학교때도 과학? 물리시간에 직렬과 병렬을 배웠던

 

기억이 나네요 ㅎ

 

꼬마전구 집게로 연결하면서 뭐가 더 밝은지 관찰하는거...

 

 

다들 아시죠?

 

자 그럼... 이제부터 소개해드릴 내용은 다소

 

책이나 여타 학습법과 다를 수 있으니

 

펜과 암기를 바탕으로한 이해는 집어치우시고

 

 

 

마음으로 느껴보도록 합시다.

 

"전기는 가슴으로 느껴야 한다."

 

어느 꼰대상사가 후배들을 가르치는 글귀입니다.

 

전기라는게 백날 책으로 열심히 암기하고 이해해도

 

실제로 느낄 수 없다면 허상을 공부하는 것에 지나지 않죠.

 

이건 포스팅 할때마다 손가락 빠지도록 전달드린 내용인듯 하네요.

 

여튼

 

스토리의 그. 꼰대 상사가 바로 전데요.

 

밑에 후임 엔지니어들이 

 

어떤 문제점에 대해서 "논리적으로 말이 되지 않는다...", "그럴수가 없는건데??"

 

이런 말을 할때마다

 

저는 다소 해괴한 말들을 늘어놓습니다.

 

 

머리로 이해할려고 하지말고

 

마음으로 느껴봐.

 

ㅋㅋㅋ

 

어이가 없는 독자님도 있으실거 압니다.

 

근데 이게 진짭니다.

 

전기는 수식과 정확하게 맞아떨어지지 않고

 

충분히 전문성과 인사이트를 가지고 있더라도 실무에서 엔지니어는

 

매번 새롭고 알쏭달쏭한 문제점에 봉착합니다.

 

그때마다 문제를 해결할 수 있는 솔루션은

 

물론 나의 지식도 한몫 하겠지만 그보다는..

 

경험과 노하우, 실제로 벌어진 문제를 있는 그대로 받아들이고 인정하는 오픈마인드가

 

더 솔루션에 많이 기여한다고 생각합니다.

 

자 마인드 주입 끝났습니다.

 

지금까지 제 글을 많이 읽어오셨던 분들이라면 이쯤이 서론이 끝나고 본론으로 넘어간단걸 눈치채셨으리라

 

봅니다 ㅎ

 

본론으로 넘어갑니다.

 

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직렬이란?

 

직렬은 쉽게말해서 1차선 도로를 뜻 합니다.

 

아래 회로를 봅시다.

 

 

 

회로를 차도에 비유하겠습니다.

 

 

 

직렬로 연결한다는 의미는

 

자동차가 이동하는 공간을 1차선으로 만들겠다는 의미입니다.

 

여기서...!! 자동차는 스타트 지점에서만 엑셀을 밟을 수 있다고 가정합니다.

 

뿌악 하고 딱한번 밟은 상태로 끝까지 이동한다면 어떤일이 벌어질까요?

 

아래 그림을 한번봐봅시다.

 

R1과 R2는 저항이고 전하의 움직임을 방해하는 성분이라고 이미

 

앞전 포스팅에서 설명드렸으니까.

 

R1은 진흙밭 R2는 눈밭이라고 보겠습니다.

 

 

자동차는 당연히 진흙밭에서 힘을 잃을 것이고

 

눈밭 역시 힘을 잃겠죠.

 

어느 순간부터는

 

저항성분(진흙밭, 눈밭) 때문에 힘을 모두 잃은 자동차가 정지해버릴겁니다.

 

어떤분은 이게 궁금하실 것 같습니다.

 

만약에.... 눈밭을 지나고도 자동차가 정지하지 않는다면 어떻게 되는거죠?

 

다행히도 그런일은 존재하지 않습니다.

 

두가지 이유에서 이런일이 존재하지 않습니다.

 

1. 예제 회로는 사실 이렇게(아래) 생긴 회로다.

 

 

2. 애초에 액셀을 밟을때 눈밭의 끝단에서 정지하게끔 자동차의 힘이 세팅된다.

   (자연계는 안정적인 상태를 좋아하기 때문에 쓸데없이 여유의 에너지를 발산하지 않는다.)

    PS. 이게 왜그런지는 하나님한테 여쭤보시면 됩니다. 

 

이렇게 이어져있다고 생각할 수 있으나..

 

실제로는 눈과 진흙이 섞여있는 모습.

정리해보면

 

전류가 동일한 힘으로 흐를 수 있는 이유는

 

사실은 저항이 곳곳에 골고루 분포 되어있기 때문이란겁니다.

 

그렇다면 왜 회로를 저항과 저항을 따로 떨어뜨려놓고 마치 선으로 이어진거처럼 표시하는거냐?

 

-> 보기가 좋으니까요.

 

노드의 개념에 대해서 말씀드린적이 있죠.

 

사실 전위가 동일한 선은 물리적으로 그렇게 이어진 선이 아니라 한점입니다.

 

이해를 위해서는 노드 관련 회로이론편을 다시 참고해주세요~

 

설명을 하다보니 말이 길어져 다시 정리하면

 

진흙따로 눈밭따로가 아니라 사실은 믹스된 거다

 

그렇다면 다음은 속도측면에서 봅시다.

 

진흙과 눈이 섞여있고 이를 적절히 분배하여 R1과 R2로 이루어졌다면

 

 

과연 진흙과 눈이 섞인 부분에서 딱 어느 부분의 속도를 잘라서 측정했다고

 

각각 속도가 다를수가 있나요?

 

네 없습니다. 똑같습니다.

 

대부분의 자료를 보면

 

직렬연결 전류가 동일한 이유를 설명할때 전하총량이 유지되서 그런거라고 표현하시는데

 

참 말이 모호한거 같습니다.

 

전류는 엄연히 단위시간당 전하량의 변화죠 ㅎ

 

전하총량이랑 상관없습니다.

 

어쨋든.

 

---

 

필요한 에너지만 정확히 내게끔 세상을 설계했거든요.

 

여러분이 위에 사례를 이해했다면 전류와 전압이 직렬 연결에서는 어떤 특성을 가지고 있는지

 

가슴으로 이해한겁니다.

 

제가 비유했던 자동차는 단위 전하입니다.

 

단위 전하(자동차)는 직렬 연결(1차선)일때 없어지거나 새로 생겨나지 않으므로 그 값이 늘 보존되며

 

전류라는건 전하량을 단위시간으로 나눈것. 즉 단위시간당 전하량(자동차 총수)의 변화

 

즉 1초에 얼마나 많은 전하량(자동차 수)이 이동했는가?

 

R1과 R2를 구태여 구분하긴 했지만 진흙과 눈이 섞인 것에서 경계를 나눴다는 것을 이해하면

 

전류(단위시간당 이동하는 자동차수)가 왜일정하게 유지되는지는 어렵지 않게 이해할 수 있습니다.

 

구간을 R1을 넓게(150옴) R2를 적게(50옴) 잡았다면

 

R1에서는 대부분의 자동차가 많은 힘을 소진할 것이고

 

R2에서는 R1보다는 상대적으로 적은 힘을 소진하겠다는 것도

 

직관적으로 이해가 가시는 부분이죠.

 

비유하여 사례를 표현하다보니 정리가 어려울것 같아 다시 정리합니다.

 

직렬연결에서

 

1. 저항은 R1 + R2 = R(total)

2. 전류는 직렬연결구간 어디에서도 늘 동일함

3. 전압은 옴의 법칙인 V=I*R 공식에 의해서 결정되는데 I는 전구간 일정하고 R은 이미 주어진 값임.

   즉, 전압은 저항의 크기에 비례

 

---

병렬이란?

 

병렬은 어떤 모양 일까요?

 

마찬가지로 아래 회로를 보시겠습니다.

 

 

병렬은 2차선 이상의 도로입니다.

 

병렬의 R1과 R2도 역시 진흙과 눈밭으로 표현해보도록 하겠습니다.

 

 

 

자...

 

양갈랫길이 생겼습니다.

 

마찬가지로 자동차를 타고 주행을 시작해볼까요?

 

문제에 봉착했어요.

 

진흙탕길보다 눈길이 훨씬 이동하기 수월하다는 겁니다.

 

일단 진흙탕길은 바퀴가 빠져서 아예나가지도 못하거니와 차가 완전 엉망이 되어버리고

 

눈길은 속도가 안나지만 비교적 진흙보다는 빠르게 이동할 수 있을것 같다는 겁니다.

 

엄연히 진흙이 있는데 대부분의 자동차가 눈밭으로 이동하는 기이한 현상이 나타나는 겁니다.

 

그래서 실제로는 커다란 저항(진흙)이 있는데도 진흙이 마치 없고, 비교적 작은저항(눈밭)으로

 

자동차들이 몰려버리는 현상이 나타납니다.

 

커다란 저항성분 진흙이 있는데도 불구하고 결과적으론 저항이 진흙보다 작아진 효과가 나타나버렸죠

 

이경우 자동차가 몰리는 댓수 자체가 달라버리니(눈밭이 진흙보다 차들이 몰림)

 

당연히 1초에 이동하는 자동차수도 다를 수 있겠네요.

 

허나 중요한 것은. 눈밭이나 진흙이나 어쨋든 스타트 지점에서는 동일한 힘으로 출발했다는 것.

 

---

정리해보면 100옴(진흙)과 50옴(눈밭)을 병렬로(2차선으로)연결했더니 단위전하가(자동차)

 

50옴(눈밭)으로 많이 몰리고 100옴(진흙)으로는 조금몰리는 현상이 발생했다.

 

마치 100옴(진흙)은 무시되고 50옴(눈밭)의 영향력이 강해지는듯 보인다.

 

애초에 몰리는 단위 전자수(자동차 수)가 각 경로(1차선, 2차선)마다 다르므로

 

전류의 정의인 단위시간당 변화하는 전하량(단위시간당 움직이는 자동차 대수)역시 

 

다르다.

 

당연히 자동차가(단위전하) 많이 몰린 50옴(눈밭)이 전류(시간당 자동차변화량)가 크겠지.

 

50옴 경로(눈밭)이나 100옴 경로(진흙밭)이나 어쨋든 스타트는 동일하고

 

동일한 전압(자동차 힘)을주어 출발했으므로

 

양갈랫길에서 전압(자동차 힘)은 같다.

 

병렬도 직렬과 마찬가지로 직관적으로 이해가 가능한 부분이 분명히 있을 겁니다.

 

다만 정리를 할필요가 좀있겠네요

 

병렬연결에서

 

1. 저항은 1 / (1/R1 + 1/R2) = R(total)

2. 전압는 병렬연결구간 어디에서도 늘 동일함

3. 전류는 옴의 법칙인 V=I*R 공식에 의해서 결정되는데 V는 전구간 일정하고 R은 이미 주어진 값임.

   즉, 전류는 저항의 크기에 반비례

 

저항의 크기가 역수의 합의 역수로 표시되는 부분은 왜그런지 그 원리에 대해서

 

기회가 된다면 자세하게 유도과정과 함께 해설토록 하겠습니다ㅎ

 

여기에서 해설드리면 너무 포스팅이 길어질 것 같군요~

 

---

 

오늘은 사실... 맥주 한캔 하면서 포스팅하다보니

 

포스팅이 다소 읽기 어렵게 이뤄진것 같네요.

 

사실 직렬과 병렬의 특징이나 공식이야

 

저보다 훨씬 깔끔하게 정리해놓은 서적이나 강의가 많을겁니다

 

제가 맥주 마시면서 이렇게 주저리 주저리 길게 이부분을 소개한 이유는

 

 

조금이나마 추상적인 학문인

 

전기공학을 몸으로 느끼고 머리로 떠올릴 수 있도록 하고 싶었기 때문인데요.

 

이게 제생각만큼 여러분들께 잘와닿게 되었을지는 자신이 없네요.ㅎ

 

여튼 모르시는 부분은 질문 남겨주시고.

 

제가 아는선에서 최대한 리플달아드리겠습니다.

 

저는 다음주에 이번 회차 관련된 이야기를 예제와 함께 조금더 풀어보는 시간을 가지겠습니다.

 

오늘은 여기까지

 

끝!

 

 

안녕하세요.

 

공직자에요.

 

회로이론 시즌 2를 시작하게 되었습니다.

 

너무 게을러서 그런건가... 요 며칠은 좀 놀다가... 자다가... 시간이 지나고 정신차려보니

 

21년이 되어버렸어요 ㅎㅎ

 

이제 다시! 본업에 충실해질 시간이 다가온 것 같네요! 

 

오늘은 전기공학의 스타트

 

가장 기초가 되고 가장 중요한 공식을 배워보도록 하겠습니다.

 

아마 중학생, 고등학생 과학책에도 나올법한데요.

(제 경우는 고등학교 하이탑책(물리?)에서 봤던 기억이...)

 

너무나 쉽지만

 

너무나 중요한 법칙에 대한 이야기를 지금 시작할게요!

 

 

---

옴의 법칙에서 옴은 독일의 물리학자이름을 따온것인데요.

 

전기공학을 공부하다보면 법칙이 많이 등장하는데 대부분은 과학자의 이름을 따온거랍니다.

 

법칙뿐만 아니라 단위도 사람 이름을 따온 것들이 많죠!

 

옴아저씨는 전압과 전류 저항의 관계를 수많은 실험을 통해 풀어낸 위대한 아저씨에요.

 

시즌 1에서 설명드린바와 같이

 

전압과 전류 그리고 저항을 이해하는 것은 매우매우 중요하죠.

 

왜냐하면, 보이지 않는 전기의 흐름(방향)과 강도를 이해해야

 

내가 원하는 전열기구를 키거나,

 

 

휴대폰의 배터리 용량을 산정할 수 있기 때문이죠.

 

 

결론만 놓고 말해볼까요?

 

옴아저씨는 평생을 전기공학 연구에 몰두하며

 

거듭된 실패 끝에 아래 법칙을

 

증명해냈습니다.

여기서 전압은 문자 V로 표현하고

 

전류는 문자 I

 

저항은 문자 R로 표현합니다.

 

그래서.. 전압과 전류 그리고 저항의 관계를 증명해낸게 뭐가 그렇게 대단한 발견이냐구요?

 

똑같은 전압을 주더라도 다른 전류치가 발생할 수 있다는 사실을 알아낸거죠.

 

예를들어 구리선에

 

전압을 100[V]를 걸때와

 

고무선에 전압을 100[V]를 걸때

 

전류치가 다르다는 것을 발견해낸 겁니다.

 

 

똑같은 전압을 주었는데 왜 이런현상이 발생하는건지 궁금한겁니다.

 

전압이란건 전하를 움직일 수 있는 힘이고, 분명히 똑같은 힘을 주었다면 똑같은 전하의 흐름이

 

발생되어야 한다는 것이 보편적인 생각이죠.

 

힘을 더많이 주면 더많이 움직일거라는 건 초등학생이나 유치원생도 직관적으로 생각해낼 수 있죠.

 

만약..

 

전기도 똑같은 방법으로 움직인다면 힘을 더많이 준다면(전압을 높인다면...) 더 많이 움직일 겁니다(전류가 커진다).

 

근데 이상한거죠.

 

매질마다 이러한 흐름이 다르게 나타난 걸 알게된 거에요.

 

그게바로 물질마다 고유하게 정해져있는 저항이라는 놈 입니다.

 

전압과 전류만으로 그 관계가 결정되지 않고 저항이라는 녀석에 따라 서로 상관관계를 가진다는 것이죠.

 

전압과 전류는 직관적으로 보아도 당연히 비례관계에 있고.

 

저항이라는 놈은 매질에 따라서 달라지는 놈인데

 

이게.. 전하의 흐름을 방해하는 물질로 작용하여 전압을 높게 주어도.

 

전류가 거의 흐르지 않는 물질이 있고(절연체)

 

전류가 어떨때는 흐르고 어떨때는 흐르지 않는 물질이 있고(반도체)

 

전류가 아주 잘흐르는 물질이 있더라는 것이죠(도체)

 

사실 옴의법칙을 오버해서 표현하자면 반도체(삼성전자도 옴의법칙 없었으면 존재하지 않았음)의 시초라고 봐도

 

과언이 아닙니다.

 

위에서도 언급했지만 다시 공식을 가지고와보면

옴이라는 사람이 얼마나 대단한 발견을 한 것인지 느껴지시나요?

 

"에이 뭐 그냥 전압 주고 전류 다르게 나오는거 너무 당연한거아냐?"

 

1826년에 옴의법칙이 알려졌으니

 

이때를 한반도 시점으로 비교하자면,

 

이쯤되네요.

 

전기가 제대로 연구되기 시작한지 겨우 500년 남짓의 역사

 

멀티미터기도 없던 저시절.

 

전류와 전압을 정량화하고 저항의 관계를 이끌어냈다는걸 감히 표현하면

 

흡사 故 정주영 회장의 불굴의 맨땅 헤딩 성공신화와 견주어도 손색없는 엄청난 국가적 공헌이라고 생각합니다.

 

전압이 뭔지도 헷갈리고 전류가 뭔지도 헷갈리는 이시절

(21세기 살고있는 우리도 전압과 전류는 헷갈림)

 

전압과 전류 저항의 관계를 정의한 아저씨라는 말씀!

 

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전압과 전류는 이미...! 시즌 1에서 아주 자세하게 설명을 드렸으니

 

저항을 더 설명드려보겟습니다.

 

원통 그림을 봅시다.

 

보시다시피 도체는 원통형으로 생긴게 많습니다.

 

휴대폰 케이블

 

마우스 케이블

 

컴퓨터 전원선

 

드라이기 케이블

 

기타등등....

 

대부분의 케이블이 원통형으로 생겼고 원통형이다 보니

 

도체의 단면적값이 존재하고, 도체의 길이가 제각각 다를것이고, 원통형 도체가 구리냐 고무냐에 따른

 

구분이 지어지겠죠

 

저항은 위에 기술하였듯이 비저항과 비례하고 도체의 길이에 비례하며 도체의 단면적과 반비례해요.

 

말이 어렵죠?

 

풀어서 얘기해볼까요?

 

먼저 저항이라는건 어떻게 직관적으로 이해해야 할까요?

 

옴의 법칙에서 보듯 전압과 저항은 전류가 일정하다면 반비례 관계에 있죠.

 

즉 저항은 전압을 방해하는 역할을 합니다.

 

전압은 전하를 움직이는 힘이라는 말씀을 드린적이 있죠.

 

자동차가 제 아무리 고급차라도 약하게 브레이크가 걸려있으면 엑셀을 밟아도 잘 나아가지 않죠.

 

왜냐? 3000RPM의 힘을 주지만 타이어가 움직이지 못하게 브레이크 디스크가 방해(저항성분) 하기 때문이죠

 

달리기를 하는경우는 어떤가요?

 

사람이 육지에서 100m를 전력질주 하는 속도와

 

 

수영을 하면서 100m를 전력질주 하는 속도가 같나요?

 

 

아니죠. 당연히 육지가 더빠르고 물속이 더느립니다.

 

즉 옴의 법칙에 비유하여 표현하면

 

사람은 단위 전하를 뜻하고

 

'얼마나 빨리 움직이는가?'는 사람 다리근육힘 입니다.

 

육지와 물은 전하가 움직이는 매개체인 비저항!을 뜻합니다.

 

이처럼...

 

모든 물체는 제각각 고유한 수치를 가지고 있습니다.

 

물질비저항 (Ωm)

은	1.59 × 10-8
구리	1.68 × 10-8
금	2.44 × 10-8
알루미늄	2.65 × 10-8
철	9.71 × 10-8
주석	1.09 × 10-7
납	2.20 × 10-7
스테인레스 스틸	6.90 × 10-7
수은	9.80 × 10-7
니크롬	1.10 × 10-6
탄소(무정형)	5.00 × 10-4 ~ 8.00 × 10-4
바닷물	2.00 × 10-2
실리콘	6.40 × 102
순수한 물	1.80 × 105
유리	1.00 × 1011 ~ 1.00 × 1015
탄소(다이아몬드)	1.00 × 1012
마른 나무	1.00 × 1014 ~ 1.00 × 1016
공기	1.30 × 1014 ~ 3.40 × 1014
테플론	1.00 × 1023 ~ 1.00 × 1025

[네이버 지식백과] 비저항 [Resistivity, Specific resistance] (물리학백과)

 

비저항 값은 '로우' 라고 발음하는데요

저항과 비례하는 '이 값'은 클수록 부도체(전기를 잘 통하지 않음)

 

작을수록 도체(전기를 잘 통함)와 가깝습니다

 

위 도표에 따르면 은이 가장 전기를 잘 통하도록 도와주지만

 

은을 도선으로 쓰지 않는 이유는

 

은이 너무너무 비싸기 때문이에요 ㅎ

 

그다음으로 비저항이 작은게 구리죠!

 

그래서 도체로 구리를 많이씁니다.

 

근데 실제로 구리도 겁나 비싸요 ㅎ

 

공장에서 일하다보면 가끔씩 구리선이 도둑맞을때가 있어요 ㅎㅎㅎ

 

돈이되니까 내다파시는거죠....

 

여튼 비저항값과 마찬가지로

 

도체의 길이도 저항에 영향을 주는데요

 

이는 직관적으로 이해하시기 편할거 같아 자세한 설명은 생략할게요

 

도체의 길이가 길면 길수록 방해하는 물질이 길어지는 거니까 당연히 저항값은

 

도체의 길이와 비례관계에 있죠!

 

반대로 도체의 단면적은 저항과 반비례하는데

 

도체의 단면적이 크면 클수록 전류가 지나가기 수월하니 저항과는 반비례 관계에 있을 거라는

 

사실을 쉽게 이해할 수 있습니다.

 

이해가 안가신다고요???

 

차가 막히네요

 

차는 각각 전하라고 비유해봅시다

 

도체의 단면적은 차선으로 비유해볼게요

 

위 사진처럼 차가막히는 상황에서 8차선이 퇴근에 유리할까요

 

4차선이 퇴근에 유리할까요?

 

당연히 8차선이죠

 

8차선이라는거 자체가 도체의 단면적이 큰 것과 일맥상통하고

 

4차선은 8차선의 절반정도되니 그만큼 자동차가 빠르게 움직이는 것을 막아주는 역할을 하겠죠.

 

즉 저항과 단면적은 반비례한다는 사실이 아주 쉽게 입증되었습니다.

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어떤가요?

 

오늘도 도움이 되셨나요!?

 

부디 도움이 되셨길 바라면서

 

이만 오늘 포스팅을 마치고 다음시간에 돌아오겠습니다!

 

끝