개념 한 쪽
병렬 회로에서 R1에 흐르는 전류는 I1 = R2/(R1 + R2) × I이다. 전압계는 부하와 병렬로, 전류계는 부하와 직렬로 접속한다. 컨덕턴스 계산, 전구의 직렬·병렬 밝기, 폐회로 전위, 중첩의 정리도 묻는다.
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출제기준 단원 「전기회로의 전압 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 컨덕턴스로 전류 계산 | 1 | 전압과 컨덕턴스로 흐르는 전류 크기 |
| 직렬·병렬 비교(전류 배수·전구 밝기) | 1 | 직렬과 병렬에서 전류 크기와 전구 밝기 비교 |
| 기본 회로 법칙 적용 판정 | 1 | 폐회로에서의 전위값과 중첩 시 전원 처리 방법 |
2016년 CBT 전환 이전 시험에도 나왔습니다(2004년 4회).
두 저항 R1, R2를 병렬로 연결하고 전 전류를 I라 하면, R1에 흐르는 전류는 I1 = R2/(R1 + R2) × I이다. R2에 흐르는 전류는 I2 = R1/(R1 + R2) × I이다. 전류는 상대쪽 저항이 클수록 많이 흐른다.
같은 전압에서 저항을 직렬로 연결할 때와 병렬로 연결할 때를 비교하면, 2Ω과 3Ω은 직렬에서 5Ω, 병렬에서 1.2Ω이 된다. 전류는 저항에 반비례하므로 병렬일 때가 직렬일 때의 약 4.17배이다.
전압계는 부하와 병렬로 접속하고 내부저항이 큰 것을 쓴다. 전류계는 부하와 직렬로 접속하고 내부저항이 작은 것을 쓴다.
컨덕턴스는 저항의 역수로 G = 1/R이다. 전원이 6V이고 컨덕턴스가 0.5℧이면 전류는 I = VG = 6 × 0.5 = 3A이다.
폐회로를 한 바퀴 돌면 전위의 총합은 0이다. 중첩의 정리로 회로를 해석할 때는 전압원을 단락하고 전류원을 개방한다.
컨덕턴스 G는 저항의 역수이므로 전류는 I = V·G로 구한다. 전원 6V에 컨덕턴스 0.5℧이면 3A다.
같은 전구 두 개를 직렬로 연결하면 전압이 나뉘어 각 전구가 어두워지고, 병렬로 연결하면 각 전구에 전원전압이 그대로 걸려 밝다.
폐회로를 한 바퀴 돌아 출발점에 돌아오면 전위차는 0이다. 중첩의 정리로 회로를 해석할 때 전압원은 단락시키고 전류원은 개방시킨다.
단자 a-b에 30V를 가했을 때 전류가 3A이면 전체 저항은 10Ω이다. r과 2r의 병렬 합성저항이 2r/3이므로 2r/3 = 10에서 r = 15Ω이다.
2Ω과 3Ω을 병렬로 연결하면 합성저항은 1.2Ω이고, 같은 전압에서 직렬 5Ω일 때보다 약 4.17배의 전류가 흐른다.
④ 기초 계산형 — I=VG이다. 6V·0.5℧이면 3A다. ⑤ 회로 법칙형 — 폐회로의 전위차 합은 0이고, 중첩에서는 전압원을 단락·전류원을 개방한다.
2004년 4회어느 전기 회로에서 전압은 전지의 음극을 기준으로 할 때, 전기 회로를 지나 최종적으로 전지의 음극에 돌아오면 그 값은 어떻게 되는가?
정답 ③ · 키르히호프의 전압법칙(KVL)에 따르면 폐회로를 따라 한 바퀴 돌아 출발점(전지의 음극)으로 되돌아오면 전위의 총 변화량은 0이 됩니다. 이는 전위가 위치에 따라 정해지는 상태함수이므로, 출발점과 도착점이 같으면 전위차의 합은 반드시 0이 되기 때문입니다.
KVL에 따라 폐회로 한 바퀴 전압(전위)의 총합은 0이고, 출발점 복귀 시 전위차도 0이다.
2[Ω]과 3[Ω]의 저항을 병렬로 접속했을 때 흐르는 전류는 직렬로 접속했을 때의 약 몇 배인가?
정답 ④
같은 전압에서 전류는 저항에 반비례: 직렬 5Ω ÷ 병렬 1.2Ω ≈ 4.17배 전류가 더 흐른다.
전원이 6V인 회로에 0.5℧인 컨덕턴스가 접속되어 있다. 이 회로에 흐르는 전류는 몇 A인가?
정답 ②
컨덕턴스 G=1/R(℧)이므로 I=V·G=6×0.5=3A처럼 전압에 컨덕턴스를 곱하면 된다.
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