개념 한 쪽
건축설비기사 저항의 접속 — 직렬·병렬 합성과 저항의 성질
저항의 크기는 재질과 길이, 단면적, 온도가 정하고, 이어진 방식에 따라 합성저항이 달라진다. 직렬은 더하고 병렬은 역수를 더한다는 규칙과, 저항을 재는 계측기의 용도를 함께 익힌다.
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뜻
전선의 저항은 R = ρL/S로 정해진다. ρ는 재질이 정하는 저항률이고 단위는 Ω·m이다. 저항은 길이 L에 비례하고 단면적 S에 반비례하므로, 전선이 길수록 커지고 굵을수록 작아진다. 온도가 올라가면 저항률이 커져 저항도 함께 커진다. 단면적에 비례한다고 뒤집어 쓴 설명이 옳지 않은 선지의 단골이다.
직렬로 이은 저항은 각 값을 그대로 더한다. 3.3kΩ과 4.7kΩ을 직렬로 이으면 3.3과 4.7을 더한 8kΩ이 된다. 전류가 한 길로만 흐르므로 각 저항에 흐르는 전류가 같고, 저항을 많이 이을수록 합성저항이 커진다.
병렬로 이은 저항은 역수를 더한 뒤 다시 역수를 취한다. 두 저항 R1과 R2라면 곱을 합으로 나눈 (R1 × R2)/(R1 + R2)로 간단히 계산할 수 있다. 병렬에서는 각 갈래의 전압이 같아서 합성저항이 각 저항 가운데 가장 작은 값보다도 작아진다.
저항을 재는 계측기는 멀티미터, 곧 테스터다. 전압과 전류도 함께 잴 수 있는 다용도 기기이며, 저항 측정은 배선이나 부품의 연결 상태를 확인할 때 가장 기본이 된다. 변류기나 분류기처럼 측정 범위를 넓히는 보조 장치는 저항을 직접 재는 계측기가 아니므로 구분한다.
이어진 저항 회로의 전류와 전압을 풀 때는 키르히호프의 법칙을 함께 쓴다. 한 점에 들어오고 나가는 전류의 합이 0이라는 전류 법칙과, 폐회로의 전압강하 합이 0이라는 전압 법칙이 합성저항 계산의 바탕이 된다. 저항값이 정해지면 전력은 저항이 일정할 때 전류의 제곱이나 전압의 제곱에 비례하는 식으로 구한다.
예제
선지 판단은 저항 공식에서 단면적이 분모에 있는지, 이어진 방식이 직렬인지 병렬인지, 계측기의 이름이 저항 측정용인지에서 갈린다. 저항률의 단위를 Ω·m로 쓴 선지, 3.3kΩ과 4.7kΩ의 직렬 합성을 8kΩ으로 계산한 선지, 저항 측정기를 멀티미터로 고른 선지가 맞다. 저항이 단면적에 비례한다고 하거나, 직렬 연결을 역수의 합으로 계산하거나, 변류기를 저항 측정기로 소개한 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 전선의 저항은 무엇으로 정해지나요?
- 재질의 저항률과 길이, 단면적, 온도로 정해집니다. R = ρL/S이므로 길이에 비례하고 단면적에 반비례하며, 저항률의 단위는 Ω·m입니다. 온도가 올라가면 저항률이 커져 저항도 커집니다.
- 직렬과 병렬의 합성저항은 어떻게 구하나요?
- 직렬은 각 저항을 더합니다. 3.3kΩ과 4.7kΩ을 직렬로 이으면 8kΩ입니다. 병렬은 역수를 더한 뒤 역수를 취하며, 두 저항이면 곱을 합으로 나눈 값을 씁니다.
- 저항을 측정하는 계측기는 무엇인가요?
- 멀티미터, 곧 테스터입니다. 전압과 전류도 함께 잴 수 있는 다용도 기기이고, 저항 측정은 배선과 부품의 연결 상태를 확인하는 기본 기능입니다. 변류기나 분류기처럼 측정 범위를 넓히는 보조 장치는 저항을 직접 재는 계측기가 아닙니다.
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