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과학

옴의 법칙

옴의 법칙과학
영문명
Ohm's law
대표 식
V=IR
기호
전압 V, 전류 I, 저항 R
전제
일정한 조건에서의 옴성 관계
옴의 법칙은 적절한 조건에서 도체나 저항 소자에 흐르는 전류가 걸린 전압에 비례한다는 관계다. 저항이 일정한 경우 V=IR로 나타내며 적용 조건을 확인해야 한다.

세 물리량의 관계

저항이 4Ω인 옴성 소자에 12V가 걸리면 전류는 3A다. 같은 저항값이 유지되는 범위에서 전압을 바꾸면 전류가 비례해 달라진다.

이 관계는 전압과 전류, 저항이 각기 다른 물리량이라는 점을 전제로 한다. 단위를 함께 사용해야 계산의 뜻이 분명해진다.

모든 소자에 같은 그래프가 나오지는 않는다

전압과 전류를 그래프로 나타냈을 때 옴성 관계는 일정한 기울기의 직선과 연결된다. 하지만 다이오드 등 여러 소자는 동작점에 따라 비선형적인 관계를 가진다.

전압을 전류로 나눈 값을 저항으로 표현할 수 있다는 사실과, 그 값이 언제나 일정하다는 옴성 관계는 다른 설명이다.

온도가 바뀌는 경우

소자에 전류가 흐르면 온도가 변할 수 있고 온도 변화는 저항에 영향을 줄 수 있다. 처음의 저항값을 모든 동작 상태에 그대로 쓰면 실제 값과 차이가 생길 수 있다.

옴의 법칙을 적용할 때는 재료와 온도, 소자의 특성 등 어떤 조건을 일정하다고 보는지 살펴야 한다.

회로 전체와 개별 소자

개별 저항에 흐르는 전류와 그 양단의 전압을 구하려면 회로의 연결도 함께 알아야 한다. 전원 전압이 모든 저항에 동일하게 걸린다고 볼 수는 없다.

옴의 법칙은 유용한 소자 관계지만 복잡한 회로의 모든 조건을 혼자 대신하지는 않는다.

관련 문서

전압 / 전류 / 전기저항 / 열 / 에너지