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과학

키르히호프의 회로 법칙

키르히호프의 회로 법칙과학
전류 법칙
접속점의 유입 전류 합 = 유출 전류 합
전압 법칙
닫힌 경로의 전압 변화 대수합 = 0
관련 원리
전하 보존·에너지 보존
주요 용도
회로의 전류·전압 해석
회로의 접속점에서 전류의 보존과 닫힌 경로에서 전압의 관계를 나타내는 두 법칙. 복잡한 회로의 전류와 전압을 구하는 기본 관계다.

개요

키르히호프의 회로 법칙은 전류 법칙과 전압 법칙으로 이루어진다. 단순한 직렬·병렬 합성만으로 정리하기 어려운 회로에서도 접속점과 닫힌 경로의 관계를 식으로 세워 해석할 수 있게 한다.

전류 법칙

전하가 축적되지 않는 이상적인 접속점에서는 들어오는 전류의 합과 나가는 전류의 합이 같다. 유입과 유출에 반대 부호를 정하면 모든 가지 전류의 대수합이 0이라는 식으로 나타낼 수 있다. 전류 방향을 미리 가정해 계산한 값이 음수면 실제 방향이 가정과 반대임을 뜻한다.

전압 법칙

집중정수 회로의 닫힌 경로를 한 바퀴 돌았을 때 전압 변화의 대수합은 0이다. 전압원의 음극에서 양극으로 이동하면 전위 상승, 양극에서 음극으로 이동하면 전위 하강으로 계산한다. 저항을 전류 방향으로 지나면 IR만큼 전위가 낮아진다.

극성과 경로

두 점 사이의 전압은 정해진 극성에 따른 전위차다. 저항을 무시한 같은 도선 위의 점들은 같은 전위로 취급한다. 따라서 회로도에서 선을 따라 실제 연결된 점과 전압원의 극성을 구별하는 것이 중요하다.

이상적인 전압원은 정해진 단자 전압을 유지한다. 부하 전류와 단자 전압의 관계를 해석할 때는 이상 모형과 내부 저항을 포함한 실제 전원을 구별한다.

참고 자료