옴의 법칙 – 전압, 전류 및 저항

옴의 법칙은 전류, 전압, 전력 및 저항과 같은 전기량과 관련이 있습니다. 

 

특정 저항의 전선을 1.5V 배터리 소스와 직렬로 연결하고 전류계가 0.2A의 전류를 나타낸다고 가정합니다. 

전압을 3V로 높이면 전류 미터에 더 많은 전류 판독값(예: 0.4A)이 표시됩니다.

 

이것은 저항을 일정하게 유지하고 전압을 증가시키면 전류가 두 배가 된다는 것을 의미합니다. 저항을 변하지 않고 유지하여 전압을 높이거나 낮추는 이 과정을 반복하면 전압이 전류에 비례하게 됩니다.

도체 와이어의 길이를 변경하여 적용된 전압을 일정하게 유지하는 경우에도 비슷한 일이 발생합니다.

와이어의 길이를 더 짧거나 길게 변경하면 와이어의 저항으로 인해 약간의 효과가 있습니다.

예를 들어, 1.5V의 일정한 E.M.F를 인가하고 전선의 길이를 2m로 하면, 소모되는 전류는 0.3A가 된다.

이제 전선의 길이를 1m로 변경하면 커버할 거리가 짧고 극복해야 할 저항이 적기 때문에 전류는 0.1(0.3은 아님)이 됩니다.

 

옴의 법칙 이론

금속 도체를 가져다가 전류를 흐르게 하면 도체의 두 끝 사이의 전위차가 일정합니다.

 

옴 법칙의 정의

옴 법칙에 따르면 "전압이 가해지면 전기 회로를 통해 흐르는 전류가 변하지만 저항은 도체 재료의 저항에 반비례합니다".

옴 법칙의 공식은 방정식으로 표현됩니다.

       V=IR            

'V'는 저항을 통과하는 전위 강하(전압)입니다.

'I'는 저항을 통해 회로에 흐르는 전류입니다

'R'은 옴으로 표시되는 저항의 저항 값입니다.

위의 방정식 I=V/R은 다음과 같은 사실을 나타냅니다.

• 전류는 인가된 입력 전압에 따라 변합니다.

도체의 저항이 일정하게 유지되면 전류가 증가함에 따라 전압이 증가하고 전류가 감소함에 따라 전압이 감소합니다.

• 전류와 저항은 서로 반대입니다

이제 회로의 전압을 일정한 매개 변수로 유지하고 저항을 변경하면 전류도 달라집니다.

저항이 증가하면 회로의 전류가 감소하고 저항이 감소하면 전류가 증가한다고 가정합니다.

• 전압 및 전류 관계

전압과 전류 사이의 관계는 선형입니다. 즉, 더 큰 전압을 사용하면 전류가 더 높고 더 작은 전압에 대해 더 낮은 전류가 됩니다.

 

옴 법칙의 계산

옴의 법칙은 세 가지 형태로 표현할 수 있습니다. 간단히 이해하기 위해 옴 법칙 서클 또는 옴 법칙 삼각형은 전기 회로에서 다른 두 수량의 세 번째 수량을 찾는 데 사용됩니다.

 

원 또는 삼각형 방법은 옴 법칙을 암기하는 데 사용됩니다.

여기에서는 전압, 전류 및 저항을 찾기 위해 옴 법칙 원을 사용하고 있습니다.

 

전압(V)을 계산하려면 아래와 같이 전압(V)을 반올림합니다. 전류와 저항은 관련이 있습니다.

V= I x R

 

전류(암페어)를 계산하려면 아래와 같이 전류(I)를 반올림합니다. 이것은 회로에 흐르는 전류입니다.

I = V/R

 

마찬가지로 저항(옴)을 찾으려면 저항(R)의 반올림을 구하면 도체의 저항을 얻을 수 있습니다.

R = V/I

 

전압, 전류 및 저항을 결합하여 옴 법칙 그래프를 그리는 공통 관계를 얻을 수 있습니다.

 

그래프에서 전기 회로의 전류가 증가하면 전압이 선형적으로 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

 

관계를 더 쉽게 하기 위해 빠른 참조를 위해 옴 법칙 표는 다음과 같습니다.

 

 

옴의 법칙의 예

1. 회로에서 전류 찾기

주어진: 전압=5V, 저항=500Ω, I=?

식:

I = V / R = 5/500 = 0.01A입니다.

따라서 5V 전위를 적용하면 0.01A의 전류가 500옴 저항을 통해 흐릅니다.

 

2. 회로에서 전압 찾기

주어진: 저항=100Ω, I=2A, 전압=?

식:

V = IR = 2 * 100 = 200V

따라서 회로의 배터리 전압은 200V입니다.

 

3. 회로에서 저항 찾기

주어진: I=2A, 전압 = 5V, 저항 =?

식:

R = V / I = 5 / 2 = 2.5Ω

따라서 2.5옴의 저항을 배터리 소스와 직렬로 연결해야 합니다.

 

옴의 법칙의 실제 적용

1. 전력 공급 디자인 (전압 분배자)

옴의 법칙은 전자 회로의 전원 공급 장치를 설계하는 데 유용합니다. 전압 분배기는 회로의 적절한 기능을 위해 조정된 출력을 결정합니다. 이것은 옴 법칙을 사용하여 올바른 저항을 선택함으로써 달성됩니다.

2. 아날로그 센서

어떤 센서의 종류 전류 판독값을 출력으로 제공합니다. 예를 들어, 레이더 센서는 4-20mA의 전류 출력을 제공합니다.

이 전류 출력은 저항 방정식을 사용하여 전압으로 변환해야 합니다. 얻은 아날로그 전압은 ADC (아날로그-디지털 변환기)를 통해 처리됩니다.

 

3. 속도 제어

옴 법칙은 속도 제어 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다. "POT"라고도 하는 전위차계에 사용됩니다. 노브 저항은 천천히 변화하여 전압을 증가시키고 모터 또는 팬을 회전시킵니다.

 

4. 회로의 단순화

또한 Kirchhoff의 전압 법칙과 Kirchhoff의 전류 법칙 방정식을 사용하여 복잡한 전기 회로를 줄이는 데 사용됩니다. 직렬 및 병렬 회로는 옴 법칙을 사용하여 간단하게 실현할 수 있습니다.