●학습 및 과제물 수행방법●

□ 과목 : ICT기초실습

□ 담당교수 : 고 남규

□ 수행해당 일교시(시간) : 2020년 3월 16일 5,6,7교시

□ 수행방법 :

게시한 학습내용을 충분히 습득하고 과제물을 수행하여 E-Mail로 제출하기     바랍니다.

과제물을 제출한 학생은 출석으로 인정합니다.

□ 제출제한 : 2020년 3월 16일~ 3월 19일

□ 제출 E-Mail : kng8686@hanmail.net

학습2	옴의 법칙 알아보기

학습목표	1. 전류, 전압에 대해 알아본다. 2. 옴의 법칙에 대해 알아본다.

그림1-3은 기본 전기 회로의 실체도이다. 전지의 양극(+)에서 음극(-)로 전기가 흐른다. 즉 그림에서 회로의 스위치 SW를 닫으면 전류는 a - b - c - d로 흐른다. 회로가 연결되어 부하라고 하는 곳에 꼬마전구를 달면 불이 들어온다. 이런 전기라 흐르는 통로를 전기회로라 하고, 전기를 가하는 전지를 전원(전기 공급원)이라 한다. 또한 전기를 소비하는 꼬마전구를 부하(load)라 한다.

○ 전원과 부하 및 전류가 흐르는 통로인 도선을 전기 회로라고 한다.

○ 전구 등과 같이 전원에서 전기를 공급 받아 어떤 일을 하는 기계나 기구를 부   하라고 한다.

(a) 실체도	(b) 회로도

그림1-3 기본 전기 회로

1. 전류(electric current)

전기는 전자의 흐름이다. 전자는 (-)에서 (+)로 이동한다. 따라서 전기는 (+)에서 (-)로 흐르지만 회로 상에서 전류의 흐르는 방향은 (+)에서 (-)로 흐른다고 약속한다. 이유는 전자가 발견되기 전에 과학자들이 전기의 흐름을 (+)에서 (-)로 보았기 때문이다.   그림1-4와 같이 전선에 전지를 연결하여 꼬마전구를 점등시키면 전선 중의 자유 전자는 음(-)의 전하를 가지고 있기 때문에 양극 방향으로 끌려간다.

○ 일반적으로 전류가 흐르는 방향은 전자의 흐름과 반대 방향이라고 약속하여 취       급 한다.

그림1-5 전류의 방향과 전자의 흐름

전지의 음극으로부터는 전자가 계속해서 공급되어 음의 전하를 가지는 전자의 흐름이 계속된다. 이 전자의 흐름이 전지의 음극으로부터 양극으로 향하여 흐른다. 전류의 단위는 암페어(ampere, [A])를 사용하며 1[A]의 전류는 1초 동안에 1[C]의 전하가 이동한 양이다.

○ 전류의 단위는 암페어[A]를 사용한다.

○ 어떤 도선에 1[A]의 전류가 흐르고 있다는 것은 그 도선을 통하여 1초 마다    1[C]의 전하가 이동하고 있다는 것을 의미한다.

2. 전압(voltage)

전지의 전기적인 압력을 전압이라 한다. 전압의 크기는 볼트(volt) 기호는 [V]를 사용한다. 또한 전류를 연속적으로 흐르게 만들어 주는 힘을 기전력(electro-motive force, 간단히 emf)이라고 한다. 그림1-6의 전지는 기전력을 가지고 있어 계속하여 전압을 만든다. 즉 기전력은 발전기나 전지 등이 가지고 있어 계속하여 전압을 만드는 역할을 한다. 어떤 기준점에서의 전기의 위치를 전위(electric potential)라 하고 상대적인 차이 즉 임의의 두 점 간의 전위의 차를 전위차(electric potential difference)라 한다. 전위와 전위차의 단위도 전압과 같이 볼트[V]를 사용한다.

그림1-6 전위와 전위차

○ 전압(voltage) : 전지의 전기적인 압력

○ 전위(electric potential) : 어떤 기준점에서의 전기의 위치

○ 전위차(electric potential difference) : 어떤 점의 전위와 다른 점의 전      위의 상대적인 차이

3. 옴의 법칙

모든 물질에서 전류가 흐를 때 전류의 흐름을 방해하는 작용을 전기 저항 또는 간단히 저항이라고 한다. 이 저항이 클수록 전류는 적게 흐른다. 단위는 옴(ohm,[[eqn: OMEGA]])을 사용한다.

그림1-7 직류 전기 회로

독일의 옴은 전압과 전류와 저항의 관계를 정리하여 옴의 법칙을 만들었다. 이 옴의 법칙은 한 도체의 두 점 사이에 흐르는 전류의 크기는 전압에 비례하고 저항에 반비례함을 나타낸다. 그림1-7에서 가해지는 전압을 V, 전류를 I, 도체의 저항을 R이라고 하면 이 세 가지의 양 사이에는 다음 식이 성립한다.

전류  [eqn: I````= {V} over {R}][A]

위 식을 변형하면

저항  [eqn: R````= {V} over {I}][[eqn: OMEGA]]

전압 [eqn: V=RI] [V]

예제1 저항이 25[[eqn: OMEGA]]인 도체에 100[V]의 전압을 가할 때, 그 도체에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

[풀이]

[eqn: I= {V`} over {R} = {100} over {25} =4[A]]

예제2 저항만의 회로에서 10[V]의 전압을 가했더니 0.02[A]의 전류가 흘렀다. 이 회로의 저항은 몇 [[eqn: OMEGA]]인가?

[풀이]

[eqn: R= {V`} over {I} = {10} over {0.02} =500[ OMEGA ]]

○ 옴의 법칙 : 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다. 저항 R의 역수를 컨덕턴스라고 하고 G로 표시한다. 컨덕턴스의 단위는 지멘스(siemens)라하고 [S]로 표시한다.

[eqn: G```= {1} over {R} ````= {1} over {V/I} `= {I} over {V}]  [S]

또 옴의 법칙을 컨덕턴스 항으로 표현하면 다음 식과 같다.

[eqn: I=GV]

○ 전압 강하(voltage drop) : 그림1-8에서와 같이 저항 [eqn: R]을 가진 전기회로에 전류가 흘러 저항을 통과하면 저항에는 옴의 법칙에 따라 전압이 생긴다. 이때, 저항에 생기는 전압을 전압 강하라 하고 이 전압 강하는 [eqn: V=IR] [V]로 구한다.

그림1-8 전압 강하

표1-4  전압, 전류, 저항의 단위

양	단위	읽는법	단위 관계
전압	[kV]	킬로볼트	[eqn: 1kV=1000V=10 ^{3} V]
	[V]	볼트
	[mV]	밀리볼트	[eqn: 1mV=0.001V=10 ^{-3} V]
	[[eqn: mu]V]	마이크로볼트	[eqn: 1 mu V=0.000001V=10 ^{-6} V]
전류	[A]	암페어
	[mA]	밀리암페어	[eqn: 1mA=0.001A=10 ^{-3} A]
	[[eqn: mu]A]	마이크로암페어	[eqn: 1 mu A=0.000001A=10 ^{-6} A]
저항	[[eqn: OMEGA]]	옴
	[k[eqn: OMEGA]]	킬로옴	[eqn: 1k OMEGA =1000 OMEGA =10 ^{3} OMEGA]
	[M[eqn: OMEGA]]	메가옴	[eqn: 1M OMEGA =1000000 OMEGA =10 ^{6} OMEGA]

과제 2

1. 다음 (     )에 알맞은 내용을 써 넣으시오.

“전지의 전기적인 압력을 (       )이라 한다. 전압의 크기는 볼트(volt) 기호는 [V]를 사용한다. 또한 (       )를 연속적으로 흐르게 만들어 주는 힘을 기전력(electro-motive force, 간단히 emf)이라고 한다. ”

2. “전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다. 저항 R의 역수를 컨덕턴스라고 하고 G로 표시한다. 컨덕턴스의 단위는 지멘스(siemens)라하고 [S]로 표시한다.”은 무엇을 설명하고 있는가?

정답

3. 저항이 10[[eqn: OMEGA]]인 도체에 100[V]의 전압을 가할 때, 그 도체에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

4. 저항만의 회로에서 12[V]의 전압을 가했더니 0.02[A]의 전류가 흘렀다. 이 회로의 저항은    몇 [[eqn: OMEGA]]인가?