전류와 전압, 저항의 관계

위에서 살펴본 것처럼 옴의 법칙은 3가지 변형된 형식이 있습니다. 그중 제일 주목해야 할 형식은 I = V / R 입니다. 이 형식은 전압을 키우면 전류가 커지고, 저항을 키우면 전류가 작아짐을 나타냅니다. 이 관계를 표로 나타내봤습니다. 전압이나 저항이 커짐에 따라서 전류가 어떻게 변화되는지 살펴보세요.

 

전압이 같을 때 저항의 변화에 따른 전류의 변화

저항이 커짐에 따라서 전류가 작아지는 모습을 관찰해보세요.

전류	≒	전압	÷	저항
100	≒	100	÷	1
50	≒	100	÷	2
33	≒	100	÷	3
25	≒	100	÷	4
20	≒	100	÷	5
17	≒	100	÷	6
14	≒	100	÷	7
13	≒	100	÷	8
11	≒	100	÷	9
10	≒	100	÷	10

 

저항이 같을 때 전압의 변화에 따른 전류의 변화

전압이 작아짐에 따라서 전류가 작아지는 모습을 관찰해보세요.

전류	≒	전압	÷	저항
100	≒	100	÷	1
90	≒	90	÷	1
80	≒	80	÷	1
70	≒	70	÷	1
60	≒	60	÷	1
50	≒	50	÷	1
40	≒	40	÷	1
30	≒	30	÷	1
20	≒	20	÷	1
10	≒	10	÷	1

 

이 공식에서 주목해야 할 것은 전류, 전압, 저항의 관계입니다. 명심해주세요. 사람이 조정할 수 있는 것은 전압과 저항입니다. 그 결과로 회로에 흐르는 전하의 양이 달라집니다. 즉, 전류가 커지고 작아집니다. 이를 표현하고 있는 공식이 I = V / R 입니다.

회로를 만나면 제일 먼저 전류가 얼마나 흐르는지를 파악해보세요. 전류가 부족하면, 전압을 키우거나, 저항을 줄입니다. 전류가 너무 크면, 전압을 낮추거나, 저항을 키웁니다. 전류가 힘이고, 전압과 저항으로 그 힘을 조절한다고 생각해주세요. 정말 중요한 내용입니다. 슥 넘어가지 마시고, 직접 한번 설명해보세요.

이 복잡 미묘한 자연의 현상을 수학이란 언어로 표현한 사람이 바로 게오르크 옴(Georg Ohm)입니다. 자연 현상을 일단 수학적으로 표현할 수 있게 되니까 수학이 이미 구축해 놓은 계산법을 적용하여 다양한 일을 할 수 있게 되었습니다. 전기가 인간의 사고체계로 들어온 역사적인 도약이 바로 옴의 법칙입니다.

개념은 이것으로 충분합니다

옴의 법칙과의 첫인사는 이것으로 일단 충분합니다. 더 많은 이론은 오히려 해롭습니다. 전압과 저항을 조정해서 전류를 조절한다는 옴의 법칙에 대해서 1년 동안 계속 생각해보세요. 옴의 법칙은 그런 대우를 받을 자격이 있습니다.

누군가 수학 천재 폰 노이만에게 ‘어떻게 그렇게 수학을 잘하나요?’라고 물었다고 합니다. 폰노이만은 ‘수학은 이해하는 것이 아니라 익숙해지는 것’이라고 대답했다고 합니다.

이해만으로는 부족합니다. 익숙해져야 합니다. 익숙해지기 위해서는 오랜 시간 옴의 법칙을 우리의 의식 속에 최대한 오래 머물러있게 해야 합니다. 이를 위해 우리 수업에서는 새로운 이론을 철저히 배제할 것입니다. 동시에 옴의 법칙을 이용해서 다양한 전기 장치들을 해석해볼 것입니다. 우선은 집으로 전기가 들어오는 입구인 누전 차단기를 통해서 전기 안전에 대해서 알아볼 것입니다. 그리고는 멀티탭을 통해서 전기회로의 핵심인 직렬과 병렬을 따져볼 것입니다. 마지막으로 전원 어댑터가 도대체 무엇을 하는 장치인지를 살펴보면서 교류와 직류가 무엇인지 알게 될 것입니다. 이 과정이 끝나고 나면 비로소 전기 장치들에 전기를 공급할 수 있게 될 것입니다.

다시 한번 강조합니다. 옴의 법칙이 우리의 인식을 얼마나 폭발적으로 확장시켜주었는지를 천천히 확인해주셔야 합니다. 옴의 법칙에 대한 이해는 연료와도 같습니다. 이해가 충분히 축적된다면 먼 훗날 언젠가 폭발적으로 성장하는 순간이 스윽 찾아 올 것입니다.