전기1

직렬과 병렬 경험하기

 

 

인간의 가장 중요한 능력은 창의성일 것입니다. 창의성의 핵심은 서로 다른 성격의 것들을 연결해서 제3의 성격을 가진 새로운 것을 만들어내는 것입니다. 이런 능력으로 단어를 결합해서 새로운 의미를 만들어 내기도 하고, 작은 부품들을 결합해서 새로운 완제품을 만들어내기도 합니다. 이런 위대한 일을 우리는 심지어 무심코 합니다. 

세상에는 수많은 전자제품들이 있습니다. 이런 제품들을 구입해서 집과 사무실을 채워나갑니다. 가볍게 생각하면 소비이지만 사실 이것은 매우 중요한 생산입니다. 나의 집, 나의 사무실을 더욱 편안하고, 생산적인 공간으로 만드는 행위가 생산이 아니고 무엇이겠습니까? 

작은 전기 부품들을 연결해서 전자제품을 만드는 생산조차도 누군가가 만든 부품을 구입해야 합니다. 이것이 소비가 아니면 무엇이겠습니까?

‘이제 생산자가 될 거야!’라는 각오보다 먼저 해야 할 것은 ‘이미 생산자야!’라는 자각이 우선 되었으면 좋겠습니다. 

이번 시간에는 전자제품을 연결하는 두 가지 방법인 직렬과 병렬을 살펴보겠습니다. 이 방법을 이해한다면 작은 부품들을 연결해서 복잡한 완제품을 만드는 방법도 알게 될 것입니다. 이론적인 이야기를 시작하기 전에 매일 보는 장치를 새삼스럽게 바라봐봅시다.

멀티탭

한국에서는 멀티탭, 미국에서는 power strip이라고 부르는 장치입니다. 이 장치는 전자 제품들에게 전기를 분배해주는 역할을 하면서 동시에 결합해주는 역할을 합니다. 내부 구조를 볼까요?

복잡하죠? 멀티탭에 헤어드라이어와 TV를 연결한다면 아래와 같은 모습이 될 것입니다. 자세히 관찰해봅시다.

지금부터 멀티탭의 원리를 살펴볼 것입니다. 그 과정에서 직렬과 병렬을 장점과 단점을 파악할 수 있을 것이고, 이런 지식은 가깝게는 여러분의 위험으로부터 지켜줄 것이고, 멀게는 작은 부품을 결합해서 복잡한 전자제품을 만드는 기반 지식이 될 것입니다. 

먼저 유명한 기호를 살펴봅시다.

 

전원(V)

 

저항(R)

아래의 그림을 보시죠.

저항이 여러 개 일 때는 저항에 R1, R2와 같이 이름을 붙입니다. 두 개의 회로 모두 2개 이상의 저항이 연결되어 있습니다. 여기에 있는 것은 2개에 불과하지만, 2개를 연결할 수 있게 되면 1억 개도 연결할 수 있는 폭발적인 능력을 갖게 됩니다. 우리가 알고 있는 복잡한 전자장치들은 그렇게 만들어집니다. 그렇기 때문에 지금부터 할 이야기는 매우 중요합니다. 천천히 따져볼 가치가 충분합니다. 

첫 번째 그림은 직렬로 연결된 저항입니다. 전류가 흘러갈 수 있는 길이 하나밖에 없을 때 저항이 직렬(series)로 연결되어 있다고 합니다.

두 번째 그림은 병렬로 저항이 연결된 것을 보여줍니다. 전류가 흘러갈 수 있는 길이 여러 개 있을 때 저항이 병렬(parallel)로 연결되어 있다고 합니다.

직렬과 병렬은 서로 장점과 단점이 다릅니다. 이론적으로 따져보는 것은 유익하지만 좀 복잡합니다. 그래서 이미 익숙한 전기장치인 멀티탭을 통해서 병렬과 직렬을 느껴 볼 수 있도록 유도해보겠습니다.

결론적으로 말씀드리면 멀티탭의 내부는 병렬입니다. 아래의 그림을 보시죠.

전자제품을 연결하면 노란색 회로 사이에 전자제품이 끼어들게 됩니다. 그렇기 때문에 병렬입니다. 멀티탭을 병렬회로로 만든 이유는 무엇일까요? 

안타깝게도 병렬은 이해하기 까다로우므로, 이론적인 설명이 있어야 확실하게 이해할 수 있습니다. 하지만, 이론은 어려우니까 우선 멀티탭이 병렬이 아니라면 우리는 어떤 곤란함을 경험하게 될 것인가를 먼저 느껴봅시다. 

만약 멀티탭이 직렬이라면 모든 콘센트에 플러그가 꽂혀 있어야 합니다. 플러그를 뽑으면 회로가 끊겨버려서 모든 기기가 동작하지 않게 될 것입니다. 멀티탭이 병렬이기 때문에 비어있는 콘센트가 있어도 다른 장치들을 사용할 수 있습니다.

만약 멀티탭이 직렬이라면 장치를 연결할 때마다 전체 회로에 흐르는 전류의 양이 작아져서 연결되어 있는 모든 기기의 전기가 부족해질 것입니다. 반대로, 장치를 제거할 때마다 전류의 양이 커져서 모든 기기가 타버릴 것입니다.

병렬회로 덕분에 각각의 기기들은 다른 기기에 영향을 받지 않고 독립적인 상태를 유지하면서 동작할 수 있는 것입니다. 병렬의 위력이 실감나죠?

병렬의 장점을 먼저 서술하였지만 직렬 회로 또한 필요합니다. 아래 그림을 보시죠. 멀티탭에 연결된 전자제품끼리는 서로 병렬로 연결되어 있습니다만, 전자제품들과 멀티탭의 전원 스위치는 직렬로 연결되어 있습니다. 덕분에 전체 전원을 쉽게 켜고 끌 수 있게 되었습니다. 

 

 

 

직렬과 병렬에 대해서 충분히 경험해봤으니 다음 수업에서 이론으로 정리해봅시다.

 

 

 

 

댓글

댓글 본문
  1. 카라멜팝콘
    위의 회로도에서 저항 하나를 전자기기 하나로 봤을 때,
    직렬에서 저항 하나를 제거하면 길이 끊겨서 전기가 흐를 수가 없지만
    병렬에서는 저항 하나를 제거해도 다른 길이 남아있으니 전기가 흐를 수 있기 때문입니다.
    대화보기
    • 이승훈
      20200206 학습완료!
    • 왜 콘센트가 만약 직렬이라면 한 기기를 콘센트에서 빼면 다른 기기에도 전기가 끊기게 되는건가요? 잘 이해가 안갑니다. ㅜ
    • 바람과 나무
      감사합니다.
    • 미오양
      멀티탭을 뜯어볼 생각은 해본적이 없었는데
      이 글을 읽으니
      주변의 전자기기에 대해서 호기심이 생깁니다.
    • 심청이낭군
      머리 쏙쏙 이해 ~~ 감사합니다
    • 석주희
      완료~
    • egoing
      그럴 것 같습니다!
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      • 멀티탭에 각각 스위치가 있는 것은 병렬안의 직렬인가요?
      • 병렬과 직렬을 매일매일 사용하는 멀티탭을 예를 들어 설명해주셔서 이해가 쉽게 됐어욧! 읻다가 저도 멀티탭 뜯어볼께요 ㅋㅋ
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