전자기능사 필기 개념 정리 03 — 옴의 법칙 (V=IR, 왜 이렇게 되는지 원리부터)

전자기능사 필기 개념 정리 03 — 옴의 법칙 (V=IR, 왜 이렇게 되는지 원리부터)

전기에서 가장 중요한 공식 하나를 꼽으라면 옴의 법칙이에요.
V=IR, 외우기 전에 왜 이렇게 되는지 먼저 이해해봐요.

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목차

1. 저항이란 무엇인가
2. 옴의 법칙 — V = I × R
3. 왜 V = IR이 성립하는가 — 원리 이해
4. 공식 변환 — 삼각형으로 외우기
5. 단위 정리
6. 실전 계산 예제
7. 전자기능사 출제 포인트

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저항이란 무엇인가

지난 편에서 전압이 전하를 밀어주는 힘이고,
전류가 전하의 흐름이라는 걸 배웠어요.

 

그런데 도선에서 전류가 흐를 때, 방해하는 게 있어요.
바로 저항(Resistance) 이에요.

 

저항은 말 그대로 "전류의 흐름을 방해하는 정도" 예요.

 

호스 비유로 생각해보면:

굵은 호스 → 물이 많이 흐름 → 저항 작음
가는 호스 → 물이 적게 흐름 → 저항 큼

 

도선도 마찬가지예요.
저항이 작으면 전류가 많이 흐르고,
저항이 크면 전류가 적게 흘러요.

 

 

 

 

저항의 기호와 단위:

기호	단위	단위 이름
R	Ω	옴 (Ohm)

 

Ω는 그리스 문자 오메가예요. 단위 기호로 쓰여요.

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옴의 법칙 — V = I × R

1827년 독일 물리학자 게오르크 옴(Georg Ohm)이 발견한 법칙이에요.

 

$$V = I \times R$$

 

전압(V) = 전류(I) × 저항(R)

 

이게 옴의 법칙이에요.

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왜 V = IR이 성립하는가 — 원리 이해

수식을 외우기 전에 왜 이렇게 되는지 이해하면 훨씬 쉬워요.

 

생각해봐요:

 

저항이 있는 도선에 전류를 흐르게 하려면 어떻게 해야 할까요?

 

더 세게 밀어줘야 해요. 즉, 전압이 더 높아야 해요.

저항이 2배로 커지면 → 같은 전류를 흐르게 하려면 전압도 2배 필요
저항이 3배로 커지면 → 전압도 3배 필요

 

이 관계를 수식으로 쓰면:

V ∝ R  (전압은 저항에 비례)

 

그리고 전류가 많이 흐를수록 전압이 더 많이 필요해요:

V ∝ I  (전압은 전류에 비례)

 

 

두 가지를 합치면:

V ∝ I × R
V = I × R  ← 비례 상수가 1이라는 걸 실험으로 확인

 

이게 옴의 법칙이에요!

 

 

물의 비유로 다시 확인:

수압(전압)이 높을수록   → 물이 많이 흐름(전류↑)
파이프가 가늘수록(저항↑) → 물이 적게 흐름(전류↓)

수압 = 유량 × 저항
V    = I   × R

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공식 변환 — 삼각형으로 외우기

V = IR에서 I와 R을 각각 구하려면 변환이 필요해요.

 

가장 쉬운 방법은 삼각형 암기법이에요.

 

구하고 싶은 것을 손으로 가리면 나머지가 공식이에요!

구하고 싶은 것	손으로 가리면	공식
V	I × R 보임	V = I × R
I	V ÷ R 보임	I = V / R
R	V ÷ I 보임	R = V / I

 

왜 나누기가 되는가?

 

V = I × R 에서 I를 구하려면:

V = I × R
V ÷ R = I × R ÷ R    (양변을 R로 나눔)
V / R = I
I = V / R

 

R을 구하려면:

V = I × R
V ÷ I = I × R ÷ I    (양변을 I로 나눔)
V / I = R
R = V / I

 

수식 변환의 핵심은 "양변에 같은 것을 하면 등식이 유지된다" 예요.

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단위 정리

물리량	기호	단위	단위 기호
전압	V	볼트	V
전류	I	암페어	A
저항	R	옴	Ω

 

단위 확인:

 

$$V = I \times R$$

 

$$볼트(V) = 암페어(A) \times 옴(Ω)$$

 

$$1V = 1A \times 1Ω$$

 

즉, 1옴(Ω) 이란 1V의 전압을 가했을 때 1A의 전류가 흐르는 저항의 크기 예요.

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실전 계산 예제

예제 1: 전압 구하기

저항 10Ω에 2A의 전류가 흐를 때 전압은?

V = I × R
V = 2A × 10Ω
V = 20V

 

 

예제 2: 전류 구하기

12V 전압에 저항 4Ω이 연결됐을 때 전류는?

I = V / R
I = 12V / 4Ω
I = 3A

 

 

예제 3: 저항 구하기

100V 전압에 5A의 전류가 흐를 때 저항은?

R = V / I
R = 100V / 5A
R = 20Ω

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전자기능사 출제 포인트

✅ 옴의 법칙 공식 → V = IR
✅ 전류 구하기 → I = V/R
✅ 저항 구하기 → R = V/I
✅ 저항 단위 → Ω (옴)
✅ 1Ω의 정의 → 1V 전압에 1A 전류 흐를 때의 저항
✅ 저항 크면 전류 작음, 저항 작으면 전류 큼

다음 편에서는 직렬회로와 병렬회로 — 저항이 여러 개 있을 때 합성저항 구하는 방법이에요!

 

궁금한 점은 댓글로 남겨주세요!

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