전류, 전압, 저항 기호, 단위, 구분하기, 개념 비유로 쉽게 알기, 옴의 법칙

중학교 2학년 과학 전기와 자기 단원의 전류, 전압, 저항에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

아래 링크에서는 전기와 자기 단원에서 전기 부분의 전체적인 내용에 대해 담고 있습니다. 정전기와 전류가 헷갈리는 분은 아래글을 먼저 읽어주세요.

2023.04.25 - [분류 전체보기] - 전기와 자기, 정전기, 마찰전기, 정전기 유도, 전류, 전압, 저항 개념 정리

전기와 자기, 정전기, 마찰전기, 정전기 유도, 전류, 전압, 저항 개념 정리

 

1. 개념

전류, 전압, 저항의 개념과 기호, 단위부터 알아보겠습니다.

구분	개념	기호	단위
전류	전하의 흐름	I	A(암페어)
전압	전류를 흐르게 하는 능력	V	V(볼트)
저항	전류의 흐름을 방해하는 정도	R	Ω(옴)

전류에서 이야기하는 전하의 흐름에서 전하는 일반적으로 (-) 전하를 띠는 전자라고 생각하면 됩니다. 금속으로 이루어진 도선 안에는 많은 자유전자들이 있고, 전류가 흐르게 되면 자유전자들은 (-) 극에서 (+) 극으로 움직입니다. 이것을 우리는 전류가 (+) 극에서 (-) 극으로 흐른다고 표현합니다.

 

많은 학생들이 헷갈려하는 부분이 기호와 단위입니다. 기호는 이름이라고 생각하면 편할 듯합니다. 전류라고 쓸 수도 있고 I라고 쓸 수도 있는 것입니다. 

※ 기호와 단위

- 키(H) = 170cm , 이때 H는 키의 기호이며, cm는 단위입니다.

- 몸무게(W) = 60kg, 이때 W는 몸무게의 기호이며, kg은 단위입니다.

- 전류(I) = 10A, 이때 I는 전류의 기호이며, A는 단위입니다.

 

2. 물의 흐름으로 비유

흔히 전류를 물의 흐름과 비교하여 설명합니다. 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯이 전류도 전하가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르게 됩니다. 이때 수면의 높이차(수압)를 지속적으로 만들어내는 펌프가 있어야 물이 흐르듯이, 전류도 흐르기 위해서는 전하의 높이차(전압)를 지속적으로 만들어내는 전지가 있어야 합니다.

전류	전하의 높이 차(전압)	전지	전하	전동기, 전구 등	스위치	도선(전선)
물의 흐름	수면의 높이 차(수압)	펌프	물 분자	물레방아	밸브	물이 흐르는 길

물의 흐름을 보면 물이 흐르는 길이 있고 이곳을 물 분자가 지나고 있습니다. 펌프에 의해 물이 높은 곳으로 끌어올려지면 위에서 아래로 떨어지며 물레방아를 돌릴 수 있습니다. 밸브는 물길을 잠갔다가 열 수 있습니다.

 

마찬가지로, 전류라는 것은 도선 속에서 전하(자유전자)가 움직이는 건데, 전지에 의해 높은 곳으로 끌어올려졌다가 위에서 아래로 떨어지면서 전동기나 전구를 켜는 것입니다. 스위치로 전류를 켰다 끌수 있습니다.

 

일반적으로 도선 내에서도 저항이 있지만 매우 작고, 전동기나 전구 등의 전기기구를 저항이라고 표현합니다. 물레방아라는 것은 물의 흐름을 방해하는 건데, 우리는 물레방아를 돌림으로써 에너지를 얻습니다. 마찬가지로 전동기나 전구라는 것이 전류의 입장에서는 흐름을 방해하는 것이지만, 우리는 그것을 이용하는 겁니다.

 

3. 전류, 전압, 저항의 관계

개념만 보아도 관계를 알 수 있는데, 전압은 전류를 잘 흐르게 하는 것이고, 저항은 전류를 방해하는 것입니다.

이것을 수학적으로 표현하자면,

전류는 전압에 비례하고, 저항에는 반비례한다고 합니다.

식으로 나타내면,

전류 = 전압/저항, 기호를 이용해서 표현하면 I=V/R 입니다.

이를 옴의 법칙이라고 합니다.

 

 

 

 

지금까지 전류, 전압, 저항의 개념과 기호, 단위에 대해 알아보고 셋의 관계에 대해 알아보았습니다.