옴의 법칙에 대하여 알아보자

옴의 법칙이란?

 

옴의 법칙은 전기회로에서 전압(V), 전류(I), 저항(R) 간의 관계를 나타내는 기본적인 법칙이다. 1826년 독일의 물리학자 게오르크 시몬 옴에 의해 정립되었다.

 

옴은 도체 양단에 전압을 가할 경우, 도선을 흐르는 전류의 세기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다는 관계를 발견하였다. 이 관계는 아래와 같은 수식으로 나타낼 수 있다.▼

 

전류와 전압 그래프

 

전압을 변화시키면서 전류를 측정하면, 전압과 전류 사이에는 선형적인 관계가 나타난다. 즉, 저항이 일정한 도체에서는 전류가 전압에 정비례하는 직선 형태의 그래프를 얻게 된다.

아래의 그래프는 저항 R=2ΩR = 2ΩR=2Ω일 때, 전류에 따른 전압의 변화를 나타낸 것이다.▼

 

 

 

 

옴의 법칙으로부터 알 수 있는 사실

 

1. 그래프의 기울기 = 저항

  전압-전류(V-I) 그래프에서 직선의 기울기는 저항 값을 의미한다.

2. 저항이 클수록 전류는 작아진다
    동일한 전압을 인가할 경우, 저항이 커질수록 흐르는 전류의 양은 줄어든다.

3. 온도 변화가 작을 때 저항은 일정하다
    금속 등의 도체는 온도의 변화가 크지 않은 범위 내에서는 저항 값이 거의 일정하게 유지된다.

 

옴의 법칙이 적용되지 않는 경우도 있을까?

 

물론이다. 모든 물질이 옴의 법칙을 따르는 것은 아니다. 반도체, 진공관, 다이오드 등은 일정한 조건 하에서만 옴의 법칙을 따르며, 전압이 커지거나 전류가 증가할 경우 법칙이 성립하지 않기도 한다. 이처럼 옴의 법칙은 선형 저항 성질을 가지는 물질에 한해 유효한 경험 법칙이다.

 

옴의 법칙은 전기 회로 해석의 기초이며, 전기전자공학뿐만 아니라 일반적인 생활 속 전기 기기의 작동 원리를 이해하는 데 있어서도 핵심이 되는 원리이다. 수식의 형태는 단순하지만, 회로 구성, 전력 소모 분석, 전기 기기 설계 등 다양한 분야에서 응용되니 반드시 필요한 내용이라 할 수 있다.