[전자공학] Direction of electric current

글의 참고

- http://www.todayhumor.co.kr/board/view.php?table=science&no=58923

- https://gall.dcinside.com/board/view/?id=science&no=190401 

- https://yjh-phys.tistory.com/m/225

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글을 쓴 목적

- 요즘 전자공학에 대해서 얇고 넓게 공부를 진행하는데, 너무 궁금했던 질문에 대한 답이 인터넷에 꾀나 많이 존재해서 정리를 해보려고 한다.

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글의 전제

- 내가 글을 쓰다가 궁금한 점은 파란색 볼드체로 표현했다. 나도 모르기 때문에 나중에 알아봐야 할 내용이라는 뜻이다.

- 밑줄로 작성된 글은 좀 더 긴 설명이 필요해서 친 것이다. 그러므로, 밑 줄 처친 글이 이해가 안간다면 링크를 따라서 관련 내용을 공부하자.

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글의 내용

- Overview

" 아래 그림에서 좌측 회로는 당연히 불이 들어온다. 그런데 우측 회로와 같이 전선이 갈라져 연결이 되었다면, 전구에는 불이 들어올까? 2 가지 결과를 예측해 볼 수 있다.

1. 전선의 전류가 나뉘어 들어가므로, 불이 어두워 진다.
2. 전류는 저항이 작은 쪽으로 흐르려고 하므로, 아래의 전서으로만 흘러 전구에 불이 들어 오지 않는다.

 

 

" 정답은 2번이다. 즉, 전류는 저항이 작은 쪽으만 흐르려는 경향이 있어서 저항이 거의 존재하지 않는 아래쪽 전선으로만 흐르게 되서 전구에 불이 들어오지 않는다.

 

 

 

" 이걸 수식으로 표현해볼 수 있을까? 먼저 병렬 회로에서의 각 도선에 걸리는 저항을 구해보자.

 

 

 

" 위 그림에서 병렬 회로로 구성되어 있다. 여기서 R1 에 흐르는 전류는 다음과 같다.

- I1 = V1 / R1
- I1 = 10 / 2000
- I1 = 5mA

 

 

" R1 라인에 흐르는 전류는 5mA 이다. 그렇다면, 그 아래 라인(빨간 점선 박스)은 몇일까? 아래 라인에 흐르는 전류를 I2 라고 하자.

- I2 = V2 / R2
- I2 = 10 / ( 1 / ∞ )
- I2 = ∞

 

" 왜, 빨간 점선 표시에 R2 가 `1 / ∞` 가 되었을까? 저기에는 저항이 업다. 그러나, 모든 도선에는 기본적으로 아주아주 작은 저항이 존재한다. 즉, 저항이 없는 도선 또한 0 에 수렴하는 저항을 가지고 있다. 그래서, 옴의 법칙에 의해서 I2 는 ∞ 가 되버린다. 이렇면 I1에 흐르는 전류가 의미가 없어진다.