[일반물리학] 파란색 표시된 loop의 이해를 도와주세요 (loop, resistance, lecture, circuit, analysis, order, mistake, sign, current, direction, charge, flow, resistance terminals, potential, height, assumption)

질문 요약

사진에 써있는 식에서 파란색으로 표시된 부분의 loop가 8옴에서 +값인 이유를 설명해주세요. 제가 생각하기에는 저항을 지날 때는 -값이 되어야 하는데요. 제가 이해를 잘못하고 있는 걸까요?

답변 요약

키르히호프 강의에서는 회로 분석 순서에 대해 설명하고 있습니다. 키르히호프 적용 시 가장 흔히 하는 실수는 부호 적용입니다. 회로를 분석하기 전에 전류의 방향을 정하는데, 이는 전하의 흐름을 의미하지만 저항 양단의 전위 높낮이를 가정하기도 합니다. 따라서, 8Ω 저항의 경우 윗부분의 전위가 높고, 아랫부분의 전위가 낮을 것으로 가정합니다. 그림에서 시계방향으로 loop를 돌려 적용하면 8Ω을 지났을 때 전위가 올라감을 알 수 있습니다. 이를 참고해서 다른 회로에도 적용해보세요.

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파란색 표시된 loop와 저항에 대한 이해

먼저, 파란색으로 표시된 loop와 8옴의 저항이 어떻게 관련되어 있는지에 대해 이해해야 합니다. 여기서 중요한 점은, 키르히호프의 법칙을 이용한 회로 분석에서 저항을 지날 때의 부호입니다.

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우리는 흔히 저항을 지나면 전류가 감소한다는 생각에, 저항을 지날 때마다 '-'부호를 붙이곤 합니다. 하지만 이는 오해입니다. 실제로는 저항을 지날 때 전류의 방향과 저항의 양단 전위차에 따라 부호가 결정됩니다.

8옴 저항과 '+' 부호

위의 회로에서 8옴의 저항을 지나는 전류의 방향을 살펴봅시다. 시계방향으로 loop를 돌며 저항을 지나가는 것을 볼 수 있습니다. 이때, 저항의 윗부분의 전위가 높고, 아랫부분의 전위가 낮다고 가정해봅시다.

그렇다면, 전류는 높은 전위에서 낮은 전위로 흐르게 되므로, 8옴 저항을 지날 때 전위가 올라가는 것을 알 수 있습니다. 따라서, 이 경우에는 저항을 지날 때 '+' 부호를 붙이게 됩니다.

결론

따라서, 8옴 저항에서 '+' 부호가 붙는 이유는 회로를 시계방향으로 돌며 저항을 지날 때 전위가 올라가기 때문입니다. 이런 부호의 적용은 키르히호프의 법칙을 이용한 회로 분석에서 매우 중요하므로 잘 기억해두시기 바랍니다.

다른 회로도 이와 같은 원리로 분석해볼 수 있습니다. 예를 들어, 회로를 반시계방향으로 돌며 저항을 지나면 어떻게 될지 생각해보세요. 이렇게 다양한 회로에서 키르히호프의 법칙을 적용해보며 연습해보면 이해도가 높아질 것입니다.

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