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병렬 회로

6 V에 12 Ω 전구 두 개를 나란히 연결하면 전구마다 0.5 A가 흘러서 전지는 1 A를 냅니다. 전구 하나일 때의 두 배입니다.

길은 여러 개, 전압은 같습니다

병렬 회로(parallel circuit)에서는 부품마다 자기만의 가지가 있고, 그 가지가 전지 양 끝에 곧장 이어집니다. 모든 가지의 양 끝이 같은 두 전선에 연결되어 있으므로, 가지마다 전지의 전압이 하나도 빠짐없이 그대로 걸립니다. 이것이 병렬 회로의 첫 번째 규칙입니다. 두 번째 규칙은 전류에 관한 것입니다. 전지에서 나온 전류는 첫 번째 갈림길에서 나뉘어 일부가 각 가지로 흘러 내려가고, 반대편에서 다시 하나로 합쳐집니다. 가지마다 흐르는 전류를 모두 더하면 전체 전류가 됩니다. 갈림길에서 사라지는 전하는 하나도 없습니다. 들어온 만큼 그대로 나갑니다.

같은 전구 두 개를 병렬로 이었습니다. 가지마다 6 V가 그대로 걸리고 0.5 A씩 흘러서 전지는 모두 1 A를 냅니다.

가지를 더하면 전체 저항이 작아집니다

가지 하나하나는 저마다 따로 옴의 법칙을 따릅니다. I₁ = V ÷ R₁, I₂ = V ÷ R₂입니다. 전체 전류는 그 합 V ÷ R₁ + V ÷ R₂ + ...이고, 전지에서 같은 전류를 끌어갈 저항 하나는 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃ + ...을 만족합니다. 이렇게 구한 전체 저항은 언제나 가장 작은 가지의 저항보다도 작습니다. 처음 들으면 이상하게 들리지만, 따져 보면 이치에 맞습니다. 가지가 하나 늘 때마다 전하가 지나갈 길이 하나 더 생기기 때문입니다. 가게에 계산대를 하나 더 여는 것과 같습니다. 12 Ω 전구 두 개를 병렬로 이으면 6 Ω, 세 개면 4 Ω처럼 행동합니다. 가지가 두 개일 때는 R = R₁R₂ ÷ (R₁ + R₂)로 빨리 구할 수 있습니다. 6 Ω과 12 Ω이면 72 ÷ 18 = 4 Ω입니다.

모든 가지의 전압이 같습니다. 가지 전류를 더하면 전체 전류입니다. 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃.

OpenStax는 앞의 직렬 예제를 이번에는 병렬로 다시 풉니다. 1.00 Ω, 6.00 Ω, 13.0 Ω을 12.0 V에 나란히 연결합니다. 이제 셋 모두 12.0 V가 걸리므로 전류는 12.0 A, 2.00 A, 0.923 A이고 합은 14.9 A입니다. 전체 저항은 0.804 Ω으로 1.00 Ω 가지보다도 작습니다. 똑같은 세 저항을 직렬로 이었을 때는 전지에서 0.600 A밖에 끌어가지 않았던 것과 비교해 보세요. 병렬에서는 저항이 가장 작은 가지에 전류가 가장 많이 흐릅니다. 직렬에서 저항이 가장 큰 부품이 전압을 가장 많이 가져간 것과 반대입니다.

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끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.

전구 두 개를 병렬로 이었습니다. S1을 열어도 L1은 그대로 빛나고 전지 전류만 줄어듭니다. 가운데 빈칸에 전구를 끌어 놓아 세 번째 가지를 만들면 전체 전류가 올라갑니다.

집 안 배선이 병렬인 이유

집 안에 있는 콘센트와 전등은 모두 전원 양 끝에 연결된 저마다의 가지 위에 있습니다. 그래서 가전제품마다 처음 설계될 때 맞춰진 전원 전압을 그대로 받고, 다른 것에 영향을 주지 않고 따로 켜고 끌 수 있으며, 전등 하나가 나가도 냉장고가 꺼지지 않습니다. 대신 가전제품을 하나 켤 때마다 가지로 전기를 보내는 전선에 전류가 더해집니다. 공급 전선과 퓨즈나 차단기에는 전체 전류가 흐르므로, 전력이 큰 제품을 한꺼번에 많이 켜면 그 합이 안전한 한계를 넘을 수 있습니다. 이 내용은 이 과정의 마지막 단원에서 다시 다룹니다.

직렬과 병렬이 섞인 회로

실제 회로에는 직렬과 병렬이 함께 섞여 있습니다. 이런 회로는 한 덩어리씩 차례로 풀면 됩니다. 먼저 병렬로 묶인 부분을 저항 하나로 바꾸고, 그다음 그것과 직렬로 이어진 부품의 저항을 더합니다. 아래 두 번째 실험실에서 L1은 병렬로 이은 L2, L3 묶음과 직렬이고, 모두 12 Ω입니다. 묶음은 6 Ω처럼 행동하므로 전체는 12 + 6 = 18 Ω, 전지 전류는 6 ÷ 18 ≈ 0.333 A입니다. 이 전류는 하나도 빠짐없이 모두 L1을 지나므로 L1에는 0.333 × 12 = 4 V가 걸립니다. 남은 2 V가 묶음 양 끝에 걸리므로 L2와 L3에는 2 ÷ 12 ≈ 0.167 A씩 흐릅니다. 그러니 L1이 셋 가운데 눈에 띄게 가장 밝습니다. 이것은 실험실에서 직접 확인할 수 있습니다.

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끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.

L1이 병렬 묶음 L2, L3와 직렬로 이어져 있습니다. L2를 눌러 6 Ω으로 바꾸면 회로의 모든 전류가 어떻게 바뀌는지 보세요.
핵심 정리
  • 병렬: 모든 가지에 전체 전압이 걸립니다.
  • 가지 전류를 더하면 전지 전류입니다.
  • 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + ..., 전체는 가장 작은 가지보다도 작습니다.
  • 가지가 따로 동작하므로 집 안 배선은 병렬입니다.
  • 섞인 회로: 병렬 묶음을 먼저 합치고 직렬 부분을 더합니다.
  1. 12 Ω 전구 두 개를 병렬로 이었습니다. 전체 저항은 몇 Ω일까요?
  2. 6 Ω과 12 Ω을 병렬로 이었습니다. 전체 저항은 몇 Ω일까요?
  3. 6 V에 12 Ω 전구 세 개를 병렬로 이었습니다. 전지 전류는 몇 A일까요?
  4. 1.00 Ω, 6.00 Ω, 13.0 Ω을 12.0 V에 병렬로 이었습니다. 전체 전류는 몇 A일까요? (소수 첫째 자리)
  5. 20 Ω 저항 네 개를 병렬로 이었습니다. 전체 저항은 몇 Ω일까요?
  6. 병렬로 이은 전구 하나가 나갔습니다. 나머지는?
    • 그대로 밝습니다
    • 모두 꺼집니다
    • 어두워집니다
  7. 병렬로 가지를 하나 더합니다. 전체 저항은?
    • 작아집니다
    • 커집니다
    • 그대로입니다
  8. 병렬 가지에 맞는 설명은?
    • 전압이 같고 전류가 더해집니다
    • 전류가 같고 전압이 더해집니다
    • 전류와 전압이 언제나 같습니다
  9. 섞인 회로: 12 Ω L1이 12 Ω 전구 두 개의 병렬 묶음과 직렬이고 전지는 6 V입니다. L1의 전압은 몇 V일까요?
  10. 같은 회로에서 L2의 전류는 몇 A일까요? (소수 셋째 자리)
이 과정의 출처 (14)
  • OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 18.1 Static electricity and charge (amber and the Greek word elektron, like charges repel, glass and silk, Franklin)
  • 20.1 Current (I = ΔQ/Δt, 1 A = 1 C/s, truck battery 720 C in 4.00 s, calculator 0.300 mA, conventional current traced to Franklin, drift speed of order 10⁻⁴ m/s, 12-gauge copper wire 2.053 mm, copper density 8.80 × 10³ kg/m³)
  • 20.2 Ohm's law (Ohm first showed I ∝ V by experiment, ohmic materials, headlight 12.0 V and 2.50 A = 4.80 Ω, dry person hand to foot about 10⁵ Ω)
  • 20.3 Resistance and resistivity (Table 20.1: silver 1.59, copper 1.72, gold 2.44, aluminium 2.65, tungsten 5.6, iron 9.71, nichrome 100, all × 10⁻⁸ Ω·m; headlight cold 0.350 Ω)
  • 20.4 Electric power and energy (P = IV = V²/R = I²R, kWh, 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J, 60 W bulb for 1000 h at 12 cents per kWh = $7.20, 15 W CFL)
  • 20.6 Electric hazards and the human body (thermal and shock hazards, short circuit 120 V across 0.100 Ω = 144 kW, worn cord 2.00 Ω at 10.0 A = 200 W, fuses and circuit breakers, Table 20.3 shock effects, dry skin 200 kΩ, wet 10.0 kΩ)
  • 21.1 Resistors in series and parallel
  • 21.2 Electromotive force and internal resistance
  • 21.3 Kirchhoff's rules
  • 23.8 Electrical safety (three-wire system, earth/ground wire, double insulation, GFI trips above 5 mA)
  • NIST CODATA elementary charge 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C exact (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?e)
  • Safety text is general information, not advice for working on mains wiring. Linda Hall Library, Scientist of the Day: Georg Ohm (lindahall.org/about/news/scientist-of-the-day/georg-ohm, experiments 1825 and 1826 with a compass needle, Die galvanische Kette 1827)
  • Smithsonian Libraries, Die galvanische Kette (library.si.edu/digital-library/book/diegalvanischeke00ohmg, first publication of Ohm's law, ridiculed at first)
  • IEC 60038:2009 standard voltages (230 V grew out of 220 V and 240 V systems; 220 V still used).

확인한 날: 2026-10-17