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.
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.
끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.
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.
끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.
- 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.
- 12 Ω 전구 두 개를 병렬로 이었습니다. 전체 저항은 몇 Ω일까요?
- 6 Ω과 12 Ω을 병렬로 이었습니다. 전체 저항은 몇 Ω일까요?
- 6 V에 12 Ω 전구 세 개를 병렬로 이었습니다. 전지 전류는 몇 A일까요?
- 1.00 Ω, 6.00 Ω, 13.0 Ω을 12.0 V에 병렬로 이었습니다. 전체 전류는 몇 A일까요? (소수 첫째 자리)
- 20 Ω 저항 네 개를 병렬로 이었습니다. 전체 저항은 몇 Ω일까요?
- 병렬로 이은 전구 하나가 나갔습니다. 나머지는?
- 그대로 밝습니다
- 모두 꺼집니다
- 어두워집니다
- 병렬로 가지를 하나 더합니다. 전체 저항은?
- 작아집니다
- 커집니다
- 그대로입니다
- 병렬 가지에 맞는 설명은?
- 전압이 같고 전류가 더해집니다
- 전류가 같고 전압이 더해집니다
- 전류와 전압이 언제나 같습니다
- 섞인 회로: 12 Ω L1이 12 Ω 전구 두 개의 병렬 묶음과 직렬이고 전지는 6 V입니다. L1의 전압은 몇 V일까요?
- 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