옴의 법칙이란?
옴의 법칙(Ohm's law)은 전기회로에서 전압(V), 전류(I), 저항(R)의 관계를 나타내는 기본 법칙이에요. 독일 물리학자 게오르크 시몬 옴이 1827년 『수학적으로 다룬 갈바니 회로』에서 발표했어요. 저항이 일정할 때 전류는 전압에 비례하고, 전압이 일정할 때 전류는 저항에 반비례해요.
| 구하는 값 | 공식 | 단위 |
|---|---|---|
| 전압 | V = I × R | 볼트(V) |
| 전류 | I = V ÷ R | 암페어(A) |
| 저항 | R = V ÷ I | 옴(Ω) |
물에 비유하면
전압은 물을 밀어내는 수압, 전류는 흐르는 물의 양, 저항은 관이 좁아 물 흐름을 방해하는 정도에 비유할 수 있어요. 수압이 세면 물이 많이 흐르고, 관이 좁으면 적게 흐르는 것과 같아요.
계산 예제
- 12V 전원에 4Ω 저항을 연결하면 전류는 I = 12 ÷ 4 = 3A예요.
- 0.5A가 흐르는 220Ω 저항 양 끝의 전압은 V = 0.5 × 220 = 110V예요.
- 9V를 걸었을 때 0.03A가 흐르면 저항은 R = 9 ÷ 0.03 = 300Ω이에요.
직렬·병렬 연결과 전력
저항을 직렬로 이으면 합성저항은 R = R₁ + R₂ + …로 커지고, 각 저항에 같은 전류가 흘러요. 병렬로 이으면 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …로 작아지고, 각 저항에 같은 전압이 걸려요. 옴의 법칙을 전력 공식 P = VI에 대입하면 P = I²R = V²/R을 얻는데, 전선이 전류 때문에 뜨거워지는 줄 열을 계산할 때 쓰여요. 열이 퍼지는 과정은 열전달에서 다뤄요.
적용 한계
옴의 법칙은 모든 물질에 성립하는 자연법칙이라기보다, 온도가 일정한 금속 도체처럼 전압-전류 그래프가 직선인 옴성 소자에 맞는 경험 법칙이에요. 다이오드, 트랜지스터, 전구 필라멘트처럼 온도나 전압에 따라 저항이 바뀌는 소자는 직선 관계를 따르지 않아요. 반대로 금속의 저항이 온도에 따라 일정하게 변하는 성질을 이용한 것이 측온 저항체(RTD)예요.
자주 묻는 질문
- 전압이 높으면 무조건 위험한가요?
- 몸에 해를 주는 것은 몸을 통과하는 전류예요. 다만 같은 피부 저항이라면 전압이 높을수록 전류가 커지므로 고전압은 위험해요.
- 옴의 법칙은 교류에도 쓰나요?
- 저항만 있는 회로라면 순간값이나 실효값으로 그대로 써요. 코일·콘덴서가 있으면 저항 대신 임피던스를 써요.
출처 검토일: 2026-10-25
참고문헌
- Ohm, G. S. (1827). Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet. Berlin: T. H. Riemann.
- Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of Physics (10th ed.). Hoboken, NJ: Wiley.
- BIPM. (2019). The International System of Units (SI) (9th ed.). Sèvres: Bureau International des Poids et Mesures.