전기회로가 직렬인가요? 병렬인가요? 라고 물어 보는 질문을 종종 본 적이 있습니다.
왜? 어떻게 생각해서 그런 질문을 하는지는 몰라서 답을 말할 수는 있어도 그답이 질문자의 생각에 도움이 되는지까지는 잘 모르겠습니다. 또한 만약에 어떤 것을 직렬 연결이라고 하고 병렬 연결이라고 하나요? 라고 물어본다고 가정하고 설명을 하려고 해보니 사실 쉬운 문제는 아닌 것 같았습니다. 그래서, 여기서는 여러분이 착각에 빠지지 않도록 도와주는 정도의 설명을 하려고 합니다.
> 글을 읽고 난 다음에도 계속 뭔가 문제가 있다면 꼭 게시판에 내용을 알려주세요. 같이 해결해 봅시다.
보통은 아래 그림처럼 이렇게 생긴 것 직렬, 저렇게 생긴게 병렬이라고 예를 들어서 설명합니다.
> 소자는 저항이 될 수도, 축전기가 될수도, 코일이 될 수도 있기 때문에 그냥 네모 상자로 그렸습니다.
저도 그렇게 밖에 설명을 못할 것 같습니다만 한가지 더 덧붙여 말하면 ‘동일한 전압이 걸려 있는 양단에’ 소자들을 거쳐서 연결하면 직렬 2단자를 가진 소자들을 나란하게 연결하면 병렬이라고 말할 수 있을 것 같습니다. 그림으로 그리면 아래와 같습니다.
많이 보던 그림에서 강조하고자하는 것은 아래/위로 색이 다른 선을 굵게 그렸다는 점입니다. 이렇게 전압이 같은 곳을 연결한 두 선을 기준으로 양쪽에 소자를 연결할 때 어떻게 연결했는가를 고려해야한다는 것입니다. 일단, 직렬 연결 병렬 연결에 관한 기본적인 문제를 푸는 데는 지장이 없을 것 같습니다. (물론 요즘은 직렬도 병렬도 아닌 문제가 더 잘 나오지만 말이죠.)
제가 경험한 가장 당황스러운 경우는 아래와 같습니다. 과연 이게 직렬일까요 병렬일까요?
당연히 직렬이라고 생각하시는 분도 있겠지만, 제가 ‘동일한 전압이 걸려 있는 양단에’란 말을 붙여 놓은 이유를 설명하려고 합니다. 이 모양이 어떨 때는 직렬로 어떨때는 병렬로 해설될 수 있다는 점을 이야기 드리려고 합니다.
만약 여기에 아래와 같이 건전지를 붙여 둔다면 이것은 명백히 병렬회로가 됩니다.
하지만, 아래와 같이 중간에 도선을 잘라서 건전지를 붙여 넣으면 직렬회로가 됩니다.
도선을 자르는것이 반칙이라구요? 실제로는 이 회로에 소자 중 하나는 코일이어서 자기장의 변화로 기전력이 생길때의 문제로 도선을 자를 이유가 없었습니다. (회로 이론 책에서 나온 문제이어서 대학물리 범위내인지 확신은 안 드는 군요. ) 이것은 중간에 전원을 넣은 것과 같은 현상이 일어납니다. 그러면 직렬회로라고 할 수 있습니다.
> 이런 경우까지 생각하면 처음에 ‘동일한 전압이 걸려 있는 양단에’란 말이 조금 애매한 말이 되었습니다.
어쨋든 느낌으론 분명합니다. 뭐라고 말로 표현하기는 좀 어렵지만, 단순히 소자를 어떻게 연결했는냐가 직렬, 병렬을 구분 짓는게 아니라, 전압/전류가 어떻게 가해지는가가 직렬, 병렬을 구분짓는 기준이 된다는 점은 분명해 보입니다.
저도 실력이 늘어서 언젠가는 말로 이것을 표현할 수 있었으면 좋겠습니다.
검색창에서 "수험생물리"를 검색하시면 다시 찾아올 수 있습니다.
다른 글을 더 읽어 보시겠습니까? 개념지도를 클릭해보세요.
구글 맞춤검색을 이용할 수 있습니다.