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키르히호프의법칙

작성일 2022-02-22
[요약] 키르히호프가 정립한 전기회로에서 작용하는 전류 및 전압에 관한 법칙 키르히호프의 법칙은 전하량 보존 및 에너지 보존을 다루는 규칙으로, 독일의 물리학자 구스타프 키르히호프(Gustav Kirchhoff, 1824~1887)가 19세기에 정립하였다. 전기·전자공학에서 키르히호프의 법칙은 뉴턴의 운동 법칙과 대등한 위상을 차지할 만큼 기본적인 법칙이다 키르히호프 제1법칙(Kirchhoff's Current Law, KCL) 키르히호프의 제1법칙은 전류 법칙, 혹은 마디(분기점) 법칙이라고 하며, 이 법칙은 회로 내의 어떤 지점에서든지 들어온 전류의 합과 나가는 전류의 합은 같다는 전하량 보존에 관한 이론이다. 전류 법칙에서 들어가는 전류가 (+) 이면, 나가는 전류는 (-) 부호로 정해지며, 어떤 지점에서든지 들어오는 전류와 나가는 전류의 크기가 동일하다. 전류는 한 방향으로 흐르기 때문에 전하량 보존의 법칙 하에서는 어떤 지점에서 동일한 양의 전류가 들어가고 나간다. 전하량은 항상 보존되기 때문에 만약 들어오고 나가는 전류에 차이가 생기면, 차이나는 만큼 전하가 쌓이게 된다. 즉 전기회로의 어떠한 지점에서든 전류의 들어오고 나가는 양이 동일해야 하며, 이것이 키르히호프의 제1법칙이다. 키르히호프 제2법칙(Kirchhoff's Voltage Law, KVL) 키르히호프의 제2법칙은 전압법칙, 혹은 루프의 법칙이라고 한다. 이 법칙은 전기 회로 속의 닫힌 경로에서 전원의 기전력 합은 회로 소자의 전압 강하의 합과 같다는 에너지 보존에 관한 이론이다. 전기회로 속 닫힌 경로에서 인가된 전원의 합과 나누어진 전위의 차를 합산한 양은 동일하다는 법칙으로, 가장 간단한 법칙의 형태로는 옴의 법칙이 있다. 즉 전하를 운반하는 전자가 전원에서 에너지를 받아 회로 소자를 이동하게 되는데, 이 전자가 운동할 때, 출입한 에너지의 양이 동일하다는 것이며, 이것이 키르히호프의 제2법칙이다.
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