⚡ 옴의 법칙 계산기 (전압·전류·저항·전력)

사용법

1. 계산 종류를 골라요. "옴의 법칙"은 전압(V)·전류(A)·저항(Ω)·전력(W) 중 아는 값 두 개로 나머지를 구하고, "LED 저항"은 전원 전압과 LED 사양으로 직렬 저항값을, "합성저항"은 여러 저항을 직렬·병렬로 연결했을 때 전체 저항을 구해요.
2. 옴의 법칙 모드에서는 네 칸 중 정확히 두 칸만 채우고 나머지는 비워 두세요. 값을 지우면 그 칸이 비는 대신 계산 결과가 채워져 보여요. 단위는 V, A, Ω, W 기본 단위로 넣고, 작은 값은 0.02(= 20mA)처럼 소수로 적어요.
3. 예시 버튼을 누르면 자주 쓰는 입력이 한 번에 들어가요. 결과는 copy 버튼으로 복사할 수 있어요.

옴의 법칙과 전력 공식

옴의 법칙은 도체에 흐르는 전류가 양 끝 전압에 비례하고 저항에 반비례한다는 법칙으로 V = I × R이에요(V: 전압 [볼트], I: 전류 [암페어], R: 저항 [옴, Ω]). 전력은 P = V × I(와트)이고, 두 식을 합치면 P = I² × R = V² ÷ R로도 쓸 수 있어요. 네 값 가운데 두 값만 알면 나머지 두 값이 모두 정해지는데, 조합별 공식은 아래 표와 같아요.

단위 접두어는 자주 헷갈려요. 1mA = 0.001A, 1kΩ = 1,000Ω, 1MΩ = 1,000,000Ω, 1kW = 1,000W예요. 220V에서 1,100W 전열기를 쓰면 전류는 1,100 ÷ 220 = 5A이고 저항은 220 ÷ 5 = 44Ω이에요. 이 계산은 저항성 부하(히터, 백열전구)에서 정확하고, 모터나 형광등처럼 역률이 있는 교류 기기는 피상전력과 유효전력이 달라서 어림값으로만 봐야 해요.

LED 저항은 어떻게 고르나요

LED는 전류가 너무 많이 흐르면 타 버리기 때문에 전원과 직렬로 전류 제한 저항을 달아요. 저항 양단에 걸리는 전압은 전원 전압에서 LED 순방향 전압(Vf)을 뺀 값이므로 R = (전원 전압 − Vf) ÷ If예요. 예를 들어 5V 전원에 Vf 2V, 20mA(0.02A)로 켜는 LED는 (5 − 2) ÷ 0.02 = 150Ω이고, 이 값이 E24 표준값에 있어서 그대로 쓸 수 있어요. 3.3V 전원에 Vf 2V, 10mA면 130Ω이에요.

계산값이 표준 저항값에 없으면 더 큰 쪽 표준값을 골라야 안전해요(전류가 줄어 더 안전하고 조금 어두워져요). 12V 전원에 Vf 3.2V, 20mA면 계산값은 440Ω인데 E24에는 430Ω 다음이 470Ω이라 470Ω을 쓰고, 이때 실제 전류는 (12 − 3.2) ÷ 470 ≈ 18.7mA예요. 저항의 소비 전력도 확인하세요. 5V 예시에서는 (5 − 2) × 0.02 = 0.06W라서 1/8W(0.125W) 저항이면 충분하지만, 12V 예시처럼 전력이 커지면 여유 있는 정격을 골라야 해요. 일반적으로 계산한 소비 전력의 2배 이상 정격을 쓰는 것이 안전하다고 알려져 있어요.

LED 색마다 Vf가 달라요(적색은 낮고 청색·백색은 높은 경향). 정확한 값은 사용하는 LED의 데이터시트를 확인하세요. 이 계산기의 기본값은 예시일 뿐이에요.

직렬과 병렬 합성저항

• 직렬: 저항을 한 줄로 이으면 그냥 더해요. 100Ω + 220Ω + 330Ω = 650Ω. 전류는 모든 저항에서 같고 전압이 나뉘어요.
• 병렬: 나란히 이으면 역수의 합을 구해서 다시 역수를 취해요. 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … . 100Ω 두 개를 병렬로 이으면 50Ω, 100Ω·220Ω·330Ω 병렬은 약 56.9Ω이에요. 병렬 합성저항은 항상 가장 작은 저항보다 작아요. 전압은 같고 전류가 나뉘어요.

E24 표준 저항값이란

저항기는 아무 값이나 파는 것이 아니라 E 계열이라는 표준 수열로 만들어요. 가장 흔한 E24는 한 자릿수(decade)마다 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91 (×10ⁿ Ω)로 24개 값이 있고, 허용오차 5% 저항에 쓰여요. 그래서 계산값이 440Ω이라면 440Ω짜리는 구하기 어렵고 470Ω을 쓰는 거예요. 정밀한 값이 필요하면 직렬·병렬 합성으로 맞추거나 오차 1%의 E96 저항을 쓰기도 해요.

생활 속 계산 예시

• 멀티탭 허용 전력: 정격 15A 멀티탭에 220V를 쓰면 최대 15 × 220 = 3,300W예요. 히터 1,100W 두 대(2,200W)와 전기밥솥 1,000W를 동시에 꽂으면 3,200W라서 한계에 가까워요.
• 전구 저항: 220V 60W 백열전구가 켜졌을 때 저항은 V² ÷ P = 220² ÷ 60 ≈ 807Ω이고 전류는 60 ÷ 220 ≈ 0.27A예요. 꺼진 상태(차가울 때) 저항은 훨씬 낮아서 켜는 순간 전류가 더 커요.
• 충전기 전력: 5V 2A 출력 충전기는 5 × 2 = 10W예요. 20V 3A면 60W이고, 같은 전력이라도 전압이 높으면 전류가 줄어 케이블 발열이 적어요.
• 전기 사용량: 전력(W)에 시간을 곱하면 전력량이에요. 1,000W 히터를 8시간 쓰면 8kWh이고, 요금은 전기요금 계산기에서 누진 구간으로 확인할 수 있어요.

전압 분배(분압) 공식도 함께 알아 두세요

저항 두 개를 직렬로 이어 중간에서 전압을 꺼내는 회로를 분압기라고 해요. 입력 전압이 Vin, 위쪽 저항 R₁, 아래쪽 저항 R₂일 때 R₂ 양단 전압은 Vout = Vin × R₂ ÷ (R₁ + R₂)예요. 5V를 10kΩ 두 개로 나누면 5 × 10,000 ÷ 20,000 = 2.5V예요. 센서 값을 마이크로컨트롤러의 입력 범위에 맞출 때 자주 쓰는 방식이에요. 다만 분압기 출력에 부하를 달면 전압이 내려가고, 전류를 많이 쓰는 부하에는 쓸 수 없어요. 이 값은 합성저항 모드로 R₁+R₂를 구해 계산하면 도움이 돼요.

자주 하는 실수

• mA를 A로 바꾸지 않기: 20mA는 0.02A예요. 20을 그대로 넣으면 결과가 1,000배 틀어져요. LED 모드는 mA로 바로 입력할 수 있게 해 두었어요.
• 두 값을 넘게 채우기: 옴의 법칙 모드는 값이 세 개 이상이면 서로 모순될 수 있어서 계산하지 않고 안내만 보여 줘요.
• 직렬/병렬 혼동: 병렬은 합성저항이 줄고, 직렬은 늘어요. 전구를 병렬로 달면 각각 같은 전압을 받고, 직렬로 달면 전압을 나눠 받아 어두워져요.
• 저항 정격 무시: 저항값이 맞아도 소비 전력이 정격을 넘으면 뜨거워져 타요. 계산 결과의 소비 전력을 꼭 확인하세요.

배터리 직렬·병렬 연결도 같은 원리

건전지나 배터리 셀을 직렬로 이으면 전압이 더해지고 용량(mAh)은 그대로예요. 1.5V 건전지 4개를 직렬로 이으면 6V가 돼요. 병렬로 이으면 전압은 그대로이고 용량이 더해져 오래 쓸 수 있어요. 3.7V 5,000mAh 셀 2개를 병렬로 이으면 3.7V 10,000mAh이고 에너지는 3.7 × 10 = 37Wh예요. 이 용량 계산은 배터리 용량 변환기로 Wh와 mAh를 오갈 수 있어요. 다만 서로 다른 종류나 충전 상태가 다른 셀을 섞어 이으면 위험하니 같은 제품끼리만 쓰세요.

전기 안전 참고

• 이 계산기는 이상적인 부품을 가정해요. 실제 저항은 온도에 따라 값이 변하고 허용오차가 있어요.
• 가정용 220V 교류 배선·콘센트는 이 계산으로 설계하지 말고 전기공사업 자격이 있는 전문가에게 맡기세요. 합선, 과전류로 화재가 날 수 있어요.
• 배터리를 단락(합선)시키면 저항이 거의 0이라 순간적으로 매우 큰 전류가 흘러 발열·발화 위험이 있어요. 금속 물체와 접촉하지 않게 보관하세요.
• 멀티탭 정격 용량(보통 15A 안팎 표기)을 넘기면 위험해요. 소비 전력 합 ÷ 220V로 전류를 구해 확인할 수 있어요.

공식은 일반 물리학·전기회로 교재의 정의를 그대로 따랐어요. 입력값은 이 브라우저 밖으로 나가지 않아요.

자주 묻는 질문

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