독일의 물리학자. 쾨니히스베르크 출생. 쾨니히스베르크 대학에서 F.E.노이만의 지도를 받으며 판자(板子)를 통하는 전기를 연구하였다. 졸업 후 베를린대학 강사, 1850년 브레슬라우대학 조교수, 1854년 R.분젠의 추천으로 하이델베르크대학 교수,1875년 베를린 대학으로 옮겼다. 전자기학(電磁氣學) 분야에서 정상(定常) 전류에 대한 옴의 법칙을 3차원으로 확대하여 ‘키르히호프의 법칙’을 확립하였다.

Gustav R. Kirchhoff, 1824 ~ 1887

제1법칙은 전류가 흐르는 길에서 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다는 것이다.

즉,

병렬회로의 전류분배

회로에 가해진 전원전압으로 각 저항에는 전류가 흐르는데 저항에 반비례하여 흐를 것이다.

전원전압이 가해져 전체 회로에 흐르는 전류는 각 저항에 흐르는 전류를 합한 것과 같게 된다.

7A가 회로에 흘러들어가 2Ω의 저항에 5A가 흐르고, 5Ω의 저항에 2A가 흘러 합은 7A의 전류가 되는 것이다.

직렬회로의 전압분배

회로에서 가해진 전원전압은 저항3개로 나누어져 소비된다.

즉, 부하는 3개의 저항이 되고 각 저항마다 전압강하가 생길 것이다.

각 저항의 전압강하를 모두 합하면 가해진 전원전압이 된다.

즉,

6V = 1V + 2V + 3V

   키르히호프의 법칙을 실험하게 될 메인실험장치인 Electronics Laboratory입니다.

  단자끼리 연결할 때 쓰는 점프 와이어입니다.

  저항입니다.

  멀티미터입니다. 전압과 전류, 저항값을 측정할 때 쓰입니다.

  휘트스톤 브릿지를 실험할 Analog Circuits Trainer입니다. 지금은 커버를 닫아놓은 상태입니다.

  멀티미터입니다. 전압과 전류, 저항값을 측정할 때 쓰입니다.

  저항입니다.

  먼저 옆의 사진처럼 배터리가 장착되어 있는지 확인합니다. 현재 각종 연결단자에는 아무 소자도 연결되어 있지 않습니다.

  자. 이제 이 장치의 사용법을 보겠습니다. 옆에 보면 A라고 B라고 적혀 있습니다. 먼저 결론부터 말하면 A와 B는 단독적입니다. 즉, 연결되어 있지 않다는 말이지요.

A부분을 보세요. 이부분을 따로 잘라내서 아래에서 설명하겠습니다. 아래를 보세요.

  자 옆의 사진에서 A부분의 스프링과 B부분의 스프링은 서로 연결되어 있습니다. 마치 브레드 보드와 같은 구조이지요.

  옆의 사진은 배터리단자를 보여줍니다. 즉, A부분은 배터리의 +단자이고 B부분은 배터리의 -단자입니다. 물론 옆의 사진은 현재 배터리 하나에 대해서입니다.

  자. 이번에는 저항을 연결해 보겠습니다. 옆의 사진처럼 스프링에 저항을 그냥 끼워넣으면 됩니다.

  저항이 연결된 스프링을 확대한 모습입니다. 이렇게 스프링 사이에 저항이나 점프와이어를 연결하면 됩니다.

  자, 저항 두 개를 직렬로 연결한 모습입니다. 아시겠죠? 어떻게 연결해서 쓰는지.

  마찬가지 저항 두 개를 직렬로 연결한 모습입니다. 이렇게 연결해도 되겠습니다.

  자, 이제 전원 연결법입니다. 지금 옆의 사진은 배터리의 + 부분을 저항의 한쪽에 연결한 모습입니다. 그냥 점프와이어로 연결하면 됩니다.

  자. 옆의 사진은 아래 회로를 실제로 구성한 모습입니다.

  기본적으로 있는 스프링에 소자를 연결한 후 점프와이어를 이용하여 배선을 하면 됩니다.

  자. 이번에는 위의 회로에서 전체 유입전류를 측정해 보겠습니다.

이때 주의할 점이 있습니다. 멀티미터의 측정선택스위치를 전류에 위치시킨 후 프루브 연결을 바꾸어야 합니다. 옆의 사진처럼 COM연결단자는 원래 검정색 프루브선이 연결되어야 하고 10ADC라고 적힌 곳에 빨간색 프루브선을 연결해 줍니다.

다시 한번 강조합니다. 꼭 이렇게 멀티미터를 setup해야 합니다.

자. 지금은 위의 회로에서 I₁을 측정하는 모습입니다. 아시다시피 전류계는 회로에 대해 직렬연결을 해야 합니다.

그래서 지금 옆의 사진에서 보다시피 측정을 하는 것입니다.

  즉, 옆의 그림처럼 멀티미터를 연결해서 회로에 유입되는 유입전류를 측정해야 합니다.

  자. 이번에는 I₂를 측정합니다. 마찬가지 I₃도 측정합니다.

  I₂와 I₃를 측정할 때 이렇게 해도 됩니다. 방법은 실험자가 생각하면 되겠습니다.

  자. 이번에 할 것은 옆의 회로에 대해 2법칙을 실험해 보겠습니다.

  먼저 전체전압 V_T를 먼저 측정합니다.

  V₁을 측정합니다. 여기서 잠깐. 위에서 말했듯이 전류계는 회로에 대해 직렬연결을 해야하고 전압계는 회로에 대해 병렬연결을 해야 합니다.

  즉, 이렇게 연결한다는 말이 되겠습니다.

  V₂를 측정합니다. 마찬가지로 V₃도 측정합니다.

  자. 이번에는 휘트스톤 브릿지를 실험해 보겠습니다. 먼저 옆의 사진과 같이. 실험장치를 살펴봅니다.

이 실험장치 하나로 여러 가지를 실험할 수 있으나 여기에서는 휘트스톤 브릿지를 실험해 보겠습니다.

  자. 장치에 대한 세부설명을 하겠습니다.

  가변저항 부분입니다. 이 노브를 움직임에 따라 저항값이 변하게 됩니다. 실제로 쓰는 것은 1번, 2번입니다. 여기서 3번은 쓰지 않습니다. 기억하세요. 1번, 2번입니다.

  signal connector입니다. 보기에는 좀 복잡하게 보이지만 자세히 들여다 보면 사용법이 어렵지 않습니다.

  Power supply에서 나오는 전압을 조정해 주는  전압조절 노브입니다. 옆에 보시다시피 숫자가 적힌 곳에 노브를 위치하게 되면 그 숫자만큼의 전압이 나오게 됩니다.

  브레드보드입니다. 사용법은 아래와 같습니다.

  여러분들이 알고계신 브레드보드와 사용법이 똑같습니다. A부분은 가로로 연결되어 있고 B부분은 세로로 연결되어 있습니다.

  옆의 사진은 실제로 이론 부분의 그림5에서 보셨던 회로를 구성한 것입니다.

  자. 이제 이 가변저항부분을 살펴 보겠습니다. 옆의 사진에서 좌측은 가변저항노브 부분이고 오픈쪽은 signal connector부분입니다.

좌측에서 1, 2, 3번이라고 적힌 부분이 있습니다. 이부분이 우측의 1, 2, 3번이라고 적힌 부분과 연결되어 있습니다. 실제로 우리가 쓰는 부분은 1번과 2번입니다.

그리고 우측에서 signal connector부분에서 브레드보드는 세로로 박스쳐놓은 것 처럼 이렇게 연결되게 됩니다.

  전체 회로입니다. 지금  Signal Connector를 잘 보세요. 전원연결 부분이 GND와 +V부분에 연결되어 있습니다.

  zoom out 시켰습니다. 현재 위의 사진과 비교해서 전압계(멀티미터)가 연결되어 있는걸 볼 수 있습니다.

  옆의 사진은 위의 사진의 아랫부분입니다. A부분은 멀티미터에 연결된 프루브 단자이고 C는 회로에서 나온 점프와이어입니다. 이 두 개를 연결할 때 B와 같은 악어클립을 쓰면 됩니다.

  그리고 이제 파워서플라이의 전압을 5V에 맞춥니다. 옆의 사진처럼 하면 됩니다.

  자. 이제 가변저항의 저항값을 측정해야 합니다. 옆의 사진에서 A부분의 화살표 체크 부분과 B부분의 화살표 체크 부분을 브레드 보드에서 빼냅니다.

그후에 멀티미터를 브래드보드에서 빼낸 점프와이어의 끝부분에 대어 저항값을 측정하면 됩니다.

이때의 저항값이 우리가 알고자 하는 저항값 R_x가 됩니다.

  멀티미터와 가변저항을 연결한 모습입니다. 이런식으로 연결하시면 됩니다.

단. 멀티미터의 seclection switch를 저항값에 놓고 측정하면 됩니다.

그러면 이때의 저항값이 미지의 저항값 R_x와 같게 됩니다.

전체 전류(유입전류)를 I로 하고 각각의 저항에 흘러들어가는 저항을 I₁, I₂, I₃... 이렇게 놓으면 됩니다. 물론 전류측정은 멀티미터로 하면 됩니다.

전체전압(입력전압)을 V로 하고 각각의 저항에 걸리는 전압을 V₁, V₂, V₃...이렇게 놓으면 됩니다. 물론 전압측정은 멀티미터로 하면 됩니다.