직렬 연결 vs 병렬 연결: 회로 구성의 차이와 전압/전류 분배

전기 회로를 구성할 때 전압과 전류가 어떻게 움직이는지 이해하는 것은 매우 중요합니다. 2025년 기준 전기 기술 표준과 기초 공학 원리에 따라 두 연결 방식의 핵심 차이점을 비교해 보겠습니다.

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직렬 연결 (Series Connection)

직렬 연결은 소자들을 한 줄로 길게 잇는 방식입니다. 마치 외길 도로와 같아서 전기가 흐르는 통로가 하나뿐입니다.

• 전류 (I): 회로 어디에서 측정해도 전류의 양은 동일합니다. (전체 전류 = 첫 번째 전류 = 두 번째 전류)
• 전압 (V): 각 소자의 저항값에 따라 전체 전압이 나누어 걸립니다. (전체 전압 = 첫 번째 전압 + 두 번째 전압)
• 저항 (R): 소자를 추가할수록 전체 저항이 커집니다. (전체 저항 = 첫 번째 저항 + 두 번째 저항)
• 특징: 구성 요소 중 하나만 고장 나도 회로 전체의 흐름이 끊깁니다. 옛날 크리스마스트리 전구가 하나만 나가도 전체가 꺼졌던 방식입니다.

병렬 연결 (Parallel Connection)

병렬 연결은 전기가 흐르는 길을 여러 갈래로 나누어 소자들을 연결하는 방식입니다. 교차로가 있는 여러 갈래의 도로와 비슷합니다.

• 전압 (V): 모든 소자에 걸리는 전압은 전원의 전압과 동일하게 유지됩니다. (전체 전압 = 첫 번째 전압 = 두 번째 전압)
• 전류 (I): 각 길의 저항에 따라 전류가 나누어 흐릅니다. (전체 전류 = 첫 번째 전류 + 두 번째 전류)
• 저항 (R): 길을 새로 추가할수록 전기가 흐르기 쉬워지므로 전체 저항은 오히려 줄어듭니다.
• 특징: 한쪽 길이 끊어져도 다른 길은 살아있어 나머지 소자들은 정상 작동합니다. 가정집 배선(거실등이 꺼져도 냉장고는 돌아가는 것)이 이 방식을 따릅니다.

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핵심 요약 표 (단위 기호 제외)

구분	직렬 연결	병렬 연결
전류 (I)	일정함	나누어 흐름
전압 (V)	나누어 걸림	일정함
전체 저항	커짐	작아짐
연결성	하나만 끊겨도 전체 중단	개별 작동 가능

계산 예시

예를 들어, 12볼트 전원에 3옴 저항과 6옴 저항을 연결한다고 가정할 때:

• 직렬일 때: 전체 저항은 9옴(3+6)이 됩니다. 옴의 법칙(전압=전류x저항)에 따라 회로 전체에 흐르는 전류는 약 1.33암페어가 됩니다.
• 병렬일 때: 두 저항에 모두 12볼트의 전압이 일정하게 걸립니다. 3옴 쪽에는 4암페어, 6옴 쪽에는 2암페어가 흘러 전체 전류는 6암페어가 됩니다. 전체 저항은 2옴으로 낮아집니다.

이처럼 회로 구성 방식에 따라 전력 소비와 작동 안정성이 크게 달라지므로, 용도에 맞는 적절한 설계가 필요합니다.