전력을 구할때 전압과 전류의 관계는 반비례 관계인데, 옴의법칙을 적용하면 그 반대인게 이해가 안가요

Question

P=VI을 생각하면 전력이 일정할때 전압이 높아지면 전력의 크기는 변함이 없으니 전류가 낮아지는것은 이해가 갑니다. 그러나 옴의법칙에선 I=V/R로 둘은 비례관계이고, 전류가 커지면 전압도 커지는거잖아요? 그럼 애초에 전력이 커지는거라서 전력이 일정하다는 조건이 일치하지 않아서 이런 건가요? 제 생각이 틀렸는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

전력의 일정 조건 하에서 전압과 전류의 관계에 대한 질문은 전기공학의 기본 원리를 적절히 이해하는데 있어 중요한 요소를 포함하고 있습니다. 이는 옴의 법칙과 전력의 정의를 함께 고려함으로써 해결될 수 있습니다.
옴의 법칙 I = V / R은 전압 V와 전류 I가 직접적인 비례 관계에 있다는 것을 명시합니다. 이는 저항 R이 일정할 때, 전압의 증가가 전류의 증가로 이어진다는 것을 의미합니다. 반면, 전력 P는 P = VI로 정의되며, 이 식은 전압과 전류의 곱으로 전력이 계산됨을 나타냅니다.
전력을 일정하게 유지하려는 상황에서, 전압 V가 증가함에 따라 전류 I를 감소시켜야 하는 경우, 이는 전압과 전류가 반비례 관계를 가지는 조정이 필요함을 의미합니다. 이러한 조정은 특정 전자 장치 내에서 자주 보게 되는 상황으로, 여기서는 전압 조절을 통해 전력 소비를 일정하게 관리합니다.
그러나 옴의 법칙을 적용할 경우, R이 고정되어 잇고 V가 증가한다면 I 역시 증가하므로 P는 V² / R로 표현될 수 있어, 실제로는 전력이 증가하게 됩니다. 이는 전력이 일정하다는 초기 가정과 상충되며, 따라서 전압과 전류의 조정 없이는 전력을 일정하게 유지할 수 없습니다.
이러한 분석을 통해, 전압과 전류가 옴의 법칙에 따라 변화할 때 전력 또한 변화한다는 것을 이해할 수 있습니다. 전력을 일정하게 유지하기 위해서는 전압이나 전류를 적절히 조절하는 회로 설계가 필수적입니다. 이는 전력 관리 시스템에서 중요한 고려 사항으로, 효율적인 에너지 사용을 위해 필수적인 조치 입니다.