아두이노 합선, 단락, 쇼트

  합선/단락/쇼트(Short circuit)

 전기 회로에서 어느 두 점 사이가 매우 전기 저항이 작은 도체로 접속된 상태

쉽게 말하면 전위차를 갖는 회로상의 두 부분이 전기적으로 접촉하는 현상을 말한다. 즉, 회로 내에서 전원과 접지가 바로 연결된 회로를 뜻한다. 단락 회로에서는 전원과 접지 사이에 저항이 없어 회로의 저항이 0에 가깝게 낮아져 전류가 과도하게 흘러 전선이나 전자 부품에서 발열이 심해져 화재, 폭발이 일어날 수 있다.

 

 (사례) 보통 아래와 같이 전위차를 갖는 배터리의 양극(+)과 음극(-) 사이에 아무 저항 없이 연결할 경우 일어난다. 일반적으로 배터리의 내부 저항은 2Ω 이하로 매우 작기 때문에 옴의 법칙 I=V/R을 통해 계산해보면 전류가 A(암페어) 단위로 매우 크게 나옴을 알 수 있다. 아래 그림은 9V 배터리를 쇼트시킨 경우로서, 전류가 6A로 매우 높은 과전류가 흐름을 알 수 있다. 이 값을 통해 저항 값을 역산해 보면 저항이 대략 1.5Ω임을 알 수 있다.

쇼트의 예: 배터리의 양극(+)과 음극(-)을 바로 연결한 경우

 실제로 위와 같이 9V와 건전지를 쇼트시키면 처음에는 전선이 뜨거워지다가 1분 정도 지나면 건전지도 함께 뜨거워진다. 그 이유는 무엇일까? 건전지의 열은 전자가 전선과 건전지 내부에 있는 전해액을 빠르게 통과함으로써 생겨난다. 전류는 '전자'의 이동을 의미하므로, 과전류가 흐르게 되면 수많은 전자가 전선과 전해액을 통과하며 그 내부의 입자들과 부딪히면서 발생하게 된다.

 

 

 (용어 고찰) 

 단락(短絡)이란 용어는 한자 풀이를 해보면 짧을(가까울) 단(短), 이을 락(絡)으로서, 직역하면 ‘짧게(가깝게) 잇는다’로 해석할 수 있다. 이는 Short circuit이 직역하면 ‘짧은 회로’이듯이, 회로상의 두 부분 사이에 외부 저항 등과 같은 장애물(부하)이 없어 거리가 0에 가깝게 아주 짧게 전기적으로 이어지는(접촉되는) 현상을 표현하고자 만들어진 용어인 것 같다.

 

 합선(合線)이란 용어 또한 마찬가지로 한자 풀이를 하면 합할(모을) 합(合), 줄 선(線)으로 되어 있는데, 직역하면 ‘선이 합쳐진다(모아진다)’로 해석할 수 있다. 이는 단락이란 용어와 마찬가지로 선이 장애물이 없이 이어지는 것을 선이 하나로 합쳐지는 것으로 보아 만들어 낸 용어로 추정된다.