단락회로에서 전압이 0인데 전류가 흐르는 이유

회로이론 책에 단락회로에서 전압이 0이고 전류가 있다고 나온다. 이 말이 의미하는 것은 무엇일까?

회로가 단락 되었다면 다음 그림과 같다.

위 회로에 옴의 법칙을 적용한다면 I = V / 0 이 된다. 이 때 전원 단자 간의 전압은 얼마일까? V일까 0일까?

위와 같은 회로는 존재하지 않는다. 또는 회로이론에서 이러한 회로는 정의되어 있지 않다. 1 나누기 0과 같은 문제이다. 1 나누기 0은 수학에서 정의되어 있지 않다. (무한대라고 생각하는 것은 극한일 때이고 개념적으로 이해하기 위해서 이지 0으로 나누는 것은 수학의 정의에 없다.)

하지만, 실제 배터리의 양단에 전선을 연결하여 단락 시킬 수 있다. 이 때는 다음 그림과 같이 배터리 내부 저항이 있다. 내부 저항이 없는 전원은 이 세상에 존재하지 않는다. 그러한 전원은 불가능하다. (초전도나 극한의 물리를 연구하는 분야에서는 가능할지는 모르겠다.)

위와 같은 배터리 회로에서 옴의 법칙을 적용하여 해석하면 된다. 전압에서 배터리 내부 저항을 나누면 전류를 구할 수 있고, 배터리 단자 간 전압은 0이다. 배터리 내부 전원의 전압은 V이지만 배터리 외부 단자간의 전압은 0이다.

# 전압과 전류의 개념