2015-07-29
org.kosen.entty.User@5692df13
임창현(12ckdgus)
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도선에 전지가 있을때
도선에다가 전기장을 깔아준다고 생각할 수 있나요?
그러면 전지 + 에서 - 로 갈떄까지 도선에서 받는 에너지가 전압만큼 된다는 건가요?
아니면 전지에서 전압만큼의 에너지를 받은 전자가 움직이는 건가요?
축전기 두개가 직렬로 연결되있을때 , 전하량이 똑같이 샇이는건 축전기 사이에서 방전이 일어날 수는 없으니까
에너지를 받은 전자가 이동하는게 맞나요?
도선에다가 전기장을 깔아준다고 생각할 수 있나요?
그러면 전지 + 에서 - 로 갈떄까지 도선에서 받는 에너지가 전압만큼 된다는 건가요?
아니면 전지에서 전압만큼의 에너지를 받은 전자가 움직이는 건가요?
축전기 두개가 직렬로 연결되있을때 , 전하량이 똑같이 샇이는건 축전기 사이에서 방전이 일어날 수는 없으니까
에너지를 받은 전자가 이동하는게 맞나요?
- 전압
- 전기장
- 전기
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
답변 3
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답변
안길홍님의 답변
2015-08-01- 1
첨부파일
대학 일반물리학의 내용을 요약하여 기록합니다.
1) 전기란? P=VI 조건을 충족하여야 합니다.
2) 전압은 기울기로 생각하면 됩니다. 마치 등고선과 같으며, 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것과 같이 전류는 높은 전압에서 낮은 전압으로 흐르는 기본적인 개념에 해당합니다.
그리고 전류는 흐르는 물의 량으로 생각하면 됩니다.
3) 1A의 전류가 흐른다 하는 것은 1초당 1A로써 Avogadro수인 6.022x10^23개의 전자가 1초당 흐른다는 것을 말합니다.
4) 도선은 통상 구리를 사용하는데 구리는 전도대에 자유전자가 충만되어 있는 energy band구조를 가지고 있습니다. 따라서 전자의 유동이 즉시 이루어 집니다. 다시 말하면 구리도선에 자유전자가 충만되어 있으므로 전기가 인가될 경우 즉시 도선의 끝단부(전압이 낮은 곳)로 전자가 밀려나는 현상이 일어나며 이러한 속도는 거의 빛의 속도에 근접합니다.
5) 만일 전도대에 전자가 없는 상태의 구리 도선이라면 전압이 가하여 졌을 때 전자가 흐르는 속도는 1시간당 14cm정도로써 매우 느린 속도입니다. 물호스를 생각하면 됩니다. 호스내에 물이 가득 차있을 경우는 수도꼭지를 틀었을 때 즉시 물이 흐르지만(호스 끝단부의 물을 밀어냄), 호스가 비어 있을 때는 수도꼭지에서 호스의 길이 만큼 물이 흘러가는 시간이 소요되는 것과 같습니다.
전자가 정지한 상태에서 전자가 움직이도록 하는 힘은 흐르고 있는 상태의 전자를 움직이도록 하는 힘보다 많이 필요합니다. 여기에서 돌입전류(Inrush current)라는 개념이 도입됩니다. 전기를 켜기 위하여 최초로 스윗치를 ON으로 할 때 극히 짧은 순간에 다량의 전류(돌입전류)가 소요되는 이유는 도선에 정지되어 있는 전자를 움직이도록 하는 추가적인 힘이 필요하기 때문입니다.
6) 전지를 직렬로 연결하면 직 병렬연결로써 전류는 1개의 전지량이며 전압은 2개의 전지량으로 나옵니다. 병렬은 이의 반대입니다. -
답변
이응신님의 답변
2015-08-03- 1
전자기학 교과서는 수학적인 기술에만 정확하고 각 세부적인 부분에는 자세한 설명을 하지 않고 있습니다. 따라서 독자들이나 공부하는 사람들이 자의적으로 해석해야 하는 부분이 많습니다. 위에서 질문한 내용은 중고등학생들이 잘못 이해하고 있는 도선 안의 전자들의 이동과 전기에너지입니다. 도선에서 전지가 연결되면 (-)극에서 전자가 에너지를 얻어서 나와 저항을 지나면서 에너지를 주고 에너지를 잃은 전자가 (+)극으로 들어간다는 전형적인 '비실비실'전자나, 화물자동차 모델로 이해하는 것입니다. 전자는 흡사 화물자동차와 같아 에너지를 잔뜩 싣고는 저항에 와서 에너지를 내려놓고 다시 (+)으로 들어간다는 설명입니다.
전자가 에너지를 받아서 이동하다가 저항에다 주는 것이 아니라 전자의 속도는 회로 내에서 도선이나 저항이나 관계없이 일정합니다. 왜냐하면 I = V/R이라는 기초공식에서 보듯이 회로 내에서 저항이 결정되면 전압이 일정할 때 전류는 회로 내에서 일정합니다. 따라서 도선이나 저항이 있는 곳에서도 전자의 흐름은 일정합니다. 저항에서는 전자의 흐름이 느려진다는 생각은 잘못되었습니다.
저항 때문에 전자가 흐름이 방해를 받는데 전자의 이동속도는 도선과 마찬가지로 일정해야 하므로 저항이 있는 곳에서 전자의 충돌회수가 도선보다 더 많아 열이 납니다. 이렇게 설명하는 것이 타당하나 이것도 정확한 설명이 아닙니다.
회로가 연결되어 전압이 걸리면 전자기장이 도선 주위에 형성이 되고 전자기장을 통해 에너지가 전지에서 저항으로 이동을 합니다. 이동을 하는 매체는 당연히 도선 속에 있는 전자들의 흐름 때문입니다. 호수에서 파동이 물을 매개로 전달이 되는 현상과 유사합니다. -
답변
윤상진님의 답변
2017-12-15- 1
두 지점의 전위차가 있으면 전자가 움직일 수 있는 Drive force로 작용합니다.
최종적으로 두 지점의 전위차가 같아질 때까지 전류가 흐릅니다.
단 도선에 저항 성분이 있으면 열로 에너지를 일부분 소모하겠지요.