[전자기학] 전류와 기전력(Electromotive force)

전기는 전류의 흐름을 통해 생성됩니다.  앞에서 이제 전기를 배웠으니 그것의 원천, 핵심인 전류에 대해 배웁시다.

 

전류란? 단위 시간 당 흐르는 전하량으로 I로 표현합니다. 단위는 A(암페어)입니다. 단위 시간 당 흐르는 전하량이므로 

I=Q/t라고 표현할 수 있겠네요. 여기서 하나 조심해야할것이 있습니다.  이제 여러분들은 곧 회로를 접하게 되실텐데 그 때보시면  전류는 +극에서 출발하여 -극으로 도착하는 방향을 띱니다.  다만 도선 내에 존재하는 자유전자들은 전류의 방향과 반대로 흐르게 됩니다. 즉, 자유전자는 -극에서 +극으로 가게 됩니다.  아직 중요하게 생각하진 않아도 됩니다.

 

* 전류는 +극에서 -극으로 , 자유전자는 -극에서 +극으로 이동한다.  이거만 일단 알아두도록 합니다. 

 

한편, 이 전류란 것에도 '세기'는 존재합니다. 따라서, 단위 면적당 전류의 값. 즉, 전류밀도를 통해 얼마나 밀한지, 또는 소한지 알 수 있습니다.  전류 밀도는 J로 표현하고 I/A로 구합니다. (전류/단면적)

 

사실 전류밀도는 크게 중요하진 않으나 이제 전자기학 마지막에서 나오는 맥스웰방정식에 대해 배울 때  잠깐 필요하기 때문에  이 포스팅은 읽어만 주세요. 

전류 밀도를 설명하기 위한 그림 (도선) <출처 - 티스토리 블로그 '생새우초밥집' 님 >

전류 밀도는 그냥 이렇구나라고만 알아두세요. 가끔 연대 편입물리 시험에서 이런식으로 물어볼 가능성이 있습니다. 

' 전류 밀도가 뭐냐?'  그러면 그냥 저렇게 유도해주시면 됩니다. 이부분은 저도 깊게는 안다뤄서...

 

이번에는 기전력입니다.

기전력은 입실론으로 표현하는데  사실 이게 전압이랑 똑같은건지 많이 헷갈려합니다. 

사실 이게 과거에는 그러니까 전압이 전위차라는 것을 몰랐을 당시에, 전류가 흐르도록 하는 힘이 있다는 것을 알곤 있었습니다.  그 힘을  과거에는 '기전력'이라고 불렀었습니다.  뭐 이렇게 말해도 사실 잘 이해가 안될겁니다. 

그래서 저는 그냥 기전력을 배터리와 같다고 생각하라 합니다.  회로를 보시면 전지있죠? 그 전지를 그냥 기전력이라고 받아들이곤 했습니다. 

 

다만, 이 기전력(전지)은 내부저항 값까지 고려한 것이기 때문에 V=IR이 아닌 ε=IR+Ir 로 표현하곤 합니다. 

r은 내부저항 R은 외부저항을 뜻합니다.