전압 전류 자연적 성질

전압 전류의 자연적 성질 

일반적으로 우리는 전기는 V=IR 이라 학교에서 외우지만 자연적으로 어떻게 전기 에너지가 생기는지 설명을 많이 듣지는 않습니다. 

왜 V=IR 인가에 대해서 차근 차근 풀어나가 보려 합니다. 최대한 수학을 배제 하고 말이죠. 

우선 이전에 우리는 배웠습니다

원자의 기본 성질 [안정화]

바로 안정화를 취하기 위한 성질에서 전압이 힘이 생기게 됩니다. 

전압

이제 부터 원자를 표시할때 아래와 같이 간단히 표현 하겠습니다. 

1가지 가정을 들어 보겠습니다. 

안전화를 이룬 물질과 불안정한 물질이 있다고 해 봅시다. 

그리고는 철판으로 이었다고 가정하면 어떻게 될까요 ??

끌어 당기는 에너지로 -전자를 떼어낸뒤 불안정한 정공이 있는 원자가 자신쪽으로 전자를 끌어 당깁니다. 

이렇게 끌어 당긴 -전자로 자신은 안정화를 취합니다. 

이렇게 계속 반복 되다 보면 

여기까지 진행 됩니다. 그이후에 계속 해서 가지 않는 이유는 양쪽에 똑같이 불완전 원자가 4개 서로 전자를 당기는 힘이 같습니다. 

그래서 -전자가 이동하지 않습니다. 

이렇게 해서 -전자가 움직이는것을 알았습니다.

이렇게 끓어 당기는 힘의 차이를 전압이라고 합니다. 

간단한 실험 

실행을 위해 클릭

위 실험에서 사람모양이 있는데 그냥 전자의 이동을 보여주는것 뿐입니다. 

주요한것은 A와 B 물질간의 전압이 평행 했을때와 전압이  평행하지 않을땢 자유전자가 어떻게 이동 되는지 

어디에 자유전자가 있는지를 보는것이 중요합니다 .

저 사람은 철판의 역활 정도로 보면 될것 같습니다. 

하지만 전압이라고 하는 끌어 당기는 힘은 눈에 보이지 않습니다. 

하지만 사람들이 이끌어 당기는 힘을 선으로 표현해 자기력선 전기력선 이라고 부릅니다. 

자기력선 과 전기력선은 매우 비슷합니다. 

이 끓어 당기는 힘은 공기를 통과 할수도 있습니다. 자석과 똑같습니다. 

자기력선 

자기력선은 다음과 같이 표시하도록 과학자들이 정했습니다.  또한 N극이 S극을 잡아 당기는것이라고 기준을 잡았죠.

전기력선 

전기력선 또한 +전하(불안정 원자) -전하(자유 전자) 를 끌어 당기는 힘으로 표현을 과학자들이 하기로 약속을 한것이 전기력 선입니다.

우리는 어렸을때 자석 중간에 종이나 철판등을 설치 하고서는 종이나 철판 아래에 자석을 움직이면 위에 철이나 자석이 따라 움직이는 

장난이나 실험을 많이 했을 것입니다.

전기력선 또한 똑같은 성질을 가집니다. 

이해를 돕기 위해서 간단한 실험을 할수가 있습니다. 

실행을 위해 클릭

전류

하지만 단순이 끌어 당기는 것만으로는 전기를 사용할수 없습니다. 

바로 -전자가 움직이면서 전기를 사용할수 있습니다. 

-전자가 움직이는 것을 전류가 흐른다 라고 합니다. 

-전자가 움직이면서 중간에 어떠한 방해 물질이 있으면 마구 때립니다. 그럼 그 방해 물질이 충돌로써 움직이는 힘을 가질수 있게 되고

그것은 에너지를 소모하여 다른 일을 할수가 있습니다.

물레 방아가 가장 직관적으로 충돌이 주는 에너지를 사용 하는 방법을 설명할수 있는것 같습니다. 

-전자는 충돌을 하며 진동을 일으키며 열을 내는게 일반적인 성질입니다. 

이게 바로 전류와 전압의 비밀이고 전압 ↑ 전류 ↑ 것이 설명 됩니다. 

하지만 V=IR 에 R 저항이 남았습니다. 다음 강의에서 해당 수식을 좀더 다루겠습니다.