전류

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최초 생성일 2024.11.14
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"전류"에 대한 내용입니다.

목차

1. 전류와 저항
1.1. 전류와 전류 밀도
1.2. 저항과 비저항 그리고 온도
1.3. 옴의 법칙
1.4. 일률

2. 전류천칭에 의한 자기유도 측정
2.1. 실험결과
2.2. 결과 토의 및 결론

3. 참고 문헌

본문내용

1. 전류와 저항
1.1. 전류와 전류 밀도

전류는 단위 시간 동안 흐르는 전하량으로 정의되며, 그 SI 단위는 단위 시간(s)당 쿨롱(C) 또는 암페어(A)이다. 암페어(A)는 SI 단위계의 기초 단위이다. 전류는 시간과 전하량이라는 스칼라량에 의해 결정되므로 이 역시 스칼라량으로 표현된다.

전류의 방향에 대해서는 주의가 필요한데, 전자의 이동 방향과 전류의 방향이 반대이기 때문이다. 전자는 음극에서 양극으로 이동하지만, 전류는 원래 양극에서 음극으로 향하는 전하의 흐름을 의미하기 때문에 서로 반대 방향이 된다.

전류 밀도(J`)는 단위 면적(A) 당 흐르는 전류의 양(i)을 나타내는 개념이다. 이는 J`=`i/A 의 식으로 표현되며, SI 단위는 A/m^2이다.

전도체에 전류가 흐르지 않을 때 도선 내 전도전자는 무작위로 운동하지만, 전류가 흐르는 경우 전기장의 반대 방향으로 v_d의 속력으로 밀려난다. 이때 전자의 막운동 속력은 유동 속력에 비해 압도적으로 크다.

전도체에 일정한 방향의 전기장 E`이 작용할 때, 전류 밀도 J`, 전자의 유동 속력 v_d, 도선의 길이 L, 전하량 e 등의 관계를 살펴보면 다음과 같다. 먼저 도선 내 전하의 수는 nAL개이고, 모든 전하가 같은 유효 속력 v_d로 움직인다고 가정하면 t=L/v_d의 관계가 성립한다. 이를 바탕으로 전류 i에 관한 식을 유도할 수 있다. i=q/t=nAev_d. 이를 i=J`A로 나타내면 v_d=J`/(ne)의 식을 얻을 수 있다. 이를 벡터 형태로 나타내면 {vec{J}}=(ne)·{vec{v}}_d가 된다. 이때 ne는 SI 단위 C/m^3이며, 전하 운반자 밀도를 나타낸다. 양전하의 경우 ne는 양수이고 {vec{J}}와 {vec{v}}_d의 방향이 같지만, 음전하의 경우 ne는 음수이므로 두 벡터의 방...


참고 자료

일반물리학실험 동국대학교 일반물리학실험 교재편찬 위원회
북스힐 대학물리학 1

태그

#전류 #전류 밀도 #저항 #비저항 #옴의 법칙 #전압 #전기장 #전도전자 #열에너지 #일률

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