일렉

전류는 마치 물이 흐르는 것과 같이 마이너스의 전하를 가진 극히 작은 입자인 전자군이 디동하는 현상이라고 성멸했습니다. 자유전자와 같이 언제든지 움직일 수 있는 전자가 있어도 그것만으로는 전류가 흐르지 않습니다. 전자 외에 이것을 움직이기 위한 힘 전압이 반드시 필요합니다. 전압도 전류와 같이 사람의 오감으로는 느끼지 못하므로 이해하기 어려우나 전기 이외에도 우리 주변에는 이러한 현상이 많이 일어나고 있습니다. 예를 들어 치약 튜브의 예이며 튜브 속에 들어있는 내용물을 하나의 흐름으로 하여 밖으로 나오게 하려면 손으로 눌러 압력을 가하지 않으면 안됩니다. 밀려 나오는 내용물의 흐름을 전류라 한다면 뉴브를 누르는 손의 압력이 전압에 해당됩니다. 큰 압력을 가할수록 많이 나오는 것처럼 큰 전압을 가할수록 전류의 양은 증가합니다.전압과 전류의 관계를 나타내는 실례를 하나 더 알아보기로 합니다. 전류에 해당하는 물의 흐름을 발생하기 위해서는 물을 움직이는 수압이 필요합니다. 다만 평탄한 곳에서는 수압이 거의 없으므로 물은 흐르지 않습니다. 그러므로 가까운 언덕 위에 저수지를 만든 것은 높이의 차를 이용하여 수압을 만듭니다. 이때 수도물의 출구와 저수지 수면 높이와의 차이를 낙차라하고 이것이 즉 전류를 일으키는 원인이 되는 전압에 해당하는 것입니다. 굵기가 같은 수도관에서는 낙차가 클수록 유출하는 물의 양은 증가합니다. 전압의 단위는 볼트라고 합니다. 예를 들면 일상생활에서 많이 사용하는 건전지는 전압의 발생원이며 그 전압은 1.5v입니다. 또 가정에서 사용하는 전등이나 텔레비젼을 보게하는 전기이 전압은 100v혹은 220v입니다. 건전지와 같이 그 자체가 전압을 발생시키는 기능을 기전력이라 하는데 인생에 있어 어떤 일을 할때도 이 기전력과 같이 힘이 없으면 모든일이 뜻대로 되지 않습니다. 그러므로 전류가 흐르려면 기전력과 전압이 필요합니다.그리고 전압이 걸려 있는 공간은 전자를 끌어 당기는 힘이 작용합니다. 이 인장력을 전기력이라고 부릅니다. 이 공간은 전기력이 작용하는 특별한 장소이므로 전장이라고 부르며 다른 장소와 구별합니다.우리가 살고 있는 지구에서도 지구의 인력이 작용하여 유명한 영국인 뉴톤의 만류 인력의 법칙이 일어났는데 인력은 질량이 있는 물질 사이에 작용하는 힘이며 여기서 말하는 전하에 작용하는 전기력과는 종류가 다릅니다. 지구상에는 인력장이 있다고 생각합니다.자석과 천둥의 관계는 예전에는 전혀 무관하다는 것이 상식이었습니다. 그런데 18세기 중엽부터 전기와 전자에 대해 점점 알게 되어 지금은 관계가 있다,없다가 아니라,천둥이나 자석도 전자의 기능 자체의 표현이라는 것을 알고있습니다. 천둥은 정전기,전자의 집적 현상에 의해 높은 전압이 상광의 대전층과 지상사이에 자연 발생하여 번갯불이 번쩍이고 뇌성이 나는 것은 방전현상이라고 이해하고 있습니다. 전류가 흐르면 (전하가 움직이면)반드시 전류의 주위에 자장이 발생합니다. 원자 속에서는 전자가 활발하게 운동하고 있기때문에 원자는 반드시 미약한 자장을 주위에 갖고 있다고 생각할수있습니다. 그래서 자석일란 자석을 구성하고 있는 원자,분자의 자장이 동일한 방향으로 가산되는 특별한 구조를 가지고 잇습니다. 그 결과 외부에 강력한 자장을 발생시키고 있다는 점입니다. 결국 원인을 규명하여 보면 천둥이나 자석도 지금까지 조사한 전류도 모두 전자에 따라 전하의 소행이라는것을 알수있습니다. 전류와 자기와의 관게를 정리해보겠습니다. 첫번째 전류가 흐르면 그 주위에 자장이 발생합니다. 두번째 자장이 움직이면(변화하면)전류가 발생합니다. 이 두가지 현상은 방패의 양면과 같이 하나의 진리를 양쪽에서 본것이며 전류와 자장은 서로 상대왕의 배후 조종자와 같이 따라다니게 됩니다. 그리고 세번째 전류와 자장 사이에는 힘이 발생합니다.

전하는 전기가 항상 갖고 있는 특유의 성질이며 이것이 바로 전기의 근원이자 자체입니다. 17세기부터18세기에 걸쳐서 전기의 연구가 유럽을 중심으로 시작된 시기에 전하는 정전기의 형태로 알려지고 있었습니다.학교에서 에보나이트 막대를 모피에 마찰하여 정전기를 일으키는 실험을 한 기억이 있을 것이다.정전기는 일상 생활 속에서 체험하는 기회가 다음과 같이 많을 것입니다. 건조한 겨울에 자동차의 문에 손을 대면 짜릿하게 오는 전기적인 쇼크 그리고 몸에 달라붙는 옷 열름에 흔한 천둥 모두가 정전기에 의해 일어나는 현상입니다. 이 정전기란 오늘날에는 전자가 물통의 물과 같이 괴어 있는 상태라 할수있습니다. 전류는 전자의 흐름이라고 말하나 실제로는 전자의 흘름에 의해 전자의 변신인 전하가 이동함으로써 일어나는현상이라고 하는 것이 타당합니다.전자가 괴어 있느냐 움직이느냐로 정정기현상 전류현이이 일어난다고 할수있습니다. 전류가 흐른다는 원은 전자가 갖는 전하입니다. 그런데 전하에는 정전하, 부전하의 2종류가 있습니다. 부의 전하는 전자가 갖는 전하이나 정의 전하란 전자1개가 튀어 나가서 껍질이 된 원자가 갖는 전하입니다.원자는 부전하를 가진 복수의 전자와 전자의 수에 해당하는 정의 전하를 가진 원자핵으로 구성되어 있으며 일반적으로 양쪽의 전하가 같기때문에 플러스와 마이너스가 상쇄되어 외부에서 보면 전하는 나타나지 않습니다. 그러나 전자1개가 튀어나가면 원자의 전하 밸런스가 깨져 원자는 정의 전하 상태로 됩니다.이것이 정잔하의 발생 원인이며 일반적으로는 일일이 원자의 구조까지 생각하지 않고 정의 전하 부의 전하로 취급할수있습니다. 재미있는 것은 정과 부의 2종류의 전하 사이에는 전기력이라는 독특한 힘이 작용합니다. 종류가 다른 전하사이에서는 인력이 작용하고 같은 종류의 전하사이에서는 반발력(서로 멀리하는 힘)이 작용합니다.서로 끌어당기는 다른 종류의 전하가 접근하여 합치면 플러스와 마이너스가 제로가 되어 전하는 없어집니다. 시상황을 원자와 전자의 관계에서 생각해보면 정전하란 전자 1개가 부족한 원자의 상태이므로 그 곳에 부전하가 들어가서 완전한 원자로 된 상태를 의미합니다.전자는 어디에나 있는 입자입니다. 전자라하면 무슨 특별한 것으로 생각하는 경향이 있으나 실은 어디에나 있는것입니다.예를들면 사람의 주위에 있는 모든 물건 즉 정원의 나무,벽,바닥,책상,그리고 사람의 체내에도 전자는 함유하고 있습니다. 그러므로 모든 물질은 전자가 없이 성립되지 않는 중요한 요소입니다. 지구상 뿐만 아니라 우주의 모든 물질은 대충100종류의 원자의 결합으로 구성되어 있습니다. 그런데 이100종류의 원자 내부를 조사해 보면 탄소원자의 예와 같이 원자핵과 그 주위에 있는 전자로 구성되어 있습니다. 원자의 종류,성질 등은 원자핵과 그 주위에 있는 전자의 수로 결정된다고 생각하고 있습니다. 전하에서 설명한 원자가 갖는 플러스전하는 실은 원자핵이 갖고있어 주위에서 운동하고 있는 전자를 끌어옵니다. 사람의 몸은 세포로 구성되어있습니다. 그 세포나 혈액을 더 세분하면 탄소와 수소,산소등의 원자의 결합이라는 것을 알고 있ㅅ브니다. 전기의 근원인 전자는 어디에나 있는 입자라는 의미를 이해할수있을것입니다.

전류의 단위에는 암페어(A)가 사용됩니다. 1A의 전류란 1초 사이에 약6.25 x 10에 18승개의 전자가 흐르는것을 말합니다. 마이너스 성질의 전자 약6.25의 10억배에 다시 10억 배의 수가 모인 전기량을 1쿨롱(C)이라고 합니다. 이렇게 하면 1A라는 것은 매 초 1C의 전기량이 통과하는 전류의 강도라고 할수있는데 1A라는 전류는 100W의 전구를 점등시키는데 필요한 전류입니다. 그런데 1그람의 전자의 수는 얼마나 될까요? 전자 1개의 질량은 정확하게 9.10955 x 10에 -34승그람입니다. 그러므로 1그람의 전자 수는 =1.1x10에 34승개가 됩니다. 이만큼의 전자가 1초 동안 통과한 전류는 176 x 10에 13승A가 됩니다. 약 176.000.000.000.000A 가 됩니다. 그런데 어느 전철은 65대의 모터로 1초 사이에 약 7000kW의 전력을 사용합니다. 모터에 가해지는 전압은 375V입니다. 65대의 모터에 흐르는 전류는 18.667A입니다. 1그람의 전자의 전류로 전철이 달리는 시간을 계산하면 약 9.429초x10에10초승이고 이걸 다시 계산하면 1.572x10에15분승 다시 계산하면 2.62x10에13분승입니다. 그러므로 1그람의 전자로 보통 2.62x10에 13승 분을 달릴수있습니다.

전기 지식의 가장 기초가 되는것은 무엇일까요?전기의 기초가 되는것을 몇가지 들어보면 전류,전압,저항,전력,전기의 작용(열,자기,화학)등을 생각할수있을것입니다. 어느 것이나 모두 중요한 것이며 모두 상호 관련이 있으므로 어느 한가지만 제일로 꼽을 수 없이 모두 중요합니다. 지금부터 이들 기초가 되는 것에 대해서 여러 가지 각도에서 분석하여 토막 지식으로서 도움이 되었으면 하는 바람입니다. 그런데 전류와 전자류 일명 전자의 흐름같은 것이라 생각할지도 모르겠습니다. 예를 들어 건전지에 소형 램프를 연결하여 점등시키는데 전지와 소형 램프에는 도선이 사용된다고 생각합시다. 도선 속에는 전지의 마이너스 극에서 나온 전자가 연결되어 플러스극으로 흐르고 있습니다.이것이 전자류이며 마이너스의 성질을 가지는 전자가 마이너스에서 플러스로 흐르는것을 말합니다. 전류는 플러스에서 마이너스의 방향으로 흐른다고 생각했을때 전자류와는 반대방향이 됩니다. 다시 말하면 전자류는 있어도 전류는 없는 것입니다. 종전 사람들은 전기에 대해 잘 알수 없었으므로 플러스의 전기가 움직였다고 생각하는 방향을 전류의 방향으로 생각하였습니다.그러나 원자에 대해서 점점 알려지면서 전류와 전자류를 구별하게 되었는데 일반적으로 전자류라는 말은 그다지 많이 사용되지 않고 있기 때문에 모두가 전류로 설명하게 되었습니다.