⑵전기이용의 기초 앞으로 뒤에서는 전압에 대한 이야기를 많이 하게 됩니다.
게다가 비트를 다루는 것도 대부분 전압을 이용하여 다루는 것이기 때문에 아래 설명은 정확히 몰라도 어느정도 전압, 전류, 저항을 알아야 합니다.
옴의 법칙도 소개 해드릴 것인데 이것을 알면 왜 핸드폰이나 컴퓨터에서 여러 가지 기능을 하게 되면 뜨거워 지는지, 컴퓨터에 파워서플라이라는 것이 있는지 이해하는데 확실히 도움이 되며 집에 전기를 아끼는 요령도 알게됩니다.
그전에 가장 기본인 부분을 알아야 합니다. 오늘의 포인트는 정확한 이해보다도 단어에 대한 친근감과
옴의 법칙만 이해하시면 충분하다고 생각됩니다.
1. 먼저 전류, 전압, 저항.. 그리고 옴의 법칙
어디서 많이 들어본 단어라고 생각되요. 학교에서도 배우니까요.
다시 한번 간단히 설명 해보면
1-1.전압
자, 다시 한번 전기가 뭔지를 생각해야 해보면. 전기라는 것은 '전자의 움직임' 입니다.
이 전자라는 것이 움직이면 전기가 흐른다는 것이죠.
전위 즉, 전기적 위치에너지는 전기를 움직일 수 있는 자유전자가 얼마나 많은 가를 뜻합니다. 그런데 이 전기라는 것이 상대적인 개념이기 때문에 이것과 저것의 전위의 차인 '전위차'라는 개념을 사용하게 되고 그것을 '전압'이라고 합니다.
이제는 전위가 아닌 전압이란 말을 생각해 보면 이해하기가 쉽습니다. 전압(電壓) 전기의 압력이죠.
위 그림을 볼게요. 풍선이 하나 있습니다. 풍선 속에는 공기가 잔뜩 들어 있겠죠? 그리고 이 풍선의 공기 압은 높아요.
이때 풍선입구를 열면 어떻게 될까요? 바람이 빠질 것입니다. 그 이유는 공기 압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르기 때문입니다. 만약 외부공기의 압력이 풍선 속의 압력과 같다면 바람이 빠지지 않겠죠?
전기도 마찬가지에요. 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 전기가 흐르죠. 전자가 많은 쪽에서 적은 쪽으로 흘러가는 것입니다. 공기가 빠져나가는 것처럼.
1-2.전류
그럼 전류란 것은 무엇일까요? 저렇게 전압 때문에 전자가 움직이잖아요. 그런 움직이는 것을 '전류(電流):전기가 흐른다'라고 합니다.
좀 더 수학적으로 보자면요. 1초당 흐르는 전자의 양을 말하는 것이 전류에요.
아까 풍선을 생각해 보세요. 빵빵한 풍선을 조금 여니 바람이 빠져 나왔죠? 이처럼 전압에 의해서 전기가 움직이게 되면, 이것은 전기가 흐른다. 즉 전류라고 하게 되는 것이죠.
이때 조금만 입구를 열면 바람이 조금 나올겁니다. 이럼 전류가 작은 것이죠. 반면에 입구를 많이 열면 쉭~ 하고 바람이 많이 빠지겠죠? 이것은 전류가 높은 것을 말합니다. 이 입구를 흔히 저항이라고 말하죠. 전기선이나 전지기구 같은거 말이에요.
1-3. 옴의 법칙
여기서 잠깐 옴의 법칙을 보고 가죠.
먼저 단위에 대해서 잠깐 선언 하죠
I = 전류 [A]암페아 ex)300[mA] 300미리 암페아
V = 전압 [V]볼트 ex) 5[V] 5볼트
R=저항 [Ω]옴 ex) 200[Ω] 200옴
I(전류)= V(전압)/R(저항)
I(풍선에서 나오는 공기량)=V(풍선의 공기압)/R(풍선입구를 잡는 힘)
풍선 입구를 꽉 잡으면, 저항이 올라가니 전압(풍선 압력)이 일정하면 전류(나오는 공기)가 적어지고,
풍선입구를 살짝 잡으면, 저항이 내려가니 전압(풍선 압력)이 일정하면 전류(나오는 공기)가 많아지죠.
풍선으로 보니 별로 어렵지 않죠? 학교 다니면서 다 외우셧을 것입니다.
아직까지 이세상엔 이론적으로는 완벽하지만 그걸 구현할 이상적인 물질이 없습니다.
실제적으로 구현을 하면 상당항 변수가 있죠.
예를 들면 전기가 선을 통해서 어떠한 신호를 보내면 선의 길이가 길~~~게 되면 보내는 쪽 반대편에는 상당히 약한신호가 오게 되죠, 이상적으론 보낸 신호 그대로가 와야 하지만 그게 현실에선 여러가지 문제가 있습니다.
아래 내용은 다음 시간에 좀더 이론적으로 설명 해드리겠지만 한번 봐두시길 바랍니다.
① 전류가 높으면 열이 많이 발생한다.
② 부하가 많아지면(저항이 병렬로 연결된다는 뜻) 전류가 높아진다.
-> 저항이 병렬되면 합성저항은 작아짐 따라서 I=V/R로 R이 작아지면? 전류상승-> 열 발생...
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