전기와 관련된 용어 알아보기

전기

전하는 물체가 전기 현상을 나타내는 근원이 되는 것으로 (+)전하와 (-)전하가 있다. 모든 물질은 원자로 구성되어 있는데, 원자는 (+)전하를 띠는 원자핵과 (-)전하를 띠는 전자로 구성되어 있다. 보통의 원자는 (+)전하의 양과 (-)전하의 양이 같으므로 전기적으로 중성이다. 그런데 서로 다른 두 물체를 문지르면 한 물체에서 다른 물체로 전자가 이동한다. 이때 전자를 잃어버린 물체는 (+)전하를 띠고, 전자를 얻은 물체는 (-)전하를 띠게 된다. 이 두 물체 사이를 금속과 같은 도체로 연결하면 전자가 이동하는데 이것을 전류가 흐른다고 한다. 전류가 계속 흐르려면 전자가 일정한 방향으로 계속 이동해야 하는데 이때 필요한 장치가 전지이다. 전기 회로에서 전류가 흐르지 않을 때는 전선의 전자들이 불규칙하게 움직이고, 전류가 흐르는 때는 전자들이 전지의 (-)극에서 (+)극 쪽으로 계속 이동한다. 
  참고로 전지와 전구를 전선으로 연결해 전기가 흐르면 전구에 불이 켜지는데 이처럼 전기 부품을 서로 연결해서 전기가 흐르도록 한 것을 전기 회로라고 한다. 즉, 전구를 켜면 전기가 회로를 통해 흘러서 전구가 빛을 방출하게 된다.

전류

전류는 도체를 통과하는 전하의 흐름이다. 하지만 전자의 존재를 몰랐을 때 과학자들이 전류가 전지의 (+)극에서 (-)극으로 흐른다고 약속했다. 실제로 전기 회로에서 전자들은 (-)극에서 (+)극 쪽으로 이동하지만 현재까지 전류의 방향을 바꾸지 않고 사용하고 있다. 따라서 전자의 이동 방향과 전류의 방향은 반대이다. 
전류는 전류(A) 단위로 측정되며 전하가 이동하는 속도를 나타낸다. 전류에 대한 비유로 파이프 안의 물의 흐름을 들 수 있다. 물의 전류가 물 분자의 움직임인 것처럼, 전류는 전하의 움직임이다. 예를 들어, 전화 충전기와 같은 전자 장치를 연결하면 전류가 콘센트에서 장치로 흐른다.

전압

물이 한 곳에서 다른 곳으로 흐르려면 두 지점 사이에는 높이 차가 있어야 한다. 즉 높이차에 따라 물을 흐르게 하는 수도관의 압력 차이가 생긴다. 이와 비슷한 원리로 전기에서는 전압이 전류를 흐르게 한다. 마찬가지로 전류가 흐르려면 전지의 두 지점 사이에 이런 차이가 있어야 하는데 이를 전압이라고 한다. 전지의 전압은 높이 차와 같은 역할을 하며 전선의 전자를 계속 이동시켜 전류가 흐를 수 있게 한다. 전압이 높을수록 이 차이는 벌어져 전류의 세기가 증가한다. 전압은 회로에서 전하를 이동시키는 "밀기" 또는 힘이다. 볼트(V)로 측정된다. 예를 들어, 손전등에서 배터리를 교체할 때 배터리가 제공하는 전압이 빛의 밝기를 결정한다.

저항

1) 저항

전기 회로에서 전선의 전자가 이동하면서 수많은 다른 원자들과 충돌하게 되는데 충돌이 많을수록 전류가 잘 흐르지 못한다. 이처럼 전류가 잘 흐르지 못하게 방해하는 정도를 저항이라고 한다. 물질의 종류와 모양에 따라 저항의 정도가 다르다. 저항은 전류의 흐름에 대한 반대입니다. 저항은 도체의 재료와 치수에 의해 결정되며 옴(Ω)으로 측정됩니다. 저항은 물의 흐름을 제한하는 수도관의 좁은 부분으로 상상해 보십시오. 전기에서 저항은 전류의 흐름을 감소시킵니다. 예를 들어, 전기스토브의 가열 요소입니다. 이 요소의 저항은 전류가 통과할 때 가열되어 음식을 조리할 수 있게 합니다.

2) 저항의 연결

저항을 연결하는 방법에 따라 직렬 연결과 병렬 연결이 있다. 저항을 직렬 연결하면 저항의 길이가 길어지는 것과 같으므로 전체 저항이 커져 전류의 세기가 작아진다. 저항을 병렬 연결하면 저항이 굵어지는 것과 같으므로 전체 저항이 작아져 전류의 세기가 커진다. 

전자석

자석이 철로 된 물체를 끌어당기고 자석끼리 서로 밀어내거나 끌어당기는 힘을 자기력이라고 한다. 자기력이 미치는 자석 주변의 공간을 자기장이라고 하는데, 외르스테드는 전류가 흐르는 전선 주위에 자기장이 생긴다는 것을 밝혔다. 그 이후 전선을 원형 고리 형태로 촘촘하게 많이 감아 센 자기장이 생기게 만든 것이 전자석이다. 즉 전자석은 전선의 코일에 전류가 흐를 때 생기는 일시적인 자석으로, 이 코일은 자기장을 발생시켜 자기 특성을 가진 물체를 끌어당기거나 밀어낼 수 있는데, 예를 들어 전기 모터나 스피커와 같은 다양한 장치의 기본 원리인데, 버튼을 누르면 코일에 전류가 흘러 금속 조각을 끌어당기는 자기장이 생겨 초인종 소리가 발생하는 원리가 있다.

이러한 개념들은 상호 연관되어 있으며 전기에 대한 우리의 이해와 일상생활에서 전기의 실용적인 적용의 기초를 형성합니다.

도체와 부도체

금속과 같은 도체에는 원자핵의 구속을 받지 않고 자유롭게 움직일 수 있는 전자(자유 전자)가 많이 있다. 그래서 은이나 구리와 같은 도체에서는 전류가 잘 흐른다. 반면에 유리나 고무 같은 부도체에서는 원자핵과 전자가 단단하게 결합되어 있어 전자가 원자핵으로부터 벗어나지 못해 쉽게 움직일 수 없다. 그래서 부도체에서는 전류가 흐르기 힘들다. 

전구의 구조

저항이 있는 전선에 전류가 흐르면 열이 발생하고 온도가 높아지면서 빛을 내게 된다. 전구는 이러한 현상을 이용해 유리구 안의 필라멘트에 전류를 흐르게 해 열과 빛을 낸다. 

전지와 콘센트

전기 에너지를 공급해 주는 전원으로 전지와 콘센트가 있다. 전지는 작고 가벼워 휴대하기 편리하다는 장점이 있지만 수명을 다하면 교체하거나 충전해야 하며 많은 전기를 사용하는 기구에는 사용할 수 없다. 콘센트를 연결하는 것은 전기를 많이 사용하는 기구에 사용할 수 있으며 사용 시간에 제한받지 않는다는 장점이 있다. 그러나 기구가 콘센트에 연결되어야만 작동하므로 휴대하기 어렵고 정전이 되면 사용할 수 없다.