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공학지식

[전자이론] 전하(electric charge)란? 전자는?

by 와이디 2021. 6. 21.
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양전하는 원자핵, 음전하는 밖에서 도는 전자, 전류는 전자의 속도!


◈전자공학에 대해서 다시 공부할 기회가 생겼다. 어느 수준까지 도달할진 모르지만 기왕 정리하는거, 완전 기초부터 다시 한다는 생각으로 정리해보고자 한다. 사실 이미 전자이론에 대한 지식들은 여러 매체나 책등의 지식을 보는걸 추천하며 나 또한 해당 지식들을 스크랩하는 개념으로 포스팅할 것 같다.(많은 부분 위키피디아의 도움을 받겠지만)

다만 대학교 때 모든 존재하는 개념을 사전적인 정의로 공부해본 적이 없고 그저 수식 외우는 데만 급급했기 때문에 조금은 나의 방식대로 써내려가겠다.

◈전하(電荷, 영어: electric charge)는 전자기장내에서 전기현상을 일으키는 주체적인 원인이며 전하의 양을 전하량(Q)이라고 한다. 전하의 국제단위는 쿨롱이며, 단위기호는 C이다.

양전하와 음전하


1 쿨롱은 매우 큰 단위이며, 약 6.25×1018개의 전자나 양성자들의 전하량이다. 반대로, 전자 또는 양성자 한 개의 전하량은 1.6021773349 ×10-19 쿨롱이다.

음의 전하와 양의 전하로 나뉘게 되고 (말만 그렇고 서로 물리량은 다르다!) 일반적으로 양성자나 양전자 따위의 전하를 양으로, 전자 등의 전하를 음으로 놓는다. 그 두 종류의 전하를 양전하와 음전하라고 한다. 같은 종류의 전하 사이에서는 척력이 작용하고 다른 종류의 전하 사이에서는 인력이 작용한다.

◈외부 충격이 없는 한 원자는 양성자와 전자의 수가 균형을 이루어 '전기적으로 중성인 상태'에 있다. 그러나, 원자의 가장 바깥 껍질에 위치한 전자는 상대적으로 약하게 결합되어 있기 때문에 마찰과 같은 물리적 힘에 의해 쉽게 원자에서 벗어나게 된다. 이렇게 한 물질에서 다른 물질로 전자들이 이동하게 되면 전자를 잃은 쪽 물질은 양전하를 띄게 되고 반대편의 물질은 음전하를 띄게 된다. 또한 하나의 전자가 갖는 전하량은 너무 작기 때문에 실제 전하량을 측정하는 SI 단위인 쿨롱은 6.24150962915265×1018개의 전자가 한꺼번에 수송하는 전하량을 사용한다.


...까지는 이론적인 내용들이고...

원자핵 양전하와 전자 음전하


사실 다 필요 없고 가운데 +로 박힌놈이 원자핵, 양전하// 옆에서 빙빙 도는 놈이 - 음전하, 전자이다.

도체는 자유 전자가 많아서 전자가 잘 돌아다닐 수 있는 놈들이다.
-> 전자가 돌아다니는게 전류이니깐, 전자가 돌아다니는 양이 쿨롱값, 얼마나 빠르게 돌아다니느냐가 전류
-> 때문에 전류, 암페어의 식이 I(current)= C/t 이다. 단위는 A, C는 쿨롱 t는 sec이다.
-> 전하량 자체가 전하를 얼마나 가지고 있어? 라는 의미가 맞다.
-> 전기는 대부분 물에 비유된다. 전하량= 물의 양, 전류=물의 세기 정도로 이해하면 쉬울 수도 있다.


#와이디 생각
- 전압, 전류, 전기라는 것 자체가 전하가 흐르는 것부터 시작한다.
- 이대로라면 원자 단위부터 해야하나... 전하부터 정리하면 언제 멕스웰 방정식하고... 언제 전자기학을 훑지...
- 전자기학은 정말 기초인데; 몇년 걸리려나?

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