안녕하세요 이 페이지에서는 전기와 자기에 대해서 알아볼까 합니다. 저는 전자공학에 입문했지만 전기와 자기, 그리고 전자의 차이를 모르기에 Richard A. Muller의 과학 입문 1, 295~ 307 내용을 나름 요약, 타이핑하면서 공부를 해보려고 합니다.
기본 배경지식
입자: 작은 알갱이 라는 뜻으로 분자, 원자, 전자는 다 입자이다.
원자: 물질의 기본 단위, 양성자, 중성자, 전자라는 더 작은 입자들로 구성되어 있다.
전자: 원자의 1/2000 정도 되는 작은 입자이다.
분자: 원자들이 공유결합을 통해 독립된 입자를 구성하는 것이다.
전기의 사용
전기는 노트북, 컴퓨터의 모든 계산, 무선통신이나 유선전화 신호를 전송 그리고 우리 몸의 신경세포가 신호를 전송하는 데 사용됩니다.
자기의 사용
컴퓨터 하드드라이브에 정보를 저장, 퇴적암의 연대 측정, 그리고 스피커와 이어폰에 사용됩니다.
전기와 자기가 전혀 상관없다고 여겨진 적도 있지만 현재는 이 둘의 관계가 종이의 양면과 같다고 합니다. 전기에 대해 알아보도록 하겠습니다.
전기
전기는 보통 전자의 움직임을 뜻합니다. 전자는 다른 전자와 원자에 '전기력'이라는 엄청난 힘을 가할 수 있습니다.
여기서 전기력은 밀어내는 힘(척력)으로 만유인력(흔히 중력으로 지칭됨) 보다 대략 4.17 * 10^42배만큼 강합니다.
질량을 가진 전자와 양성자를 1cm간격으로 놓아져 있을 때 서로 밀어내는 게 아니라 잡아당기기는 하지만 힘의 크기는 두 전자 사이의 작용하는 밀어내는 힘(척력)과 정확히 같다고 합니다.
전하
전하는 전자가 힘을 가하는 속성입니다. 전자의 전하는 양성자 전하와 정반대 부호를 갖고 있어 우리는 음전하를 띤다고 약속했습니다. 예시로 양성자 1개와 전자 1개를 결합해 만든 수소는 전하가 서로 상쇄되기 때문에 총 전하 값은 0이고 우리는 전기력을 '느끼지' 않기 때문에 수소 원자는 '중성'이라고 합니다.
전류
전하를 띤 입자가 이동하는 것을 '전류'라고 합니다. 암페어(amp)라는 단위를 많이 쓰고 1암페어는 초당 6*10^18개의 전자가 흐르는 것입니다. 이 값은 기억하지 말고 전류는 초당 전자수로 측정된다는 사실만 기억하면 될 것 같습니다.
추가로 번개 1볼트에는 수천 암페어의 전류가 흐른답니다.