회로이론 - 전류(Current),전압(Voltage)

이 전자회로 파트에서는 대학수준의 회로 내용을 기반으로 하겠습니다.

실무적인 내용은 임베디드에서 추가적으로 하거나, 이 파트 정리가 끝나면 뒷부분에서 다루겠습니다.

 

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자, 그럼 처음 회로에 대해서 입문한 사람도 알아 들을 수 있도록 해보죠.

 

고등학교 물리 과정에서 기본적인 전이 전자회로 파트에서는 대학수준의 회로 내용을 기반으로 하겠습니다.

 

 

기본적으로 전기 회로는 각각의 소자가 연결되어서 지속적으로 전류가 닫힌 회로내에 흐르는 것을 말합니다.

위와 같은 회로 내에서 전압과 전류가 흐르는 것입니다.
전류란 주어진 어떤 점에서 시간에 따른 전하의 이동을 뜻합니다

전하(q)는 간단히 말하면 전기현상을 일으키는 주체적인 원인 입니다. 특히 가상의 점이 갖는 전하를 점전하라고 하고, 전하의 양을 전하량이라고 합니다.

기호는 C(쿨롱)이며 예로 1쿨롱은 약  6.24×10^18개의 전자나 양성자들의 전하의 양이며,
반대로 한개의 전자 또는 양성자의 전하량은 1.602 x 10^-19C이며, 이를 기본전하라고 합니다

전하에 관한 자세한 내용은 전자기학 part에서 다루기 때문에 여기서는 이정도만 설명하겠습니다.

따라서 전류란 이런 전하가 시간에 따라 흐르는것으로 이해될수가 있죠.
예로 1A(암페어)는 1초 동안 1쿨롱의 전하가 흐르는것이라고 할수가 있습니다
그렇다면 이설명을 수식적으로 설명할수가 있습니다.

I (전류) = dq/dt(단위 시간당 전하의 변화량)

이식을 적분식으로도 바꿀수 있는데
q=∫ i(t) dt + q(0) 와 같이 표현할수 있죠

쉽게 생각하자면 수도에 물이 흐른다고 생각해보시면 될 것입니다

전류가 많이 흐르는 것은 전하가 많이 흐르는 것이다 라고 생각하면 이해하기 쉬울것입니다

 

 

 

반면에, 전기 회로에 전류를 흐르게 하는 힘,능력을 전압이라고 하며 단위는 V(볼트:voltage)를 사용합니다

 

간단히 이해하기 위해서 밑의 그림을 참조 해보겠습니다

 

물의 위치가 높은데서 낮은 곳으로 흐른다는 것은 너무나도 자명한 사실이죠

 

이와 같이 전압도 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것이라고 생각하면 이해하기 쉽죠

 

역학적으로 보면 전압은 뉴턴 역학에서 위치에너지(potential energy)라고 봐야됩니다

 

전압은 전위차라고도 부르는데 이런 전기전 위치에너지의 차이를 말하는 것이죠

 

이제 회로내에서 하나의 소자 관점에서 봐야겠습니다

 

소자내 에서 1C의 전하를 1J의 일을 시키는 것이 1V 입니다

 

식으로 표현하자면

 

V = dw/dq 이 됩니다.

 

 

간단히 정리하면, 전압은 전하를 밀어내는, 즉 이동시키는 힘과 개념이 비슷하고요, 전류는 전압에 의해서 이동하는 전하의 양이라 이해하시면 됩니다.