전류: 정의, 단위, 공식, 유형 (예제 포함)

전하: 그 문구를 읽을 때 어떤 자동 반응이 발생합니까? 따끔 거림, 아니면 하늘을 쪼개는 조명 볼트의 이미지? 파리나 라스베가스와 같은 도시에서 화려한 불빛이 번쩍이는 모습? 캠프장을 가로 지르는 도중에 어둠 속에서 빛을 발하는 곤충일까요?

최근 몇 세기까지 과학자들은 빛의 속도를 측정 할 방법이 없었을뿐만 아니라, 애초에 현재 "전기"로 알려진 물리적 현상의 기초가 무엇인지 알지 못했습니다. 1800 년대에 물리학 자들은 전류 흐름 (자유 전자)과 관련된 작은 입자뿐만 아니라 이동을 강제하는 힘의 본질에 대해 처음으로 이해했습니다. 전기를 안전하게 "만들거나" "포획"할 수 있고 작업을 수행하는 데 사용되는 전기 에너지를 사용하면 전기가 상당한 이점을 얻을 수 있다는 것이 분명했습니다.

전하 흐름은 다음으로 분류되는 물질에서 쉽게 발생합니다.전도성 재료, 그것은 알려진 것들에 방해가되지만절연체. 예를 들어 구리선과 같은 금속선에서전위차전선의 끝을 가로 질러 전하 흐름을 일으키고 전류를 생성합니다.

​전류공간의 한 지점을 지나는 전하의 평균 흐름 속도 (즉, 단위 시간당 충전)입니다. 이 요금은전자전기 회로에서 와이어를 통해 이동합니다. 초당이 지점을 지나가는 전자 수가 많을수록 전류의 크기가 커집니다.

전류의 SI 단위는 암페어 (A)이며 비공식적으로 "암페어"라고도합니다. 전하 자체는 쿨롱 (C) 단위로 측정됩니다.

• 단일 전자의 전하는 -1.60 × 10^-19 C, 그 동안양성자크기는 같지만양로그인. 이 숫자는기본 요금​ ​이자형. 따라서 암페어의 기본 단위는 초당 쿨롱 (C / s)입니다.

관례 적으로전류는 전자 흐름의 반대 방향으로 흐릅니다.. 이는 과학자들이 전기장의 영향을 받아 움직이는 전하 캐리어를 알기 전에 전류의 방향을 설명했기 때문입니다. 모든 실제 목적을 위해 양의 방향으로 움직이는 양전하는 동일한 물리적 (계산) 전기에 관해서는 음전하가 음의 방향으로 움직이는 결과 흐름.

전자는 전기 회로에서 양극 단자쪽으로 이동합니다. 따라서 전자 흐름 또는 이동 전하는 음극 단자에서 멀어집니다. 구리선 또는 기타 전도성 물질에서 전자의 이동은 또한

전선을 통해 이동하는 전하의 기본적인 기존 전류 시나리오의 경우 전류 공식은 다음과 같습니다.

어디엔입방 미터당 충전 횟수 (m³), ​이자형기본 요금입니다.ㅏ와이어의 단면적이며​V_디​이다드리프트 속도​.

전류는 크기와 방향을 모두 가지고 있지만 벡터 덧셈의 법칙을 따르지 않기 때문에 벡터 양이 아니라 스칼라 양입니다.

​옴의 법칙도체를 통해 흐르는 전류를 결정하는 공식을 제공합니다.

어디V이다전압, 또는전위차, 볼트로 측정아르 자형전기입니다저항측정 된 전류 흐름에옴​ (Ω).

전압을 전하에 특정한 "당김 력"(이 "기전력"은 문자 그대로 힘이 아니지만)으로 생각하십시오. 반대 전하가 분리되면 거리가 멀어짐에 따라 감소하는 방식으로 서로 끌립니다. 그것은 고전 역학에서 중력 위치 에너지와 느슨하게 유사합니다. 중력은 높은 물체가 지구로 떨어지기를 "원하고"전압은 분리 된 (반대) 전하가 함께 충돌하기를 원합니다.

볼트는 쿨롱 당 줄 (J / C)과 동일합니다. 따라서 단위 충전 당 에너지 단위가 있습니다. 따라서 전류 시간 전압은 (C / s) (J / C) = (J / s) 단위를 제공하며, 이는 (이 경우 전기) 전력 단위로 변환됩니다.

이것을 옴의 법칙과 결합하면 전류 흐름과 관련된 다른 유용한 수학적 관계가 발생합니다. P = I²R 및 P = V²/R. 이것은 고정 된 전류 레벨에서 전력이 저항에 비례하는 반면 전압이 고정되면 전력이반대로저항에 비례합니다.

이동 전하 (전류)가 자기장을 유도하는 동안 자기장은 자체적으로 전선에 전압을 유도 할 수 있습니다.

• ​직류 (DC) :이것은 모든 전자가 동일한 방향으로 지속적으로 흐를 때 발생합니다. 이것은 표준 배터리에 연결된 회로의 전류 유형입니다. 물론 배터리는 인간에게 전력을 공급하는 데 필요한 극히 적은 양의 에너지만을 공급할 수 있습니다. 태양 전지 분야에서 끊임없이 발전하는 기술은 더 나은 잠재력을 약속합니다. 에너지 저장.
• ​교류 (AC) :여기에서 전자는 매우 빠르게 앞뒤로 진동합니다 (어떤 의미에서 "흔들림"). 이러한 유형의 전류는 종종 발전소에서 생성하기가 더 쉬우 며 먼 거리에 걸쳐 에너지 손실이 적기 때문에 오늘날 사용되는 표준입니다. 21 세기 초 표준 가정의 모든 전구 및 기타 전기 제품은 AC로 전원이 공급됩니다.

AC를 사용하면 전압이 정현파 방식으로 변하며 언제든지 제공됩니다.티식 V = V₀sin (2πft), 여기서V₀초기 전압이고에프주파수 또는 초당 전압의 완전한 사이클 수 (최대 값에서 최소값에서 최대 값으로)입니다.

전류계는 전기 회로에서 직렬로 연결하지 않고 병렬로 연결하여 전류를 측정하는 데 사용되는 장치입니다. (병렬 회로에는 접합부 사이에 여러 개의 와이어가 있습니다. 즉, 전원, 커패시터 및 저항기에서 – 회로에서.) 전류가 두 전선 사이의 모든 부분을 통해 동일한 원리로 작동합니다. 접합.

전류계는 알려진 낮은 고유 저항을 가지고 있으며본격적인 편향(FSD) 주어진 전류 수준에서, 종종 0.015A 또는 15mA. 전압을 알고 전류계의 션트 저항 기능을 사용하여 저항을 조작하면 전류를 결정할 수 있습니다. 당신은 현재 흐름의 가치를 알고할까요옴의 법칙을 사용하고 있습니다.

1. 구리의 경우 n = 8.342 × 10에서 15A 전류를 전달하는 반경 1mm 또는 0.001m의 원통형 구리선에서 전자의 드리프트 속도를 계산합니다.²⁸ 여자 이름³.

지역ㅏ와이어 단면의 πr², 또는 π (0.001)² = 3.14 10^-6 미디엄².

• 음수 기호는 방향이 전자에 대해 예상되는대로 전류 흐름의 방향과 반대임을 나타냅니다.

2. 2Ω, 4Ω 및 6Ω 저항이 직렬로 연결된 120V 회로에서 전류 I를 찾습니다.

직렬 저항은 단순히 가산 적입니다 (병렬 회로에서 총 저항의 합은 개별 저항 값의 역수의 합). 그러므로:

3. 회로의 총 저항은 15Ω이고 전류 흐름은 20A입니다. 이 회로의 전력과 전압은 무엇입니까?