전압과 전류 이해: 전기 흐름 기초

전자 움직이기 전 회로 존재 필요하나 그것만으론 부족. 구슬 굴리려 밀듯 전하 운반체 도체 밀어주는 힘 필요. 정전기서 이 힘 전하 불균형서 유래: 한 물체 전자 얻음(음), 다른 물체 잃음(양). 도체선으로 두 물체 연결하면 전자 잉여→부족 흐르며 일시적 불균형 중화.

도체 연결되면 전기장 전자 이동 강제해 전하 다시 균형. 이 과정 저장 에너지 방출, 펌프로 올린 저수지 물 방출과 유사.

전자든 물이든 에너지 위치 에너지 저장. 경로 열리면 위치 에너지→운동 에너지: 문고리 만질 때 갑작스런 충격, 물 아래 흐르며 쇄도.

전압이란?

전압: 단위 전하당 위치 에너지 척도. 한 점서 다른 점으로 전하 이동시키려 복원 전기력 대항해 필요한 '밀기' 정량화. 저수지 두 레벨 높이 차이처럼 전압 항상 두 점 사이 정의, 고립서 기술 불가.

전압 생성

전압 다양한 소스: 화학 반응(배터리), 광전 변환(태양전지), 전자기 유도(발전기). 각각 전위차 생성해 완전 회로 있을 때 전하 운반체 구동.

배터리 작동 원리

배터리 두 단자: 양극(+), 긴 수평선 표시; 음극(–), 짧은 선. 내부 전해질 이온 이동 허용해 극판 사이 전위차 생성. 전선으로 단자 연결하면 전자 음극→양극 흐르며 연속 전류 형성.

전류

전압 인가·닫힌 루프서 전하 운반체 한 방향 균일 이동—직류(DC). 단일 루프 회로서 전류 크기 모든 점 동일, 파이프 단면 지나는 구슬 수 일정함과 같음.

어디서든 회로 끊으면 흐름 완전 정지; 배터리 전체 전압 개방 갭 양단 나타남.

전압 강하 극성

극성: 한 점 다른 점 상대 부호(+/−). 전압원 기준 양단자 높은 전위, 음단자 낮은 전위. 회로서 두 점 사이 강하 극성 인가 전압 방향 의존. 예: 2-3점 사이 개방이면 2가 +, 3이 −; 3-4 사이 끊기면 레이블 스왑.

복습

• 전하 운반체 정전기 생성 힘과 같은 힘으로 이동.
• 전압: 단위 전하당 특정 위치 에너지(에너지/전하) 두 점 사이.
• 전압 항상 상대적; 전압 강하라고도 부름.
• 회로 연결시 전압원 균일 전하 흐름(전류) 생성.
• 단일 루프서 전류 모든 점 동일.
• 전압원 회로 단선시 전체 소스 전압 갭 양단 나타남.
• 극성(+/−) 두 점 상대적.

관련 워크시트

• 전압, 전류, 저항 워크시트