기존 대 전자 흐름

“표준의 좋은 점은 그들 중 많은 사람들이 선택할 수 있습니다." —Andrew S. Tanenbaum, 컴퓨터 과학 교수

양전하 및 음전하

Benjamin Franklin이 전하 흐름의 방향(매끄러운 왁스에서 거친 양모로)에 대한 추측을 했을 때 그는 전자가 전하의 구성 단위라는 사실을 알고 있음에도 불구하고 오늘날까지 존재하는 전기 표기법의 선례를 세웠습니다. 그리고 그 두 물질이 함께 문지르면 밀랍에서 양모로가 아니라 양모에서 밀랍으로 옮겨집니다. 이것이 전자가 음성을 갖는다고 말하는 이유입니다. 전하:Franklin은 전하가 실제와 반대 방향으로 움직인다고 가정했기 때문에 그가 "음성"(전하 결핍을 나타냄)이라고 부른 물체는 실제로 잉여 전자를 가지고 있습니다.

전자 흐름의 진정한 방향이 발견되었을 때 "양"과 "음"의 명명법은 이미 과학계에서 너무도 잘 정립되어 전자를 "양"이라고 부르는 것이 더 많은 것을 만들지만 그것을 바꾸려는 노력은 전혀 하지 않았습니다. "초과" 요금을 의미합니다. "긍정적"과 "부정적"이라는 용어는 인간의 발명품이며, 그 자체로 우리의 언어 및 과학적 설명의 관습을 넘어서는 절대적인 의미가 없습니다. 프랭클린은 잉여 전하를 "검은색"으로, 결핍증을 "백색"으로 쉽게 언급할 수 있었습니다. 이 경우 과학자들은 전자가 "백색" 전하를 띤다고 말할 것입니다(밀랍과 밀랍 사이의 전하 위치에 대한 동일한 잘못된 추측을 가정하면). 울).

기존 흐름 표기법

그러나 우리는 "양"이라는 단어를 "잉여"와 "음"이라는 단어를 "결핍"과 연관시키는 경향이 있기 때문에 전자 전하에 대한 표준 레이블은 거꾸로 보입니다. 이 때문에 많은 엔지니어는 잉여 전하를 나타내는 "양수"로 전기의 오래된 개념을 유지하고 그에 따라 전하 흐름(전류)에 레이블을 지정하기로 결정했습니다. 이것은 기존 흐름으로 알려지게 되었습니다. 표기법:

전자 흐름 표기법

다른 사람들은 회로에서 전자의 실제 운동에 따라 전하 흐름을 지정하기로 선택했습니다. 이러한 형태의 기호는 전자 흐름으로 알려지게 되었습니다. 표기법:

기존의 흐름 표기법에서 + 및 -의 (기술적으로 잘못된) 레이블에 따라 전하의 움직임을 보여줍니다. 이렇게 하면 레이블이 이해가 되지만 전하 흐름의 방향이 올바르지 않습니다. 전자 흐름 표기법에서 우리는 회로에서 전자의 실제 움직임을 따르지만 +와 - 레이블은 거꾸로 보입니다. 회로에서 전하 흐름을 지정하는 방법이 정말 중요합니까? 우리가 우리의 상징을 일관되게 사용하는 한 그렇지 않습니다. 회로 분석에 관한 한 동일한 성공으로 상상의 전류(기존 흐름) 또는 실제(전자 흐름) 방향을 따를 수 있습니다. 전압, 전류, 저항, 연속성의 개념은 물론 옴의 법칙(2장) 및 키르히호프의 법칙(6장)과 같은 수학적 처리도 두 표기법 모두에서 유효합니다.

기존 흐름 표기법 대 전자 흐름 표기법

대부분의 전기 엔지니어가 따르는 일반적인 흐름 표기법을 찾을 수 있으며 대부분의 엔지니어링 교과서에 설명되어 있습니다. 전자 흐름은 입문 교과서(이 책은 여기서 멀어지고 있음)와 전문 과학자, 특히 물질에서 전자의 실제 운동에 관심을 가진 고체 물리학자의 글에서 가장 자주 볼 수 있습니다. 특정 그룹의 사람들이 특정 방식으로 전류 운동을 상상하는 것이 유리하다는 점에서 이러한 선호도는 문화적입니다. 대부분의 전기 회로 분석은 전하 흐름의 기술적으로 정확한 묘사에 의존하지 않기 때문에 기존의 흐름 표기법과 전자 흐름 표기법 사이의 선택은 임의적입니다. . . 거의.

편극 및 비편극

많은 전기 장치는 작동에 차이 없이 양방향의 실제 전류를 허용합니다. 예를 들어, 백열 램프(가느다란 금속 필라멘트를 사용하여 충분한 전류로 백색으로 빛나는 유형)는 전류 방향에 관계없이 동일한 효율로 빛을 생성합니다. 시간이 지남에 따라 방향이 빠르게 변하는 교류(AC)에서도 잘 작동합니다. 도체와 스위치도 전류 방향에 관계없이 작동합니다. 이러한 전하 흐름의 관련성이 없는 기술 용어는 무극화입니다. . 그러면 백열 램프, 스위치 및 전선이 무극성이라고 말할 수 있습니다. 구성 요소. 반대로, 다른 방향의 전류에서 다르게 작동하는 모든 장치를 편극이라고 합니다. 장치.

전기 회로에 사용되는 이러한 극성 장치는 많이 있습니다. 대부분은 소위 반도체로 만들어집니다. 물질, 그 자체는 이 책 시리즈의 3권까지 자세히 조사되지 않습니다. 스위치, 램프 및 배터리와 마찬가지로 이러한 각 장치는 개략도에서 고유한 기호로 표시됩니다. 짐작할 수 있듯이, 극성화된 장치 기호는 일반적으로 선호되거나 배타적인 전류 방향을 지정하기 위해 어딘가에 화살표가 포함되어 있습니다. 이것은 전통적인 것과 전자 흐름의 경쟁 표기법이 정말로 중요한 곳입니다. 오래 전부터 엔지니어들은 "문화"의 표준 표기법으로 관습적인 흐름을 정착시켰고 엔지니어들이 전기 장치와 전기 장치를 나타내는 기호를 발명한 사람과 동일하기 때문에 이러한 장치의 기호에 사용된 화살표는 모두 다음을 가리킵니다. 전자 흐름이 아닌 기존 흐름의 방향 . 즉, 이러한 모든 기기의 기호에는 반대를 가리키는 화살표가 있습니다. 그들을 통한 전자의 실제 흐름.

아마도 극성화된 장치의 가장 좋은 예는 다이오드일 것입니다. . 다이오드는 체크 밸브와 유사한 전류용 단방향 "밸브"입니다. 배관 및 유압 시스템에 익숙한 사람들을 위해. 이상적으로는 다이오드가 한 방향(저항이 거의 또는 전혀 없음)으로 전류가 방해받지 않는 흐름을 제공하지만 다른 방향(무한 저항)으로의 흐름은 방지합니다. 회로도 기호는 다음과 같습니다.

배터리/램프 회로에 배치하면 다음과 같이 작동합니다.

다이오드가 전류를 허용하는 적절한 방향을 향하고 있을 때 램프가 켜집니다. 그렇지 않으면 다이오드가 회로의 단선처럼 전류 흐름을 차단하여 램프가 켜지지 않습니다.

기존의 흐름 표기법을 사용하여 회로 전류에 레이블을 붙이면 다이오드의 화살표 기호가 완벽하게 이해됩니다. 삼각형 화살촉은 양수에서 음수로 전하 흐름 방향을 가리킵니다.

반면에 전자 흐름 표기법을 사용하여 참 회로 주위의 전자 이동 방향, 다이오드의 화살표 기호가 거꾸로 보입니다.

이러한 이유만으로도 많은 사람들은 회로에서 전하 운동의 방향을 그릴 때 기존 흐름을 선택한 표기법으로 선택합니다. 다른 이유가 없다면 다이오드와 같은 반도체 구성 요소와 관련된 기호는 이런 식으로 더 의미가 있습니다. 그러나 다른 사람들은 "전자가 실제로 전자 운동의 진정한 방향이 문제가 될 때마다 "다른 방향으로 이동"합니다.

기존의 전류 흐름 또는 전자 흐름을 사용해야 합니까?

두 모델 모두 일관되게 사용하면 정확한 결과를 얻을 수 있으며 전기 회로를 이해하고 분석하는 데 도움이 되는 도구인 한 "정확"합니다. 그러나 전기 공학의 맥락에서 기존 전류가 훨씬 더 일반적입니다. 이 교과서는 기존의 전류를 사용하며, 학문적이거나 전문적인 환경에서 전자를 공부하려는 사람은 전류를 더 높은 전압에서 더 낮은 전압으로 흐르는 것으로 자연스럽게 생각하는 법을 배워야 합니다.”

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