중2 전류, 전압, 저항(1)

2학년 2단원 두 번째 중단원입니다.

 

- 전류 -

- 전류 -

전류란 전하의 흐름을 말합니다. 전하라는 것은 전기를 일으키는 물리적인 성질인데, 양전하와 음전하가 있죠. 양전하는 (+) 전하를 띠는 입자인데, 원자핵에 있는 양성자가 (+) 전하를 띠고 있죠^^ 음전하는 (-) 전하를 띠는 입자인데, 전자가 (-) 전하를 띠고 있답니다. 그럼, 전류라는 것이 전하의 흐름이라고 했죠. 여기서 말하는 전하는 (-) 전하 즉 전자인데, 정확하게는 자유전자라고 보시면 됩니다. 도선(전선)은 금속으로 되어 있기 때문에 금속에는 자유전자가 있죠. 이런 자유전자가 정전기적 인력에 의해서 (+) 쪽으로 흐르는 것이 바로 전류라고 보시면 됩니다. 

근데 중학교에서는 그냥 전자의 이동 또는 전하의 흐름이라고만 하고 넘어갑니다.^&^ 왜? 고등학교 물리시간에 배우기 때문에~~~ 

 

- 전류의 방향 -

전류의 방향은 (+)에서 (-)로 정해져 있습니다. 그리고 전자의 이동방향은 (-)에서 (+)로 이예요. 여기서 궁금점이 있어야 하는데??  보이시나요??? 

분명히 전류는 (-)전하인 전자의 이동이라고 했는데, 전자는 (-) 전하를 띠고 있으니까, (+) 쪽으로 가야 하잖아요. 그럼, 전류의 방향은 (-)에서 (+)로 되는 것 아닌가?? 이런 궁금점이 있어야 해요^^ 네~~ 맞는 말이죠. 근데, 왜 우리는 전류의 방향을 (+)에서 (-)로 했을까? 이유는 전류가 전하의 흐름이라는 것을 알게 되었고, 약속을 했죠. 전류의 방향은 (+)에서 (-)로 라고요~~ 그리고 시간이 흘러서 전자가 발견이 되었고, 전자의 이동이 전류라는 것을 알게 되었죠. 근데, 이미 시간이 흘러서 전류의 방향을 정했는데, 이것을 또 바꾸면 지금까지 했던 모든 실험을 다시 해야 하는 결론이 되어 버리죠~ 그래서 약속을 했답니다. 전류의 방향은 (+) 극에서 (-) 극으로 전자의 이동방향은 (-) 극에서 (+) 극으로 

전류가 흐를 때와 흐르지 않을 때, 전류의 이동방향 - 네이버 지식백과 참조

 

왼쪽 그림을 보시면 원자는 움직이지 않고, 전자가 움직이는데, 일정한 방향이 아니죠. 그러나 전류가 흐르게 되면 전자가 한 방향으로 이동하게 됩니다. 그럼 이동하는 방향이 (+)극이 되고, 반대쪽이 (-) 극이 되죠. 그림 가끔 출제가 되니 알고 있으면 도움이 되겠죠???

 

- 전류의 세기 및 기호 -

전류가 흐르는 것이죠. 흐르기 때문에 에너지가 필요한데, 전류가 흐를 때 에너지가 바로 전류의 세기 이죠.  전류의 세기는 A(암페어)를 사용합니다. 1A는 1초동안 전선 단면을 지나는 전하의 양입니다. 1A = 1000mA 

전류의 기호는 I(대문자 I예요^^)

 

* 전하량(전하의 양) 

전하는 위에서 설명했죠. 전선에서 이동하는 것은 전자이죠. 원자핵은 움직이지 않으니까요, 전자가 1초동안 이동한 양을 전하량이라고 하는데, 이동한 전자의 개수는 6.25 X 10^18입니다. 많죠??? 저렇게 많은 전자가 1초 동안 이동하면 1A 가 되는 것이죠^^ 이 부분은 고등학교 물리시간에 자세히 배우니까, 그냥 저런 것이 있구나~~ 하고 넘어가도 돼요^^

 

- 전압 -

- 전압 -

전압이란 전류를 흐르게 하는 능력이에요. 기호와 단위 둘 다 V(볼트)를 사용해요.

전압을 물이 흐른 것과 많이 비교를 하는데, 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르죠. 전류도 마찬가지인데, (+) 극에서 (-) 극에서 흐를 때 높이차가 있어요~~ 이런 높이차를 전기에서는 전위차라고 합니다. 그럼, 높이차가 클수록 전압이 높겠죠? 그럼, 전류가 많이 흐를까요? 적게 흐를까요? 많이 흐르기 때문에 전압이 커지면 전류도 같이 커집니다.^^ 이해가 되시나요??

물의 흐름과 전압의 비교 - 네이버 참조

물의 흐름	물의 높이차(수압)	물레방아	밸브	수도관	물분자
전류	전압	전구	스위치	전선	전자

그림과 표를 보시면서 이해를 하시기 바랍니다.^^

 

우리가 일상생활에서 건전지를 사용하는데, 건전지에 1.5V, 6V 등 이렇게 나와있죠? 이 V가 바로 전압이에요^^

 

여러가지 건전지 - 네이버 참조

 

- 전압계와 전류계 -

지금까지 배웠던 전류와 전압을 측정할 때가 있겠죠? 눈으로 전선에 흐르는 전류 또는 전압의 세기를 측정할 수 없잖아요. 그래서 우리는 전류계(전류를 측정하는 장치)와 전압계(전압을 측정하는 장치)를 사용합니다.

 

전류계와 전압계 - 네어비 참조

그림에서 왼쪽이 전류계이고, 오른쪽이 전압계입니다. 그림과 같이 건전지, 전구, 전류계(또는 전압계)를 선으로 연결한 것을 전기회로도 라고 하는데요. 전기회로도에서 전류계와 전압계의 연결하는 방법이 다르죠? 전류계와 같이 연결하는 방법을 직렬이라고 하고, 전압계와 같이 연결하는 방법을 병렬이라고 합니다. 전류계를 전압계처럼 병렬로 연결하면 전류계는 고장이 나서 사용할 수 없고요, 전압계도 전류계처럼 직렬로 연결하면 전압을 측정할 수 없답니다. 이유는 전류계는 내부 저항이 작아서 병렬이나 전지에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르기 때문이죠. 반대로 전압계는 내부 저항이 커요. 그래서 전류계처럼 직렬로 연결하면 전류가 흐르지 못하기 때문에 전압을 측정이 안돼요~~(주의사항입니다.)

 

- 사용방법 - 

전류계와 전압계 사용방법은 비슷합니다.

1) 전기회로도에 연결합니다. (연결하는 방법은 위에 있으니까 참고하세요^^)

2) 전류계 또는 전압계에 보면 단자가 3개 또는 4개 있는데, 검은색 단자는 (-) 단자이고요, (+) 단자는 빨간색입니다. 따라서 회로도의 (-) 극은 전류계(또는 전압계) (-) 단자에 연결하고, (+) 극은 (+) 단자에 연결합니다.

3) (-) 단자를 선택할 때는 반드시 전류나 전압값이 큰 단자부터 선택을 합니다. 큰 단자를 선택했는데, 바늘이 미비하게 올라가면 중간단자를 선택하는 방식이에요^^

4) (-) 단자에는 (-) 극이, (+) 단자에는 (+) 극에 연결해야 하는데, 거꾸로 연결하면 바늘이 밑으로 내려갑니다. 이런 경우는 단자를 바꾸시면 됩니다.

사용방법은 간단하죠^^

 

- 값을 읽는 방법 -

전류계 읽는 방법

그림에서 (-) 단자가 50mA에 연결이 되어 있죠. 그럼, 바늘그림에서 1이라고 적힌 50mA 눈금을 보고 바늘이 40mA(2번이라고 적힌 부분)을 읽으면 돼요~

전압계도 마찬가지예요^^

전압계 읽는 방법

 

전압계 읽는 방법은 순서대로 1번에 15V (-) 단자에 연결되어 있으므로, 2번에서 15V라고 적힌 눈금에서 바늘(3번)의 수를 읽으면 되죠^^

 

어렵지 않죠^^

 

- 주의사항 -

1. (-) 단자와 (+) 단자를 바꿔서 연결하면 바늘이 위로 올라가지 않고 아래로 내려가요~~

2. (-) 단자를 연결 시 항상 큰 수의 단자부터 연결한다는 것.

이 정도만 주의를 하시면 됩니다.^^

 

이상 전류와 전압의 포스팅입니다.^^

다음 시간에는 저항에 대한 포스팅 할게요^^

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