전압과 전류 개념과 관계

전압 (V)

• 전하의 형태로 저장된 전기 공급의 위치 에너지
• 전위차로 생긴 전기적 압력
• 즉, 전류를 흐르게 하는 힘
• 단위 : V(Voltage)
• 실생활 예시 : 배터리, 건전지, 태양 전지, 발전기

전류 (I)

• 전하의 흐름
• 원자를 이루는 양성자와 전자 중에서 실제로 움직이는 것은 전자입니다. 양성자가 끌어당기는 힘을 벗어날 수 있는 전자를 자유전자라고 합니다. ㅡ 전하를 가진 자유전자가 한쪽 ㅂ아향으로 이동할 때 흐르는 것처럼 움직입니다. 이때의 움직임이 전류!
• 단위 : A(Amps, 암페어)
• 아래의 그림처럼 전류와 전자의 방향은 반대!!

 

전위

• 전기의 위치에너지
• 전위 차이가 있어야만 전기가 흐름

 

쉽게 설명하기 위해서 물탱크에 비유해서 설명해보겠습니다.

1. 전하 = 물의 양

2. 전압 = 수압(압력)

3. 전류 = 물의 흐름

호스 끝의 압력은 전압을 나타낼 수 있습니다. 탱크의 물은 전하를 나타냅니다. 이 탱크에 물이 많을수록 충전량이 높아져서 호스 끝에서 더 많은 압력이 측정됩니다. 이 탱크를 배터리, 즉 일정량의 에너지를 저장하고 방출하는 장소라고 생각할 수 있습니다. 예를 들어 탱크를 일정량 비우면 호스 끝에서 생성되는 압력이 내려가게 됩니다. 이를 배터리로 생각하면 배터리가 소모되는 것인데, 이 손전등이 어두워지는 것처럼 전압이 감소하는 것으로 생각할 수 있습니다. 호스를 통해서 흐르는 물의 양이 감소하는데 이는 압력이 적다는 것은 물의 흐름이 적다는 것이고 전류도 약해진다는 의미입니다.

위의 그림은 두 개의 탱크에 정확히 같은 양의 물을 가지고 있습니다. 하지만 호스의 크기가 다릅니다. 물이 흐르기 시작하면 호스가 좁은 탱크에있는 물의 속도는 물이 있는 탱크의 속도보다 적습니다. 더 좁은 출력을 통과하는 전류는 더 넓은 출력을 통과하는 전류보다 속도가 작습니다. 호스의 크기가 다르지만 동일한 흐름을 유지하려면 좁은 호스를 사용하는 탱크의 물 양을 늘려야 합니다. 즉 충전의 양을 늘려야 합니다.

더 좁은 호스 끝의 압력(전압)을 증가시켜서 더 많은 물을 흐르게 합니다. 이것은 전류를 증가시키는 전압 증가와 비슷합니다. 여기서 계속 비교한 호스의 크기는 저항을 의미합니다.

1. 물 = 전하(쿨롱 단위)

2. 압력 = 전압

3. 유량 = 전류

4. 호스 폭 = 저항

저항

• 전류의 흐름을 제어