전류와 저항에 대하여

소개글

전류와 저항에 대하여에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 전류
2. 전류밀도
3. 저항과 비저항
4. 온도에 따른 저항의 변화
5. 옴의 법칙
6. 회로의 일률

본문내용

대한 기억을 완전히 잃어버린다는 것이다. 각 전자는 매번 충돌한 이후 새롭게 시작하여 막 방향으로 움직인다. 전자가 평균 시간 동안 움직였따고 가정하면, 전자의 유동속력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
그리고 전류밀도의 식은 다음과 같다.
오직 스칼라량만을 고려하여 식을 연립하면 유동속도의 크기를 구할 수 있다.
식을 식과 비교하면 비저항에 대한 식을 얻을 수 있다.
만약, 비저항이 전기장의 세기에 무관하게 일정하다면 식에서 우리는 부피당 전도전자의 수가 전기장과 무관하고 과 가 상수라고 가정하기 때문에 전자가 충돌하는 평균 자유시간은 전기장의 세기와 관계없이 일정하다. 실제로 전기장에 의하여 생기는 유동 속력은 유효속력보다 훨씬 작아서 전기장에 의한 영향을 거의 받지 않기 때문에 는 상수로 취급될 수 있다.
6. 회로의 일률
[그림 2]는 미지의 전도 장치를 연결하는 전기회로이다. 전지 양 끝인 a와 b의 퍼텐셜차를 라고 가정하면, 미지의 전도 장치에 걸리는 퍼텐셜차 또한 이다. 그리고 이때 단자 a의 퍼텐셜이 단자 b보다 높다. [그림 2]에서는 전지의 양 끝이 외부 전도 장치에 연결되어 있고, 전지로 퍼텐셜차가 같은 값으로 유지되므로 일정한 전류 가 a단자에서 b단자로 흘러 들어간다. 이때 시간 간격 동안 이동한 전하량 는 이다. 그리고 이때 전하량 가 이동하면서 퍼텐셜이 만큼 줄어듦으로 전기 퍼텐셜 에너지 또한 같은 비율로 줄어든다.
식과 식을 연립하면 이며 이때 에너지 이동을 나타내는 를 일률이라고 정의한다.
일률은 전지에서 미지의 전도 장치로 에너지가 이동하는 비율을 뜻한다. 미지의 전도 장치가 역학적으로 연결된 전동기라면 이동된 에너지는 물체에 일할 것이며, 장치가 축전지라면 이동된 에너지는 전지 내의 화학 에너지로 저장될 것이다. 반면, 저항기라면 열에너지로 바뀌면서 온도가 올라갈 것이다.
저항기 내에서 전자가 일정한 유동 속력으로 움직이는 것은 돌멩이가 물 속에서 일정한 종단 속력으로 떨어지는 현상과 비슷하다. 전자의 평균 운동 에너지는 운동 중 변하지 않으며 줄어든 전기 퍼텐셜 에너지가 저항기와 주변의 열에너지로 나타난다. 이를 미시적 관점에서 바라보자. 전자와 저항기 내의 분자 사이의 충돌이 일어나면 저항기 격자의 온도는 증가한다. 이때 에너지 이동은 억류될 수 없으므로 열에너지로 전환된 역학적 에너지는 소실된다.
식과 식을 연립하면 아래와 같은 식을 얻을 수 있다.

키워드

전류밀도,   저항과 비저항,   옴의 법칙,   회로의 일률,   전류의 유동 속력,   유효속력,   등방성 물질,   전기전도도,   퍼텐셜차이