전류와 전기회로
Chapter 26 Current and Resistance
New concepts in Chap. 26:
Electric current ( symbol i )
Electric current density vector (symbol )
Drift speed (유동속력) (symbol v d )
Resistance (전기저항;symbol R )
and resistivity (비저항;symbol ρ ) of a conductor
Ohmic and non-Ohmic conductors
J
We will also cover following topics:
Ohm’s law
in electric circuits
Up to Chap. 25 : Electrostatics (정전기학)
+ -
i
V
conductor
P. 857
p. 858
Electric Current ( symbol i )
등전위체
i +q
conductor
v
i -q
conductor
v
Ele ctri SI
c curren Unit:
t :
C/s " mpere A "
i dq i t
d
p. 858 Consider a conducto r ( 도체 ) connected to a batt ery:
Direction of electric current :
+ +
+ +
+ +
- -
- -
-
-
i - q
conductor
v
A
J
Magnitude
Direction of : the same as that of the curr ]
en
)
t
전류밀도 J J i
A J
Current density( :
SI unit for J : [ A/m
2i + q
conductor
v
A
J
1 2
Current density : a Electric current : a
At a point a, : " Conservation of Char @ a"
(Note that we h
ge av
v
e used vector additi ector
scal
not o )
ar
n.
i
oi i
J i
p. 860
if constant.
If is not constant ,
i JA J
i
J J dA
When a current flows through a conductor,
the charges move with a constant drift speed v
d. Drift speed, 유동속력
In vector form,
Random Mo Drift Mot superimposed on the
of the charged parti
tio cl
n n
io
es.
F d
v
Consider a conductor of cross sectional area :
The total charge within a length , * moves through area in a time :
.
d
A
q L q Ne nAL e
q A L
q L
v nA
t
i t
e
L
/
d dn i nv e A
dv eA J
v A
A nev
d보기문제 p. 862
원통형 도선에 흐르는 전류
( ) b J ar 2
( / 2) 2
/ 2
15 4
2
32
R R r R
R
dA r
i J dA J ar
a
d
R
r
2
dA r dr
+ -
i
V
Under a voltage across a conductor,
[ ] "Ohm" (symbol V ) A
R V i
R V
SI Unit for :
R
p. 864
"Resistor" :
A conductor whose function is to provide a specified resistance.
저항(체)
Why not use the symbol "O" instead of " " ? Suppose we had a 1000 resistor.
We would then write: 1000 O which can easily be mistakenly read as 10 0 . 00
Q :
A :
) Resistanc e ( 전기저항
R
V
conductor
E
+ -
i
V
E
unlike the electrostat Re
ic case.
of the conductor, sistivit
0
)
y
비저항
inside
E
E
J
Resistivity ( :
Electric field inside the conductor: & Current density: . /
/ V L
V i
V A A i A i R
E J
L
L L
A
E L
J R A
L
R A
E J
J E
2
V/m V
m m
A/m Electrical conduc
In vector form,
tivity , 1 A
E J
J E
SI unit for :
p. 866
초전도체
p. 867
Ohm의 법칙
J E
R i
V
또는
p. 868
Ohm's law ' ' is, in reality, a definition of Ohmic con ( defi the conductors that
ducto obey
rs O
ne d as hm 's law )
Note :
" non - Ohmic "
" Ohmic "
Rectification
(정류작용)
전기에너지 공급율
에너지 소모율
전기 퍼텐셜 에너지 감소
다른 형태의 에너지로 변환
dq p. 871
dq idt
a > b
V V
V A " W a tt " ( symbo l ). W
P
SI unit for :
전기회로의 일률 (= 전력 ;Power)
기전력 장치
기전력장치 ( 직류회로 ) p. 886
( )
dW
dq
기전력
의 정의
전지, 발전기, 태양전지, 연료전지, 열전대 (thermocouple) 등 단위는 V (volt)
연료전지(fuel cell): 외부에서 연료(수소 또는 메타놀)와 산소를
직류회로:
B A
(
인 경우)
전기저항
기전력 장치
p. 887
0
iR
회로에 흐르는 전류와 전위차 계산하기: Kirchhoff 회로 방정식
P =i
2R 발생된 열에너지 = i
2R dt (in the resistor during dt)
p. 888
Kirchhoff의 회로규칙
1. Kirchhoff의 고리규칙(전압규칙)
-- 고리 회로를 따라 퍼텐셜 차이를 더해나가면 그 결과는
0
이다. (에너지 보존원리)dq =i dt
2. Kirchhoff의 접점규칙 ( 전류규칙 )
-- 하나의 접점으로 들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같다.
(전하보존원리)
( )
2R R
R r r i
P iV i
R r
ir i r
i
기전력 장치가 저항체에 전달하는
‘유효’ 일률p. 889
p. 890
8.0 V
b a
V V
0.0 V 8.0 V
a b
V V
0.0 V 8.0 V
b a
V V
회로의 접지
접지된 지점의 퍼텐셜을 0으로 정의 i=2Ap. 895
병렬과 직렬이 섞인 회로
p. 897
보기문제
p. 901
1 2 3
For a junction , a i i i 0
1 1 1 1 1 1 2 2 2
For the left loop, i R i R ( i i R ) 0
2 1 2 2 1 1 2 2 2
For the right loop , i R i R ( i i R ) 0
1 2 3
0.50 A 0.25 A 0.2 5 A
i i i
2 3 2
b a
V i R V
p. 901
:
p. 902
1 1
(1 ln( - ) ln( ) 1
- 1
n
- )
l
R t
RCt C
q c c t
RC
q c t
c
q c e
RC q c e
c
,
0
: 0
0
고리규칙
dq
i dt
dq q dq q
dt R C R dt R
q
C iR C
= 1 ( - )
= 1 ( - )
dq q
dt RC R RC q c
dq q c dt RC
-
= 1
dq dt
q c RC
0 0
0 0
' 1
= '
'-
ln( '- ) | 1 ' |
q t
q t
dq dt
q c RC
q c t
RC
2000 , 1 F , =10V
R = W C = m e e 2.718
RC회로의 특성시간
전하가 감소함을 의미!
각자 유도, 확인!!
