▶  전원과 전압
 
 
 
 

너희들은 자유전자와 비슷하다.

우리가?

금속과 같은 도체의 속모습을 생각해봐.

음... 도체 안에는 양이온과 자유전자(전도전자)들이 있지.

 

 

도체 안의 양이온은 이동하지 못하고 자유전자는 이동할 수 있지. 도체 안의 자유전자들은 가만히 있지 않아. 여기저길 오락가락하는데 아무 방향으로나 왔다갔다 해. 이때는 전하가 이동하는 개 아니니까 전류가 흐르지 않는 거지.

 

 

이런 도체에 전류를 흐르게 하려면 전원에 연결해야 해. 우리가 집에서 전기기구를 동작하게 하려면 어떻게 하지?

선풍기, 냉장고 같은 것들은 벽의 콘센트에 연결하고, 리모콘이나 컴푸터 마우스에는 전지를 넣지.

 

  

 

맞아. 바로 그 콘센트나 전지가 전원의 예들이야.

전원? 걔네들은 어떤 일을 하는데?

전류를 흐르게 하는 원동력(힘/압력)과 에너지를 제공한다고 볼 수 있어.

맞아. 내가 공부를 하려면 압력이 좀 필요하지.

전지에는 2개의 연결부가 있어. 이들을 전극이라고 해. 전지 내부 모습 때문에 2 전극은 서로 다른 성질을 가져. 즉 한 쪽 전극에는 (-) 전하가 쌓여 있고 다른 전극에는 (+) 전하가 쌓여 있어. (-) 전하가 쌓여 있는 전극을 (-)극, (+) 전하가 쌓여있는 전극을 (+ )극이라고 해.

 

    

 

 

도선과 같은 도체를 전원의 ( +)극과 (-)극에 연결시키면 전원에 연결시키기 전에는 아무 방향으로나 오고 가던 전자들이 (+)극을 향해 한 방향으로 이동해. 즉, 전류가 흐른다, 또는 전기가 통한다라고 하는 현상이 일어나는거지.

 

 

아하! 그러니까 전원은 (+)극과 ( -)극을 제공하여 전하가 이동할 수 있도록 밀어주는 거구나.

으응. 전원은 전원에 연결된 도선을 통해 (-)극에서 (+)극으로 전자가 이동할 수 있도록 밀어주지. 또는 전류를 (+)극에서 (-)극으로 도선을 통해 흐르도록 밀어준다고 봐도 되고.

 

 

 

전원이 무언가를 밀어준다면 밀어주는 힘/압력이 세거나 약할수도 있겠네.

그렇지.
전원이 전하가 이동할 수 있게 밀어주는 힘/압력의 세기를 전압이라고 해. 그리고 전압의 단위로 볼트(V)를 쓰지. 숫자가 클수록 밀어주는 힘이 세다는 것을 뜻해. 예를들어 우리 가정으로 공급되는 전원의 전압은 220V와 110V가 있지. 그리고 우리가 흔히 쓰는 전지의 전압은 1.5V, 3V, 6V, 9V등이 있지.

 

      

      

 

 

다른 조건이 같다면 전압이 클수록 많은 전류가 흘러.
전류와 전압 사이의 관계는 저항을 배운 후 자세히 알아보게 될거야.

 

 

 

 

위에서는 전지와 같은 전원의 역할을 전하를 띤 입자를 미는 압력으로 생각하고 현상을 설명했습니다. 전원의 역할을 조금 다른 시각에서 보고 현상을 설명할 수도 있습니다.

전하 띤 입자를 구슬처럼 생각하고, 전원은 그것을 위로 끌어올리는 것으로 보는 것입니다. 마치 미끄럼틀 위로 올려주는 사다리처럼.

전기 회로에서 실제로 이동하는 것은 (-) 전하를 띤 전자입니다. 하지만 전류를 (+) 전하의 이동으로 약속하였으므로, 전류를 가상의 (+) 전하 띤 입자의 이동으로 생각하면 전류의 방향으로 표현하면 아래와 같습니다.

 

 

가상의 (+) 전하는 전원의 (-)극에서 (+)극으로 이동하면서 위로 끌어올려집니다. 전지의 전압이 높을수록 더 높이 올려줍니다.

전지의 역할을 이해하는 또다른 방식은 (+) 전하를 물에 비유하고, 전지를 물을 끌어올리는 펌프로 생각하는 것입니다. 그러면 물의 흐름이 전류가 됩니다.

 

 

위로 끌어올려진 구슬이나 물은 내리막 길을 만나면 저절로 내려 가겠지요. 이것에 대해서는 저항에서 알아볼 것입니다.

전지를 바라보는 여러 방식은 전지의 전압, 회로를 흐르는 전류가 보여주는 현상의 이해를 위한 도구일 뿐 실제로 일어나는 일과는 차이가 있을 수 있습니다. 여러분의 이해에 도움이 되는 방식을 골라 사용하면 됩니다.

 

 

 

 

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