▶  전지의 에너지

 
 

 
 

어떻게 해야 달릴 건데?

새 전지로 바꿔 넣어 줘.

전지? 전지가 너에게 에너지를 주는 거야?

전지는 에너지 보관소야. 나는 전지에서 에너지를 얻어 움직이지. 그러니까 전지의 에너지를 나의 운동 에너지로 바꾸는 거야.

전지는 어떻게 에너지를 보관하는데?

(-) 전하를 띤 전자는 (-) 전하를 띤 다른 전자를 싫어해서 서로 밀어내는 힘을 발휘한다고 했지? 그것은 편안하지 않은 긴장된 상태 즉,높은 위치 에너지의 상태를 의미해.

 

 

 

이렇게 (-) 전하를 띤 전자는 (-) 전하가 많은 곳에서 높은 위치 에너지 상태가 되고, (+) 전하를 띤 곳에서는 낮은 위치 에너지 상태가 돼.

 

 

그러니까 전지가 갖는 에너지는 전하와 관계되는 거구나.

전지는 억지로 전자들을 한 곳에 몰아 놓은 거야. 전자들이 모여 있는 곳을 (-)극이라고 하지. 반대로 전자들이 모자라는 곳을 (+)극이라고 하고. (-)극에 모여 있는 전자들의 위치 에너지는 아주 많지. 그래서 (+)극으로 가고 싶지만, 두 극 사이는 전자들이 다닐 수 없게 막혀 있어 그럴 수 없어.

 

 

아하! 전지는 전자들의 위치 에너지로 에너지를 가지고 있구나.

턴성력과 관계된 탄성 위치 에너지, 중력과 관계된 중력 위치 에너지처럼 전기력과 관계되어 있으니까 전기적 위치 에너지라고도 부르지. 더 간단하게는 전기 에너지라고도 해.

전지의 (+)극과 (-)극을 전선으로 연결하고, 그 사이에 나처럼 전지의 에너지를 다른 에너지로 바꾸는 기구를 연결해. 그러면 전기 회로가 되지. 이제 전자들이 (+)극으로 갈 길이 생긴 거야.

 

 

이렇게 도선을 통해 전자가 이동하는 걸 전류가 흐른다고 하지. (-)극에서 높은 위치 에너지 상태에 있던 전자들이 (+)극으로 가서 낮은 위치 에너지 상태가 되었으니, 전자들이 에너지를 잃어버렸지. 그 에너지를 내가 받아 운동을 하는 거야.

 

 

그런데 전지는 잠깐 동작하는 게 아니고, 다 닳을 때까지 꽤 긴 시간을 사용할 수 있잖아. 왜 그래?

그건 전지 안에서 화학 반응이 계속 일어나서, (-)극으로 전자를 계속 보내주기 때문이야. 화학 반응에 사용되는 물질이 다 없어지면 더 이상 전지가 동작하지 않아. 지금은 그 정도만 알아둬.

정리하면 전자가 높은 위치 에너지 상태에서 낮은 위치 에너지 상태로 이동하는 게 전류이고, 전류가 흐르면서 전지의 에너지를 다른 기구에 전달하지. 따라서 전류는 한 물체에서 다른 물체로 에너지를 전달하는 수단이지.

 

 

 

 

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