전지의 에너지

 

 

어떻게 해야 달릴 건데?

건전지 바꿔 넣어 줘.

건전지? 건전지가 너에게 에너지를 주는 거야?

전지라는 것은 에너지 보관소야. 나 같이 전지의 에너지를 빼어 내어 열을 내거나 일을 하는 것을 부하라고 하지.

맞다, 맞다, 맞다. [4학년 2학기/전기회로/저항과 부하]에서 배운 거다. 그런데 전지는 어떻게 에너지를 보관하는데?

전하에서 배운 걸 생각해 봐. - 전하를 띈 전자는 - 전하를 띈 다른 전자를 싫어해서 서로 밀어내는 힘을 발휘한다고 했지? 그것은 편안하지 않은 긴장된 상태, 높은 위치 에너지의 상태를 의미해.

 

 

 

이렇게 음전하를 띈 전자는 음전하가 많은 곳에서 많은 위치 에너지를 갖고 양전하를 띈 곳에서는 적은 위치 에너지를 갖지.

 

 

그러니까 전지가 갖는 에너지는 뭔가 전하와 관계되는 거구나.

전지는 어떤 건가하면 억지로 전자들을 한 곳에 몰아 놓은 거야. 전자들이 모여 있는 곳을 -극이라고 하지. 반대로 전자들이 모자라는 곳을 +극이라고 하고. 두 극 사이는 전자들이 다닐 수 없게 막아져 있지.

 

 

 

이렇게 전자들이 자기네끼리 붙어 있는 것이 싫더라도, +극으로 너무나 가고 싶더라도 길이 없어 못 가지.

맞다. 회로. 회로가 있어야지.

맞아. 전지의 +극과 -극을 연결하는 회로를 만들어주면 전자들이 우루루 +극 쪽으로 가겠지.

 

 

 

이렇게 도선을 통해 전자가 이동하는 걸 전류가 흐른다고 하지. 중간쯤에 전지 속을 보면 아래와 같고 처음보다 몰려 있는 전자수가 작으니까 위치 에너지가 낮아졌겠지?

 

 

처음에 비해 전지의 위치 에너지가 낮아졌다. → 전지의 에너지가 줄어들었다. → 누군가 에너지를 얻었다. → 누구?

바로 나 같은 부하야. 내가 회로 중간에 있으면 전지의 에너지가 줄어들면서 그 차이만큼 내게 에너지를 전해주지. 나는 에너지를 얻어 서 있다가(운동 에너지 없음) 움직이게(운동 에너지 있음) 되는 거지.

 

 

 

이렇게 전지는 전지 안의 전자들을 높은 위치 에너지 상태에 둠으로써 에너지를 보관하고 있지. 이런 에너지를 전기 에너지라고 해. 그러다가 회로가 있고 부하가 있으면 부하에게 전지가 가지고 있던 에너지를 전해주지. 그러니까 전류는 에너지의 이동이라고도 할 수 있지. 전지가 가지고 있던 에너지를 모두 다 전해주고 가장 편안한 상태가 되면 더 이상 줄 에너지가 없어진 거지. 이 때 사람들은 전지가 다 닳았다 라고 해.