전하 : 전기적 성질을 갖게 하는 원인이 되는 성질
전기력 : 두 종류의 전하 사이에는 서로 끌거나 미는 힘이 작용
⇒ 두 같은 종류의 전하는 서로 밀고, 다른 종류의 전하는 서로 당긴다.
\[ 전기력=\frac{전하량의\ 곱}{거리^2},\quad F=k\frac{q_1\times q_2}{r^2} \]
전하 : 전기적 성질을 갖게 하는 원인
전자 : 전하를 운반하는 입자
자유전자 : 금속에 핵에 구속되지 않고 자유롭게 돌아다니는 전자
전류 : 전자가 도선을 따라 이동하여 전하가 흐름
→ +에서 -로 이동하는 것은 양전하고, 전류의 방향을 양전하의 이동 방향으로 정함, 전류의 방향은 전자의 이동방향과는 반대
전위 : 전하를 띠고 있는 대전체는 전기장 안에서 위치에 따라 다른 전기적 위치 에너지를 가질 수 있다. → 전기에너지
단위 전하당 전기 에너지 : 전위 \(전위=\frac{전기\ 에너지}{전하}\)
→ \(1V = 1\frac{J}{C}\)
→ 전압을 전류를 흐르게 하는 능력
전원 : 물이 계속 흐르는 것이 펌프인 것처럼 전기 회로에서 전위차를 유지시켜주는 것
전류와 전압과의 관계 : \(I=kV\)에서 k는 그래프의 기울기인데, 회로에 흐르는 전류의 흐름을 얼마나 방해하였는지 정도(저항)를 나타냄 ⇒ 옴의 법칙
\[ \rightarrow V=RI\]
열작용 : 도체의 양 끝에 전압을 걸어 주면 자유 전자가 이동하면서 원자들과 부딪히면서 열이 발생
시간 t동안 소비된 전기 에너지 : \(E=VIt=I^2 Rt=\frac{V^2}{R}t\)
→ 모두 열에너지로 바뀐다면 : \(Q=\frac{1}{J}VIt=0.24VIt=0.24I^2Rt [cal]\)
\[P=\frac{E}{t}=VI=I^2R=\frac{V^2}{R},\quad W=J/s \]
자석은 같은 극 끼리는 서로 밀고, 다른 극 끼리는 서로 당긴다.
전하는 양전하와 음전하가 분리되어 단독으로 존재할 수 있지만, 자석의 N극과 S극은 따로 분리되어 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재한다.
자기장 : 자기력이 미치는 자석 주위의 공간 → 자기장의 방향은 나침반 자침이 N극이 향하는 방향
자속(자기력선속) : 자기장에 수직한 단면을 지나가는 자기력선의 총수
자속밀도 : 자기장에 수직인 단위 단면적을 지나는 자속, 단위 면적당 얼마나 많은 수의 자기력선이 지나가느냐, 면적과 자기력선이 서로 수직
자기장에 수직한 단면을 지나는 자속 \(\phi\)
→ \(B=\frac{\phi}{A}\), \(Wb/m^2\,\quad N/A\cdot m = T)
\[ B=k\frac{I}{k} \quad [N/A\cdot m]\]
솔레노이드 : 원통에 도선을 여러 번 감아 놓은 것 → 원형 도선 여러개를 연속적으로 겹쳐 놓은 것
내부 자기장은 솔레노이드의 축에 나란하고 균일
오른손의 엄지손가락을 펴고 나머지 네 손가락으로 전류의 방향을 따라 솔레노이드를 감아쥐었을 때, 엄지손가락이 가리키는 방향
솔레노이드 내부 자기장 : 단위 길이당 도선의 감은 수와 전류의 세기에 비례 \(B=knI\)
→ 원통이 굵든 가늘든 관계가 없으며, 원통에 감은 수와 전류의 세기 이외에 솔레노이드의 반지름이나 솔레노이드로부터 거리에는 영향을 받지 않는다. ⇒ 위치에 관계없이 모양만 결정되면 일정한 값을 가짐
전자기 유도 : 자석과코일 중 어느 하나가 다른 것에 대해 상대적으로 움직이면 코일에 전류가 발생
강한 자석, 자석이나 코일이 접근하거나 멀어지는 속도를 빠르게, 또 코일의 감은 수를 증가시키면 많은 유도 전류 발생 ⇒ 패러데이의 전자기 유도 법칙
유도 전류의 세기는 코일의 단면을 지나는 자기력선속(자속)의 시간적 변화율에 비례하고, 코일의 감은 횟수에 비례한다.
자석을 코일에 넣을 때와 뺄 때, 전류계의 방향이 반대로 움직임 → 유도 전류의 방향이 자기장의 변화에 따라 달라짐
렌츠의 법칙 : 전자기 유도에 의해 코일에 생기는 유도 전류는 코일 내부를 지나는 자기력선속의 변화를 방해하는 방향으로 흐른다