(4) 전자력
[1] 전자력 : 자기장 내에 있는 도체에 전류를 흘릴 때 작용하는 힘.(그림에서 F )
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1)전류 균일한 자기장(B)내 직선도선을 설치하고 ⊙와 같이 전류( I )를 흘려주면 -->직선도선은 ↑ (F)방향으로 힘을 받아 움직임 -->전자력-->플레밍의 왼손법칙이 적용됨 | ||||||
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2) 플레밍의 왼손 법칙 : 전자력의 방향을 결정하는 법칙 엄지-힘(F)의 방향, 인지(검지)-자기장(B)의 방향, 중지-전류(I)의 방향 예) 전동기 (선풍기,믹서기, 세탁기, 방앗간, 보일러온스펌프등)
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도선이 자기장과 수직을 이룰 때 |
도선이 자기장과 각을 이룰 때 | |
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[2] 코일에 작용하는 힘 (평등자기장) : 참고사이트 http://multispace.co.kr/junki/elctromag/elo_force_b.htm
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전자력을 이용하여 동력을 얻는다 |
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회전력[ τ ]는 |
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(3) 전류와 자기작용
[1] 직선전류에 의한 자기장.
1) 전류-->직선도선에 흐르면 -->자기장 생성 (도선과 수직인 평면에 동심원을 그린다.)
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2) 앙페르의 오른나사 법칙 (Ampere's right-handed screw rute)
자기력선의 방향은 오른나사를 전류가 흐르는 방향으로 돌려 박을 때,
나사가 돌아가는 방향과 일치한다.
⊙ : 전류가 지면 밑에서 지면위로 나오는 방향을 표시
× : 전류가 지면 위에서 지면 아래로 들어가는 것을 표시
[2] 원형코일 전류에 의한 자기장.
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1) 전류-->원통형 코일 내부에 자기장 형성 2) 자기장의 방향 -->오른나사 진행방향 3) 철심-->원통형 코일 내부에 넣음 -->전자석 4) 철심을 넣으면 공기보다 비투자율이 매우커서 자속이 많이 생김 -->강력한 자속생성 |
(2) 자 기
[1] 자하와 자기력
1) 자기 (magnetism) : 자기력이 생기는 근원
2) 자극 (magnetic pole) : 자석의 양끝, 두종류의 극성 존재,
양자극이 가지는 자기량(자하)는 서로 같다.
3) 자하 : 자극이 가지는 자기량 단위 : 웨버(weber, Wb)
4) 자기력 : 두 자극 사이에 작용하는 힘 : 자기에 관한 쿨롱의 법칙
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진공중 |
자극이 진공 이외의 매질중에 있을때 |
μR : 매질의 비투자율
(진공중 : 1, 공기중 : 약 1) |
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[2] 자기장
1) 자기장 : 자기력이 작용하는 공간
2) 자기력선 : 자기장의 크기와 방향을 선으로 나타낸 것
3) 자기력선속 밀도 : 자기력선속의 방향과 수직인 단위 면적을 지나는 자기력선속의 수
[3] 자기유도
1) 자기유도 : 작극 가까이에 철편을 두면 철편의 양 끝에 자극이 생기는 현상
(자화되었다고 함)
2) 상자성체 : 철, 니켈, 알루미늄, 코발트, 주석, 백금 등
3) 반자성체 : 구리, 납, 아연 비스쿠트, 탄소 등
4) 강자성체 : 철, 니켈, 코발트, 망간 : 강하게 자회 (자기를 이용한 실생활에 많이 이용)
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상자성체 |
반자성체 |
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2. 전기와 자기
참고사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/jungi/jungi_1/jungi1-2.htmll
(1) 정 전 기
[1] 전하와 전기력
1) 대전 (electricfication)
물체가 전기를 띠는 현상 (유리막대나 명주등의 절연체 마찰 했을 때 일어나는 현상등)
2) 전하 (electric chrge)
대전체가 가지는 전기량 ==> 단위 쿨롬(coulomb) [C]
3) 쿨롱의 법칙
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① 두 전하가 있을 때 다른 종류의 전하는 흡인력이 작용하고, 같은 종류의 전하는 반발력이 작용한다. ② 두 전하 사이에 작용하는 힘은 두 전하 Q1[C], Q2[C]의 곱에 비례하고, 두 전하 사이의 거리 r[m]의 제곱에 반비례한다. |
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여기서, F : 두 전하 사이에 작용하는 힘[N]. 전기력, k : 비례상수(k=1/(4πε),
진공중의 비례상수 =9×109), r : 두 전하 사이의 거리[m], Q1, Q2 : 전하[C],
ε : 유전율[F/m], ε=ε0·εR (ε0 : 진공의 유전율(=8.855×10-12[F/m]))
③ 비유전율 : 물질의 유전율과 진공의 유전율과의 비
- 진공 중의 비유전율 : εR=1
- 공기 중의 비유전율 : εR=1.00059≒1
[2] 전기장 맨위로
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1) 전기장과 전기력선 ① 전기장 : 전기력이 작용하는 공간 ② 전기력선 : 전기장의 상태를 나타낸 가상의 선 ③ 전기력선의 성질 -전기력선의 접선방향은 그 접점에서의 전기장의 방향을 가리킨다. -전기력선의 밀도는 전기장의 크기를 나타낸다. -도체 표면에서 수직으로 출입한다. -서로 교차하지 않는다. -양(+)전하에서 시작하여 음(-)전하에서 끝난다. -전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다. -그 자신만으로는 폐곡선이 안된다. |
2) 전기장의 세기
① 전기장의 세기
② 전기력 : F=QE[N]
[3] 정전유도 (electrostatic induction) 맨위로
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① 정전유도 : 대전체를 도체 가까이 했을 때 도체에 전하가 나타나는 현상
② 도체에 유도된 양쪽의 전하량은 같으며 대전체가 멀어지면 도체는 유도되기전의 상태 중성상태로 돌아간다. |
[4] 정전차폐 (electrostatic shielding)
① 정전차폐 : 대전체를 접지된 금속으로 차단시켜 외부와 내부로부터 정전유도에
의한 영향을 서로 주지 않도록 한것.
② 전자기기등에서 외부 전기장의 영향을 방지하는데 이용.
[5] 정전용량 (electrostatic capacity) 맨위로
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① 그림에서 축적된 전하 Q = C ·V [C] ② C = 정전용량이라 하며 전극이 전하를 축적하는 능력의 정도를 나타냄 ③ 정전용량 단위 [F] (farad) ④ 정전용량을 크게하기 위한 조건 전극의 면적을 크게 간격은 좁게 절연물의 비 유전율 큰 것 사용 |
[6] 콘덴서 (condenser or capacitor)
① 정전용량을 이용하기 위하여 만들어진 전기소자
② 작용 : 충방전 작용으로 직류를 저지하고 교류를 잘 통과시킴
③ 종류 : 고정콘덴서 (콘덴서 용량이 정해진 상태로 생산된 것) 종이,마이카,세라믹등
반고정 콘덴서(드라이버 등으로 조정하여 사용)
가변콘덴서(손잡이가 달려있어 손으로 돌리면 정전용량이 변한다
주파수를 선택하는 곳에 사용 : 라디오 에어바리콘)
[7] 전위와 등전위면 맨위로
1) 전위
① 전위 : 임의의 점에서 전압의 값. 단위는 볼트(volt, [V])
② 전위차 : 임의의 두 점간의 전위의 차. 단위는 볼트(volt, [V])
2) 전위의 크기
① 전위의 크기 :
3) 평행 극판 사이의 전기장
① 전위의 기울기 : G=ΔV/Δl[V/m]
여기서, G : 전위의 기울기 [V/m], Δl : 거리의 변화 [m], ΔV : 전위차 [V]
② 전위의 기울기와 전기장의 세기 : 전위의 기울기 G[V/m] = 전기장의 세기 E[V/m]
③ 극판 바깥의 전기장 : 평면 전극 (+), (-) 양극에서 최대이고, 중앙에서는 최소이다.
④ 등전위면 : 전기장 중에서 전위가 같은 점을 모두 연결했을 때 나타나는 1개의 면.
-특징 : 전기력선과 직각으로 교차한다. 등전위면의 밀도가 높은 곳에서 전기장의 세기도 크다. 전기력선은 전하가 이동하는 방향을 가리키므로 전하는 등전위면에 직각으로 이동한다.
[8] 도체와 전기저항 맨위로
① 전도전자 : 전류가 흐르는 데 도움을 주는 자유전자.
② 이온 : 분자 또는 원자가 양전기 또는 음전기를 띤 상태.
③ 평균 자유 행정 : 금속 결정 내의 전자운동은 불규칙한 운동으로서, 운동하는 전자가 이온과 충돌하면 자신의 운동에너지를 상실함과 동시에 -E 방향으로 이동하게 되는데 이 충돌 사이의 평균거리를 가리킴.
④ 드리프트 속도 : 전기장의 영향하에 전자들이 이동하는 것. u=μE[m/s]
여기서, u : 드리프트 속도 [m/s], μ : 전자의 이동도 [m2/V·s], E : 전기장의 세기 [V/m]
⑤ 전류 밀도 : 1[m2]의 도체 단면적을 통과하는 전류의 크기. J=I/A[A/m2]
여기서, J : 전류밀도[A/m2], A : 도체 단면적[m2], I : 전류의 크기[A]
(4) 도체와 저항
참고사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/jungi/jungi_2/jungi2-2.html
(1) 고유저항
[1] 고유 저항
① 도체의 저항 : 도체의 전기저항은 그 재료의 종류, 온도, 길이, 단면적 등에 의해 결정된다.
도체의 고유저항 및 길이에 비례하고, 단면적에 반비례한다.
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② 고유 저항 : 전류의 흐름을 방해하는 물질의 고유한 성질. 저항률.
기호는 [
]로<rho>, 단위는 [Ω·m]. 전도율의 역수
(2) 저항의 온도 계수
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① 저항 - 온도 특성 : 금속도체는 온도 상승과 함께 저항은 점점 직선적으로 증가하지만 반도체는 반대로 급격한 저항 감소를 보인다.
② 저항의 온도 계수 : 온도변화에 의한 저항의 변화를 비율로 나타낸 것. 기호는 αt, 단위는 [1/℃].
표준연동일 때의 저항 온도계수
③ 반도체, 탄소, 절연체, 전해액 등은 부(-)의 온도계수를 갖는다. 서미스터-부의 온도계수를 가지며 온도 검출용을 쓰임. |
(3) 여러 가지 저항
[1]여러 물질의 고유 저항
① 도체 : 10-4[Ωm]이하의 고유저항을 가진 물질. 구리, 크롬, 은, 백금, 수은
② 반도체 : 10-4∼106[Ωm]의 고유저항을 가진 물질. 규소, 게르마늄
③ 부도체(절연체, 유전체) : 104[Ωm]이상의 고유저항을 가진 물질. 고무, 유리, 염화비닐, 페놀수지
[2] 절연 저항
① 절연물 : 전기가 잘 통하지 않는 것.
② 절연저항 : 절연물의 저항
③ 누설 전류 : 절연불량에 의해 원하지 않는 곳으로 전류가 흐르는 것.
[3] 전해질의 저항
① 전해질 : 물에 용해되어 전류를 잘 흐르게 할 수 있는 물질. 소금, 황산
② 전해액을 통하여 흐르는 전류는 전해액의 농도를 높게 할수록 크게 된다.
(3) 저항의 접속
[1] 직렬 접속
① 직렬접속 : 각각의 저항을 일렬로 접속하는 것.
② 직렬 회로의 합성 저항 = 모든 저항을 더해서 구한다
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③ R' 저항 n개의 직렬합성저항 : R=nR'[Ω]
④ 직렬 회로의 전압 분배 :
[2] 병렬 접속 [맨위로]
① 병렬 접속 : 2개 이상의 저항의 양 끝을 각각 한 곳에서 접속하는 접속법.
② 병렬회로의 합성 저항
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③ R' 저항 n개의 병렬합성저항 : R=R'/n [Ω] ④ 병렬 회로의 전류 분배 전류분배에 의한 각각의 전류 I1, I2 구하기 | |
[3] 직병렬 접속 [맨위로]
① 직병렬 접속 : 직렬접속과 병렬접속을 조합한 것 (교과서 그림 1-7)
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◆ ⓐ와 ⓑ사이의 합성저항을 구하는 방법은 다음과 같다. 직렬연결 R2 + R3, R4 + R5 병렬연결 R2,R3와 R4,R5가 병렬이며 여기에 R1이 직렬로 연결된 회로
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참고 사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/jungi/jungi_2/jungi2-1.html
◎ 전위의 평형 [맨위로]
[1] 전위의 평형
① 전위 평형 : 전기회로에서 두 점 사이의 전위차가 없는 것(전위차가 0인 경우) V21 =V2 -V1 [V]
[2] 휘트스톤 브리지
① 휘트스톤 브리지 : 4개의 저항 P, Q, R, X에 검류계를 접속하여 미지의 저항을 측정하기 위한 회로.
(2) 기본 전기회로
참고사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/jungi/jungi_2/jungi2-1.html
1) 전기회로 ( electric circuit )
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◆ 전원에 그림과 같이 전등을 연결한후 스위치를 켜면 전등에 불이 켜진다.= 전기회로. ◆ 건전지의 (+)극에서 전류가 흘러 (-)극으로 흘러들 어가면서 전기 에너지가 빛 에너지로 바뀌는 현상이다. ◆ 전기에너지는 전하의 이동이며 전하의 이동은 전류의 흐름이고 이 회로에는 옴의 법칙이 적용된 다. |
2) 전류와 전압
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전류 |
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t = 시간, Q = 전기량 (전하량) |
: 1초동안에 통과한 .전기량(전하) ( 전하와 전류의 이동은 서로 반대가 된다 ) |
① 1 암페어 ( Ampere) [A] = 1초동안 1 [C]의 전하가 이동하였을 때의 전류의 크기..
전류의 크기 [Ampere] 단위 [A] 기호 [Ⅰ], 전하의 크기 [coulomb] 단위 [C] 기호 [Q]
② 전압 (Voltage) = 전원의 전기적 압력에 의해 전하가 이동하여 전류가 흐른다
크기 [Volt] 단위 [V] 기호 [V]
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★ 보기문제 풀기 ★ 교과서 4p |
풀이방법 |
1. 교과서의 풀이는 보지 말고 위의 공식을 보고 풀어보자 2. 그런 다음에 공식을 외운다 3. 눈으로 풀지 말고 펜으로 직접 풀어보자 |
3) 옴의 법칙 [Ohm's low]
① 저항 : 전기회로에 전류가 흐를 때 전류의 흐름을 방해하는 작용. 기호는 R, 단위는 옴(ohm, [Ω])
위 전기회로에서 전등이 저항에 해당한다 (저항이 있으므로 해서 전기에너지가 소비된다)
② 1[Ω] : 도체의 양단에 1[V]의 전압을 가할 때, 1[A]의 전류가 흐르는 경우의 저항값.
<참고사항> 컨덕턴스 : 저항의 역수, 전류의 흐르는 정도를 나타냄. 기호는 G, 단위는
(mho), S(siemens),Ω-1
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<R = 저항> <V = 전압> <I = 전류>
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◆ 그림과 식에서 보듯이 부하 (저항 R)에 흐르는 전류는 가해준 전압 (V)의 크기에 비례하여 흐르고, 부하가 가지고 있는 저항값 (R)의 크기에는 반비례하여 흐른다 이와 같은 전기적 법칙을 옴의 법칙 이 라한다. |
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식의 변화 전압과 저항을 구할 수 있다. |
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★ 보기문제 풀기 ★ 교과서 4p |
풀이방법 |
1. 교과서의 풀이는 보지 말고 위의 공식을 보고 풀어보자 2. 그런 다음에 공식을 외운다 3. 눈으로 풀지 말고 펜으로 직접 풀어보자 |
Ⅰ. 직류회로
( 1 ) 전기의 발생
[1] 원자의 구조 : 물질은 분자 또는 원자의 집합으로 이루어져 있음
① 원자 : 양전하를 가진 원자핵과 음전하를 가진 전자로 구성.
에니메이션 참고 사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/junja/junja_1/junja1-1.html
http://home.cmh.hs.kr/~choys/webEL/Esyj333/1-1-1.htm
[2] 원자핵
① 원자핵 : 양성자와 중성자로 구성.
② 양성자와 중성자의 질량은 거의 같으며, 전자의 약 1840배인 입자.
③ 양성자와 중성자를 한데 합하여 핵자라 함.
④ 동위원소 : 같은 원소이지만 원자 1개씩 비교하면 양서자 수는 같지만, 핵자의 총수로 나타내는 질량수가 다른 원소
[3] 자유전자
① 단결정 : 다수의 원자가 규칙적인 그물 눈금(격자)모양으로 배열된 결정.
ex) 실리콘(Si), 게르마늄(Ge)
② 다결정 : 단결정의 조각들이 많이 모여있는 구조.
ex) 구리(Cu)
③ 자유전자 : 전자 중에서 원자핵의 인력에 의한 구속을 떠나 자유롭게 이동할 수 있는 것.
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구리의 원자 모형 |
여기와 방사 및원자로부터 전자기파 방사 |
에니메이션 참고 사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/junja/junja_1/junja1-1.html
http://home.cmh.hs.kr/~choys/webEL/Esyj333/1-1-1.htm
④ 전자각은 원자핵 가까이부터 순서대로 1, 2, 3, …, n번째, 이것을 K각(2개), L각(8개), M각(18개), N각(32개), …, Q각이라 한다.
⑤ 자유전자의 전하량 e=-1.602189×10-19[C]
⑥ 자유전자의 질량 m0=9.109534×10-31[kg]
(5) 전력과 전력량
참고사이트 http://user.chollian.net/~kimjh94/jungi/jungi_2/jungi2-3.html
(2) 전력량과 전력
[1] 전력
① 전력 : 1초 동안에 전기가 하는 일의 양(전기에너지가 빛이나 열에너지로 변화되는 일)
기호는 P, 단위는 [W]
[2]전력량
① 전력량 : 일정한 시간 동안 전기가 하는 일의 양.
(어느 시간동안 전기에너지가 빛이나 열에너지로 소비된 일의 양)
기호는 W, 단위는 [J]
② 1 킬로와트시 [ kWh ] : 1 [kW]의 전력을 1시간 사용했을 때 일의 양
1 [ kWh ] = 1000 [Wh] = 60(분) × 60 (초) × 1000 = 3600 × 103 [WS]
W = P·t = 3.6 × 103 [J]
[3] 전력과 전력량의 단위
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전 력 |
mW W kW |
1[mW]=1/1000 [W] 1[kW]=1000 [W] |
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전력량 |
W·s Wh kWh |
1[W]의 전력에서 1[s] 동안, 1[J] 1[W]의 전력에서 1[h] 동안, 3600[W·s] 1[kW]의 전력에서 1[h] 동안, 3600×1000[W·s] |
[1] 전류의 발열 작용
1) 줄의 법칙
① 전류의 발열 작용 : 전열기에 전류를 흘리면 열이 발생하는 현상.
② 줄의 법칙 : 어떤 도체에 일정 기간 동안 전류를 흘리면 도체에는 열이 발생되는데
이에 관한 법칙. 단위는 [J]
(∵1[cal]=4.186[J])
( 1cal는 물 1ｇ을 온도 1 [℃] 높이는데 필요한 열량 )
2) 줄열의 이용
① 공업용-전기용접기, 전기로, 가정용-전기난로, 전기밥솥, 전기다리미, 백열전구
3)온도상승과 허용전류
① 허용 전류 : 전선에 안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류 (주위온도 30℃이하로 결정)
② 전선을 허용전류에 맞게 사용하지 않으면 전기적인 사고의 원인이 된다.
전기의 역사
세계전기의 역사
BC600 탈레스(그리스) : 전기의 발견 (마찰(정)전기)
탈레스 (철학자) [ Thales, BC 624 ~ BC 546 ]
BC 600년경 그리스의 탈레스는 호박이라는 보석을 마찰하면 가벼운 물체를 흡인하는 것을 발견했어요. 이것이 전기 현상의 최초의 발견인데, 이 호박을 의미하는 그리스어의 '일렉트론(electron)'이라는 말에 유래하여 '일렉트리시티(electricity)'라는 말이 생성된 것으로 전해집니다.
1600 길버트 (영국) : 지구가 거대한 자석임을 확인
길버트(의사, 물리학자) [ Gilbert William 1544~ 1603 ]
자기학(磁氣學)의 아버지라고 불리죠. 자기력과 마찰전기에 대해 처음으로 연구했으며 18년간의 연구결과를 <자석에 대하여>라는 책으로 펴냈어요. 이 책은 자기 및 지구자기의 현상을 조직적이고 순수 경험적으로 다루어, 지구 자체가 하나의 자석임을 발견하였고 자침이 남북으로 향하는 이유를 밝혔답니다.
1729 그레이 (영국) : '도체'와 '절연체'를 발견
그레이 (물리학자) [ Gray Stephen 1670 ~ 1736 ]
전자기학 연구의 선구자입니다. G.휠러와 공동으로 실험하여 전기적 성질을 먼 곳까지 인도하는 물체인 도체와 그렇지 않은 물체인 절연체와의 구별을 분명히 하여 그것이 물체의 빛깔 등에 의한 것이 아니라 물체를 구성하는 물질의 속성이라는 사실과 인체도 도체인 사실을 밝혀내 전자기학 발전에 기여하였지요.
1746 뮈센브루크(네덜란드) : 전기를 모으는 '라이덴병'을 발명.
뮈센브루크 (실험물리학자) [Musschenbroek Pietervan 1692~1761]
라이덴병은 1746년에 네덜란드 라이덴 대학의 뮈센브루크가 방전 실험에 사용한데서 이 이름을 붙이게 되었어요. 병마개의 중심을 통해 내부로 드리운 금속 막대 끝에 사슬을 매달아 밑면과 닿게 하였으며, 금속 막대에 전하를 주면 정전 유도에 의해서 전위차가 생겨 전기를 모으게 되는 거죠.
1752 프랭클린(미국) : 연날리기 실험으로 번개가 전기인 것을 증명
프랭클린 (과학자) [ Franklin, Benjamin 1706~1790 ]
뮈센브루크의 라이덴병 전기실험 소식을 전해들은 프랭클린은 라이덴병을 이용, 1752년 그의 유명한 실험인 '연 실험'을 행하였고, 번개가 전기를 방전한다는 것을 증명하였어요. 그는 번개를 구름에서 끌어내기 위해 금속으로 만든 뾰족탑을 세우자고 제안하였으며 이러한 연구들의 결과 최초의 피뢰침이 발명되었죠.
1780 갈바니(이탈리아) : '동물전기'를 발표
갈바니 (물리학자) [ Galvani, Luigi 1737~1798 ]
볼로냐대학의 해부학 교수였던 갈바니는 실험실에서 개구리의 다리를 절개하다가, 개구리 다리의 근육신경 조직을 두 가지 다른 금속 조각들에 접촉시켜 놓으면 개구리의 다리에 경련이 일어난다는 사실을 발견하였어요. 이 발견은 당시에 전기현상에 관심이 있던 많은 사람들에게 전류현상에 대한 착상을 하게 하여 전기에 관한 연구의 방향을 크게 돌리는데 중요한 계기가 되었죠.
1785 쿨롱(프랑스) : '쿨롱의 법칙'을 발표
쿨롱 (물리학자, 전기학자) [ Charles Augustin de Coulomb 1736 - 1806 ]
1785년 전기력과 자기력 측정을 연구하던 쿨롱은 '전하 사이에 작용하는 인력과 척력은 두 전하량의 곱에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례 한다'는 사실을 발견 하였으며1787년 쿨롱의 법칙이 전기와 자기 모두에 적용된다는 사실을 확인했죠. 이것은 전기로 발생하는 모든 현상을 설명하는 기본이 되었답니다.
1800 볼타(이탈리아) : '볼타전지'를 발명
볼타 (이탈리아의 물리학자) [ Volta 1745~1827]
볼타는 2개의 다른 금속을 소금 용액 내에서 접촉시킬 때 전류가 흐른다는 것을 발견하고 최초의 화학 전지를 발명했어요. 그가 만든 볼타 전지는 오늘날 전자 제품에 들어가는 모든 전기의 원조가 되었죠. 전기 제품에 쓰인 V(볼트)라는 기호가 바로 그의 이름을 따서 만들어진 것이 랍니다.
1826 옴(독일) : '옴의 법칙'을 발표
옴 (독일의 물리학자) [ Ohm, Georg Simon, 1789~1854 ]
옴은 1826년 베를린에서 전류와 저항, 전압 사이의 관계를 연구했어요.
그래서 '전류의 세기는 도선의 두 끝에 가해진 전압에 비례하고 저항에 반비례 한다'라는 옴 의 법칙을 발견했죠. 오늘날 전기 기구들을 구성하고 있는 모든 전기회로는 이러한 옴의 법칙을 따르고 있죠. 전기 저항을 나타내는 옴(Ω)은 그의 이름을 따서 붙인 것이랍니다.
1831 패러데이(영국) : '전자기 유도법칙'을 발표
패러데이 (영국의 물리학자) [ Faraday, Michael, 1791 ~ 1867 ]
1831년은 패러데이의 가장 중요한 업적으로 꼽히는 전자기 유도 현상이 발견이 발견된 해입니다. 전류가 자기장을 생성하여 나침반을 움직이게 한다는 사실은 1820년 덴마크의 물리학자 외르스테드에 의하여 이미 밝혀져 있었죠. 패러데이는 여기서 한걸음 더 나아가 자석을 움직여주면 전류가 흐른다는 사실을 알아내어 최초의 발전기를 발명하였답니다.
1840 줄(영국) : '줄의 법칙'을 발표
줄 (영국의 물리학자) [Joule, James Prescott 1818~1889 ]
도체에 전류가 흐를 때 발생하는 열인 줄열에 대해 발견한 법칙이에요. 1840년 J.P.줄은 전류가 열을 발생시킨다는 점에 주목하여 저항을 통과하는 전류가 발생시키는 열은 흘려준 전류의 제곱에 비례한다는 법칙을 발견하였어요. 그 후 그는 1847년 학회에서 연구결과에 대한 강연 중에 W.톰슨과 알게 되어 오랫동안 공동연구를 하며 '줄톰슨효과'등 많은 업적을 남겼어요.
1864 맥스웰(영국) : '빛의 전자기파설'을 발표
맥스웰 [ Maxwell, James Clerk, 1831~1879 ]
그가 발견한 '맥스웰 방정식'의 가장 큰 의의는 전기와 자기를 측정 가능한 단일한 힘으로 통합했다는 데 있어요. 쉽게 말하자면 빛도 전자기파의 일부이며 눈에 보인다는 것이 큰 특징일 뿐이라는 것이죠. 그의 연구는 라디오와 텔레비전을 비롯한 모든 전자통신기술의 기본이 되었답니다.
1879 에디슨 : 백열전구 발명
에디슨 (미국의 발명가) [ Thomas Alva Edison 1847~ 1931 ]
1800년 당시의 전구는 몇 초도 못가 필라멘트가 타버렸습니다.
1879년 10월 전구의 수명을 늘이기 위해 연구를 거듭하던 에디슨은 필라멘트 재료로 사용하던 백금을 버리고 탄소로 바꾸어 실험한 결과 에디슨은 2일 42분 동안 전구를 밝히는 데 성공했어요. 그 전구가 다 타서 꺼진 그날, 1879년 10월 21일은 일반적으로 최초의 실용적인 전등이 탄생한 날로 기억되지요.
1881 최초의 상업발전소: 뉴욕중앙발전소
1879년 백열전구를 발명한 에디슨은 일반인이 널리 전등을 사용하기 위해 뉴욕에 발전소를
세웠어요. 당시의 발전소는 직류식이기 때문에 먼 곳에 전기를 보내면 전압이 내려가는 단점이 있어 도심지 한 가운데 세워졌으면 '중앙발전소'로 불려졌답니다.
1888 헤르츠(독일) : 전자파 증명
헤르츠(물리학자) [Hertz, Heinrich Rudolf, 1857.2.22~1894.1.1]
맥스웰의 전자기 이론을 토대로 전자기파를 만들어 내, 빛과 열이 전자기 복사임을 명확하게 입증해 냈어요. 즉 최초로 전파를 송. 수신하여 전자기파가 실제로 존재할 뿐만 아니라, 먼 거리에서도 탐지할 수 있음을 증명하였죠. 전자기파의 주파수를 측정하는 단위는 그의 이름을 따서 헤르츠(Hz)로 지어졌답니다.
1895 뢴트겐(독일) : X선을 발견 (1910년 노벨 물리학상 수상)
뢴트겐 (독일의 물리학자) [ 1845.3.27~1923.2.10 ]
1895년 뢴트겐은 방전관을 이용하여 음극선을 금속에 부딪치면 새로운 선이 방출된다는 사실을 발견하였어요. 그 선이 대단한 투과력과 투명한 물체도 통과한다는 점을 알아냈어요. 뢴트겐은 아내의 손을 그 선으로 찍어 성공을 거두었죠. 그러나 이 선이 발생하는 원인은 알 수 없어서 그는 X선이란 용어를 붙였답니다.
1897 톰슨 (영국) : '전자'의 존재를 증명 (1906년 노벨 물리학상 수상)
톰슨(영국 물리학자) [ Joseph John Thomson, 1856~1940 ]
톰슨은 1897년 영국 왕립연구소(Royal Institution)회의에서 자신이 음전하를 띤 원자 이하의 미립(corpuscle)의 하전량과 질량의 비를 알아냈다고 했는데, 톰슨이 발견한 이 미립자를 훗날 사람들은 전자(electron)라고 부르게 되었어요. 20세기에 들어와서 전자는 물리과학 분야는 물론 전자공학, 의공학등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 하게 되었답니다.
1942 페르미-세계 최초의 원자로 완성
페르미 (이탈리아 물리학자) [ Fermi, Enrico, 1901.9.29~1954.11.28 ]
1942년 미국 시카고 대학에서 페르미가 설계한 CP-1(원자로)가 세계 최초로 우라늄 핵분열 연쇄반응 실험을 성공하였습니다. 1953년에 미국의 아이젠하워 대통령이 유엔에서 "원자력의 평화적 이용"을 제창하면서 미국의 원자력기술이 세계에 공개 되었고 이로 인해 많은 국가에서 원자력에 관한 연구개발이 시작되었습니다.
1956 최초의 원자력 발전소 가동
1956년 영국의 콜더 홀 원자력발전소가 세계 최초로 상업적 운전을 시작하면서, 뒤이어 1957년에 미국의 쉬핑포트 원자력발전소가 가동되는 등 원자력 산업이 활발해지기 시작했습니다.
한국의 전기역사
❍ 1887년 최초의 전기점등 : 에디슨이 백열전구를 발명한지 8년만에 경복궁의 건청궁에 우리나라 최초의 전등불을 밝힘
❍ 1898년 한성전기회사 설립 : 고종은 우리나라 최초의 전기회사 설립
❍ 1899년 최초의 전차개통 : 동대문과 서대문을 오가는 최초의 전차 운행
❍ 1900년 최초의 민간전기 점등 : 종로에 3개의 가로등 설치
❍ 1944년 수풍수력 발전소 준공 : 동양최대의 수풍수력발전소 완공되었으며 이밖에도 수력자원이 풍부한 압록강, 두만강, 장진강 등에 수력발전소를 건설하였다.
❍ 1948년 5.14단전 : 남한은 전력사용량의 70%를 북한에서 공급받았으나 북한의 일방적 단전으로 3분제나 격일제로 전기를 공급하는 심각한 전력난을 겪음
❍ 1961년 3사통합 한전창립 : 조선전업, 경성전기(구 한성전기), 남선전기 등 3사를 통합하여 한국전력 주식회사를 창립
❍ 1964년 무제한 송전 시행 : 전원개발 5개년계획(1962~1966)을 수립, 추진한 결과 4월 1일 무제한 송전이 이루어짐
❍ 1965년 농어촌 전화사업 : 농어촌과 산골, 섬에 사는 주민에게까지 전력 공급
❍ 1978년 원자력 시대개막 : 고리원자력 발전소가 준공되면서 원자력 발전 시대가 개막됨 (현재 원자력발전소 20기)
❍ 1995년 해외전력사업 본격진출 : 95년 필리핀 말라야 화력발전소 운영, 96년 일리한 발전소 건설 등 해외사업 진출 (세계 10여 개국 진출)
❍ 2001년 발전부문 분할 : 「전력산업 구조개편촉진에 관한 법률」에 의거 발전부문을 분할하여 6개의 발전회사 설립
❍ 2005년 영흥 해상 철탑 건설 : 영흥화력발전소의 발전전력을 수도권으로 수송하기 위해 세계최초로 시화호를 가로지르는 초대형 해상철탑을 완공
❍ 2005년 발전설비 6,000만㎾ 달성 : 울진원전 6호기 준공으로 발전설비 6,000만㎾ 돌파
- '82년 1,000만㎾, '89년 2,000만㎾, '95년 3,000만㎾, '97년 4,000만㎾, '01년 5,000만㎾
❍ 2005년 220V 승압완료 : 32년간에 걸쳐 가정전압을 110V에서 220V로 승압
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