기초
작성일 : 2023년 06월 18일 (Sunday)
Table of contents
물질의 분류
도체
도체는 내부에 자유전하가 많아서 전하가 이동될 수 있는 물질이다. 도체의 대표적인 물질로는 금속이 존재한다.
금속
금속은 금속 결합에 의해서 굉장히 많은 자유전하가 존재하게 된다. 분자들의 양성자와 전하가 서로 강하게 결합되어 극성이 사라지는 이온결합에 반해 금속결합은 금속분자들끼리 뭉쳐져서 하나의 큰 덩어리가 되어 격자구조를 이루고 그 사이에 자유전하가 느슨하게 결합되어 이동할 수 있는 구조로 되어 잇어서 아래와 같이 금속결합으로 이루어진 물질 내에서는 자유전하가 전기장을 따라 이동할 수 있다.
부도체 (절연체)
부도체는 이온결합에 의해서 만들어진다. 아래와 같이 모든 전하와 양성자가 모두 이온결합으로 인해 강하게 묶이기 때문에 전하가 이동되지 않으므로 부도체를 통해 전류는 흐르지 않는다.
반도체
반도체는 도체는 아니지만, 조건이 만족되면 도체에 준하는 수준으로 사용할 수 있는 물질을 말한다. 반도체는 공유결합에 의해 만들어진다. 공유결합에서 원자가(valence; 화합결합능력)에 있는 전자를 원자가 전자라고 한다. 공유결합은 내부에서는 전하가 직접적으로 흐르지 않는다. 대신 특정 전압이 넘어가도록 에너지를 인가하면 가전자대에서 전도대로 전하가 점프하여 전류가 흐른다. 이에 대해서는 아래의 밴드 이론을 참고하자.
단순 공유결합을 하더라도 내부에는 이동할 수 있는 전하가 없어서 전류가 흐르기 어려운데, 반도체 중간에 일부러 정공을 주입하여 팔하나를 자유롭게 만들어주는 것이 반도체의 원리이다.
선속 (線束, Flux)
위에서 자속, 전속이라는 말을 사용했는데 괜시리 어려운 말처럼 느껴지지만 사실 어렵지 않다. 한자어를 뜯어보자면 선을 묶었다는 뜻이다. 자속은 특정 평면을 통과하는 자기력선을 모두 더한 값이고, 전속은 특정 평면을 통과하는 전기력선을 모두 더한 값이다. 자속은 아래 식에서 F가 면자하밀도가 될 것이고, 전속은 F 가 면전하밀도가 될 것이다.
Anode vs Cathode
Anode는 전기전자에서는 일반적으로 음극이고, Cathode는 음극을 의미한다. 하지만, 화학적으로 2차전지 안에서는 전자가 Anode쪽으로 흘러가야 외부에서 Anode가 음극이 되기 때문에 2차 전지에서는 Anode를 양극, Cathode를 음극이라고 한다.
전압원과 전류원
전압원과 전류원은 통상 파워서플라이이다. 다만, 제어방식이 CV(정전압)방식인지 CC(정전류)방식인지에 따른 분류에 불과하다. 파워서플라이는 내부의 전원이 무한하다고 가정하고 회로 분석을 진행하면 된다. 따라서 전압원, 전류원이 여러 개인 경우 중첩의 원리를 통해 계산이 가능하다.
▶ 포스트
