heegyu/kowiki-sentences huggingface dataset:
이 학술지는 온라인 뉴스 기사의 댓글이 독자들의 기사 인식에 미치는 영향을 논하면서 이은주의 연구를 주요 논거로 상세히 소개했다.
논문 내용은 독자의 뉴스 기사에 대한 인식이 댓글에 의해 영향을 받으며 특히 기사의 이슈에 관심이 많을수록 자신의 의견과 반대되는 댓글을 접했을 경우 미디어가 왜곡돼 있다는 인상을 받을 가능성이 높다는 것을 골자로 한다.
이 논문을 통해 이은주는 온라인 미디어 시대의 뉴스 공정성에 대한 독자의 인식은 기사 자체 뿐 아니라 댓글에도 영향을 받고 댓글이 매체에 대한 평가에 영향을 미침을 보여줬다.
댓글은 기존의 답글과 기술적으로 비슷하지만, 즉각적인 사용자 인터페이스로 인하여 답글과는 전혀 다른 양상을 보인다.
댓글은 그 웹사이트의 성격이나 유행어 등이 뚜렷하게 나타나며, 논리적인 반박글이나 동의하는 글보다는 짧은 감상평 위주이다.
댓글이 없는 상태를 '무플'(無플←無리플)이라고 하는데, 이러한 무플에 댓글을 다는 '무플 방지 놀이'를 즐기는 사람들도 있다.
네티즌들은 '1빠', '1등' 등과 같이 누가 먼저 댓글을 달았는지 겨루는 '등수 놀이'를 하기도 한다.
댓글에 일부 인터넷 사이트나 기업이 광고를 달기도 하고, 고의적으로 유해 웹사이트 링크를 걸기도 한다.
사이버공간을 통해 회원들 또는 불특정 다수의 사용자들 사이에 각종 정보를 주고받을 수 있는 인터넷 게시판이 활성화되면서 이런 행위에 대해 그 목적이 의심될 경우 '상술'이라는 말을 사용하기도 하였다.
댓글 문화가 점점 발전해 나가면서 댓글이 끼치는 영향을 이익과 연결하려는 현상이 발생하여 댓글 알바라는 신종 직업도 발생하였고 이들로 인해 피해를 입은 사람들이 나타나면서 사회문제가 되기도 하였다.
댓글은 많은 사람들이 자신의 의견이나 주장을 마음껏 펼 수 있다는 긍정적인 측면이 있는 반면, 인터넷 게시판의 익명성을 악용하여 악의적으로 남을 공격하고 상습적으로 남을 헐뜯거나 허위 사실을 퍼뜨리는 댓글 문화인 '악플문화'가 발전하는 부정적인 측면도 있다. '악플'은 '악성 리플'의 줄임말로 악성 댓글이라고도 한다.
악성 댓글은 언어 폭력인데, 그 대상이 여성인 경우 더 악랄한 댓글이 달리는 경향이 있다.
현행법상 인터넷에 비방 목적으로 허위 사실을 게재해 명예훼손을 할 경우 7년 이하의 징역이나 5000만 원 이하의 벌금을 물 수 있다.
악플도 형법상 모욕죄·협박죄, 정보통신망법상 사이버 명예 훼손죄 등으로 처벌할 수 있다.
선형대수학에서 스칼라곱(scalar곱, ) 또는 점곱()은 유클리드 공간의 두 벡터로부터 실수 스칼라를 얻는 연산이다.
스칼라곱이 유클리드 공간의 내적을 이루므로, 이를 단순히 '내적'이라고 부르기도 한다.
스칼라곱의 개념의 물리학 배경은 주어진 힘이 주어진 변위의 물체에 가한 일을 구하는 문제이다.
스칼라곱의 기호에는 가운뎃점 '⋅'을 사용하며, 수의 곱셈 기호와는 다르게 생략할 수 없다.
두 벡터의 좌표가 각각 formula_5와 formula_6라면, 이 둘의 스칼라곱은 같은 위치의 성분을 곱한 뒤 모두 합하여 얻는 값이다.
이 경우 스칼라곱의 정의는 벡터의 좌표에 의존하여 정의하지만, formula_2에 기존의 좌표계가 아닌 새로운 좌표계를 주더라도, 이 좌표계가 정규 직교 좌표계라면, 스칼라곱을 나타내는 공식은 바뀌지 않는다.
즉, 임의의 정규 직교 좌표계 아래 스칼라곱은 위치가 같은 두 좌표의 곱을 합한 것과 같다.
유클리드 공간의 벡터는 종종 열벡터로 간주되며, 이 경우 두 벡터 formula_11의 스칼라곱은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
이 경우 앞선 예시에서의 내적은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
스칼라곱은 기하학적 성질인 '길이'와 '각도'를 통해 다음과 같이 정의할 수 있다.
예를 들어, 만약 두 벡터의 길이가 모두 2이며, 둘 사이의 각도의 코사인 값이 1/2이라면, 이 두 벡터의 스칼라곱은 2 × 2 × 1/2 = 2이다.
이 정의에서 스칼라곱은 두 벡터의 길이와 위치 관계에만 의존하므로, 스칼라곱이 좌표계와 무관함이 더욱 뚜렷하다.
반대로 두 벡터를 똑같은 등거리 변환에 의하여 변환시켰을 때, 두 벡터의 스칼라곱은 변하지 않는다는 점 역시 정의로부터 자명하다.
몇 가지 특수한 각도의 경우는 다음과 같다.
또한, 이 정의로부터 두 벡터 사이의 각도를 구하는 다음과 같은 공식을 얻을 수 있다.
반면 스칼라곱이 만족시키지 않는 성질에는 다음이 있다.
스칼라 사영은 다음과 같이 단위 벡터와의 스칼라곱으로 나타낼 수 있다.
반대로, 스칼라곱은 다음과 같이 스칼라 사영과 벡터의 길이의 곱으로 나타낼 수 있다.
벡터 formula_77가 그림과 같다고 하면, 코사인 법칙은 다음과 같이 증명된다.
3차원 유클리드 공간 formula_79 속 벡터에 대한 곱셈은 그 밖에도 여럿 존재한다.
그러나 이는 3차원이 아닌 유클리드 공간에서 의미를 잃는다.
스칼라 삼중곱은 formula_79에서 스칼라곱과 벡터곱을 사용하여 정의된다.
벡터 삼중곱은 formula_79에서 두 번의 벡터 곱으로 정의된다.
세 벡터 formula_83의 벡터 삼중곱은 스칼라곱을 계수로 하는 선형 결합 전개식으로 나타낼 수 있으며, 이는 다음과 같다.
물리학의 여러 가지 개념은 스칼라곱을 통해 정의된다.
예를 들어, 일은 힘과 변위의 스칼라곱이며, 자기 선속은 자기 선속 밀도와 면적 벡터의 스칼라곱이다.
물론 변하는 힘이나 일정하지 않은 자기 선속의 경우 적분을 사용한다.
이러한 함수는 양의 정부호성을 만족시킨다.
즉, 영벡터가 아닌 복소수 벡터와 자기 자신의 스칼라곱은 항상
그러나 실수 벡터의 스칼라곱과 달리 쌍선형성을 만족시키지 않으며, 대신 다음과 같은 반쌍선형성을 만족시킨다.
또한 대칭성(교환 법칙) 대신 다음과 같은 켤레 대칭성을 만족시킨다.
이 경우, 영벡터가 아닌 두 복소수 벡터의 사잇각을 나타내는 공식은 다음과 같다.
만약 이 함수의 정의에서 켤레 복소수를 생략한다면, 이는 쌍선형성과 대칭성을 유지하지만 양의 정부호성을 잃는다.
사실, 양의 정부호성과 대칭성과 쌍선형성을 동시에 만족시키는 함수 formula_105는 존재하지 않는다.
이는 이러한 함수의 존재가 다음과 같은 모순을 가져오기 때문이다.
두 실숫값 함수 formula_116의 내적 formula_117은 급수 대신 적분을 사용하여 다음과 같이 정의할 수 있으며, 이 역시 양의 정부호성과 대칭성과 쌍선형성을 만족시킨다.
보다 일반적으로, 두 복소숫값 함수 formula_119의 내적 formula_120은 다음과 같으며, 이는 양의 정부호성과 켤레 대칭성과 반쌍선형성을 만족시킨다.
사이즈가 같은 두 실수 행렬 formula_122의 프로베니우스 내적() formula_123은 위치가 같은 두 성분의 곱들을 합한 결과이며, 대각합과 행렬 곱셈을 통해 나타낼 수도 있다.
보다 일반적으로, 두 복소수 행렬 formula_122의 프로베니우스 내적은 다음과 같다.
마이애미 말린스()는 미국 플로리다주 마이애미를 연고지로 하는 프로 야구 팀이다.
메이저 리그 내셔널 리그 동부 지구 소속이다.
뉴욕 양키스(New York Yankees)를 제외하고 가장 단시간 안에 2번째로 월드시리즈 우승을 차지한 팀이기도 하다.
또한 이 팀은 메이저 리그 역사상 유일하게 와일드 카드로만 두 번 플레이오프에 진출해서 두 번 다 우승한 팀으로, 지구우승이 없지만 리그 우승이 두 번 있는 건 그 때문이다.
미술수집상인 제프리 로리아가 현재 구단주로 있으며, 감독으로는 프레디 곤잘레스, 단장으로는 마이클 힐이 있으며 야구운영팀장으로는 래리 바인페스트가 있다. (직책상의 단장은 마이클 힐이지만, 실제 단장 역할은 바인페스트가 모두 하고 있다.)
콜로라도가 지난 95년에 포스트 시즌에 진출한 데에 자극을 받아 말린스는 97년에 마이애미 출신의 투수 알렉스 페르난데스, 내야수 보비 보니아, 외야수 모이스 알루 등 내로라 하는 자유계약선수들을 돈으로 끌어 모았다.
흔히 '말린스의 기적' 이라고 불리는 두 번의 우승은 많은 공통점을 지니고 있는데, 97년과 2003년 둘다 당시 와일드 카드로 월드 시리즈에 진출하여 우승했고, 베테랑 선수들과 루키계약을 맺고 있던 선수들의 대활약으로 우승했다는 것이다.
97년의 말린스 팀의 주축이 베테랑 위주였다면, 2003년에는 신예들이 위주였으며, 특히 이 차이는 투수력에서 많은 차이가 났다.
또한 특이한 점은 97년의 겨울에 있었던 이른바 '대방출' 사건으로, 이는 말린스 주력 선수들의 재계약들이 (재계약과 메이저 리그 계약)이 이 겨울에 몰려있었던 것으로, 연봉이 기하급수적으로 늘어날 것을 두려워한 구단주에 의해 대부분의 주력선수들이 유망주와 맞트레이드되는 조건으로 다른 구단으로 팔려나가게 된다.
이 현상은 2003년에도 어느 정도 지속되었고, 이 '대방출'은 2008년 초에 이루어진 돈트렐 윌리스와 미겔 카브레라, 이 두 선수를 디트로이트 타이거스에 유망주 6명을 받고 트레이드한 것으로 다시금 마무리되었다.
2008년 3월 31일 말린스 팀 연봉은 뉴욕 양키스 선수들인 알렉스 로드리게스나 제이슨 지암비 선수의 개인 연봉보다 적은 것으로 밝혀졌다.
대한민국 야구팬들에게는 한국인 1호 타자 메이저리거 최희섭(전 KIA 타이거즈)과 김병현(전 KIA 타이거즈)가 뛰었던 팀으로 잘 알려져 있다.
2012시즌부터 팀명을 마이애미 말린스로 변경하고 홈구장도 말린스 파크(2011년 11월 11일에 개장한다.)로 옮겼으며 이에 앞서 2006년 초 라스베이거스 샌안토니오 포틀랜드 노퍽 북부 뉴저지 이전설이 있었으나 무산됐다.
2019시즌엔 팀 로고, 유니폼, 경기장을 새롭게 바꾸었고 팀 색상도 주황색 대신 파란색으로 바뀌었다.
한식에는 여러 뜻이 있다.
전자기학(電磁氣學, )은 전기와 자기 현상을 탐구하는 학문이다.
전기와 자기는 전자기장을 이룬다.
자기 현상은 이미 기원전 2000년 무렵 중국 문헌에 등장하며, 전기 역시 기원전 700년 무렵 고대 그리스 세계에 알려져 있었다.
그러나, 전기와 자기가 전자기력이라는 동일한 기본 상호작용에 의한 현상이라는 점은 19세기에 와서야 밝혀졌다.
양털로 만든 옷감에 플라스틱 빗을 여러 번 문지른 후 머리카락에 갖다 대면 머리카락이 빗에 달라 붙는 것을 볼 수 있다.
이와 같이 물체가 전기를 띄게 되는 것을 대전되었다고 한다.
고대 그리스 시대의 철학자 탈레스는 호박(琥珀)을 마찰하면 호박에 작은 물체가 달라 붙는 것을 관찰하였다.
전기를 뜻하는 는 호박을 뜻하는 에서 온 것으로 추정된다.
위에 든 예와 같이 두 물체를 마찰하여 대전된 전기를 정전기라고 하는데, 정전기가 대전되는 까닭은 물체를 이루는 원자가 지니는 전자 가운데 일부가 적은 에너지로도 쉽게 원자에서 벗어날 수 있기 때문이다.
이렇게 원자로부터 벗어나 움직이는 전자를 자유 전자라고 한다.
금속과 같이 자유 전자를 많이 지닌 물질은 언제나 전자들이 쉽게 이동하기 때문에 대전되었더라도 다른 물체와 닿게 되면 전기가 쉽게 전달되어 버린다.
이런 물체를 도체라고 한다.
반면에 고무나 유리와 같은 물질은 자유전자가 매우 적어서 한 번 대전되면 전하를 비교적 오랫동안 유지하게 된다.
이런 물체를 부도체라고 한다.
물질 가운데에는 상태에 따라 도체와 부도체의 성질을 모두 가질 수 있는 것도 있다.
이런 물질들은 반도체라고 부른다.
반도체는 최근 여러 전자 제품에 널리 사용되고 있다.
전기에는 서로 다른 두 종류의 전하가 있어서 같은 것은 밀쳐내고 다른 것과는 끌어당긴다.
18세기 미국의 과학자이자 정치가였던 벤저민 프랭클린은 두 전하를 한 쪽은 양 전하, 다른 쪽은 음 전하라고 이름 붙였다.
이런 척력과 인력의 크기는 물체가 갖고 있는 전하의 양과 두 물체 사이의 거리에 관계된다.
이렇게 정전기로 대전된 두 물체 사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙으로 계산될 수 있다.
어떤 공간에 대전된 한 개의 물체가 있다고 할 때, 이 물체 근처로 지나가는 다른 대전된 물체는 쿨롱의 법칙에 따라 서로의 거리가 가까워 질 수록 더 강한 힘을 받게 된다.
반대로 일정 거리 이상 멀어지면 두 전하 사이의 힘은 무시될 수 있을 정도로 작아질 것이다.
이렇게 하나의 전하에서 만들어지는 전기력이 영향을 미치는 범위를 전기장이라고 한다.
전기장의 세기는 어떤 위치에 있는 물체가 단위 전하당 얼마만큼의 힘을 받는지로 계산한다.
국제단위계로 나타내면 쿨롱당 뉴턴, 즉 formula_1로 나타낸다.
물체에 고여있는 정전기와 달리 전류는 양전하에서 음전하로 흐르는 전기의 흐름이다.
1800년 이탈리아의 과학자 알레산드로 볼타는 황산 수용액에 구리막대와 아연막대를 담은 후, 두 막대를 금속선으로 이어 전지를 발명하였다.
볼타 전지는 최초로 전류를 지속적으로 공급하는 장치였다.
고대 중국에서는 자석에 철이달라붙는 다는 사실과 자석이 남북을 가리킨다는 사실을 알고 있었다.
고대 중국인들은 이러한 성질을 이용하여 나침반을 만들어 사용하였다.
나침반은 세계 여러 곳에 전파되어 항해에 필수적인 장비가 되었다.
자석은 전하와 같이 같은 극끼리는 밀치고 다른 극끼리는 잡아당기는 힘이 작용한다.
관례적으로 자석에서 북극을 가리키는 쪽을 N극, 반대편을 S극이라고 한다.
물질이 자기를 띄게 되는 것은 원자가 스스로 전류 고리를 갖기 때문이다.
원자핵의 자전과 원자핵 주변을 돌고 있는 전자의 공전과 자전때문에 원자에 전류 고리가 생기고 이 때문에 원자 자체에 N극과 S극의 성질을 나타내는 자기쌍극자가 형성된다.
전기의 기본 단위인 전하가 음전하 또는 양전하 홀로 존재할 수 있는 것과는 다르게 자기는 자기쌍극자에 의해 발생하는 현상이기 때문에, 기초 단위에서부터 N극과 S극이 동시에 존재한다.
자석에 철과 같은 물질이 달라붙는 현상을 자기라고 하고, 자석에 달라붙는 물질을 자성체라고 한다.
널리 알려진 자성체로는 철 이외에 니켈과 같은 것이 있다.
자기에 반응하지 않는 물질은 비자성체라고 하며, 이 외에 자석에 아주 약하게 반응하는 알루미늄, 크롬과 같은 물질은 상자성체, 구리, 금, 은과 같이 자석이 가까이 가면 약하게 반발하는 물질은 반자성체라고 한다.
대부분의 물질은 원자단위의 자기쌍극자가 무질서하게 놓여져 있기 때문에 서로간의 자기가 상충되어 자성을 띄지 않지만, 철이나 니켈같은 물질들은 원자의 배열이 자기가 한 쪽 방향으로 정렬되기 쉽도록 되어 있어서 쉽게 자성을 띄게 되고 한 번 자석이 되면 계속하여 자성을 유지하게 된다.
자성을 잃지 않고 계속 지니는 자석을 영구 자석이라고 한다.
철 막대를 자석의 한 극으로 내려 치면 철 원자의 자기쌍극자가 한 쪽으로 정렬되어 영구 자석이 된다.
한편, 영구 자석이 된 철이라고 하더라도 약 770℃ 가 되면 자성을 잃는데, 열에 의해 원자가 무질서하게 운동하기 때문이다.
전기장과 마찬가지로 자기가 미치는 공간을 자기장이라고 한다.
위에 설명한 바와 같이 자기의 단위 자극인 자하는 전하와 달리 홀로 존재하지 않고 언제나 쌍극자로 존재하므로 N극에서 나와 S극까지 이어지는 하나의 자기 흐름을 생각할 수 있다.
이렇게 하나의 폐곡선으로 연결되는 자기 흐름을 자기력선이라고 하는데, 자기장은 일정 공간에 자기력선이 얼마나 많이 모여있는지와 그렇게 모인 자기력선이 얼마나 센 지를 고려하여야 한다.
자기력선이 일정 공간에 얼마나 많이 모여 있는지는 자기 선속 밀도(磁氣線束密度)라고 하며, 관례적으로 formula_2로 나타낸다.
한편, 특정 위치에서 자기장의 세기는 formula_3로 나타내는데, 그곳에 놓인 자하가 받는 힘을 뜻한다.
국제단위계에서는 자기장의 단위로 테슬라(T)를 사용하지만 일반적으로는 가우스(G)가 더 많이 쓰인다.
자기장의 경우에 자기 선속 밀도와 자기장의 세기가 다른 까닭은 자기장이 통과하는 매질마다 자기장을 전달하는 비율이 다르기 때문이다.
어떤 물질이 자화되어 자기장을 전달하는 비율을 투자율(透磁率)이라고 하고 그리스 문자 μ로 나타낸다.
투자율은 물질마다 고유의 값이 있는데 투자율이 수백에 근접하는 강자성 물체를 제외하면 대부분의 물질은 1에 가까운 투자율을 가지고 있다.
진공 또는 자유공간의 투자율은 특히 μ 0로 나타내며, 그 값은 formula_4이다.
즉, 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.
전기와 자기는 아주 오래전부터 알려진 현상이었지만, 이 둘이 사실은 같은 상호 작용이란 것은 19세기에 와서야 밝혀졌다.
1820년 덴마크의 과학자 한스 크리스티안 외르스테드는 전류가 흐르는 도선 가까이 나침반을 두면 나침반의 바늘이 가리키는 방향이 변하는 것을 관찰하고 전류와 자기 사이에 연관이 있음을 밝혀냈다.
프랑스의 과학자 앙드레마리 앙페르는 외르스테드의 논문을 읽고 자신도 같은 실험을 하여 전류가 흐르는 도선에 생기는 자기장의 방향을 관찰하였다.
앙페르는 전류가 오른손의 엄지손가락 방향으로 흐를 때 자기장은 나머지 네 손가락을 말아쥔 방향으로 형성된다는 것을 밝혔는데, 오른손 엄지를 위로 치켜 든다면 나머지 말아 쥔 네손가락은 반시계방향을 나타내게 된다.
이러한 발견은 앙페르의 오른나사 법칙이라는 이름으로 널리 알려지게 되었고, 훗날 수리 모형이 만들어져 앙페르의 회로 법칙이 수립되었다.
1824년 영국의 과학자 윌리엄 스터전은 전류에서 발생하는 자기장을 이용하여 전자석을 만들었다.
스터전이 처음 만든 전자석은 말굽 모양의 철심을 자기 코어로 이용한 것이었다.
스터전은 자기 코어에 굵은 구리 전선을 18 번 감아 전자석을 만들었다.
당시에는 오늘날과 같은 절연체가 없었기 때문에 스터전은 구리 도선에 바니시를 발라 절연체로 사용하였다.
전류가 자기장을 만든다는 사실이 알려지자, 자기장에서도 전류를 만들 수 있지 않을까 하는 의문을 갖는 것은 어찌보면 당연한 것이었다.
1831년 마이클 패러데이는 자석을 도선 가까이에서 움직이면 전류가 생긴다는 것을 밝혀내었다.
패러데이는 영구 자석이든, 전자석이든 자기장을 형성하는 것이기만 하면 도선가까이에서 움직이면(즉, 자기장의 변화가 일어나면) 전류가 생긴다는 것을 알아내고 이를 정리하여 패러데이 전자기 유도 법칙을 발표하였다.
자기에서 전기가 유도될 수 있다는 것이 알려지자, 이것을 이용한 많은 기술들이 발명되었다.
니콜라 테슬라는 전자기 유도를 이용하여 교류 발전기를 발명하였다.
1864년 제임스 클러크 맥스웰은 기존의 전기와 자기에 대한 이론의 수리 모형들을 약 20개의 방정식으로 정리하였다.
맥스웰은 나중에 의미가 같은 방정식들은 과감히 생략하고 본질적인 네 개의 방정식으로 정리하였다.
이를 맥스웰 방정식이라고 한다.
맥스웰 방정식이 다루는 전자기학의 법칙은 다음과 같다.
맥스웰은 전자기학에 대한 법칙들의 수리 모형을 정리하면서 로런츠 힘은 다루지 않았다.
로렌츠 힘은 전하를 띈 물체가 전기장 안에서 받는 힘을 뜻한다.
오늘날 전자기학은 맥스웰 방정식과 로런츠 힘을 기반으로 하고 있다.
맥스웰은 맥스웰 방정식을 정리한 후, 자계가 사인파와 같은 파동을 보이며 변화한다면 전계 역시 그에 따라 사인파 파동을 만들어 내게 될 것이고, 그 반대도 마찬가지 일 것이므로, 전기와 자기의 성질을 모두 갖는 파동, 즉 전자파가 존재할 것이라고 예측하였다.
맥스웰이 예측한 전자파는 1888년 하인리히 루돌프 헤르츠의 실험을 통해 증명되었다.
이후, 전기 회로에서 생성된 전자파를 안테나를 통해 방출하거나 수신할 수 있다는 것이 알려지게 되었고, 이를 이용하여 무선 통신이나 방송과 같은 전자파를 이용한 기술들이 발명되었다.
전기(電氣, )란 전하의 존재 및 흐름과 관련된 물리현상들의 총체이다.
전기는 번개, 정전기, 전자기 유도, 전류 등 일상적인 효과들의 원인이다.
또한 전기는 전파 따위의 전자기 복사를 발산하고 또한 수집할 수 있다.
물리학에서 다루는 전기는 다음과 같은 다양한 형태로 나타난다.
전기공학에서는 전기를 다음과 같이 사용한다.
전기에 관한 지식이 존재하기 오래 전부터 사람들은 전기물고기의 전기충격 능력을 인지하고 있었다.
기원전 2750년의 고대 이집트 문헌에는 이 물고기들을 "나일 강의 뇌신"이라 부르며 다른 모든 물고기의 "수호자"라고 했다.
이후 1천년기가 지난 뒤 고대 그리스, 로마, 이슬람 박물학자들과 의사들도 전기물고기의 존재를 기록했다.
대 플리니우스나 스크리보니우스 라르구스 같은 고대 사람들은 전기메기 및 전기가오리의 전기충격 효과 및 그 충격이 충격을 전달(오늘날 용어로 전도)할 수 있는 물체를 따라 이동한다는 것을 알았다.
통풍이나 두통이 있는 환자들에게 정신이 번쩍 들어 치료가 되라고 전기물고기를 만지게 하는 처방도 이루어졌다.
번개와 여타 출처의 전기가 같다는 것을 최초로 발견한 이들은 아랍인들일 것이다.
15세기 이전부터 아랍어에서는 전기가오리를 가리키는 말로 "번개()라는 말을 사용했다.
지중해 주변의 고대 문화에서는 특정한 물체. 예컨대 호박을 고양이 털로 문지르면 깃털 같은 가벼운 물체를 끌어당긴다는 것을 알고 있었다.
밀레투스의 탈레스는 기원전 600년경 정전기에 관한 다양한 관찰을 남겼다.
그는 마찰이 호박을 자성을 띠게 하며, 이는 자철석과 같은 문지르지 않아도 자성을 가지는 광물과 대조되는 성질이라고 생각했다.
탈레스는 마찰된 호박의 인력 작용이 자성의 효과라고 생각한 점에서 틀렸다.
그러나 훗날의 과학자들은 자기와 전기 사이의 관계를 밝혀냈다.
논란이 많은 학설에 따르면 파르티아인들이 전기도금의 원리를 알고 있었지도 모른다. 1936년 발견된 바그다드 전지가 그 증거로 제시되는데, 이 유물은 마치 갈바니 전지와 흡사하다.
그러나 이 유물이 전기적 성질을 정말 가지고 있었는지 여부는 불확실하다.
그러나 17세기 이전까지 전기는 단순히 지식인들의 호기심 대상에 불과했다.
1600년 잉글랜드의 과학자 윌리엄 길버트가 전기와 자기에 대한 세심한 연구를 수행하여 자철석 효과와 정전기 효과는 서로 다른 것임을 구분해냈다.
길버트는 문지른 호박이 작은 물체를 끌어당기는 효과를 가리키기 위해 라틴어로 "엘렉트리쿠스( &lt; )"라는 용어를 고안해냈다.
이것이 영어 낱말 "electric" 과 "electricity"의 어원이 되었으며, 이 두 낱말은 토머스 브라운의 《프세우도독시아 에피데미카》(1646년)에서 처음 사용되었다.
그러나 나중에 다시 연구해보니 1646년보다 더 앞선 1435년에 안토니오 맥서니의 프라도니칸 길버르튼이라는 연구책에서 이 두 낱말을 언급한적이 있는 것으로 밝혀졌다.
이후 오토 폰 게르니케, 로버트 보일, 스티븐 그레이, 샤를 프랑수아 드 시스테르네 등이 전기에 관한 연구를 계속했다.
18세기 벤저민 프랭클린은 사재를 팔아가면서 전기에 관한 광범위한 연구를 수행했다.
프랭클린은 1752년 6월 물에 적신 연줄 끝에 금속 열쇠를 매달고 천둥치는 날 연을 띄웠다고 흔히 알려져 있다(다만 프랭클린이 이 실험을 정말 했는지 여부는 확실하지 않다). 열쇠를 통해 그의 손등으로 전달된 스파크는 번개가 전기적 현상임을 확실히 알게 하였다.
또한 프랭클린은 음전하와 양전하라는 개념을 내놓아 전하 저장 장치인 라이덴병의 역설적인 것처럼 보이는 성질이 사실 역설이 아님을 설명해냈다.
1791년 루이지 갈바니가 생물전기의 발견을 발표했다.
이는 전기가 뉴런을 통해 근육에 신호를 전달하는 수단임을 의미하는 것이다.
1800년 알레산드로 볼타는 아연판과 구리판을 겹쳐 만든 볼타 전지를 개발하여 과학자들이 그전까지 사용되던 정전기 기계보다 안정적으로 전기를 사용할 수 있게 하였다.
1819년-1820년에는 한스 크리스티안 외르스테드와 앙드레마리 앙페르가 전기 현상과 자기 현상이 사실 같은 것이라는 전자기 개념의 단초를 발견했다.
1821년 마이클 패러데이는 전동기를 발명했고, 1827년에는 게오르크 옴이 전기회로를 수학적으로 분석해냈다.
그리고 1861년-1862년, 제임스 클러크 맥스웰이 유명한 논문 〈물리적 역선에 관하여〉에서 전기와 자기(와 빛)을 하나로 통합하였다.
이렇듯 19세기 초가 전기과학의 급속한 발전 시대였다면, 19세기 말은 전기공학의 엄청난 진보가 이루어진 시기이다.
알렉산더 그레이엄 벨, 블라시 오토, 토머스 에디슨, 갈릴레오 페라리스, 올리버 헤비사이드, 예디크 아노이시, 켈빈 남작, 찰스 앨저넌 파슨스, 베르너 폰 지멘스, 조지프 스완, 니콜라 테슬라, 조지 웨스팅하우스가 모두 이 시대 사람들이다.
그들은 전기를 과학적 호기심의 대상으로부터 근대적 생활에 필수불가결한 도구로 전환시켰고, 이는 제2차 산업혁명을 견인하는 동력이 되었다.
1887년, 하인리히 헤르츠가 자외선을 쬔 전극이 전기 스파크를 더 잘 발생시킨다는 것을 발견했다.
1905년 알베르트 아인슈타인은 이것이 이산적인 양자의 형태로 전달되는 빛의 에너지가 전자에 에너지를 전달하는 광전효과로 인한 것임을 밝혔다.
이는 양자혁명의 단초가 되었다.
아인슈타인은 “광전효과 법칙의 발견”에 대한 공로로 1921년 노벨 물리학상을 수상했다.
광전효과는 태양광판을 비롯한 광검출기에 이용되는 원리로서 오늘날 상업적 전기 생산에도 많이 쓰이고 있다.
전하(電荷, electric charge)는 전기현상을 일으키는 주체적인 원인으로, 어떤 물질이 갖고 있는 전기의 양이다.
특히 공간에 있는 가상의 점이 갖는 전하를 점전하라고 하고, 전하의 양을 전하량이라고 한다.
전하의 국제 단위는 쿨롱이며, 기호는 C이다.
1 쿨롱은 매우 큰 단위이며, 약 6.25×10의 18제곱 개의 전자나 양성자들의 전하의 양이다.
전하는 음의 전하와 양의 전하가 있다. (이는 질량과 같이 양의 값만 있는 다른 물리량과 다르다.) 통상적으로 양성자나 양전자 따위의 전하를 양으로, 전자 등의 전하를 음으로 놓는다.
전류는 물분자가 전하와 함께 이동하는 상태를 뜻한다.
전기는 물분자가 가지는 전하의 상태를 의미하고,
물분자의 수소원자의 전하가 양전하 상태를 갖고
물분자의 산소원자가 음전하의 상태를 가지며
물분자 크기 180pm이내에서 갖는 전하는 한국과학으로 직류전기로 표기되어 있다.
그러므로 전류와 전기의 구분은 물분자가 전기도체인 구리선과 함께 움직이느냐와 물분자의 수소원자 전하와 산소원자의 전하가 개별적으로 움직이느냐에 따라 전기와 전류가 한국과학으로 명확하게 구분되어야 한다.
전기를 띤 물체 주위의 전기 작용이 존재하는 공간. 전계(電界). 전장(電場).
전기적인 위치에너지 전압과 비슷한 개념이다.
철심에 코일을 감고 코일에 전류를 흘리게 되면 철심이 자성을 띄게 되는데 이것을 전자석이라고 한다.
전기화학은 물질간의 전자의 이동과 그것들에 의한 여러 현상을 취급하는 화학의 한 분야이다.
물리화학, 분석화학, 화학공학 등과의 연관이 깊다.
전기 회로는 전기가 흐를 수 있도록 전원과 함께 설치된 닫힌 회로다.
회로에는 저항기, 축전기, 코일 등 다양한 전기적 소자가 전기 전도체인 전선에 의해 연결된다.
직류에서의 전력 공식은 P=VI
교류에선 전력이 세가지로 피상전력,무효전력,유효전력이 있다.
전자공학은 구동력으로서 전력을 이용하는 구성장치, 시스템 또는 여러 장비들을 개발하기 위하여 전자들의 운동에 대한 영향과 행동에 대한 과학적 지식을 연구하는 공학의 한 분야이다.
전자기파는 특정 전자기적인 과정에 의해 복사되는 에너지이다.
가시광선도 전자기파에 속하며 전파, 적외선, 자외선, X선 같은 전자기파들은 우리 눈에 보이지 않는다.
고전 역학에서 전자기복사는 동시에 진동하는 전기장과 자기장으로 구성된 전자기파로 이루어진다.
또한 이들은 진공에서 빛의 속력으로 전달된다.
두 장의 진동은 서로 수직이며 진행방향에 수직이고 횡파이다.
전자기파는 진동수가 크거나 작은 순서대로 전자기파 스펙트럼을 형성하는데 여기에 라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선이 포함된다.
클레이튼 크리스텐슨(Clayton Christensen)은 파괴적 기술이 아주 잘나가는 기업들을 몰락시키는 일이 얼마나 자주 일어나는지를 조명함으로써 경제학계에서 명성을 얻었다. '전기화'는 역사상 가장 파괴적인 기술 중 하나였다.
이는 21세기의 ICT 혁명에 따른 '디지털화'에 버금가는 수준이었다.
20세기의 처음 몇십 년 동안 전기화는 미국 제조업에 마치 대량 멸종에 흡사한 위기를 야기했다.
20세기가 시작될 때 미국의 제조업은 '산업의 트러스트(industrial trusts)'라고 불리는 기업들이 지배하고 있었다.
이 기업들은 합병을 통해 독접적 지위를 구축한 대기업들이었다.
이 대기업의 소유주들은 생산, 구매, 유통, 판매 등에서 규모의 경제를 이용하고자 했다.
몇몇 트러스트 소유주들은 시장을 독접함으로써 가격을 결정할 힘을 확보할 만큼 거대한 기업 집단을 구축하기를 원했다.
1904년에 발표된 한 조사 결과를 보면 그런 트러스트가 300개가 넘었다.
당시 미국 산업 트러스트는 장기간 동안 지배를 유지할 것처럼 보였다.
자본이 충분했고, 1세대 전문 경영자들이 운영했고, 새로운 기술에 결코 적대적이지 않았다.
미국 산업 트러스트는 전신을 통해 통신하고, 철도로 상품을 실어 나르는 것이 좋다는 점을 금방 알았으며, 공장을 증기력에서 전력으로 바꿀 의향도 갖고 있었다.
그러나 전기화가 확산될 때 이를 계속 실행해 나갈 수 있을 정도로 - 즉 사업 분야의 많은 영역들에서 - 모두가 자원과 역량이 충분했던 것은 아니었다.
또 11퍼센트는 "서류상으로 좋은 점과 나쁜 점이 뒤섞인 ... '비틀거리는' 집단들이었다. ...
대체로 조사한 기간 중 최근 몇 년 사이에 상황이 더 나빴다"고 밝혔다.
살아남은 트러스트 중 대부분은 규모가 훨씬 축소되었다.
경제학자 리처드 케이브스(Richard Caves) 연구진이 조사한 바에 따르면, 1905년에 시장 지배력을 발휘한 기업 중 49곳이 1929년에도 존속했지만, 이 기업들의 시장점유율은 평균 69퍼센트에서 45퍼센트로 3분의 1 이상 감소되었다고 한다.
전하(電荷, )는 전자기장내에서 전기현상을 일으키는 주체적인 원인이다.
특히 공간에 있는 가상의 점이 갖는 전하를 점전하라고 하고, 전하의 양을 전하량(Q)이라고 한다.
전하의 국제단위는 쿨롱이며, 단위기호는 C이다.
1 쿨롱은 매우 큰 단위이며, 약 6.25개의 전자나 양성자들의 전하량이다.
반대로, 전자 또는 양성자 한 개의 전하량은 1.6021773349 쿨롱이며, 이를 기본 전하라고 부른다.
또한, 전하는 음의 전하와 양의 전하가 있다. (이는 질량과 같이 양의 값만 있는 다른 물리량과 다르다.) 통상적으로 양성자나 양전자 따위의 전하를 양으로, 전자 등의 전하를 음으로 놓는다.
이렇게 전하를 띄는 물체는 대전체(帶電體)로 부른다.
고대 그리스 시대에 이미 호박을 문지르면 옷자락이나 먼지 같은 것들이 달라붙는 다는 것이 알려져 있었다.
유럽의 언어들에서 전기를 뜻하는 단어들(, , )은 호박을 뜻하는 에서 기원하였다.
18세기 중엽 벤저민 프랭클린은 뇌우 속으로 연을 날리는 매우 위험한 실험을 통해 번개가 호박에 의해 발생되는 것과 동일한 전기임을 입증하였다.
같은 종류의 전하 사이에서는 척력이 작용하고 다른 종류의 전하 사이에서는 인력이 작용한다.
이 두 종류의 전하를 양전하와 음전하라고 한다.
물체가 양전하 또는 음전하를 띄게 되는 근본적인 이유는 기본 입자의 전하 때문이다.
전자는 음전하를 띄고 두 개의 위 쿼크와 하나의 아래 쿼크로 이루어진 양성자는 양전하를 띈다.
기본 입자를 고려하지 않는 원자 단위 이상에서 전하량은 모두 전자 한 개의 전하량인 1.6021773349 에 대한 정수배로 존재한다.
즉, 일반적인 경우 전자 한 개가 갖는 전하량이 전하량의 최소 기준으로 사용될 수 있다.
일반적으로 원자는 양성자와 전자의 수가 균형을 이루어 전기적으로 중성인 상태에 있다.
그러나, 원자의 가장 바깥 껍질에 위치한 전자는 상대적으로 약하게 결합되어 있기 때문에 마찰과 같은 물리적 힘에 의해 쉽게 원자에서 벗어나게 된다.
이렇게 한 물질에서 다른 물질로 전자들이 이동하게 되면 전자를 잃은 쪽 물질은 양전하를 띄게 되고 반대편의 물질은 음전하를 띄게 된다.
마찰과 같은 것에 의해 축적되어 흐르지 않는 전기를 정전기라고 한다.
전기가 잘 흐르지 않는 부도체가 마찰하면 정전기가 발생한다.
예를 들어 건조한 겨울철 고무나 플라스틱으로 된 밑창이 달린 신발을 신고 걷는다면 마찰로 인해 우리 몸에 정전기가 발생할 것이다.
이렇게 발생된 정전기는 자동차 문 손잡이와 같은 금속을 만나면 전기충격을 줄 수도 있다.
저울을 이용하여 두 점전하 사이에 작용하는 힘을 측정하고, 두 전하 사이에서 작용하는 힘은 두전하 크기의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다는 쿨롱의 법칙을 발견하였다.
위 실험 결과를 식으로 나타내면 다음과 같다.
따라서, 각각 1C의 크기를 갖는 두 전하가 1m의 거리에 있을 때 발생하는 힘은 다음과 같이 계산될 수 있다.
즉, 각각 1C의 전하량을 갖는 두 점전하가 1m의 거리에 있을 때 발생하는 힘은 10t 트럭 10만 대와 맞먹는다.
이렇게 큰 힘이 기준 단위가 된 것은 전기에 대한 상세한 지식이 없는 시절에 이를 측정 단위로 삼았기 때문이다.
실제 일상 생활에서 발생하는 정전기의 전하량은 대략 에서 쿨롱 정도에 불과하다.
하나의 전자가 갖는 전하량은 너무 작기 때문에 실제 전하량을 측정하는 SI 단위인 쿨롱은 6.24150962915265개의 전자가 한꺼번에 수송하는 전하량을 사용한다.
이 때 전류의 단위 암페어는 1초 동안 1쿨롱의 전하가 흐른 것으로 이해될 수 있다.
쿨롱 법칙() 또는 쿨롱 힘 법칙()은 두 전하 입자 사이에 작용하는 정전기적 인력이 두 전하의 곱에 비례하고, 두 입자 사이의 거리(formula_1)의 제곱에 반비례한다는 법칙이다.
역제곱 법칙의 하나다. 1785년 샤를 드 쿨롱이 발표했다
두 전하의 부호가 같으면 밀어내고, 다르면 끌어당긴다.
즉, 각각 1C의 전하량을 갖는 두 점전하가 1m의 거리에 있을 때 발생하는 힘은 1t 트럭 100만 대와 맞먹는다.
쿨롱 법칙은 만유인력의 법칙과 같이 역제곱 법칙, 즉 전하를 띤 두 물체 사이에 가해지는 힘이, 거리의 제곱에 반비례한다.
이는 공간이 3차원일 때 일정한 밀도로 퍼져나가는 전기장이 어떤 거리에서 2차원 면을 이루는 것과 관계가 있다.
전기장(electric field)은 관찰 대상인 전하를 띤 물체가 공간 상의 어느 점 P에 있는 시험 전하에 가해주는 단위 전하량 당 전기력을 뜻한다.
즉, 시험 전하가 느끼는 전기력을 시험 전하의 전하량으로 나눈 값이다.
전기장은, 어느 전하가 다른 전하에 전기력을 가할 때, 순간적인 원격 작용이 아니라 이러한 전기력을 매개해줄 공간이 필요하다고 생각하여 만든 개념이다.
즉, 전기력이 갖고 있는 원격력의 성질을 설명하기 위해 도입한 개념이다.
전하가 주위에게 전기력을 행사하기 위해 주위공간을 적합하게 변형시킨 것이 전기장이다.
또 다르게 말하면, 전기장은 공간상에 전하가 존재할 때, 그 전하에 의해 생기는 공간상 각 지점의 전위의 기울기를 말한다.
전위의 기울기이기 때문에, 단위는 V/m가 된다.
또한 일반적으론, 공간상의 한 점의 전기장의 크기는 그 지점에 단위전하(+1 C)을 놓았을 때 그 전하가 받는 전기력으로 정의한다.
따라서 단위는 N/C이며, 단위는 위와 동일하게 V/m이다.
formula_11가 두 전하 사이의 중점으로부터 특정 위치까지의 거리이고, formula_12는 전기 쌍극자모멘트라고 할 때, 다음 공식이 성립한다.
가우스 법칙()은 폐곡면을 통과하는 전기 선속이 폐곡면 속의 알짜 전하량과 동일하다는 법칙이다.
맥스웰 방정식 가운데 하나다.
가우스 법칙은 미분 형태와 적분 형태가 있다.
두 형태는 발산정리에 대등하다.
가우스 법칙의 적분 형태는 다음과 같다.
여기서 formula_2는 변위장(전속밀도), formula_3는 표면 "A" 위의 미소 면적을 나타내는 벡터 (그 지점의 접평면에서 바깥쪽을 향하는 법선 벡터), formula_4는 폐곡면 속의 알짜 자유 전하량이다.
가우스 법칙의 미분 형태는 다음과 같다.
위 공식은 자유 전하에 대한 가우스 법칙이다.
분극 전하를 포함한 모든 전하에 대한 공식은 다음과 같다.
카를 프리드리히 가우스가 1835년에 발견하고, 1867년에 발표하였다.
전위(, ) 또는 전기 퍼텐셜은 시간에 따라 변하지 않는 전기장에서 단위 전하가 가지게 되는 전기적 위치 에너지다.
국제단위계에서 단위는 볼트다.
맥스웰 방정식에 따르면 formula_1인데, 정전기학에서는 전하가 움직이지 않으므로, 자기장이 없고, 따라서 이 값이 0이 된다.
즉 formula_2의 회전이 0이 되므로 이를 어떤 스칼라함수의 기울기로 표현할 수 있다.
위치 에너지가 절대적인 값이 아니라, 두 지점 사이의 위치 에너지 차이만이 절대적인 값인 것처럼, 전위 또한 상대적인 값이다.
즉 특정 지점의 전위는 임의로 정의할 수 있고, 두 지점의 전위차만이 물리적 의미를 갖는다. (전위차는 전압이라고도 불린다.) 수학적인 이유는 formula_4에 어떤 상수를 더해준 값인 formula_7에 대해서도 formula_8가 되어 같은 전기장이 나오기 때문이다.
다만, 이론 물리학에서는 통상적으로 계에서 "무한히 먼 곳"에서의 전위를 0으로 놓는다.
전기 회로에서는 보통 접지(接地, )의 전위를 0으로 놓거나, 아니면 회로도에 어느 점의 전위를 0으로 정의하는지 표시한다.
전위는 에너지와 전하의 비(단위전하가 가지고 있는 정전기 퍼텐셜 에너지)이다.
즉, 전위의 국제 단위인 볼트는 다음과 같다.
두 점의 전위차(formula_13)는 두 점 사이의 전기장을 선적분 한 값이다.
이때, 전기장은 보존장이기 때문에 적분구간의 모양은 상관 없고, 적분구간의 시작점과 끝점만 중요하다.
하나의 점전하에 의해 생기는 전위.
여러 점전하에 의해 생기는 전위.
대전입자 계의 전기 퍼텐셜 에너지.
축전에는 다음과 같은 뜻이 있다.
전하의 흐름은 전선과 같은 도체, 전해질의 특성을 갖는 이온, 플라스마 등에서 일어난다.
전류의 SI 단위는 암페어로 1 암페어는 1 초 당 1 쿨롱의 전하가 흐르는 것을 뜻한다.
암페어는 기호 A로 표기한다.
전류는 일정 시간 동안 흐른 전하량의 비율로 정의된다.
전류의 SI 단위는 암페어이고 기호 A로 표기한다. 1 암페어는 1 초에 1 쿨롱의 전하가 흐른 것을 뜻한다.
전류의 종류로는 도체에서 일어나는 전하의 흐름인 전도 전류와 진공관과 같은 것에서 일어나는 전하를 갖는 대전 입자의 흐름인 대류 전류가 있다.
전도 전류는 금속과 같은 도체에서 원자는 물체의 결합구조를 유지한채 전자의 이동만으로 이루어지는 전류인 반면, 대류 전류는 대전 입자 자체가 이동하여 일어나는 전류이다.
대류 전류는 전도 전류와 달리 옴의 법칙을 따르지 않는다.
전류의 방향에 대해 수직인 단면에서 단위면적 당 전류의 세기를 전류밀도라고 한다.
정의에 따라서 전류와 전류밀도 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
전류밀도는 전류의 종류에 따라 전도전류밀도와 대류전류밀도로 구분된다.
도체에서 일어나는 전하의 흐름인 전도 전류는 한 방향으로 연속하여 흐르는 직류와 일정한 주기에 따라 전류의 방향이 바뀌는 교류로 구분된다.
직류와 교류의 전류 흐름이 다른 것은 전류를 만드는 방식의 차이 때문이다.
전지와 같이 일정한 전위차가 유지되는 전원에 연결된 전기회로는 양극에서 음극으로 지속적인 전류가 흐르게 된다.
한편, 교류는 발전기와 같은 것을 전원으로 한 전류이다.
현재 대부분의 가정에는 교류전원이 공급되나, 가전제품에는 주로 직류가 사용되기 때문에, 대부분의 전기 제품은 교류를 직류로 바꾸는 정류기를 사용하거나 둘 다 같이 사용할 수 있도록 되어 있는 경우가 많다.
전류가 흐르는 도선에는 오른쪽 그림과 같이 자기장이 형성되는데 이를 앙페르의 회로법칙이라고 한다.
앙페르의 회로법칙은 전자기역학의 성립에 큰 영향을 미쳤다.
직류 전기회로에서 전류의 세기는 전원의 전압과 회로의 전기저항에 의해 결정되어 전압의 크기에 비례하고 전기저항의 크기에 반비례한다.
이를 옴의 법칙이라 한다.
한편 교류에서는 전기저항 대신 다음의 식과 같이 임피던스가 전류의 세기에 관계한다.
따라서, 비록 저항이 직접 관여하지는 않지만 교류에서도 여전히 옴의 법칙이 성립한다고 할 수 있다.
전기회로에서 실제 전자의 흐름은 음극(-)에서 양극(+)으로 진행한다.
그러나, 최초 정의한 전류의 흐름은 실제 전자의 운동과 다르게 양극(+)에서 음극(-)인 양전하의 흐름으로 알려졌다.
이처럼 실제 전류가 흐르는 방향이 정반대로 정의한 까닭은 전류의 흐름을 발견할 당시 과학자들이 전자의 존재를 몰랐기 때문이다.
정공, 양이온처럼 양전하의 이동으로 말미암아 발생한 전류의 방향은 양전자의 이동 방향과 같은데, 양전하가 이동할 때나 음전하가 이동할 때 만들어진 전류에 현상적인 차이는 없으므로 옛부터 전류의 방향을 양전하의 흐름으로 통일하였다.
1830년대 마이클 패러데이는 아래 그림처럼 전해전도 실험을 하였다.
패러데이는 이 실험을 통해 전해질의 전도를 통해 축적한 은의 양을 측정하여 전류의 이동을 입증하였으며, 현대 SI 단위를 정의하기 전까지 전류의 단위 1 암페어는 "1초 동안 0.001118 그램의 은을 축적한 전류의 세기"로 정의했었다.
또한, 패러데이는 계속하여 새로운 은 원자를 제공하는 은막대를 양극(anode), 은 원자가 축적되는 강철 쪽을 음극(Cathode)로 정의하고 전류가 양극에서 음극으로 흐른다고 보았다.
이때문에 전류가 실제로는 전자의 흐름이라는 게 밝혀진 오늘날에도 전류의 방향은 실제 전자의 운동과는 반대로 여전히 양극에서 음극으로 흐른다고 정의한다.
전기저항(電氣抵抗, )은 도체에서 전류의 흐름을 방해하는 정도를 나타내는 물리량이다.
국제단위계 단위는 옴이고 formula_1로 나타낸다.
전기 회로 이론에서는 간단히 줄여 저항이라고 부른다.
전기 전도도는 전기저항의 역수이다.
전기저항은 세기 성질과 크기 성질을 모두 보인다.
물질마다 서로 다른 값을 갖는 비저항은 전기저항의 세기 성질이고, 물질의 모양은 크기 성질이다.
물체의 저항은 비저항이 클수록, 물체의 길이가 길수록, 단면적이 작을수록 커진다.
전기 회로에서 저항은 전류의 흐름을 방해하여 전압 강하를 일으킨다.
한편, 회로의 전기 전도도는 저항의 역수로 나타낼 수 있다.
비저항의 크기가 작아 전기를 잘 전달하는 물질을 도체, 비저항의 크기가 커서 전기를 잘 전달하지 못하는 물질을 부도체라고 한다.
반도체는 주어진 조건에 따라 도체와 부도체의 특징을 모두 보일 수 있는 물질이다.
잘 알려진 물질의 상온 비저항은 다음과 같다.
물질의 비저항은 온도에 따라 달라진다.
온도에 따른 비저항 변화 비율을 저항온도계수라고 하고 일반적으로 formula_13로 나타낸다.
전기회로에 사용되는 저항기의 저항온도계수는 1백만분의 1°C를 기준으로 하는 ppm/°C 로 나타낸다.
독일의 물리학자 게오르크 옴이 발견한 옴의 법칙은 전류와 전압 사이에 일정한 비례 관계가 성립한다는 것을 나타내는 법칙이다.
옴은 전압과 전류의 이러한 비례 관계를 토대로 전기저항을 정의하고 다음과 같은 관계를 정리하였다.
전기 회로에서 직류와 달리 교류는 일정한 주기를 갖고 전압과 전류가 변화한다.
일반적으로 전압, 전류의 변화는 사인파 형태를 띈다.
따라서 한 주기를 놓고 보았을 때 전체 전압 또는 전류의 총 변화량은 0 이 되어버린다.
그러나 실제 전기 회로가 하는 일의 양은 0 이 아니므로 특정 순간의 전압과 전류의 양인 순시값과 일정 주기에서 실재 투여되는 실효값을 고려하여야 한다.
온저항()은 교류에 옴의 법칙을 적용하여 교류의 전류에 대한 전압의 비를 나타낸 것이다.
회로 이론에서는 영어인 임피던스로 표기되는 경우가 더 많다.
일반적인 공급 전원은 동상(同相, in phase)이므로 전압과 전류의 위상과 순간 변위는 같다고 간주하여 계산할 수 있다.
전기 회로가 저항 성분만을 갖는다면 전압과 전류의 위상변화는 없고 온저항 역시 전원의 실효 전압과 실효 전류로만 계산될 수 있다.
그러나, 유도계수를 갖는 유도자나 전기용량을 갖는 축전기는 전류와 전압의 위상을 변화시킨다.
순수한 유도계수 회로나 전기용량 회로에서 전압과 전류는 90°의 위상차이를 보인다.
실재 모든 전기 회로는 저항 성분이 함께 나타나기 때문에 전압과 전류의 위상차는 0°와 90°사이의 어떠한 값이 된다.
교류 전기 회로에서 온저항은 전압과 전류의 위상차에 따른 변화를 반영하여 계산하게 된다.
위상차에 의해 발생하는 저항 성분의 변위 백터를 반응저항이라고 한다.
반응저항은 빛이나 열을 발생시키는 일을 하지는 않지만 전기 에너지의 일부를 흡수하거나 배출하는 역할을 하기 때문에 결과적으로 온저항의 값에 영향을 미친다.
따라서 교류 회로의 전기저항은 빛과 열을 발생시키며 전기 부하의 역할을 하는 실효저항과 유도자나 축전기 등의 위상 변화에 따라 발생하는 반응저항으로 구분될 수 있다.
실재 전기 부품은 유도자나 축전기 역시 스스로도 자체 저항값을 갖고 있기 때문에 순수한 유도계수나 전기용량에 부품 자체의 실효저항을 직렬 연결한 것으로 파악하는 등가회로를 이용하여 계산한다.
전기용량에 의한 위상 변화는 전류가 전압보다 90° 앞서고, 순수 유도계수에 의한 위상 변화에서는 전류가 전압보다 90°뒤에 놓인다.
어느 경우든 전기회로에서 이러한 위상 변화는 결국 전류 진행 방향에 반대되는 기전력을 일으켜 전류의 흐름을 방해하게 된다.
이것이 빛과 열을 발생하지 않음에도 이들이 저항으로 분류되는 이유이다.
온저항은 실효저항과 반응저항의 제곱평균제곱근으로 나타낼 수 있다.
따라서 다음과 같이 계산한다.
온저항은 반응저항의 위상 변화를 복소평면에 두어 계산할 수 있다.
이때 온저항은 다음과 같이 나타낸다.
온저항 백터를 나타내는 복소평면에서 허수축은 반응저항에 따른 위상 변화의 발생을 나타낸다.
반응저항이 0보다 크다는 것은 결과적으로 회로에서 측정하는 두 지점 사이에 흐르는 전류의 위상이 전압 위상의 변화보다 지연된다는 의미이고 0보다 작다면 그 반대를 뜻한다.
전력의 단위로는 와트를 사용하고 W로 표시한다.
전기 회로에서 전력은 전류와 전기저항 사이의 관계에 의해 정의된다.
그림과 같은 단순한 전기 회로에서 전기저항 R은 전류를 소비하면서 열을 발생시킨다.
1840년 영국의 물리학자 제임스 프레스콧 줄은 전기 회로에서 저항에 의해 발생하는 열량이 다음과 같은 관계를 이룬다는 것을 발견하였다.
이를 줄의 법칙 이라고 한다.
전기 회로의 저항에서 열이 발생하는 까닭은 저항을 통과하는 전자들이 저항 내의 원자들과 충돌하면서 전기적 위치 에너지를 잃기 때문이다.
전자들이 잃은 에너지는 저항 내에 있는 원자들의 진동 에너지로 전환되고, 그 결과 열이 발생한다.
이렇게 발생하는 열을 줄열이라고 하고 그러한 변환을 formula_2 손실이라고 한다.
전력은 전기 회로 전체가 소비하는 단위 시간당 줄열 발생량이라 할 수 있다.
한편, 전압은 전류와 저항의 곱으로 나타낼 수 있으므로 위 식은 아래와 같이 간단히 할 수 있다.
따라서 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있다.
일정한 방향으로 계속하여 흐르는 전류를 직류라고 하고, 주기적으로 전류의 방향이 바뀌는 전류를 교류라고 한다.
전기 회로에서 저항으로 작용하는 구성 요소인 전기 부하는 직류와 교류에서 서로 다르게 작용하기 때문에 전력 역시 직류 전력과 교류 전력의 계산 방식이 다르다.
한편, 교류 전력의 경우 파동의 성질을 지니기 때문에 위상에 따른 성질을 지닌다.
직류 전력의 계산은 전력의 정의에서와 같이 간단히 기전력을 일으키는 전압과 전류의 양으로 계산할 수 있다.
예를 들어 어떤 전기 회로에 1.5V의 전압으로 300 mA의 전류가 흐른다면 전력은 0.45 W 가 될 것이다.
전기 회로에 여러 전기 부하가 직렬 또는 병렬로 연결되면 전체 전력은 각 부분 부하가 소비하는 전력의 합과 같다.
교류의 경우엔 계산이 몹시 복잡해진다.
교류는 패러데이 전자기 유도 법칙에 따라 생성되어 일정한 주기를 갖고 방향을 바꾸는 파동 에너지이다.
발전원에 따라 다양한 파형이 있을 수 있으나 안정적인 에너지원으로 쓰이기 위해 일반적으로 사용되는 전원은 사인파의 형태를 띈다.
교류의 전압과 전류는 아래의 식과 같이 나타낼 수 있다.
따라서 특정 순간의 전력은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
위의 교류 전력식 P(t)는 일정한 주기를 갖는 주기 함수이다.
교류 전력은 일정한 주기를 갖기 때문에 주기를 단위로 하여 합하면 상쇄되어 0 이 되어 버리고 만다.
그러나 매 시각의 전력은 분명 0 이 아니기 때문에 실제 줄열을 발생시키는 유효 전력을 계산할 필요가 있다.
전기 회로 이론에서는 조화 함수를 사용하여 제곱평균제곱근의 양으로 전압과 전류의 실효값를 계산하고 이를 통해 유효 전력을 나타낸다.
교류 전력을 사용하는 전기 회로에서 부하를 통과하는 전류는 부하의 특성에 따라 전압과 전류의 위상에 차이가 생기게 된다.
전류가 각각의 부하를 통과할 때 줄열을 발생시키는 유효 전력은 저항 성분에서만 발생하고 유도자나 축전기에서는 발생하지 않는다.
교류의 전체 전력은 조화 함수를 이용하여 아래와 같이 나타낸다.
저항 성분을 통해 발생하는 유효 전력과 달리 유도계수나 전기용량에 의해 소모되는 전력은 빛이나 열을 발생시키지 않기 때문에 무효 전력이라고 부른다.
그러나 무효 전력도 실제 전력 변화에는 관여하기 때문에 유효 전력은 전체 복소 전력의 절대값인 피상 전력을 포함하여 계산하게 된다.
교류 전력 삼각형은 복소 전력과 유효 전력, 무효 전력 간의 관계를 나타낸다.
교류 전력에서 실제 부하에 사용되는 전력은 유효 전력이고 무효 전력은 별다른 일을 하지 않는다.
따라서 전력을 효율적으로 사용하기 위해서는 유효 전력을 높이고 무효 전력을 낮추어야 한다.
위 식에서 보면 유효 전력과 무효 전력의 위상이 0 이 될 때 formula_13가 되어 유효 전력은 100% 사용하고 무효 전력은 0 %로 낮추는 이상적인 상태가 됨을 알 수 있다.
그러나 실제 전기회로에서는 이와 같은 이상적인 상태는 불가능하므로 최대한 formula_14의 값이 1에 가깝게 되도록 노력한다.
formula_14를 역률이라고 하고 이 값을 크게 하려는 활동을 역률 개선이라고 한다.
교류는 위상을 가지므로 상의 수에 따라 단상전력과 3상전력으로 나뉜다.