전류와 저항 그리고 일률

1. 전류와 전류밀도

전류란 가상적인 단면을 특정 시간 동안 흐르는 전하량으로 정의할 수 있다. 전류의 SI 단위는 단위 시간(s) 당 쿨롱(C) 또는 암페어(A)로 정의되며 특히 암페어(A)는 SI 단위의 기초 단위다. 또한, 전류는 단위 시간(t)에 따른 전하량(q)으로 나타낸다.

어느 회로에 전기장이 존재한다고 했을 때 보통 전자는 (-)에서 (+)로 이동한다. 하지만, 우리는 오늘날까지도 전류의 흐름을 양전하가 이동하는 방향으로 나타낸다.

ㆍ전자 : 음극 → 양극
ㆍ전류 : 양극 → 음극

다음으로 전류밀도의 개념에 대해 알아보도록 하자. 전류밀도란 단위 면적 당 흐르는 전류의 양이다.
그림 . 전기장, 전류밀도, 유동 속력을 나타낸 그림
식에서 알 수 있듯이 전류밀도의 SI 단위는 이다. 도체의 경우를 살펴보자. 도체에 전류가 흐르지 않을 때 전자는 무작위 방향으로 움직인다. 하지만, 도체에 전류가 흐르기 시작하면 전자들은 여전히 일정 부분을 막운동을 하지만 도체 전체에 가해진 전기장의 반대 방향으로 의 속력만큼 밀려간다. 이때 유동 속력은 전자의 막운동에 비하면 크기가 매우 작다. 예를 들면, 구리 도선에서 전자의 유동 속력은…