📘 기초 회로 이론 전체 요약
1️⃣ 가장 기본: 전하
✔ 전하(Charge)
- 전기는 전하가 움직이는 현상
- 전하는 원자 안에 있음
- 양성자 → 양전하(+)
- 전자 → 음전하(-)
✔ 회로에서 실제로 움직이는 것은 전자
- (단, 소금물 같은 전해질에서는 이온이 이동하기도 함)
2️⃣ 전하의 양: 전하량
✔ 전하량 (Q)
- 전하가 얼마나 있는지를 나타내는 양
- 단위: 쿨롱(C)
✔ 중요한 수치
- 1C = 6.25×10186.25 \times 10^{18}개의 전자 전하량
- 전자 1개의 전하량 =
−1.6×10−19C-1.6 \times 10^{-19} C
✔ 특징
- 전하는 전자 개수만큼만 존재
- 즉, 전하량은 불연속적 (전자 1개, 2개, 3개…)
3️⃣ 전기력: 전하를 움직이는 힘
✔ 전기력 (Electric Force)
- 전하 사이에 작용하는 힘
- 같은 극 → 밀어냄
- 다른 극 → 끌어당김
✔ 힘의 크기
- 두 전하량의 곱에 비례
- 거리의 제곱에 반비례
✔ 회로에서의 역할
건전지를 연결하면:
- 한쪽은 (-)전하 많음
- 한쪽은 (+)전하 많음
→ 전기력(전기장)이 생김
→ 전자가 한 방향으로 이동
→ 이것이 전류
✔ 건전지는 전하를 계속 순환시키는 펌프 역할
⚡ 에너지 개념
4️⃣ 전위(Potential)
✔ 정의
어떤 지점에서 1쿨롱당 가지는 전기적 에너지
✔ 단위
- 볼트(V)
- 1V = 1J/C
✔ 공식
U=QVU = QV
예:
- 5V 지점에서 1C → 5J 에너지
✔ 부품을 지나면 에너지가 줄어들기 때문에
각 지점의 전위는 서로 다름
5️⃣ 전압(Voltage)
✔ 정의
두 지점 사이의 전위 차이
VAB=VA−VBV_{AB} = V_A - V_B
✔ 의미
1쿨롱이 이동할 때 소비/공급되는 에너지
예:
- 전구에 5V →
1C가 지나며 5J 소비
✔ 중요!
전압에는 반드시 극성 (+, -) 표시 필요
- 화살표 방향이 +
- +에서 - 방향으로 계산
🔄 전류의 방향
✔ 전류 방향 기준
- 양전하가 이동하는 방향으로 정의
하지만!
- 실제로 움직이는 건 전자(음전하)
- 따라서 실제 전자 이동 방향은 전류 방향과 반대
✔ 계산 결과 전류가 (-)로 나오면
→ 내가 정한 방향과 실제 방향이 반대라는 뜻
🔌 회로의 동작량
6️⃣ 전류(Current)
✔ 정의
단위 시간당 흐르는 전하량
I=qtI = \frac{q}{t}
✔ 단위
암페어(A)
1A = 1초에 1C 흐름
✔ 더 정확한 정의 (순간 전류)
I=dqdtI = \frac{dq}{dt}
7️⃣ 전력(Power)
✔ 정의
단위 시간당 에너지 사용량
✔ 단위
와트(W)
1W = 1J/s
✔ 공식
P=VIP = VI
⚠ 조건:
전류 방향이 전압의 + → - 방향과 같아야 함
✔ 전력의 부호 의미
- P > 0 → 에너지 소비 또는 저장
(전구, 모터, 충전 중 배터리) - P < 0 → 에너지 공급
(건전지)
🔗 전체 연결 구조 (완전 정리)
- 전하가 존재한다
- 전하의 양이 전하량
- 전하 사이에 전기력이 작용
- 그 결과 각 지점에 **전위(에너지 수준)**가 생김
- 두 지점 차이가 전압
- 전압이 있으면 **전류(I = dq/dt)**가 흐름
- 전압과 전류가 만나면 **전력(P = VI)**이 생김
- 이것이 회로의 동작 원리
🎯 한 줄 핵심 요약
전하 → 전기력 → 전위 → 전압 → 전류 → 전력
이 순서로 이해하면 회로는 끝.