●전류: 전자는 흐르지 않는다. 다만, 전하(혹은 자유전자, free electron)가 흐를 뿐이다.

2022. 4. 8. 08:26일일단상/과학_수학_IT_테크_기술

반응형

전류는 한자나 영어 표현을 보면 전기의 흐름(current, 혹은 흐를流) 을 뜻하지만 이는 혼동을 줄수 있는 표현이다. 전자가 움직여서 에너지가 발생하는 것이 아니라 '전자기장이 발생하여 전하(전자X 자유전자O)가 흐르기' 때문이다.
즉, 전류는 전하(혹은 자유전자)의 흐름으로 발생한다. 자유전자의 흐름이 곧 전하인 셈이다.
전류에는 직류전류와 교류전류가 있으며 직류전류는 전자가 아주 느린속도로 움직이긴 하지만 전자의 흐름으로 전류가 발생하는 것이 절대 아니며(전자의 이동 속도는 1시간에 1.5인치에 불과하다. 즉, 아주아주 느리며 달펭이보다도 훨씬 느리다. 사실상 움직이지 않는다고 봐야 한다.) 교류에서는 전자가 아예 흐르지도 않는다.(교류에서 전자는 그저 자신이 원래있던 자리 주변을 왔다갔다할 뿐이다. 즉, 1초에 60번 진동할 뿐이다) 즉, 전기가 흘러도 전자는 제자리에서 거의 움직이지 않으며(단, 원자 내에서의 배열된 모양은 순식간에 달라진다. 전자기장에 의해 형성된 에너지에 영향을 받기 때문이다) 단지 에너지를 전달하는 역할(도체)을 할 뿐이다. '전류'의 정의는 '전하(charge)'의 흐름(또는 '자유전자'의 흐름)이지 '전자(electron)'의 흐름이 아니다. 그런데 대부분의 사람들은 이 둘을 혼동하며 심지어 이 둘을 구분하지 않고 부정확하게 가르치는 선생들조차 있다.
 
즉, 좀더 정확히 말하면 직류나 교류 모두 에너지가 발생하는 원리는 '(모든)전자가 움직여서 전기가 흐르는' 게 아니라 '에너지 차이(전위차)에 따른 전기장(electric field)과 자기장(magnetic field)의 발생(혹은 전자기장(electro-magnetic field)의 발생)으로 어떠한 에너지가 빛의 속도로 전선 주위에 만들어지는 것'이다.(전자가 흐르는 게 아니라 전선 주위에 전자기장이 만들어지는 것일뿐이다.)

따라서 '전류'라는 말 자체가 매우 혼란을 줄 만한 표현이다. 아래 유튜브영상들이 잘 설명해주고 있다.(4개월전쯤 미국의 유명 교육채널인 Veritasium이 올린 동영상-The Big Misconception About Electricity-에 혼동을 주는 설명 부분들이 있어 정리해보았다. 다만 그의 해당 동영상은 미국에서 이슈가 되었고 전문가들로부터 많은 비판을 받았다. 즉, 일부 사실이 아닌 내용을 담고 있거나 틀린 부분이 있다.)
다시 강조하건데, 전류는 '전자'의 흐름이 아니라 '전하(혹은 자유전자)'의 흐름이다. 교과서나 인터넷에 있는 대부분의 전류에 대한 개념도 좀더 혼동을 줄일 수 있도록 정의를 명확히 할 필요가 있다.

※결론: 전류는 '자유전자'의 흐름이지 (모든)전자의 흐름이 아니다. 따라서 '전류'를 단순히 전자의 흐름이라고 정의하면 부분적으로 맞는, 혹은 그냥 틀린)표현이 된다. 왜냐하면 자유전자를 제외한 나머지 전자들은 전기가 흘러도 거의 움직이지 않기 때문이다. 애시당초 '전류(electric current)'라는 표현 자체가 틀린 표현이다.

https://blog.naver.com/atago59/222125065388

원자 배열과 자유 전자

원자 배열과 자유 전자 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등, 통상적인 상태에서 전기를 잘 통하는 물질을 도체, ...

blog.naver.com

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1137788&cid=40942&categoryId=32242

자유전자

원자 내 전자들이 핵과의 인력에 의해 고정되어 있는데 반해 일정 영역 내에서 움직임이 자유로운 전자다. 주로 금속 내에 있으며, 진공관 등에서는 열전자 방출로 인해 자유전자가 기체상태로

terms.naver.com

Circuit Energy doesn't FLOW the way you THINK! - YouTube

Does Electricity REALLY Flow? (Electrodynamics) - YouTube

Is Veritasium Wrong About Electricity? - YouTube

The Big Misconception About Electricity - Is Veritasium Right - RSD Academy - YouTube

The Big Misconception About Electricity - YouTube

전기 전도체 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)

전기 전도체 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

전기 전도체 (電氣傳導體, electrical conductor)는 전도도가 높아서 전기가 통하기 쉬운 재료를 말한다. 줄여서 도체(導體)라고 부른다. 물리학과 전기공학에서 도체는 전류를 한방향 또는 여러방향

ko.wikipedia.org

https://ko.m.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%ED%95%98

전하 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

전하 어떤 물질이 갖고 있는 전기의 양

ko.m.wikipedia.org

https://ko.m.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EB%A5%98

전류 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

전류 단위 시간 동안에 흐른 전하의 양

ko.m.wikipedia.org

Electric current - Wikipedia

Electric current - Wikipedia

Flow of electric charge An electric current is a stream of charged particles, such as electrons or ions, moving through an electrical conductor or space. It is measured as the net rate of flow of electric charge through a surface or into a control volume.[

en.wikipedia.org

Electric charge - Wikipedia

Electric charge - Wikipedia

From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to navigation Jump to search Physical property that quantifies an object's interaction with electric fields Electric charge is the physical property of matter that causes it to experience a force when placed in an

en.wikipedia.org

How Wrong Is VERITASIUM? A Lamp and Power Line Story - YouTube

I bought 1000 meters of wire to settle a physics debate - YouTube

https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zvsmkmn/revision/2#:~:text=An%20electric%20current%20is%20the,free%20electrons%20in%20one%20direction.&text=Energy%20is%20required%20to%20make,connected%20between%20its%20two%20terminals.

What are free electrons? - Conductors and insulators - CCEA - GCSE Combined Science Revision - CCEA Double Award - BBC Bitesize

Electric current is caused by moving electric charges.

www.bbc.co.uk

https://blog.naver.com/captain4528/222650754878

전도전류, 이온화전류, 변위전류 : 자유전자, 구속전자, 부도체(절연체), 유전체

전류전도의 형태 추가 설명 ★ 전기가 흐른다는 것은 이온이 움직이거나, 원자핵(atomic nucleus)에서 떨어...

blog.naver.com

교류(전기) - 나무위키 (namu.wiki)

728x90