#1 Basic Quantities & Elements

단위계 (SI 단위계)

 

 : 국제 표준 단위계 (=MKS 유닛)

  - 길이 = m

  - 질량 = kg

  - 시간 = second

  - 전류 = Ampere

  - 절대온도 = K

 

$10^{3} = k$, $10^6 = M$, $10^9 = G$, $10^{12} = T$ ...

$10^{-1} = dl$, $10^{-2} = c$, $10^{-3} = m$, $10^{-6} = u$, $10^{-9} = n$, $10^{-12} = p$ ...

와 같은것이 있다.

 

 

 

 

 

전기의 양

 

가장 기본적인 양 = 전하(Charge) [$q$]

 

전하의 크기를 다루기 위한 가장 기본적인 단위 = 전자

($e^-$) : 전자는 보통 음의 값 (charge of an electron)

($e^+$) : $6.28 * 10^{18}$ = 1Coulomb (기본단위)

 

전하가 움직이면 반드시 에너지 전달이 일어남

 - 전하의 흐름은 막혀있는 회로를 따라 움직임

 

 

 

전하의 흐름 = 전류(Current) [$i$]

 - 전류의 세기 (단위 시간당 얼마만큼의 전하가 흐르는지)

 

1 Coulomb / 1second = 1A (양전하가 기준)

 

곧 전류 = 전하량/단위시간 = $\Delta q/\Delta t$  = $dq/dt$ (전하의 양을 시간의 함수로 미분)

 

$q =  \int_ {-\infty} ^t i(x)dx$ => $i(t) =  \frac{dq(t)}{dt}$

 

 

 전류 = 전하의 흐름 = 양전하의 이동

 : 전하는 +가 될 수도 - 가 될 수도 있는데 이는 양 전하 흐름의 방향

 

 

전류의 형태

DC (direct current) 직류

 : 시간에 따라 흐르는 전류의 속도가 일정함

DC

AC (Alternating current) 교류

 : 방향이 바뀜

AC

 

전류의 크기

번개 (KA)

산업용 기계 등 (100 A)

보통 가정에서 쓰는 전류 (1~9 A)

심장 세동용 전류 (10 ~ 50 mA)

사람이 느낄 수 있는 전류 (mA)

IC 칩에 흐르는 전류 (nA)

뇌 신호를 전달하는 신경 전류 (fA)

 

 

에너지 레벨 수준 = 전압 (Voltage) [$V$]

 

위치에너지와 운동에너지의 관계와 비슷

1V - 1 J/C

V = $\Delta W/\Delta q$  = $dW/dq$

 

 

전압의 크기

번개 (수MV)

송전선 (수만V)

Plug, 산업용 기계 (110V, 220V, 384V)

보통 가정에서 쓰는 전압 (1.5V, 9V, 15V)

심전도 측정용 전압 (mV)

두뇌 측정 전압 ($u$V)

안테나 (nV)

뇌 신호를 전달하는 신경 전류 (fA)