[전기 기초] 전압의 개념


원자에서 전자를 분리하면 양이온(positive ion)과 자유전자(free electron)으로 나누어지며, 각각 양전하와 음전하 영역이 됩니다. 전압원은 양전하와 음전하가 분리될 때 생성됩니다. 더 큰 크기의 전압을 만들고 싶으면, 더 큰 양전하/음전하의 영역을 확보하면 됩니다.


이때 1쿨롬의 전하는 \(6.242 \times 10^{18}\)개의 전자들이 갖는 총 전하량으로 정의됩니다. 아래 그림과 같이 양전하 표면 근처에 1쿨롬의 음전하를 음전하 영역으로 이동시키기 위해서는 양전하의 끌어당기는 힘을 극복하는 동시에 기존 음전하 영역의 반발력을 이겨내야 합니다. 만약 1쿨롬의 음전하를 이동시키는데 1J의 에너지가 필요하면 1V의 전위차(전압)로 정의합니다.



즉, 1쿨롬의 전자를 이동시킬 때 1J의 에너지가 필요하면 1V라 하는 것입니다. 수식으로 나타내면 아래와 같습니다.


전압은 쿨롬당 에너지량, 다시말해 1쿨롬의 전자를 움직이기 위해 얼마의 에너지가 필요한지를 나타내는 것입니다.


끝.

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