> doctor님께서 말씀하시길....
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> 고등학교 물리를 공부하고 있습니다. 궁금한 것이 있어 이렇게 또 글을 남깁니다. 좋은 하루 되세요.
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> 1. 다음과 같은 생각에서 무엇이 오류인가요?
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> 새로산 건전지의 (+)극에 구리도선의 한 쪽 끝을 연결하고 건전지의 (-)극에 구리도선의 다른 쪽 끝을 연결하면 도선에 전류가 흐른다.
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> 전류가 흐르는 이유: 건전지는 구리도선의 양 끝에 전기적 위치 에너지의 차이를 만들므로 구리도선내의 자유전자는 전기적 위치에너지의 차이 때문에 이동하게 된다.
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> 그렇다면: (-)극에서 출발한 전자 하나는 (+)극에 도착하는 동안 (전기적 위치에너지를 운동에너지로 바꿔가지게 되므로) 운동에너지가 계속 증가한다. 즉 속력이 계속 증가한다.
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> 그렇다면: (-)극에서 출발한 전자는 하나가 아니고 많은데 (예를 들어 열개가 일렬로 붙어서 출발했다.) 이 전자들이 도선을 따라 이동하는 동안 속력이 점점 증가한다면 (-)극 쪽 근처의 도선의 단면을 단위시간 동안 통과하는 전자의 양보다는 (+)극 근처의 도선의 단면을 단위시간 동안 통과하는 전자의 양이 더 많다. 따라서 (+)극 쪽으로 갈수록 전류가 세다.
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> 2. 다음과 같은 생각에서 무엇이 오류인가요?
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> 위의 장치에서 구리 양이온도 전기적 위치에너지에 의해 (-) 극 쪽으로 이동한다. 이것은 마치 나트륨이온이 녹아 있는 수용액에서 나트륨 양이온이 (-)극 쪽으로 이동하는 것과 같다.
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> 3. 다음 생각을 검토해 주세요.
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> 염화나트륨을 물에 녹이면 양이온과 음이온으로 분해된다. 전극 (+), (-)를 수용액이 녹아있는 용기에 넣어주면 수용액 내에서 이온들이 이동하므로 수용액은 전기가 통한다고 말할 수 있다.
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> 이 수용액에 손을 넣으면 감전이 되는데 그 이유는 나트륨 이온이 손에 닿으면 손에서 전자가 빠져나가고, 염화이온이 손에 닿으면 전자가 손으로 들어오기 때문이다. 즉 손(혹은 몸)에서 전자의 출입이 생기기는 것을 감전이라한다.
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> 그렇다면: 염화나트륨 수용액에 전극을 넣어주지 않은 상태에서 손을 넣었을 때 감전되지 않는 이유는 무엇인가?
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1. 말씀하신 것처럼 전선에 형성된 전위차 때문에 전선 내부에 흐르는 전류는 전자의 운동 때문입니다. 그러나 금속 내부에서 전자가 완전하게 자유롭지 못해서 약간 가속이 된 후에 금속원자와 충돌하여 그 운동에너지를 잃어버리게 되고, 다시 가속이 되고를 거듭합니다. 따라서 크게 보면 전자는 유동속도라는 비교적 일정한 속도의 등속운동을 하게 됩니다.
이에 대해 이 사이트의 다음 내용을 참고하세요.("옴의 법칙 모의실험"으로 이러한 상황을 실험해 볼 수 있습니다.)
웹교재 -> 전기와 자기 -> 전류와 저항 -> 저항
2. 금속의 양이온이라는 것은 금속을 이루는 원자에서 전자가 빠져나간 나머지이죠. 그러나 금속은 고체이고, 고체에서의 원자는 제 자리를 지키고 있으므로 이동하지 않습니다. 따라서 소금 수용액의 나트륨과는 입장이 다릅니다.
3. 전극에 의해 전위가 걸리지 않은 소금 수용액에 손을 넣었을때 감전이 되지 않는 이유는 손 속에 포함된 전자가 나트륨의 양이온과 반응이 지속적으로 일어날 수 없기 때문입니다. 즉, 일시적으로 이런 반응이 일어났다고 해도 생체 내부에 전류가 흐르기 위해서는 이러한 과정이 지속적으로 또한 순환해서 일어나야 하는데 전지가 없다면 이것이 불가능합니다.
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님이
남겨주셨습니다.
[Re]전압과 전류