비저항과 전기 전도도

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비저항과 전기 전도도를 나타내는 전기 회로 아이콘

물질이 전류를 방해하는 성질인 비저항과 전류를 얼마나 잘 흐르게 하는지 나타내는 전기 전도도, 저항값의 관계를 설명합니다.

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저항기와 전지가 연결된 회로 및 ‘옴의 법칙’ 텍스트 아이콘 정육면체와 구 도형, ‘도형의 넓이와 부피’ 텍스트가 있는 수학 아이콘 고체의 종류를 나타내는 금속 막대, 반도체 칩, 나무 그림과 제목

비저항

물질이 전류를 방해하는 성질을 나타내는 물리량이다.
기호로 ρ\rho로 나타내고, 단위는 주로 Ω⋅m\Omega·\mathrm{m}를 사용한다.

비저항과 저항값의 관계

물질의 비저항을 ρ\rho, 이 물질로 이루어진 원통형 물체의 저항값, 길이, 단면적을 각각 RR, LL, SS라 할 때, R=ρLSR = \rho\dfrac{L}{S}이다.

길이 L과 단면적 S를 표시한 원통형 도체와 저항 공식

비저항 예시

그림과 같이 전류계, 원통형 저항, 전원을 연결하여 회로를 구성하였다.
저항의 비저항, 길이, 단면적이 각각 0.4 Ω⋅m0.4\,\Omega·\mathrm{m}, 0.2 m0.2\,\mathrm{m}, 0.01 m20.01\,\mathrm{m^{2}}일 때, 전류계에 측정되는 전류의 세기를 구해보자.

길이 0.2 m, 단면적 0.01 m²인 원통형 도선과 16 V 전지, 전류계 회로

물질의 비저항을 ρ\rho, 이 물질로 이루어진 원통형 물체의 저항값, 길이, 단면적을 각각 RR, LL, SS라 할 때, R=ρLSR = \rho\dfrac{L}{S}이므로
원통형 저항의 저항값을 RR이라 하면, R=0.4 Ω⋅m×0.2 m0.01 m2R = 0.4\,\Omega·\mathrm{m} \times \dfrac{0.2\,\mathrm{m}}{0.01\,\mathrm{m^{2}}},
R=8 ΩR = 8\,\Omega이다.

옴의 법칙에 의해 V=IRV = IR이므로 전류계에 측정되는 전류를 II라 하면,
16 V=I×8 Ω16\,\mathrm{V} = I \times 8\,\Omega,
2 V/Ω=I2\,\mathrm{V/\Omega} = I,
I=2 AI = 2\,\mathrm{A}이다.

전기 전도도

물질이 전류를 얼마나 잘 흐르게 하는지를 나타내는 물리량으로, 비저항의 역수인 1ρ\dfrac{1}{\rho}이다.
기호로 σ\sigma로 나타내고, 단위는 주로 Ω−1⋅m−1\Omega^{-1}·\mathrm{m^{-1}}을 사용한다.

전기 전도도 예시

그림은 길이와 단면적이 각각 1 m1\,\mathrm{m}, 0.04 m20.04\,\mathrm{m^{2}}인 원통형 막대를 나타낸 것이다. 막대의 저항값이 5 Ω5\,\Omega일 때, 막대의 전기 전도도를 구해보자.

저항 5Ω, 단면적 0.04m², 길이 1m로 표시된 원통형 도선

물질의 비저항을 ρ\rho, 이 물질로 이루어진 원통형 물체의 저항값, 길이, 단면적을 각각 RR, LL, SS라 할 때, R=ρLSR = \rho\dfrac{L}{S}이므로
막대의 비저항을 ρ\rho라 하면, 5 Ω=ρ×1 m0.04 m25\,\Omega = \rho \times \dfrac{1\,\mathrm{m}}{0.04\,\mathrm{m^{2}}},
ρ=0.2 Ω⋅m\rho = 0.2\,\Omega·\mathrm{m}이다.

전기 전도도는 비저항의 역수인 1ρ\dfrac{1}{\rho}이므로
전기 전도도는 10.2 Ω⋅m=5 Ω−1⋅m−1\dfrac{1}{0.2\,\Omega·\mathrm{m}} = 5\,\Omega^{-1}·\mathrm{m^{-1}}이다.

적용 문항

1번 문항


저항 A와 B의 병렬 회로 및 비저항·길이·단면적 표와 보기

2번 문항


비저항과 길이가 다른 원통형 저항 X와 Y의 직렬 회로 및 전류계 문제