전류

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전류를 나타내는 화살표와 음전하 기호 아이콘

전하의 흐름인 전류의 세기와 방향, 회로와 전원, 전류의 방향과 세기를 측정하는 전류계와 검류계, 직류와 교류 및 실효 전류를 설명합니다.

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전위와 전압을 나타내는 양전하와 전기장 기호 아이콘 앙페르 법칙을 나타내는 전류와 원형 자기장 선 아이콘 저항기와 전지가 연결된 회로 및 ‘옴의 법칙’ 텍스트 아이콘

전류

전하의 흐름이다.
세기는 단위 시간(1 s)(1\,\mathrm{s}) 동안 도선의 한 단면을 통과하는 전하량과 같으며,
방향은 주로 부호로 나타낸다.
기호로 II로 나타내고, 단위는 주로 A=C/s\mathrm{A = C/s}를 사용한다.
흐르는 방향이 반대인 경우 서로 반대 부호를 갖는다.

전류의 단위 A\mathrm{A}는 '암페어'로 읽는다.

도선

전류가 흐르는 선이다.

회로와 전원

회로는 전류가 흐를 수 있도록 이어진 길이고,
전원은 전하의 이동에 필요한 에너지를 공급하여 회로에 전류가 흐르게 하는 장치이다.

전원 장치가 연결된 사각형 회로와 양쪽 전류 방향 화살표

전류계

아래 그림과 같이 양쪽에 연결된 회로에 흐르는 전류의 세기를 측정하는 장치이다.
전류계는 기호로 ⒶⒶ로 나타낸다.

눈금 0~10과 바늘이 표시된 전류계 및 집게 연결 그림

검류계

아래 그림과 같이 양쪽에 연결된 회로에 흐르는 전류의 방향과 세기를 측정하는 장치이다.
전류계와 달리 바늘의 좌우 방향에 따라 전류의 방향까지 측정할 수 있다.
검류계는 기호로 ⒼⒼ로 나타낸다.

바늘 좌우 방향에 따른 전류 방향 측정이 가능한 검류계 그림

직류

흐르는 방향이 일정한 전류이다.

세기가 일정한 경우 시간에 따른 전류 그래프는 아래 그림과 같이 시간 축에 나란한 직선으로 나타난다.

시간에 따른 전류를 나타내는 전류-시간 그래프

직류 전원

에너지를 공급하여 회로에 직류가 흐르게 하는 장치이다.
(++)극은 전위가 높은 쪽이고,
(−-)극은 전위가 낮은 쪽이다.

회로의 도선에서 전류는 (++)극에서 (−-)극으로 흐른다.

직류 전원은 기호로 아래 그림과 같이 (++)극을 얇고 긴 선으로, (−-)극을 두껍고 짧은 선으로 나타낸다.

직류 전원 회로에서 전류가 양극에서 음극으로 흐르는 방향

전자는 음전하를 띠므로 양전하와 반대 방향으로 전기력을 받아 전위가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동한다.
따라서 전류의 방향과 전자의 이동 방향은 반대임에 주의한다.

교류

흐르는 방향과 세기가 주기적으로 변하는 전류이다.

일반적으로 시간에 따른 전류 그래프는 아래 그림과 같이 sin⁡\sin 또는 cos⁡\cos 그래프로 나타난다.

시간에 따른 전류의 주기적 변화를 나타낸 사인파 그래프

교류 전원

에너지를 공급하여 회로에 교류가 흐르게 하는 장치이다.

교류 전원은 기호로 아래 그림과 같이 원과 원 안의 물결무늬(∼)(\sim)로 나타낸다.

전류의 세기와 방향이 주기적으로 바뀌는 교류 전원 회로

실효 전류

교류의 세기를 일정한 값으로 나타내기 위해 사용하는 값이다.
기호로 IrmsI_{\mathrm{rms}}로 나타내고, 단위는 주로 A\mathrm{A}를 사용한다.

교류는 흐르는 방향과 세기가 주기적으로 변하므로 한 주기 동안의 평균값은 00이지만,
실제로 교류도 일을 하므로 이를 나타내기 위해 실효 전류를 사용한다.

교류의 최댓값이 Imax⁡I_{\max}이고, sin⁡\sin 또는 cos⁡\cos 그래프를 나타내는 경우 Irms=Imax⁡2I_{\mathrm{rms}} = \dfrac{I_{\max}}{\sqrt{2}}이다.

시간에 따른 교류 전류와 실효 전류를 나타낸 그래프

시뮬레이션


적용 문항

1번 문항


전류계와 물체 X가 연결된 직류 회로의 전류 방향과 전하량을 묻는 문항

2번 문항


시간에 따른 전류 그래프와 교류 전류 설명의 옳은 보기를 묻는 문항