학습 목표 11.1.A: 매질을 통한 전기전하의 움직임을 설명하시오.
- 11.1.A.1 전류는 도선의 단면적을 통과하는 전하의 흐름률이다.
- 식: $I = \dfrac{dq}{dt}$
- 11.1.A.1.i 도체 내의 전류는 평균 드리프트 속도로 도체를 통과하는 운반 전하로 구성된다.
- 식: $I = nqv_d A$
- 11.1.A.1.ii 회로 내의 전기 전하는 전기 퍼텐셜차에 의해 이동하며, 이를 전동력(Electromotive force) 또는 $\mathrm{emf}$($\mathcal{E}$)라고 하기도 한다.
- 11.1.A.1.iii 도선의 일부 구간에서 전류가 0이면 개별 운반 전하의 속도가 0이 아닐지라도 도선 내 운반 전하의 순운동은 0이다.
- 11.1.A.2 전류 밀도는 단위 면적당 전하의 흐름이다.
- 식: $I = \int \vec{J} \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.2.i 전류 밀도는 도체 내부의 전하 운반자의 운동과 관련이 있다.
- 식: $\vec{J} = nq\vec{v}_d$
- 11.1.A.2.ii 전류 밀도는 벡터량이다.
- 11.1.A.2.iii 도체에 걸린 전위차는 도체 내부에 전계를 생성하며, 이 전계는 도체의 저항률과 전류 밀도에 비례한다.
- 식: $\vec{E} = \rho\vec{J}$
- 11.1.A.3 전류 밀도의 함수가 주어졌을 때, 전체 전류는 면적에 대한 전류 밀도의 적분으로 결정할 수 있다.
- 식: $I_{\text{tot}} = \int \vec{J}(r) \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.4 전류는 스칼라량이지만 방향을 가진다. 그러나 그 방향은 공간이 아닌 전하 운반자와의 상대성이므로, 전류는 벡터 덧셈 법칙을 따르지 않으며 벡터 성분을 가지지 않는다.
- 11.1.A.4.i conventional current(정전류)의 방향은 양전하가 이동할 것으로 가정되는 방향으로 설정된다.
- 11.1.A.4.ii 일반적인 회로에서 실제 전류는 전자(음전하 운반자)의 이동에 의해 발생한다.


*브레드보드 위 실제 회로: 저항기와 콘덴서가 결합하여 전압 상승 및 하강 속도를 결정합니다