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ENGINEERING/Engineering Electromagnetics

[Section 2] 전도성과 옴의법칙

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[INTRO] 전자기공학 미리보기

전자기공학에서는 수치해석을 위한 전자기학 개념을 빠르고 간결하게 알려준다. 수치해석을 위해서 전자기공학을 한 번 다루어 보기로 한다. Section 1 전기장의 기본 [A] [ENGINEERING/Engineering Electrom

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0. INTRO

대류 전류는 결국 가스나, 전자빔과 같은 전하의 운반 매개체의 역학적 이동에 의해서 생성되는 전류이다. 이러한 전류는 옴의 법칙을 따르지 않는다. 반면에 전도 전류의 경우, 원자의 체외각 전자의 자유로운 이동에 의해서 전류가 형성되는데, 이러한 전류는 전도성에 따른 옴의 법칙에 지배받는 것으로 알려져 있다. 

1. 전도성(Conductivity)

이전에 배운 바와 같이, 전도체의 전류밀도는 다음과 같다.

 

전도체의 전류밀도

 

전자의 이동성(mobility) 관점에서 전류 밀도는 다음과 같다.

 

자유전자의 전류 밀도와 전하의 속도(전자의 이동성 x E)

여기에서 ρe는 -Ne로 표류하는 전자들의 전하 밀도라고 볼 수 있다. 이 전하 밀도와 이동성의 곱을 전도성(conductivity)라고 정의한다.

 

전류밀도=전도성과 전기장의 곱

2. 옴의 법칙

전도체의 전류는 옴의 법칙을 따르는 전류라고 정의했다. 회로이론에서 옴의 법칙은 아주 기본적인 법칙이다. 가장 먼저 전압과 관련된 옴의법칙은 다음과 같다.

 

옴의법칙

 

이렇게 P1과 P2 사이의 전압은 저항과 전류의 곱으로 간단히 나타낸다.

그리고 도선의 저항은 다음과 같이 정의한다.

 

전도성과 저항

 

이때 도선은 직선이고, 직류라고 가정한다. 

 

* 다음 강의는 정상전류의 연속 방정식입니다.

 

[Section 2] 정상전류의 연속 방정식

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