[전자회로] 2. 전하량 - 번개 기운의 양

[엔지닉 전자공학 칼럼소개]

여러분 안녕하세요, 전자공학의 기본이론에 대한 칼럼을 연재하게 된 김태영입니다.

전기/전자 공학은 반도체 및 통신관련 산업의 기술적 근간이 되는 지식체계라고 할 수 있는데요. 이 분야를 이해하기 위해서 필요한 기초지식을 한데 모아 알기 쉽게 설명해 보려고 합니다. 칼럼을 읽어나가다 보면 전공자들은 취업에 앞서 빠르게 기초를 재정리 할 수 있고요, 비전공자 분들은 기술적 용어에 대한 생소함에서 벗어나 흥미를 가지고 전자공학으로 진입할 수 있을 것입니다. 이 칼럼이 반도체, 통신, 전기/전자 분야 업종 취업을 준비하시는 분들에게도 유익한 도움을 제공할 것을 기대합니다. 감사합니다.

이제, 전하량이라는 용어를 설명하겠습니다. 전하는 입자나 물질이 지닌 전기(번개의 기운)이라고 했습니다. 그 번개의 기운을 얼마만큼 가지고 있는지를 양으로 표현해야 할 필요가 있습니다. 회로를 구성하는 부품들을 지나다니는 전하(전기)의 양을 전하량이라고 합니다.

전하량도 하나의 양이기 때문에 단위가 필요하겠지요? 전하의 단위는 C(Coulomb, 쿨롱)을 사용합니다. 그렇다면 1C은 얼마만큼의 전하량일가요? 1C의 정의는 다음과 같습니다.

반딧불이마리를 모았을 때 내뿜는 빛의 양을 생각하면 도움이 될 것 같습니다. 전자나 양성자를개 모았을 때 뿜어내는 번개 기운의 양이 1C입니다.

위 식의 양변을 로 나누면 전자(혹은 양성자) 한 개가 갖는 전하량을 얻을 수 있습니다.

전하량의 관점에서 꼬마회로를 살펴볼까요? 매 초당 1C의 꼬마전구를 통과 한다고 합시다. 이것은 매 초당개의 전자가 전구를 지나갔다는 의미가 됩니다. 문제를 하나 내보겠습니다. 만약 매 초당 2mC 의 전자가 꼬마전구를 통과했다면 매 초당 몇 개의 전자가 전구를 지나간 것일까요? 단위 앞에 놓인 m은인 점을 알고 계산해보면 매 초당개의 전자가 지나갔다는 것을 알 수 있습니다.

전하량을 배웠으니 이제 회로를 이 관점에서 바라보는 연습을 해보세요. 일정 시간을 놓고 볼때 - 예를 들어 10초 동안 - 전구를 지나는 전하량이 많아지면 (아까 전하가 에너지를 갖고 있다고 했으니) 불의 밝기도 세질 것 같고, 모터를 지나는 전하량이 감소하면, 회전 속도가 느려질 것 같지 않나요?

예, 그렇습니다. 이처럼 부품들을 지나다니는 전하량의 많고 적음에 따라 회로의 기능에 변화가 생기는 것입니다. 

그럼 다음 시간에는, [전기력]에 대해서 알아보도록 하겠습니다.(click)