전기기능사 필기 도전 - 정전기

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본격적으로 전기기능사 필기시험을 대비한 공부를 시작한다. 2만 원이 넘는 전기기능사 필기 책을 구매했다. 공식이 너무 많다는 생각을 하고 생소한 단어들에 익숙해져야만 할 것 같은 생각이 든다. 학원에서 실물이나 진짜 전기회로를 보면서 공부하면 좀 더 이해가 쉽겠지만  학원 다니기에는 시간이 부족하고... 유튜브 강의를 참고하면 도움이 될 것 같다. 

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1. 원자와 전자

 

원자의 전하량

원자의 구성은 원자핵(양성자(+) , 중성자, 전자(-)로 구성되어 있다.

 

양성자의 전하량 : +1.602 X 10 ^-19 [C]

양성자의 질량 :  1.673 X 10 ^-27 kg, 전자의 1,840배나 무겁다.

 

전자의 전하량 : -1.602 X 10 ^-19 [C]

전자의 질량 :  9.109 X 10 ^-31 kg

 

** 미시적인 숫자를 다룬다. 그래서 단위가 m(미리), u(마이크로), p(피코)등의 단위가 사용된다.

기호	이름	단위
p	pico	10^-12
n	nano	10^-9
u	micro	10^-6
m	mili	10^-3
1	1	10^0 =1
k	kilo	10^3
M	mega	10^6
G	giga	10^9
T	tera	10^12

 

최외각 전자

원자의 제일 바깥쪽 궤도를 도는 전자를 말하며,  최외각 전자가 외부자극에 의해서 이탈하여 전기적 작용을 하는 전자를 자유전자(Free electron)라고 한다.

** 이 자유전자가 전기가 되는 것이려나 보다.

 

전하(electric charge)
- 전자기장 내에서 전기현상을 일으키는 것.
- 전하의 양을 전하량(Q)이라고 하고 단위는 쿨롱[C]

- 전자 한 개의 절댓값 전하량은 1.602 ×10^-19 [C]이며,

- 1.60 ×10^-19 [C]이 1 [C]이 되기 위해서는 약 6.24 ×10^18개의 전자(양성자)가 필요하다.

- 대략 60경 개의 전자가 필요하다.

■문제)  1 [C]의 전기량은 몇 개의 전자의 전하량인가?
질문은 "몇 개의 전자의 과부족으로 생기는 전하량인가?"라는 것이다.(전자의 전하량 값은 - 값을 갖기에 과부족이라고 표현한 것 같다)

전자 1 개 : 1.60 x 10^-19 [C]
전자 X 개 : 1 [C]
1 : 1.60 x 10^-19 = X : 1

X = 1 / 1.60 x 10^-19로 계산하면
약 0.624 ×10^19개의 전자의 전하량이다.
= 6.24 x 10^18 이라고도 답이 나오기도 한다.

 

동전기와 정전기

동전기(dynamic electricity), 전기나, 건전지에 흐르는 전기

정전기( static electricity), 마찰 등 외부 자극에 의해서 전자의 이동으로 전기적 성질을 띠는 전기를 정전기(마찰전기)라고 한다.

 

도체와 부도체, 반도체

도체(Conductor)

- 전기 잘 통하고 전자가 원자사이를 자유롭게 이동하는 자유전자가 있어 전기를 흐르게 한다.

 

부도체(non- conductor)

- 절연체이고, 원자와 전자의 결합이 강해서 자유전자가 없다.

- 전기가 안 흐른다.

 

반도체(semi - conductor)

- 도체와 부도체의 중간으로 조건(온도 등)에 따라 전기가 흐르고 안 흐르고 한다

- 규소, 게르마늄

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2. 정전기

 

대전(electrification)

- 절연체를 서로 마찰시키면 전자가 이동하여 전기적 성질을 띠게 되는 것.

- 이런 전기적 성질을 띠게 하는 것을 전정유도라고 한다.

 

대전체(electric body)

- 대전된 물체

 

전하(electric charger)

- 대전에 의해 물체가 띠고 있는 전기

** 여기서 전기가 흐르는 것인가?

전하 대전현상

정전 유도

대전체를 도체(대전하지 않은)에 가까이하면 대전체의 전하와 반대되는 전하가 모이게 되고 먼 곳에는 같은 종류의 전하가 모이는 현상을 말한다.  ** 전기를 유도하는 것. 공부하는 것이 이 정도의 이해 수준이라면 가능하다. 하지만 그렇지 않다.

 

전기장(전계)

전하에 의해 전기력선이 존재하여 영향을 주는 공간으로

전계의 세기와 방향으로 전계의 상태를 확인한다.

 

전기력선

전계내에서 단위전하 +1 [C]이 아무 저항 없이 전기력을 따라 이동할 때 그려지는 가상선

** 자기장 선이랑 같은 말인가?

 

- 전기력선은 정전하에서 출발하여 부전하에서 멈추거나 무한원까지 퍼진다.

- 전기력선상의 임의 한 점에서의 접선의 방향은 전계의 방향을 나타냄

- 전기력선의 밀도는 전계의 세기와 같다.

- 전기력선은 서로 교차하지 않는다.

- 전하가 없는 곳에서는 전기력선의 발생과 소멸이 없다.

- 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다.

- 전기력선은 등전위면과 직각으로 교차한다.

** 이런 전기력선의 특징이 시험에 나온다. 이런 것을 틀리면 불합격이다.

 

정전기의 접촉전기 현상

두 종류의 금속을 교차시키면 양쪽의 온도가 같아도 한쪽의 자유전자가 다른 쪽으로 이동하여 대전상태가 되어 전위가 나타난다. 접촉전기 현상 = 볼타효과라고 한다.

 

정전기의 압전기 현상

수정, 로셀염, 인산칼륨, 티탄산바륨 등의 유전체 결정에 압력이나 장력을 가하여 기계적 변형을 주면 결정표면에  +,- 전하가 나타나며 대전한다. 이들 결정을 전계안에 놓으면 결정 속에서 전기적 변형이 생긴다. 수정으로 마이크를 만든 것은 압전기 현상을 이용한 것이다.

** 수식이 하나도 안 나왔는데 무슨 말인지 모르겠다.

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전기 공학자들

패러데이(Faraday)-전자 유도법칙

볼타(Volta)- 연속적인 전류발생 장치인 전원을 만듦, 전압 = V

앙페르(Ampere)- 전류가 자기장을 형성, 전류 = Am

쿨롱(Coulomb) - 양전기와 음전기 사이의 힘, 전자기의 힘  = C

쥴(Joule) - 전류가 흐르면 열 발생, 전기의 일의 량 = J

헤르츠(Hertz) - 전자기의 파동, 주파수 = Hz

옴(Ohm)- 전기회로의  저항의 법칙, 저항 = Ω

테슬라(Tesla)- 교류회로와 고주파 테슬라코일

 

 

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