전류의 방향과 전기 전류
전기 전류는 물질을 통해 전기적인 전하가 흐르는 것을 의미합니다. 이는 회로의 한 지점을 통과하는 전하의 흐름률을 나타냅니다. 전기 전하의 흐름은 주로 전자, 즉 부정 전하를 가진 입자들에 의해 이루어집니다. 전류의 SI 단위는 초당 쿨롱, 즉 암페어(A)입니다. 이는 SI 기본 단위 중 하나입니다:
1 암페어 = 1A = 1쿨롱/초 = 1C/s
전류의 방향
전류 화살표는 긍정 전하 운반체가 움직일 것으로 가정된 방향으로 그려집니다. 실제 전하 운반체가 부정 전하를 가지고 있고 반대 방향으로 움직일지라도 말이죠. 이 관례는 전기 이론의 초기 단계에서, 전기 전하의 본질이 완전히 이해되기 전에 설정되었으며, 일관성과 편의를 위해 오늘날까지 사용되고 있습니다. 대부분의 상황에서 긍정 전하 운반체가 한 방향으로 가정된 움직임은 실제로 부정 전하 운반체가 반대 방향으로 움직이는 것과 같은 효과를 낸다고 할 수 있기 때문에 이 관례를 사용할 수 있습니다.
실제로, 전기 전류는 양전하의 흐름이 아닌, 도체를 통한 부정 전하를 가진 전자들의 흐름입니다. 그러나 전류 흐름의 방향은 여전히 긍정 전하가 움직일 것으로 정의되며, 이는 배터리나 전원의 긍정 단자에서 시작하여 회로를 통과하고 부정 단자로 돌아오는 방향입니다. 이 관례는 복잡한 회로나 교류(AC)보다는 직류(DC)를 다룰 때 혼란의 원인이 될 수 있습니다. 하지만 회로를 분석하고 설계할 때 이 관례를 인지하고 일관되게 사용하는 것이 중요합니다.
다양한 전류 전도체
다른 전류 전도체에서는 운반되는 입자들의 전하가 긍정적이거나 부정적일 수 있습니다. 금속에서는 운반되는 전하가 항상 부정 전하를 가진 전자이지만, 이온화된 가스(플라즈마)나 이온 용액에서는 전자와 긍정 전하를 가진 이온 모두가 전하를 운반할 수 있습니다. 게르마늄이나 실리콘과 같은 반도체 재료에서는 전도가 부분적으로 전자에 의해, 부분적으로는 결핍에 의해 이루어집니다. 이 결핍은 누락된 전자의 자리로, 긍정 전하처럼 작용합니다.
