1. 도체 및 절연체:
물질은 전류의 흐름을 가능하게 하는 능력에 따라 도체와 절연체로 분류될 수 있습니다. 금속과 같은 전도체는 원자에서 쉽게 이탈되는 자유 전자라고 알려진 가장 바깥쪽 전자를 느슨하게 보유하고 있습니다. 반면에 절연체는 움직이기 어려운 전자가 단단히 묶여 있습니다.
2. 전위차(전압):
전기가 흐르려면 회로의 두 지점 사이에 전압이라고도 알려진 전위차가 있어야 합니다. 전압은 전자를 움직이게 하는 전기적 압력 또는 추진력을 나타냅니다.
3. 도체의 전자 이동:
도체가 배터리와 같은 전압원에 연결되면 전압은 도체 내에 전기장을 생성합니다. 이 장은 자유 전자에 힘을 가하여 자유 전자가 원자에서 떨어져 나가 움직이기 시작하게 합니다.
4. 전자 드리프트:
도체 내 자유 전자의 이동을 전자 드리프트(electron drift)라고 합니다. 전기장에 의해 구동되는 이러한 전자는 전압원의 양극 단자를 향해 표류합니다.
5. 전류 및 저항:
전자의 흐름은 전류를 구성합니다. 전류의 세기는 자유전자의 수, 이동도, 도체의 저항에 따라 달라집니다. 저항은 전류 흐름에 대한 반대를 나타내며 재료의 저항률, 도체의 길이 및 단면적과 같은 요소의 영향을 받을 수 있습니다.
6. 완전한 회로:
지속적인 전기 흐름을 위해서는 완전한 회로가 필요합니다. 이는 전자가 전압원의 음극 단자에서 도체를 통과하여 양극 단자로 다시 이동하는 폐쇄 경로가 있어야 함을 의미합니다.
7. 기존 전류와 전자 흐름:
역사적으로 전류는 전자가 실제 전하 캐리어임에도 불구하고 양전하의 이동을 기반으로 정의되었습니다. 이러한 관례는 양극 단자에서 음극 단자로 양전하의 흐름을 가정하는 "기존 전류"라는 용어로 이어졌습니다. 실제로는 반대 방향으로 움직이는 것은 음전하를 띤 전자입니다.
정리하면, 전도성 물질의 자유전자의 움직임으로 인해 전기가 흐른다. 회로의 두 지점 사이에 전위차가 생기면 전자가 양극 단자 쪽으로 이동하여 전류가 생성됩니다. 이러한 전자 흐름은 완전한 회로와 전압 소스가 있는 한 계속됩니다.
