전기

전기에너지의 본질은 무엇일까?

전지와 전구를 준비하고 이들을 도선으로 연결하면 전구에 불이 켜져요. 진지로 전구의 불을 키는 것은 전지에 저장된 화학적 에너지가 전구라는 장치를 통해 빛 에너지와 열에너지로 변환되는 것으로 생각할 수 있어요. 그리고 많은 사람들은 전류를 흐르게 하는 전자가 이 에너지를 전달한다고 생각합니다. 과연 이 설명이 맞을까요? 일반적으로 우리는 전기회로에서 "전기"라는 것을 전달하는건 전자라고 생각하죠. 이는 전압, 전류, 저항과 같은 존재로 전기회로를 설명하기 때문이에요. 하지만 이는 어디까지나 추상화된 개념일 뿐 근본적인 해석은 아니에요. 사실 전기회로를 해석하는데 있어서 전자보다 훨씬 중요한 것은 장(Field)입니다. 전기에너지는 전자를 통해 전달될까요? 전구나 LED, 전열기등이 어떻게 전기에너지를 다..

인공투석기용 펌프 - 전자기 펌프

인공투석기에 대해 옛날에 배운 사람이라면 투석할 혈액을 뽑을 혈관이 반드시 동맥이어야 한다고 배웠을 것이다. 이는 혈액을 뽑기 위해 동맥의 압력을 이용하기 위함이다. 하지만 요즘은 정맥에서 뽑는 것을 추천하는데, 더이상 동맥의 압력 없이도 능동적으로 혈액을 운반할 펌프가 생겼기 때문이다. 하지만 기계식 펌프는 인공투석기가 나오기 한참 전에 만들어졌는데, 왜 인공투석기에는 사용되지 못한 것일까? 기계식 펌프 펌프의 역할은 유체에 압력을 걸어 일정한 방향으로 흐를 수 있는 힘과 에너지를 주는 것이다. 압력을 만드는 방법에 따라 펌프의 종류가 나뉜다. 그중 기계식 펌프는 압력을 만들기 위해 물리적인 방법을 사용하는 종류이다. 기계식 펌프도 작동 방식에 따라 종류가 나뉘지만, 이들은 크게 프로펠러나 그와 비슷한..

물리 - 전위

집에 들어와 스위치를 켜면 전등에 불이 켜진다. 충전기를 휴대폰에 꽂으면 충전이 되고 옷을 벗으려고 하자 정전기가 생긴다. 이 모든 현상은 전기가 만드는 현상이다. 이 글에서는 전하가 만드는 성질, 전위에 대해 알아본다. 전기장 중력을 가진 물체가 중력장을 만들듯이 전하를 가진 입자는 전기장을 형성한다. 전기장 속에서는 전기력이 존재할 수 있고 그 크기와 방향은 중심 전하에 따라 결정된다. 중심 전하가 양전하면 나가는 방향(발산하는 방향), 음전하면 들어오는 방향으로 생기게 된다. 전기장의 세기는 전기장 속의 한 전하가 받는 힘으로 구할 수 있으며 그리하여 전기장의 세기 $E=\frac{F}{q}$로 정의된다. $F$는 전하가 받는 힘, $q$는 전기장 속 전하의 전하량이다. 계산식에서 알 수 있듯, 전..