고급물리:전류와 저항 편집하기 (부분)

=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |전류는 어떻게 흐르는 걸까?(시간 많이 줬으니까 자세하게 표현해보세요.)
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!답변
!선생님코멘트
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|전위차가 발생하여 전압이 걸리면 전자의 흐름이 발생하며 전류가 흐름
전기가 저장되거나 생성되게 되면은 일정 수치의 전위를 가지게 된다. 그로 인해 전위차가 생기게 되고 고전위에서 저전위로 전류가 흐르게 된다.
|굳
더 근본적으로 전기장에 대해 다루어주길 의도했어요~
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|전지에서 출발하여 움직이는 전자가 도선 표면에 전기장을 만들어내고 이 전기장에 따라 또 전자가 가속되며 전하가 생기고, 전류가 흐른다.
|말을 조금 다듬으면 좋을듯! 전자가 가속되며 전하가 생긴다는 말이 좀 이상하죠??
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|전류가 흐르는 원리가 전자가 다른 전자를 밀어낸다는 추측을 했는데 이번에 배우고 전류는 전기장이 가해져 전자들이 에너지를 받아 이동하는것? 이라고 알게되었습니다.
|굳.
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|도체의 자유전자가 양성자와 부딪혀 생성되는 전기장으로 도체의 전 부분이 전하를 띄기에
|?? 자유전자와 양성자가 부딪히면 전기장이 왜 생겨;;?
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|전기가 저장되거나 생성되게 되면은 일정 수치의 전위를 가지게 된다. 그로 인해 전위차가 생기게 되고 고전위에서 저전위로 전류가 흐르게 된다.
|흠... 보통은 전위가 먼저 아닌가;;?
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|전자의 흐름으로 만들어진다. 이러한 전자의 흐름은 전기장에 의하여 만들어진다. 전기장은 전하에 의하여 만들어진다. 따라서 전류는 전하에 차이에 의하여 만들어 진다.
|좋은 접근입니다!
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!선생님코멘트
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! colspan="2" |10m 길이의 구리 전선(원통형)의 지름이 2mm일 때, 이 전선을 통해 5A의 전류가 흐를 때, 전선 내부의 전자의 평균 이동 속도는 얼마인가요?(전자의 전하량은 e, 전자의 평균 밀도는 n이라 표기하자.)
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!답변
!선생님코멘트
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|전자의 평균 이동 속도 = 전류 / (전자의 전하 x 전자의 밀도 x 전선 면적)

<math>v= \frac{I}{en \pi 1 \times 10^{-3*2}}</math>
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|5 = pi*e*v*n를 이용?
|네, 좋은 접근입니당
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|전자의 평균 밀도란 전자의 부피 당 질량 이니 전자의 부피를 먼저 구해야 한다. 부피는 속력 v로 t초 만큼 이동하면 지름이 2mm이니까 부피가 4vt pie가 된다. 이를 n 곱하기 e를 하면 부피 분에 1이니까 이와 같다고 하고 구하면 되지 않을까요?
|pie???!?

그리고 mm니까, 이를 m단위로 바꿔주는 과정도 필요할 것 같아요.
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|1mm/s 미만
차피 전선에서 마구 부딪히면 속도가 느려지기에 1mm/s 미만이다
|진짜 성의 없네;
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|횡단면적을 구하고 비저항값을 공식을 이용해 알아내서 모든 값들을 I=1/p*A/L*V 공식에 대입한다.
|음, 굳. p가 뭔진 모르겠지만; 그리고 수식을 파악하기가;;
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|전체전하량 = n x (4ㅠ(mm^2) x v x t) = I x t = 5 x t -> v = 5n/4ㅠ
|오예, 함정?에 걸렸어!
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|전류의 세기는 도선의 단면적에 1초 동안 흐르는 전자의 수이다. 따라서 단면적인 4*pi(mm)^2에 5e만큼에 전자가 1초 동안 지나 간 것이다. 그리고 전자의 평균 밀도가 n이므로 전선 내부에는 5n에 전자가 있다.
|잉? 평균 밀도가 전류에 영향을 미치긴 하지만, 5n이라니, 관계성이 조금;;
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|전선 내부의 전자의 평균 이동 속도를 계산하기 위해서는 몇 가지 중요한 물리적 관계를 사용할 수 있습니다. 먼저, 전류와 전자의 평균 밀도 사이에는 다음과 같은 관계가 있습니다: 전류 (I) = 전자의 평균 밀도 (n) × 전자의 전하량 (e) × 전자의 평균 이동 속도 (v) 여기서, I는 전류 (5A) n은 전자의 평균 밀도 e는 전자의 전하량 (일반적으로 1.6 x 10^-19 쿨롱) v는 전자의 평균 이동 속도 전선의 지름과 전자의 평균 이동 속도 간의 관계를 구하기 위해 전선의 단면적을 계산해야 합니다. 전선의 단면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다: 전선의 단면적 (A) = π × (반지름)^2 여기서 반지름은 지름의 절반, 즉 1mm 또는 0.001m입니다. 전선의 길이 (L)는 10m로 주어졌습니다. 전선 내부의 전자의 평균 밀도 (n)는 전선의 천이전도율과 관련이 있으며, 전류 밀도 (J)와 전기성분 (σ)을 사용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다: n = J / (e × σ) 이제, 전류 밀도 J는 전류 I를 전선의 단면적 A로 나누어서 계산할 수 있습니다: J = I / A 전선의 전기성분 (σ)은 구리의 전기저항 (ρ)와 전선의 길이 (L) 및 전선의 단면적 (A)에 따라 다음과 같이 계산할 수 있습니다: σ = (1 / ρ) × (L / A) 여기서, 구리의 전기저항 (ρ)는 일반적으로 알려진 값입니다. 이제 계산을 시작하겠습니다. 먼저, 전선의 단면적을 계산합니다: A = π × (0.001m)^2 ≈ 3.1415 x 10^-6 m^2 다음으로, 전선의 전기성분 (σ)를 계산합니다. 구리의 전기저항 값은 대략 1.68 x 10^-8 옴∙m이라고 가정하겠습니다. σ = (1 / 1.68 x 10^-8 옴∙m) × (10m / 3.1415 x 10^-6 m^2) ≈ 1.899 x 10^7 S/m (시멘스/미터) 이제 전자의 평균 밀도 (n)를 계산할 수 있습니다: n = (I / A) / (e × σ) n = (5A / 3.1415 x 10^-6 m^2) / (1.6 x 10^-19 쿨롱 × 1.899 x 10^7 S/m) n ≈ 1.64 x 10^28 전자/m^3 마지막으로, 전자의 평균 이동 속도 (v)를 구하기 위해 다음의 관계식을 사용합니다: I = n × e × v v = I / (n × e) v = (5A) / (1.64 x 10^28 전자/m^3 × 1.6 x 10^-19 쿨롱) v ≈ 1.95 x 10^-4 m/s 따라서, 이 전선 내부의 전자의 평균 이동 속도는 약 1.95 x 10^-4 미터/초입니다.
|;;; 이렇게까지;;?!?
GPT냐?
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|I=nqAv이므로 v=I/nqA. 각 값을 대입하면, v=5000/ne [m/s]
|깔끔하십니다.
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