전위와 전위차에 대해 알아보자.

일상생활 속 우리는 220V에 익숙해져 있습니다. 콘세트를 꽂을 때, 220V의 전압이 들어오는 것을 당연히 여기고 사용하고는 하는데요. 한 번쯤 이러한 220V가 무엇을 의미하는지에 대해서 고민해보신 적이 있으신가요? 오늘은 이에 대해 알아보는 시간을 가져보고자 합니다. 우선 본격적으로 전위에 대해 알아보기에 앞서 우리와 친숙한 물을 통해서 이를 설명해보고자 합니다. 

 

출처 : Pixabay

 

위의 그림과 같이 댐 같은 경우는 높은 곳에 물을 위치시키는데요. 왜 물을 높은 곳에 위치 시킬까요? 바로 수력 발전을 통하여 전력을 생산해내기 위함이죠. 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 자연적으로 흐릅니다. 왜냐하면, 높은 곳에 있는 물의 위치에너지가 크기 때문이죠. 모든 자연적인 현상은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려는 경향이 있습니다. 수많은 예시가 있는데요. 고기압에서 저기압으로의 공기의 이동, 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 열의 이동 등 자연적으로 모든 것은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르려고 합니다.

 

 

이는 우주의 법칙입니다. 무질서도가 증가하는 방향으로 반응이 진행되는 것이죠. 너무 얘기가 심오해졌나요? 이러한 것들은 각설하고, 물은높은 곳에서 낮은 곳으로 흐릅니다. 산 중턱에 위치한 곳은 높이가 높기 때문에 위치 에너지가 크고, 낮은 곳에 위치한 곳은 높이가 낮기 때문에 위치 에너지가 작기 때문이죠. 그래서 큰 위치에너지를 가진 물이, 낮은 위치에너지를 가진 곳으로 흐릅니다.

전위와 전위차 무엇인가요?

앞서 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것에 대해서 과학적인 이유에 대해서 알아보았죠? 마찬가지입니다. 전위는 전기적 위치에너지를 의미하는데요. 높은 곳에 위치한 물이 높은 위치에너지를 가지는 것처럼, 높은 전기적 위치에너지를 가진 것을 높은 전위를 가지고 있다고 합니다. 하지만, 앞서 물의 예시에서 비교했듯이 높고 낮다는 개념은 반드시 상대적인 개념입니다.

 

즉, 하나의 사물만을 가지고 "높다, 낮다"라고 표현하지 못한다는 것이죠. 그래서 전위는 반드시 두 개의 물체의 전위에 대해서 얘기해주어야 합니다. 그래서 이러한 두 개의 물체의 전위를 말할 때, 두 개의 물체의 전위차에 대해서 말하는 것이죠. 정리하자면,

 

전위 = 전기적 위치 에너지

전위차 = 두 물체의 전기적 위치 에너지의 차이

 

이러한 전위차가 발생하면, 반드시 전위차가 높은 곳에서 전위차가 낮은 곳으로 이동하려는 경향이 있습니다. 이렇게 이동하는 것을 전류가 흐른다고 우리는 말하죠. 즉, 전위차가 발생하면 전류가 흐르는 것입니다. 오늘은 전위와 전위차에 대해 알아보았는데요. 개념은 정말 간단합니다. 전기적 개념이 어려운 이유는 미묘한 언어의 차이가 많기 때문인데요. 원리를 이해하고 계신다면 전자기학에 대해서 쉽게 이해하실 수 있을거에요. 감사합니다.