전류는 파이프를 통해 흐르는 물처럼 전하의 흐름입니다. 전류가 높을수록 초당 더 많은 전하가 흐릅니다. 암페어(A) 단위로 측정됩니다. 방향: 양극에서 음극으로 (관습), 또는 전자의 흐름 (음극에서 양극으로).

• 1 암페어 = 1 쿨롱/초 (1 A = 1 C/s)
• 전류는 흐름 속도이지 양이 아님
• 직류 (DC): 일정한 방향 (배터리)
• 교류 (AC): 교차하는 방향 (벽면 전원)

전하(Q) = 전기의 양 (쿨롱). 전류(I) = 전하의 흐름 속도 (암페어). 전압(V) = 전하를 밀어내는 압력. 전력(P) = V × I (와트). 모두 연결되어 있지만 다릅니다!

• 전하 Q = 양 (쿨롱)
• 전류 I = 흐름 속도 (암페어 = C/s)
• 전압 V = 전기적 압력 (볼트)
• 전류는 높은 전압에서 낮은 전압으로 흐름

관습적 전류: 양극에서 음극으로 (역사적). 전자 흐름: 음극에서 양극으로 (실제). 둘 다 작동합니다! 실제로는 전자가 움직이지만, 우리는 관습적인 방향을 사용합니다. 이는 계산에 영향을 미치지 않습니다.

• 관습적: + 에서 - 로 (도표의 표준)
• 전자 흐름: - 에서 + 로 (물리적 현실)
• 둘 다 동일한 답을 제공함
• 회로 분석에는 관습적 전류 사용

암페어(A)는 전류의 SI 기본 단위입니다. 7개의 기본 SI 단위 중 하나입니다. 2019년부터 기본 전하로 정의되었습니다. 아토에서 메가까지의 접두사는 모든 범위를 포함합니다.

• 1 A = 1 C/s (정확한 정의)
• kA는 고출력용 (용접, 번개)
• mA, µA는 전자공학, 센서용
• fA, aA는 양자, 단일 전자 장치용

C/s와 W/V는 정의상 암페어와 동일합니다. C/s는 전하의 흐름을 나타냅니다. W/V는 전력/전압으로부터의 전류를 나타냅니다. 세 가지 모두 동일합니다.

• 1 A = 1 C/s (정의)
• 1 A = 1 W/V (P = VI에서)
• 세 가지 모두 동일함
• 전류에 대한 다른 관점

앱암페어(EMU)와 스탯암페어(ESU)는 구 CGS 시스템에서 유래했습니다. 바이오트 = 앱암페어. 오늘날에는 드물지만 오래된 물리 교과서에 나타납니다. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.

• 1 앱암페어 = 10 A (EMU)
• 1 바이오트 = 10 A (앱암페어와 동일)
• 1 스탯암페어 ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
• 구식; SI 암페어가 표준임

I = V / R (전류 = 전압 ÷ 저항). 전압과 저항을 알면 전류를 찾을 수 있습니다. 모든 회로 분석의 기초입니다. 저항기에 대해 선형입니다.

• I = V / R (전압으로부터 전류)
• V = I × R (전류로부터 전압)
• R = V / I (측정값으로부터 저항)
• 전력 소모: P = I²R

어떤 접점에서든 들어오는 전류 = 나가는 전류. Σ I = 0 (전류의 합 = 0). 전하는 보존됩니다. 병렬 회로 분석에 필수적입니다.

• 어떤 노드에서든 ΣI = 0
• 들어오는 전류 = 나가는 전류
• 전하 보존
• 복잡한 회로 해결에 사용됨

전류 = 전하 운반체의 드리프트 속도. 금속 내에서: 전자는 느리게 움직이지만(약 mm/s), 신호는 빛의 속도로 전파됩니다. 운반체 수 × 속도 = 전류.

• I = n × q × v × A (미시적)
• n = 운반체 밀도, v = 드리프트 속도
• 전자는 느리게 움직이지만 신호는 빠름
• 반도체 내: 전자 + 정공

USB: 0.5-3 A (표준에서 고속 충전까지). 휴대폰 충전: 보통 1-3 A. 노트북: 3-5 A. LED: 보통 20 mA. 대부분의 장치는 mA에서 A 범위를 사용합니다.

• USB 2.0: 최대 0.5 A
• USB 3.0: 최대 0.9 A
• USB-C PD: 최대 5 A (100W @ 20V)
• 휴대폰 고속 충전: 보통 2-3 A

가정용 회로: 15-20 A 차단기 (미국). 전구: 0.5-1 A. 전자레인지: 10-15 A. 에어컨: 15-30 A. 전기차 충전: 30-80 A (레벨 2).

• 표준 콘센트: 15 A 회로
• 주요 가전제품: 20-50 A
• 전기차: 30-80 A (레벨 2)
• 전체 주택: 100-200 A 서비스

용접: 100-400 A (스틱), 1000+ A (스폿). 번개: 평균 20-30 kA, 최대 200 kA. 레일건: 메가암페어. 초전도 자석: 10+ kA 안정 전류.

• 아크 용접: 100-400 A
• 스폿 용접: 1-100 kA 펄스
• 번개: 보통 20-30 kA
• 실험용: MA 범위 (레일건)

각 접두사 단계 = ×1000 또는 ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.

• kA → A: 1,000을 곱함
• A → mA: 1,000을 곱함
• mA → µA: 1,000을 곱함
• 반대: 1,000으로 나눔

I = P / V (전류 = 전력 ÷ 전압). 120V에서 60W 전구 = 0.5 A. 120V에서 1200W 전자레인지 = 10 A.

• I = P / V (암페어 = 와트 ÷ 볼트)
• 60W ÷ 120V = 0.5 A
• P = V × I (전류에서 전력 구하기)
• V = P / I (전력에서 전압 구하기)

I = V / R. 전압과 저항을 알면 전류를 찾을 수 있음. 4Ω에 12V = 3 A. 1kΩ에 5V = 5 mA.

• I = V / R (암페어 = 볼트 ÷ 옴)
• 12V ÷ 4Ω = 3 A
• 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
• 기억하세요: 전류는 나눗셈

USB 포트는 5V를 공급합니다. 장치는 500 mA를 소비합니다. 전력은 얼마입니까?

P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (표준 USB 2.0)

5V 전원, LED는 20 mA와 2V가 필요합니다. 어떤 저항이 필요합니까?

전압 강하 = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. 150Ω 또는 180Ω을 사용하세요.

세 개의 장치: 동일한 회로에 5A, 8A, 3A. 어떤 차단기가 필요합니까?

총합 = 5 + 8 + 3 = 16A. 안전 여유를 위해 다음 표준 크기인 20A 차단기를 사용하세요.

땅에 서 있을 때, 당신의 몸에는 항상 약 100 µA의 누설 전류가 지구로 흐릅니다. 전자기장, 정전기, 라디오파로부터 발생합니다. 완전히 안전하고 정상입니다. 우리는 전기적 존재입니다!

평균적인 번개: 20-30 kA (20,000 A). 최대 200 kA에 이를 수 있습니다. 하지만 지속 시간은 1밀리초 미만입니다. 총 전하량: 약 15 쿨롱. 높은 전류, 짧은 시간 = 생존 가능 (때때로).

1 mA 60 Hz AC: 저릿한 느낌. 10 mA: 근육 제어 상실. 100 mA: 심실세동 (치명적). 1 A: 심한 화상, 심장 마비. 전류 경로는 중요합니다—심장을 통과하는 것이 최악입니다.

저항 0 = 무한 전류? 꼭 그렇지는 않습니다. 초전도체에는 '임계 전류'가 있습니다—그것을 초과하면 초전도성이 깨집니다. ITER 핵융합 원자로: 초전도 코일에 68 kA. 열 없음, 손실 없음!

LED는 전압이 아닌 전류로 구동됩니다. 동일한 전압, 다른 전류 = 다른 밝기. 전류가 너무 많으면? LED는 즉시 죽습니다. 항상 전류 제한 저항이나 정전류 드라이버를 사용하세요.

전자기 레일건: 마이크로초 동안 1-3 MA (백만 암페어). 로렌츠 힘이 발사체를 마하 7 이상으로 가속시킵니다. 거대한 커패시터 뱅크가 필요합니다. 미래의 해군 무기입니다.

볼타가 배터리를 발명. 최초의 연속 전류원. 초기 전기 실험을 가능하게 함.

외르스테드가 전류가 자기장을 생성함을 발견. 전기와 자기를 연결. 전자기학의 기초.

옴이 V = IR을 발표. 옴의 법칙은 전압, 전류, 저항 간의 관계를 설명. 처음에는 거부되었으나 지금은 기본 원리.

패러데이가 전자기 유도를 발견. 변화하는 자기장이 전류를 생성함. 발전기와 변압기를 가능하게 함.

제1회 국제 전기 회의에서 암페어를 전류의 '실용 단위'로 정의함.

테슬라의 교류 시스템이 만국 박람회에서 '전류 전쟁'에서 승리함. 교류는 변압이 가능했지만, 직류는 불가능했음 (당시).

CGPM이 암페어를 정의함: '평행 도선 사이에 2×10⁻⁷ N/m의 힘을 생성하는 일정한 전류.'

SI 재정의: 암페어는 이제 기본 전하(e)로 정의됨. 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) 개의 전자/초. 정의에 의해 정확함.

전압은 전기적 압력(수압과 같음)이고, 전류는 흐름의 속도(물의 흐름과 같음)입니다. 높은 전압이 반드시 높은 전류를 의미하지는 않습니다. 10,000V에 1mA(정전기 충격)가 있을 수도 있고, 12V에 100A(자동차 시동 모터)가 있을 수도 있습니다. 전압은 밀고, 전류는 흐릅니다.

전압이 아니라 전류가 사람을 죽입니다. 심장을 통과하는 100mA는 치명적일 수 있습니다. 하지만 높은 전압은 몸을 통해 전류를 강제로 흐르게 할 수 있습니다(V=IR). 이것이 고전압이 위험한 이유입니다—몸의 저항을 극복하기 때문입니다. 전류가 살인자이고, 전압은 조력자입니다.

60Hz AC는 전력망의 주파수로 근육 수축을 유발합니다. 손을 뗄 수 없습니다(근육 경직). DC는 단 한 번의 충격을 유발합니다. 동일한 전류 수준에서 AC는 3-5배 더 위험합니다. 또한: AC의 실효(RMS) 값 = 유효한 DC 등가값 (120V AC RMS ≈ 170V 피크).

집 전체: 100-200A 서비스 패널. 단일 콘센트: 15A 회로. 전구: 0.5A. 전자레인지: 10-15A. 에어컨: 15-30A. 전기차 충전기: 30-80A. 총량은 다르지만 패널이 최대치를 제한합니다.

초전도체에서는 가능합니다! 저항이 0이라는 것은 전압이 0인 상태에서 전류가 흐를 수 있다는 의미입니다(V=IR=0). 지속적인 전류는 영원히 흐를 수 있습니다. 일반적인 도체에서는 불가능합니다—전류를 밀어내기 위해 전압이 필요합니다. 전압 강하 = 전류 × 저항.

USB 케이블은 얇습니다(높은 저항). 너무 많은 전류 = 과도한 발열. USB 2.0: 0.5A (2.5W). USB 3.0: 0.9A. USB-C PD: 최대 5A (100W). 더 두꺼운 전선, 더 나은 냉각, 그리고 능동적인 협상을 통해 더 높은 전류를 안전하게 전송할 수 있습니다.