전도도란 무엇인가?
전도도는 전류가 얼마나 쉽게 흐르는지를 측정하며 저항의 역수입니다. 전도도는 문자 "G"로 표시되며 지멘스 또는 모오스 단위로 측정됩니다.
저항 의 개념과 측정 단위는 옴의 법칙을 통해 전류 흐름과 전압 의 관계를 설명할 때 가장 많이 사용됩니다 . 그러나 때로는 전류에 대한 저항보다는 전류를 전도하는 물질의 능력을 표현하는 것이 도움이 됩니다.
전류를 흐르게 하는 이러한 능력, 즉 ' 전도도 '에 대해서는 이 글에서 자세히 설명하겠습니다.
전도도 대 저항
저항은 구성 요소가 전류 흐름에 나타내는 마찰의 척도로 정의됩니다. 대문자 "R"로 기호화된 저항은 "옴" 단위로 측정되며, 이는 그리스 대문자 오메가, Ω로 표시됩니다.
이를 염두에 두고, 우리는 이 전기적 속성을 역으로 생각할 수도 있습니다. 즉, 전류가 부품을 통과하기 어려운 정도가 아니라 그 전류가 부품을 통과하기 쉬운 정도입니다.
저항이 전류가 흐르기 어려운 정도를 상징하는 데 사용하는 단어라면, 전류가 흐르기 쉬운 정도를 표현하는 데 적합한 단어는 전도도입니다. 수학적으로 전도도는 저항의 역수 또는 역수입니다.
Conductance (S)=1Resistance (Ω)
저항이 클수록 전도도는 작아지고 그 반대도 마찬가지입니다. 이는 저항과 전도도가 동일한 필수 전기적 특성을 나타내는 반대 방식이기 때문에 직관적으로 이해될 것입니다.
두 구성 요소의 저항을 비교하고 구성 요소 "A"가 구성 요소 "B"의 저항의 절반인 것으로 밝혀지면, 우리는 이 관계를 구성 요소 "A"가 구성 요소 "B"보다 두 배 더 전도성이 있다고 말함으로써 대안적으로 표현할 수 있습니다. 구성 요소 "A"가 구성 요소 "B"의 저항의 1/3인 경우, 우리는 그것이 구성 요소 "B"보다 세 배 더 전도성이 있다고 말할 수 있습니다.
전도도 단위 - mho 및 Siemens
이 아이디어를 더 발전시켜, 전도도를 나타내는 기호와 단위가 만들어졌습니다. 기호는 대문자 "G"이고, 단위는 mho로, 거꾸로 쓰면 "ohm"입니다(그리고 전자 엔지니어가 유머 감각이 없다고 생각했죠!).
적절함에도 불구하고 mho 단위는 나중에 Siemens(대문자 "S"로 약칭) 단위로 대체되었습니다. 단위 이름을 변경하기로 한 이 결정은 섭씨 온도 단위에서 섭씨 온도로 변경된 것과 유사합니다. 또는 주파수 단위 cps(초당 사이클)에서 헤르츠로 변경된 것과 유사합니다. 여기서 패턴을 찾고 있다면 Siemens, Celsius, Hertz는 모두 유명한 과학자의 성씨이며, 안타깝게도 이 이름들은 단위의 원래 명칭보다 단위의 본질에 대해 덜 알려줍니다.
각주로, 지멘스의 단위는 마지막 글자 "s" 없이는 표현되지 않습니다. 즉, "ohm"이나 "mho"의 경우와 같이 "siemen"의 단위는 없습니다. 그 이유는 각 과학자의 성을 올바르게 철자하기 때문입니다.
전기 저항의 단위는 '옴'이라는 사람의 이름을 따서 명명되었고, 전기 전도도의 단위는 '지멘스'라는 사람의 이름을 따서 명명되었습니다. 따라서 후자의 단위를 '단수화'하는 것은 부적절합니다. 마지막의 's'가 복수를 나타내지 않기 때문입니다.
병렬 회로에서의 총 저항 및 총 전도도 이해
다음 두 섹션에서는 병렬 회로 의 전체 저항과 전도도에 대해 다루겠습니다 .
병렬 회로의 총 저항
그림 1의 병렬 저항 회로를 살펴보면 전류의 경로(분기)가 여러 개이면 전체 회로의 총 저항이 줄어든다는 것을 알 수 있습니다.
전류는 그 중 하나의 분기 저항만을 통과하는 것보다 여러 분기의 전체 네트워크를 통해 더 쉽게 흐를 수 있습니다. 저항 측면에서, 추가 분기는 전류에 대한 저항이 적기 때문에 총 등가 저항이 감소합니다.
병렬 회로의 총 전도도
그러나 전도도 측면에서 추가 분기는 전류 흐름이 증가하기 때문에 더 큰 총 전도도를 초래합니다. 총 병렬 전도도는 병렬 저항기가 개별적으로 하는 것보다 함께 하는 것이 더 잘 전도되기 때문에 개별 분기 전도도보다 더 큽니다(그림 2).
더 정확하게 말해서, 병렬 회로의 전체 전도도는 개별 전도도의 합과 같습니다.
Gtotal=G1+G2+G3+G4
전도도가 저항의 수학적 역수(1/x)에 불과하다는 것을 알고 있다면 각 전도도의 역수를 대입하여 총 전도도 공식의 각 항을 저항으로 변환할 수 있습니다.
1Rtotal=1R1+1R2+1R3+1R4
위의 방정식을 전체 저항에 대해 풀면(전체 저항의 역수 대신) 방정식의 양쪽을 반전(상호)할 수 있습니다.
Rtotal=11R1+1R2+1R3+1R4
그래서 마침내 우리는 수수께끼 같은 병렬 등가 저항 공식에 도달했습니다! 컨덕턴스(G)는 실제 측정으로 거의 사용되지 않으므로 위의 공식은 병렬 회로 분석에서 일반적입니다.
전도도 검토
- 전도도는 전류가 물체를 통과하기 얼마나 쉬운지를 측정하는 것입니다.
- 전도도는 문자 "G"로 표시됩니다.
- 전도도는 저항의 역수입니다: G = 1/R
- 전도도는 지멘스 또는 모스의 단위로 측정됩니다.