전자기학의 여러 단위에 관하여

최근 자격증 공부를 하느라 여러 소자를 만질 일이 많았다. 그러다 문득 알게된 것이 캐패시터의 용량이 매우 작은 단위를 사용하고 있다는 것이다. 

 

주로 사용하는 캐패시터의 경우 소자값을 나타낼 때 보통 마이크로 패럿($\mu F$)을 사용한다. 이는 1패럿의 $10^{-6}$배로, 백만분의 1 수준이다. 왜 1 패럿의 정의를 그렇게 크게잡아서 이런 비효율을 감수하는건지 대체 알 수가 없었다.

 

그래서 패럿의 단위를 보니, 캐패시터에 1볼트의 전압이 걸릴 때, 1쿨롱의 전하가 축적될 때 정전용량이 1패럿이라고 한다고 한다. 그렇다면 볼트는 어디서 왔고, 쿨롱은 어디서 왔는가?!?!?

 

그래서 하나하나 찾아보기로 했다!

 

패럿(F)=쿨롱(C)/볼트(V)

- 1볼트의 전압이 인가될 때 1쿨롱의 전하가 축적되는 정전용량.

 

    쿨롱(C)=암페어(A)*초(s)

    - 1암페어의 전류가 흐를 때, 1초동안 단면적을 통과하는 전하의 양.

 

    볼트(V)=와트(W)/암페어(A)

    - 1암페어가 흐르는 도체에서 소모되는 전력이 1와트일 때 그 두 점 사이의 전압.

 

        암페어(A)

        - 무한히 길고 단면적이 굉장히 작은 두 평행한 직선 도체가 진공에서 1미터 떨어져 있을 때, 두 도체          사이에 $2\times 10^{-7}N$의 힘이 생기게 하는 전류.

 

        와트(W)=줄(J)/초(s)

        - 1초 동안 1줄의 일을 하는 일률.

 

            줄(J)=뉴턴(N)*미터(m)

            - 1뉴턴의 힘으로 물체를 1미터 움직였을 때 물체에 한 일.

 

            뉴턴=킬로그램(kg)*미터(m)/초(s)^2

            - 1킬로그램의 물체를 1m/s^2의 가속도로 가속하는데 필요한 힘.

 

 

와트시(Wh)=와트(W)*시간(h)

- 1시간 동안 1와트의 전력량으로 하는 일. 일이므로 그 단위를 줄(J)로 변환할 수 있다. 

 

(Ah, 암페어시) 참고: 배터리에서 사용하는 암페어시(Ah)단위는 스마트폰 등 휴대용 전자기기에서 주로 사용하는 전압인 3.7V를 가정하여 표기한 것이다. 따라서 보통 배터리에 표기되어있는 1Ah(=1000mAh)의 의미는 3.7볼트, 1암페어의 전력을 1시간동안 공급할 수 있다는 의미이다.