공학계열 양진목 교수님
안녕하세요!^^ 양진목 교수님.
자세한 답변 감사드립니다. 교수님 말씀대로 14p를 여러 번 읽어 봤습니다.
그런데 여전히 의문으로 남는 점이 있어 다시 질문 올립니다.
14p에 있는 KCL을 위배했다는 3A의 전류원과 5A의 전류원이 직렬로 연결되어 있는 회로 즉, 서로 다른 전류원이 직렬연결되어 있는 회로에 관해
여전히 이해가 잘 되지 않습니다.
제 생각에는 전원(전류원)은 에너지를 만들어낼 수 있는 능동소자라고 알고 있습니다. 그러면 3A의 전류원에서 1초당 3C의 전하량에 해당하는 음전하(전자)를 이동시킬 수 있는 에너지를 만들어내서 3A의 전류를 흐르게 하다가 5A의 전류원에서는 1초당 5C의 전하량에 해당하는 음전하(전자)를 이동시킬 수 있는 에너지(3A의 전류원보다 더 큰 에너지)를 만들어내서 5A를 흐르게 할 수 있는 거 아닌지요?
전하량 보존의 법칙에 따라 도선에 흐르는 총 음전하(전자)의 개수는 변화가 없어도 얼마든지 더 큰 에너지를 가해서 음전하(전자)의 이동 속도를 증가시켜서 1초당 도선의 단면적을 통과하는 음전하(전자)의 수를 증가시키다면 1초당 이동하는 전하량 즉, 전류가 증가되는 것 아닌가요?
다시 말하면, 5A의 전류원에서 3A의 전류원보다 높은 에너지를 음전하(전자)에 가해서 1초당 도선의 단면적을 통과하는 음전하(전자)의 개수를 늘린다면 도선의 총 음전하(전자)의 개수는 변함이 없어도 1초당 도선의 단면적을 지나는 음전하(전자)의 개수는 증가하게 되어서 전류가 증가할 수 있는 것 아닌지요?
p.s.: 교수님께 질문하는 저도 머리가 복잡해져 제대로 된 질문을 드리는지 잘 모르겠습니다. 질문이 이상하더라도 이해해 주십시오.
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안녕하세요. 양진목입니다.
회로이론은 집중정수계를 전제로 하므로 도선의 단면적, 길이 등 공간적 요소들은 전혀 고려의 대상이 아닙니다.
(정확한 내용은 전자기학의 전류부분의 연속방정식과 이로부터 도출되는 KCL을 보셔야 알 수 있습니다.)
따라서 집중정수계에서 3A, 5A 전류원이 마디 a에 직렬로 연결되어 있다고 하면 시간 t1~t2에서 마디a에 들어온 전하량은 3(t2-t1), 마디 a에서 나온 전하량은 5(t2-t1)이므로 이 차이에 해당하는 2(t2-t1) 쿨롱만큼의 전하가 도선에 저장되어야 합니다. 이는 회로이론의 기본가정 2(시스템 내 각 소자의 저장전하량은 0C이다.)에 위배됩니다.
또한 만일 a마디에서 3A, 5A 전류원의 방향이 ←a→와 같이 서로 반대로 흘러나오고 있다고 하면 a마디에서 흘러나온 전하를 공급하는 소스가 있어야 하는데 이것 역시 a 마디에 전하가 저장소가 있다는 것을 의미하므로 기본가정에 위배됩니다.
답변이 되었는지 모르겠습니다.
그럼 안녕히계세요.