전기전도

전기전도(electrical conduction)는 도체의 안에 전기장이 존재할 때 전하가 이동을 하면서 전류가 발생되는 상태를 말한다. 전기전도는 전류의 크기 암페어를 상수로 표현한 것으로 전기 저항 옴에 역수이다. 일반적으로 금속에서는 온도가 증가하게 되면 전기전도가 감소하게 되고 반대로 반도체에서는 온도가 증가하게 되면 전기전도도 증가하게 된다. 전기전도의 재료로는 구리와 같은 금속 재료가 많이 사용되며 반도체에서는 흑연이나 실리콘카바이드 등이 많이 사용 된다.

개요

전기전도는 도체 내에 전기장이 있을 때, 전하가 이동하며 전류를 발생하는 일이다. 전하로는 전자나 이온 등이 있는데, 전자가 가벼워 전자전도가 전기전도율에 큰 영향을 미친다. 한편, 0K 근처의 온도에서는 초전도현상이 일어나며, 많은 도체와 반도체에는 전기전도현상과 각종 열전도현상이 함께 일어난다.

물질 내에 이온이나 전자와 같은 하전입자가 있어서 이들이 자유로이 움직일 수 있는 경우, 그다지 크지 않은 전기장 내에서는 하전입자는 다른 여러 입자와 충돌하여 저항을 받으면서 전기장에 비례한 평균속도로 전기장 방향으로 이동한다. 이 때의 비례상수를 이동도(移動度)라고 한다. 하전입자의 이동도와 밀도로부터 그 물질의 전기전도율을 구할 수 있으며, 옴의 법칙이 성립된다. 전기장이 커지면 방전(放電)이나 절연파괴 등의 복잡한 현상이 일어나서 옴의 법칙은 성립되지 않는다.

전자에 의한 전도를 전자전도, 이온에 의한 것을 이온전도라고 하는데, 전자가 이온보다 가볍기 때문에 전자전도가 전기전도도에 크게 영향을 미친다. 결정물질 내의 전기전도는 양자역학에서 취급되어 금속·절연체·반도체의 복잡한 전기전도도가 설명된다. 절대영도 부근의 특수한 전기전도 현상으로서 초전도(超傳導)가 있다. 이 밖에 전기전도에 수반되는 현상에 홀(Hall)효과를 비롯하여 톰슨효과·페르체효과·제벡효과 등의 열전효과(熱電效果)를 볼 수 있다. 반도체에서는 이 밖에도 각종 현상이 있다.

금속의 전기전도율

 

참고자료

• 〈전기 전도〉, 《사이언스올》
• 〈전기전도〉, 《두산백과》

같이 보기

• 전기전도율
• 전기장
• 전하
• 이온

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