안녕하세요 여러분
반갑습니다:)
오늘은 저번 시간에 이어 비저항(고유저항, 저항률, ρ 등 모두 같은 말입니다)에 대해서 알아보겠습니다.
비저항이란 무엇일까요? 저번시간에 간단히 설명했지만 비저항은 물질이 고유하게 가지고 있는 저항 상수라고 보시면 될 거 같습니다. 쉽게 말해 물질이 전류의 흐름에 얼마나 세게 맞서는지를 측정한 물리량이라고 볼 수 있습니다. 1m (단위미터) 체적에서의 저항을 구하기 때문에 비저항을 단위 체적 당 저항값이라고 하기도 합니다.
물질의 비저항이 높다면 전류의 흐름에 세게 맞서는 것이 되므로 물질에 의해 생기는 전기저항의 값이 크다고 볼 수 있습니다. 그렇다면 전선으로 만들기에 적합하려면 비저항이 높아야 할까요 낮아야 할까요? 전선은 전기를 최대한 손실 없이 이동시켜야 하므로 비저항이 낮을수록 유리하다!라고 보시면 될 거 같습니다.
뭔가 순환논리 같지만 ρ를 식으로 정의하는 것은 쉽습니다. 우선 비저항을 식으로 정의하기 위해 저번 포스팅에 대하 이해가 조금 필요하겠습니다.(전기 #3을 참조해주세요)
그림을 확인해주세요 저번 시간에 저항의 식은 다음과 같았습니다.
R = ρl/A = 4ρl/πD²[Ω]
자 이식을 적절하게 변형해서 비저항(ρ)에 대해 나타내면 다음과 같습니다.
먼저 ①번 그림은 원래 저항의식이죠, ρ(비저항)과 R(전기저항)을 양변 적절히 변형해서 ②번 그림과 같이 만들 수 있습니다. 이때, 저항[Ω]을 단면의 넓이[m²]에 길이[m]를 나눈 아이를 곱한 느낌이므로 [Ω * m²/m], 약분해서 간단하게 만들면 비저항의 단위는 [Ωm]으로 나타낼 수 있습니다.
②번 그림에서 원래 전기저항 공식을 구할 때 했던 것처럼 알맞은 식을 넣어서 정리하면 다음과 같은 식을 만들 수 있습니다.
ρ = 4l/RπD²[Ωm]
이렇게요. 단위는 비저항이니 당연히 [Ωm]입니다.
그런데 여기서 문제가 하나 있습니다. 우리가 아는 전선은 대부분 [m] 단위로 나타내기엔 너무 작죠, 계산은 조금 복잡해지겠지만 현실에서 적용하기에는 [mm]가 더 적합할 것입니다. 그래서 비저항(ρ)을 나타내는 단위계(방법이 다른 단위라고 보시면 되겠습니다. 섭씨/화씨 같이 말이죠)는 2개가 있습니다. 그림 ③번을 한번 봐주세요:)
③번에 있는 좌측에 있는 단위계, 즉 기존처럼 그냥 [Ωm]로 나타내는 단위를 MKS 단위라고 합니다. 반대로 우측에 있는 단위계는 m를 mm로 환산해서 나타낸 단위로, CGS 단위라고 합니다. 당연히 실제로는 CGS 단위계가 훨씬 많이 쓰인다고 할 수 있습니다. 1m는 1000mm 이므로, 1m² 은 1000000 mm² 즉 10^6 mm² 가 됩니다. 그래서 MKS 단위에서 10^6을 곱하면 CGS 단위로 환산할 수 있는 것입니다. 이렇게 오늘은 비저항에 대해서 알아보았습니다.
수고하셨습니다.
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