์ ์ ์ ํญ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ธ ๊ฐ์ง ๋ฌผ๋ฆฌ๋, ์ฆ ์ฌ๋ฃ์ ๋น์ ํญ(\(\rho\)), ์ ์ ์ ๊ธธ์ด(\(L\)), ๋จ๋ฉด์ (\(A\))์ ์ด์ฉํด ๋์ฒด(์ ์ )์ ์ ๊ธฐ ์ ํญ์ ๊ตฌํฉ๋๋ค. ๊ณง๊ณ ๋จ๋ฉด์ด ์ผ์ ํ ๋ชจ๋ ๋์ฒด์ ๋ณดํธ์ ์ผ๋ก ์ ์ฉ๋๋ฉฐ, ์ ๊ณผ์ ์์ SI ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๋จผ์ ์ ์ ์ฌ๋ฃ์ ๋น์ ํญ์ ์ดยท๋ฏธํฐ(ฮฉยทm) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํฉ๋๋ค. ๋ํ์ ์ธ ๊ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ฆฌ๋ ์ฝ \(1.68\times10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\), ์๋ฃจ๋ฏธ๋์ ์ฝ \(2.82\times10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)์ ๋๋ค. ์ด์ด์ ์ ์ ์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ๋ฏธํฐ(m), ๋จ๋ฉด์ ์ ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ(mยฒ)๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๋ฐ์ง๋ฆ์ด \(r\)์ธ ์ํ ์ ์ ์ด๋ผ๋ฉด ๋จ๋ฉด์ ์ \(A = \pi r^2\)๋ก ๊ตฌํฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ ํญ๊ฐ์ ์ด(ฮฉ) ๋จ์๋ก ์๋ ค์ค๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
ํต์ฌ ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$R = \frac{\rho L}{A}$$์ ํญ์ ๊ธธ์ด์ ์ ๋น๋กํด ์ปค์ง๋๋ค. ์ ์ ์ด ๊ธธ์๋ก ์ ๋ฅ์ ํ๋ฆ์ ๋ ๋ง์ด ๋ฐฉํดํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋๋ก ๋จ๋ฉด์ ์ด ์ปค์ง์๋ก ์ ํญ์ ์์์ง๋๋ฐ, ์ ์ ์ด ๊ตต์์๋ก ์ ์๊ฐ ํ๋ฅผ ๊ณต๊ฐ์ด ๋์ด์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ๋น์ ํญ \(\rho\)๋ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ํน์ ์จ๋์์ ์ ๋ฅ๋ฅผ ์ผ๋ง๋ ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐฉํดํ๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ณ ์ ํ ๋ฌผ์ฑ๊ฐ์ ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
๊ธธ์ด 10 m, ๋จ๋ฉด์ \(1\times10^{-6}\ \text{m}^2\)(1 mmยฒ)์ธ ๊ตฌ๋ฆฌ ์ ์ ์ด ์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. \(\rho = 1.68\times10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)์ผ ๋:
$$R = \frac{1.68\times10^{-8} \times 10}{1\times10^{-6}} = \frac{1.68\times10^{-7}}{1\times10^{-6}} = 0.168\ \Omega$$๋ฐ๋ผ์ ์ด ์ ์ ์ ์ ํญ์ ์ฝ 0.168์ด์ ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์จ๋๊ฐ ์ํฅ์ ์ฃผ๋์? ๋ค. ๊ธ์์ ์จ๋๊ฐ ์ฌ๋ผ๊ฐ๋ฉด ๋น์ ํญ๋ ์ปค์ง๋๋ค. ์ ๋ ฅํ๋ ๊ฐ์ ์ค์ ์ฌ์ฉ ์จ๋์ ๋ง์ถฐ์ผ ํ๋ฉฐ, ์ฐธ๊ณ ํ์ ์ค๋ฆฐ \(\rho\) ๊ฐ์ ๋ณดํต 20 ยฐC ๊ธฐ์ค์ ๋๋ค.
์ด๋ค ๋จ์๋ฅผ ์จ์ผ ํ๋์? SI ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. \(\rho\)๋ ฮฉยทm, ๊ธธ์ด๋ m, ๋จ๋ฉด์ ์ mยฒ๋ก ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ด(ฮฉ) ๋จ์๋ก ๋์ต๋๋ค.
์ ์ ๊ท๊ฒฉ(๊ฒ์ด์ง)์์ ๋จ๋ฉด์ ์ ์ด๋ป๊ฒ ๊ตฌํ๋์? ์ง๋ฆ์ ๋ฏธํฐ๋ก ํ์ฐํ ๋ค \(A = \pi (d/2)^2\)๋ฅผ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ์ง๋ฆ 1 mm ์ ์ ์ด๋ผ๋ฉด \(A = \pi (0.0005)^2 \approx 7.85\times10^{-7}\ \text{m}^2\)์ ๋๋ค.