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도체(conductor, 導體)

작성일 2017-05-22
구속되지 않는 자유전자가 많은 물질로 전기와 열에 대한 저항이 작아 전기와 열을 잘 통하게 하는 물질이다. 도체에는 금속과 산, 염기수용액이 있으며 특히 구리, 은과 같은 금속은 자유전자의 이동이 활발한 도체이다. 도체내부에 전기장이 형성되면 전자는 전기장의 힘을 받아 이동한다. 도체내부에 전기장은 짧은 시간동안 형성되며 전자가 재배치되면 전기장은 곧 사라진다. 이 때문에 도체내부의 전기장 세기는 늘 0이다. 그러나 도체표면에서 전기장이 형성되면 표면에 있던 전자가 도체내부로 이동하기 때문에 도체표면은 양전하를 띠게 되어 전기장이 증가한다. 금속은 어느 쪽에서도 대표적인 도체이다. 유체에서도 전해질 용액이나 이온화된 기체 등은 전기의 도체로 볼 수 있다. 절연된 도체가 유한량의 전하를 받으면 짧은 시간 안에 도체의 모양에 따라 전기는 표면으로 모여 표면전하를 만들고 정전기적 평형상태에 도달한다. 이 상태에서는 도체 내부에서는 전기장 Ε가 소멸하고 따라서 정전위 φ는 도체 내의 모든 점에서 일정하다. 정전기 현상에서는 이것이 도체의 특징인데 이 φ를 도체의 전위라고 한다. 금속이 전기적으로나 열적으로나 좋은 도체인 까닭은 자유전자가 전기전도와 함께 열전도에도 관여하기 때문인데, 이들의 관계로서 비데만-프란츠법칙이 성립한다. [caption id="attachment_184587" align="aligncenter" width="281"]noname01 자유전자의 이동이 활발한 도체 구리와 알루미늄[/caption]

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