전류와 저항 그리고 일률

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옴의 법칙은 전류가 장치에 걸린 퍼텐셜차와 비례한다는 법칙이다. 이때 전도 장치의 저항이 퍼텐셜차의 크기나 극성에 무관하면 옴의 법칙을 따른다. 옴의 법칙에 따르면 퍼텐셜차에 대한 전류의 변화가 선형적이어서 저항 자체는 퍼텐셜차에 영향을 주지 않는다는 것이다. 이를 식에 적용하면 전도 물질에 대해서도 일반화할 수 있다. 식에서 저항은 비저항과 매치되고 전압은 전기장과 매치된다. 즉, 전도 물질의 비저항이 전기장의 크기와 방향에 무관하면 옴의 법칙을 따른다.
그렇다면, 이번에는 옴의 법칙에 대해 미시적 관점에서 생각해보도록 하자. 특정한 물질이 옴의 법칙을 따르는지 알기 위해서는 원자 수준에서 전도 과정을 자세히 조사하여야 한다. 구리와 같은 금속 내의 전도전자는 닫힌 용기 내에서 자유롭게 움직인다고 생각할 수 있다. 그리고 전자는 다른 전자와는 충돌하지 않고 금속의 원자들과만 충돌한다고 가정하자.

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