전하(electric charge)란 무엇일까?

전하(Electic Charge)는 전자기장 내에서 전기현상을 일으키는 원인이다. 

 

그림 1. 보어의 원자 모델

 

그림 1과 같이 원자 중심에는 원자핵이 있고 양전하(+ 전하)를 갖는 양자와 전하를 갖지 않는 중성자로 구성이 되어있다.

그리고 원자의 주위에는 음전하(- 전하)를 갖는 전자들이 돌고 있다.

그림 1에서 원자핵이 가지는 양전하의 총합과 음전하의 총합이 같아 원자 전체 전하의 총합은 0이 된다. 이는 그림 2와 같이 표현이 가능하다.

 

그림 2. 거시적 관점에서의 총전하

 

전자기학에서의 학문은 하나의 원자를 한 점으로 보고 수없이 많이 모인 경우를 상정한 거시적인 관점에서 다룬다.

 

그림 1 또는 2에서 외부 에너지를 받게 되면 그림 3과 같이 최외각의 전자가 궤도를 이탈하게 되며 이를 자유 전자(free electron)이라 부른다.

 

그림 3. 외부 에너지로 인해 전자 궤도를 이탈한 자유 전자에 의한 대전

 

자유 전자는 음전하를 갖고, 전자가 이탈한 원자는 양전하를 띠게 된다. 그림 3과 같이 어떤 물체가 전하를 가지게 되는 것을 전기를 띤다하여 대전(帶電)되었다(electrically charged)고 부른다.

 

대전(帶電) 되다(electrically charged)

 

추가적인 내용을 더 적자면 전류의 방향은 양전하가 흐르는 방향으로 정의하며 음전하인 전자의 이동 방향과는 반대이다.