모르실걸요? 진짜 전기가 전달되는 방법.
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- Опубліковано 31 сер 2022
- 준비 되셨나요? 전기에너지를 파헤쳐 봅시다.
이거 상당히 중요한 내용이에요! 모르시면 손해!
오타 정정
원자 핵의 수는 일정하며 정공이 늘어나는 것입니다.
9:30 전기장의 정비례합니다 X / 전기장에 정비례 합니다. O
16:13 집중소자모델: LUMPED MODLE X/ LUMPED MODEL
Special thanks to:
Bruce Sherwood, Ruth Chabay, Aaron Titus, and Steve Spicklemore
matterandinteractions.org
VPython simulation: tinyurl.com/SurfaceCharge
Thanks to Ansys for help with the simulations: www.ansys.com/products/electr...
Huge thanks to Richard Abbott from Caltech for all his modeling
Electrical Engineering UA-camrs:
Electroboom: / electroboom
Alpha Phoenix: / alphaphoenixchannel
eevblog: / eevblogdave
Ben Watson: / @pulsedpower
Big Clive: / bigclive
Z Y: / zongyiyang
NYU Quantum Technology Lab
/ @nyuquantumtechnologylab
Dr. Ben Miles
/ @drbenmiles
Further analysis of the large circuit is available here: ve42.co/bigcircuit
Special thanks to Dr Geraint Lewis for bringing up this question in the first place and discussing it with us. Check out his and Dr Chris Ferrie’s new book here: ve42.co/Universe2021
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References:
A great video about the Poynting vector by the Science Asylum: • Circuit Energy doesn't...
Sefton, I. M. (2002). Understanding electricity and circuits: What the text books don’t tell you. In Science Teachers’ Workshop. -- ve42.co/Sefton
Feynman, R. P., Leighton, R. B., & Sands, M. (1965). The feynman lectures on physics; vol. Ii, chapter 27. American Journal of Physics, 33(9), 750-752. -- ve42.co/Feynman27
Hunt, B. J. (2005). The Maxwellians. Cornell University Press.
Müller, R. (2012). A semiquantitative treatment of surface charges in DC circuits. American Journal of Physics, 80(9), 782-788. -- ve42.co/Muller2012
Galili, I., & Goihbarg, E. (2005). Energy transfer in electrical circuits: A qualitative account. American journal of physics, 73(2), 141-144. -- ve42.co/Galili2004
Deno, D. W. (1976). Transmission line fields. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 95(5), 1600-1611. -- ve42.co/Deno76
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Special thanks to Patreon supporters: Inconcision, Kelly Snook, TTST, Ross McCawley, Balkrishna Heroor, Chris LaClair, Avi Yashchin, John H. Austin, Jr., OnlineBookClub.org, Dmitry Kuzmichev, Matthew Gonzalez, Eric Sexton, john kiehl, Anton Ragin, Diffbot, Micah Mangione, MJP, Gnare, Dave Kircher, Burt Humburg, Blake Byers, Dumky, Evgeny Skvortsov, Meekay, Bill Linder, Paul Peijzel, Josh Hibschman, Mac Malkawi, Michael Schneider, jim buckmaster, Juan Benet, Ruslan Khroma, Robert Blum, Richard Sundvall, Lee Redden, Vincent, Stephen Wilcox, Marinus Kuivenhoven, Clayton Greenwell, Michael Krugman, Cy 'kkm' K'Nelson, Sam Lutfi, Ron Neal
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Written by Derek Muller
Edited by Derek Muller
Filmed by Trenton Oliver and Petr Lebedev
Animation by Mike Radjabov and Ivy Tello
Additional video/photos supplied by Getty Images
Music from Epidemic Sound and Jonny Hyman
Produced by Derek Muller, Petr Lebedev, and Emily Zhang
Dubbed by Mingi Kwon
Additional Edited by JH, J
Supported by Yuna Lee - Наука та технологія
왜 고등학교에서 대충 전자의 흐름으로 때우고 넘어가는지 알 수 있는 영상이었습니다.
사실상 물1,2에서는 아예 배우질 않고 그나마 중학교에서도 옴의 법칙 수준….
@@user-dx6ln2mf7l 물2에 있잖아요
@@ch3stnut_o_033 물2에서 안 배워요 그냥 트랜지스터만 나오지
@@user-yg6bw1vo5p 나도 그랬는데 저는 여기서 처음보네요
"전기에너지는 전선의 전하 또는 전류가 아니라 전기장을 통해서 전달된다 (심지어는 전선이 끊어져 있더라도)"는 내용을 물2에서 가르 치지 않는다는 내용을 말하려는 것 같습니다.
한번 더 과학자들의 사고방식에 존경을 표현합니다. "자신이 틀렸을 수도 있음을 인정하는 사람이 과학자"란 말이 정말 틀리지 않았네요. 틀린 부분을 지적하는 다른 과학자들의 자세 역시 존경 받아 마땅하다고 생각합니다. 이런 좋은 영상을 볼수 있게 해주셔서 감사합니다.
??? : 양자역학은 틀렸습니다
오류를 제기한 다른 유튜버들에게 반감만 든 게 부끄럽네요..
오히려 이 영상이 만들어질 수 있었던 계기이자 과학의 발전이 이런 부분에서 이루어지는 것일텐데, 많이 반성해야겠습니다
@@user-zd7eh6xj3l ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
인종차별 사기 1위 노비 민족 기생 민족 표절 민족 소국 찌꺼기가 주제 파악이나 해라 ㅋㅋㅋㅋ
@@user-zd7eh6xj3l ??? : 신은 주사위를 던지지 않습니다
스트리머 방전 이론을 배우면서 전하와 전기장에 대한 상호작용을 배웠었는데 영상을 보고나니 기존에 알고 있다고 생각했던 관점이 바뀌는 좋은 계기가 되었습니다. 감사합니다.
본래의 의도를 제대로 전달받은 사람도 있군요
옴의법칙, 전송선 이론이 어떻게 맥스웰방정식과 연결되는지 무척 궁금했는데 시원하게 알려준 매우 훌륭한 영상입니다. 이런 내용이 교과서에 꼭 들어있어야겠습니다.
지난 번 영상을 봤을 때,
스위치를 닫기 전에도 전기장이 도선에 퍼진다는 걸 생각 못하고
전기장이 퍼지는 데 걸리는 시간이 훨씬 길지 않나? 했었는데
이번 영상에서 바로 해결되네요
pcb 설계가 왜 예술의 영역이라 불리는지 알 수 있는 영상이라 생각합니다 같은 회로도의 pcb지만 트레이스 배열과 그라운드의 위치에 따라 노이즈의 크기와 형태가 천차만별이라 많은 고충을 치렀거든요 이 영상을 보니 같은 회로도라 해도 왜 소자의 위치에 따라 오실로스코프 파형이 다른지를 어느정도 이해 할 수 있게 되었습니다
소자 배치 및 PCB회로 및 레이어 설계가 왜 아트웍이라고 불리는지 이해하게 되었습니다 ㄷㄷ
전자과 졸업자인데 학부시절 전자기학과 초고주파공학 수업때 배웠던 내용들을 간단요약해서 복습한 기분이 들었습니다.
결국 핵심은 '전기에너지는 전기장(electric field)을 통하여 빛의속도로 전달된다'는 것이네요.
전자기학 난이도 투탑 들으셨네
PCB에서 그라운드 처리가 정말 중요하죠 정말 오래전 일이지만 옛 경험이 떠오르네요. 전 개인적으로는 이제껏 유튜브에서 본 영상 중 최고의 영상들이 이전 편과 해당 편입니다.
전자가 전기장에 의해 재배치 되는 시간이 매우 짧아서 무시할 정도라고 영상에는 나와있는데, 일반적인 회로에서는 맞지만 무시하지 못하는 분야도 있습니다. 최첨단 공정으로 만들어진 반도체의 회로죠. 요즘 반도체는 작동 속도가 워낙 빠르고 소자마다 매우 적은 수의 전자나 홀을 사용하기 때문에, 전자나 홀의 이동시간이 매우 중요합니다.
단순 이렇게 큰 도선 하나도 이해하기 힘든데, 반도체는 그 작은 데에 도선 엄청 많이 우겨넣어서 만든거니…. 반도체 공학이 얼마나 대단하고 돈이 많이 드는 기술산업인지 다시 한번 느끼게 되네요.
ㄹㅇ 물리학이 얼마나 대단한지 느껴지네요
심지어 고려할게 더 많음... 양자 터널링 같은거
진짜 반도체를 처음 만든 인간은 머리에 뭐가 들었나 뜯어봐야됨
@@aghad ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ ㅇㅈ
@@aghad 다수의 이익을 위한 소수의 희생 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
그래도 이번 영상은 저번 영상보다 훨씬 이해하기 쉽네요. 전자기장 자체를 시각화한게 도움이 됐어요.
자동차 배터리 바꿀려고 하는데, 이 영상이 큰 도움이 되었습니다. ^^ 😁
받데리 바꾸는데 옆의 차 전조등 살짝 안켜지는지 잘 살펴보세요. ^^
@@nonopiano
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
@PSS
영상을 보고 왜 이해가 안 되시나요..
도선에 연결돼있지 않아도 에너지는 파동의 형태로 전달이 되니까, 그에 대한 드립이잖아요..
깊이 있는 설명이 너무나 인상적이네요. 최고의 영상입니다.
설명이 복잡하고 사람들이 내 말을 이해하지 못한다면, 그건 내가 잘 모른다는 뜻이다.
아래에 아직도 전자가 에너지를 공급한다고 호소하는 수 많은 댓글들을 보니.. 모른다는 걸 솔직하게 인정하는 댁같은 건전한 댓글이 참 희소하다는 게..
전기기사 공부했을때 이해안되던 원리부분에서 매우 도움이 되었습니다! 감사합니다!
한번봐서 완전히 이해되는것은 아니지만 세상을 바라보는 저의 눈이 또한번 바뀐 것이 느껴지네요
진실을 탐구하는 모든 분들의 노력에 감탄하고 갑니다
지난 동영상에서 궁금했던 게 인과율이었는데 축전기를 그리니까 정말 명쾌하게 설명되네
정말입니다! 기존의 사고방식이 박살나며 멍해졌습니다... ㅎㅎㅎ
축전기 원리가 뭐길래 명쾌하게 설명되는건지 궁금하네요... 혹시 저를 위해 설명 가능하실까요?
@@flyingpan2639 전하를 띤 두 도체를 가까이 하면 두 도체의 전하 차이 때문에 전류가 흐르거든요 근데 전지 주변은 플러스 마이너스로 강하게 전하를 띠게 되잖아요 그러니까 아직 전하가 0인 전구(저항) 쪽에 대해 축전기처럼 작동하는 걸로 볼 수 있는 거에요 (+)||(-) 가 아니라 (+)||(0) 또는 (0)||(-) 형태의 축전기가 되는거죠
Rf공학자를 목표하느라고 초고주파공학을 배우고 있습니다
덕분에 한층 더 쉽게 이해가 됩니다... 최고의 영상
멋진 수준을 넘어서 전자기장에 대한 아름다운 동영상입니다.
ㅋㅋㅋ 재밌는게 여기에 나오는 반박영상에도 내가 구독하는 채널이 있다는게 웃김
이런 논쟁과 토론이 있는게 전기쟁이로써 참 흥미롭고 재밌당
오 다행입니다. 이전영상을 보고 제가 잘못알고있는지 광자지식까지 검토했습니다.
사고실험이라면 이해합니다. 그 영상은 전자기파와 전자기력의 유도에 대한 정말 좋은 사고실험영상이였습니다.
전기를 이해하는데 있어 최고의 동영상 입니다. 물리학을 전공하고 전자기학을 재밌게 공부하는 과정에서 그 어떤 교수도 설명해 주지 못한 값진 내용 입니다
지난 영상에서 전구가 거의 즉시(1/C)밝아지기 시작하지만 조금씩 밝아지기 시작해서 전기장이 회로의 접힌 끝에 도달할 때에 부터 최대밝기가 나올 것이다. 그것이 인덕턴스와 캐패시턴스로서 표현되는 것 같다는 댓글 남겼는데요. 맞췄네요. 히힛
대단하십니다 ㅎㅎ
이걸 맞추시다니 대단하네요..ㄷㄷ
물리 초고수시네요 ㄷㄷ
좋은 영상 감사합니다. 예전에 대학-전자기학 강의에서 전선이 있어도 주변의 전자기파를 차단하면 전기는 흐르지 않는다고 교수님께서 말씀해주신 것을 이해하지 못하고 그냥 지나갔었는데 이 영상을 보면서 다시금 생각해게 되었네요.
한편으로는 이해가 가지만 기존에 익숙하게 생각하던 옴의 법칙들과 생각하기 어려운 부분들이 막 혼동되는 느낌입니다 ㅋㅋ. 그런데 조금씩 생각을 확장해보니 파동이라는 개념에 빗대어 보면 당연하다는 생각이 들기도 합니다. 과학시간에 배웠듯이 파동의 에너지는 매질을 통해 전달되지만 매질 자체는 진동할뿐 파동과 함께 움직이지는 않다는 것을 알고 있습니다. 따라서 전기에너지를 파동, 전자를 매질로 생각하면 다른 방식으로 편하게 이해가 되는것 같습니다. 전기에너지가 건전지에서 전구로 전달되어도 매질(전자) 자체는 크게 움직이지 않는거죠. 전자기파는 매질이 필요없는 파동이기도 하고요. 물론 매질이 필요없다고 해서 매질과 상관이 없는건 아닌것도 우리는 알고 있습니다. 빛은 매질의 굴절율의 따라 속도가 달라지는것을 알고있죠. 도선이라는 존재자체가 전자를 이동시키기 위한 통로가 아닌, 전자기파를 전달시키기위한 매질과 같이 보면 될것같습니다. 전자기파는 매질이 필요없기 떄문에 진공에서도, 공기중에서도 사방으로 퍼져 나가지만 우리는 전자기파가 좀 더 잘 퍼지게 하는 매질(도선)을 사용하여 전기 에너지를 이용하고 있는겁니다.
그렇다면 모든 배터리는 연결되어 있지 않은 주변 전자기기에도 모두 전기를 순간 공급하겠네요
도선으로 연결되어 있지 않아서 그 공급이 주기적이지 않아 결국 끊기겠지만요
전류가 흐르게 된 도선 자체가 거대한 배터리 혹은 축전기 역할을 하는 셈이네요
도선이 연결된 상황이라면 전기 공급이 일시적이지 않고 안정적으로 주어질 거 같네요
매우 깔끔한 정리와 이해인것 같아.. 좋아요 버튼을 누르고 갑니다.
엘이디를 연결하면 보일 정도라고 했는데 그럼 근처에 끊어진 전선에 연결된 엘이디가 있으면 연결된 선쪽에 전원을 연결하는 순간에 아주 약하게 켜졌다가 꺼지는건가요?
여전히 헷갈리네요.
@@nonopiano 맞는듯 합니다. 다만 매우 빠르기때문에 눈으로 확인할수는 없을거같기도 합니다.
@@DreamDelight0 정말 신기하네요.
이론적으론 길가에 버려진 1미터 길이의 전선에 연결된 전구에 온 우주에 존재하는 막 연결되는 전원소스가 모두 영향을 미치는거네요.
@@nonopiano 맞아요. 지구도 그렇구요
항상 많은 걸 배워갑니다. 감사합니다!
옛날에 오실로스코프 같은거 방진 테이블에 올려놔도 전선에 걸리는 진동 패턴이 오실로스코프에 그대로 잡혀서 원인이 뭘까하고 고민했는데 명쾌한 답을 알 수 있었네요 좋은 사실 알고 갑니다
오 이거 번역 기다렸어요
이해 노트.
1:30 본론, 실험 세팅
I. 10m짜리 축소판, 처음 30나노초동안은 회로와 동일하게 작동.
II. 오실로스코프(파동과 같은 주기적인 변화를 시각적으로 보여주는 측정 장치)로 측정 가능.
1:58 실험 과정
I. 저항(전구) 설치.
II. (전류 연결하고), 오실로스코프로 측정.
III. (거리로 인한) 시간 지연이 얼마나 되는지 측정.
2:17
전압의 크기는 매우 중요.
2:21
그걸 고려하지 않은 사람들.
2:53
I. 가정한 전압과 전류는 높다.
II. 누설 전류보다 훨씬, 적절한 장치에 있으면 실제로 빛을 낼 정도로.
III. 이러한 전력은 대략 빛이 1m를 이동하는 시간만에 전구에 빛을 불어넣을 것이다.
3:13
실험에 돌입하기 전에, 몇 가지 오해들을 짚고 넘어가겠다.
3:18
[첫 번째 오해 : 전자가 에너지를 전달한다는 생각]
1)
I. 전자와 전구로 구성된 이상적인 회로 가정.
II. 전구 필라멘트 원자들.
III. 바깥층 자유전자들. 빠르지만, 무작위 방향성. 따라서 결과적으로 이동거리는 작다.
IV. 자유전자가 금속 이온과 충돌, 운동에너지 전달.
V. 자유전자 느려짐, 금속 진동.
4:16
2)
I. 전자가 (배터리에서 전구로) 에너지를 운반, 전구는 운동에너지로 발산한다는 인식.
II. 전자의 운동에너지는 어디서?
III. 도선의 전기장.
IV. 전기장은 어디서?
5:04
I. 전자들 간의 척력이라는 설명.
[두 번째 오해 : 이동 전자가 서로 밀어낸다는 생각.]
II. 회로 내 전하 밀도 평균은 0. (플러스 마이너스 제로)
III. 결론 : 전자는 서로를 밀어낼 수 없다.
5:55
[세 번째 오해 : 전기장이 배터리에서만 나온다는 생각.]
I. 배터리에는 전기장이 있지만, 그 전기장만이 다는 아니다. (반례 제시)
II. 도선 표면 전하량 변화에서 생기는 전기장.
AC에선 도선내 전자가 왔다갔다만하니까 도선내 전자가 고갈이 안되는 이유가 설명되지만 한방향으로만 흐르는 DC에선 설명이 안됐는데 전자가 원자핵의 반지름만큼만 움직여도 에너지를 발생한다니 이영상을 보고 이해가 가네요
어릴적에는 과학으로 세상을 보는 것이 익숙했지만, 어느 순간부터 그런 관점을 잊고 살았죠. 이 영상이 어릴 적 그떄의 기분을 다시 느끼게 해주네요
정말 쉽게 설명해주시네요. 이해가 쏙쏙 됐습니다. (사실 세 번 봄)
스위치 대신 그냥 전선만 길게 늘여놓은 다음에 배터리를 연결해도 마찬가지인가요? 그러니까, 배터리가 없어도 표면 전하의 차이가 생기나요?
HFSS는 안테나 설계할 때나 쓰는걸로만 생각했는데 훨씬 재밌는걸 확인할 수 있군요!
좋은 공부였습니다.
배울땐 어려워도 정확하게 짚고 공부하는 것이 옳은것이겠지요.
미적분를 편의대로 쉽게 공식을 써가면서 하는것이 그릇된 것은 아니지만 사실 그렇게 풀이를 하는 것은 옳은것은 아니지요.
전기에 대해서도 마찬가지라고 생각되네요.
오랜동안 전기가 어떻게 전달되고 전자기학이라는 것이 어떤 것인지.... 모호했었는데 이번 영상들로 조금 명확해진 느낌입니다.
좋은 영상과 설명... 감사합니다.
좋은 내용 잘보고 갑니다 😊
다시 원래의 사고실험으로 돌아가면 1/c만에 전구가 켜지긴 하는데, 그건 도선의 전기장 효과때문에 발생하는 약한 전류로 인해 생기는거고, 실제로는 1초가 지나야 전구가 강하게 켜지겠네요. 이는 도선을 통해서 형성된 전기장인거구요.
그리고 전문가분들이니 뭐 다른 방법이 있을지 모르겠으나 오실로스코프를 연결하면 실험조건이 무너집니다.
특히 GND로 패스가 하나 더 생기기 때문에 길이 조건이 깨집니다.
물론 초고주파 해석이 들어가는 초기 결과에는 영향이 없어서 무시할만하겠지만 뒤에 올라오는 파형은 바뀝니다.
전자과 다닐때 생각나네요. 패러데이와 맥스웰을 원망했던 시절이었죠ㅎㅎㅎ 이 영상의 설명이 교과서보다 훨씬 쉽네요. 대학다닐때 이런 영상이 있었으면 좋았을텐데 라는 생각이 듭니다.
진짜 너무 인상깊은데 절반도 이해하기 힘든 게 너무 슬프네요.. 전자공에서 메디컬로 목표가 바뀌었는데 다시 전자공으로 목표를 바꾸고 싶어지는 영상이네요.
그냥 학부수준 역학이라서 나중에 방통대 이런거 수업 들으셔도 좋을 것 같아요
@@user-vt2ey6eb5j 방통대에 그런거 들을 학과 전무합니다. 수학과 조차도 없어요
메디컬을 하기에 이것도 이해못하면 빡통이지
@@rat909 죽여봐 ㅋ
유튜브의 순기능을 대표하는 영상이네요
늘 전기와 전압 전류가 제대로 이해되지 않았었습니다. 이해의 모순이나 한계에 부딪쳤고, 원리나 근본을 몰라도 실용적인 부분에선 공식과 경험으로 충분했으니 문제는 없었지만, 가슴 한 편이 답답했습니다. 내용들을 찾아봤지만, 여전히 갈증이 있었습니다. 근데 이 영상은 그 갈증을 상당히 해소해주는 것 같습니다. 감사합니다.
이해하기 쉽게 잘 만들었네요. 전기현장실무정보 배달동"전기통"도 많은 관심 부탁드립니다.
충실하고, 실증적인 설명에 감사합니다. ^^)
회로의 실세는 전기장이었어...!
양치기 설명 진짜 와닿았다
저실험을 할려면 전선과 전선사이의 정전용량값을 설정해주고 얘기를 했어야됐는데 그렇지못했습니다
근데 전기쟁이들은 알겠지만 보통 저경우에는 전선사이의 정전용량은 무시하는게 기본 전제라서 그부분에서 오해가 있던것같습니다
영상 잘봤습니다 많은 공부가 되었네요
직류로 전기를 배우니 교류를 이해하기 어렵죠 ㅎㅎ 심지어 전공자도
회로를 R-L-C 회로로 직관적으로 표현한건 진짜 대박입니다 ㅎㅎ
임피던스(루트(리액턴스코일/리액턴스축전기)) ㅎㅎ
14:20 인과율 관련해서 궁금한데 그러면 끊어진 도선에서는 전구가 켜졌다가 1초 후에(빛의 속도) 다시 꺼진다는 말인가요?
그래서 빛의 속도 후에 끊어진 도선인지 판단되니까 인과율 위반이 아니다?
주변에서 태클을 거는 바람에 더 정확하게 알게 되어 기쁩니다. 본인께서는 좀 당황하셨겠지만 저희는 더 좋은 자료를 얻게 되었습니다.
원래 저런건 전문가들이 딴지를 걸고 그걸 증명하는 과정에서 성장하는 거죠..
한국의 어느 과학 유튜버가 "과학자는 언제든 자신이 가진 지식을 내팽개 칠 준비가 되있다.!"라고 했던걸 기억해요..
그만큼 논박을 오가는 과정에서 과거의 사실이 오류로 밝혀지는 것도 많으니...
예전 수학자들은 이걸로 결투도 벌였으니 ㅋㅋ
와우 엄청 흥미로운 이야기! 전기의 주인공은 전자기장이었군요! 지금까지 회로이론을 배우는 이유가 전류의 흐름이라고 알고 있었는데 혁신적인 내용이네요 ㅎㅎ
자동차 배터리 기준이면 12V일텐데 12V전압에도 1m 떨어진 거리의 전구에 불이 들어온걸 눈으로 확인할 수 있을 정도의 자기장이 형성되나요?
훌륭한 영상이다!
표면전하는 어떤요인에 의해 형성되는 것 이고, 왜 그 분포를 유지하기위해 전자가 쿨롱힘 반대방향으로 이동하나요?
논쟁의 과정이 보인다는 점이 귀하네요. 중고등학교 선생 수준에서는 설명할 수 있는게 아니었습니다. 질문자만 바보취급받는데 참...
ㄹㅇ 어렸을떄 학교에서 알려주는것과 나중에 대학 전문학과로 배우는것에서의 지식의 반전이 있으면 뒷통수가 얼얼해지죠 ㅎ
가장 큰 예시가 물 ㅋㅋㅋ
물은전기가 흐른다!
아니다 불순물이없는 순수한물은 전기가 안흐른다!
아니다 순수한물이라도 조금이나마 전기가흐른다!
포인팅벡터로 에너지전달을 설명하는건 전자기학이라는 학문이 결국 맥스웰방정식을 풀어야하는 거 라는 걸 생각해 볼 때 참 좋은 설명입니다.
전자기파가 진동하는 전자기장을 매개로 전파된다는 걸 알고있으니 이를 교류회로에 적용하면 서로 깔끔하게 매칭이되는데
회로도에서 정상상태가 된 직류회로에서 전기장 자기장이 상수인 것으로 설명하면 약간 모순이 될 수 있겠네요
포인팅벡터로 에너지전달을 설명할때에는 직류회로에서도 전자의 이동으로 소규모의 진동이 계속 있어서 전자기장이 진동도 해야한다는 개념을 넣어야 할 듯 합니다.
전선은 2선 이상입니다.
흑색 또는 적색을 Active로 사용하고 흰색은 Neutral, Blue는 Ground입니다.
정상인 경우 Voltage Detector로 Check하면 Active에서는 Check시 Beep Sound를 들을 수 있고, Neutral과 GND는 Beep Sound가 없습니다.
Neutral이 단선된 경우 Newtal에서도 Beef Sound가 발생합니다.
단선이란 전압이 더이상 0V가 아니고, Active의 자기장이 단선에 유도되기 때문입니다.
전기 배선의 단선은 이런식으로 찾아 갑니다.
실무에서 이렇게 간단한것을 물리학적으로 설명을 들으니 재미 있네요.
과학자들이 대단한 점은 이런 것들을 이해하고 있다는 점이고,
과학자들이 아쉬운 점은 이런 것들을 설명할 때 다른 사람들도 다들 이해하는 줄 알고 몇몇가지 전제조건이라던지 기본적인 컨디션에 대한 설명을 누락한다는 점이고,
다시 과학자들이 대단한 점은 그런 것조차 인정하고 정정을 해준다는 점이다.
(단, 교수님과 대학원생이라는 조건은 제외)
와 시바 진짜 "전자가 호스에서 직접 움직이는거 설명하겠네 ㅋㅋㅋ" 하고 계속 안봤는데,
영상 계속 알고리즘이 떠멱여줘서 봤는데 진짜 설명잘하고 재밌다.. 감사합니다!!!
+ 그래서 좌우로 엄청 긴 전선과 전구 문제는 유의미한 전류가 흐르지만 전선 전체에 장이 퍼지고 난 후에 비핸 약한 전력이라는거 맞나요?
해당 전력이 약한 이유는 전선 전체에 장이 퍼지지않아 저항이 크다 계산된거고?
22:39 이부분부터 굉장히 감동적이네요 ㅠ
일단 전자기장이 에너지라는 건 변화가 없고 설명추가 영상이군요.
전송선로 이론으로 설명해주니까 훨씬 이해가 잘되네요
쩐다... 전기기사 공부하면서 납득이 안가는 부분이 있었는데 그걸 납득시켜주네
그럼 평행한 긴 두 도선은 그대로 두고 양 끝단을 지그재그로 연결하면, 처음에는 원래 실험과 같은 방향으로 전기신호거 생성됐다가 전류의 방향이 바뀌나요?
결론적으로 신비현상이라는 말이네요!
정확히 이해했습니다 ㅎㅎㅎㅎㅎ
PCB설계에 튜닝이 왜 필요한지 알 수 있는 유용한 영상인네요. ㅎㅎ
싼 똥슈머 전자기기에는 솔직히 저런 노이즈가 있다고해도 미비하고 값비싼 군장비나 메디컬정도는 되야 저런거 고려하면서 만듭니다.
@@kopazwashere 노노 아날로그(주로 파워) 신호가 디지털(타이밍) 신호에 영향을 많이 줘서, 레퍼런스가 없을 때 초기 제작 후 리비전하곤 했어요. 제가 회로쟁이가 아니라 옆에서 보기만 했는데 이제 현상을 이해했단 뜻이에요.
@@kopazwashere pcb 설계하면 항상 노이즈 고려해야죠.
우리는 진작에 트랜스 코일에서 전기장을 통해 에너지를 전달 할 수 있다는걸 알고있음에도 알지 못했네요
아주 어릴 적에 방송에서 본 내용과 비슷하네요. 어떤 시골 마을에 송전철탑이 있는데 그 주변 집 옥상에 형광등을 가지고 가면 불이 켜집니다. 이것이 14:00 쯤에 나온 개방된 회로에서도 전구에 불이 켜지는 사례일까요?
자기장이 왜 생성되는지에 대해서도 간략하게 추가설명써보자면... 도선 내부 전자가 전기장에 의해 가속될 때, 이 전자의 속력에 의해 길이 수축이 발생합니다. 전자기력 힘의 상수가 중력 관련 상수보다 훨씬 크기때문에 가능한일입니다. 따라서 전자 관점에선 단위 도선 길이당 양성자 개수가 줄어드는 효과가 발생하고, 양성자 관점에선 단위 도선 길이당 전자 수가 감소하는 효과가 생기고 이에 의해 자기장이 유도됩니다.
놀랍네요 😊
전자기장을 통해 에너지가 전달된다는 설명을 잘 해주신거 같습니다만, 앙페르 법칙 생각하면 포인팅벡터 크기는 전선 주변이 제일 셀거라... 관측자가 느낄 수 있는 밝기로 전구가 켜지는 시간은 전선 길이에도 영향을 받지 않을까여...?
12:17 그러면 도선의 길이는 상관없이 오로지 전지와 전구 사이의 거리만이 전구에 빛이 들어오는 시간에 영향을 준다는 것인가요?
굉장히 흥미롭네요
그러니까 어쨌거나 전자가 움직이기만 하면 전구가 작동할거고 전자가 움직이는 이유가 전자간의 물리적 접촉때문이 아니라 전자기장에 의한 것이라도 전구가 작동할수 있기 때문에, 전자가 전력을 인계한다는 아이디어보다 전자기장이 전력을 인계한다는 아이디어가 옳다 는 이야기인듯
그럼 질문있어요!
물론 트렌지스터나 래치회로에 수많은 저항체를 놓는다고는 하지만, 초소형(나노단위)회로를 가진 CPU라던지 플레시 메모리같은 반도체들은 아무리 전압이 낮더라도 크기(회로 사이사이의 서로의 거리)가 극단적으로 짧아서 오히려 전자/전하체가 퀀텀터널링을 한다고까지 하는데,
이미 저런 "전기장이 결국 전기를 연결하는 것이다" 라는 영상의 가정을 넣게되면 퀀텀터널링은 무시해도 되고, 그이전에 이미 문제가 엄청 커진다는 뜻이 되어버리는건데,
반도체들은 우째되나욤?
저도 100프로이해한것은 아니지만 제가 가진 관점으로볼때 말씀하신부분은 미시적인영역 즉, 전자관점에서 애기하는부분이며 결국 그게 문제를일으킬겁니다. 단지 필드관점에서본다면 말씀하신부분에따라 필드 형태가 변형되겠죠. 결과적으로변형된 필드는 이후 회로적관점에서는 RLC로표현됩니다.
그리고 제가 이해한바가 맞다면 퀀텀터널링은 전자가 통과못해야하는데통과하는거거든요.
그게일어나는부분이보통 반도체의 게인트에첩촉된 메탈부분입니다.
gate에 dc전압을걸어도 gate방형으론 전류가 안흘러야하는데(cap으로동작) 흐르는거죠.
이런 부분은 실제 관련하여 여러문제를일으킵니다.
rf쟁이였습니다.
전기라는게 전자의 이동이 아니라 전자기장을 통해 전달된다는 사실을 깨닫게 해주셔서 감사합니다.
근데 결국은 전선에 붙어서 이동하는 전자기장이 주 에너지원이긴 한거네요 그쵸? 그래서 우리가 설비에 전선을 연결하는거고,
스위치를 닫았을때 공간으로 퍼지는 전자기장은 어찌보면 전선을 깨우는 군대의 기상나팔 같은 느낌이네요
그래서 무선충전이 느린거구나
장이 배터리가 아니라 스위치에서부터 뻗어나가는게 인상적이네요
현관에 센서등이 아주 짧은 일순간 깜빡하고 불이 들어오는 경우가 있는데 주변 전선의 전류흐름이 영향을 준 것일 수 있나요? 에어컨이나 냉장고가 기동하는 등으로?
접지의 중요성
접지가 되어있는거와
접지가없을시 충분히 영향을 주기때문에 고려되어야 할거같네요
다른 문제로 보입니다.센서등의 문제
적어도 기존의 "전자가 한쪽방향으로 힘을 받아 밀려나면서 전류가 되고 전자가 원자핵과 부딪혀 에너지를 발생시킨다."가 설명할 수 있는 현상들은 아니네요. 장으로 접근하면 예측할 수 있게되고.
진짜 개똑똑하시네요. 이런 통찰을 24분만에 전달하시는 게 대단하심.
전기공학 대학과정에 배웁니다. 똑똑한것도 아님... 물론 대중에 "쉽게" 설명한건 공이 있는데, 불알 두쪽 장담하고 비전공 (특히 수학에 무지인 사람들)이 한번에 100% 이해하는사람은 없음. 그래서 애초에 이런 전문지식을 간단하게 설명하는거 자체를 하지 말았어야됫는데, 소재가 없는지 그냥 강행함.
비전공도 한방에 이해되도록 설명 잘하는게 신기함...
@@kopazwashere 님말처럼 비전공자 이해한사람 없을듯 저거 설명해보라 하면 뽑아먹은 결론만 말하지 이유에 대해 절대 말 못함
진짜 비전공자인데도, 영상 개재밌었고 뿐만 아니라 이해가 된다는 사실이 놀랍네요.
기존의 전기 관련 생각을 바꿔놓았습니다.
@@kopazwashere 님 말대로라면 님은 이 유튜브 영상이 아니라 논문 열람 사이트에 계셨어야죠 ㅋㅋㅋ 아는 거 나와서 기쁘신데 영상의 의도는 파악하지 못하셨나봅니다
한국이라 잘 전달되지 않아 걱정되긴하지만 제가 현장에서 용접을하는 입장이라 궁금한게 있는데 용접에있어서 아크란 어떤원리로 이루어지는것인가요????
에너지가 전위차로부터 전달되므로, 회로가 만들어지고 난 후 스위치가 닫히기 전, 스위치 부분에 전위차가 생성되기 위해서 전자가 2광초의 거리만큼 이동해야 하죠. 그래서 인과율에 위배되지 않는 것 같습니다.
공학 어느정도 배운 사람들에게는 옳은 영상이지만, 아닌 사람들에게는 잘 못 이해 시킬수도 있는, 그런 영상이네요.
팩트: 머글들은 무슨 싸움을 하고 있는지도 이해 못한다. 모르면 그냥 ㄹㅇㅋㅋ 만 치라고!
오히려 공학자와 물리학자의 간극으로 인해 발생한 오해라고 생각해서 공학을 어느정도 배운분들이 오해가 깊어지지 않을까 싶었는데 아니었나보네요
@@user-fw4yj7oj5v 설명하면 복잡해지니, 비유하자면 장님들이 코끼리 다리와 코를 각각 만지며 "코끼리는 단단해!" "아니야! 코끼리는 유연해" 라며 얘기하는것 과 동일하다 이해하시면 되겠습니다. 서로 다른 방향에서 더듬고 있는거죠.
@@logoyangban 어 제말이 그말이였어요
이전의 영상이 일반인용이고, 그래서 너무 공학적으로 구체적인 내용을 빼면서 오해가 생겨서 공학을 전공한 사람들이 반론을 제기하자 이에 대하여 추가 설명을 담은 비디오입니다. 즉 이번 편 만큼은 공학 전공자들을 위한 비디오죠.
사람의 뉴런은 다른 전하를 지닌 수용액 상태의 이온들 간의 급작스런 전위차를 활용하여
그 발생된 막전위를 파장의 형태로써 주변으로 발생시켜 이어나갑니다.
직접적인 전자의 이동이나 이온의 이동이 아닌, 전하의 차이를 파장의 형태로 전달하는 것이지요.
영상을 보면서 조금 헷갈리는 게 있는데, 결국 도선에서 E를 움직이는 힘은 자기장이고 그 자기장은 도선에서 전자가 조금씩 실제로 움직이면서 발생한다고 봐도 될까요?
금속 원자는 오비탈에 대한 영향력이 적어 자유전자가 이미 존재하는 것일까요? 아니면 전력이 공급될 때!
비로소 자유전자가 생기는 것일까요!!?
혹은 자유전자가 어느 정도 존재하고, 전압이 걸리면 이들을 흥분시켜서 이리저리 진동시키고 그 진동이 자기장을 발생시켜 연속적으로 전달이 되는 걸까요?
완전히 다른 분야에 대한 영상을 보니 너무도 새롭고 유익하네요!
내가 학생일때도 이런 영상을 볼 수 있는 시대였다면 좋았을 것을...
Bring cable theory. Compute the cable inductance by two-parallel-wire cable formula. In a simple model, every cable (+ wire and - wire) has parallel capacitance, series inductance, and series resistance. In your set up, the + wire and the - wire are spaced very much apart (compare with DC or AC power cable we see in everyday life) and the length is super long. Thus the cable you use has very high series inductance.
재료공학 배우면서 이런건 안나왔는데 너무좋아죽겠다흐악~
거리가 1미터인 연결되지 않은 두 개의 무한히 평행한 전선이 있고 하나는 중앙에 배터리가, 다른 하나는 LED가 있으면 여전히 빛이 1m/c 초에 켜진다는 것을 의미하나요?
한마디로 1광초 길이의 도선으로 만들어진 회로가 "완전히" 켜지려면 1초가 걸린다는 뜻입니다. 전구와 배터리의 거리는 상관 X
이걸보고 전선이 아무리 길어도 동력과 회로의 거리가 가까우면 상관없다는 식으로 생각하면 안됩니다.
거리에 따라 미세한 전류의 영향을 받긴 하지만, 정말 미세하기 때문에 실생활에서는 의미가 없는 수준이고 회로가 정상적으로 작동하려면 결국 전자기장이 도선을 타고 끝까지 이동해야 켜지는게 맞다고 생각하면 될것 같네요.
그럼 저 회로 중앙 부분을 전기장 차폐 물질로 채워서 전기장이 도선 사이로 퍼지는 것을 막는다면 전기장의 변화는 도선을 따라서만 전달되기 때문에 1초가 걸린다고 할 수 있을까요?
커패시턴스가 없으니 그렇겠죠?
포인팅벡터 시뮬레이션도 도선을 삐이이잉 둘러가는 모습으로 그려질테구요
이건 그냥 빈 형광등 송전탑 밑에 들고가보면 약한불들어오는거랑 비슷한거 같아요. 결국은 전기장에 의해 밝혀진거고 실질적으로 빛을 내기위해선 도선을 타고가는 에너지장조차도 빛의 속도로 이동한다는점을 명시해야했을듯...
그러면 이 등빛이 스위치를 키는순간 옆에 스위치에 생긴전기장에 의해 미세한 불빛이 들어오긴하지만 실질적으로 이 등이 일을 하기 위한 에너지는 도선을 따라 이동하는 전기장이 1광초후에 도달한다. 가 정확한게 아닐까 생각합니다만... 저도 제가 이걸 이해한지를 모르겠네요.
전기장을 통해서 직접 회로가 연결되지 않더라도 무선충전이 되겠네요.
기존 지식에 대해 다시 생각해 볼 수 있었습니다.
궁금한게 있습니다. 그럼 베터리에 전기가 없으면 전기장이 생기지 않는건가요? 베터리를 충전한다는 행위는 전자를 충전하는 건가요? 전기장을 생성하는 무언가를 충전하는건가요?
와우 전선이 연결되어있지 않아도 충분히 길면 전류가 흐른다는게 신기하네요
드론 개발중 전력 전문가들에게서 배운 전력선 배선시 주의사항이 있는데
"고주파는 전기가 표면으로 흘러 가는 특성이 있어 (?)
(굵은 선 1가닥에 비해 총 단면적이 작아짐에도 불구하고 머리가락보다)가는 선 전선다발로 배선 하고
직류나 저주파는 굵은 단일 선으로 배선해야한다"
라는
이유가 설명되내요.
실제는 전기장, 전자이동 두가지 효과가 동시에 있는 것으로 이해하면 되겠네요
스위치가 닫히는 순간이라는것은 전류의 크기가 시간에 따라 변화한다는 의미입니다. 영상처럼 전기장으로 생각해도 상관옶습니다. 이것은 결국 교류와 비슷하게 생각 할수 있고 이것은 가장 간단한 형태의 무선 통신입니다. 네 사실 영상이 설명하고 있는것은 무선통신의 원리라고 이해하셔도 됩니다
이 영상 처음 봤을 때 엄청 신기했는데, 한국채널에도 올라왔네
이런 복잡한 과학 내용을 일반 대중에게 이해할 수 있을 정도로 쉽게 전달하기는 어렵습니다. 특히 중등 또는 고등 교과서에는 이러한 내용이 나오지 않을 정도로 이번 내용은 어렵고 복잡했죠. 저는 이 전 영상의 퀄리티와 그것이 담아내려는 내용은 훌륭했다고 생각합니다. 물론 과학 영상으로써 물리학적 오류를 범하는 설명을 했다는 것을 문제될 수 있다고 생각합니다. 그러나 그것이 심한 비판이 될만한 사실은 아니었다 생각합니다. 그리고 솔직히 말하자면 사실 과학 기본기로써 고등까지 안배운 사람이 이해하기에는 아무래도 심화 과학 내용이다 보니 어려운것은 맞는듯합니다.
무친 개쩔어
그러니까 1m/c 에서 일단 켜지고, 전자기장이 도선을 따라서 형성되고(빛의속도로 돌아서) 난 다음 제대로 켜진다는거죠? 중간에 끊어져있으면 약하게 켜지는거고.
이야 이걸 드디어 더빙판으로 보게되는군요 좋은 영상 감사합니다