전극의 정의와 전류와 전자의 흐름

이 글은 전극의 저의와 회로의 구성, 전류와 전자의 진행방향, 산화 전극과 환원 전극에 관한 정보를 적은 글입니다.

 

 

# 전극의 정의와 회로의 구성

(1) 전극의 정의

  전극은 전기가 드나드는 곳을 말합니다. 발전기 등의 전원에서 전류가 나오는 곳을 양극, 전류가 들어가는 곳을 음극이라고 부르는데 전위의 높고 낮음을 통하여 양극과 음극을 구별 짓습니다.

• 전위 : 전기장 내 단위전하가 갖는 위치 에너지

(2) 회로의 구성

  회로(전류가 흐르는 통로) 내의 도체로 전류가 흘러 들어가거나 나오는 단자를 의미하는 전극은 특히 회로의 비금속 부분과 접촉하고 있습니다. 상태 밀도가 불연속적인 반도체 혹은 전도도가 상대적으로 좋지 않은 금속 산화물도 전극으로 활용할 수 있으나, 일반적으로는 금속 재질의 도체를 의미합니다.

• 도체 : 한 방향이나 여러 방향으로 흐르는 전기의 흐름이 가능한 물체나 물질
• 산화물 : 한 개 이상의 산소 및 다른 원소와 결합하고 있는 화합물

 

# 전류와 전자의 진행방향

  위에서 보았듯이 양극과 음극의 차이는 전위의 높고 낮음을 통하여 결정지어집니다. 이에 따라서 실제 전자의 흐름은 음극에서 양극으로 진행하나, 전류의 흐름은 전자의 발견 전에 양극에서 음극으로 양전자(양의 전하를 가지는 전자의 반입자)가 이동하는 것으로 정의하였기 때문에, 전자의 진행 방향과 전류의 흐름 방향은 반대가 되었습니다. 직류 전원에서는 양극과 음극이 고정되어 있으나 교류 전원에서는 주기적으로 양극과 음극이 교환되기 때문에 이러한 흐름 방향은 주기적으로 변화합니다.

• 직류 전원 : 직류 발전기, 정류형 전원, 변환기와 같은 하나 이상의 출력 전압을 공급하는 전원

 

# 산화 전극과 환원 전극

  전극이 전기 활성 화학종을 포함하는 전해질과 접촉해 있으며 이러한 화학종의 산화 반응이 일어나는 전극을 산화 전극, 그리고 환원이 일어나면 환원 전극이라고 부릅니다. 이러한 산화 전극과 환원 전극의 차이를 이용한 재사용 가능한 전지가 2차 전지이며, 현재 우리 생활과 앞으로 다가올 미래의 일상에 산재할 전지 역시 이 2차 전지입니다.

• 전기 활성 화학종 : 전극상에서 직접 전자의 수소를 받아 전기 화학 반응에 관여할 수 있는 화학종