기전력 문서 원본 보기

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'''기전력'''(起電力, {{llang|en|electromotive force, electromotance}}, 약어: emf)은 역학적 에너지(또는 화학변화에 의한 에너지)에 의해서 '전류의 구동력', 또는 '전류를 발생시키는 어떤 [[전위]]의 차([[전압]])'를 만들어내는 것 같은 전원(電源)의 작용을 말한다. 주로, 전문서적이나 원서의 경우 대문자가 아닌 소문자 영문약어인 '''emf'''로 표기하는 경우가 많다. 외부에 전류가 흐르지 않을 때는 이 전위차에 의한 전기장(電氣場)이 전원의 기능을 멈춘다. 이 때의 전위차가 기전력이다. 외부로 전류를 흘려 보내면 전기장이 약화되고 전원이 작용을 함으로써 일정한 전위차가 유지된다.
즉, 도체 양끝에서 일정한 전위차를 계속 유지시킬 수 있는 능력을 기전력이라 한다.

== 정의 ==
개회로인 기전력 출력원 안에서 [[전하]]의 분리에 의해 생기는 [[보존력|보존적]]인 [[전기장]]은 정확히 기전력에 의해 생기는 힘을 상쇄한다. 따라서, 기전력은 [[전하]]의 분리에 의해 생기는 [[보존력|보존적]]인 [[전기장]]을 개회로 A에서 B까지 적분한 값과 반대의 부호를 가지고 있다. 이를 수학적으로 표현하면 다음과 같다.

<math>{\displaystyle {\mathcal {E}}=-\int _{A}^{B}{\boldsymbol {E}}_{\mathrm {cs} }\cdot \mathrm {d} {\boldsymbol {\ell }}\ ,}</math>

이때 '''E'''<sub>cs</sub>는 [[전하]]의 분리 의해 생기는 [[보존력|보존적]]인 [[전기장]]이며, dℓ 은 A에서 B로 가는 경로의 미소성분이고, '⋅'는 벡터 [[스칼라곱|내적]]을 뜻한다.

폐경로 주변의 [[자기장]]이 변하는 경우, [[전기장]]에 대한 폐경로 적분이 값을 가질 수 있다. 이에 대한 보편적인 응용 중 하나로 회로 주변의 자석이 움직여서 생기는 "유도 기전력"이 있다. 정적인 폐경로 C에서 생긴 유도 기전력은 다음과 같다.

<math>{\displaystyle {\mathcal {E}}=\oint _{C}{\boldsymbol {E}}\cdot \mathrm {d} {\boldsymbol {\ell }}\ ,}</math>

이때 '''E'''는 [[전기장]]이며, 정적인 임의의 적분 폐경로 C 위에는 변하는 [[자기장]]이 있다. 정전기장은 [[보존벡터장|보존장]]이기 때문에 정전기장에 의한 성분은 전체 기전력에 영향을 주지 못한다. 이는 폐경로에서 정전기장에 의해 이루어진 총 일이 0이라는 [[키르히호프의 전기회로 법칙|키르히호프의 전압 법칙]]과도 연결된다.

이 정의는 동적인 폐경로 C에 대해 일반화할 수 있다.

<math>{\displaystyle {\mathcal {E}}=\oint _{C}\left[{\boldsymbol {E}}+{\boldsymbol {v}}\times {\boldsymbol {B}}\right]\cdot \mathrm {d} {\boldsymbol {\ell }}\ }</math>

이때 v는 폐경로에서 각 미소성분의 속도다.

== 같이 보기 ==
* [[전압]] (voltage)

{{전거 통제}}
{{글로벌세계대백과사전}}
{{토막글|물리학}}

[[분류:전자기학]]
[[분류:전압]]