Conduction, Conductivity, Electrical Conductivity   전도성, 도전성, 전기 전도

1. 전도 (傳導) 이란?

  ㅇ 전도성 (Conduction, Conductivity)
     - 물질에서 열,전기 등이 얼마나 잘 흐르는(옮겨지는)가를 나타내는 성질

  ㅇ 전도율 또는 도전율 (Conductivity)
     - 물질에서 열,전기 등이 얼마나 잘 흐르는 능력을 나타내는 특성 량
        . 열 전도 능력   : 열 전도율   [W/(m K)],[J/(m s K)]
        . 전기 전도 능력 : 전기 전도율 [S/m],[1/(Ω m)]

  ※ 전기 및 열 전도성은 동질적인 관련성 있음
     - 우수한 전기 전도체는 또한 우수한 열 전도체 임


2. [전기]  전도 현상의 주체  =>  전하의 운반체(캐리어) (Charge Carrier)

  ㅇ 액체,기체 
     - (전자 방출) 공간 전자   ☞ 기체방전, 진공관, 음극선관 참조
     - (이온 전도) 양 이온, 음 이온   ☞ 이온 전도성(전해질) 참조

  ㅇ 고체                                 
     - 도체(금속류) : 자유 전자(전도 전자)   ☞ 전도체 참조
     - 반도체       : 전자(전도대의 전자), 정공(가전자대의 홀, 구속전자)   ☞ 캐리어농도 참조


3. [전기]  전도율, 도전율 (Electrical Conductivity)  :  σ

  ※ 도체가 얼마나 전기를 잘 흐르느냐를 나타내는 지표

  ㅇ (전도율의 단위)
     -  [S/m]=[Simens/m], [1/(Ωm)], [mho/m], [℧/m]

  ㅇ (전도율과 저항률 간의 관계 : 逆 관계)
     - 전도율 σ [℧/m] = 재료 고유 저항률 ρ [Ωm]의 역수 
        

     - 한편, 저항률 ρ인 저항 R은, 도체 길이(L)에 비례하고, 단면적(A)에 반비례
        

  ㅇ (전도율의 의미 : 전하 이동의 용이성)                    ☞ 전하 이동, 이동도, 옴의법칙 참조
     * 구동력이 있을 때 전하가 얼마나 쉽게 이동할 수 있는 정도  
        . 전위 기울기 또는 전계 인가 때 전하 움직임의 용이성에 대한 비례계수(σ) 

  ㅇ (전도율의 계산 공식)
     - (전류,전계가 주어진 경우의 전도율)
        . 전도율 σ = (전류 밀도 J) / (구동 전계 E)  [1/(Ωm), S/m]
          

     - (이동도,농도가 주어진 경우의 전도율)
        . 전도율 σ = (전하량 e) x (이동도 μ) x (농도 n)  [1/(Ωm), S/m]
          


4. [전기]  산업계에서 도체의 도전율 표기 : `% 전도율` 

  ㅇ 도체의 도전성을 비교하기 위해 표준 연동(軟銅) 도전율에 대한 比
     - 표준 연동의 도전율을 100로하고, 백분율[%]로 표시한 것. (1913년 IEC에서 정함)

     * 표준 연동의 저항률 : 길이 1m, 절단 면적 1㎟, 20℃에서 1/58[Ω㎟/m]=1.724[μΩ㎝]
          


5. [전기]  도체 및 부도체의 전기전도율 구분

  ㅇ 통상적으로, 다음과 같이 전도율로 도체 및 부도체를 분류
     - 양도체 전도율 ≥ 1 x 106 [S/m]
        . 例) 은 약 6.8 x 107, 구리 약 5.8 x 107, 알루미늄 약 3.8 x 107, 
              스테인리스 강 약 106 [S/m] 등
        . 例) 전기전도율 : 은 > 구리 > 금 > 크롬 > 알루미늄
     - 도체 전도율   ≥ 1 x 10-6 [S/m]
     - 부도체 전도율 ≤ 1 x 10-10 [S/m]

  ※ 완전 도전성은, ☞ 완전 도체 참조


6. [전기]  전도율의 온도 의존성

  ㅇ 금속의 전도율은 온도가 높아질 때 감소, 온도가 낮아질 때 증가   ☞ 저항온도의존성 참조
     - 例) 알루미늄,주석,수은 등

  ㅇ 전도율은 온도 뿐 만 아니라 주파수에도 의존적임


7. [전기]  저항(R), 고유저항(ρ), 전도도(G), 도전율(σ) 관계

  ㅇ [물성 관점]
     - 고유저항(Resistivity)의 역수 1/ρ =  도전율(Conductivity) σ
        . 재료의 물성에 만 의존함

  ㅇ [회로 관점]  
     - 저항(Resistance)의 역수 1/R  =  전도도(Conductance) G
        . 재료의 물성 및 크기(길이,단면적) 모두에 의존함