중학과학 전류의 방향과 오른나사의 법칙에 관한 질문

[칼리오페]

금속 도선내의 자유전자들의 흐름에 의해 전류가 흐르는데요 이때 전자는 -전하를 띠고 있기 때문에 -에서 +쪽으로 이동합니다.
근데 전류의 흐름은 +에서 -쪽이라고 하잖아요..
통상적으로 그렇게 정의를 내려놓은 것인가요 아니면 다른 이유가 있는 건가요..
제가 중학교때는 과학자들이 처음 전류의 방향을 정할때 그렇게 정했다고 들었는데..

그리고 직선도선과 원형도선에서는 오른나사의 법칙으로 전류와 자기장의 방향을 구하는데 코일에서는 오른손의 네 손가락을 전류의 방향으로 할때 엄지 손가락이 가리키는 방향이 자기장의 방향이 된다고 합니다..
코일의 경우는 오른 나사의 법칙이 적용되지 않는 건가요?
엄지 손가락을 전류의 방향으로 놓고 나머지 네 손가락이 감기는 방향을 자기장의 방향으로 하면 안되나요?
직선과 원형에서는 그렇게 했는데 왜 코일에서만 이게 바뀌는지 잘 이해가 안되네요..

으아...갈수록 첩첩산중입니다..
물화생지 카페가 없었으면 아마 혼자서 머리 쥐어뜯으며 고민하고 있었겠죠..
물리 고수님들의 답변 부탁드릴께용...

[사과나무]

전류의 방향은 칼리오페님의 말씀 그대로입니다. 즉 과학자들이 전류의 방향을 정할때, +전하의 이동방향을 기준으로 해놓았습니다. +전하를 기준으로 전류의 방향을 정한 이유는, 움직이는 전하가 +일수도 -일수도 있기 때문에, 이런 복잡함을 없애기위함입니다. 즉 전류의 방향은 정의된것입니다.

[사과나무]

그리고 원형도선(솔렐로이드)이나, 직선도선이나, 모두 오른손 법칙이 적용됩니다. 모양이 다를뿐, 두 경우 모두 똑같은 물리법칙이 적용됩니다.

[사과나무]

단지, 편의상 그리고 배우는 학생들의 이해를 돕기위해, 두 경우의 손가락을 이용한 자기장을 구하는 방법을 달리해서 가르치는 것 뿐입니다. 두 경우 모두 전류 주변에 자기장이 형성되는, 암페어법칙이 적용되고,그래서, 둘 다 똑같은 물리법칙이 적용됩니다.

[칼리오페]

근데 금속에서는 자유전자만 이동하잖아요...전해질 용액에서 +와 - 이온들이 동시에 이동하기 때문에 그렇게 정한 건가요?금속에서는 +전하는 이동하지 않는 걸로 알고 있는데..

[사과나무]

보통, 우리가 중고등학교 물리시간에 소개되는 오른손법칙은, 본래 수학, 물리학에서 벡터의 크로스곱의 정의를, 좀더 쉽게 이해하기 위한 교육적 도구입니다. 이 '오른손법칙'이라는 교육적도구를 생각해낸 사람이 바로, 폴란드의 대표적인 물리학자 '로렌츠'와 영국의 대표적인 물리학자 '플레밍' 입니다.

[사과나무]

예 맞아요. 금속에서는 자유전자가 이동하고, 전해질용액에서는 +,-전하들이 모두 이동하는 등 이러한 여러가지 경우가 있기 때문에 이러한 번잡성을 없애고, 전류의 방향을 통일하기 위해서, +전하의 이동방향을 기준으로 정한것입니다.

[사과나무]

하던 이야기 계속 하겠습니다. 본래 물리학에서 자기력을 정의할때, 수학의 "벡터의 크로스곱"으로 정의합니다. 그런데, 학생들에게 수학의 벡터의 크로스곱의 정의를 가르치려고하니, 이해하기 어려워하기에, 물리학자 로렌츠는 '오른손법칙'이라는것을 고안한것이고, 이 오른손법칙은 벡터의 크로스곱의 정의를 그대로

[칼리오페]

와...감사합니당..정말 이 카페가 없었으면 으찌 살았을까..

[사과나무]

오른손에 그대로 적용한것입니다. 물리학자 로렌츠가 한때, 고등학교에서 교편을 잡을때, 학생들에게 자기장과, 전류의 방향을 좀더 쉽게 이해시키기 위해서, 오른손법칙이라는 것을 고안한것입니다. 한편,이 오른손의 법칙은 영국의 물리학자 플레밍에서도 고안이 되었습니다.

[오렌지]

음.. 지금 책이 옆에 없어서 정확한 내용인진 잘 몰겠지만 아마도 벤자민 프랭클린이 아니었나 싶군요. 이 사람이 전류의 방향을 정했다고 하는데 이 사람은 한 가지 전하운반자 즉 플러스의 전하 운반자만 있다고 생각했답니다. 그래서 그 플러스 전하를 받으면 플러스 극이 되고 잃으면 마이너스가 된다고 생각했죠.

[오렌지]

그렇기 때문에 전류의 방향도 이 플러스 전하가 이동하는 방향으로 설정을 했다고 합니다. ^^ 저도 올 해 첨 알았어요 ^^;