지멘스 (단위)
1. 개요
지멘스(Siemens)는 전기 전도도의 국제 단위로, 기호는 S를 사용한다. 1 지멘스는 1 옴의 역수이며, 1 암페어 퍼 볼트와 같다. 독일의 과학자 에른스트 베르너 폰 지멘스의 이름을 따서 1971년 국제도량형총회에서 SI 단위로 채택되었다. 과거에는 옴을 거꾸로 한 '모'(mho, ℧)라는 단위가 사용되기도 했으나, 현재는 지멘스를 사용하는 것이 권장된다. 지멘스 매 미터(S/m)는 전기 전도율의 SI 유도 단위이다.
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SI 유도 단위 -
볼트 (단위)
볼트(V)는 1 암페어의 전류가 1 와트의 전력을 소모할 때의 전위차를 나타내는 SI 유도 단위이며, 조셉슨 효과를 이용하여 정밀하게 정의되고, 옴의 법칙을 통해 전류와 전압 간의 관계를 설명한다. -
SI 유도 단위 -
헤르츠
헤르츠는 1초당 발생하는 주기적 현상의 빈도를 나타내는 SI 단위로, 세슘-133 원자의 초미세 분리 주파수를 기준으로 정의되며, 전자기파, 중력파, 컴퓨터 처리 속도 등 다양한 분야에서 주파수 측정에 활용되고 독일 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠의 이름을 땄다. -
과학 및 자연에 관한 -
단층
단층은 지각 변동으로 암석이 끊어져 어긋난 구조로, 전단력에 의해 형성되며, 지진 발생의 주요 원인이 되고 다양한 자연재해와 사회적 문제를 유발하며, ESR, OSL 연대측정법 등으로 연구된다. -
과학 및 자연에 관한 -
곤드와나
곤드와나는 고생대와 중생대에 존재했던 초대륙으로, 현재의 아프리카, 남아메리카, 남극, 인도, 오스트레일리아 등을 포함했으며, 판게아 분열 이후 서곤드와나와 동곤드와나로 나뉘어 각 대륙이 이동하면서 생물 지리학적 분포 패턴에도 영향을 미쳤다.
2. 정의
전도도(G)는 전기 저항(R)의 역수이며, 전류(I)와 전압(V)의 비이다. 즉, 기호로 쓰면 다음과 같다.
:G = 1/R = I/V
따라서 전도도의 국제 단위인 지멘스는 저항의 단위인 옴의 역수로, 1 암페어 퍼 볼트와 같다. 식으로 쓰면 다음과 같다.
:[S] = [Ω-1] = [A/V] = [A2/W] = [kg-1·m-2·s3·A2] = [kg-1·m-2·s·C2]
전도도가 1 지멘스인 장치의 경우, 장치 양단의 전위차가 1 볼트 증가할 때마다 장치를 통과하는 전류는 1 암페어 증가한다.
예를 들어 5 옴의 저항을 가진 저항기의 전도도는 (5 Ω)-1이며, 이는 200mS의 전도도와 같다.
3. 어원 및 역사
독일의 발명가이자 사업가인 에른스트 베르너 폰 지멘스의 이름을 땄다. 1971년 제14차 국제도량형총회에서 SI단위로 채택되었다. 사람의 이름을 딴 단위이므로 기호는 대문자 S를 사용한다. (소문자 s는 초의 기호이다.)
"지멘스"라는 이름 대신 모(mho영어, 기호 ℧)라는 이름을 쓰기도 한다. "모"라는 이름은 옴(ohm)의 철자를 거꾸로 한 것이다. 이 이름은 켈빈이 1883년에 처음 사용했다. 오늘날에는 국제도량형총회의 결정을 따라 "지멘스"를 쓰는 것이 옳다. 단, 필기 중 초(s)와의 혼동을 막기 위하여 기호를 모 기호(℧)로 쓰는 경우가 있다.
옴은 1881년 국제 회의에서 저항의 단위인 구 "지멘스 단위"를 공식적으로 대체했다.
4. 모 (Mho)
"지멘스"라는 이름 대신 모(mho영어, 기호 ℧)라는 이름을 쓰기도 한다. "모"는 옴(ohm)의 철자를 거꾸로 한 것으로, 켈빈 경이 1883년에 처음 사용했다. 오늘날에는 국제도량형총회의 결정을 따라 "지멘스"를 쓰는 것이 옳다. 국립표준기술연구소(NIST)는 모를 "SI 단위에 대한 승인되지 않은 특수 명칭"으로 규정하고, 사용을 자제할 것을 권고한다.
'지멘스'는 과학 분야에서 보편적으로 사용되며 전기 응용 분야에서도 자주 사용되지만, '모'는 일부 전자 분야 및 "모 특성"과 같은 전력 공학 분야 용어에 여전히 사용되고 있다.
4.1. 모 기호 (℧)
모(mho영어, 기호 ℧)는 옴(Ohm)의 철자를 거꾸로 한 것이다. 켈빈이 1883년에 처음 사용했다. 모 기호는 오메가 기호(Ω)를 위아래로 뒤집은 형태이다. 손으로 쓸 때 문자 "S" (지멘스의 단위 기호)보다 변수로 오해할 가능성이 적다는 장점이 있다.
5. 과거의 지멘스 (지멘스 수은 단위)
1860년부터 20세기 중반까지 "지멘스" 혹은 "지멘스 수은 단위"가 전기 저항의 단위로 사용되었다. 그 정의는 "온도 0 °C에서의 길이 1 m, 단면적 1 mm2의 수은의 전기 저항"이라는 것으로, 대략 0.953 Ω이었다. 이 단위는 1881년 이후 제2차 세계 대전까지 전신 전화 사업자들 사이에서 널리 사용되었다.