전기가 통하는 정도로 나눈 물질 (도체 · 부도체 · 반도체)

Conductors, insulators and semiconductors

같은 전지에 이어도 어떤 물질은 전류를 잘 흘리고 어떤 물질은 거의 막는 까닭은 무엇일까요?

무슨 일이 일어났나

물질마다 전기가 지나가기 어려운 정도(저항)가 크게 달라서, 전기가 잘 통하는 도체 · 거의 통하지 않는 부도체 · 그 중간인 반도체로 나눕니다.

시뮬레이터에서 9 V 는 그대로 두고 저항만 10 Ω 에서 100 kΩ 으로 바꾸면, 전류가 900 mA 에서 90.0 µA 로 줄어듭니다.

구리 같은 금속에는 원자에 매이지 않고 떠다니는 전자가 많아 저항이 작고, 플라스틱 · 유리에는 움직일 전자가 거의 없어 저항이 아주 큽니다.

반도체(규소 등)는 그 사이에 있어서, 온도를 바꾸거나 다른 원소를 아주 조금 섞으면 전기가 통하는 정도가 크게 바뀝니다. 다이오드 · 트랜지스터는 이 성질로 만듭니다.

금속도 늘 같지는 않습니다. 미국 표준 기관(NIST)의 구리선 표에 따르면 구리선은 1 °C 따뜻해질 때 저항이 약 0.393 % 커집니다.

💡 생활 속 예시

집의 전기 코드는 속은 구리, 겉은 플라스틱입니다. 구리는 전기를 나르고 플라스틱은 손으로 전기가 새지 않게 막습니다.
폰 · 컴퓨터 칩은 반도체인 규소로 만듭니다. 전기가 통하는 정도를 마음대로 바꿀 수 있어 아주 작은 스위치를 한 칩에 촘촘히 담습니다.
학교 과학실 집게 전선은 집게 쪽만 금속이고 손잡이는 고무라서, 잡은 손으로는 전기가 오지 않습니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

금속 전선의 저항은 온도와 상관없이 늘 똑같다.
NIST 구리선 표를 보면 표준 풀림 구리는 1 °C 따뜻해질 때마다 저항이 약 0.393 % 커집니다. 금속은 뜨거울수록 전기가 조금씩 덜 통합니다. 출처

누가 왜 찾았나

구리선의 저항을 한 기준으로 견주려고, 미국 표준국(지금의 NIST)은 «국제 표준 풀림 구리» 를 기준 물질로 정해 놓고 구리선 표를 냈습니다. 이 표에는 기준 구리의 밀도 8.89 g/cm³(8,890 kg/m³)와 온도에 따라 저항이 바뀌는 정도(1 °C 에 0.00393)도 함께 실려 있습니다.

확인된 값

전선 저항 표의 기준 물질 — 국제 표준 풀림 구리(International Standard Annealed Copper): International Standard Annealed Copper 출처
구리의 저항 온도 계수(20 °C) — 1 °C 오를 때 저항이 약 0.39 % 커진다: 0.00393 1/°C 출처
표준 풀림 구리의 밀도(20 °C, 8.89 g/cm³): 8890 kg/m³ 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 통합과학1 · 물질과 규칙성 [10통과1-02-06]
잉글랜드 · KS3 Physics: Current electricity
호주 v9 · AC9S6U03
일본 · 高等学校物理基礎 (2) 様々な物理現象とエネルギーの利用

출처

https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/MP/nbsmiscellaneouspub17.pdf(확인 2026-11-12)