전압,전류,저항과 AC,DC전압의 개념

현장에서 업무를 하다 보면 전기전자를 전공한 사람에게는 아주 당연하게 생각하는 것들을 비전공자가 이해하지 못할 때가 많습니다. 간혹 너무 당연한 질문을 해서 당황스러울 때가 많은데 전기전자 실무를 하지 않는 분들도 적어도 기본적인 내용은 이해하고 있는 것이 좋을 거 같아 비전공자를 위한 전기기초지식을 알리고자 합니다. 

  

먼저 오늘은 전압, 전류, 저항의 개념에 대해 알아보고 AC전압과 DC전압(교류와 직류)의 차이에 대해 알아보겠습니다.

Concept of voltage, current, resistance and AC, DC voltage.

 

전압, 전류, 저항의 개념

전기를 물에 비유를 하면 이해하기 쉽습니다. 먼저 전압은 펌프가 물을 미는 세기라고 할 수 있습니다. 즉 펌프가 더 센 힘으로 물을 민다면 전압이 높다고 볼 수 있습니다.

 

전류는 물의 유량으로 볼 수 있습니다. 펌프의 힘(전압)이 세질수록 물의 유량(전류)도 많아지겠죠. 하지만 배관의 굵기가 줄어드는 것처럼 저항을 만나면 전류도 줄어듭니다. 우리가 물이 흐르는 운동에너지로 수력발전을 하는 것처럼 이런 전기의 흐름을 통해 모터를 돌리거나 전구를 밝힐 수 있는 것입니다.

 

저항은 물의 흐름(전류)를 방해하는 성분이라고 이해하시면 되겠습니다.

펌프가 돌지 않으면 (전압이 없으면) 전구의 불은 켜지지 않겠죠. 펌프는 계속 돌고 있는데 반대편이 막혀 있으면 물이 흐르지 않기 때문에 (전류가 없으면) 전구가 켜지지 않겠죠. 즉, 전압과 전류가 있어야 비로소 전기설비가 움직이는 것입니다.  

 

전압, 전류, 저항의 개념

 

요약하자면 전압은 전기의 세기, 전류는 전기의 흐름, 저항은 전기의 흐름을 방해하는 성분입니다.

직류 (DC)

DC란 용어는 Direct Current로 직류라고 합니다. 전기가 한방향으로 일정하기 흐르는 것으로 이해하면 좋을거 같습니다. DC전압은 위의 그림과 같이 한쪽 방향으로만 펌프가 일정한 힘으로 물을 미는 상태입니다. 즉 시간이 지나도 전압의 변화가 없습니다. 우리가 일반적으로 사용하는 건전지 1.5V, 핸드폰 배터리 3.3V 처럼 시간이 지나도 일정한 전압이 가해지는 상태입니다.

 DC전압 (건전지 1.5V)

 

위의 그림과 같이 DC전압은 시간이 지나도 일정한 세기(전압)으로 전기를 공급합니다. 보통 어댑터, 컨버터, SMPS 처럼 전압을 바꿔주는 장치 후단이 DC전압입니다. 또한 배터리, 건전지 등의 출력도 DC전압입니다. 예를 들어 핸드폰 충전기는 입력은 AC220V이지만 출력은 배터리를 충전해야 되기 때문에 DC5V입니다.

교류 (AC)

AC는 Alternating Current 로 직역하자면 교차하는 번갈아가는 전류로 보통 교류라고 합니다. AC전압은 시간의 흐름에 따라 전압이 계속 바뀌는 경우입니다. 아래 그림처럼 양쪽에서 펌프가 교대로 물을 미는 경우 물의 방향은 계속 바뀌지만 터빈은 돌아가기 때문에 전구가 켜지는 것입니다. 즉, 전압이 일정하지 않고 계속 변해도 전류가 흐르기 때문에 전기설비를 움직일 수 있는 것입니다.

  

AC전압의 개념

  

우리가 일반적으로 가정에서 사용하는 전기는 AC220V, 60Hz입니다. 여기서 60Hz는 1초 동안 전압이 +311V에서 -311V로 60번 변하는 전압입니다. AC전압은 DC처럼 일정하지 않기 때문에 RMS(Root Mean Square)라는 일종의 평균값으로 표현하기 때문에 220V라고 하지만 실제로 최대값은 311V로 우리가 생각하는 것보다 높은 전압이 공급됩니다.

 

AC전압 (가정용 220V)

 

우리가 가정이나 사무실에서 볼 수 있는 멀티탭이나 콘센트는 모두 AC220V입니다. 또한 전기판넬에 있는 차단기도 AC220V로 한국전력에서 공급되는 전압은 AC전압입니다.

 

최대한 쉽게 쓰고자 했는데 이해가 되셨는지 모르겠습니다. 전기 관련 실무를 하지 않는 분들도 이 정도는 숙지하고 계셔야 전기, 전자 담당자들과 이야기하는데 대화가 될 것입니다.