◈ 변압기(transformer)란?
변압기는 전압을 변화시키는 기기를 말한다.
변압기를 영어로는 transformer이며 줄여서 트랜스(trans)라고도 부른다.
트랜스라는 용어가 일본을 거쳐 우리가 흔히 들었던 도란스로 불려졌다.
정확한 명칭은 트랜스포머(transformer)이다.
발전소에서 만들어진 전기를 가정까지 전달하는데는 전압을 올렸다가 내려주는 여러 가지 변압기를 거치게 된다.
변압기의 입력보다 출력이 높으면 승압기라고 하고 변압기의 입력보다 출력이 내려가면 강압기라고 한다.
<변전소에서 볼 수 있는 큰 변압기>
<전봇대의 둥근 원통형의 변압기>
가정에서 220V를 110V용 외국 가전제품을 사용하기 위해 전압을 낮춰서 사용하는 일명 도란스로 불리는 변압기
220V를 5V 같이 작은 전압으로 바꿔주는 어댑터도 변압기이다.
변압기는 어떻게 전압을 올리고 내리는가? 그 원리는?
변압기는 전기가 흐르면 자기장이 발생하고 자기장의 변화가 생기면 전기가 발생하는 원리를 이용한다.
※ 여기서는 변압기의 원리만 알아보기 위해 다른 법칙의 설명은 생략.
1차 측 코일에 전류가 흐르면 코일에 자기장이 생기는데 철에 코일을 감았기 때문에 마치 전선에 전류가 흐르듯이 철에 자기장이 흐르게 된다.
자기장이 다른쪽 코일에 닿으면 자기장의 변화로 2차측 코일에 전기가 생성되어 흐르게 된다. (패러데이 전자기 유도법칙)
전원은 교류이기 때문에 반대 방향으로 똑같은 현상이 생긴다.
전원에서 60헤르즈라면 부하에도 60헤르즈 그대로 걸린다.
그렇다면 전압 차이는 어떻게 갱기는 걸까?
코일을 감은 횟수를 권수라고 하는데 전원측 코일과 부하쪽 코일의 감은 횟수에 따라서 전압차가 생긴다.
코일을 많이 감은 쪽이 전압이 커진다.
그림의 표에서 보듯이 1차측 코일을 100번 감고 2차측 코일을 200번 감았다고 가정하고
1차측에 100V가 걸리면 2차측에는 200V가 걸린다.
두배 감았기 때문에 두배의 전압이 커지는 것이다.
하지만 여기서 전류는 반대로 2배 내려간다.
1차측에 10A가 흘렀다면 2차측에는 5A가 흐르게 된다.
전압 * 전류 = 전력
결과적으로 전력은 입력과 출력이 같다.
변압기의 주요 구성 부품의 재질은 거의 철과 구리이다.
변압기는 전력을 만든 곳에서 우리 가정까지 오는데 전력의 손실은 작으면서 전압을 유지한체 공급할 수 있는 장치이다.
참고로 변압기는 직류 전원은 사용할 수 없다. 직류는 전류의 방향이 변함이 없기 때문에 시간에 따른 자속 변화가 없다.
자속변화가 없으면 2차측에 전압이 유도되지 않는다.
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