Basic Science

◈ 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. 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..

50W와 60W 두 개의 필라멘트 전구 두 개를 직렬로 연결했을 때 과연 어느 전구가 더 밝을까? 결론부터 이야기하자면 50W 전구가 더 밝다. 실제로는 미묘한 차이겠지만 그 이유를 한번 알아보자. 참고로 만일 각각 따로 회로를 구성한다면 60W 전구가 더 밝다. 회로 구성도는 다음과 같다. 우선 저항을 구해보자. 전류는 키르히호프의 전류 법칙에 따라 흐르는 전류는 일정하다. * 키르히호프의 전류 법칙 전류의 합 즉 들어온 전류의 양과 나간 전류의 양의 합은 같다. 전력(저항)의 크기를 비교하면 P1 > P2 이것을 말로 해석하면 직렬 회로에서 큰전력(저항) 혹은 작은 전력(저항) 중에 어느쪽이 더 큰일을 하는가? 일을 더 많이 하는 쪽의 전구가 더 밝은 것이다. 이렇게 설명할 수 있다.

◈ 인버터(Inverter)란? 인버터(Inverter)는 직류를 교류로 바꿔주는 기계장치이다. 인버터에 직류를 입력하면 교류가 되어 나오는 장치가 인버터인데 사용 용도에 따라 여러 종류가 있다. ◈ 인버터(Inverter)의 동작원리(직류를 교류로 변환하는 원리) 배터리의 직류가 어떻게 교류로 바꿔주는지 간단하게 그 원리를 알아보자. 아래에 스위치 4개가 있고 그 가운데를 가로지르는 연결 회로에 교류 부하가 연결된 회로가 있다. 편의상 건전지를 직류로 연결했다. 회로에서 스위치 S1, S4를 닫아서 회로를 완성하여 전기가 흐르면 교류 부하에 +, - 극이 생긴다. 그다음에는 회로에서 스위치 S1, S4를 열고 S2, S3을 닫아 회로를 완성하여 전기가 흐르면 교류 부하에 +, - 극이 반대가 된다. 이..

전기는 도체 속 전자의 흐름으로 얻어지는 에너지다. 철 성분에는 전자가 존재한다. 평소에는 전자가 움직이지 않다가 주변에 어떤 영향이 발생하면 전자가 움직이게 된다. 예를 들자면 철 성분에 자석을 붙였다 떼었다 했다던가, 갑작스런 온도 변화가 일어났다던가, 건전지를 연결하면 전자들이 움직이게 된다. 이때 전자들이 한 방향으로 움직이도록 만든다면 이것을 전자가 이동한다 하여 전류라고 한다. 우리가 알고 있는 정전기라는 것은 전자가 멈춰 있는 상태를 말한다. 이렇게 흐르는 전류를 이용하여 일을 하게 할 수 있다. 이렇게 일을 하게 하는 모든 것을 부하라고 한다. 일을 너무 많이 하게 되면 과부하라고 한다. 전류 흐름은 한쪽 방향으로 흐를 수도 있고 양쪽 방향으로 왔다 갔다 할 수도 있다. ◈ 한쪽 방향으로 ..

전기를 공부하면서 임피던스를 공부하게 되는데 정확하게 임피던스가 무엇인지 설명할 수 있는 분이 과연 몇 분이나 있을까요? 아주 기초적인 내용으로 임피던스가 무엇인지 알아보자. 전기를 표현할 때 R, L, C 3가지를 기본적으로 알고 있어야 한다. * R(저항) : 전기의 흐름을 방해하는 것. * L(리액터) : 전기를 자기장으로 유도하는 것. * C(커패시터) : 전기를 저장하는 것. R, L, C는 직류일 때와 교류일 때 약간의 성질이 달라진다. 다음의 표를 참고. 직류에서 R, L, C는 저항 R 일 때만 방해 요소가 된다. 하지만 교류에서는 R, L, C 모두 방해 요소가 된다. 이때 L, C는 약간 억울하겠죠. 직류일때는 방해 요소가 아니었는데 교류일 때는 방해 요소가 되었으니… 이렇게 L, C를..

단락(短絡) : 짧게 이어졌다는 뜻이다. 단락 되었다. 쇼트가 났다. 합선되었다는 말은 모두 같은 말이다. 무엇이 짧게 이어졌다는 말인지 회로도를 보면서 알아보자. 위의 회로도는 정상적인 회로에서 흐르는 전류를 표현한 것이다. In을 정격전류라고 한다. 여기서 n은 normal이다. 정상적으로 흐르는 일반적인 전류라는 뜻이다. 정상적인 회로에서 흐르는 전류는 예시에서 보듯이 1A가 된다. 그런데 어떤 사건으로 인해 이 회로에 단락이 되면? 위의 그림과 같이 빨간색처럼 회로에서 어떤 선이 붙어서 회로가 짧아졌다. 전기의 특성상 저항이 있는 쪽으로 전기가 흐르지 않고 단락 된 빨간 부분의 저항이 없는 쪽으로 전기가 흐르게 된다. 이때 흐르는 전류를 계산해보면 100A가 된다. 정상적인 회로에서는 전류가 1A..