SSAT/면접대비/상식 - 교류전기(AC)를 사용하는 이유가 무엇일까?

토요일빼고 하루 한개씩 포스팅 됩니다~

제가 생각하는 예상답변입니다. 본인의 생각과 한번 비교해 보세요~

실생활에서 일어나는 현상에 대한 이유는 정답이 없습니다. 비교적 타당한 것이 정답이 되는것이죠.

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왜 위험한 고압교류전기를 쓰는 것일까?

일반적으로 가정에서 사용하는 전기는 220V60Hz교류전기를 사용합니다.

-  교류(AC)전기란 전류의 방향이 계속 바뀌는 것을 말합니다.

(220V 60Hz라는 말은 220V의 전압으로 1초에 60번 전류의 방향이 바뀐다는말)

- 직류(DC)전기란 전류의 방향이 일정한 것을 말하죠(건전지는 직류의 대표적인예).

그런데 대부분의 가전제품은 직류전기로 가동됩니다. 노트북, 휴대폰 충전기 등에 붙어 있는 아답터가 그 증거죠. (자세히 보시면 DC 5V뭐 이런게 써있을 겁니다.) TV나 냉장고 등 기타 큰 가전제품에는 내부에 숨어있죠.

그럼 도대체 DC가 필요한데 왜 힘들게 220V라는 교류전기를 사용하는 걸까요?

그 원인은 몇가지가 있는데,

1. 발전의 원리는 전자기유도효과를 이용한 것인데(고등 물리1) 이로 발생한 전기가 교류임

2. 발전소와 가정까지의 거리가 멀기때문에 오늘 동안의 손실전력을 고려하여야되는데,

전류의 세기를 (1/2)로 줄여주게 되면

 

이므로, 전압의 세기는 2배가 되고,

송전탑을 지나가면서 생기는 손실전력은,

  

이므로, 1/4배가 됩니다.

여기서

으로 계산하지 않는 이유는,

전압은 송전선을 이동하면서 계속 전압강하가 일어나게 되는반면,

전류는 전압강하가 일어나든 일어나지 않든 송전선 내에서 항상 일정하기 때문입니다.

어쨌든 손실전력을 줄이기 위해서는 전류의 세기를 약하게 해야하고 그럴려면 전압은 고압이 될 수밖에 없는 것이죠.

그런데 교류는 바로 변압이 가능한 반면, 직류는 바로 변압할 수 없습니다. (직류의 변압은 비용비쌈)

그러니까 직류전기는 변압의 불가능으로 인해 손실되는 전력이 매우 큰 것이고 손실전력을 줄이기 위해서는 발전소를 가정 가까운곳에다가 지어야 하고 발전소도 많아지겠죠.

또 전선에서의 저항을 줄이기 위해서 비저항이 작은 소재를 사용할 수도 있지만, 현재 사용하는 전선의 재질은 구리입니다. 구리보다 비저항이 작은 소재는 은이나 금일텐데 그러면 단가가 너무 비싸지겠죠?

결국에는 돈문제라는 것이죠.

여담이지만 우리가 잘 알고있는 에디슨은 직류전기의 사용을 주장하였으나 교류전기를 주장한 테슬러에게 밀리고 맙니다. 그러면서 우리는 아직까지 교류전기를 사용하는 것이죠.