소방전기 - 직류와 교류, 전류와 전압의 정의

전기의 구성

물질의 구성은 분자와 분자, 분자는 원자와 원자로 이루어져 있으며, 원자는 원자핵과 그 주위를 둘러싸고 있는 전자로 구성되어 있고 원자핵은 중성자와 양성자로 이루어져 있습니다.

 

질량

양성자와 중성자의 질량은 같거나 중성자가 약간 더 큽니다.

양성자의 무게는 전자의 무게보다 1840배 크며, 어떠한 외부의 영향으로 양성자의 이동보다는 전자가 이동을 하게 됩니다.

 

전하량

전자,중성자,양성자의 전하량을 살펴보면 전자(쿨롱 -1.60219 X 10⁻¹⁹)와 양성자( 쿨롱+1.60219 X 10⁻¹⁹)는 크기가 같고 음, 양의 부호만 다릅니다. 중성자는 전하량이 0 이어서 원자는 중성의 성질을 가지고 있습니다.

대전이란 전자의 이동으로 인하여 물질에 전자가 부족한 상태가 되어 전기의 성질을 갖추게 됩니다.

전하는 대전의 의하여 물체에 전기가 생기는 현상입니다. (양전하+, 음전하- ) 

전하량은 대전된 물체에 생기는 총 전기량 ( 전하량(Q) = 전자의 수(N) X 전하량(1.6 X  10⁻¹⁹) [C] )

 

직류

직류(Direct Current, DC)는 전류의 흐름이 일정한 방향으로 흐르는 전기입니다. 직류는 전압의 극성이 일정하며, 시간에 따라 변하지 않거나 일정한 패턴을 유지합니다. 직류는 주로 배터리, 태양광 패널, 정류기 등을 통해 생성됩니다.
직류의 주요 특징은 다음과 같습니다:
흐름 방향: 전류가 한 방향으로만 흐릅니다.
안정성: 전압과 전류가 시간에 따라 일정하게 유지됩니다.
응용 분야: 배터리, 전자 기기, 전기 자동차, DC 모터, 전자 회로 등에서 사용됩니다.
직류의 대표적인 예는 배터리입니다. 배터리는 일정한 전압을 유지하며, 전류를 한 방향으로 흐르게 합니다. 이는 다양한 전자 기기에서 안정적인 전원을 공급하기 위해 사용됩니다.

소방전기 - 직류와 교류, 전류와 전압의 정의

교류

교류(Alternating Current, AC)는 전류의 흐름이 주기적으로 방향을 바꾸는 전기입니다. 교류에서는 전압과 전류가 시간에 따라 주기적으로 변하며, 이 변화를 주기(period)라고 합니다. 즉, 전류가 한 방향으로 흐르다가 일정 시간 후 반대 방향으로 흐르게 됩니다.
교류의 주요 특징은 다음과 같습니다:
주기적인 변화: 전류의 방향과 크기가 주기적으로 변합니다. 이는 사인파 형태로 나타나는 것이 일반적입니다.
주파수: 교류의 변동 주기를 나타내는 값으로, 1초당 변화 횟수를 헤르츠(Hz) 단위로 나타냅니다. 예를 들어, 우리나라에서는 60Hz, 유럽과 대부분의 아시아 국가에서는 50Hz를 사용합니다.
전송 효율: 교류는 변압기를 통해 전압을 쉽게 변환할 수 있어 장거리 전력 전송에 효율적입니다. 고전압으로 전송하고, 사용처 근처에서 다시 낮은 전압으로 변환할 수 있습니다.
응용 분야: 가정용 전기, 산업용 전기, 전기 기기, 공공 전력망 등에서 주로 사용됩니다.
교류의 대표적인 예는 가정용 전기입니다. 가정에서는 대부분의 전기 기기들이 교류로 동작하며, 이는 전력 회사에서 공급하는 전기가 교류이기 때문입니다.

 

전류

전류는 전기 회로 내에서 전하가 이동하는 흐름을 의미합니다. 이는 일반적으로 전자들이 도체(전선) 내를 이동하는 것을 통해 발생합니다. 전류는 암페어(A)라는 단위로 측정되며, 이는 1초 동안 1쿨롱(C)의 전하가 이동하는 양을 나타냅니다.

전류의 세기는 어떤 도체에 단면을 t [s] 초 동안 Q [C]의 전기량을 가지고 있는 전하가 이동하는 시간에 대한 전하량의 비로 나타낼 수 있습니다. ( 전류 I [A] = 전하량 Q [C] / 시간 t [s] )

 

전압

전압은 전기 회로 내에서 전하를 이동시키는 힘을 나타내는 물리량입니다. 이는 전기적 위치 에너지의 차이로 설명할 수 있으며, 전기적인 압력의 차이를 전위차 또는 전압이라고 하며, 전압은 볼트(V)라는 단위로 측정됩니다. (전압 V [V] = 일 W [J] / 전하량 Q [C] )

 

기전력

기전력(Electromotive Force)은 전기 회로 내부에서 전하를 이동시키는 데 필요한 에너지를 제공하는 원천의 전압을 의미합니다. 기전력이라는 용어는 실제로 "힘"을 의미하지 않지만, 전하를 이동시키는 데 필요한 에너지를 제공하는 능력을 나타냅니다. 기전력의 단위는 볼트(V)입니다.

 

전위

전위(Electric Potential)는 전기장에서 특정 지점의 전기적 위치 에너지를 나타내는 개념입니다. 전위는 단위 전하(1쿨롱)를 해당 지점까지 옮기는 데 필요한 일을 의미하며, 단위는 볼트(V)입니다. 전위는 전기장에서의 전하의 위치에 따라 달라지며, 상대적인 값을 가집니다. 전위차란 전위 자체는 상대적인 값으로, 두 지점 간의 전위 차이가 중요한 역할을 합니다. 전위 차이는 전압이라고도 하며, 전류를 흐르게 하는 원동력이 됩니다.