전압 (Voltage,電壓)

2014-09-04 14:32:11

전압이란 무엇인가?

1. 개요

　

대지와 구름사이의 전압차이로 생긴 번개. 사진출처: Pixabay(www.pixabay.com)

한번 즘 ‘토르’, ‘제우스’라는 신을 들어 본 적이 있을 것이다. 두 신의 공통점은 천둥과 번개를 마음대로 조종하는 신이라는 점이다. 예로부터 인간들에게 천둥, 번개는 두려움과 숭상의 대상이었다. 많은 과학자들이 천둥과 번개에 대해서 연구를 해왔고, 그 원인이 구름과 대지 사이의 전위차임을 밝혀 내었다. 이번 시간에는 전위차 즉, 전압에 대해서 공부해보도록 한다.

2. 전압의 정의

우리는 전자제품의 규격을 이야기 할 때, 220볼트 / 110볼트 라는 말을 해 적이 있을 것이다. 여기서 말하는 220볼트는 전자제품에 필요한 전압을 의미한다. 전압의 사전적인 의미부터 살펴보면, ‘전기장이나 도체 안에 있는 두 점 사이의 전기적인 위치 에너지 차’라고 나와있다. (네어버 국어사전) 쉽게 말해, 물체가 높이가 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어지듯이, 전하도 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동을 한다. 이때, 전위의 상대적인 차이가 전위차, 전압이다. 이동하는 전하는 일을 할 수 있는 능력을 가지므로 전압을 아래와 같이 일과 전하의 관계로 나타낼 수 있다.

여기서 W는 전기력이 입자에 한일, q는 전하량 이다.

3. 전압의 단위

전압의 단위는, SI국제단위로 볼트(V)를 사용한다. 전압은 상대적인 차이이기 때문에 “220V(볼트) 이다” 라는 것은 측정하는 A와 B 지점의 전위차가 220V라는 것이다. 따라서, 제 3의 C라는 지점과 A와의 전위차는 220V가 아닐 수 있다. 따라서, 전압의 기준점인 GND(그라운드)를 사용한다. 흔히 말하는 전압은 GND과의 전위차를 의미한다. 전압은 단위 앞에 “m” , “k” 등의 접두어과 함께 사용하는데, 이것은 “미리” , “키로”라고 부른다. 1mV, 1kV는 아래와 같은 크기를 나타낸다.

1mV = 0.001V , 1kV = 1000V

4. 전압의 종류

전압은 전위차의 크기에 따라, 저압(Low voltage), 고압(High Voltage), 특고압(Extra-High Voltage)로 나뉜다.

1) 저압(Low voltage)

저압은 600V 이하의 교류 또는 750V 이하의 직류전압을 의미한다. 일반적으로 사용하는 가전제품이나 가정용 전기는 모두 저압에 속한다.