중요한 개념부터, 우리가 전기를 배우고 싶을 때 어떻게 바라봐야 하는지 관점부터 알려드리겠습니다.
여러가지 기법들이 있지만, 전선 2가닥부터 시작하는 것을 권장드립니다.
그래서 "콘센트 2개가" 에서 부터 우리가 어떻게 전기를 사용할까? 라고 하는 것을 우리가 선택하게 되는거죠.
실제로는 전선을 우리가 전기에서는 한가닥으로 표현하지만, 이렇게 하면은 조금 또 헷갈릴수도 있으니까 , 에둘러서 이렇게 전선이 약간 동그란거를 표현해서 그렸습니다.
실제로 이 전선안에는 많은 전자들이 들어있습니다.
이 전자가 움직여서 일을 하게 됐을 때, 이걸 우리가 전기에너지 라고 부릅니다.
플라스틱, 지우개, 유리 같은경우는 전자들이 잘 움직이지 못하기 때문에,
이런것은 전기가 흐를 수 없는 재료다 라고 해서 부도체 라고 합니다.
구리, 알류미늄, 철, 은 같은 경우는 전자가 잘 이동할 수 있는 구조이기 때문에
이런것은 우리가 도체 라고 부릅니다.
이중에서도 가성비가 괜찮은 것은 구리입니다.
은이 전기는 더 잘통하지만, 가격이 비싸다 보니 전선으로 사용하기에 적절하지 않습니다.
도체 안에 전자들을 움직이려면 압력을 가해줘야 합니다.
그것을 발전소에서 합니다.
발전소에서 전기적인 압력을 만들게 되면은 전위차 라는 것, 즉 전압이 생성이 되어서 이 전압으로
전자를 밀어낼 수 있는 힘이 만들어지게 됩니다.
전자가 밖으로 나오면 안되니까, 여기다가 전등을 연결 해봅시다.
발전소에서 만든 힘이 도체의 전자를 막 이동 시켜서 우리집에 와서 전등을 지나게 됩니다.
전등을 지나가게 되면 이 전등은 비로소 일을 하게 되는거죠.
이 전등은 빛을 만들게 구조적으로 만들어져 있으니까 , 이제 빛이 발산하게 되는 겁니다
전자는 사실 발전소에서 없던 것을 만들어서 생기는게 아니예요.
우리가 돈을 다른 사람 주머니에서 가져와서 내가 쓰게되면은 어떻게 되는겁니까?
우리가 돈을 만들어 내는 것은 아니죠 다른데서 가져와서 나를 거쳐서 내가 아이스크림을 사거나, 밥을 사먹거나 나를 거쳐서 가는거죠.
전기도 마찬가지입니다.
원래 없는 것을 만들어 오는게 아니라, 발전소에서 압력만 주는 것이고, 원래 도체안에 있는 전자를 움직이게 하는 겁니다.
그 전자가 움직여서 이 전등이 일을 하게 되는거죠.
일하는 방식은 여러가지가 있습니다.
전등같은 경우는 빛을 내게 되고,
전동기 같은 경우에는 회전을 하게되면서 즉, 동력이라고 하는 것을 만들어 내게 되는거죠.
또 전기에너지가 전기장판을 지나가게 되면은, 열을 만들게 됩니다.
그래서 우리가 대표적으로 전기라고 하는 것은,
빛, 열, 동력 주로 3가지 작용을 하게 됩니다.
전기에너지를 사용하게끔 만들어주는 것은 발전소이고,
여기서 전기에너지를 소모하게 되는거라고 해서 부하라고 부릅니다.
어떤 전압이 부하 한개정도 용량인데, 부하가 한개가 아니고, 2개,3개 막 이렇게 엄청 나게 많이 있게되면
그러면 우리는 과부하라고 부릅니다.
예를 또 들자면 멀티탭에 부하 3개만 달아서 사용해야되는데, 문어발식으로 4개,5개 연결하면 원래 콘센트가 낼 수 있는 힘보다 더 많은 전기를 필요로 하게 되면은 그걸 우리는 과부하라고 하게 되는 것이죠
전자, 전압, 부하 나왔습니다.
발전소에서 전압을 주어서 전자를 흘려서 이동시키는데 여기서 전자가 흐르는 것을 전류 라고 합니다.
전류가 전등(부하) 를 통과했을 때 일을 하면서 이 전류의 흐름을 조금 방해할 수 있거든요 .
그러면 전등(부하)가 방해하니까 이것이 일종의 바로 저항이라고도 볼 수 있습니다.
그래서 전기를 나타낼때 크게 3가지로 나타낼 수 있는데,
전압, 전류, 저항 3가지가 되고요
이런것들이 이제 전기기술자들끼리 표시하거나 기호로 표시할 때에는 이렇게 표기 하게 됩니다.
전압이 세게 걸리게 되면, 전류가 많이 흐르게 되는 것이고, 저항이 커지게 되면
전류는 잘 못흐르게 되는 것이 맞습니다.
이런 3가지의 서로 역할에 대한 것을 딱 정의한 사람이 바로 옴이라고 하는 사람입니다.
그래서 우리가 옴의 법칙 이라고 합니다.
여기서 전류 얘기를 해보자면
수도관에 물의 양으로 생각하면 편합니다. 예를들어 1초에 한 1리터 정도 흘릴 수 있는 관에
1초에 2리터,3리터 흘려보낸다고 치면 그 수도관은 어떻게 되겠습니까?
뭔가 파열되거나, 좀 잘못되겠죠?
그러면 그것보다 더 많은 전류가 흐르면 어떻게 되겠어요?
결과는 뻔합니다. 문제가 생깁니다.
그러면 그 앞에다가 우리가 밸브처럼 잠궈야 되겠죠?
비상시에 그쵸~?
그래서 부하 앞에다가 어떤 장치를 놓고 만약에 전류가 많이 흐르게 되면, 즉 과전류 상태가 되면은
이 전기를 끊도록 합니다.
이것을 우리가 바로 차단기라고 하게 됩니다.
차단기는 실제로 집에있는 것을 배선용차단기 라고해서 자동차단기라고 하는데,
차단기를 올린상태에서 만약에 이 능력보다 더 많은 전류가 흐르게 되면 안에서 똑하고 붙어있던 것이 자동으로 떨어지게 됩니다.
이제 제어를 해봅시다
제어라고 하는 것은 전등(부하) 앞에다가 벨브, 작은 벨브를 하나 넣는거예요. 이런 벨브를 우리가 스위치라고 합니다.
이제 이 벨브를 움직이게 되면, 여기서 전류가 흐를거냐 , 말거냐 하는 것을 결정하는 것과 똑같은 겁니다.
그런데, 수도벨브나 도시가스벨브는 양을 조절할 수 있잖아요.
근데 스위치는 모 , 아니면 도 입니다. 켜거나 끄거나 입니다.
계속 켜고 싶다 라고하면, 스위치 없이 그냥 전등을 바로 연결하면 됩니다. (아래 그림 처럼)
자 결론은 무엇이냐!
우리집에 전기 2가닥이 어떻게 온다?! 콘센트를 보게되면 구멍이 2개가 있게 되는거죠
그러면 이 2개가 한쪽으로 연결하고, 그런다음에 또 한쪽으로 연결되서 우리가 여기다가 스위치 같은것을 달거나 아니면 부하를 달아서 이제 이걸로 일을 하게 된다.
부하를 너무 많이 연결해서 내가 할 수 있는 것보다 더 많은 일을 필요로 해서 무리가 가게 만든다?!
과부하 라고 말한다.
혹은 전류가 너무 많이 흐르게 되면 과전류 라고 말한다.
이 과전류가 흘렀을 때 문제가 생길 수 있으니까. 이것을 차단해야 되는데, 그것을 과전류 차단기 라고 부를수 있게 된다.
전등(부하)앞쪽에 또 우리가 스위치라고 하는 것을 넣게 된다. 라고 하는것까지 알면 되겠습니다
전압이라고 하는 것은 우리나라가 다 정해져 있습니다.
냉장고,세탁기 살 때 다 우리나라는 220v 이 전압을 사용할 수 있게끔 되어 있기 때문에
이것은 공개적으로 칭해져 있는 거잖아요? 그래서 이걸 우리가 공칭전압 이다 라고 합니다.
그래서 우리나라는 220v이고, 다른나라는 몇 v야 ~ 라고 하는 것들을 생각해 볼 필요가 있죠.
다른나라에 정격전압, 공칭전압 이 얼마인지 알아두어야 됩니다.
또 알아둘 것은
전류의 방향이 위에서 아래로, 아래에서 위로 왔다갔다 흐르게 되는데, 그것을 총 사이클이
1초에 60번 바뀌기 때문에, 이것을 우리가 60hz 라고 부르게 됩니다.
또 주파수라고 부르게 됩니다.
그래서 전기는 공칭전압과 주파수가 중요하다
국가별로 구분하게 될 때, 공칭전압 220v 주파수 60hz 쓰는 나라가 있고,
50hz쓰는 나라가 있고, 두개를 같이 섞어서 쓰는 나라도 있습니다.
그런데 우리나라는 220v 와 60hz를 사용하는 나라가 되겠죠.
그거는 이제 발전소에서 만들 때 전기의 형태가 어떻게 되냐에 따라서 다르게 됩니다.
1. 집에는 2가닥의 전선이 들어온다.
2. 제어를 하고싶다면 스위치라고 하는 것을 알아야된다
3. 이런것들은 모두 다 여기를 잡든, 저기를 잡든 어쨋튼 맨손이나 젖은손으로 잡는것은 이 전류가 흐르는것을
우리가 손으로 잡는 다는 것은 아주 위험하기 때문에 전선이 노출되어있거나, 까져있다면
어?! 저기를 내가 만약 잡는 순간 전류가 흘러서 위험할 수 있겠구나 라는 것을 생각하시면 좋을 것 같습니다.