[김기사의 전기 내비게이션] 제2강 - 전기의 기초인 직류와 교류는 무엇이고 어디에서 쓰일까요?

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●직류의 성질
직류(直流, DC) : 직선으로 쭉 그어지며 전압과 전류가 흐르는 방식
직류의 장점
①시간에 따른 전력의 변화가 없고 단순하기에 전기/전자 회로를 설계/해석/표현이 안정적
②저장할 수 있음(Ex : 건전지, 충전지)
③통신장해가 없음
-직류의 단점
변압이 매우 힘들어 대용량 전력 송전시 경제성이 떨어짐 → 최근 초고압직류송전(HVDC)를 이용해 직류의 단점을 보완중
●교류의 성질
교류(交流, AC) : 전력의 크기와 방향이 주기적으로 계속 바뀌게 되는 방식
교류의 장점
변압기를 통해 변압이 무척 간단하여 경제적인 송전이 가능함 → 이를 통해 직류보다 훨씬 큰 에너지를 사용할 수 있음
-교류의 단점
①주파수가 맞아야 함
②사용할 수 없는 무효전력이 있음
③통신선의 유도장해 발생
④저장이 불가능하고 전자파가 발생
●교류의 표피효과
표피효과(表皮效果, skin effect) : 전선 도체에 흐르는 전류가 주파수가 높아짐에 따라전선 도체 단면 전체를 균일하게 흐르지 않고 겉부분으로 모여 흐르는 현상
표피효과의 침투깊이를 크게 하는 법 : 단선보다는 연선을 사용(Ex : ACSR, 중공연선)
●주파수의 개념
주파수(周波數, frequency) : 1초 동안 진동한 횟수.기호는 f, 단위는 [Hz](헤르츠)
●전기에서의 주파수
우리나라를 비롯한 미국, 캐나다등 북미는 60Hz 사용, 영국, 독일 등 유럽은 50Hz 사용
주파수를 50Hz 또는 60Hz를 사용하는 이유 : 주파수가 높을수록 표피효과로 전력손실 증가, 낮을수록 생활의 불편함
●각주파수와 교류의 다양한 값
각주파수(角周波數, angular frequency) : 1초동안에 회전한 수. 기호는 ω(오메가) 단위는[rad/s](라디안/초)
실효값(RMS) : 저항에 동일하게 평균전력을 공급하는직류 전력의 값
순시값 : 교류는 시간에 따라 방향과 크기가 다르기 때문에임의의 어떤 순간에서의 값
최댓값 : 순시값 중에서 가장 큰 값
평균값 : 사인파곡선의 반주기를 평균한 값. 1주기를 통한 평균값은 의미가 없음