전압(電壓, Voltage)에 대하여 서술한 내용

전압을 아십니까?

오늘은 전압(Voltage)에 대하여 잠깐 이야기를 하고자 합니다.

어린 시절 공부를 안하다가 나이를 먹고 공부하려다 보니 너무 어려워서 하나씩 기록하고자 하는데요,

전압(전위차)

전압이란?

물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것처럼, 전하는 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는데,

이때 전위의 차이가 "전압"이라고 합니다. 다른말로 "전위차"라고도 합니다.

※ 여기서 전하는 양의 전하이고, 전위는 전하가 이동한 두 지점의 사이(위치)를 말합니다.

여기서 전압은 번개 전電 과 누를 압壓 으로 "전기적인 압력"이라고 생각 할 수 있겠습니다.

전위차는 번개 전電 과 자리 위位 그리고 어긋날 차差 로 "전기적인 위치의 차이"라고

생각 할 수 있겠지요.

조금 다른 표현으로 설명드리면 지구에는 중력이 있어서 질량을 갖는 물체는 지구의 중심 방향인

땅으로 떨어지게 되는데, 이때 일정 높이에서 떨어지는 물체는 지구에서 끌어 당기는 힘에 따라

가속도가 생기면서 물체의 질량에 대한 곱 만큼의 에너지를 갖게 되는데,

이 것을 "중력에 의한 위치에너지"라고 합니다. (E = m * (9.8 * h)  , ≒ F = m * a)

전압의 다른 말인 전위차도 같은 맥락이라고 생각합니다. 

일정 질량을 갖고 있는 전하가 특정한 두 지점의 위치 만큼 거리가 차이가 있을 때,

전하 또한 중력의 영향을 받아 이동하게 되는데 이 것을 "전위차"라고 하고

이 때 발생하는 압력을 "전압"이라고 이해했습니다.

전위차(V)가 발생하면 이 때 생기는 위치에너지로 인해 압력이 발생하는데,

이때 전하가 이동(I)을 하고 이 이동을 방해하는 것을 저항성분(R)이라고 하면

V = I * R 이라는 공식이 나오게 됩니다. (옴의 법칙이지요.)

같은 말을 계속 반복하고 있지만, 개발을 하다보니 눈에 보이지 않는 증상들을 이해하기 위해

개념적으로 이해하는 것이 중요하다고 느끼곤 합니다.

위에서 열심히 정의를 했으니, 단위도 한번 보겠습니다.

1V(볼트)는 1C(쿨롱)의 전하가 두 점 사이에서 이동하였을 때에 하는 일이 1J(줄)일 때의 전위차~!

전압의 크기를 나타내는 단위는 V(볼트, Volt)이며, 기호는 V(Voltage)이라고 합니다.

찾다보니 차원과 어원이라는게 있는데, 잘 모르겠네요^^;

전압을 얘기하면서 기전력(氣電力)을 빼먹을 수 없겠네요.

일어날 기起 , 번개 전電 , 힘 력力  "전기적으로 일어날 힘" 정도로 생각이 되는데

정의를 보면

도체의 내부에 전위차를 만들고 전하가 이동해 전류를 통하게 하는 원동력을 기전력이라고 합니다.

전압과 기전력은 그 크기는 같아도 의미가 정 반대 입니다.

간단하게 기전력은 "주는 힘", 전압은 "쓰는 힘" 정도로 요약이 되며, 예제로

ex1) 배터리(건전지)의 전압은 5V이다. (X) -> 배터리(건전지)의 기전력은 5V이다 (O)

ex2) 냉장고의 기전력은 220V이다 (X) -> 냉장고의 전압은 220V이다. (O)

건전지와 냉장고

그렇다고 기전력이 전력은 아닙니다. 기전력의 단위는 볼트(V)이고, 전력은 와트(W)로 달라용~

p.s.

직류의 경우 전압의 방향과 크기를 쉽게 정할 수 있지만,

교류는 그 크기와 방향이 지속적으로 변화합니다.

그래서 전압의 순간값을 제곱하여 평균을 구하고 그 제곱근을 교류전압의 실효값으로 정할 수 있는데,

교류는 순시값과 실효값이라고도 분류가 되니,

다음에 좀 더 정리해보겠습니다.

☞ 이어서 보기 좋은 글 전류(電流)에 대한 고찰 beginning