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기술정보전기의 기본상식

전기에너지시스템

전기에너지는 전자의 이동을 통해 일을 하거나 다른 에너지를 발생시킬 수 있는 에너지이며, 전하 주위에 전기장을 형성시킴으로써 발생된다.
단위는 에너지 일의 단위인 줄(J)이며, 암페어(A), 볼트(V), 초(s)로 표시하면 J=V·A·s 로 정의된다.

전기에너지시스템
발전방식 에너지원 장점 단점
수력발전 물의 위치에너지 • 공해가 적다.
• 발전비가 적게 든다.
• 건설비가 많이 듦.
• 소비자로부터 멀기 때문에 전력 손실이 크다.
물의 위치에너지 → 물의 운동에너지 → 터빈의 운동에너지 → 발전기의 운동에너지 → 전기에너지
화력발전 화석연료 • 건설비가 적게 든다.
• 장소 선정이 쉽다.
• 연료비가 많이 듦
• 공해가 많이 발생
화석 연료에너지 → 증기 운동에너지 → 터빈의 운동에너지 → 발전기의 운동에너지 → 전기에너지
원자력발전 원자핵에너지 • 핵연료의 값이 싸다. • 시설비가 많이 듦
• 핵 폐기물이 생김
원자핵 에너지 → 열에너지 → 증기의 운동에너지 → 터빈의 운동에너지 → 발전기 운동에너지→전기에너지
태양열발전 태양의 열에너지 • 공해가 없다.
• 에너지가 무한정이다.
• 시설비가 많이 듦
• 에너지 밀도가 낮다.
태양광발전 태양의 빛에너지 • 발전량이 적다.
• 에너지 밀도가 낮다.
풍력발전 바람 • 공해가 적다. • 발전량이 적다.
• 특수 지역에 한정
조력발전 조류 • 시설이 어렵고 비용이 많이 듦
지열발전 땅 속의 열 • 공해가 적다. • 시설비가 많이 듦
• 특수 지역에 한정

전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 양 전하가 이동할 때 전기장이 일을 하게 되는데, 이 일을 전기 에너지로 나타낼 수 있다. 다시 말해 전위 차가 V인 두 점 사이에서 전하량 q가 이동할 때 전기장이 전하에 하는 일은 W=qV (J)로 단위는 줄(J, joule)로 나타낸다.
전력의 단위 와트(W)=V·A 와 비교하면 전기에너지는 전력으로 일정한 시간동안 일을 한 양이 된다. 예를 들어 30와트(W)전구를 1시간동안 사용했다면 사용한 전기에너지는 30×3600 = 108 (kJ)이 된다. 여기서 k(킬로)는 1000을 의미한다.
전기에너지가 일한 결과는 여러 형태로 나올 수 있는데 전열기를 사용한 경우처럼 열에너지로 변환되거나, 모터를 돌리는 경우는 일로, 전구를 사용한 경우는 빛으로 에너지가 전환된다.

전기에너지 공식
  • ① 전기에너지(E) : 저항 R에 전류 I가 t초 동안 흐를 때 한 일
  • [단위: J(줄)]
  • ② 전력(P) : 전류가 1초 동안 하는 일, 또는 전원이 회로에 1초 동안 공급하는 전기 에너지
  • [단위: W(와트)]
  • ③ 전력량(H) : 전력 P로 t시간 동안 총 사용한 전기 에너지
  • H = P × t [단위: Wh(와트시)]
소비전력(P) 기본공식
  • ① 소비전력(P) = 전류(A) X 전압(V)
  • [단위: W(와트)]
  • ② 소비전력(P) = 저항(R) / 전압(V²자승)
  • [단위: W(와트)]
  • ③ 전압(V) = 전류(A) X 저항(R)
  • ④ 저항(R) = 전압(V) / 전류(A)
참고공식
참고공식
전압 110 110 115 115 120 120 220 220 230 230 240 240 440 480
정격전압 115 120 110 120 110 115 230 240 220 240 220 230 480 440
배수 0.92 0.82 1.09 0.92 1.19 1.09 1.92 0.84 1.09 0.92 1.19 1.09 0.84 1.19

참고공식

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