가정에서 교류를 쓰는 이유(전기)
발전기에서 전기를 만들때 정류자를 이용한 방법을 이용하기 때문입니다. 즉, 발전기의 구조를 보면 중앙에 자석과 같은 물질이 들어있고 그 주위를 코일이 감싸고 있습니다. 이 때 코일에는 중앙의 자석에 의해 전자장이 형성되어 있는데, 이 자석을 돌리게 되면 전자장의 방향이 바뀌게 됩니다. 그렇게 되면 코일에는 전류가 흐르게 됩니다.(자세한 사항은 물리나 전자장을 참고하시길)
이때 180도가 돌면 그 다음부터는 반대 방향의 전류가 흐르게 되어있습니다.(방향이 중요합니다) 그렇기 때문에 정류가에 의해서 +와 -극을 바꿔주게 됩니다. 그렇게 되면 반대 방향의 전압이 걸리게 되는거죠. 그렇게 되서 처음에는 +전압이 나왔다면 다음에는 -전압이 나오게 됩니다. 이렇게 계속 돌리게 되면 +와 -로 계속 바뀌면서 전류가 흐르게 됩니다. 그것이 교류라는 것이죠.
또한 교류를 사용하게 될 경우 많은 이점이 있는데 그 중하나가 전압을 올리고 내리는 승압, 감압이 쉽다는 것이죠. 이것도 코일을 이용해서 간단하게 해결되니까요.
전압을 쉽게 높이건 낮출수 있기 때문에 전기를 보낼때는 손실을 적게 하기 위해 고전압으로 보내고, 일반 가정에서는 위험성 때문에 이를 감압하여 220V의 낮은 전압으로 사용하는 것이죠.교류와 직류의 차이점은 바로 전압이 일정 주기로 +,-로 변하느냐, 아니면 항상 일정한 전압을 유지하느냐의 차이입니다.
교류가 전압이 변하는 이유는 위의 발전 과정 때문입니다. +,-로 바뀔 때는 일정 간격으로 변하기 때문에 가장 자연스런 모양인 sine파 형태를 띄게 됩니다.직류는 우리가 흔히보느 건전지를 생각하시면 됩니다. 건전지 하나에서는 +극과 -극 사이가 거의 항상 일정한 1.5V의 전압을 계속 유지하고 있지요. 물론 건전지를 계속 사용하면서 분극작용등으로 인해 전압 강하 현상이 일어납니다.
발전기에서 생산되는 전기는 모두 교류 전기의 특성을 가지고 있습니다.교류 전기는 주파수 특성이 있지요.한국의 경우 기본 전기가 220V 60Hz입니다만, 이 말은 전압은 220볼트이고 1초에 60번의 파형(위 아래로 움직임)을 가진 주파수를 가진 전기라는 뜻입니다.
이 주파수를 확인할 수 있는 방법으로 형광등 아래에서 손을 흔들어 보면 깜박거리는 것을 느낄 수 있는데 바로 이 주파수 때문에 그렇게 보이는 것입니다.
하지만 교류 전기는 감전 위험이 많습니다. 그리고 늘 두 개의 선으로 공급해야 합니다.하지만 자동차 같은 경우에는 -(마이너스, 어스)선은 접지해 두고 +선만 가지고 운용을 합니다. 그리고 승객의 감전 위험을 없앤것입니다.
자동차의 발전기(알터네이터)에서 생산되는 전기도 물론 교류 전기입니다. 이 교류 전기를 발전기 안에 있는 다이오드를 통해 직류로 바꿔 주는 것입니다. 전압을 조절해 주는 레귤레이터와는 다릅니다.직류 전기는 파형이 없어서(다이도드가 파형을 삭제하는 역할을 합니다.) 감전이 안되는 것이지요.그 반대로 직류를 교류로 바꿔줘야할 경우도 생깁니다.
예를 들어 자동차 여행을 하면서 커피포트를 사용하고 싶은데 직류 전기에서는 작동을 하지 않기 때문에 집에서 사용하는 교류 전기로 바꿔야합니다. 이럴 때 인버터를 사용하게 되는 것입니다.인버터는 직류에 없는 파형을 다시 만들어 주는 장치로 원래의 교류와 매우 흡사한 전기를 생산해 내는 것입니다.
캠핑 카를 이용한다든지 할 때, 가정용 가전 제품의 일부를 사용할 수 있습니다. 이럴 때 직류인 자동차의 배터리 전원을 교류로 바꿔줘야 사용할 수 있습니다. 인버터를 사용할 때 한 가지 주의사항은 출력을 넘지 않게 사용해야 한다는 것입니다.
예를 들어 인버터 춮력이 220V 1000W(대용량입니다)라고 한다면 사용하고자 하는 전기 제품의 출력이 전기다리미같이 1000W 이상될 수 있는 것을 사용하면 인버터가 바로 고장날 수 있기 때문입니다.
직류는 주파수가 없는 맥류이고, 교류는 주파수가 60Hz(유럽은 50Hz)인 Sine곡선을 그리며 변하는 전류이다. 직류는 저장을 할 수 있으나 교류는 저장을 할 수 없다
따라서, 교류는 생산과 동시에 전기를 소비해야 하므로 아무리 먼 거리라 하더라도 바로 소비하기 위해서는 전선이 필요하다.만일 발전소가 작동 정지하면 교류는 즉시 정전이 된다.
교류엔 사인파만 있는 것은 아니고 공업적으로 사용되는 전기 말고 실험실 같은 데서 쓰는 교류 특히 컴퓨터같은데서 사용되는 로직회로 같은데선 스퀘어형태의 교류도 있죠.
그밖에 전기적으로 음악을 만드는 회로에선 삼각모양, 톱니모양등 여러형태의 교류가 사용됩니다.
일반적으로 시간에 따라 변화하는 전기흐름에서 상수항이 직류에 해당되고 나머지 부분이 교류에 해당되는 거죠. 교류는 주기에 대해 시간적분을 하면 0이 된다는 특징이 있죠. 교류도 양자역학적인 특성을 가진 물질(반도체)를 이용하면 직류로 만들기도 합니다. 다이오드같은 소자를 이용하는 거죠. 반대로 직류를 교류로 만들수도 있죠.
[출처] 교류와 직류의 차이는?|작성자 리요리요
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