전압

전압(Voltage)은 전기회로에서 전하를 이동시키는 에너지이자 전기회로상 두 점 사이의 전하의 차이를 뜻한다. 전압의 단위는 볼트(V)로 1kV = 1,000V, 1V = 1,000mV이다.

개요

전압은 일정한 전기장에서 단위 전하를 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 에너지이다. 또한 전기를 띈 입자가 다른 입자들에 힘을 작용할 수 있는 공간을 전기장이라고 한다. 이러한 전기장에서 전기 입자들이 움직일 때 힘을 받기 때문에 이동하는 데 에너지나 힘이 필요하다.

원리

압력은 어떠한 물체에 전하를 많이 담아두면 같은 종류의 전하끼리 반발력이 작용하여 될 수 있으면 다른 전하가 있는 쪽으로 또는 전하가 없거나 적은 쪽으로 이동하려는 전기적인 압력이 생기는데 이때의 전기적인 압력이다. 따라서 전하가 없는 곳은 0 전위가 된다. 물이 담긴 A, B의 그릇을 파이프로 연결하면 물은 수위가 높은 곳에서 낮은 쪽으로 흐르게 되는데 물이 흐르는 세기는 용기 A, B의 수위 차, 즉 수압에 의해 결정된다. 배선을 통하여 양전하 A가 음전하 B를 향해 전류가 흐르는 것은 A에서 B를 향해 어느 크기의 전기적 압력이 가해졌다고 생각할 수 있다. 이 전기적 압력을 전압이라고 하며 1V란 1Ω의 도체에 1A의 전류를 흐르게 할 수 있는 전기적인 압력을 의미한다. 일정량의 전하가 이동할지라도 전압이 높으면 높을수록 전하가 하는 일의 양이 비례하여 더 많아지므로 전압의 크기는 일정량의 전하가 하는 일의 양으로서 정하고 있다. 또한, 전위차인 V가 발생하면 이때 생기는 위치에너지로 인해 압력이 발생하는데, 전하가 이동하는 I과 이 이동을 방해하는 저항 성분인 R을 통해 V=I*R의 공식을 성립하게 된다. 더불어 도체의 내부에 전위차인 전압을 만들고 전하를 이동하여 전류를 통하게 하는 원동력인 기전력은 전압과 정반대의 개념이다.

전압 체계

2021년, 3년의 유예기간 끝에 국내 전기설비 규정이 변화되고 전기설비기준의 국제화와 신기술 도입 등에 능동적으로 대처하기 위해 2021년 1월 1일부로 한국 전기 설비 규정(KEC, Korea Electro-technical Code)이 도입되었다. IEC 국제표준과는 다르게 운영되던 규제사항을 해소하고 환경 변화에 따른 안전성과 신뢰성을 높이려는 목적으로 이 규정의 주요 내용은 전압 체계 규정, 전선 색상 식별 규정, 접지 시설 규정 등이 있는데, 가장 핵심은 전압 체계의 변화이다. 우리나라는 1974년에 편성된 전압 체계로 저압 DC 750V 이하/ AC 600V 이하, 고압 DC 750V 초과 7,000V 이하/ AC 600V 초과 7,000V 이하, 특고압 7,000V 초과로 범위가 설정되어 있었다. 하지만 바뀐 전압 체계는 저압 DC 1,500V 이하/ AC 1,000V 이하, 고압 DC 1,500V 초과 7,000V 이하/ AC 1,000V 초과 7,000V 이하, 특고압 7,000V 초과이다. 눈에 띄는 것이 바로 저압과 고압의 경계가 변경되었다는 것으로 정확히 그 경계가 늘어나 저압 범위가 확대되었다. 그동안 고압으로 분류된 DC 750~1,500V, AC 600~1,000V 범위가 저압으로 분류된다. 과거 발전설비가 고압으로 분류될 경우, 이에 맞는 시험과 인증을 별도로 받아야 하고 계약조건도 까다로웠고 신재생에너지 관련 중소업체들은 기존 저압 범위 내에서만 사업을 추진해야 했다. 하지만 저압 설비를 통해서도 발전효율을 올릴 수 있으며, 시설비용과 중복시험에 대한 시간과 비용을 줄일 수 있게 되었다. 신재생에너지 관련 중소기업의 경쟁력 향상과 더불어 국내 신재생에너지 발전사업의 활성화를 기대할 수 있고 또한, 국제표준에 따른 전압 구분으로 인해 국내 업체의 해외시장 진출 확대와 그에 따른 기술개발을 도모할 수 있게 되었다.

종류

저압

저압은 600V 이하의 교류 또는 750V 이하의 직류전압을 의미한다. 일반적으로 사용하는 가전제품이나 가정용 전기는 모두 저압에 속한다.

고압

고압은 600V~7000V의 교류 또는 750V~7000V의 직류전압을 의미한다. 지하철, KTX의 전원이 약 3,000V로 고압 영역에 속한다.

특고압

특고압은 7,000V 이상의 직류 또는 교류 전압을 의미하며, 발전소에서 공급되는 전기가 약 500kV로 특고압 영역에 속한다.

참고자료

• 〈전압〉, 《네이버 지식백과》
• 수레닷컴, 〈전압과 기전력〉, 《수레닷컴》, 2018-10-08
• 친절한, 〈전압(電壓, Voltage)에 대하여 서술한 내용〉, 《티스토리》, 2019-07-22
• 한국전력공사㈜, 〈저압과 고압의 경계는 몇 볼트일까?〉, 《한국전력공사 공식 블로그》, 2020-09-11
• 〈전압 (Voltage,電壓)〉, 《코코아팹》

같이 보기

• 전기

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