[전기 이론] 직류와 교류

 전기는 크게 직류와 교류로 나눌 수 있으며 이 차이점에 대해서 이해하는 것이 중요하다. 직류(直流, Direct Current)는 극이 +, -로 구분되고 전력이 일정한 크기로 한 방향으로 흐른다는 특징이 있다. 그와 반대로 교류(交流, Alternating Current)는 극을 구분할 수 없으며 극이 주기적으로 바뀌어 전력의 방향이 지속적으로 바뀌는 특징이 있다.

 

 직류의 경우, 시간에 따라서 전력의 변화가 없기 때문에 안정적인 장점이 있으며 축전지를 통하여 저장이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 변압이 어렵고 단거리 송전만 가능하다는 단점이 있다.

직류 그래프

 

 교류의 경우, 변압이 매우 간단하며 장거리 송전이 가능하여 경제적이라는 장점이 있다. 하지만 주파수로 인한 문제가 발생할 수 있으며 무효전력이 존재하고 역률을 지속적으로 관리해야 한다는 단점이 있다.

교류 그래프

 

 또한 교류의 단점으로 표피효과(表皮效果, Skin Effect)가 있는데 표피효과는 도체 중심부에 흐르는 전류와 쇄교하는 자속 수가 많기 때문에 부분적으로 인덕턴스가 커져 도선의 중심으로 갈수록 전류밀도가 작아지고, 도선의 표피 쪽으로 갈수록 전류밀도가 커지는 현상을 의미한다. 밑에 공식을 통해 알 수 있는 것은 주파수, 도전율, 투자율이 높을 수록 표피효과가 잘 발생한다. 이를 방지하기 위하여 단선이 아닌 연선, ASCR 등을 사용하여 표피효과를 줄일 수 있다.

표피효과 공식 / 출처 : http://ftz.myds.me/wordpress/%EC%84%A0%EB%A1%9C%EC%A0%95%EC%88%98%EC%9D%98-%EA%B5%AC%EC%84%B1%EC%9A%94%EC%86%8C-4%EA%B0%80%EC%A7%80/

표피효과 설명 / 출처 : https://korean.miheatingcables.com/sale-13531946-15km-electrical-skin-effect-heat-tracing-long-distance-pipeline.html

ASCR 케이블 / 출처 : https://zwcables.com/ko/acsr/

 

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