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변압계의 원리와 개념 그리고 실생활 예를 서술
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1.연구동기
과거와는 달리 현대시대에는 생활에서 전기가 상당히 많이 쓰인다. 가정에서 전기제품을 쓰게 되면 콘센트에 220V AC라는 문구가 쓰여 있다. 대부분의 전기는 AC를 이용한다. 또한 전기공학에서 배우는 송,배전 그리고 발전은 교류로 이루어진다. 초등 및 중등교육 과정에서는 AC는 교류( alternating current), DC는 직류(direct current)라고 한다. 두 가지의 전류(current) 중 교류가 실생활에 자주 쓰이게 된 이유를 알고 싶었다.
2.직류와 교류
2-1 직류
직류란 항상 일정한 방향으로 흐르는 전류를 의미한다. 직류는 직류전압을 발생시키는 전지가 발명되면서 전기가 실용화되어 사용하게 되었다. 이후 직류발전기가 발명되어 대용량의 보급이 가능해져 동력원으로 널리 이용되기도 했다. 전지의 충전이나 전기분해, 전자회로에는 직류전원이 필요하다. 속도 조절상의 이점 때문에 전동차의 동력에도 직류전동기를 사용한다. 한편 반도체의 발달이 정류기의 발달로 이어져 교류를 직류로 쉽게 만들 수 있게 되면서 교류로 송전하여 정류기를 통해 직류로 바꾼 후 직류전동기를 운전하기도 한다. 직류는 리액턴스에 의한 전압강하가 없다는 장점이 있어 직류송전을 하기도 한다.
2-2 교류
교류란 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전류로서 교번전류라고 한다. 영구자석에 의해 형성된 자기장 내에서 폐회로를 일정한 속도로 회전시키면 코일을 지나는 자속이 주기적으로 변한다. 이때 패러데이 법칙에 따라 자기장에 수직한 코일의 부분에 시간에 따라 주기적으로 방향이 바뀌는 유도기전력이 발생한다. 유도기전력이 곧 교류전압이며 교류전압에 의하여 시간에 대해 사인함수로 변화하는 교류전류가 발생된다. 교류전류는 주기적으로 변하므로 순간적인 값을 측정하기 곤란하고, 평균값도 0이 되므로 1주기에 대하여 교류의 전압 또는 전류의 제곱의 평균값의 제곱근을 취한 실효값으로 전류 또는 전압의 세기를 표시한다.
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2016.05.13
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