전선의 길이가 길어지면 단순히 전압만 떨어지는 건가요?

Question

전기공사에서 같은 굵기의 전선을 사용하더라도 거리가 길어지면 전압강하를 고려해야 한다고 배웠습니다. 그런데 전선이 길어지면 저항이 커지는 것이므로 전압이 떨어지는 것뿐만 아니라 전선에서 발생하는 전력손실이나 발열도 증가할 것 같다는 생각이 들었습니다. 실제로 장거리 배선에서 전압강하와 전력손실은 어떤 관계가 있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네. 맞습니다. 전선이 길어지면 전압강하뿐 아니라 전력손실과 발열도 함께 증가합니다.

전선의 저항은 길이에 비례해서 커집니다. 같은 굵기와 같은 재질이라면 전선이 길수록 저항이 커지고, 전류가 흐를 때 그 저항 때문에 전압이 떨어집니다. 이때 전선에서 열로 소모되는 전력도 증가하는데, 전력손실은 I²R에 비례합니다.

예를 들어 같은 전류가 흐를 때 전선 길이가 2배가 되어 저항도 2배가 되면, 전압강하도 대체로 2배 커지고 전선에서 발생하는 손실도 2배 커집니다. 그래서 장거리 배선에서는 부하에 도착하는 전압이 낮아질 뿐 아니라, 그만큼 에너지가 전선에서 열로 버려지게 됩니다.

특히 모터처럼 기동전류가 큰 부하는 장거리 배선에서 문제가 더 두드러질 수 있습니다. 기동 순간 전압강하가 커지면 모터 토크가 부족해지고, 기동시간이 길어져 오히려 전류가 오래 흐르면서 발열이 더 커질 수 있습니다.

현장에서는 장거리 배선일수록 전선 굵기를 키우거나, 전압강하 허용범위를 계산하고, 부하전류·배선길이·포설조건을 함께 고려합니다.

즉, 전선이 길어지면 저항이 증가하고, 그 결과 전압강하와 I²R 손실, 발열이 모두 커진다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

전선이 길어지면 전기의 길목이 길어져 저항이 커지기 때문에, 전압이 떨어지는 '전압강하'뿐만 아니라 전선에서 버려지는 '전력손실'과 '발열'도 전선 길이에 비례해 함께 늘어납니다

특히 전압이 떨어져서 원래 보내려던 만큼의 전력을 채우기 위해 전류가 늘어나면 전 력손실과 열은 전류의 제곱으로 폭발적으로 커지기 때문에 장거리 배선에서는 더 굵은 전선을 쓰거나 전압을 놉여서 전기를 보내야 합니다

Answer 3

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전선의 저항은 전선의 길이에 비례하고 단면적에 반비례 합니다. 따라서 같은 굵기의 전선을 사용하더라도 길이가 길어지게 되면 저항이 커지게 되죠. 전류가 이 저항을 통과하면 전선에는 전압강하가 발생하게 됩니다. 기본적으로 전압강하는 전류와 전선 저항의 곱으로 생각할 수 있기 때문에 같은 전류가 흐른다면 전선이 길어질 수록 전압강하도 커지게 되죠.

Answer 4

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

전선의 길이가 길어지면 전선 저항이 증가하기 때문에 부하에 도달하는 전압이 낮아질 뿐 아니라 전선 자체에서 발생하는 손실도 증가합니다. 전선의 저항에 의해 발생하는 손실은 대략 I²R로 볼 수 있으므로 전류가 큰 회로에서는 영향이 더 커집니다. 따라서 장거리 배선에서는 허용 가능한 전압강하뿐 아니라 전선의 발열과 손실까지 고려해야 합니다. 필요하면 전선 굵기를 키워 저항을 낮추는 방법을 사용합니다.