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전선이 길어지면 전압이 떨어지는 이유가 뭔가요?
같은 전원에 연결해도 전선이 길어질수록 먼 곳의 전압이 낮아질 수 있다고 들었습니다. 전선 자체에도 저항이 있기 때문이라고 하는데 전선의 길이와 굵기가 전압강하에 어떤 영향을 주는지 전기회로 관점에서 알고 싶습니다
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 설재훈 전문가입니다. 전선의 길이와 굵기가 전압강하에 영향을 주는 이유는 전선 자체에도 저항이 있기 때문입니다.
전선이 길어지면 전류가 더 긴 거리를 지나가야 하기 때문에 전선의 저항이 커지고, 그만큼 전선에서 전압이 더 많이 떨어지게 됩니다. 반대로 전선을 굵게 만들면 전류가 지나갈 수 있는 단면적이 넓어져 저항이 작아지기 때문에 전압강하가 줄어듭니다.
여기에 전류의 크기도 중요한데요. 같은 전선을 사용하더라도 많은 전류가 흐를수록 전압강하가 더 커집니다. 그래서 전기를 많이 사용하는 기기에 긴 전선을 연결할 때는 굵은 전선을 사용하는 겁니다.
예를 들어 220V 콘센트에서 아주 긴 연장선을 연결하고 전기히터처럼 전력을 많이 사용하는 제품을 사용하면 전선에서 전압이 꽤 떨어질 수 있습니다. 전선 자체에서 에너지가 열로 소모되기 때문입니다.
채택된 답변안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
전선도 작은 저항을 가져 전류가 흐르면 옴의 법칙에 따라 전선에서 전압이 소모됩니다.
전선이 길수록 저항이 커져 전압강하가 커지어 굵을수록 저항이 작아져 전압강하가 줄어든답니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
전선도 완벽한 도체가 아니라 작은 저항을 가진 부품이에요. 회로 관점에서 보면 전원과 부하 사이에 전선이라는 저항이 직렬로 하나 더 끼어 있는 셈이라, 전류가 흐르면 옴의 법칙대로 전선에서도 전압이 소모돼요. 전원이 220V를 내보내도 전선이 5V를 먹으면 끝에 있는 기기는 215V만 받는 거예요. 이게 전압강하예요.
길이와 굵기가 영향을 주는 방식은 수도관과 같아요. 전선 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례해요. 길이가 두 배면 저항도 두 배가 되고, 굵기를 늘려 단면적이 두 배가 되면 저항은 절반이 돼요. 긴 호스일수록 물이 약하게 나오고 굵은 호스일수록 시원하게 나오는 것과 같은 이치예요. 여기에 전류가 클수록 강하도 커지니, 멀리 있는 곳에서 큰 전류를 쓰는 조합이 제일 불리해요. 마당 끝에서 긴 릴선으로 전기톱을 돌리면 힘이 없는 게 이래서예요.
그래서 전기 설계에서는 거리와 부하 전류를 계산해 전선 굵기를 정해요. 실무 기준으로 전압강하를 몇 퍼센트 이내로 맞추도록 규정돼 있고, 거리가 멀면 전선을 한 단계 굵게 올리는 게 원칙이에요. 송전에서 수십만 볼트로 올려 보내는 것도 같은 전력을 보낼 때 전압이 높으면 전류가 줄어 전선에서 잃는 손실이 줄기 때문이에요. 전압강하가 심하면 모터가 과열되고 조명이 어두워지니, 긴 배선을 계획하실 때는 굵기를 아끼지 않는 게 비용을 아끼는 길이에요 :)
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
전선은 길이가 길어질수록 전기의 흐름을 방해하는 저항이 커집니다. 그래서 멀리 갈수록 전압이 뚝 떨어지게 되죠. 반대로 전선이 굵어지면 전기가 다니는 통로가 넓어지는 겁니다. 그래서 저항이 줄어들어서 전압 강하를 막아 줍니다. 그래서 먼 곳으로 전기를 보낼 때는 전선 굵기를 두꺼운 것을 선택해서 저항을 최대한 줄여주는 게 핵심입니다. 그리고 결국에는 도선의 저항이 길이의 비례하고 두께에 반비례한다는 법칙을 생각해 주시면 되고 이게 전기를 다룰 때는 중요한 부분인 겁니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
전선도 완벽한 도체가 아니므로 고유한 저항을 가지며 전류가 흐르면 옴의 법칙에 따라 전선 자체에서 전압이 소모되어 전압강하가 발생합니다 전선이 길어질수록 저항이 길이에 비례해 커지므로 전류에도 더 큰 전압이 떨어집니다 반대로 전선의 굵기가 클수록 저항이 작아져 전압강하가 줄어듭니다 그래서 장거리 송전이나 큰 전류를 사용하는 회로에서는 굵은 전선을 사용하거나 높은 전압으로 송전해 전력 손실과 전압강하를 줄입니다