교류전기의 극성에 대해서도 오해들이 많은 것 같아 몇자 적고자 합니다.
전기가 눈에 보이지 않는다고 어려워들 하시는데, 전기만큼 단순하고, 명쾌한 것을 저는 태어나서 본적이 없습니다. 변수가 적습니다. 한 3가지 요소와 몇가지 법칙만 이해하면 만사 형통이고, 모든 것을 정밀한 수치로 표현할 수 있습니다. 그리고 눈에도 보입니다. 오실로스코프로 찍어보면 다 나옵니다.
많이들 해보셨을 테지만 가정용 콘센트의 두개의 구멍에 각각 테스트를 사용하여 전압을 재보면 대부분의 가정에서 한쪽은 220V, 다른 한쪽은 0V가 나옵니다. 왜 그럴까요?
보통 교류전기에는 극성이 없다고 배웠는데 극성이 있네?
그렇다면 전기기기를 사용할 때도 극성을 맞추어 주어야 하는 것 아니야?
우리가 보통 가정용 전기를 단상 220볼트 60헤르쯔라고 말합니다. 여기에 교류전기의 모든 것이 나타납니다.
선이 두개인데 왜 단상이야.
맨처음 게 가장 어려운데 단상이라는 말입니다. 교류전기에서 상(Phase,=위상, 위상각)은 시간적인 개념입니다. 보통 교류전기를 만드는 발전소의 발전기는 회전운동을 해서 만듭니다. 교류전기의 비밀은 모두 이 회전운동에 있습니다. 보통 전기를 만들때 자석에 코일을 돌려 전자기 유도현상에 의해 전기를 만드는데 단상이라는 이야기는 한개의 코일에서 만들어진 전기를 말합니다. 그러면 두개의 코일은 2상, 세개는 3상등... 이론적으로는 수많은 상의 전기를 만들수 있습니다. 그런데 실용상 단상과 3상이 많이 쓰이고, 가정용을 제외한 거의 모든 전기는 3상으로 공급됩니다. 그이유는 송전 효율이 단상에 비해 탁월하고, 3상 유도전동기가 제작,성능,효율 모든면에서 가장 우수하기 때문입니다.-전기자동차도 배터리의 직류를 3상으로 변환하여 3상 유도전동기를 사용합니다.
그런데 3상인데 왜 선이 3개야 단상이 2개면 6개야지?
그것은 변압기나 발전기 내부에서 결선을 해서 회로를 구성해서 그렇습니다. 결선하는 방법에는 두가지가 가장 많이 쓰입니다. 하나는 서로 서로 결선해서 각 연결점에서 선을 따서 쓰는 델타(Δ)결선법과 3가닥의 한쪽을 한점으로 묶는 와이(Y) 결선법이 있습니다. -제가 너무 어려운 것을 설명드려서 죄송스럽지만, Live(Hot)와 Neutural(Cold)을 이해하시려면 여기까지는 따라와야 합니다.- 그런데 이 삼상결선에서 보통 단상전기를 공급합니다. 처음의 델타결선도 쓰이지만, 우리나라의 경우에는 와이(Y)결선법이 많이 쓰입니다. 이 와이 결선의 3가닥의 한쪽을 한점이 바로 중성점입니다. 이 중성점은 접지를 하고 바로 이 중성점에서 한가닥을 따고(Neutural(Cold)), 세가닥 중 아무 것이나 한가닥을 따서 단상 전기를 공급하는 것입니다. 그래서 이러한 전기 공급 방법을 3상 4선식이라고 하고, 처음의 델타결선의 경우는 삼각형의 세 꼭지점중 두개를 따서 전기를 공급하고 한꼭지점만 접지를 하거나 한코일중 중간을 따서 접지를 하기도 합니다.(아래그림 참조) 이러한 방법에 따라 다양하게 전기가 공급되고 전압 역시 다양하게 측정됩니다.(두선 모두가 LIVE인 경우도 있다는 이야기입니다.)
문제는 이렇게 다양한 방법으로 전기를 공급해도 오실로 스코프로 찍어 보면 모두다 똑같다는 것입니다. (그러므로 어디나 가서 아무렇게나 플러그를 콘센트에 연결하면 안전하게 전기를 사용할 수 있는 것입니다.) 단, 선이 끊기거나 합선되거나 하면 달라집니다.
위 사진은 영국쪽에서 사용하는 퓨즈 있는 플러그 입니다. 영국은 라이브와 뉴트럴을 구분하죠. 왜? 퓨즈 때문에 그렇습니다. 라이브 쪽에 퓨즈를 다는 것이 동작이 확실하고, 기기에도 안전하기 때문입니다. 보통 전등의 스위치 역시 안전상 라이브 쪽에 설치합니다.(예전의 구형 형광등 안정기는 라이브의 유도 전압에도 작동해 스위치를 내려도 형광등에 잔상이 남는 경우도 있어 이를 방지할 수 있습니다.) 이러한 차이 이외에는 아무 것도 없습니다. 정상적인 동작에서 플러그를 돌려 꼽든 반대로 꼽든 1초에 60번씩 +와-가 회전할 뿐입니다.
아마도 라이브와 뉴트럴을 구분하라는 비싼 기기들은 휴즈 정확한 동작과 값비싼 기기 보호를 위해 라이브 쪽에 휴즈와 스위치를 달아 줄것을 권장하는 이유이외에 아무것도 없습니다.
부디 즐거운 오디오 생활을....
추가-------
웹서핑하다 위키디피아에 찾은 내용입니다.
참고하시기 바랍니다.
http://en.wikipedia.org/wiki/AC_power_plugs_and_sockets
Polarization(극성)
Polarized plugs and sockets are those designed to connect only in one orientation, so the live and neutral conductors of the outlet are connected (respectively) to the live and neutral poles of the appliance. Polarization is maintained by the shape, size, or position of plug pins and socket holes to ensure that a plug fits only one way into a socket.
The switch of the appliance is then connected in series with the live wire. If the neutral wire were interrupted instead, the device would be deactivated but its internal wiring would still remain live. This is a shock hazard; if the energized parts are touched, current travels to earth through the body. Devices that especially present this hazard include toasters and other appliances with exposed heating elements, which with reversed polarity can remain live even when they are cool to the touch.
토스터같은 절열기구류는 스위치가 뉴트럴일 경우에는 감전의 위험이 있으니까 스위치가 Live에 위치하도록 하라는 내용.....
Screw-in light bulbs with reversed polarity may have exposed portions of the socket still energized even though the lamp is switched off. Transposition of the live and neutral wires in the wiring to sockets defeats the safety purpose of polarized sockets and plugs; a circuit tester can be used to detect swapped wires.
전구는 반대로 설치하면 잔상이 남을수 있다는 내용....
Unpolarized plugs and sockets are those which can connect either way around, so live and neutral wires are connected arbitrarily. Unpolarized plug/socket systems such as the Europlug rely on device construction requirements to avoid the shock hazards created by interchange of live and neutral connections. Many areas with only unpolarized connectors, for example Scandinavia, uses the split-phase system with a neutral ground provided for safety reasons only.
스칸디나비아 처럼 단상3선식 전기를 사용하는 곳에서는 극성이 구분되지 않는 플러그를 사용하고 있다는 내용.....
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