용어 정리
$V$라는 기호는 많은 뜻이 있습니다.
기전력, 전압강하, 전위차, 전위, 전압...
이들은 모두 같은 $V$라는 기호와 [V] 볼트라는 단위를 씁니다.
이 단어들의 차이는 무엇일까요?
한 번 이번 포스팅으로 정리해 보겠습니다.
전위(electric potential)
전위의 정확한 의미는 [전기적 위치 에너지]입니다.
영어, 퍼텐셜을 해석하면 위치 에너지라는 의미입니다. 높이와 같이 해석하면 되는 거죠.
과학시간의 중력의 전기 version처럼 이해하시면 자연스럽게 습득할 수 있습니다.
전압(voltage)
전위차(electric potential difference)
전위차는 전위의 개념을 확실히 알았으면 자연스럽게 이해가 갑니다.
바로 두 지점에서 전위의 값을 뺀 것입니다.
전류는 기본적으로 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다.
마치 우리가 높은 곳에서 떨어지면 지면으로 향하는 것과 같습니다.
예시를 들어봅시다.
Q. 아파트 A 50m와 아파트 B 30m의 높이차는 얼마일까요?
A. 50m - 30m = 20m
두 아파트의 높이차는 20m이다.라고 표현합니다.
전위차도 이것과 똑같습니다.
Q. 노드(점) A의 50V와 노드 B의 20V의 전위차는 얼마일까요?
A. 50V - 20V = 30V
두 노드의 전위차는 30V입니다.라고 표현합니다.
이러한 높이차를 전기에선 '전위차'라고 하는 것입니다.
반복해서 말하지만 전위는 위치에너지입니다.
우리가 높은 곳에 있으면 중력에 의해 지면으로 향하듯이,
전류는 전압이 높은 곳에서 접지로 향한다고 생각하시면 됩니다.
정확히 이 '전위차'의 동의어가 '전압'입니다.
두 지점의 전위차가 0이면 전류가 흐르지 않으니 전위차(전압)가 0이다.
전위는 위치에너지 그 자체를 표현하는 단어입니다.
전압이라는 단어보다 조금 더 포괄적인 개념입니다.
전위와 전압의 차이는 전자기학 파트에서 훨씬 자세하게 다룹니다.
기초 회로 해석을 할 때에는 이 정도만 알아두시면 될 것 같습니다.
기전력(electromotive force, electromotance)
기전력은 도체에서 에너지에 의해 지속적으로 전위차가 발생하는 작용을 뜻합니다.
(여기서 말하는 에너지는 역학적 에너지, 화학 에너지 등이 있습니다.)
기전력은 한자로 바꾸면 '起電力'이라고 합니다.
전력은 알겠고 기는 뭘까요?
'일어날 기'입니다. ex) '기상시간'의 '기'
즉 일어난다, 발생한다 라는 뜻이 있습니다.
기전력의 '힘 력'은 FORCE의 뜻이 아닌, '능력'의 의미라고 합니다.
즉, 전위차를 발생시키는 능력을 말하는 거죠.
'건전지'라고 이해하시는 편이 직관적으로 와닿습니다.
참고로 'emf'라는 약어는 기전력 electromotive force의 줄임말입니다.
외국 서적을 많이 찾아보시는 분들은 참고하시길 바랍니다.
(저는 이 사실을 몰라서 1시간을 날린 기억이 있습니다.)
전압강하(voltage drop)
전압강하란 전위차에 의해 감소한 전위의 값입니다.
즉 회로이론에서 전압강하는 '회로를 지나면서 부하에 의해 감소하게 되는 전위값'입니다.
이것은 마찰로 발생한 열 에너지 손실과 비슷합니다.
공의 운동에너지가 지면과 마찰하면서 열이 발생해 에너지를 잃는 현상의 전기 version입니다.
전류가 부하(저항)를 만나 전기적 위치에너지(전위)를 잃게 되는 현상을 전압강하라 합니다.
'전류 I가 R을 지나가니, R에 V값의 전압강하가 생겼다.'라고 문장을 만들 수 있는 겁니다.
*이를 표현할 때 '저항 R에 V값의 전압이 걸렸다'라고도 표현을 합니다.
'전압이 걸렸다'라는 표현이 결국 전압강하를 표현하기 때문이죠.
옴의 법칙 $V=IR$은 전압강하를 구하는 식이라고도 할 수 있습니다.
기전력 1V가 전압원에 의해 발생되었습니다.
저항 1KΩ에 전압강하가 생겨 접지의 전압은 0V입니다.
이때 전압강하의 크기는 1mA * 1KΩ = 1V입니다.
개념 요약
전위가 가장 큰 개념
전위차(전압)가 그 개념 안에 있습니다.
기전력은 전위차를 생성하는 능력(=건전지)
전압강하는 부하를 만나 손실된 값(=저항에 걸린 전압값)
맺음말
오늘은 V에 대해 알아보았습니다. 뜻이 엄청 많은 기호입니다.
하지만 제대로 설명해 준 글은 거의 없어서 이번 기회에 직접 작성했습니다.
이 글을 통해 확실하게 개념 정리하시길 바랍니다. 오늘도 고생 많으셨습니다.
다음 포스팅에서 뵙겠습니다.
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