변압기의 필요성에 대해 설명해 주세요.

Question

변압기는 전기의 상용화에 큰 도움을 준 장비로 알고 있습니다. 전기의 사용과 보급에 변압기가 필요한 이유는 무엇인지 설명부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

변압기는 전압을 변환하는 기기로, 주로 고전압 전원을 낮은 전압으로 변환해 다양한 용도로 사용됩니다.

전력을 전달할 때, 전력 손실을 최소화하기 위해서는 전압을 높게 유지하는 것이 중요합니다. 따라서, 발전소나 송전선로에서 전압을 높은 수준으로 유지합니다. 이렇게 높은 전압으로 전력을 전달하는 것은 보다 효율적이지만, 가정이나 공장에서 사용하는 가전제품이나 전자기기는 보통 낮은 전압을 사용하므로, 이를 위해서 변압기를 사용합니다.

변압기는 일반적으로 코일로 이루어진 두 개의 전자기적 회로가 상호작용하여 전압을 변환합니다. 일정한 주파수로 교류 전원을 가하면, 일부 전자기적 회로는 자기장을 발생시키고, 이 자기장은 다른 회로에 전압을 유도시킵니다. 이를 상호작용시켜 전압을 변환하고, 손실을 최소화하여 전력을 전달합니다.

Answer 2

전기의 사용과 보급에 변압기가 필요한 이유는 전기 신호의 전압(Voltage)과 전류(Current)를 변환해주기 위해서입니다.

우선, 전기의 사용은 우리 일상생활에서 굉장히 보편화되어 있습니다. 하지만 전기 신호는 거리에 따라 전압이 변화하며, 전력 회로 간의 전압 차이가 크면 전류가 흐르지 않습니다. 즉, 전력 공급이 어려워집니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 변압기가 필요합니다.

변압기는 전압을 변환하는 장치입니다. 트랜스포머(transformer)라고도 불립니다. 일반적으로 전압을 높이거나 낮추는데 사용됩니다. 전압을 높이는 경우는 전력 회로 간의 거리가 멀거나, 전압이 낮아서 전기를 전달하기 어려운 경우에 사용됩니다. 반대로, 전압을 낮추는 경우는 전기를 이용하는 기기들의 전압 수준이 낮은 경우에 사용됩니다.

변압기는 전력 회로 간의 전압 변화를 효율적으로 해결해주며, 안전한 전기 공급을 위해서도 필수적인 역할을 합니다. 또한, 변압기를 이용하여 전압을 변환하면, 전력의 손실을 줄일 수 있습니다. 이는 전력의 효율성을 높이는데에 도움이 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.

변압기는 전압을 변환시켜주는 장치입니다. 고압에서 저압으로, 또는 저압을 고압으로 변환시켜 주는 장치인데, 간단하게는 우리가 쓰는 전기는 220V인데 일부 옛날 가전제품은 110V를 사용하는데 이 때에도 변압기를 사용하여 220V를 110V로 낮추어 사용합니다. 또한 변압기는 전기의 전송에 매우 중요한 역할을 합니다. 발전소에서 전기를 생산하면 그 전압은 수만~수킬로 볼트의 높은 전압을 생산합니다. 전기를 먼지역으로 보내기 위해서는 송전탑을 통해 높은 전압으로 전송을 하는데 그 이유는 전압을 높일 수록 송전에 따른 전력의 소모가 줄어들기 때문입니다. 송전탑으로 보내진 수만 볼트의 전압을 각 지역의 변전소를 통해 가정용(220V)/산업용(380V 또는 440V)로 변압을 하여 공급하게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

변압기의 기본적인 용도는 고압, 소전류의 전력을 동일주파수의 저압, 대전류의 전력으로 변환하거나, 또는 이와 반대로 저압, 대전류의 전력을 동일주파수의 고압, 소전류의 전력으로 변환하는 것입니다.

보통 발전소에서 고압으로 송전하여 송전선로와 변전소 및 변압기를 거쳐 가정에서 저압으로 사용하게 됩니다.

그리고 발전소에서 고압으로 송전하는 이유는 전력손실을 줄이기 위해서입니다. 그리고 그 전압을 사용할 수 전압으로 변환해 주는 것이죠.

만일 변압기가 없다면 전기의 최종 소비지인 가정이나 공장의 주변에 발전소가 지어지거나 각 소비주체가 발전설비를 갖춰야만 하는 상황이 됩니다.

Answer 5

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

변압기를 사용하는 근본적인 이유는 한전에 있습니다.

22.9KV, 154KV, 345KV 이외에도 여러 전압으로 송전을 하는데

실생활에 사용하는 전압은 380V, 220V죠.

꼭 380, 220V 뿐만아니라 용도에 맞게 변형 가능하니

변압기를 안쓸 수가 없겠죠?

다른기기에 미치는 영향이라...

변압기 철심포화현상이 있습니다.

이 현상은 고조파를 만들어내죠.

고조파에는 5, 3, 7, 2조 고조파의 순으로 강도가 높은데

이러한 고조파를 만들어서 보호기기의 오동작이나

진동, 기기의 수명을 단축시킵니다.

그래서 고조파 필터를 사용하고 다른 고조파 발생이 없는

전용선로에 묶어 사용합니다.

그 외에 변압기가 다른 기기에 미치는 영향은 별로 없습니다.

변압기가 워낙 고가의 장비이다보니 변압기가 다른 기기를

손상줄까 걱정하는게 아니라 어떻게하면 변압기를 잘 보호할까..

그런 걱정들을 많이 합니다.

Answer 6

안녕하세요. 박성균 과학전문가입니다.

우선 전기의 상용화에 변압기는 중요합니다.

전기를 만들어서 우리가 사용하기까지는 가까운 거리는 몇 km가 될수도 있고 수백 km가 될수도 있습니다.

그럼 이 전기를 발전소에서 우리가 사용하는 곳으로 보내기 위해서 송전선이라는 선로로 전기를 보내겠죠. 전선도 아무리 전기 잘 통하는 재질로 만들지만 저항이 존재하고

길이가 길수록 전선에서의 손실이 커지겠죠

같은 전력을 전송한다면 전압이 높고 전류가 작은게 송전중에 발생하는 손실이 적습니다.

높은 전압을 우리가 사용하는 220V로 바꿔주는 역할을 하는게 변압기 입니다.

Answer 7

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

변압기는 전기 에너지를 전압을 변환하거나 전류를 변환하는 기기입니다. 변압기는 전기 전송, 분배, 제어 및 사용 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다.

변압기는 주로 전력을 전송하기 위해 고압에서 저압으로, 또는 저압에서 고압으로 전압을 변환하기 위해 사용됩니다. 이것은 전력 손실을 최소화하고 전송 거리를 늘리기 위해 필수적입니다

Answer 8

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

발전소에서 만들어진 전기는 각 가정으로 보내져야하지만 교류형태나 전압이 낮으면 송전효율이 매우 낮아지게됩니다.

이에따라 가정 근처의 변압기까지는 고전압, 직류형태로 송전이 이루어져야합니다.

또한 가정에서는 너무 고압의 전기를 사용하면 전자기기의 무리가 발생합니다.

따라서 송전 후 변압하여 가정에서 사용합니다.

감사합니다.

Answer 9

안녕하세요. 과학전문가입니다.

말 그대로 전압을 바꾸는 기기를 의미합니다. 즉 전압의 압력을 변화시켜서 원하는 전압을 맞춰주는것이죠.

Answer 10

안녕하세요.

변압기 사용은 경제적인 이유가 크게 있습니다. 높은 전압으로 송신을 하여 수신하면 전기의 손실을 줄일 수 있습니다. 그리고 부하에 맞춰 사용 전압을 맞춰서 사용 할 수 있습니다.