1.부하 (負荷)
설명 1.
전기를 띠게 하거나 기계의 힘을 내게 하는 부담, 또는 그 부담량
전기가 소모 된다는 의미입니다.
하지만 학교 다닐때 이 용어를 사용하기로는 전기를 소모하는
부품이나 부분을 말할 수도 있고 그 부품이나 부분에서 소비되는 전력을 말할 수도 있겠네요.
공학적으로는...
전기의 두가지 진리가 있습니다.
진리는 왜가 아니라 있는 그대로 받아 드리는 것입니다. 그렇게 정한거니까요.
전압(V) = 전류(I) × 저항(R)
이라는 것과 전력 (Power, Watt) = 전압 (V) × 전류 (I) 지요.
단순히 말해 여기서 부하란 저항 (R)부분을 말하는 것입니다.
식을 자세히 보시면, 저항값이 올라가면 전압이 올라가고 전압이 올라가면 전력 즉 소비전력이 증가 하는 것을
알 수 있습니다.
일반 가전 제품에서 보시면 W 즉 와트라는 단위를 보실 수 있는데 와트가 올라가면 소비전력도 올라가 전기세가
많이 나오지요.
전기/전자 공학에서 부하라는 개념은 같은 의미지만,
보통 부하, Load (로드)라고 하면서 "부하를 걸다" 라는 표현을 많이 씁니다.
심오한 의미가 있는게 아니라 전력소비를 하게끔 회로를 구동 시키다라는 말로 씁니다.
회로를 구동 시킬려면 저항 성분 R을 연결하고 전압을 인가하여 전류를 통하게 해야 하니까요.
여기서 저항성분 R에 해당하는 부분은 일반적으로 전력을 소비하는 부분들이 되겠지요.
설명2.
전기분야에서는 전원으로부터 전력을 공급받는 것,
예를 들면 전열기 ·전등 ·전동기 등은 그 전원에서 본 부하이고,
또 전동기와 같은 동력원으로부터 동력을 얻는 발전기 ·펌프 ·팬 등은 동력원에 대한 부하이다.
넓은 뜻으로는 자동차 ·선박 ·철도 등에서 적재화물이나 인원 및 자동차나
선체 자신은 원동력원에서 보면 부하라고 할 수 있다.
또 많은 발전소의 발전기가 병렬로 연결되어 구성되어 있는
전력계통에서는 그 계통으로부터 전력을 끌어들이는 모든 전기설비,
더욱이 이들에 전력을 공급하기 위한 배전선로 그 자체도 포함하여 전력계통에서
본 부하라고 할 수 있다.
따라서 부하는 저항의 한 부분으로 생각하면 된다.
2.저항,전압,전류의 관계 옴의 법칙의 의미
옴의 법칙의 전제는
첫 번째....
어떠한 회로에 저항을 하나 직렬로 연결하였을 때 전류가 약해지면 전압도 떨어지는게 정상이라고
회로도 상에서는 생각할 수 있지만 옴의 법칙의 전제는 두 가지를 비교할 때는 나머지 하나는
일정한 것을 전제로 하므로 저항이 증가할 때 전류는 약해지지만 전압은 일정하다.
따라서 전류와 저항은 반비례한다고 할수 있지만 전압은 저항에 비례한다는 표현은 수식상의
의미지 물리적 의미로는 어색하다.
전원 소스가 정전압원이냐 정전류원이냐에 따라 달라지는 의미이다.
V=IR 에서 일반적으로 V는 일정하다. 대부분 정전압원을 사용하기 때문이다.
정전압원은 부하(저항 혹은 임피던스)에 관계없이 공급전압이 일정하고
저항이 올라가면 전류가 약해지는 것이다.
일상생활에 쓰는 밧데리, 가정용 전원(220V) 모두 정전압원입니다.
그러니까 밧데리 1.5V쓰면 R이 증가한다고 1.5V 밧데리 전압이 더올라가는게 아니다.
전류가 감소한다.
근데 특수한경우 정전류원을 사용하는 경우도 있는데 이때는 저항이 높아지면 전압이 올라간다.
정전류원은 부하에 관계없이 공급전류가 일정한 전원이다.
간혹가다 정전류원이 필요할때가 있지만 대부분 정전압원을 사용하므로..
직렬저항이 삽입되면 전압분배 법칙에서
원래 회로(순 저항 성분 회로라 생각하면)에 걸리는 전압은 떨어 지게 된다.
그러나 KVL에 의거해서 전체 회로(원래회로 + 삽입저항)에 걸리는 전압은 입력전압과 동등하다.
KVL(키르히호프 전압법칙) -> 폐회로내에서 각전위(전압상승,전압강하)의 합은 0이다
두 번째....
V=IR
위 식이 의미하는 바는 전압 V를 가했을 때 R이라는 저항을 가진 회로에서 I라는 전류가 흐른다이다.
따라서 전압 V를 가한 것 하고 저항하고는 직접적인 관계가 없다.
저항 R에 대한 의미를 수식에 의해서만 생각하게 되면 저항이 증가하면 전압이 증가한다고 생각할수 있지만 하지만 물리학에서 수식은 그런게 아니다.
말하자면 현상을 수식으로 표현 할 뿐인거다.
위 식에서 측정가능한 수치는 전압과 전류이다.
저항은 계산으로 구하는 비례상수인 거다.
따라서 위 식을 쓰려면
전압과 전류가 만들어내는 현상을 먼저 생각해야 한다.
어떤 회로에 전압 V을 주니 전류 I가 비례하여 흐른다. 이 비례상수를 저항 R이라고 하자.
저항 R로 측정된 회로에 전류 I가 흘렀다.
이 때 전압을 측정해보니 처음 가해준 전압과 차이가 IR 만큼 발생한다 이다