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직류(DC) / 교류(AC) 기본 개념과 차이점

안녕하세요, 주식회사 #한국전자기술 입니다.

전자제품을 만들거나 사용하다보면 콘센트를 활용해 전원을 공급해주는 제품도 있고, 휴대용으로 들고 다니며 내장된 배터리로 전원을 공급해주는 제품도 있습니다. 이것 또한 직류와 교류에서 오는 차이점입니다.

직류(DC)와 교류(AC)의 정의

출처 : https://www.electronicsforu.com/technology-trends/learn-electronics/ac-dc-current-body-dangerous

직류는 DC(Direct current)이며 이름에서 알 수 있는 것처럼 바로 흘러들어오는 다이렉트 전류입니다. 시간에 따라 극성의 크기와 방향이 일정한 전류를 말합니다. 직류는 전자의 방향이 일정하기 때문에 전압의 크기도 일정하게 유지됩니다

원리가 단순하기 때문에 설계하고 해석하는 저희도 단순하게 만들 수 있다는 장점이 있고 사용자 입장에서는 전자제품을 손상없이 사용할 수 있다는 장점이 있어요. 때문에 전자제품의 대부분은 직류를 사용하고 있습니다. 또한 저장이 용이하고 휴대하기 편리하기 때문에 우리가 외부에서 사용하는 건전지나 배터리 내장 전자제품은 모두 직류를 활용한 제품이라고 볼 수 있습니다.

그러나 직류는 변압이 어렵다는 치명적인 단점을 가지고 있습니다. 우리는 발전소에서 전기를 생산하여 송전하는 방식으로 전기를 사용하고 있는데요, 발전소에서 생산한 전기의 전압을 높여 장거리 송전을 하기에 변압이 어렵고, 그렇다고 교류로 변환하자니 그것또한 쉽지 않아 송전 방면에서는 효율이 낮은 편입니다 ????

출처 : https://www.electronicsforu.com/technology-trends/learn-electronics/ac-dc-current-body-dangerous

반대로 교류는 AC(Alternating Current)로 시간에 따라 극성의 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전류입니다. 때문에 교류에서 전압과 전류파형은 일정주기가 되면 반복적인 파형을 그리게 되는데, 이 때 1초마다 반복되는 횟수를 주파수라고 합니다.

교류는 직류와는 반대로 저장이 불가능합니다. 대신 교류는 직류로 변환하는 것이 어렵지 않아요.​ (다만, 이 과정에서 손실은 어쩔 수 없이 발생할 수 있습니다.) 또한 전압을 높이는 것도 교류에서는 어렵지 않아

장거리 송전이 충분히 가능합니다, 직류의 단점이 교류의 장점이라고 보면 쉬울 것 같습니다.

우리는 가정에서 220V의 콘센트를 통해 전기를 사용하고 있습니다. 이 콘센트는 발전소에서 받은 전기를 우리에게 전달하는 아주 고마운 시스템이에요, 위에서 말씀드렸듯이 직류는 콘센트를 통해 송전되기 어려우니, 당연히 교류 형태로 우리에게 오게됩니다.

전자제품을 손상없이 사용하기 위해서는 직류를 사용한다고 했는데, 콘센트에서는 교류가 나오니.. 콘센트에서 받은 교류를 직류로 바꿔서 사용해야겠죠? 이 때 사용하는 것이 컨버터(Conveter)입니다.

컨버터란, 용어가 낯설지 몰라도 전자제품 사용시에 함께 활용하는 어댑터가 바로 컨버터에요. 가장 익숙하게는 노트북 어댑터가 있을 수 있겠습니다

직류와 교류의 차이점

교류(AC)

교류는 변압기를 활용하여 전압을 변화시키는 것이 용이하고 발전기나 전동기를 구동하는 데에 있어 직류에 비해 편리하게 활용할 수 있습니다. 송전을 이용해 멀리보낼 수 있고, 흘러들어온 교류는 변압기를 사용해 변환하여 사용할 수 있습니다.​

전류의 저장이 불가하기 때문에 배터리, ESS 등에서는 사용할 수 없어요. 일반 가정에서 쓰시는 220V의 콘센트가 이 교류전압입니다.

기본적으로 일반 가정에는 교류 전류가 들어오기 때문에 DC를 사용해야하는 제품에는 컨버터가 들어갑니다. 컨버터가 교류를 직류로 변환시켜 전자제품을 사용할 수 있도록 도와주는 것이죠

직류(DC)

직류는 건전지나 태양광같은 전기에서 오는데, 다이오드나 트랜지스터와 같은 정류부품이 파형을 없애주기 때문에 파형이 일정하게 지속됩니다. 또한 전류의 방향이 일정하기 때문에 배터리나 파워서플라이에 저장하여 사용하기 용이합니다. 안정도가 높고 무효전력이 없다는 장점도 있어요.

하지만 많은 용량의 전기를 사용할 수 없다는 단점이 있으며 전압의 변경도 비교적 어려운 편입니다.

위에서 컨버터 이야기를 잠시했는데, 반대로 직류를 교류로 바꿔주는 장치를 인버터라고 합니다.

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