송배전에 관한 기본적인 상식으로, 고전압으로 송전하면 전력 손실을 줄일 수 있다고 알려져 있습니다.
송전선의 저항을 R, 여기 흐르는 전류를 I라고 하면 전선에 의한 전력 손실은 다음과 같이 계산됩니다.
즉, I의 제곱으로 전력손실이 발생하니 V를 올려 I를 낮추면 손실을 줄인다는 아이디어입니다. 그런데 잠깐!!
I = V/R 이니까 전력 식을 위와 같이 V로도 나타낼 수 있는데요, 방금 V를 올렸는데 위 식을 따라가면 손실은 더 커지는 것 아닌가요??
그럼 결국 V와 I를 조정해도 손실은 같은 것 아니냐는 말입니다. 헷갈리시죠?
헷갈리는 이유는 저 V값과 손실이 각각 어디에서 발생하는지를 명시해주지 않았기 때문입니다.
회로는 간단히 위 그림과 같습니다. 전기를 보내주는 전원 S와 전선(wire)의 저항, 부하(Load)를 표시했습니다.
여기서 우리가 V, I를 조정한다 함은 전원 S의 V, I를 건드린다는 소리입니다.
전원에서 나오는 I가 전선을 지나가면 전선 저항에 의한 전압 강하 Vw = IRw가 생길겁니다.
그럼 전선에 의한 손실 P = I^2 * Rw = (Vw)^2 / Rw 은 I를 줄일수록 작아지는게 맞죠.
즉 V는 전원 값이고 손실 P는 전선에서 발생하는 값입니다(V가 아닌 Vw에 의한 값이죠) .
기준을 제대로 정해야 clear한 이해가 되는 것이죠.
그리고 하나 더,
그렇다면 전원의 V값은 어떻게 조정할까요? 위 회로에서 부하의 저항값 RL을 늘리면 됩니다.
왜요????
일단 전원이 공급하는 전력 = 부하가 소모하는 전력 입니다.
부하가 소모하는 전력 = I^2 * RL 으로 표현할 수 있겠죠?
여기서 전력은 fix할테니 RL을 늘리면 I가 줄어들거구요.
전원이 공급하는 전력 = V * I니까요.
I가 줄어든 결과 V가 늘어난다!! 라는 결론이 나옵니다.
부하의 저항은 고정된 것이라는 편견을 버리는 것도 좋을 것 같네요.
감사합니다~