교류와 직류 차이 AC DC

우리 일상에서 가장 많이 사용되는 것들 중 전자 제품들이 있습니다. 전자 제품들은 모두 전기를 에너지원으로 작동을 하는데요. 

이 전기는 교류와 직류로 나눌 수 있습니다. 이번 글은 교류와 직류 차이에 대해 알려드리겠습니다. 우선 교류는 Alternating Current로 AC라고 쓰고, 직류는 Direct Current로 DC라고 씁니다.

교류와 직류의 정의에 대해 먼저 말씀드리면 교류는 전류가 +극과 -극으로 교번(Alternating)하는 것이고, 직류는 계속 한 방향(+극이나 -극)으로만 전류가 흐르는 것을 말합니다.

위의 그림은 교류와 직류의 일반적인 파형을 나타낸 것인데 위의 그림처럼 말고 교류에 주기를 특정할 수 없는 그럼 파형을 가졌더라도 지속적으로 전류가 +극과 -극을 번갈아 간다면 교류라고 할 수 있습니다.

직류의 경우에도 위의 그림처럼 일정한 크기의 전압이이 한 방향으로 걸리거나 전류가 한 방향으로만 흘러야 하는 것이 아니라 단순히 전류가 한 방향으로만 흐르면 직류라고 할 수 있습니다.

이 두 그림은 교류를 직류로 바꾼 것인데 이렇게 하는 방법은 대학교 전기공학과에서 배우실 수 있습니다. 이 방법에 대해서는 이번 글에서는 다루지 않겠습니다.

앞서 직류를 전류가 한 방향으로 흐르거나 전압이 한 방향으로 걸리는 것이라고 말씀드렸는데요. 위의 두 그림을 보면 계속 한 방향으로 전류가 흐르기 때문에 직류라고 할 수 있습니다.

직류는 위 그림처럼 베터리 같은 것이 대표적인 예입니다. 베터리는 항상 전류가 한 방향으로만 흐르는 직류로 리모컨에 건전지를 끼우실 때 보시면 +와 - 표시가 있습니다. 직류이기 때문에 반드시 +와 -와 같은 극성 표시가 없으면 전압이 반대로 걸릴 수 있기 때문입니다.

<깨알 Tip>

전압은 흐른다는 표현이 아니라 걸린다는 표현을 사용합니다. 폭포의 예를 들겠습니다. 폭포는 높은 곳에서 낮은 곳으로 물이 흐르는 것입니다.  폭포의 높이를 말할 때 폭포가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것이 아니라 폭포의 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것입니다. 폭포의 물이 전류라고 생각하고, 폭포의 상단부와 하단부의 높이 차를 전위차(Voltage Level)이라고 생각하시고, 전압은 해발 0m에서 폭포의 상단부 또는 하단부 까지의 높이를 뜻하는 것이라고 생각하시면 될 것 같습니다. 여기서 해발 0m가 바로 우리가 일반적으로 말하는 Ground로 접지의 개념을 생각하시면 될 것 같습니다.

위 그림이 교류를 이용한 전구의 불 켜기인데요. 자석의 S극이 윗쪽을 가리키다가 왼쪽으로 회전을 합니다. 이 때 전자기 유도 법칙이라는 것이 작용을 합니다.

자기장이 밀당을 하는 것인데요. 이 밀당의 원리는 다음과 같습니다. 위 그림에서 자기장이 코일(도선) 가운데에 생기는데 이 때 페러데이의 법칙에 따라 전류가 코일에 흐릅니다. 

좋아요 표시처럼 오른손 엄지를 지켜 세우면 나머지 손가락들이 주먹 쥔 것처럼 모입니다. 이 때 보시면 엄지손가락 방향이 코일에서 형성된 자기장의 방향이고, 나머지 손가락 방향이 전류의 방향입니다. 이 때 윗쪽 코일에서 자석 쪽의 방향은 N극이 형성되고 그 반대쪽으로 S극이 형성됩니다.

그런데 이 자석이 회전을 하면 코일의 입장에서 자석으로부터 나오는 자기장이 달라집니다. S극이 윗쪽 코일보다 아랫쪽 코일가 가까워지면 아랫쪽 코일은 자석이 오지 못하게 밀어내려고 합니다.

이 때 S극이 점점 왼쪽으로 돌서 아랫쪽 코일가 가가워지면 아랫쪽 코일의 윗부분이 S극이 되고 아랫쪽 코일의 아랫부분이 N극이 되어 자석을 밀어내려고 합니다.

이 때 아랫쪽 코일의 전류는 왼쪽으로 흐르려고 합니다. 하지만 자석의 S극이 완전히 아랫쪽 코일과 수직이 되면 아랫쪽 코일의 윗부분이 다 내려놓고 N극이 되고, 아랫부분이 S극이 되어 전류는 코일의 오른쪽으로 흐릅니다. 

이렇게 되는 것이 바로 교류의 원리입니다. 코일과 자석이 교류 발전기를 의미하고, 전구가 바로 우리가 사용하는 여러 기기들이라고 할 수 있습니다.

우리가 사용하는 스마트폰과 컴퓨터 등은 사실 직류로 구동이 되는 데 이렇게 구동되는 것은 다음 편에 알려드리겠습니다.

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