전류, 전압, 전원, 주파수 관련 질문

 

국가마다 다른 전압(110V, 220V 등)과 주파수(50Hz, 60Hz)를 사용하는 이유? 미국은 에디슨의 영향이 컸다고 한다. 토마스 에디슨은 110V DC 전류를, 니콜라 테슬라는 240V AC 전류를 선호했다고 하는데, 당시 두 사람의 입장이 대립했을 때 에디슨이 대중들에게 높은 전압을 사용하는게 얼마나 위험한지 '선전' 했다고 한다 (살아있는 코끼리를 감전시키는...). 결과적으로 미국은 비교적 안전한 110V 전류를 '표준 전압'으로 채택하게 된다. 그리고 미국의 영향으로 전세계적으로 110V 언저리 전압(100, 110, 120V 등)을 사용하게 된다. 

 

한편, 유럽 대다수의 국가에서는 테슬라가 제안한 240V 언저리 (220-240V) 전압을 채택하는데 그 이유는 '비용절감' 때문이라고 한다. 높은 전압을 사용하면 비교적 적은 양의 전류를 흘려 보내도 똑같은 전력을 공급할 수 있기 때문이다. 전류를 낮춘다는 의미는 구리선을 덜 쓴다는 얘기다. 그리고 유럽 국가에 영향을 받은 국가는 똑같은 표준전압을 사용했다고 볼 수 있다. 

 

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일본만 특이하게 100V를 사용하는데 그 이유는 1800년대 후반 전세계적으로 100V가 '표준' 이었을 때부터 이어져 왔다고 한다. 일본은 일본만의 지형적 특성 때문에 장거리 전력 송전보다 근거리 전력 송전이 효율적이었고, 전압이 낮을 수록 안전하기 때문에 100V 에서 바꿀 필요가 없었다고 한다. 

 

국가별로 주파수를 50Hz 또는 60Hz을 사용하는 이유? 일단 60Hz가 장거리 전력 송전과 전력을 많이 사용하는 장비에 더 효율적이다. 한편, 50Hz는 근거리와 낮은 전력을 사용하는 장비에 더 적합하다. 하여 국가마다 주파수를 '선택'하게 된다. 유럽은 50Hz를 표준 주파수로 채택했는데 50이 60보다 '계산하기 편한' 이유도 있다고 한다. 일본은 50Hz와 60Hz 두 개를 모두 사용하는 특이한 케이스 인데 (오사카 및 서쪽=60Hz 사용, 도쿄 및 동쪽=50Hz), 그 이유는 오래 전부터 해당 지역에서 수입해서 사용하던 장비가 50Hz 또는 60Hz 이었기 때문이다. 그리고 지금껏 그 '전통'이 이어져 온 것이다.

 

그럼 110V/60Hz 장비를 220V/50Hz 규격에 사용할 수 있는가? 안된다. 정반대도 안된다. 110V/60Hz 장비를 110V/50Hz에 사용해도 되는가? 장비마다 다르다. 요즘은 크게 문제되지 않는다. 다만, 이 경우 장비의 성능이 떨어질 수 있다. 반대의 경우는 전류를 더 끌어다 쓰기 때문에 온도가 올라 장비에 무리가 갈 수 있다. 하여 예민한 장비를 사용할 경우 통상적으로 주파수를 맞추되 사용전압은 정격전압 +/- 10% 범위 안에서 사용해야 한다.