6. 전동차량의 기초 지식 - 전압, 전류, 저항

전동차량의 기초 지식 - 전압, 전류, 저항 

전동 차량은 말 그대로 전기의 힘으로 움직이는 차량입니다. 그만큼 전동차량을 하는데에 전기 지식은 기본이 됩니다.

 

우리는 중학교때 부터 과학시간에 전기관련 내용들을 공부했습니다. 이렇게, 오랬동안 배웠고, 전기,전자제품을 많이 사용하고도 있습니다. 그런데, 정작 전압, 저항, 전류 라는 용어가 나오면 참 어렵게만 느껴집니다.

 

이번 호에서는 어렵게 느껴지는 전기 관련 내용들을 간략히 정리하여 여러분이 전기를 이해하는데 도움을 드릴까 합니다.

 

기본 공식 I = E/R (단위로 표현하면 A=V/Ω)

이 공식은 전기를 이해하는데 기초가 되는 공식입니다. 여기서 E는 전압, I는 전류, R은 저항이라는 것은 아시리라 생각됩니다.

학창시절에 수학의 이항법을 적용하여, 가끔 E=IR, R=E/I 라고도 외우실텐데, 이것 보다는 I=E/R 이라고 외우세요. 이렇게 외워야 하는 이유는 공식의 모양이 여러 가지를 의미하기 때문입니다.

 

1. 전압 - Voltage, 단위 V(볼트), 기호 E

전기는 모든 것이 전압(전위차)에 의해서 시작됩니다. 전압이 존재하지 않으면 즉, 전압이 0V라면 저항이 있어도 전류는 발생하지 않습니다.

많은 과학 선생님들이 이해를 돕기 위해 전기를 '물'에 비유합니다. 정말로 전기는 물과 비슷한 것이 많습니다. 전압을 물로 비유하면 '수압' 혹은 '수위차'. 즉, 물의 높이 차이라고 생각하시면 됩니다.

물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐릅니다. 물 높이가 같은 곳을 물길로 잇는다면 물이 흐르지 않습니다. 반대로 물 높이 차이가 많이 나는 곳을 물길로 이으면 빠르게 물이 흐르게 됩니다. 전압도 '수위차'와 같은 것으로 이해하시면 됩니다.

전압이 높을수록 더 큰 힘을 낼 수 있게 되고, 효율이 좋습니다. 하지만, 전압이 높을수록 다루기가 어려워지는 경향도 있습니다.

그리고, 모형자동차 대회의 경우 동등한 성능에서의 조종 실력을 겨루는 것이기에 전압을 규정짓는 경우가 많습니다.

2. 전류 - Current, 단위 A(암페어), 기호 I

전류는 전기가 흐르는 것을 말합니다. 전류의 크기는 전압과 저항 값에 의해 계산되어질 수 있는데, 이 공식이 I = E/R (단위로 표현하면 A=V/Ω)입니다.

여기서 주목할 것은 전류는 전압에 의해 발생한다는 것입니다. 전압이 존재하지 않는다면 전류는 발생하지 않습니다.

그리고, 전압이 높을수록, 저항이 적을수록 많은 전류가 발생한다는 것을 공식으로 알 수 있습니다.

같은 조건이라면 많은 전류를 사용할 수 있는 경우가 더 큰 힘을 얻을 수 있습니다.

하지만, 전류가 클수록 발열이 많아지는 문제점도 생겨납니다.

3. 저항 - Resistance, 단위 Ω(옴), 기호 R

전류의 흐름을 방해하는 것을 말합니다. 즉, 저항이 낮을수록 큰 전류가 흐른다는 의미이기도 하고, 다르게 이해하면 전압 손실이 적다는 의미이기도 합니다.

R/C용 장비들은 내부저항이 낮을수록 좋은 제품이라 할 수 있습니다.

4. 전력 - Electric Power, 단위 W(와트), 기호 P

전력은 P=EI (단위로 표현하면 W=VA)라는 공식으로 계산할 수 있습니다. 이것은 단위 시간동안 얼마큼의 일을 할 수 있는 에너지임을 알려줍니다.

주의 할 것은, 소비전력과 출력은 다릅니다. '소비전력×효율=출력'이 됩니다.

최근 무선모형자동차에도 브러시리스 모터와 고출력 리튬폴리머 배터리가 보급되면서 굉장한 성능향상이 있어왔으며 이와 더불어 R/C용 전기, 전자 장비들의 발전도 눈부시게 빠릅니다. 하지만, 전기의 기본은 변하지 않습니다.

이번 호에 언급한 내용들은 전기 지식의 가장 기본입니다. 하지만, 이것만 잘 알아도 제품을 고르거나 문제를 해결할 때 많은 도움이 될 것입니다.