◎ 교류(AC) 와 직류(DC)

 

 교류는 +-극성이 계속해서 바뀌고 있는 전기로 이 교류전기는 반드시 그 높이의 전압과 주파수가 있는데 주파수는 1초당 몇 번 극성이 바뀌냐를 말한다. 그 부하에 얼마나 큰 전력을 사용할 수 있는 전력이 있다. 우리나라의 한국전력에서 공급하고 있는 전기는 교류 220볼트 60Hz(헤르츠)이지만 일본의 경우 전압은 100볼트 이고 주파수는 지역에 따라 50Hz와 60Hz를 사용한다.
항공기 등 일부 다른 곳에서는 50Hz나 60Hz가 아닌 400Hz를 사용하고 있는 경우도 있다.

 우리가정에서 사용하는 전기는 110볼트와 220볼트이지만, 전주의 배전선(配電線)에는 22,900볼트라는 높은 전압으로 보내지고 있다. 발전소와 변전소를 잇는 고압송전선(高壓送電線)에서는 15만 4천 볼트에서 34만 5천 볼트라는 대단히 높은 전압으로 송전되고 있다. 전압이 높으면 그만큼 위험성도 많기 때문에 송전선도 지상에서 높이 가설해야 하고, 철탑도 키가 높은 튼튼한 것을 사용해야 한다.

 교류는 변압기로 전압을 간단히 올리고 낮출 수 있기 때문에 직류전기에 비교하여 원거리 전송에 유리하다. 변압기로 교류전기의 전압을 높여서 송전하면 전선을 굵게 하지 않아도 멀리까지 송전할 수 있는 장점이 있다.

 이 교류전력은 화력발전기, 수력발전기로부터 만들어지며, 이교류를 반도체인 다이오드를 통과하고 평활회로를 통과시키면 직류전기로 바뀐다. 예를 들어 가정용 교류전기를 라디오에 사용하기 위해 직류 6볼트로 바꾼다면 소형트랜스로 교류220볼트를 6볼트로 바꾸고 이를 정류회로를 거처 직류로 바꾸어 사용하게된다. 이 경우 AC6V를 정류하게 되면 1.414배로 DC8.4V가 되지만 부하가 걸리게 되면 부하에 따른 전압 강하가 생기게 된다. 이런 전압 변동을 막기 위하여 정전압 회로가 사용되기도 한다.

 이렇게 교류를 정류하여 직류로 바꾸어 사용하기도 하지만 우리가 많이 사용하고 있는 건전지나 축전지는 직류전원이며, 각기 전지 마다 고유의 기전력을 가지고 있다.

 망간이나 알카라인 건전지는 기전력이 1.5V,  Ni-Cd / Ni-MH 등은 1.2V,  공기충전전지는 1.4V,  리튬전지는 3V, 리튬이온전지는 3.6V, 납축전지는 2V로 다양하며, 납축전지의 경우 6개 Cell을 직렬로 구성하여 12V(충전 종기 전압13.8V) 자동차용 전지로 사용하고 있다.

 이런 직류 전원인 건전지 등을 다시 기계적, 전자회로를 이용하여 교류로 바꿀 수 있으며 이를 변압기를 이용하여 높은 교류전원으로 바꾸어 사용하기도 한다. (예 : 자동차AC전원장치, 가스렌지 점화장치, 전자식 라이터, 전자충격장치 등)