전기기사 강의 1: 전력 P=VI와 역률이 전기요금을 결정한다

전기는 눈에 안 보인다. 그래서 숫자로 잡는다. 오늘은 그 숫자의 출발점인 전력이다.

 

전력 P는 전압 V와 전류 I의 곱이다. P=VI. 단위는 와트(W)다. 220V 콘센트에 10A가 흐르면 2,200W, 즉 2.2kW다. 전자레인지 한 대 값이다.

 

여기서 한 걸음 더 가면 전력량이다. 전력량 W는 전력에 시간을 곱한 값이다. W=Pt. 단위는 와트시(Wh)다. 2.2kW짜리 전자레인지를 30분 돌리면 1.1kWh가 소비된다. 전기요금 고지서에 찍히는 kWh가 바로 이 숫자다. 전력은 속도, 전력량은 거리라고 외우면 된다.

 

시험에 가장 자주 나오는 건 역률이다. 교류에서는 전압과 전류의 위상이 어긋난다. 유효전력 P는 VIcosθ, 무효전력 Q는 VIsinθ, 피상전력 S는 VI다. cosθ가 역률이다. 역률 0.8이면 100kVA 설비에서 실제로 일하는 전력은 80kW, 나머지 20kvar는 왔다 갔다만 하고 소모되지 않는다.

 

내가 이걸 처음 배울 때 헷갈렸던 지점이 하나 있다. 무효전력은 '쓸모없다'가 아니라 '일을 안 할 뿐'이라는 점이다. 모터의 자계를 만드는 데 꼭 필요하고, 다만 전선을 더 굵게 만들어야 하니 돈이 든다. 그래서 한전은 역률이 낮으면 요금에 할증을 붙인다. 역률 개선용 콘덴서가 현장에서 밥값을 하는 이유다.

 

오늘 외울 것 세 줄: P=VI, W=Pt, 역률=유효전력/피상전력=cosθ. 내일은 이걸로 3상 전력을 계산한다.