전압을 바꾸는 변압기

가정으로 보내지는 전기인 교류의 최대 이점은 트랜스란 변압기를 써서 전압을 자유롭게 올리거나 낮출 수 있다는 데 있다. 이 변압기는 1882년에 프랑스의 고라와 영국의 집스라는 사람에 의해서 발명됐는데, 그 원리는 패러데이가 발견한 전자유도의 법칙을 응용한 것이다.
1차 코일에 전지를 연결할 경우, 스위치를 뗐다 붙였다 할 때만 전구가 번쩍할 뿐 스위치를 그대로 붙여놨을 때는 불이 들어오지 않는다. 이것은 스위치의 개폐에 의해 1차 코일에서 만들어지는 자계가 변하고, 그로 인해 2차 코일을 통과하는 자력선이 변화해서 2차 코일에 유도기전력이 일어나기 때문이다. 이 때 2차 코일에 발생하는 유도기전력의 방향은 렌쯔의 법칙에 따른다.
반면, 1차 코일에 교류전압을 가하면 스위치를 개폐하지 않아도 전구는 불이 들어온 채로 있게 되는데, 이는 교류전압이 언제나 주기적으로 변화하기 때문이다. 이렇게 해서 1차 코일에 가한 교류 전압을 2차 코일에 전달할 수가 있다. 그 사이를 중계하는 것이 자계(자력선)다. 실제의 변압기에서는 얇은 규소강판을 겹쳐 쌓아 철심으로 하고 그 주위에 1차 코일과 2차 코일을 감는다. 또한, 변압기의 전압은 코일의 감은 수에 비례한다. 전압을 3분의 1로 낮추고 싶으면 2차 코일의 권수를 1차 코일의 3분의 1로 하면 된다.
하지만 변압기의 1차측에서 2차측으로 변압돼 전력이 전달되는 사이에 몇 퍼센트의 손실이 발생한다. 이 손실은 주로 철심(鐵心)속에서 생기는 와류전류손(渦流電流損)과 권선(卷線)의 저항에 의한 ‘주울열(熱)의 손실’이다. 와류전류손이란 자력선의 변화에 의해 철심 내부에 생기는 소용돌이 모양의 유도전류(誘導電流)에 의한 것이다. 이것을 방지하기 위해서는 얇은 규소강판을 절연해서 겹쳐 쌓으면 된다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 전압을 바꾸는 변압기