콘덴서, 정전기의 저수지

전기를 저장하는 장치를 콘덴서(축전기)라고 한다. 라이덴 병도 콘덴서의 일종인 셈인데, 18세기에 네덜란드의 라이덴시(市)에서 발명된 것이다. 콘덴서는 간단한 전기부품의 하나로 절연된 두 장의 금속판을 접근시켜 마주보게 한 구조로 되어 있다. 두 장의 금속판 사이는 공기일 수도 있지만, 유리, 종이, 밀랍, 도자기 등의 절연체가 끼워져 있는 것도 있다.
여기에서 콘덴서의 작용을 생각해 보자.

그림처럼 공기를 절연체로 하고 두 장의 금속판을 평행으로 마주보게 한 평행판 콘덴서에 전지의 양극과 음극을 연결한다. 그러나 그대로는 두 장의 극판은 직접 접촉하지 않기 때문에 폐회로는 되지 않을 것이다. 그렇지만 스위치 S를 넣는 순간만은 전류가 흐른다는 것을 알 수 있다. S를 닫으면, 전지의 양극이 극판 A에 접속되어 있기 때문에, A의 자유전자는 전지의 양극에 끌려 이동하여 극판 A는 양으로 대전한다. 이 A의 양전하 때문에 정전 유도에 의해 극판 B의 표면에는 음전하가 나타나게 된다. 이렇게 해서 극판 A와 B에는 각각 양과 음의 전하가 저장된다. 이들의 전하는 S를 열어도 서로 영향을 받는 인력 때문에 거기에 머물러 있는데, 이것이 콘덴서의 원리이다.

콘덴서에 전하를 머물게 하는 것을 충전이라 하고 저장한 전하를 도선(導線) 등을 통해서 잃는 것을 방전이라 한다. 콘덴서에 저장되는 전하 Q(쿨롱)는 극판의 전위차 V(V)에 비례해 Q=CV가 되는데, 비례상수 C는 콘덴서의 모양과 크기에 따른 일정한 값으로 콘덴서의 전전용량이라고 하며, 전전용량의 단위는 패럿(기호는 F)이 쓰인다.

1볼트의 전위차를 주었을때 1쿨롱의 전기량을 저장할 수 있는 콘덴서의 용량을 1패럿이라고 정하였다. 즉 전전용량은 전하를 저장하는 능력을 나타내고 있는 것으로 풀장을 예로 든다면 풀장의 용적에 상당하는 것이다.

콘덴서의 구조

절연물질 분자 내의 전자는 모두 원자핵에 붙잡혀 있어 금속에서처럼 자유전자가 될 수는 없다. 그 때문에 전기가 흐르기 어려운 것이다.

이 절연체에 양(+)의 대전체를 접근시키면 분자 속에 붙잡혀 있던 전자가 양의 대전체의 방향으로 끌려 분자 안의 양과 음의 전하의 중심이 어긋난다.

그 결과 분자는 양의 대전체 가까운 쪽에는 음의 전하가, 반대쪽에는 양의 전하가 나타나게 된다. 이것을 분극(分極)이라 하고 양과 음의 전하의 쌍을 전기쌍극자라 한다.

전계 속에서는 절연체의 분자는 전부 전기쌍극자가 되어 전계의 방향으로 늘어서기 때문에 전체로서 보면, 대전체에 가까운 쪽에는 다른 종류의 전하가, 먼 쪽에는 같은 종류의 전하가 나타난 것과 같은 상태가 된다. 이러한 현상을 유전분극(誘電分極)이라 부른다. 절연체는 유전분극을 일으키기 때문에 유전체라고도 한다. 이 현상은 금속의 정전유도와 흡사하지만, 금속의 경우에는 자유전자의 이동에 의한다는 점이 다르다.

콘덴서의 극판 사이에 절연체를 넣으면 전계 때문에 유전분극을 일으켜 극판의 전하가 보다 많이 달라붙게 된다. 그 때문에 콘덴서의 전기용량을 증가시키는 작용을 한다.

유전체로서의 작용을 교묘하게 응용한 것에는 전자계산기 등에 적용되는 액정(液晶)이 있다. 액정이란 액체 결정의 약칭이며, 이것은 액체와 같이 유동성을 가지면서 결정성을 나타내는 유기화합물의 유전체이다.

액정의 분자는 봉상(棒狀)의 분자로서 전기쌍극자가 되어 있다. 그래서 두 장의 유리전극에 액정을 봉입하고 전압을 가하면 전계 때문에 분자배열이 변하고 빛의 반사율이나 투과율이 변해서 문자나 화상이 나타나는 것이다.

‘모터 소프트 스타트’ 선보이며 업계의 중심으로 도약

산업현장에서 빼놓을 수 없는 전기·전자 부품, 영광산전이 책임지다

영광산전 설장수 대표

산업현장에서 빼놓을 수 없는 정밀제어용 전력조정기와 더불어 SCR, TPR, 다이오드(Diode), IGBT, 콘덴서, 퓨즈(Fuse) 등의 전기·전자 부품을 공급하고 있는 영광산전이 최근 Motor 기동장치인 모터 소프트 스타트를 선보이며 업계의 중심에 섰다. 본지는 신제품 개발을 통해 한층 더 업그레이드 된 모습으로 고객에게 다가서고 있는 영광산전을 만나 그들의 제품과 경쟁력에 대해 들어보았다.

취재 이예지 기자(press5@engnews.co.kr)

제품의 차별화로 고객에게 다가서다

산업현장에 필수 부품인 SCR, TPR, 다이오드(Diode), IGBT, 콘덴서, 퓨즈(Fuse) 등을 공급하며 입지를 다져온 영광산전이 최근 다양한 전기·전자 부품과 함께 전력조정기, 모터 소프트 스타트(Power Com)를 국내에 선보이며 본격적인 도약에 나섰다. 기술력 향상을 통한 제품의 차별화를 추구하며 고객만족에 한발 더 다가선 것이다.
“1999년 회사를 설립했을 당시부터 SCR, TPR, 다이오드(Diode), 퓨즈 등을 국내에 공급하면서 수많은 거래처를 확보했다”며 영광산전에 대한 소개를 전한 설장수 대표는 “SCR 부품을 가지고 새로운 제품을 선보이고자 오랜 연구 끝에 모터 소프트 스타트를 개발하게 됐다”며 모터 소프트 스타트의 개발 배경에 대해서도 설명했다.
이와 더불어 설 대표는 “현장의 구조에 따라, 기계에 따라 고객이 원하는 최적의 제품을 공급해왔다”며 “하나하나씩 고객이 원하는 제품을 공급하다보니 어느 덧 20년에 가까운 시간이 흘렀다”고 영광산전의 역사를 표현하기도 했다.

산업용 모터 기동제어 장치의 대혁신 ‘모터 소프트 스타트’

“AC모터 기동 시에 발생하는 기계적·전기적인 문제점을 완벽하게 제어해 주는 제품이 바로 ‘모터 소프트 스타트’이다”라며 제품을 한마디로 표현한 설 대표는 “모터의 기동토크와 돌입전류를 제어함으로써 기동과 정지 시 기계적인 문제를 해결해 주는 모터 기동제어 장치”라고 덧붙였다.
그의 말처럼 모터 소프트 스타트는 모터를 기동할 때 서서히 기동시켜 줌으로써 에너지를 절약해줄 뿐만 아니라, 모터의 손상을 방지해 오랜 시간 사용이 가능하도록 도와준다.
특히 모터 기동 시 정격의 5~8배에 달하는 큰 전류로 제품의 손상과 모터 절연 파괴 등이 발생하는 직입 기동방식이나 모터를 기동한 후 운전 상태로 전환 시 순간적인 과도전류가 발생되어 전자접속기의 수명이 단축되는 Y-△ 기동방식과는 달리 모터 소프트 스타트는 모터 기동 토크에 알맞은 저전압부터 최대 토크가 발생하는 저전압까지 서서히 전압을 공급함으로써 모터 정지 시에도 부드럽게 기동할 수 있도록 도와준다는 장점이 있다.
또한 모터를 부드럽게 진행시킴으로써 컨베이어에 이송물이 넘어지거나 흔들리는 현상을 방지하고, 펌프의 경우 정지·제어 시 체크 벨브를 서서히 닫아 워터해머(폐쇄하면 관 속의 물의 유속은 0이 되지만 유속 에너지가 압력 에너지로 변해 강한 충돌파가 됨으로 배관, 밸브를 진동시켜 생기는 해머)의 문제점도 해결해준다.
“이러한 제품의 장점 덕분에 최근 직입 기동방식과 Y-△ 기동방식의 제품을 사용하던 고객들이 서서히 모터 소프트 스타트를 찾고 있다”라는 설 대표는 “본격적인 영업을 통해 더욱 많은 고객에게 알릴 수 있도록 노력하겠다”고 앞으로의 계획에 대해 전했다.

전력조정기 통해 온도를 정밀하게 제어하다

모터 소프트 스타트와 더불어 동사가 주력하고 있는 전력조정기는 온도를 정밀하게 제어해주는 파워 장치로 일반 산업체 및 반도체 분야에 다양하게 적용되고 있다.
단상 전력과 삼상 전력, 전력량 등에 따라 종류가 세분화 되는 동사의 전력조정기는 SCR 사용으로 응답속도가 빠르며, 수명이 긴 것이 특징이다.
또한 On-Off 및 연속비례제어가 가능하고, 운전의 신뢰성이 높아 보수가 용이한 이 제품은 사용방법까지 간단해 사용자들이 간편하게 사용할 수 있다.
영광산전의 설장수 대표는 “당사의 전력조정기는 삼상 대전력 유도성부하의 완벽한 제어를 위해 다양한 신기술이 적용됐을 뿐만 아니라 반도체 제조 공정 등에도 적용이 가능할 정도로 완벽한 히터 제어특성을 구현했다”며 제품의 장점에 대해 덧붙여 설명했다.

맞춤형 서비스로 고객 마음 사로잡아…

꾸준히 한 우물을 파온 기업답게 영광산전은 제품에 있어서 남다른 관리로 고객들의 마음을 사로잡고 있다. 모터 소프트 스타트의 경우 모터의 사양과 크기에 따라 주문생산이 이뤄지는 만큼 고객요구에 철저히 부합하는 맞춤형 제품을 제공하고 있을 뿐만 아니라 재고확보에 더욱 속도를 내면서 고객이 원하는 시간에 제품이 납품될 수 있도록 최선을 다하고 있는 것이다. 이에 설 대표는 “이러한 빠른 대응이 있었기에 지금의 영광산전이 존재한다”며 “고객만족을 실현하기 위해서 앞으로도 고객의 눈높이를 맞추는 기업으로 성장해 갈 것”이라며 포부를 전하기도 했다.
한편 1999년 창업 이래 수많은 현장에 제품을 공급하면서 고객들과 호흡해 온 영광산전은 가장 저렴한 제품을 제공하는 기업은 아니지만, 같은 가격에서 가장 좋은 제품을 만드는 기업으로 고객과의 신뢰를 다져오고 있다. 이처럼 고객을 속이지 않는 정직한 제품과 서비스로 서로의 신뢰를 지켜왔던 노력이 영광산전의 경쟁력으로 되돌아온 것이다.

모터 소프트 스타트 영업에 더욱 박차를 가할 것

“모터 기동제어 장치의 경우 Y-△ 기동방식의 제품이 국내에 90% 이상을 차지하고 있지만 우리의 기술을 잘 알린다면 의미 있는 성장을 일굴 수 있다”고 전한 영광산전 설 대표는 “아직까지는 모터 소프트 스타트에 대해 모르는 고객사가 많지만 앞으로는 더 많은 고객들이 이 제품에 대해 인지할 수 있도록 영업에 더욱 박차를 가할 계획”이라며 긴장감을 늦추지 않고 앞으로 계속 전진하겠다는 의지를 보였다.
더불어 그는 “국내는 물론 해외까지 영업망을 조금씩 늘려가겠다”며 수출에 대한 욕심도 내비치면서 “국내뿐만 아니라 해외시장까지 소비자의 성향을 파악하고 그에 맞는 제품으로 공략하겠다”고 포부를 전하기도 했다.
활용처가 다양한 만큼 경쟁사도 많고, 가격경쟁도 치열한 시장이지만 고객 요구에 하나하나 귀를 기울임으로써 자신들만의 경쟁력을 확보해 온 영광산전. 현재에 안주하지 않고 꾸준한 발전을 이어가는 그들이 앞으로도 신뢰받는 기업으로 남을 수 있기를 기대해본다.

영광산전 www.ykscr.com

한 바퀴 돌아오는 전기의 길

전기도 흐르는 길이 있다. 

전기를 내보내는 소스 즉 전원(電源)에서 흐르기 시작해 도중에서 작업을 하고 다시 출발점인 전원으로 되돌아오는 것이다. 이렇게 전기가 한 바퀴 돌아서 다시 출발점으로 되돌아오는 순환회선을 루프(回路)라고 한다.

도로에 포장된 넓은 길, 좁고 울퉁불퉁한 골목길 등 다양하듯이, 전기에도 이와 비슷한 현상이 있는데 이것을 바로 저항(抵抗)이라고 한다.

전원에서 나온 전기는 전구나 라디오, 세탁기, 냉장고 등 전기기구를 만나 이들을 작동하게 하는 작업을 하며, 이때 전기를 사용해 작동하는 물체를 부하(負荷)라고 한다. 이렇게 전원에서 나와 부하를 거쳐 다시 전원으로 돌아가는 루프를 전기회로라고 한다. 전원이란 구체적으로 전지나 발전기를 의미한다. 

우리는 흔히 ‘전기를 쓴다’는 식으로 표현한다. 그 때문에 전원에서 나온 전기가 전기기구를 작동시키게 되면 점점 전류가 적어져서 전원으로 돌아간다고 생각하는 사람도 있을 것이다. 그러나 전원에서 나간 전류의 크기와 전원으로 돌아오는 크기는 항상 같다. 즉 회로의 도중에서 만들어지거나 소멸하지 않는다는 것이 전류의 중요한 성질이다.

전기회로를 구성하는 요소로서 이미 전지, 저항 등이 나왔지만, 실제의 회로에는 이밖에도 스위치, 콘덴서, 코일 등  여러 가지가 있으며, 이들을 능률적으로 나타내기 위해 회로도를 그린다. 이 회로도를 결선도(結線圖)라고도 한다.