교류 (전기)

교류 (Alternating current, AC)는 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변화하는 전류를 의미한다. 특히 전압의 극성이 주기적으로 바뀌는 것이 특징이며, 일반적으로 정현파(sine wave) 형태를 가진다.

개요

교류는 직류(Direct current, DC)와 대비되는 개념으로, 직류가 시간에 따라 크기와 방향이 일정하게 유지되는 전류인 반면, 교류는 크기와 방향이 주기적으로 변한다. 이러한 변화는 전압의 극성 변화를 동반하며, 일반적으로 헤르츠(Hz) 단위로 표시되는 주파수로 나타낸다. 대한민국을 포함한 대부분의 국가에서는 50Hz 또는 60Hz의 교류 전력을 사용한다.

발생 원리

교류는 주로 발전기 내부에서 코일이 자기장 속에서 회전하면서 발생한다. 코일이 회전함에 따라 자기장의 변화가 발생하고, 패러데이 전자기 유도 법칙에 의해 코일에 유도 기전력(전압)이 발생한다. 이 유도 기전력의 크기와 방향이 코일의 회전 각도에 따라 주기적으로 변하면서 교류 전류가 생성된다.

장점 및 활용

교류는 직류에 비해 다음과 같은 장점을 가진다.

• 전압 변환의 용이성: 변압기를 사용하여 전압을 쉽게 승압하거나 강압할 수 있다. 이는 장거리 송전 과정에서 전력 손실을 줄이는 데 매우 중요하다.
• 전력 효율성: 대규모 전력 시스템에서 교류는 직류보다 효율적으로 전력을 전송하고 분배할 수 있다.
• 다양한 활용 분야: 가정용 전력, 산업용 전력, 전자기기 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용된다.

교류는 전력 시스템의 핵심적인 요소이며, 현대 사회의 다양한 기술과 산업을 뒷받침하는 데 필수적인 역할을 수행하고 있다. 가정 내 콘센트에서부터 대규모 산업 설비에 이르기까지, 교류는 우리 일상생활과 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용된다.