전위와 전압의 개념

전위와 전압의 개념

 

일반적으로 전기 전자분야에서 전압, 저항 등의 용어를 설명할 때

물이 흐르는 수로와 수차의 개념을 사용한다.

물은 전류, 수로는 도선, 물을 흐르게 하는 것은 힘(중력), 수차는 흐르는 물을 방해하는 저항을 의미하면서 또 다른 측면에서는 일을 하는 것이다. 이 일은 열이나 빛, 전동기와 같은 동력으로 나타난다.

 

지구상의 모든 것은 중력의 영향을 받는다.

따라서 낮은 곳에 있는 물은 높은 곳으로 가져오기 위해서는 중력에 반하는 일을 하여야 한다.

그리고 높은 위치에 있는 물은 그 높이와 중력에 의한 위치에너지를 갖는다.

 

같은 개념으로 전위와 전압을 정의해 본다.

 

보통 산의 높이를 말할 때, 우리는 해발 몇 미터라고 말한다.

어떤 것의 높이를 측정하기 이해서는 측정의 기준(0 meter)이 필요하다.

다시 말해서

어는 지점을 기준으로 잡고 그 기준으로부터 측정을 했을 때

높이가 100m, 500m, 1000m 이다 라고 하는 것은 의미가 있다.

보통 해수면의 높이를 기준으로 하므로 해발이란 용어를 사용한다.

 

전위는 접지(0 V)를 기준으로 회로의 어떤 점에서의 전압을 말한다.

그러므로 전위는 절대적인 값이다.

 

이에 반해

전압은 두 지점 사이에 전위차(Voltage difference)를 말한다.

따라서 전압은 상대적인 값이다.

 

회로책에서 사용하는 전압의 정의는

단위 양단의 전하를 (-)단자(기준점)로부터 (+)단자(측정점)으로 이동하는데 필요한 에너지로 정의합니다.

즉 전하를 이동시킬 수 있는 능력을 말한다.

 

(+)와 (-)사이에는 인력이 작용하는데 이것을 (+)쪽으로 이동시키기 위해서는

어떤 에너지가 필요하다. 위에서 말하는 물의 예와 같다.

단위는 V를 사용하고 값과 극성(Polarity)를 표시한다.

 

a, b 어떤 점에서 전위를 표시할 때는

Va, Vb 와 같이 첨자를 하나만 사용한다. 기준이 접지이기 때문이다.

 

그리고 a, b점 사이의 전압은

Vab = Va-Vb 포 표기한다.

수식에서 보듯 b점의 전위를 기준으로 a점에서의 전압을 말한다.

그리고 Vab가 (+) 값을 가지면 a가 b 보다 전위가 높다는 것을 나타낸다.

 

--- 출처 서상민의 공학과 실무강의 ----