R과 L의 차이에 대한 질문입니다.

R은 AC나DC에서 그냥 R로 별다른 차이가 없이 동일합니다.

일단 전압강하를 야기시키는 것은 R입니다. 이것은 회로이론이나 일반적으로 모두들 쉽게 이해하고 있습니다.

그렇다면 L은 어떻게 전압강하를 일으킬가요?

패러데이의 역기전력으로 공급전압에 대항하기 때문에 전압이 떨어집니다. R의 주울열로서 전력을 까먹지만 L은 역기전력을 발생시킵니다. L하면 무조건 역기전력을 생각하셔야 합니다.

역기전력이란 e=-Ldi/dt 입니다.

송전전선에 전류가 흐르면 전선 주위에 자기력선속의 변화가 일어나고--<;자기력선속이 변화하면 원래의 자기력선속량을 유지하려고 반대방향의 자기력선속이 발생합니다.--<;반대방향의 자기력선속을 상쇄시켜 일정자기력선속을 유지하려면 그 만큼의 전류를 더 주게 됩니다.

이처럼 L은 주울열로 전류를 까먹는 것이 아니라 역기전력으로 까먹습니다.

역기전력이 곧 역전류입니다. 역기전력이라는 의미도 반대방향의 자기력선속에 의해서 발생하는 반대방향의 전류에서 발생했습니다

결국 L은 열발생이나 운동에너지 발생없이 손실을 초래합니다. 그래서 무효전력입니다. 물리적인 일을 하지 않았다는 개념입니다. 물리적인 일이 열, 빛, 운동, 전자파입니다. 이에반해L은 이런 현상없이 그냥 손실만 발생합니다.

주파수가 높을 수록 더 커집니다. 역기전력 공식을 보시면 전류의 시간변화량입니다. 그래서 고주파로 갈수록 악영향이 많습니다.

다른 관점으로 보면 전류와 전압의 위상차를 만듭니다.

R은 전류와 전압의 위상차를 만들지 않습니다. 위상차가 곧 역률입니다. 위상차가 없다는 것은 역률이 1 즉, 100% 입니다.

전력에너지는 전류와 전압이 같이 갈 때 최대전력이 됩니다. 수학적으로 보면 전류와전압의 벡터내적입니다.

손벽을 같이 마주쳐야 소리가 크게 나는 것과 같습니다.

그런데 L은 전류를 전압보다 늦게 만듭니다. 위상차가 90나면 서로 손벽치는 시간이 다르다는 것으로 전력을 형성하지 못합니다. 그러나 손실은 일어납니다.

저항성분이 Zero인 전선이라도 AC송전시에 역기전력으로 인해서 손실이 일어납니다.

저항성분이 조금이라도 있다면 물론 그 R성분에 의해 손실이 있지만 더불어 L에 의한 맴돌이 전류가 발생합니다.

맴돌이 전류에 의해 또 자기장이 발생하고 그 자기장에 의해 또 역전류가 흐릅니다. 이렇게 AC에서는 주파수가 있으면 L이 있고 또 자기장의 변화가 있고 역전류가 있고, 역기전력이 있습니다.

전류와 자기력선은 뗄수가 없습니다. 마찬가지로 전압과 캐패시턴스도 뗄수가 없습니다.

전류와 전압도 별개가 아니구요. 결국 4가지는 서로 물고 물립니다. 이를 해석하는 것이 전기이론이구요.

DC전원 기호와 캐패시턴스의 기호가 비슷한 것도 이 때문입니다.

전선에서는 전도전류입니다. 이는 금속내의 자유전자의 이동으로 생기는 전자의 흐름입니다.

하지만 L은 모든 공간에서 자기력선속이 형성됩니다. 금속이 아니라 진공속에서도 만들어집니다.

전자파의 진행을 보시면 전기장과 자기장 벡터의 직교방향으로 되어 있습니다. 전자파에너지가 있다는 것은 전기장과 자기장이 있다는 것이고 이렇게 공간을 이동하다가 전선을 만나면 전도전류로 이동하고 동시에 역기전력이 생기고 캐패시턴스를 만나면 충방전을 통해서 계속 전달됩니다.

그러면 전류는 금속도체의 자유전자에 의해 생기는 전도전류, 역기전력의 기여전류, 캐패시턴스의 충전전류로 나누어집니다.

[출처] R과 L의 차이에 대한 질문입니다. (전기박사) |작성자 다비니

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