[전기]전력과 전력량

1. 전력

전력(electric power) : 1초 [sec]동안에 변환 또는 전송되는 전기 에너지, 기호로는 P로 나타내고, 단위는 와트(watt, 기호[W])를 사용한다.

P=W/t[W]

V=W/Q[V], W=V•Q[J]

I=Q/t[A], Q=I•t[C]

P=W/t=VQ/t=V•I[W]

에서 옴의 법칙을 적용하면, 다음식이 성립

P=V•I=V제곱/R=I제곱•R[W]

그리고, 단위 시간의 전기 에너지를 전력이라 하고, 단위 시간의 기계 에너지는 동력 또는 공률이라 하는데, 전동기와 같은 기계 동력 단위로 사용되는 마력(horse power, 기호[HP])과 와트[W] 사이에는 다음 관계가 있다.

1[HP]=746[W]

 

2. 전력량

어느 일정 시간 동안의 전기에너지가 한 일의 양

전력량 W는 전력 P[W]에 시간 t[sec]의 곱으로 나타낸다.

W=P•t[J], [W sec]

전력량의 단위는 줄(joule, 기호[J])보다는 [W sec]를 많이 사용하며 실용 단위로 와트 아워[Wh], 또는 킬로와트 아워[kWh]등의 단위로 나타내는데, 이들 사이의 관계는 다음과 같다.

W=V•I•t = V제곱•t / R = I제곱•R•t[Wh]

1[kWh] = 10•10•10[Wh]=10•10•10•3600[W•sec]=3.6•10의6제곱[J]

3. 줄의 법칙

(1)줄의 법칙(Joule`s law) : 도체에 흐르는 전류에 의하여 단위 시간 내에 발생하는 열량은 도체의 저항과 전류의 제곱에 비례한다.

따라서 저항 부하에 흐르는 전류를 I[A], 저항을 R[Ω]이라 하면, t[sec]동안에 발생되는 열량H[J]는 다음과 같다.

H = I제곱•R•t = P•t[J]

1[J]을 칼로리[cal]로 환산하면 0.24[cal]이다.

H = 1/4.18 • I제곱 • R • t ≒ 0.24 • I제곱 •R •t[cal]

 

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