송전선은 왜 아주 높은 전압으로 전기를 보낼까?

Why do power lines carry electricity at very high voltage?

발전소에서 집까지 전기를 보낼 때 왜 위험해 보이는 아주 높은 전압을 쓸까요?

무슨 일이 일어났나

보내는 전력은 전압 × 전류라서, 전압을 높이면 같은 전력을 더 작은 전류로 보낼 수 있습니다(MagLab).

전선에서 열로 잃는 전력은 전류² × 저항입니다. 시뮬레이터에서 1 MW 를 10 kV 로 보내면 전류 100 A 에 잃는 전력 50.0 kW(비율 0.0500), 100 kV 로 보내면 10.0 A 에 500 W(비율 0.000500)입니다.

EIA 는 높은 전압이 먼 거리 송전을 더 효율적이고 싸게 한다고 설명하고, 변전소 변압기가 전압을 올렸다가 집 가까이에서 다시 낮춥니다. 미국에서는 송전 · 배전 중에 전기의 약 5 % 를 잃습니다(EIA, 2018~2022 평균).

📸 진짜 모습

미국 캘리포니아주 카혼 고개에서 샌안드레아스 단층 위를 가로지르는 고압 송전선입니다. — 미국 캘리포니아주 카혼 고개에서 샌안드레아스 단층 위를 가로지르는 고압 송전선입니다.
출처: USGS · 퍼블릭 도메인 · USGS 원본 ↗

💡 생활 속 예시

산과 들을 가로지르는 높은 철탑의 송전선은 아주 높은 전압으로 먼 거리를 달린 뒤, 도시 변전소에서 전압을 낮춥니다.
길고 가는 연장선에 전기를 많이 쓰는 기구를 이으면 선이 따뜻해지는데, 전류가 클수록 전선 저항에서 열이 더 많이 나기 때문입니다.

확인된 값

전압이 높을수록 먼 거리 송전이 더 효율적이고 싸다: more efficient, less expensive 출처
미국에서 송전 · 배전 중에 잃는 전기 (2018–2022 평균, 약): 5 % 출처
선에서 잃는 전력 = 전류² × 저항: P = I²R 출처
전압을 높이면 같은 전력을 더 작은 전류로 보낼 수 있다: higher voltage → lower current 출처
변전소 변압기가 전압을 올리거나(승압) 내린다(강압): step up / step down 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 통합과학2 · 환경과 에너지 [10통과2-02-05]
잉글랜드 · KS4 Physics: Magnetism and electromagnetism
일본 · 高等学校物理基礎 (2) 様々な物理現象とエネルギーの利用

출처

이어서 보기

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