d라이브러리

스마트폰 배터리가 닳거나 장난감이 작동을 멈추면 우리는 콘센트에 플러그를 꽂거나 건전지를 새로 갈아요. 그런데 건전지가 만드는 전기와 발전소에서 만들어져 집으로 오는 전기의 종류가 다르다는 사실, 알고 있나요?

직류전류는 전하를 띤 입자가 이동하는 현상이에요. 전선 내부에서 전기 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르지요. 이때 세기와 방향이 일정한 전류를 ‘직류’라고 불러요. 

직류의 대표적인 예는 건전지를 꽂아서 만든 회로예요. 건전지의 음극에서 나온 전자는 양극으로 움직여요. 이 전자의 움직임으로 인해 전류가 한 방향으로만 흐르죠. 이 전기를 꼬마전구에 불을 켜는 등 다양한 방식으로 사용하는 거예요.

직류는 전류의 세기와 방향이 일정해서 안정적이에요. 전자 제품을 설계할 때에도 직류를 사용하면 훨씬 단순하게 만들 수 있죠.

미국의 발명가인 토머스 에디슨이 처음 상업적 전력 수송 장치를 개발했을 때 쓴 전기도 직류였습니다. 하지만 전기를 발전소에서 가정으로 보내는 송전 과정에서 전력 손실이 크다는 직류의 문제가 발견됩니다. 송전하려면 전압을 높여야 하는데 직류는 전압을 바꾸기 쉽지 않았거든요. 그래서 ‘교류’가 대안으로 떠오르죠.

  직류와 교류의 이름을 딴 밴드가 있다?

교류의 영어 줄임말은 ‘AC’예요. ‘번갈아 생기는 전류’라는 뜻의 ‘alternating current’의 앞글자를 땄지요. 비슷하게 직류는 ‘direct current’를 줄여 ‘DC’로 불러요. 오스트레일리아에는 이 직류와 교류를 이름으로 만든 밴드가 있습니다. 바로 ‘AC/DC’이지요. AC/DC의 음악은 영화 <;아이언맨>; 등에 배경음악으로 쓰였어요. 짜릿한 전기가 밴드가 만든 음악의 거친 느낌을 잘 표현한다고 생각해서 이런 이름을 지었다고 하네요.

교류‘교류’는 시간에 따라 전류의 세기와 방향이 주기적으로 바뀌는 전기입니다. 한쪽으로 흐르던 전류가 조금 시간이 지나면 반대쪽으로 흘렀다가, 다시 원래 방향으로 흐르기를 반복하죠.

교류는 증기로 터빈을 돌리는 화력발전소, 바람으로 프로펠러를 돌리는 풍력발전소 등 회전운동을 이용하는 발전기에서 만들어져요. 자기장 내부에서 코일을 돌리면 전기가 흐르는데, 회전 방향에 따라 전류의 방향이 계속 바뀌기 때문이죠.

또한, 교류는 송전 과정에서 잃는 전력이 직류보다 적어요. 멀리까지 전력을 전달하다 보면 전선에서 생기는 저항으로 인해 전력의 손실이 생겨요. 이를 줄이려면 송전 과정에서 전압을 높여야 하는데, 교류는 손쉽게 고전압으로 만들 수 있거든요. 토머스 에디슨의 경쟁자로 전기 사업을 펼친 발명가 조지 웨스팅하우스와 물리학자 니콜라 테슬라는 교류의 이런 장점을 홍보했고, 에디슨의 직류를 압도했어요. 그 결과 지금 우리가 집에서 쓰는 전기는 교류가 되었답니다.