직류(DC, Direct Current)와 교류(AC, Alternating)의 개념과 차이

전자 : 전기를 이루는 가장 작은 입자이며 빛과 열을 만들어 내는 주체, 다시 말해 전기에너지를 생성하는 주체

전압 : 전자들을 움직이게 하는 힘

전류 : 전자가 흐르는 흐름을 의미

 

 

직류(DC)

• DC 전류는 단방향 전하의 흐름
• DC 전류에서 전자는 방향을 바꾸지 않고 음전하 영역에서 양전하 영역으로 이동
• 직류의 방향과 전류는 변하지 않습니다.
• 와이어와 같은 도체를 통해 흐를 수 있지만 반도체, 절연체 또는 전자 또는 이온 빔에서처럼 진공을 통해 흐를 수도 있습니다.
• 많은 가전제품과 배터리를 사용하는 모든 장치에 사용
• 실생활 예시 : 건전지, 전화선, 지하철(전차), 각종 TV, 컴퓨터, 라디오 등

 

속성

• 전자 밀도가 높은 영역에서 낮은 전자 밀도 영역으로 전자의 일정하게 흐릅니다.
• 교류와 달리 직류 전압을 변경하는 것은 훨씬 더 비싸고 어렵기 때문에 고전압 전기 전송에 적합하지 않습니다.
• 매우 먼 거리의 HVDC 전송은 교류보다 더 효율적입니다.

 

교류(AC)

• 시간에 따라 그 크기와 극성(방향)이 주기적으로 변하는 전류
• 1초 사이에 전류의 극성이 변하는 횟수를 주파수라고 하며, 단위는 Hz로 표시
• 전하의 흐름을 주기적으로 방향을 바꾸어서 전압 레벨도 전류와 함께 반전
• 주택, 사무실 건물 등에 전력을 공급하는데 사용

속성

• 교류는 전하 흐름의 방향을 뒤집습니다. 이는 일반적으로 방향을 바꾸는 정현파로 변하는 전류 및 전압으로 인해 발생하며 전류에 대해 주기적인 앞 뒤 움직임을 생성합니다.
• 변압기를 사용하여 전압을 비교적 쉽게 수정이 가능합니다. 이는 상용 및 주거용으로 더 안전한 전압으로 내려가기 전에 매우 높은 전압에서 전력을 전송할 수 있다는 뜻입니다. 이렇게 되면 에너지 손실 또한 최소화됩니다.

 

 

교류와 직류 차이표(AC and DC difference)

	교류	직류
운반할 수 있는 에너지 양	더 먼 도시 거리에서도 안전하게 이동할 수 있으며 더 많은 전력을 제공 가능	DC의 전압은 에너지 손실이 시작될 때까지 멀리 이동할 수 없음
전자 흐름 방향의 원인	와이어를 따라 자석을 회전	와이어를 따라 꾸준한 자기
회수	교류 주파수는 국가에 따라 50Hz 또는 60Hz	직류 주파수는 0
방향	회로를 흐르는 동안 방향을 바꿉니다.	회로에서 한 방향으로 흐릅니다.
흐름	시간에 따라 변화하는 크기의 전류	일정한 크기의 전류
전자의 흐름	전자는 앞뒤로 방향을 계속 전환	전자는 한 방향 또는 '앞으로'꾸준히 움직임
공급되는 곳	교류 발전기 및 전원.	셀 또는 배터리
수동 매개 변수	임피던스	저항
역률	0과 1 사이.	항상 1
종류	정현파, 사다리꼴, 삼각형, 정사각형.	순수하고 맥동합니다.

AC

DC

 

교류와 직류의 장점과 단점

우리 주변에서 컨버터라고 자주 볼 수 있습니다. 컨버터는 교류를 직류로 바꾸어 주는 것입니다. 주로 노트북에 AC 어댑터라고 볼 수 있습니다. 반대로 직류를 교류로 바꾸어 주는 것은 인버터입니다. 직류와 교류의 장점 단점이 뚜렷한데 먼저 직류는 전류의 방향이 일정하기 때문에 전압의 세기가 일정하여 전기 제품에 손상이 거의 없고 저장이 용이하고 휴대하기 편리하다는 장점이 있습니다. 하지만 직류 형태로 에너지를 발생시키려면 발전기의 구조가 복잡하고 장거리 송전이 어렵습니다. 교류는 매우 간단한 구조로 교류 발생기를 만들 수 있으며, 변압기를 통해 쉽게 전압을 높일 수 있어서 장거리 송전이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한 직류로 변환이 쉬워 우리 일상생활에 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 하지만 교류 에너지를 저장하기 위해서 직류 형태로 바꿔 저장을 하거나 운동에너지 형태로 바꿔서 저장을 해야 하기 때문에 이 과정에서 손실이 생길 수 있어 저장이 쉽지 않습니다. 또한 전압의 세기가 고르지 않아 전기 제품에 손상을 줄 수 있습니다.