중3과학 6단원 전기 에너지 발생과 전환 - 소비전력
우리는 일상생활에서 전기를 이용하여 많은 전기제품을 사용하고 있습니다. 발전소에서 전기 에너지를 어떻게 생산하는지, 전기 에너지를 가지고 다른 에너지 전환에 대해서 알아봤죠. 근데 궁금한 것이 있는데요? 전기 제품을 사용하려고 하면 전기가 반드시 필요하잖아요? 이 전기는 공짜인가요? 아니죠? 우리는 전기제품을 사용하고 나중에 전기요금을 계산합니다. 이때 전기 요금을 어떻게 방법으로 계산할까요? 이것이 소비전력입니다. 그럼 소비전력에 대해서 알아보겠습니다.
소비전력
소비전력은 1초 동안 전기기구가 사용하는 전기 에너지의 양을 말합니다. 단위는 W(와트)를 사용하죠.
1W는 1초 동안 1J의 전기 에너지를 사용할 때 전력이예요. 구하는 공식은 다음과 같아요.
전기 기구에 정격 전압을 연결했을 때 단위 시간동안 전기 기구가 사용하는 전기 에너지가 바로 소비 전력입니다. 예를 들면 220V -50W라고 되어 있다면 이 전기 기구에 220V의 전압을 주면 전기 기구는 1초에 50J의 전기 에너지를 사용할 수 있다는 것이죠. 정격 전압은 전기 기구가 정상적으로 작동할 수 있는 전압으로, 110V와 220V가 있죠. 전기 기구마다 정격 전압이 다를 수 있고, 나라 마다 다를 수 있습니다. 우리나라에서 사용하는 가전제품들은 220V에 연결하는데 220V가 정격전압이라고 볼 수 있죠.
소비전력 변환식
소비전력의 식은 위에 있지만, 위 식을 다르게 바꿀 수도 있습니다. 전기 에너지는 전압(V) X 전류(I) X 시간(t)이므로, 소비전력에 대입을 했을 때 소비 전력은 전기 에너지 / 시간 = (전압 X 전류 X 시간) / 시간 = 전압 X 전류가 됩니다.
전력량
전기 기구가 일정 시간동안 사용하는 전기 에너지의 양을 전력량이라고 합니다. 전력량의 단위는 Wh(와트시), kWh(킬로와트시)라고 하고, 1 kWh는 1000Wh이에요.
1Wh는 소비전력이 1W인 전기 기구를 1시간 동안 사용했을 때 전력량입니다. 220V -50W인 전기기구를 3시간 사용했다면 전력량은 전력 X 시간 이므로 50W X 3시간(h)으로 150Wh가 되는 것이죠.
전기요금 계산
전기요금은 가정에서 사용하는 전기 기구의 하루동안 전력량에 한 달(30일)을 곱하면 됩니다. 예를 들면 220V-100W인 TV, 220V - 20W인 형광등, 220V -1000W인 다리미를 사용하는데요, TV는 하루에 5시간, 형광등은 하루에 10시간, 다리미는 하루에 30분만 사용하고, 전기요금은 100Wh당 100원이고, 한 달은 30일로 계산하면 다음과 같아요.
TV의 하루 전력량은 100W X 5h = 500Wh, 형광등의 하루 전력량은 20W X 10h = 200Wh, 다리미의 하루 전력량은 1000W X 0.5h = 500Wh이고, 합하면 하루 총전력량은 1200Wh입니다. 여기에 30일을 곱하면 36000Wh가 한 달 동안 사용한 총전력량이네요. 100Wh당 100원이므로 360 X 100원 = 36000원이 한 달 동안 사용한 전기요금이 됩니다.
실제 요금과는 차이가 있습니다. 가정에서는 기본요금이 있고, 그 이상부터는 kWh당 요금이 부과가 되고, 많이 사용하게 되면 누진세로 인해서 부과되는 요금은 더 많아지게 되어 있습니다. 따라서 위 공식에서 계산한 요금과 실제 요금이 다를 수 있다는 점..
이상 중3과학 6단원 에너지의 전환과 보존 중 전기에너지 발생과 보존에 대해서 알아봤습니다. 이해가 안 되는 부분이 있으면 물어보시고, 천천히 읽으면서 자신의 것으로 만들었으면 좋겠습니다.^^