2. 자동차의 전기가 흔들리는 이유
용량부족으로 인한 변동
○ 자동차에는 1차전기로 배터리(12V : 2V 6개)와 제네레이터(14V∼15V)가 있는데, 자동차시동을 걸 때는 배터리전기가 사용되지만 자동차가 운행중에는 제네레이터(발전기)가 전기를 공급하면서 배터리도 충전시키므로 "제네레이터전압"은 "배터리전압"보다 항상 높아야 합니다.
그런데 자동차전압이 흔들리는 것은 제네레이터용량(容量)이 부족하기 때문입니다.
예를 들어 배터리가 12V/80A, 제네레이터가 12V/60A라고 한다면 자동차의 전기용량(그릇을 치면 물이라고 보시고)은 12V/140A입니다.
여기서 만일에 자동차가 정확하게 12V에만 동작한다면 12V/140A 용량 때문에 웬만한 전기부하를 달아도 전압(수압)은 흔들리지 않습니다.
그러나 제네레이터전압의 14V∼15V(2V∼3V/60A)부분이 전체용량(12V/140A) 보다 부족하기 때문에 흔들리는 것입니다. (14V∼15V) - 12V = 2V∼3V(변동 범위를 말함)
원래 “전기부하(電氣負荷)는 높은 전압에만 동작하는 성질”을 가지고 있기 때문에 여기서는 15V가 자동차성능에 절대적인 영향을 미치는 것입니다.
이처럼 자동차가 움직이는 것은 배터리전압이 아닌 제네레이터전압이므로 제네레이터용량이 부족하면 부족할수록 전기부하로 인하여 전압변동이 심하게 생기는 것입니다.
그렇다고 제네레이터용량은 함부로 많이 늘리면 기술적으로는 해결되지만 제품생산에 따른 가격과 무게 등으로 또 다른 문제가 생기기 때문에 메이커들이 함부로 용량을 올리지 못하는 것입니다. 나.
온도에 의한 변동
○ 온도가 올라가도 자동차 내 있는 전기장치들의 저항변화(특성임피던스)로 인하여 전압이 변합니다.
도체(導體)는 통상적으로 온도가 올라가면 저항(抵抗)이 증가하는 데 저항이란 전기흐름을 방해한다는 뜻이지만 전자회로에 있어서 저항이 절대적으로 필요한 곳이 있는가 하면 필요 없는 곳도 있습니다.
예를 들어 자동차온도센서는 온도가 올라가면 저항이 떨이지고 반대로 온도가 내려가면 저항이 증가하는 원리를 이용한 것입니다. 다.
전기선 굵기에 따른 변동
○ 저항이 없는 전선 생산이 가능하다면 발전기를 한번만 돌려두면 외부 에너지 공급 없이도 평생 혼자 돌아 갈 수 있습니다.
그래서 전 세계가 -375℃에서 저항이 제로(0)가 되는 것을 연구하였으나 상품화하기에는 많은 세월이 필요한 것 같습니다.
그러므로 접지전압이 생기는 것은 아무리 짧은 선이라도 저항 때문에 전압강하(降下)가 생기는 것이므로 자동차마다 전압, 전류, 저항이 달라짐에 따라 전압변동이 다른 것입니다.
- 공식 : V = I×R, I = V÷R, R = V÷I - 용어 : V = 전압, I = 전류, R = 저항
* 예 1) 12V전압을 기준으로 하여 1Ω(옴)의 접지선에 0.1A전류가 흘렀다 면 선로전압강하(Vr)는 0.1V가 되지만 만일에 1A가 흘렀다면 1V의 전압강하가 생겨 11.9V와 11V라는 큰 차이로 나타납니다.
* 예 2) 그런데 동일선로에 15V가 공급되면 12V 때보다 더 많은 전류가 흐르므로 선로전압강하(Vr)는 더 심한 차이기 생깁니다(위 공식 참조).
○ 실제로 시중에 움직이는 자동차의 접지전압(接地電壓)을 조사한 결과 평상시 0.1V 미만인 차들이 에어컨과 라이트를 동시에 켜고 접지전압을 측정하면 최고 0.3V까지 전압강하가 생기는데 이러한 차들은 접지 보강(補强)을 꼭 해주어야 합니다.
그래서 접지선(接地線)보강이 필요한 차와 그렇치 않은 차가 있습니다.
결론적으로 접지전위(接地電位)는 제로 볼트(0V)가 가장 좋지만 선로저항을 없앨 수가 없으므로 현실적으로는 불가능한 것입니다. 라. 엔진회전수에 의한 변동
○ 제네레이터전기는 엔진이 돌아 갈 때만 생성(쿨롱의 법칙)되므로 엔진회전수가 고르지 못하면 제네레이터전기는 흔들리게 됩니다.
물론 전압안정회로가 내장되어 있기는 하지만 안정화시키는 데는 한계가 있기 때문입니다.
따라서 엔진회전수가 불안정하게 되면 제네레이터의 발생전기가 불안정하기 때문에 자동차의 성능이 떨어지는 큰 원인이 되기도 합니다.
기타 전압변동의 여러 가지 원인이 있으나 본장에서는 생략하겠습니다.
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