구리를 비저항이 2.65 × 10⁻⁸ Ω·m인 알루미늄으로 바꾸면, 같은 치수에서 저항이 약 0.265 Ω으로 올라갑니다.
왜 중요한가
전선 저항은 케이블을 따라 얼마나 많은 전압이 손실되고 얼마나 많은 에너지가 열로 낭비되는지를 정합니다. 길고 가는 전선 구간은 부하에 도달하기 전에 공급 전압의 무시할 수 없는 비율을 떨어뜨릴 수 있어, 전기 기술자는 전압 강하를 한도 안에 두려고 도체 굵기를 정합니다. 같은 이유로 대전류 회로는 굵은 도체를 쓰고 가공 송전선은 큰 지름의 케이블을 선호합니다. 단면적이 크면 저항이 낮아져 긴 거리에서 손실을 줄여 주기 때문입니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
전선 저항은 어떻게 계산하나요?
균일한 전선의 저항은 R = ρL/A입니다. 여기서 ρ(로)는 옴·미터 단위의 재료 비저항, L은 미터 단위의 길이, A는 제곱미터 단위의 단면적입니다. 전선이 길수록 저항이 크고, 굵을수록(단면적이 클수록) 작습니다. 여기서 쓰는 비저항 값은 약 20 °C에서의 금속 값입니다.
왜 전선이 길거나 가늘수록 저항이 큰가요?
저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례합니다. 길이를 두 배로 하면 전하 운반자가 두 배의 재료를 지나므로 저항이 두 배가 됩니다. 단면적을 절반으로 하면 전류가 흐를 공간이 절반이 되므로 저항이 두 배가 됩니다. 그래서 전력 케이블은 긴 구간에서 손실을 낮추기 위해 굵은 도체를 씁니다.
어떤 금속이 가장 좋은 도체인가요?
흔한 금속 중에서는 은이 비저항이 가장 낮고(약 1.59 × 10⁻⁸ Ω·m), 그 뒤로 구리(1.68 × 10⁻⁸), 금(2.44 × 10⁻⁸), 알루미늄(2.65 × 10⁻⁸), 철(9.71 × 10⁻⁸) 순입니다. 구리는 매우 낮은 비저항과 합리적인 가격을 겸비해 배선에 흔히 쓰입니다. 알루미늄은 더 가볍고 저렴해서, 비저항이 더 높은데도 가공 송전선에 쓰입니다.
온도가 전선 저항을 바꾸나요?
그렇습니다. 금속은 온도가 올라가면 비저항이 커지므로, 뜨거운 전선은 차가운 전선보다 저항이 높습니다. 이 계산기가 쓰는 비저항 값은 대략 20 °C에서 인용한 것입니다. 다른 온도에서 정밀한 작업을 하려면 저항 온도 계수를 적용하지만, 대부분의 일상적인 추정에는 상온 값으로 충분히 정확합니다.
