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송전선이 세 가닥인 이유

전기는 비록 교류라도 각 순간을 보면 플러스와 마이너스가 있으므로 두 가닥의 전선이 필요한 것은 당연하다.

우리들은 가정에서 보통 두 가닥의 전선으로 전기를 사용하고 있다. 이러한 전기를 단상교류라고 한다.
그러나 송전선에는 철탑의 오른편에 3가닥, 왼편에 3가닥으로 되어 있다.

이처럼 3가닥씩의 전선으로 전력을 송전하는 것은 무슨 이유일까.

3가닥의 전선을 사용하는 교류를 3상교류(三相交流)라고 한다.

다음의 그림을 보자.

3개의 코일을 120도씩 각도를 어긋나게 해서 배치한 다음, 자석을 시계방향으로 회전시키면 3개의 코일은 자력선의 영향을 받아서 유도기전력이 발생한다.

이 기전력의 발생방법은 코일 aa'에서 차례로 120도씩 뒤져서 aa¹의 파형과 같은 정현파 전압이 생기게 된다.
이것을 전압의 위상이 120도씩 어긋났다고 하고, 이와 같은 교류를 3상교류라고 한다.
3상교류는 독립된 발전용 코일이 3개 있는 것이므로, 각각의 전압을 이용하기 위해서는 6가닥의 전선이 필요하게 된다.

왼쪽 그림과 같이 120도씩 위상이 벗어난 3개의 전원 각각에 부하가 연결되어 있다.
단상회로(單相回路)가 3쌍으로 전선은 6가닥이 있다.

그러나 그림과 같이 전선을 2가닥씩 합치면 전류가 2배가 되는 것처럼 보이지만, 120도 위상이 벗어난 전류가 가해지므로 전류의 크기에는 변화가 없다.
이러한 연결방법을 Δ(델타)결선 또는 삼각결선이라고 한다.

또 그림의 오른쪽처럼 연결할 수도 있다. 이 경우에는 세 가닥 묶은 전선에는 전기가 흐르지 않는다.
이것은 120도 위상의 전류 3개를 가하면 0이 되기 때문이다. 따라서 이 선은 필요 없게 된다.
이러한 연결방법을 결선 또는 스타(星形) 결선이라고 한다.

3상교류는 단상인 경우에 비해 전선을 한 가닥 증가시키는 것만으로 3배의 전력을 보낼 수가 있다.

◇ 약전과 중전 ◇

곧잘 ‘중전(重電)’, ‘약전(弱電)’이란 표현을 많이 쓴다.
어떤 회사는 중전 메이커, 또 어떤 회사는 약전 메이커라는 식으로 쓰이곤 한다.
그러나 중전(重電)의 반대라면 경전(輕電), 약전의 반대라면 강전(强電)이라고 해야 옳을 것이다.

강전·약전은 전류의 강약에 의해서 구분된다.
가전제품 중에도 전등, 냉장고, 세탁기, 전열기 등은 강전에 속한다. 공장의 모터나 산업용 기계 등도 물론 강전이다.

반대로 전신·전화기, 라디오, 텔레비전, 오디오 기기 등은 약전에 속한다.
또 컴퓨터 등도 약전으로 분류한다.

그러나 몇 암페어 이상이 강전이고, 몇 암페어 이하가 약전이라는 구분은 명확치 않다.
강전과 약전은 그 성격이 매우 달라서 전자가 남성적인 데 비해, 후자는 여성적이라 할 수 있다.

다음에 중전·경전은 극히 단순한 구분으로 전기기계를 무게에 따라 분류한 것이다.
발전기, 모터, 변압기, 차단기, 발전용 보일러, 터빈, 수차(水車)등은 중전이고 가전제품은 경전이다.

이렇게 보면 강전은 중전과 관계가 깊고, 약전은 경전과 관계가 깊다.
그러나 기술의 진보, 산업의 발달과 더불어 그 경계선은 점점 명확치 않아지는 경향이 있다.

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