전력 변환기
전력 — 와트, 마력 등
전력을 빠르게 추정하고 일반적인 실수를 피하는 방법. 와트와 킬로와트에서 마력, BTU/h, VA까지 빠르게 답을 얻으세요.
전력의 기초
전력
실효 전력(W)은 일을 하고, 피상 전력(VA)은 무효 성분을 포함합니다.
- P = V × I × 역률
- 역률 ∈ [0..1]
- 3상 ≈ √3 × V × I × 역률
마력의 종류
말의 작업 속도와의 역사적 비교; 여러 종류가 존재합니다.
- hp(기계) ≈ 745.7W
- hp(미터) ≈ 735.5W
- 보일러 hp는 훨씬 큽니다
열 출력
HVAC 및 엔진은 열 흐름을 BTU/h, kcal/s, 냉동톤으로 평가합니다.
- 1kW ≈ 3,412 BTU/h
- 1 냉동톤 ≈ 3.517kW
- 시간 기준을 확인하세요
- 실수를 피하기 위해 와트(W)를 통해 변환하세요
- 마력은 종류에 따라 다릅니다; 어떤 것인지 명시하세요
- W를 얻으려면 VA에 역률이 필요합니다
각 단위가 적합한 곳
가정 및 가전 제품
가전 제품은 W/kW로 전력을 표시하며, 에너지 요금은 kWh로 청구됩니다.
- 주전자 ~2kW
- 전자레인지 ~1.2kW
- 노트북 ~60–100W
엔진 및 차량
엔진은 마력 또는 kW를 광고하며, 전기차는 kW를 사용합니다.
- 1kW ≈ 1.341마력
- 구동계는 최대 및 연속 출력을 나열합니다
HVAC 및 열
냉난방은 종종 BTU/h 또는 냉동톤(RT)으로 표시됩니다.
- 1RT ≈ 12,000 BTU/h
- 히터는 kW 또는 BTU/h로
RF 및 오디오
소규모 전력은 dBm(기준 1mW)을 사용합니다.
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- 증폭기 헤드룸이 중요합니다
빠른 계산
역률 설명
실효 전력 대 피상 전력
- 역률 = 실효 전력 / 피상 전력
- P (W) = V × I × 역률
- 역률 0.8은 20%가 무효 전력임을 의미하며, 역률이 높을수록 전류가 감소합니다.
3상 팁
빠른 3상 규칙
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × 역률
- 예: 400V, 50A, 역률 0.9 → ≈ 31kW
전기 기초
전기 부하에 대한 즉각적인 추정
- 단상: P = V × I (와트)
- 예: 120V × 10A = 1,200W = 1.2kW
- 3상: P ≈ √3 × V × I × 역률
스케일링 및 마력
W, kW, 마력 간 변환
- 1kW = 1,000W
- 1hp(기계) ≈ 745.7W
- 1kW ≈ 1.341hp
열 변환
HVAC 빠른 계수
- 1 BTU/h ≈ 0.2931W
- 1kW ≈ 3,412 BTU/h
dBm 팁
라디오/전력 레벨 단축키
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
변환 작동 방식
- W ÷ 1,000 → kW; kW × 1,000 → W
- hp(기계) × 745.7 → W; W ÷ 745.7 → hp(기계)
- BTU/h × 0.293071 → W; W × 3.41214 → BTU/h
일반적인 변환
| 변환 전 | 변환 후 | 계수 | 예 |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1,000 | 1.2kW = 1,200W |
| hp(기계) | kW | × 0.7457 | 150마력 ≈ 112kW |
| kW | BTU/h | × 3,412 | 2kW ≈ 6,824 BTU/h |
| 냉동톤 | kW | × 3.517 | 2 냉동톤 ≈ 7.03kW |
| dBm | mW | 10^(dBm/10) | 20 dBm = 100 mW |
빠른 예
피해야 할 일반적인 실수
- kW 대 kWh: 전력(비율) 대 에너지(양)
- 마력의 종류: 기계 마력 ≠ 미터 마력 ≠ 보일러 마력
- VA 대 W: 피상 전력 대 실효 전력 (역률에 따라 다름)
- BTU 대 BTU/h: 에너지 단위 대 전력 단위
- 초당 대 시간당: 항상 시간 기준을 확인하세요
- dB 계산: 전력에는 10× 사용 (20× 아님)
일상적인 기준점
| 사물 | 일반적인 전력 | 참고 |
|---|---|---|
| 인간 (휴식 중) | 약 100W | 대사율 |
| LED 전구 | 8–12W | 현대 조명 |
| 노트북 | 60–100W | 부하 시 |
| 전자레인지 | 1.0–1.2kW | 조리 전력 |
| 전기 주전자 | 1.8–2.2kW | 빠른 가열 |
| 방 에어컨 | 1–3kW | 크기/SEER에 따라 |
| 소형 EV 모터 | 100–200kW | 최대 정격 |
전력에 관한 놀라운 사실
왜 마력인가?
제임스 와트는 증기 기관을 말과 비교하여 마케팅하기 위해 '마력'이라는 용어를 만들었습니다. 말 한 마리가 1분 안에 33,000파운드를 1피트 들어 올릴 수 있었습니다.
인간의 힘
휴식 중인 평균적인 인체는 약 100와트의 열을 발생시킵니다. 이는 밝은 LED 전구를 켤 수 있을 만큼 충분합니다. 격렬한 운동 중에는 출력이 400와트를 초과할 수 있습니다!
VA 대 W의 미스터리
역률이 0.8인 경우 1kVA UPS는 800W의 실효 전력만 공급할 수 있습니다. 나머지는 '가상의' 무효 전력입니다!
태양광 전력 밀도
맑은 날, 태양은 지구 표면에 평방미터당 약 1,000W를 전달합니다. 이는 단 1평방미터의 태양광 패널로 전자레인지를 작동시키기에 충분합니다!
번개
번개는 마이크로초 동안 최대 10억 와트(1GW)의 전력을 전달할 수 있지만, 총 에너지는 놀라울 정도로 작아 약 250kWh에 불과합니다.
dB 직관
+3dB는 전력을 두 배로, +10dB는 전력을 10배로 만듭니다. 따라서 0dBm = 1mW, 30dBm = 1W, 60dBm = 1kW입니다!
심장의 힘
인간의 심장은 지속적으로 약 1-5와트를 생성합니다. 평생 동안 혈액을 펌핑하는 데는 매분 작은 차를 1미터 들어 올리는 것과 거의 같은 에너지가 필요합니다!
냉동톤
'냉동톤'은 24시간 동안 1쇼트 톤의 얼음을 얼리는 데 필요한 냉각력과 같습니다: 12,000 BTU/h 또는 약 3.5kW. 에어컨 장치의 무게와는 아무런 관련이 없습니다!
기록 및 극단
| 기록 | 전력 | 참고 |
|---|---|---|
| 대형 수력 발전소 | > 20 GW | 명판 (예: 삼협댐) |
| 대규모 가스 발전소 | 약 1–2 GW | 복합 사이클 |
| 페타와트 레이저 (최대) | > 10^15 W | 초단파 펄스 |
전력 측정의 진화: 말에서 기가와트까지
전력 측정은 1700년대 증기 기관을 일하는 말과 비교하는 것에서 오늘날 기가와트 규모의 재생 가능 에너지 그리드를 관리하는 것으로 진화했습니다. 이 여정은 인류의 증가하는 에너지 수요와 기술적 정교함을 반영합니다.
증기 시대: 마력의 탄생 (1770년대-1880년대)
제임스 와트는 증기 기관을 대체할 말과 비교하여 마케팅할 방법이 필요했습니다. 그의 실험은 오늘날 우리가 여전히 사용하는 마력의 정의로 이어졌습니다.
- 1776년: 제임스 와트가 광산에서 석탄을 들어 올리는 말을 관찰함
- 계산: 말 한 마리가 1분 안에 33,000파운드를 1피트 들어 올림
- 결과: 1마력 ≈ 746와트 (이후 표준화됨)
- 마케팅의 천재: '마력' 단위로 평가된 엔진을 판매함
- 유산: 여러 국가에서 자체적인 마력 종류를 만듦 (기계, 미터, 보일러)
전기 혁명 (1880년대-1960년)
실용적인 전력 생산 및 배전의 발명은 새로운 단위의 필요성을 창출했습니다. 제임스 와트의 이름을 딴 와트는 국제 표준이 되었습니다.
- 1882년: 에디슨의 펄 스트리트 발전소가 뉴욕에서 600kW를 생산함
- 1889년: 국제 전기 회의에서 와트(W)를 채택함
- 정의: 1와트 = 1줄/초 = 1볼트 × 1암페어
- 1960년: SI 시스템이 와트를 공식 전력 단위로 확인함
- 그리드 확장: 발전소가 킬로와트에서 메가와트로 규모를 확장함
현대 전력의 복잡성 (1960년대-1990년대)
전기 시스템이 더욱 정교해지면서 엔지니어들은 모든 전력이 유용한 일을 하는 것은 아니라는 사실을 발견했습니다. 이는 실효 전력과 피상 전력의 개념으로 이어졌습니다.
- 실효 전력 (W): 실제 일을 하며 와트로 측정됨
- 피상 전력 (VA): 무효 성분을 포함한 총 전력
- 역률: 실효 전력 대 피상 전력의 비율 (0에서 1)
- 1990년대: 역률 개선 (PFC)이 전자 제품의 표준이 됨
- 영향: 그리드 효율성 향상, 폐열 감소
- 현대 요구 사항: 대부분의 장치는 역률 > 0.9여야 함
재생 가능 에너지 시대 (2000년대-현재)
풍력 및 태양광 발전은 일상적인 에너지 논의에 메가와트와 기가와트 규모를 가져왔습니다. 전력 측정은 이제 IoT 센서의 나노와트에서 국가 그리드의 기가와트까지 확장됩니다.
- 주거용 태양광: 일반적인 시스템 5-10kW
- 풍력 터빈: 현대 해상 터빈은 각각 15MW에 달함
- 태양광 발전소: 대규모 시설은 500MW를 초과함
- 에너지 저장: MW/MWh로 평가된 배터리 시스템
- 스마트 그리드: 나노와트에서 기가와트까지의 실시간 전력 모니터링
- 미래: 전 세계적으로 테라와트 규모의 재생 가능 시설이 계획됨
현대 전력 스펙트럼
오늘날의 전력 측정은 스마트워치의 나노와트 센서에서 원자력 발전소의 기가와트 출력에 이르기까지 놀라운 범위를 아우릅니다.
- 피코와트 (pW): 전파 천문학 수신기, 양자 센서
- 나노와트 (nW): 초저전력 IoT 센서, 에너지 하베스팅
- 마이크로와트 (µW): 보청기, 피트니스 트래커
- 밀리와트 (mW): LED 표시등, 소형 전자 제품
- 와트 (W): 전구, USB 충전기
- 킬로와트 (kW): 가전 제품, 전기차 모터
- 메가와트 (MW): 데이터 센터, 풍력 터빈, 소규모 발전소
- 기가와트 (GW): 원자력 발전소, 대형 수력 발전 댐
- 테라와트 (TW): 전 세계 에너지 생산 (지속적으로 약 20TW)
단위 카탈로그
미터법 (SI)
| 단위 | 기호 | 와트 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 킬로와트 | kW | 1,000 | 1,000W; 가전 제품 및 EV. |
| 메가와트 | MW | 1,000,000 | 1,000kW; 발전기, 데이터 센터. |
| 와트 | W | 1 | 전력의 SI 기본 단위. |
| 기가와트 | GW | 1.000e+9 | 1,000MW; 그리드 규모. |
| 마이크로와트 | µW | 0.000001 | 마이크로와트; 센서. |
| 밀리와트 | mW | 0.001 | 밀리와트; 소형 전자 제품. |
| 나노와트 | nW | 0.000000001 | 나노와트; 초저전력. |
| 피코와트 | pW | 1.000e-12 | 피코와트; 미세한 RF/광학. |
| 테라와트 | TW | 1.000e+12 | 1,000GW; 전 세계 총계의 맥락. |
마력
| 단위 | 기호 | 와트 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 마력 (기계) | hp | 745.7 | 마력 (기계). |
| 마력 (미터법) | hp(M) | 735.499 | 미터 마력 (PS). |
| 마력 (보일러) | hp(S) | 9,809.5 | 보일러 마력 (증기). |
| 마력 (전기) | hp(E) | 746 | 전기 마력. |
| 마력 (물) | hp(H) | 746.043 | 수력 마력. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | 프페르데슈테르케 (PS), ≈ 미터 마력. |
열 / BTU
| 단위 | 기호 | 와트 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 시간당 BTU | BTU/h | 0.293071 | 시간당 BTU; HVAC 표준. |
| 분당 BTU | BTU/min | 17.5843 | 분당 BTU. |
| 초당 BTU | BTU/s | 1,055.06 | 초당 BTU. |
| 시간당 칼로리 | cal/h | 0.00116222 | 시간당 칼로리. |
| 분당 칼로리 | cal/min | 0.0697333 | 분당 칼로리. |
| 초당 칼로리 | cal/s | 4.184 | 초당 칼로리. |
| 시간당 킬로칼로리 | kcal/h | 1.16222 | 시간당 킬로칼로리. |
| 분당 킬로칼로리 | kcal/min | 69.7333 | 분당 킬로칼로리. |
| 초당 킬로칼로리 | kcal/s | 4,184 | 초당 킬로칼로리. |
| 시간당 백만 BTU | MBTU/h | 293,071 | 시간당 백만 BTU. |
| 냉동톤 | TR | 3,516.85 | 냉동톤 (RT). |
전기
| 단위 | 기호 | 와트 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 킬로볼트암페어 | kVA | 1,000 | 킬로볼트암페어. |
| 메가볼트암페어 | MVA | 1,000,000 | 메가볼트암페어. |
| 볼트암페어 | VA | 1 | 볼트암페어 (피상 전력). |
야드파운드법
| 단위 | 기호 | 와트 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 시간당 피트-파운드 힘 | ft·lbf/h | 0.000376616 | 시간당 피트-파운드 힘. |
| 분당 피트-파운드 힘 | ft·lbf/min | 0.022597 | 분당 피트-파운드 힘. |
| 초당 피트-파운드 힘 | ft·lbf/s | 1.35582 | 초당 피트-파운드 힘. |
과학 / CGS
| 단위 | 기호 | 와트 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 분당 대기압 입방 센티미터 | atm·cc/min | 0.00168875 | 분당 atm·cc. |
| 초당 대기압 입방 센티미터 | atm·cc/s | 0.101325 | 초당 atm·cc. |
| 분당 대기압 입방 피트 | atm·cfm | 47.82 | 분당 atm·입방 피트. |
| 초당 에르그 | erg/s | 0.0000001 | 초당 에르그 (CGS). |
| 시간당 줄 | J/h | 0.000277778 | 시간당 줄. |
| 초당 줄 | J/s | 1 | 초당 줄 = 와트. |
| 시간당 킬로줄 | kJ/h | 0.277778 | 시간당 킬로줄. |
| 분당 킬로줄 | kJ/min | 16.6667 | 분당 킬로줄. |
| 초당 킬로줄 | kJ/s | 1,000 | 초당 킬로줄. |
| 루섹 | lusec | 0.0001333 | 누출 단위: 마이크론리터/초. |
전력 변환 모범 사례
변환 모범 사례
- 맥락을 파악하세요: 정밀도를 위해 W/kW, 엔진에는 hp, HVAC에는 BTU/h를 사용하세요
- 마력 종류를 명시하세요: 기계 마력(745.7W) ≠ 미터 마력(735.5W) ≠ 보일러 마력
- 역률이 중요합니다: VA × 역률 = W (전기 시스템용, 역률 범위 0-1)
- 시간 기준이 중요합니다: 전력(W) 대 에너지(Wh) — 비율과 양을 혼동하지 마세요
- 단위 일관성을 확인하세요: 계산의 모든 단위가 동일한 시간 기준(초당, 시간당)을 사용하는지 확인하세요
- 과학적 표기법을 사용하세요: 1µW 미만 또는 1GW 초과 값의 경우 과학적 표기법이 가독성을 향상시킵니다
피해야 할 일반적인 실수
- kW(전력)를 kWh(에너지)와 혼동하는 것 — 비율 대 양, 완전히 다른 양
- 마력 종류를 혼합하는 것: 기계 마력(745.7W) ≠ 미터 마력(735.5W) — 1.4% 오류
- VA를 W로 사용하는 것: 역률이 1.0이 아닌 한 피상 전력(VA) ≠ 실효 전력(W)
- BTU 대 BTU/h: 에너지 단위 대 전력 단위 — 시간이 중요합니다! (kWh를 kW와 혼동하는 것과 같음)
- 잘못된 dB 공식: 전력은 10 log₁₀, 전압은 20 log₁₀ 사용 — 혼합하지 마세요
- 3상을 잊는 것: 단상 P = V × I × 역률, 하지만 3상 P = √3 × VLL × I × 역률
전력 규모: 양자에서 우주까지
대표적인 전력 규모
| 규모 / 전력 | 대표적인 단위 | 일반적인 용도 | 예 |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | 펨토와트 (fW) | 양자 광학, 단일 광자 검출 | 단일 광자 에너지 플럭스 |
| 1 × 10⁻¹² W | 피코와트 (pW) | 전파 천문학 수신기, 양자 센서 | 지구에서의 보이저 1호 신호 ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | 나노와트 (nW) | 초저전력 IoT 센서, 에너지 하베스팅 | RFID 태그 수동 전력 ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | 마이크로와트 (µW) | 보청기, 피트니스 트래커, 심박 조율기 | 심박 조율기 ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | 밀리와트 (mW) | LED 표시등, 레이저 포인터, 소형 전자 제품 | 레이저 포인터 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | 와트 (W) | 전구, USB 충전기, 소형 가전 제품 | LED 전구 10 W, USB 충전기 20 W |
| 1 × 10³ W | 킬로와트 (kW) | 가전 제품, EV 모터, 주거용 태양광 | 전자레인지 1.2 kW, 자동차 엔진 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | 메가와트 (MW) | 데이터 센터, 풍력 터빈, 소규모 발전소 | 풍력 터빈 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | 기가와트 (GW) | 원자력 발전소, 대형 댐, 그리드 인프라 | 원자력 발전소 1-1.5 GW |
| 1 × 10¹² W | 테라와트 (TW) | 국가 그리드 총계, 전 세계 에너지 생산 | 전 세계 전력 사용량 ≈ 평균 20 TW |
| 1 × 10¹⁵ W | 페타와트 (PW) | 고에너지 레이저 시스템 (초단파 펄스) | 국립 점화 시설 레이저 ≈ 최대 500 TW |
| 3.828 × 10²⁶ W | 태양 광도 (L☉) | 항성 천문학, 천체 물리학 | 태양의 총 전력 출력 |
자주 묻는 질문
VA와 W의 차이점은 무엇인가요?
VA는 피상 전력(볼트 × 암페어)입니다. 와트(실효 전력)를 추정하려면 역률을 곱하세요.
어떤 마력을 사용해야 하나요?
엔진에는 기계 마력(≈745.7W), PS에는 미터 마력을 사용하세요. 보일러 마력은 증기 등급으로 비교할 수 없습니다.
1 냉동톤은 무슨 뜻인가요?
하루에 1쇼트 톤의 얼음을 녹이는 것과 같은 냉각력: ≈ 12,000 BTU/h 또는 ≈ 3.517kW.