전압은 회로를 통해 전류를 밀어내는 '전기적 압력'입니다. 파이프의 수압과 같다고 생각하세요. 전압이 높을수록 미는 힘이 강합니다. 볼트(V)로 측정됩니다. 전류나 전력과는 다릅니다!

• 1 볼트 = 1 줄/쿨롬 (전하당 에너지)
• 전압은 전류를 흐르게 합니다 (압력이 물을 흐르게 하는 것처럼)
• 두 지점 사이에서 측정됩니다 (전위차)
• 전압이 높을수록 전하당 에너지가 많습니다

전압(V) = 압력, 전류(I) = 유량, 전력(P) = 에너지 비율. P = V × I. 1A에서 12V = 12W. 동일한 전력, 다른 전압/전류 조합이 가능합니다.

• 전압 = 전기적 압력 (V)
• 전류 = 전하의 흐름 (A)
• 전력 = 전압 × 전류 (W)
• 저항 = 전압 ÷ 전류 (Ω, 옴의 법칙)

직류(DC) 전압은 방향이 일정합니다: 배터리(1.5V, 12V). 교류(AC) 전압은 방향이 바뀝니다: 벽면 전원(120V, 230V). 실효값(RMS) 전압 = 유효한 직류 등가값.

• DC: 일정한 전압 (배터리, USB, 회로)
• AC: 교류 전압 (벽면 전원, 그리드)
• RMS = 유효 전압 (120V AC RMS ≈ 170V 피크)
• 대부분의 장치는 내부적으로 DC를 사용합니다 (AC 어댑터가 변환)

볼트(V)는 전위의 SI 단위입니다. 와트와 암페어로부터 정의됩니다: 1 V = 1 W/A. 또한 1 V = 1 J/C (전하당 에너지)이기도 합니다. 아토에서 기가까지의 접두사는 모든 범위를 포함합니다.

• 1 V = 1 W/A = 1 J/C (정확한 정의)
• 송전선용 kV (110 kV, 500 kV)
• 센서, 신호용 mV, µV
• 양자 측정용 fV, aV

W/A와 J/C는 정의상 볼트와 동일합니다. 관계를 보여줍니다: V = W/A (전류당 전력), V = J/C (전하당 에너지). 물리학을 이해하는 데 유용합니다.

• 1 V = 1 W/A (P = VI로부터)
• 1 V = 1 J/C (정의)
• 세 가지 모두 동일합니다
• 동일한 양에 대한 다른 관점

아브볼트(EMU)와 스탯볼트(ESU)는 오래된 CGS 시스템에서 유래했습니다. 현대에는 거의 사용되지 않지만 역사적인 물리학 교과서에 나타납니다. 1 스탯볼트 ≈ 300 V; 1 아브볼트 = 10 nV.

• 1 아브볼트 = 10⁻⁸ V (EMU)
• 1 스탯볼트 ≈ 300 V (ESU)
• 구식임; SI 볼트가 표준임
• 오래된 교과서에만 나타남

기본적인 관계: V = I × R. 전압은 전류 곱하기 저항과 같습니다. 두 가지를 알면 세 번째를 계산할 수 있습니다. 모든 회로 분석의 기초입니다.

• V = I × R (전압 = 전류 × 저항)
• I = V / R (전압으로부터의 전류)
• R = V / I (측정값으로부터의 저항)
• 저항기에는 선형, 다이오드 등에는 비선형

어떤 닫힌 루프에서든 전압의 합은 0입니다. 원을 그리며 걷는 것과 같습니다: 고도 변화의 합은 0입니다. 에너지는 보존됩니다. 회로 분석에 필수적입니다.

• 어떤 루프 주위에서든 ΣV = 0
• 전압 상승 = 전압 강하
• 회로 내 에너지 보존
• 복잡한 회로를 푸는 데 사용됨

전기장 E = V/d (거리당 전압). 짧은 거리에서 높은 전압 = 더 강한 전기장. 번개: 미터당 수백만 볼트 = MV/m의 전기장.

• E = V / d (전압으로부터의 전기장)
• 고전압 + 짧은 거리 = 강한 전기장
• 절연 파괴: 공기는 ~3 MV/m에서 이온화됨
• 정전기 충격: mm당 kV

USB: 5V (USB-A), 9V, 20V (USB-C PD). 배터리: 1.5V (AA/AAA), 3.7V (리튬 이온), 12V (자동차). 로직: 3.3V, 5V. 노트북 충전기: 일반적으로 19V.

• USB: 5V (2.5W)에서 20V (100W PD)까지
• 휴대폰 배터리: 3.7-4.2V 리튬 이온
• 노트북: 일반적으로 19V DC
• 로직 레벨: 0V (낮음), 3.3V/5V (높음)

가정: 120V (미국), 230V (유럽) AC. 송전: 110-765 kV (고전압 = 낮은 손실). 변전소는 배전 전압으로 낮춥니다. 안전을 위해 가정 근처에서는 낮은 전압을 사용합니다.

• 송전: 110-765 kV (장거리)
• 배전: 11-33 kV (지역)
• 가정: 120V/230V AC (콘센트)
• 고전압 = 효율적인 송전

입자 가속기: MV에서 GV까지 (LHC: 6.5 TeV). X선: 50-150 kV. 전자 현미경: 100-300 kV. 번개: 일반적으로 100 MV. 반 데 그라프 발전기: ~1 MV.

• 번개: ~100 MV (1억 볼트)
• 입자 가속기: GV 범위
• X선 튜브: 50-150 kV
• 전자 현미경: 100-300 kV

각 접두사 단계 = ×1000 또는 ÷1000. kV → V: ×1000. V → mV: ×1000. mV → µV: ×1000.

• kV → V: 1,000을 곱하세요
• V → mV: 1,000을 곱하세요
• mV → µV: 1,000을 곱하세요
• 반대로: 1,000으로 나누세요

P = V × I (전력 = 전압 × 전류). 2A에서 12V = 24W. 10A에서 120V = 1200W.

• P = V × I (와트 = 볼트 × 암페어)
• 12V × 5A = 60W
• P = V² / R (저항을 알 경우)
• I = P / V (전력으로부터의 전류)

V = I × R. 두 가지를 알면 세 번째를 찾을 수 있습니다. 4Ω에 걸리는 12V = 3A. 5V ÷ 100mA = 50Ω.

• V = I × R (볼트 = 암페어 × 옴)
• I = V / R (전압으로부터의 전류)
• R = V / I (저항)
• 기억하세요: I 또는 R을 구하려면 나누세요

USB-C는 20V에서 5A를 전달합니다. 전력은 얼마입니까?

P = V × I = 20V × 5A = 100W (USB Power Delivery 최대값)

5V 전원, LED는 20mA에서 2V가 필요합니다. 어떤 저항을 사용해야 합니까?

전압 강하 = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. 150Ω 또는 180Ω 표준 저항을 사용하세요.

왜 10kV 대신 500kV로 송전합니까?

손실 = I²R. 동일한 전력 P = VI이므로, I = P/V. 500kV는 전류가 50배 적어 손실이 2500배 적습니다 (I² 인자)!

신경 세포는 -70mV의 휴지 전위를 유지합니다. 활동 전위는 +40mV (110mV 변동)까지 치솟아 ~100m/s의 속도로 신호를 전달합니다. 당신의 뇌는 20W 전기화학 컴퓨터입니다!

일반적인 번개: ~5km에 걸쳐 ~100MV = 20kV/m의 전기장. 그러나 손상은 전류(30kA)와 지속 시간(<1ms)이 유발합니다. 에너지: ~1GJ, 한 달 동안 집 한 채에 전력을 공급할 수 있습니다—만약 우리가 그것을 포착할 수 있다면 말이죠!

전기 뱀장어는 방어/사냥을 위해 600V에서 1A를 방출할 수 있습니다. 직렬로 연결된 6000개 이상의 전기 세포(생물학적 배터리)를 가지고 있습니다. 최대 전력: 600W. 먹이를 즉시 기절시킵니다. 자연의 테이저건!

USB-C PD 3.1: 최대 48V × 5A = 240W. 게이밍 노트북, 모니터, 심지어 일부 전동 공구까지 충전할 수 있습니다. 휴대폰과 동일한 커넥터입니다. 모든 것을 지배하는 하나의 케이블!

전력 손실 ∝ I². 동일한 전력에 대해 전압이 높을수록 전류가 낮아집니다. 765kV 라인은 100마일당 1% 미만을 잃습니다. 120V에서는 1마일 만에 모든 것을 잃게 됩니다! 그래서 그리드는 kV를 사용합니다.

반 데 그라프 발전기는 1MV에 도달하지만 안전합니다—아주 작은 전류. 정전기 충격: 10-30kV. 테이저건: 50kV. 심장을 통과하는 전류(>100mA)가 위험한 것이지, 전압이 아닙니다. 전압만으로는 사람을 죽이지 않습니다.

볼타가 배터리(볼타 전지)를 발명합니다. 최초의 연속 전압원. 단위는 나중에 그의 이름을 따 '볼트'로 명명됩니다.

옴이 V = I × R을 발견합니다. 옴의 법칙이 회로 이론의 기초가 됩니다. 처음에는 거부되었지만, 지금은 기본입니다.

패러데이가 전자기 유도를 발견합니다. 변화하는 자기장으로 전압을 유도할 수 있음을 보여줍니다. 발전기를 가능하게 합니다.

제1차 국제 전기 회의에서 볼트를 정의합니다: 1옴을 통해 1암페어를 생성하는 기전력.

웨스팅하우스가 나이아가라 폭포 발전소 계약을 따냅니다. 교류가 '전류 전쟁'에서 승리합니다. 교류 전압은 효율적으로 변환될 수 있습니다.

CGPM이 볼트를 절대적인 용어로 재정의합니다. 와트와 암페어를 기반으로 합니다. 현대적인 SI 정의가 확립됩니다.

조셉슨 전압 표준. 양자 효과가 볼트를 10⁻⁹의 정확도로 정의합니다. 플랑크 상수와 주파수를 기반으로 합니다.

SI 재정의: 볼트는 이제 고정된 플랑크 상수로부터 파생됩니다. 정확한 정의, 물리적 인공물이 필요 없습니다.

전압은 전기적 압력입니다 (수압처럼). 전류는 유량입니다 (물의 흐름처럼). 고전압이 고전류를 의미하지는 않습니다. 전류가 없는 고전압(개방 회로)이나 전압이 낮은 고전류(전선을 통한 단락)가 있을 수 있습니다.

전선에서의 전력 손실은 I²(전류의 제곱)에 비례합니다. 동일한 전력 P = VI에 대해, 전압이 높을수록 전류가 낮아집니다. 765kV는 동일한 전력에 대해 120V보다 전류가 6,375배 적어 손실이 약 4,000만 배 적습니다! 그래서 송전선은 kV를 사용합니다.

아니요, 몸을 통과하는 전류가 사람을 죽이는 것이지, 전압이 아닙니다. 정전기 충격은 10-30kV이지만 안전합니다(<1mA). 테이저건은 50kV이지만 안전합니다. 그러나 고전압은 저항을 통해 전류를 강제로 흐르게 할 수 있으므로(V=IR), 고전압은 종종 고전류를 의미합니다. 심장을 통과하는 50mA 이상의 전류가 치명적입니다.

DC(직류) 전압은 방향이 일정합니다: 배터리, USB, 태양광 패널. AC(교류) 전압은 방향이 바뀝니다: 벽면 콘센트(50/60Hz). 실효값(RMS) 전압(120V, 230V)은 유효한 DC 등가값입니다. 대부분의 장치는 내부적으로 DC를 사용합니다(AC 어댑터가 변환).

역사적인 이유 때문입니다. 미국은 1880년대에 110V를 선택했습니다(더 안전하고, 절연이 덜 필요함). 유럽은 나중에 220-240V로 표준화했습니다(더 효율적이고, 구리가 덜 필요함). 둘 다 잘 작동합니다. 전압이 높을수록 동일한 전력에 대해 전류가 낮아져 전선이 더 얇아집니다. 안전과 효율성 사이의 절충안입니다.

네, 직렬로 연결하면 됩니다: 직렬로 연결된 배터리는 전압을 더합니다(1.5V + 1.5V = 3V). 병렬로 연결하면 전압은 동일하게 유지됩니다(1.5V + 1.5V = 1.5V, 하지만 용량은 두 배). 키르히호프의 전압 법칙: 어떤 루프에서든 전압의 합은 0입니다(상승분은 강하분과 같음).