정격전압(rated voltage)은 전기기계기구, 선로 등의 정상적인 동작을 유지시키기 위해 공급해 주어야 하는 기준 전압이다. 제조업자가 제품의 특성에 따라 임의적으로 지정할 수 있으며 우리나라의 가전 제품의 경우 공칭전압(nominal voltage:회로나 시스템에서 사용하는 전압)에 맞추어 통상적으로 220V이다.
전기용품 안전관리법에 의해 정격 출력치(watt)와 함께 제품 뒷면의 명판에 표시되어 있다. 배선기구는 전압이 너무 높으면 절연이 나빠지거나 절연이 파괴되어 감전될 우려가 있다. 전류가 너무 높으면 배선기구 내 접촉 부위의 저항으로 인한 줄열의 발생으로 화재의 위험이 있다. 그러므로 정격전압과 정격전류 이하의 환경에서 사용하여야 하며 안전한 사용을 위해 정격전압과 정격출력을 표시하고 있다.
가전제품은 통상적으로 표시된 정격전압±10% 에서 사용 가능하며, 전류의 크기가 관건이 되므로 전압이 다소 높더라도 정격출력 이내의 크기이면 사용 가능하다. 또한 제품의 정격 전압이 공칭 전압과 다를 경우 정격에 맞는 전압을 공급하기 위해 변압기를 사용하기도 한다.
전기기구의 경우 정격 소비전력(W)=정격전압(V)*전류(I) 의 식으로부터 정격전압을 구할 수 있다. 전기회로 상에서 정격전압을 구할 경우, 차단기와 같은 기기류에서는 차단기에 걸리는 전압이 최고전압 이상이어야 정상적인 동작을 하므로 최고전압보다 더 높은 전압을 주어야 한다. 정격전압=공칭전압*1.2/1.1이 된다.
선로나 부하에서는 전압이 공칭전압과 같아야 정상적인 동작이 되므로 공칭전압 값과 같아야 한다. 어댑터가 있는 전기기구는 어댑터의 출력 전압이 그 기구의 정격전압이다. 우리나라의 가전 제품의 정격전압은 220V이며 미국은 120V, 일본은 100V, 오스트레일리아(호주)는 240V를 사용하고 있다.
정격전압 계산식
정격전압이란 정격 주위 온도 또는 단자 온도에서 연속하여 인가할 수 있는 직류 전압 또는 교류 전압의 최대치이다. 저항기의 경우, 정격전력이 동일한 시리즈에서도 인가 가능한 전압은 저항치에 따라 달라지며, 정격전력과 저항치를 바탕으로 하기 식 (1)을 통해 산출할 수 있다.
이 정격전압 계산식 (1)은 옴의 법칙 (2)와 전력의 산출식 (3)을 통해 얻어지는 식으로, 저항치에 비례한다.
그러나, 저항치가 높아진다고 해서 그만큼 소자에 인가할 수 있는 전압이 무한대로 높아지는 것은 결코 아니다.
정격전압과 소자 최고 전압의 관계
소자 최고 전압이란, 특정 저항치 이상의 높은 영역에서의 저항치에만 적용되는 수치로, 연속하여 인가할 수 있는 전압의 한계치를 뜻한다.
정격전압은 계산식 (1)을 통해 산출하지만, 높은 저항치의 경우에는 이 식으로 산출되는 전압치가 너무 커지기 때문에 연속하여 인가하게 되면 소자가 파괴되는 경우가 있다.
따라서 계산식 (1)에서 산출된 값과 소자 최고 전압을 비교하여, 작은 쪽의 값을 정격전압으로 정의하고 있다. 그러므로, 각 제품의 시리즈 및 사이즈에 따라 소자 최고 전압이 규정되어 있다.
정격전력 1W, 저항치 100kΩ, 소자 최고 전압 200V 제품인 경우,
예 : 정격전력 1W, 저항치 100kΩ, 소자 최고 전압 200V 제품인 경우
- 정격전압＝√(정격전력×저항치)＝√(1.0×100000) ≒316V로 산출된다. 그러나, 소자 최고 전압이 200V이므로, 200V보다 높은 전압을 인가할 수는 없다. 따라서, 이 제품의 정격전압은 200V로 사용한다.<
참고자료
같이 보기
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