변압기 완벽 가이드 한눈에 이해하기

변압기 완벽 가이드 원리, 종류, 특성까지 한눈에 이해하기

변압기는 전기 기초 지식에서 빠질 수 없는 핵심 개념입니다.

전기를 효율적으로 송전하고, 가정이나 산업 현장에서 안정적으로 사용하는 데 꼭 필요한 장치죠.

하지만 '변압기 원리'나 '변압기 종류'에 대해 정확히 알고 있는 사람은 의외로 드뭅니다.

변압기란 무엇인가? (전기 기초 용어 정리)

변압기(Transformer)는 교류 전압의 크기를 조절하는 장치입니다. 송전선에서 전압을 올리고, 가정이나 기기에서는 전압을 낮춰주는 역할을 하며, 전기 손실을 줄이고 안전하게 사용하도록 돕습니다.

직류(DC)에는 작동하지 않고, 교류(AC)에서만 작동

전자기 유도 현상을 이용해 전압을 변화시킴

 

변압기의 작동 원리 (전자기 유도와 권수비례)

변압기의 기본 구성은 다음과 같습니다:

1차 코일 (Primary): 전기를 입력 받는 코일

2차 코일 (Secondary): 전압이 유도되어 출력되는 코일

철심 (Core): 자기장을 집중시키는 통로 역할

 

전자기 유도 원리

1차 코일에 교류 전압을 인가하면 자기장이 생성되고,

이 자기장은 철심을 통해 2차 코일에 전달됩니다.

자기장의 변화로 인해 2차 코일에 전압이 유도되며 전기 에너지가 전달됩니다.

 

변압기 권수비례 공식

V1 / V2 = N1 / N2

V1: 1차측 전압

V2: 2차측 전압

N1: 1차 권선 수

N2: 2차 권선 수

권선 수가 많을수록 전압도 커집니다.

예시: N1 = 400회, N2 = 100회, V1 = 220V → V2 = 110V

 

변압기의 종류 (전기기사·산업용 구분 포함)

1. 전압 변화에 따른 분류

승압 변압기 (Step-up Transformer)

전압을 높임 (발전소 → 송전용)

강압 변압기 (Step-down Transformer)

전압을 낮춤 (송전선 → 가정, 공장)

2. 구조에 따른 분류

단상 변압기: 가정용, 전자기기

삼상 변압기: 산업용 대형 설비에 사용

오토트랜스포머 (Auto Transformer): 1차·2차 일부 공유, 고효율 소형 변압기

3. 냉각 방식 분류

건식 변압기: 공기 냉각, 실내용

유입식 변압기: 절연유 냉각, 옥외용, 산업현장에 적합

변압기의 특성 (효율·절연·부하 특성)

효율 (Efficiency)

일반적으로 90~99%로 매우 높음

주요 손실: 철손과 동손

절연 특성

1차와 2차 회로가 분리되어 있어 전기 안전성이 높음

정격 용량

변압기가 처리할 수 있는 전력(VA 또는 kVA 단위)

초과 사용 시 과열·손상 위험

부하 특성

부하 변화에 따라 출력 전압이 조금씩 변할 수 있음

변압기 사용 시 주의사항 (전기 안전 필수)

정격 용량 초과 금지: 발열·화재 가능성

주파수 확인 (50Hz / 60Hz): 지역에 맞게 선택

냉각 관리 필수: 발열 방지 및 수명 연장

정기 점검 필요: 절연 상태, 누유, 소음 체크

 

실생활 속 변압기 예시 (생활 + 산업)

가정용 어댑터 / 노트북 충전기: AC → DC 변환

스마트폰 충전기: 내부 소형 변압기 작동

산업용 기계: 특정 전압 조건에 맞는 전력 공급

송전선로: 고압 송전 → 지역별 변압소에서 저압으로 변환

최신 기술 트렌드 (변압기의 미래)

초전도 변압기: 저항 거의 없음, 고효율

친환경 변압기: 절연유 대신 식물성 절연유 사용

소형 변압기 개발: IoT, 스마트홈 기기용

마무리: 전기 기초부터 산업까지, 변압기의 핵심 역할

변압기는 우리가 매일 사용하는 전기를 안전하고 효율적으로 전달하는 데 핵심 역할을 합니다.

그 원리는 간단하지만, 종류와 특성을 알게 되면 전기 시스템의 설계와 운영을 더 깊이 이해할 수 있죠.

전기 초보자라면 전압이 왜 높아졌다 낮아지는지, 전기기사 수험생이라면 권수비례 공식, 산업 전기 종사자라면

설치 조건과 절연 특성을 기억해 두세요.