전력과 전력량 의미와 전기 제품의 전기요금 계산
- 전기 이야기
- 2023. 12. 5.
오늘은 전력과 전력량에 대해 포스팅하려고 합니다. 전력과 전력량의 개념을 이해하고 이를 통해 가전제품의 명판 정보를 활용하여 전기요금을 계산하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
전기 에너지
보통 에너지라 함은 일을 할 수 있는 능력을 말합니다. 따라서 전기 에너지는 전기 장치에 전류가 흘러 일을 할 수 있는 능력입니다. 집과 사무실 공장 등의 컴퓨터, 냉장고, 펌프 등이 작동되는 것은 전기 에너지 때문입니다.
전기에너지는 전압, 전류, 시간에 비례하므로 전기에너지를 계산하는 식은 다음과 같습니다.
- 전기에너지 = 전압 x 전류 x 전류가 흐른 시간
- 전기에너지[J, 주울]
- 전압[V, 볼트]
- 전류[A, 암페어]
- 시간[s, 초]
전기에너지의 단위는 J(주울)로 1J은 1V의 전압과 1A의 전류가 1초 동안 흘렀을 때의 전기 에너지의 크기입니다.
- 1J = 1V x 1A x 1s
전력
전력은 단위 시간당 전기 장치에 공급되는 전기 에너지입니다. 따라서 전기에너지(J)를 시간(s)으로 나누면 전력(J/s)이 됩니다. 전력의 단위는 W(와트)이고 J/s와 같습니다.(1,000W = 1kW)
전력을 P, 전압을 V, 전류를 I라고 할 때, 전력을 계산하는 식은 다음과 같습니다.
전력은 단위 시간당 전기 장치에 전류가 흘러 얼마만큼의 일을 할 수 있는지를 보여주는 수치입니다. 전력값이 크면 클수록 전기가 일을 많이 한다고 할 수 있고, 그에 따라 많은 전기에너지를 필요로 합니다.
전력값(전압 X 전류)이 커지려면 전압은 220V 또는 380V로 고정이므로 전류값이 커져야 합니다. 전류가 많이 흐르면 전기 요금도 많이 나오겠지요. 그리고 많은 전류가 흐르려면 전선의 굵기도 굵어야 합니다.
전력은 『1시간당 전기 장치가 소비하는 전기 에너지』라고 이해하면 더 쉬울듯합니다.
전력량
전력량은 전기 장치가 일정 시간 동안 사용한 전력의 양입니다. 전력에 시간을 곱해 계산을 하고, 여기서 곱하는 시간의 단위는 초(second)가 아닌 시간(hour)입니다. 따라서 전력량의 단위는 W(와트)에 h(시간)를 곱한 Wh(와트아워, 와트시)입니다.
전력량을 W, 전력을 P, 전압을 V, 전류를 I, 시간을 t라고 할 때, 전력량을 계산하는 식은 다음과 같습니다.
- 전력량(W) = 전력 x 시간 = Pt = 전압 x 전류 x 시간 = VIt
전력량 1Wh는 전기 장치가 1시간(1h) 동안 1W의 전력을 사용한 것입니다.
전기 요금은 전력량을 기준으로 계산합니다. 소비전력 150W의 TV를 하루 5시간씩 한 달간 매일 볼 때 하루 동안 TV가 사용한 전력량은 150W x 5h = 750Wh입니다. 여기에 30일 곱하면 750Wh x 30 = 22,500Wh = 22.5kWh로 TV가 한 달 동안 사용한 전력량입니다.
대략 1kWh 당 전기 요금이 100원 정도 합니다. 따라서 TV가 사용한 한 달 전기 요금은 22.5kWh x 100원 = 2,250원입니다.
이렇게 전기 요금을 부과하기 위해서는 사용한 전력량을 측정해야 합니다. 일정 시간 동안 사용한 전력량을 측정하는 도구가 바로 전기 계량기입니다 전기계량기를 전력량계라고도 하는 이유가 전력량을 계측하는 기계이기 때문입니다.
가전제품의 정격소비전력과 전기 요금 계산
가전제품의 명판을 보면 정격전압, 정격전류, 정격소비전력 등의 용어가 있습니다.
정격전압은 전기 장치에 사용할 수 있는 가장 적합한 전압입니다. 정격전압보다 높거나 낮은 전압이 공급이 되면, 정상적으로 동작되지 않거나 고장이 발생합니다. 정격전류도 마찬가지입니다.
정격소비전력은 전기기구에 정격전압과 정격전류를 공급했을 경우 단위시간당 소모하는 전기 에너지이며 전력과 마찬가지로 단위는 W(와트)입니다.
다음 그림은 냉난방기의 명판입니다. 1번의 220V가 정격전압, 2번의 냉방 1.85kW, 난방 4.65kW가 정격소비전력, 3번의 냉방 8.5A, 난방 21.2A가 정격전류가 되겠습니다.
전력은 전압에 전류를 곱하면 계산할 수 있는데, 명판의 정격전압과 정격전류를 곱했을 때 정격소비전력 값이 나오는지 계산을 해보겠습니다.
정격소비전력을 실제로 계산해 본 결과 명판에 표기되어 있는 값과 거의 일치하는 것을 확인할 수 있습니다.
냉방 시 정격소비전력은 1.85kW로 만약 하루 5시간을 사용한다면 냉방기의 1일 사용 전력량은 1.85kw x 5h = 9.25kwh가 되겠습니다.
평균 1kWh 당 전기 요금이 100원이므로 냉방 시 하루 동안 사용한 전기 요금은 9.25kWh x 100원 = 925원입니다. 여기에 30일을 곱하면 한 달 동안 사용한 전기 요금은 925원 x 30일 = 27,750원입니다.
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