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이번이 마지막 글입니다.
전기 지식 없는 일반인들이 미국 살면서 outlet, switch, 전구, recessed light 교체 하는 정도에 필요한 기초 지식만 제가 이해 하는 수준으로, 그리고 그보다 더 쉽게 설명 하려고 쓰는 글이니 전기 전공자들께서는 불편 하셔도 조금 참아 주셨으면 고맙겠습니다.
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이번 글은 말도 안되는 질문과 답변으로 시작 하는게 가장 좋을 것 같습니다.
(문제) 미국 집들은 전압이 120V 인데 우리 집에 있는 240V는 어디서 오나요?
(답) electric panel (두꺼비집) 에서 120 V 두 개를 합쳐서 만들어냅니다.
(전기 전공자 분들의 탄식 소리가 벌써 들립니다... 이런 엉터리... 말도 안되는... 등등)
하지만 어떡합니까? 전기 지식이 없는 저같은 일반인들은 이런 수준의 설명이 가장 와 닿는 걸요.
오늘도 그림을 보면서 질문 답변 들어가겠습니다.
그림 A는 지난 주에 썼던 3개의 글에서 설명 드렸듯이 기본적인 120V 교류 (alternating current) 입니다. (+) 120V, (-)120V를 왔다 갔다 하는 진동/파동을 일 초마다 60번 만들어서 60 Hz 의 주파수 frequency 를 가집니다.
그림 B 는 같은 120V 이지만 반박자 늦게 시작 합니다.
그림 C 에서 보듯이 A 와 B 를 합쳐 놓으면 "상대적으로" 진동의 폭이 더 커지게 되지요.
그래서 240V가 두꺼비 집에서 만들어 집니다.
신기하죠?
어떤 분들은 날카로운 질문을 던지실겁니다. 반박자 늦게 시작하는 120V 는 어디서 오나요?
사실은 전봇대에서 공급 받는 전기가 원래 그렇게 들어옵니다.120V 선 하나 (hot wire)가 들어오고, 반박자 늦게 시작하는 또 다른 120V 선 하나 (another hot wire) 가 또 들어옵니다. neutral은 하나만 들어온다네요.
그림 D 는 집에 있는 electrical panel 판을 열어서 보이는, 흐르는 전류가 노출 되는 electric panel 내부를 최대한 단순하게 그렸습니다.
제일 위에 "ON" 이라고 그려져 있는게 main circuit breaker 입니다. 집에 들어오는 모든 전기를 차단하는 역할을 합니다.
빨간색 요철 부분이 120 V 전기가 흐르고 있는 반쪽 입니다 (bus 1)
마주보는 검은색 요철 부분 이 또 다른, 반박자 느린 120 V 전기가 흐르고 있는 반쪽 입니다 (bus 2).
빨간색 bus 에는 20A 짜리 120V circuit breaker 가 달려 있습니다. 가정에서 가장 흔하게 쓰는 형태죠. 화장실, 방, TV, 컴퓨터 등을 꽂는 outlet들은 모두 이런 형태의 circuit breaker에 연결 되어 있습니다.
그림을 단순화 시켜서 다 생략 하고 검은색 패널 (bus 2) 오른쪽 아래에에 240V circuit breaker를 하나 달아 봤습니다.
이런 240V circuit breaker를 2-pole breaker 라고도 부르는데요, 그 이유는 bus 1 과 bus 2에서 동시에 120V 를 끌어와서 그림 C 와 같은 240V 를 만들기 때문입니다.
그래서 미국 일반 가정에서 240V 를 "만들어 내기" 위해서는 hot wire 2 개가 필요하고, 각각이 bus 1 과 bus 2에서 와야 합니다.
240V는 가정에서 전력 사용이 큰 제품들에 맞물려 있습니다. Electric Oven, Heater, electrical water heater, Dryer. 그리고 요즘은 전기차 충전용.
240 V 에 쓰는 outlet은 그래서 특별 하게 생겼습니다. 그림 D 의 오른쪽에 기본적인 NEMA 240V outlet을 그려놨습니다.
바로 위에서 설명 했지만 미국 일반 가정에서 240V를 사용 하기 위해서는 120V 를 bus 1, bus 2에서 각 각 하나씩 끌어 와야 합니다.
그래서 hot wire 2개가 필요하게 됩니다. 왼쪽, 오른쪽으로 들어오며 보통 검은색, 빨간색으로 표시 하게 됩니다.
neutral은 가전제품을 지난 전기가 다시 회로로 돌아가는 길 역할만 하니까 하나만 필요 하구요, 아래쪽에 위치합니다.
그리고 혹시나 뭔가 잘 못 되었을 경우를 대비해서 ground... 제일 위쪽에 위치하죠.
그런데 240V 를 본인이 직접 손 보는걸 개인적으로 추천하지 않습니다. 왜냐하면 2차 대전때 구리를 아끼려고 neutral 에 쓰는 흰 선을 2nd hot wire 로 쓴 240V outlet들이 옛날 집들에는 아직 많이 남아 있습니다. 그래서 240V 는 본인과 가족의 안전을 위해서 electrician을 불러서 시공 하는게 가장 안전합니다.
아래에 home depot 웹사이트에서 capture 한 electrical bus 사진을 첨부 했으니 참고 하세요.
마지막 정리 글입니다.
지금까지 1-4 편으로 기본적인 공부를 하신 분들은 아래의 링크들을 보시면 좀 더 정확한 지식을 심화 학습 할 수 있습니다.
집 내부의 switch, outlet 배선 공부를 하시고 싶으시면:
https://www.do-it-yourself-help.com/circuit-breaker-wiring-diagrams.html
Ground, Neutral, Hot wire 기본기의 심화 학습:
120V, 240V 심화 학습:
글 마무리 한 날이 Father's Day 이네요.
Happy Father's Day!