교류와 직류의 특성과 송전 시 교류를 사용하는 이유에 대한 전기 이론 이해도를 확인한다. 전력 시스템의 기초 개념을 논리적으로 설명할 수 있는지 평가한다.
이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
직류(DC)는 전류 방향이 일정하고, 교류(AC)는 주기적으로 방향이 바뀝니다. 송전에 교류를 쓰는 가장 큰 이유는 변압이 쉽기 때문입니다. 변압기는 교류에서만 작동하고, 전압을 높이면 전류가 줄어 송전 손실(P = I²R)이 크게 감소합니다. 수백 kV로 승압해 장거리 송전한 뒤, 사용 지점 근처에서 다시 강압하는 방식이 현재 전력망의 기본 구조입니다. 직류 고압 송전(HVDC)도 있지만 변환 장치 비용이 높아 장거리 해저 케이블 등 특수 상황에서 씁니다. 전기회로 수업에서 변압기 원리를 실험으로 확인했고, 그때 왜 가정용 전원이 AC 220V인지 연결해서 이해했습니다. 전력 시스템은 손실 최소화와 변환 편의성이 설계의 출발점이라고 배웠습니다.
직류(DC)는 전류가 한 방향으로 흐르고, 교류(AC)는 주기적으로 방향이 반전됩니다. 송전에 교류를 사용하는 이유는 변압기를 통해 전압을 자유롭게 바꿀 수 있기 때문입니다. 발전소에서 나온 전력을 수백 kV로 승압하면 전류가 줄어들고, 전력 손실이 I²R에 비례하기 때문에 저항이 같아도 전류가 작으면 손실이 급격히 감소합니다. 수업에서 실제 변압기를 조립해 출력 전압을 측정하는 실험을 했는데, 1차 코일과 2차 코일의 권수비를 바꾸는 것만으로 전압이 달라지는 것을 직접 확인했습니다. 그때 이 원리가 가정에 들어오는 220V의 근거라는 것을 연결해서 이해했습니다. 최근에는 장거리 해저 케이블이나 재생에너지 계통 연계에서 직류 고압 송전(HVDC)이 유리한 구간도 늘어나고 있습니다. 반도체 소자 발전으로 변환 장치 비용이 개선되면서, 교류 중심 전력망에 직류가 보완적으로 결합되는 방향으로 바뀌고 있다고 배웠습니다.
교류와 직류의 핵심 차이는 전류 방향의 변화 유무입니다. 교류는 주파수(한국 60Hz)를 가지고 방향이 주기적으로 바뀌고, 직류는 방향이 고정됩니다. 송전에 교류를 쓰는 이유는 변압기 작동 원리에 있습니다. 변압기는 자속 변화를 이용해 전압을 바꾸는 장치인데, 자속이 변화하려면 전류 방향이 바뀌는 교류여야 합니다. 직류는 변압기로 승압이 불가능해 전류를 낮추지 못하고, 그만큼 송전 손실이 커집니다. 전기기기 수업에서 배운 P = V × I와 손실 = I²R 두 식을 연결하면 전압을 높이는 것이 왜 효율적인지 바로 도출됩니다. 현장 실습에서 변전소 구조를 견학한 경험이 있는데, 154kV 수전 후 22kV, 다시 220V로 강압하는 단계별 구조가 송전 효율과 안전 기준을 동시에 맞추는 방식이라는 것을 그때 이해했습니다. 물리 법칙이 전력망 설계에 그대로 반영돼 있다는 것을 이 주제를 통해 확인했습니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 한국전력공사 전기·에너지 일반 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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