가정의 전압은 왜 110V에서 220V로 승압한 것일까?

[김동석]

가정의 전압은 왜 110V에서 220V로 승압한 것일까?

전압이 높을수록 감전 사고의 위험성이 커지는데도, 기존의 110볼트 대신에 220볼트를 사용하는 이유는 무엇일까?    가정의 전압이 110V에서 220V로 2배로 늘면 가전 제품의 저항을 바꾸지 않는 한 옴의 법칙에 의해 전류도 2배 늘어난다. 그런데 가정에서 쓰는 가전 제품의 소비 전력이 바뀌면 안되므로 새로운 제품의 저항을 기존의 것보다 4배 크게 해야 전력의 크기가 같게 된다. 즉, 전력 p=VI 이므로 전압을 2배로 하고 전력을 같게 하려면 전류가 1/2이 되어야 하는데, 그러려면 저항이 4배가 되어야 한다. V=IR 이라는 식을 이용하여 설명하면, 전압이 2배가 되었으므로 전류가 1/2이 되려면, 저항이 4배가 되어야 하는 것이다.   같은 소비 전력의 110V용과 220V용의 전기 제품의 차이는 220V용의 저항이 4배나 크다는 사실이다. 그렇다면, 왜 이런 번거로운 과정을 거쳐야 할까?   옛날에는 가정에서 필요로 하는 소비 전력이 현재보다 훨씬 작았다. 전등을 포함하여 몇 가지 제품뿐이었다. 그런데 지금은 세탁기, 냉장고, 에어컨 등을 가정에서 사용하고 있으므로 가정에서 필요로 하는 소비 전력이 급증하였다. 이런 가전 제품들은 모두 병렬 연결되어야 하므로, 합성 저항이 작아져서 가정의 건물 내의 배선에 흐르는 전류가 이 전선이 견딜 수 있는 한계 전류 이상으로 커진다. 즉, 가정용 옥내 배선을 통과할 수 있는 전류의 양이 제한 되어 있으므로 옥내 배선의 전선을 모두 교체하여 한계 전류를 늘리지 않는 한 화재 등의 큰 재난에 노출되게 된다.    그러나 옥내 배선의 전선을 모두 교체하는 것이 불가능하므로 전압을 높혀서 옥내 배선에 흐르는 전류를 줄이는 것이다. 수압이 세면 수도관을 바꾸지 않고도 수돗물을 많이 사용할 수 있듯이, 가정용 전압을 110볼트에서 220볼트로 승압하면 옥내의 전선을 바꾸지 않고도 2배의 전력을 사용할 수 있다. 이것은 송전 과정의 승압 효과와는 다르다. 송전 과정의 승압은 송전선의 저항에 의한 전력 손실을 줄이기 위해 전류를 줄이는 것이지만, 가정의 승압은 사용할 수 있는 소비 전력을 늘리기 위하여 전류를 줄이는 것이기 때문이다.