일렉

트라이액은  교류 전력제어용 전용 스위치 이므로 간단히 몇개의 부품을 조합하는 것으로 큰 전력의 제어가 가능합니다. 하지만,  상용 교류 220V 이상의 높은 전압에 동작하는 모터나 히터, 조명등을 제어하게 되므로  사용상 많은 주의가 필요합니다.  따라서, 본 장에서는 트라이액을 안전하게 사용할 수 있는 방법을 해설하고  실생활에 활용해 볼 수 있는 간단한 제어회로를 만들어 보기로 하겠다.  따라서,  입수가 어려운 부품을 배제하고  일반 가전기기등에 재활용 할 수 있는 콘덴서, 저항기, 스위치등을 적극 활용해 보기로 합니다.  또한,제어회로의 부하로는 인두기, 환풍기, 선풍기, 드릴, 백열전구등  주변에서 쉽게 구할 수 있는 전기기기들을 사용할 수 있습니다. 문제는 트랜지스터와 IC등을 사용하는 경우에는 수10V이하의 낮은 전압에서 회로를 동작시키므로  감전의 위험은 없었으나,  다이리스터를 사용하면서 상용 220V의 높은 전압에 사용하는 부하를 연결해야되는 경우가 많으므로  초보자들에게는 부담이 될것입니다.  그런 이유로 낮은 전압의 부하에서 실험을 하고  회로의 정상동작을 확인한 다음 높은 전압의 부하로 옮겨 동작 실험을 하도록하는 것이 순서라고 할 수 있습니다.  회로를 수정하는  경우  회로기판으로부터  부하를 분리한후에 작업하도록 합니다. 

  위그림은  제작한 스위치 제어보드를 안전하게 실험하기 위해서 기본적으로 준비해 주어야하는 도구들입니다.   전원코오드에  누전차단기를 연결하고 콘센트와 리셉터클에 배선하여 악어클립을 연결합니다.  백열전구와 콘센트는 병렬 연결돼 있으므로  모터나 다른 전기 기구를 접속하여 실험할 수 있으며,  악어클립 적색과 흑색을 접촉하면  백열전구의  점등테스트를 할 수 있습니다.  노란색 클립은 AC220V 전압이 직접 나오며  테스트 보드의 정류회로에 전원을 공급하기 위해서 필요합니다. 조금 더 안전을 기한다면 노란색 클립 중간에 스위치를 하나더 달아주도록 합니다.  전원을 공급하기 전에 악어클립을 정확히 물리고 차단기의 스위치를 ON 합니다. 실험 회로를 제거 할때는 차단기를 OFF하고 작업합니다.    

 위 회로는 전구의 밝기를 토글스위치 절환에 따라서 정상 밝기 점등과 1/2 밝기 점등을 할 수 있습니다.  이렇게 전구의 밝기를 조절하므로서  불필요한 전력 낭비를 줄일 수있습니다.  또한 납땜인두나 히터등  기중에 1/2의 전류만 흘려주므로서  절전이 됩니다.  거실등에서는 사람이 없는 경우에도 전등을 켜두는 시간이 길어지므로 불필요한 전력을 소모하게되는데, 이 절전 스위치를 사용하므로서 전력소비를 1/2로 절약할 수 있겠습니다. 단, 형광등이나 삼파장 램프등은 밝기 조절은 불가능합니다.  SW1은  토글스위치로 스위치를 위로 올리면 게이트(G)와 직접 연결되므로 전구의 밝게 점등합니다.  반로 스위치를 아래로 내리면 D1의 다이오드를 통과하여 게이트에 접속되므로 1/2의 밝기로 점등하게 됩니다. 토글스위치중에 레버를 중간에 놓으면 중립(아무 단자에도 연결되지 않는 위치) 를 사용하면 전원 스위치를 별도로 사용하지 않아도 됩니다.  녹색 패턴 은 220V의 전압이 직접 걸리게 되므로 굵은 배선이 필요합니다. 옥내용 전화선이나 단심 전선을 사용하면 굵은 배선이 가능합니다.  회로 동작 실험은 수V의 낮은 전압으로 동작실험이  가능하며,  부하(LOAD)도 입력 전압에 맞는 전구를 사용해주면 됩니다.  

트라이액은  교류 전력제어용 전용 스위치 이므로 간단히 몇개의 부품을 조합하는 것으 
로 큰 전력의 제어가 가능합니다. 하지만,  상용 교류 220V 이상의 높은 전압에 동작하는 모 
터나 히터, 조명등을 제어하게 되므로  사용상 많은 주의가 필요합니다.  따라서, 본 장에서는  
트라이액을 안전하게 사용할 수 있는 방법을 해설하고  실생활에 활용해 볼 수 있는 간단한  
제어회로를 만들어 보기로 하겠습니다.  따라서,  입수가 어려운 부품을 배제하고  일반 가전기 
기등에 재활용 할 수 있는 콘덴서, 저항기, 스위치등을 적극 활용해 보기로 합니다.  또한,   
제어회로의 부하로는 인두기, 환풍기, 선풍기, 드릴, 백열전구등  주변에서 쉽게 구할 수 있 
는 전기기기들을 사용할 수 있습니다. 문제는 트랜지스터와 IC등을 사용하는 경우에는 수10V  
이하의 낮은 전압에서 회로를 동작시키므로  감전의 위험은 없었으나,  다이리스터를 사용 
하면서 상용 220V의 높은 전압에 사용하는 부하를 연결해야되는 경우가 많으므로  초보자 
들에게는 부담이 될것입니다.  그런 이유로 낮은 전압의 부하에서 실험을 하고  회로의 정상  
동작을 확인한 다음 높은 전압의 부하로 옮겨 동작 실험을 하도록하는 것이 순서라고 할 수  
있습니다.  회로를 수정하는  경우  회로기판으로부터  부하를 분리한후에 작업하도록 합니다.

 위 이미지는 트라이액과 SCR의 전파제어회로의 예를 보이고 있는데  SCR을 이용하여 전파제어를 하는 경우에는  브리지다이오드를 사용해야 하지만, 트라이액을 적용하면 직접 부하에 접속이 가능하다. 일반적으로 SCR은 수A 이하의 경부하 제어에 적합하고 트라이액은 수10A 이상의 중부하에 사용한다고 알아두 되겠습니다.

위 이미지는 트라이액과 SCR의 전파제어회로의 예를 보이고 있는데  SCR을 이용하여 전파제어를 하는 경우에는  브리지다이오드를 사용해야 하지만, 트라이액을 적용하면 직접 부하에 접속이 가능하다. 일반적으로 SCR은 수A 이하의 경부하 제어에 적합하고 트라이액은 수10A 이상의 중부하에 사용한다고 알아두 되겠습니다.

전력은 전구나 전열기,냉장고,등 가정에서 쓰는 전기 기구에는 모두 소비 전력이 정해져있습니다.100W의 전구는 60W의 전구보다 밝고 그만큼 전기를 많이 소비하는것은 누구나 알고있는 상식일수도있습니다. 이 와트를 전기의 세계에서는 전력이라고 합니다. 전력이란 1초간에 소비하는 에너지의 양이며 전력구하는 공식은 전력(W)=소비 에너지량/시간입니다. 에너지를 시간으로 나눈 점이 특색이며 말하자면 그 전기 기기의 에너지를 소비하는 능력이라고도 합니다. 가정에서는 전기의 에너지를 전력 회사로부터 편리하게 사용하나 월 1최지불하는 전기 요금은 몇 킬로와트의 전력을 몇 시간 사용하였는가를 킬로와트아워(KW.Hr)로 전력에 시간을 곱하여 에너지양의 단위로 고쳐서 계산하고 있습니다. 전기 회로에서도 모든 저항은 전류가 흐르면 전력을 소비하고 그 에너지양의 단위로 고쳐서 계산하고 있습니다. 전기 회로에서도 도은 저항은 전류가 흐르면 전력을 소비하고 그 에너지는 전부 열로 됩니다.1KW의 전열기에 전압 100v를 걸면 I=p/v 식으로 10A의 전류가 흐르고 저항 (R=P/I제곱)은 10옴입니다.LSI(대규모 집적 회로는 굉장히 많은 저항과 트랜지스터를 집적했기 때문에 소비 전력에 의한 발열이 문제입니다. 그래서 열을 외부로 잘 배출하는 연구 외에 저전압 저전류로 고속으로 작동하는 것이 요구됩니다.

코일에 전지를 연결하여 전압을 가해보면 시긴이 지나면 전류가 않이 흐르는데 스위치를 넣은 순간에 어떻게 될까요.맨 처음 코일에 전류가 조금 흘렀다면 코일에는 매우 작은 전류에 의해서 자장이 발생합니다. 아무것도 없는 곳에 새롭게 자장이 생겼다는 것은 자장의 변화가 있기 때문입니다.자장이 변화하면 당연히 유도 기전력이 코일에 발생합니다. 이 유도 기전력은 전지의 전압이 쌓여 코일의 양끝에 발생하며 이 전압의 방향은 외부에서 가한 전지의 전압을 차단하는 방향으로 일어납니다. 이 차단 전압은 전지의 전압을 약하게 하여 전류를 흐르지 않게 합니다. 하지만 저항은 시간이 지남에 따라 점점 증가합니다. 그러나 이 저항은 완전한 효과가 없는 것은 아니며 전지의 전압에 저항하여 전류가 급격히 흐르느느 것을 시간적으로 지연시키는 효과가 있습니다. 이와 같이 코일은 코일 자체의 자장 변화에 의한 내부적인 유도 기전력을 가지고 있습니다. 이 현상을 자기 유도라 하고 발생하는 기전력을 자기 유도 기전력이라고 합니다. 이 전류의 변화에 저항하는 코일의 성질은 코일의 성질,코일의 각 부분이 자장을 통해 서로 결합한것입니다. 또 변화를 싫어하는 것은 코일만이 아니라 역학에서 나오는 질량이 속도의 변화를 싫어하는 관성을 갖고 있는 것과 똑같은 현상이므로 자기 유도의 크기를 나타내는 인덕턴스를 전기적 관성이라고 부릅니다.

전류는 마치 물이 흐르는 것과 같이 마이너스의 전하를 가진 극히 작은 입자인 전자군이 디동하는 현상이라고 성멸했습니다. 자유전자와 같이 언제든지 움직일 수 있는 전자가 있어도 그것만으로는 전류가 흐르지 않습니다. 전자 외에 이것을 움직이기 위한 힘 전압이 반드시 필요합니다. 전압도 전류와 같이 사람의 오감으로는 느끼지 못하므로 이해하기 어려우나 전기 이외에도 우리 주변에는 이러한 현상이 많이 일어나고 있습니다. 예를 들어 치약 튜브의 예이며 튜브 속에 들어있는 내용물을 하나의 흐름으로 하여 밖으로 나오게 하려면 손으로 눌러 압력을 가하지 않으면 안됩니다. 밀려 나오는 내용물의 흐름을 전류라 한다면 뉴브를 누르는 손의 압력이 전압에 해당됩니다. 큰 압력을 가할수록 많이 나오는 것처럼 큰 전압을 가할수록 전류의 양은 증가합니다.전압과 전류의 관계를 나타내는 실례를 하나 더 알아보기로 합니다. 전류에 해당하는 물의 흐름을 발생하기 위해서는 물을 움직이는 수압이 필요합니다. 다만 평탄한 곳에서는 수압이 거의 없으므로 물은 흐르지 않습니다. 그러므로 가까운 언덕 위에 저수지를 만든 것은 높이의 차를 이용하여 수압을 만듭니다. 이때 수도물의 출구와 저수지 수면 높이와의 차이를 낙차라하고 이것이 즉 전류를 일으키는 원인이 되는 전압에 해당하는 것입니다. 굵기가 같은 수도관에서는 낙차가 클수록 유출하는 물의 양은 증가합니다. 전압의 단위는 볼트라고 합니다. 예를 들면 일상생활에서 많이 사용하는 건전지는 전압의 발생원이며 그 전압은 1.5v입니다. 또 가정에서 사용하는 전등이나 텔레비젼을 보게하는 전기이 전압은 100v혹은 220v입니다. 건전지와 같이 그 자체가 전압을 발생시키는 기능을 기전력이라 하는데 인생에 있어 어떤 일을 할때도 이 기전력과 같이 힘이 없으면 모든일이 뜻대로 되지 않습니다. 그러므로 전류가 흐르려면 기전력과 전압이 필요합니다.그리고 전압이 걸려 있는 공간은 전자를 끌어 당기는 힘이 작용합니다. 이 인장력을 전기력이라고 부릅니다. 이 공간은 전기력이 작용하는 특별한 장소이므로 전장이라고 부르며 다른 장소와 구별합니다.우리가 살고 있는 지구에서도 지구의 인력이 작용하여 유명한 영국인 뉴톤의 만류 인력의 법칙이 일어났는데 인력은 질량이 있는 물질 사이에 작용하는 힘이며 여기서 말하는 전하에 작용하는 전기력과는 종류가 다릅니다. 지구상에는 인력장이 있다고 생각합니다.자석과 천둥의 관계는 예전에는 전혀 무관하다는 것이 상식이었습니다. 그런데 18세기 중엽부터 전기와 전자에 대해 점점 알게 되어 지금은 관계가 있다,없다가 아니라,천둥이나 자석도 전자의 기능 자체의 표현이라는 것을 알고있습니다. 천둥은 정전기,전자의 집적 현상에 의해 높은 전압이 상광의 대전층과 지상사이에 자연 발생하여 번갯불이 번쩍이고 뇌성이 나는 것은 방전현상이라고 이해하고 있습니다. 전류가 흐르면 (전하가 움직이면)반드시 전류의 주위에 자장이 발생합니다. 원자 속에서는 전자가 활발하게 운동하고 있기때문에 원자는 반드시 미약한 자장을 주위에 갖고 있다고 생각할수있습니다. 그래서 자석일란 자석을 구성하고 있는 원자,분자의 자장이 동일한 방향으로 가산되는 특별한 구조를 가지고 잇습니다. 그 결과 외부에 강력한 자장을 발생시키고 있다는 점입니다. 결국 원인을 규명하여 보면 천둥이나 자석도 지금까지 조사한 전류도 모두 전자에 따라 전하의 소행이라는것을 알수있습니다. 전류와 자기와의 관게를 정리해보겠습니다. 첫번째 전류가 흐르면 그 주위에 자장이 발생합니다. 두번째 자장이 움직이면(변화하면)전류가 발생합니다. 이 두가지 현상은 방패의 양면과 같이 하나의 진리를 양쪽에서 본것이며 전류와 자장은 서로 상대왕의 배후 조종자와 같이 따라다니게 됩니다. 그리고 세번째 전류와 자장 사이에는 힘이 발생합니다.

전하는 전기가 항상 갖고 있는 특유의 성질이며 이것이 바로 전기의 근원이자 자체입니다. 17세기부터18세기에 걸쳐서 전기의 연구가 유럽을 중심으로 시작된 시기에 전하는 정전기의 형태로 알려지고 있었습니다.학교에서 에보나이트 막대를 모피에 마찰하여 정전기를 일으키는 실험을 한 기억이 있을 것이다.정전기는 일상 생활 속에서 체험하는 기회가 다음과 같이 많을 것입니다. 건조한 겨울에 자동차의 문에 손을 대면 짜릿하게 오는 전기적인 쇼크 그리고 몸에 달라붙는 옷 열름에 흔한 천둥 모두가 정전기에 의해 일어나는 현상입니다. 이 정전기란 오늘날에는 전자가 물통의 물과 같이 괴어 있는 상태라 할수있습니다. 전류는 전자의 흐름이라고 말하나 실제로는 전자의 흘름에 의해 전자의 변신인 전하가 이동함으로써 일어나는현상이라고 하는 것이 타당합니다.전자가 괴어 있느냐 움직이느냐로 정정기현상 전류현이이 일어난다고 할수있습니다. 전류가 흐른다는 원은 전자가 갖는 전하입니다. 그런데 전하에는 정전하, 부전하의 2종류가 있습니다. 부의 전하는 전자가 갖는 전하이나 정의 전하란 전자1개가 튀어 나가서 껍질이 된 원자가 갖는 전하입니다.원자는 부전하를 가진 복수의 전자와 전자의 수에 해당하는 정의 전하를 가진 원자핵으로 구성되어 있으며 일반적으로 양쪽의 전하가 같기때문에 플러스와 마이너스가 상쇄되어 외부에서 보면 전하는 나타나지 않습니다. 그러나 전자1개가 튀어나가면 원자의 전하 밸런스가 깨져 원자는 정의 전하 상태로 됩니다.이것이 정잔하의 발생 원인이며 일반적으로는 일일이 원자의 구조까지 생각하지 않고 정의 전하 부의 전하로 취급할수있습니다. 재미있는 것은 정과 부의 2종류의 전하 사이에는 전기력이라는 독특한 힘이 작용합니다. 종류가 다른 전하사이에서는 인력이 작용하고 같은 종류의 전하사이에서는 반발력(서로 멀리하는 힘)이 작용합니다.서로 끌어당기는 다른 종류의 전하가 접근하여 합치면 플러스와 마이너스가 제로가 되어 전하는 없어집니다. 시상황을 원자와 전자의 관계에서 생각해보면 정전하란 전자 1개가 부족한 원자의 상태이므로 그 곳에 부전하가 들어가서 완전한 원자로 된 상태를 의미합니다.전자는 어디에나 있는 입자입니다. 전자라하면 무슨 특별한 것으로 생각하는 경향이 있으나 실은 어디에나 있는것입니다.예를들면 사람의 주위에 있는 모든 물건 즉 정원의 나무,벽,바닥,책상,그리고 사람의 체내에도 전자는 함유하고 있습니다. 그러므로 모든 물질은 전자가 없이 성립되지 않는 중요한 요소입니다. 지구상 뿐만 아니라 우주의 모든 물질은 대충100종류의 원자의 결합으로 구성되어 있습니다. 그런데 이100종류의 원자 내부를 조사해 보면 탄소원자의 예와 같이 원자핵과 그 주위에 있는 전자로 구성되어 있습니다. 원자의 종류,성질 등은 원자핵과 그 주위에 있는 전자의 수로 결정된다고 생각하고 있습니다. 전하에서 설명한 원자가 갖는 플러스전하는 실은 원자핵이 갖고있어 주위에서 운동하고 있는 전자를 끌어옵니다. 사람의 몸은 세포로 구성되어있습니다. 그 세포나 혈액을 더 세분하면 탄소와 수소,산소등의 원자의 결합이라는 것을 알고 있ㅅ브니다. 전기의 근원인 전자는 어디에나 있는 입자라는 의미를 이해할수있을것입니다.