전력

전력(電力, Electric Power; 기호 P)은 전기에너지가 단위 시간 동안 전달되거나 다른 형태의 에너지로 바뀌는 비율, 곧 전기가 1초 동안 하는 일의 양이다.

개요

전열기·전동기·조명 같은 부하는 전원에서 받은 전기에너지를 열·운동·빛으로 바꾼다. 이때 얼마나 빠르게 에너지를 쓰는지가 전력이고, 일정 시간 동안 모두 얼마를 썼는지가 전력량이다. 전력은 물리학의 일률(power)을 전기 회로에 적용한 것이므로 단위도 일률과 같은 와트(W)를 쓴다. 1 W 는 1초에 1 J 의 에너지를 쓰는 비율이다(1 W = 1 J/s).

전기 기기의 이름판에 적힌 소비 전력(예: 700 W, 1.5 kW)은 정격 전압에서 그 기기가 쓰는 전력이다.

계산식

직류 회로나 저항 부하에서 전력은 전압과 전류의 곱이다. 옴의 법칙(V = IR)을 대입하면 세 가지 꼴로 쓸 수 있다.

식	쓰는 경우
P = VI	전압과 전류를 알 때
P = I²R	전류와 저항을 알 때. 직렬 회로처럼 전류가 같을 때 저항이 큰 쪽이 전력을 더 쓴다
P = V²/R	전압과 저항을 알 때. 병렬 회로처럼 전압이 같을 때 저항이 작은 쪽이 전력을 더 쓴다

단위 : W(와트), kW(킬로와트, 10³ W), MW(메가와트, 10⁶ W)
마력(HP) 단위도 쓴다. 1 HP 는 약 746 W 이다
교류 회로에서는 전압과 전류의 위상 차 θ 때문에 실제로 쓰이는 유효 전력이 P = VI cos θ 가 된다. cos θ 를 역률이라 하고, VI 를 피상 전력(VA), VI sin θ 를 무효 전력(var)이라 한다 → 임피던스

전력량

전력량(電力量, Electric Energy; 기호 W)은 일정 시간 동안 전기가 한 일의 총량, 곧 부하가 소비한 전기에너지이다. 전력에 사용 시간을 곱해 구한다.

W = P × t

단위 : J(줄, = W·s), Wh(와트시), kWh(킬로와트시)
1 Wh = 3,600 J, 1 kWh = 1,000 Wh = 3.6 × 10⁶ J
전기 요금은 kWh 단위의 전력량으로 매긴다. 계량기(적산 전력계)가 재는 것도 전력이 아니라 전력량이다

계산 예

700 W 의 전열기를 10시간 연속하여 사용했을 때의 전력량

W = P × t = 700 W × 10 h = 7,000 Wh = 7 kWh

W 를 kW 로 먼저 바꿔 0.7 kW × 10 h = 7 kWh 로 계산해도 같다. 단위를 kWh 로 물으면 W 를 1,000 으로 나누는 것을 빠뜨리지 않는다.

전기에너지가 저항에서 모두 열로 바뀔 때 생기는 열량은 줄의 법칙으로 구한다.

H = I²Rt [J] = 0.24 I²Rt [cal]

전력과 전력량의 구분

구분	전력	전력량
뜻	1초 동안 하는 일(에너지를 쓰는 빠르기)	일정 시간 동안 한 일의 총량(쓴 에너지)
식	P = VI = W/t	W = Pt
단위	W, kW	J, Wh, kWh
예	전열기 소비 전력 700 W	10시간 사용 시 7 kWh

kW 는 전력, kWh 는 전력량이다. "kWh 짜리 전열기" 나 "전력량 700 W" 는 단위를 잘못 쓴 표현이다.

같이 보기