슬기로운 전기생활을 위한 전기상식용어 ‘주파수’

알듯 말듯 헷갈리는 전기전자용어 ‘주파수’

‘주파수(Frequency)’는 전파나 음파가 1초 동안 진동하는 횟수를 의미하는데요. 단위는 ‘헤르츠(Hz)’를 사용합니다.

헤르츠라는 용어는 전자기파의 존재를 실험으로 입증한 독일의 물리학자 ‘하인리히 헤르츠(Heinrich hertz)’ 이름에서 따왔습니다. 헤르츠가 전자기파를 최초로 입증했을 때, 제자들이 전자기파의 발견이 미래에 어떤 영향을 미칠지 물었는데요. 이 질문에 헤르츠는 ‘이는 단지 맥스웰의 이론을 증명했을 뿐 쓸모 없는 것’이라고 대답했다는 재미있는 일화도 있습니다. 오늘날 우리가 사용하는 무선통신을 가능하게 한 중요한 기본 자원인데 말이죠.

주파수는 일정한 진동을 갖는 파(Wave)로 이뤄진 정현파(sin) 곡선으로 표현됩니다. 파장(Wavelength)은 1회 진동할 때 파동의 거리를 의미하는데, 파장이 길면 주파수가 낮고 짧으면 주파수가 높아지죠. 그리고 1Hz는 1초 동안 물체가 1번 진동할 때를, 1kHz는 1초에 1,000번 진동했다는 의미입니다.

전기에도 주파수가 있다?! 알면 보이는 ‘전기 주파수’

나라별로 사용 전압(V)과 코드 타입이 다른 것처럼 주파수(Hz)도 다르다는 사실 알고 계셨나요?

우리가 사용하는 각종 전자기기는 대부분 직류 전기를 사용하지만, 공급받는 전기는 송전 효율을 이유로 교류를 채택하고 있습니다. 교류 전기는 가장 정상적인 전압으로, 전류 파형이 정현파이기 때문에 주파수가 존재하는데요.

주파수의 변화는 전동기를 사용하는 전자기기의 수명과 효율에 미치는 영향이 크기 때문에 각국별로 상용 전기 주파수를 통일하고 있습니다. 전자제품의 전압이 다르면 트랜스로 변환해 사용 가능하지만, 주파수가 다를 경우에는 변환이 어려운데요. 요즘 전자제품의 경우 대부분 정격 전압과 주파수가 110/120V, 50/60Hz 겸용으로 출시되어 주파수와 관계없이 사용 가능합니다.

우리나라 전기사업법에서는 주파수 유지기준을 60Hz로 하고, 상하로 0.2Hz의 허용범위를 인정하고 있습니다. 미국과 캐나다 등에서는 우리와 같은 60Hz를, 유럽에서는 50Hz를 주로 사용하고 있으며, 일본과 중국 등 일부 국가에서는 지역에 따라 다른 주파수를 사용하기도 합니다.

나라별, 지역별로 주파수가 다른 이유는 무엇일까요? 이유는 생각보다 단순합니다. 각국에서 처음 전기 사업을 시작할 때 50Hz의 독일식 방식과 60Hz의 미국식 발전기 중 어떤 방식을 선정했는지에 따라 달라지게 된 것이죠.

이번 시간에는 슬기로운 전기생활을 위한 상식으로 ‘전기 주파수’에 대해 알아봤는데요. 이 외에도 무선 통신 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 주파수의 세계는 무궁무진합니다. 주파수에 호기심이 생긴 분들은 좀 더 깊이 공부 해 보는 것도 좋을 것 같습니다.

[참고] 국가별 표준 전압