고속충전기 원리, 와트(W)란 무엇인가?

 

요즘 우리가 흔히 쓰는 휴대폰, 노트북, 태블릿 등 전자제품들은 고속충전을 지원하는데요,

 

동봉된 고속충전기가 아닌 다른 제품을 이용하면 충전속도가 느렸던 경험이 있을거에요.

 

예를들어 카페에서 USB 포트로 충전을 했는데 충전이 되는둥 마는둥 했던 경험들요..

 

 

왜 그럴까요?

 

바로 출력이 다르기 때문입니다.

 

오늘은 고속충전기의 와트(W)에 대해 알아보도록 할게요~

 

 

 

 

 

W(와트)는 전력(Power)의 단위입니다. W = J/s로 정의합니다.

여기서 J는 전기에너지의 단위로 '줄'이라고 읽습니다. s는 시간(초)을 의미합니다.

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즉, 와트(W)는 초당 사용한 전기에너지라고 해석이 가능합니다.

보통 충전기에서는 전력을 출력이라는 용어로 대체하곤 합니다.

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예를 들어보면, 20W 충전기가 있다면, 이것은 1초당 20J의 전기에너지를 뽑아내어 공급해 준다는 의미입니다.

W가 커질수록 더 많은 전기에너지가 전송되어 더 빨리 충전됩니다.

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여기서 중요한 건 '1초당'입니다.

 

즉, W는 시간이라는 변수가 포함되어 있기 때문에 '효율'이라는 개념이 포함되어 있습니다.

W가 클수록 전기적 효율이 좋음을 의미합니다.

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전력(P) = 전압(V) × 전류(I)

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전력, 전압, 전류는 위와 같은 '관계'를 가지고 있습니다.

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위와 같이, 전력은 전압과 전류의 곱으로 표현됩니다. 서두에서 언급한 것처럼, W가 클수록 전기적 효율이 좋습니다. 전기적 효율을 좋게 하기 위해서, 즉 W를 크게 하기 위해서는, 전압 또는 전류가 커지면 됩니다.

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참고로 전력은 P, 전압은 V, 전류는 I로 간략히 적기도 합니다.

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전력의 단위는 와트[W]입니다. 전압의 단위는 볼트[V], 전류의 단위는 암페어[A]입니다.

이것만 알고, 본인의 충전기(어댑터)를 확인해 보면, 최대 몇 W로 전자기기를 충전시킬 수 있는지 알 수 있습니다.

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예를 들면, 휴대폰 충전기에 정격출력 혹은 OUTPUT이라고 적힌 옆에, 5V 2A라고 적혀있다면, 위 식에 따라 5V × 2A = 10W, 즉 10W로 휴대폰을 충전시킬 수 있습니다.

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전류가 흐른다는 것은 전하를 띠는 입자(전자)가 도선 내에서 움직이는 현상을 말합니다.

음전하를 띠는 입자인 전자는 전기에너지를 품고 있는데, 도선(케이블)을 따라 흐르기 때문에 전류가 흐르는 것입니다. 이러한 현상을 우리는 전류가 흐른다고 합니다.

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조금 더 나아가면, 전류가 얼마나 잘 흐르는지 정량화할 필요성이 있었기 때문에, '단위 시간'당 얼마큼 전류가 흘렀는지 정의할 필요가 있었습니다. 따라서 '시간'의 개념이 필요했고, 아래와 같이 전류를 정의하였습니다.

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전류(I)=Q(전하량) / t(시간)

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즉, 같은 시간 동안 더 많은 성과를 내는 사람이 더 효율적이듯이, 전류도 같은 시간 동안 더 많은 전자가 이동하면 더 효율적이라고 볼 수 있습니다.

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여기서 t는 시간이고 단위는 s(초)를 사용합니다. Q는 전하량이라고 부르는데,

 

전하량의 단위는 C(쿨롱)입니다. 1C은 전자 6.25 × 1018개의 전하량을 의미합니다.

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1초 동안 6.25 × 1018개의 전자가 도선을 따라 흐르면, 분모는 1초이고, 분자는 1C입니다.

따라서 전류는 1A입니다. (I = Q/t) 즉, 1A의 전류가 도선을 따라 흐르고 있다는 의미입니다.

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전압(V)은 쉽게 말해 전류가 흐르는 정도를 조절해 주는 녀석입니다. 즉, 전압이 높으면 전류가 잘 흐르게 되고, 전압이 낮으면 전류가 잘 흐르지 못합니다.

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즉, 전압은 전자를 움직이게 하는 전기적 압력이라고 볼 수 있습니다.

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전력(P)은 전류(I)와 전압(V)의 곱의 관계라고 했습니다. 눈치챘을 수도 있지만, 전력(P)은 '효율'을 의미하기도 합니다.

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P = V × I에는 전류(I)가 포함되어 있기 때문입니다.

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이미 언급했지만, 전류는 '단위 시간당'이라는 개념이 포함되어 있기 때문에, 효율과 관련이 있다고 했습니다. 따라서 전력(P)도 효율과 관련이 있을 수밖에 없습니다.

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따라서 전력(P)이 클수록, 보다 '효율'적으로 전류를 흘려보낼 수 있습니다. 이 말인즉슨, 같은 시간 동안 더 많은 전류를 흘려보낼 수 있다는 의미입니다.

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즉, 충전기의 W가 크면 클수록 같은 시간 동안 보다 많은 전기에너지를 여러분의 전자기기에 공급해 줄 수 있으니, 고속충전기는 W값이 클 것이라고 자연스럽게 생각할 수 있습니다.

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현재 출시된 고속충전기들은 최소 12W부터 시작해서 100W 이상의 스펙을 가지고 있습니다.

 

요약하자면, 전력은 '전기적 효율'이라고 말할 수 있습니다.

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참고자료

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[출처] 고속충전 시리즈 1탄 - 와트[W]에 대한 이해 (이 정도는 알고 가자!)|작성자 졸꼬