발명왕이자 전기의 아버지라 불리는 토마스 에디슨, 그리고 또 다른 전기의 아버지 니콜라 테슬라입니다.
둘 다 전기의 아버지로 불렸는데 둘 다 라이벌이기도 했어요
그것은 직류와 교류의 경쟁이었다.
전기가 처음 도입된 건 1880년대예요
1878년 에디슨의 전등회가 설립되고 1882년 3대의 직류발전기로 3000여개의 백열전구에 전력을 공급하면서 최초의 전력사업이 시작되었습니다.
이때 에디슨사가 전력 공급 방식을 110볼트 직류를 사용했습니다.
하지만 110볼트의 낮은 전압으로는 먼 거리까지 전력을 보내는 데 에너지 손실이 커서 적합하지 않은 방식이었습니다.
미국처럼 큰 국토에서는 적합하지 않았겠죠?
전압을 올려 송전 손실을 줄일 수 있지만 당시에는 전압을 다시 낮출 수 있는 기술이 부족했거든요.
그래서 에디슨은 전압을 110볼트로 정하고, 장소에 발전소를 설치하는 방법을 택했습니다.
당시에도 교류를 사용하면 약간의 손실로 송전을 할 수 있다는 것을 알고 있었지만 교류에서 사용할 수 있는 전동기가 없었기 때문에 직류를 사용할 수밖에 없었습니다.
이때 테슬라가 등장합니다.
당시 표준이 되고 있던 직류 모터에는, 코일에 흐르는 전류의 방향을 유지시키는 「정류자」가 필요했지만, 테슬라는 정류자가 없어도 높은 효율을 내는 모터를 개발했습니다.
지금도 세탁기, 선풍기 등에 많이 쓰이는 교류모터, 유도전동기는 테슬라가 공원을 산책하면서 떠올린 아이디어래요.
이후 테슬라는 에디슨사 파리 지사에 취직하여 교류에 대한 아이디어를 발전시킵니다.
에디슨의 직류를 신봉한 간부들은 교류에 관심을 보이지 않았습니다.
그런데도 베초라라는 파리지사 책임자는 테슬라의 천재성을 깨닫고 미국에서 에디슨과 일해 보라고 소개장을 이렇게 써 준다.
제 주변에는 위대한 인물이 두 명 있습니다.그 중 한 사람은 물론, 당신, 에디슨입니다.나머지 한 명은 바로 이 청년입니다.
책임자가 되기 위해서는 이 정도의 사회성이 필요하다고 생각합니다.
어쨌든, 미국으로 건너간 테슬라는 에디슨에게 교류 시스템의 장점과 우수함을 설명합니다.
하지만 에디슨은 큰 관심을 주지 않았어요
이제 와서 교류로 바꾸는 데는 이미 직류설비보다 더한 투자비용이 들었기 때문이기도 했습니다.
테슬라는 그렇다면 직류발 전기를 재디자인해 회사 재정을 개선해 보겠다고 했고 에디슨은 테슬라가 해내면 5만달러를 주겠다고 했습니다.
현재 가치로는 130억원이 넘는 어마어마한 금액입니다.갑자기 전기공학 공부가 하고 싶어지는 금액이에요.
테슬라는 노력 끝에 에디슨 직류 발전기의 성능을 향상시키는 데 성공했습니다.
그런 테슬라에게 에디슨은 이런 말을 했다고 합니다.
테슬라, 넌 미국 유머를 이해하지 못하는구나.(Tesla, you don't understandour American humor)
하아.. 전기공학보다는 미국식 농담부터 배워야겠군요.
자존심 상한 테슬라는 즉시 에디슨사를 퇴사하고 연구를 통해 개선된 성능의 교류 모터를 선보였습니다
이를 보고 투자할 가치가 있다는 것을 알게 된 백만장자 웨스팅하우스는 전기 1마력을 팔 때마다 로열티로 2.5달러를 테슬라에 지불하겠다는 제안으로 테슬라 특허권을 샀습니다.
웨스팅하우스는 이 기술을 이용하여 교류 방식의 전력 공급을 하고 있습니다.
에디슨의 직류는 소비지역 근처에 발전소를 지어야 했는데 교류는 고전압으로 송전한 후 소비지역에 이르러 변압을 거치면 되기 때문에 장거리로 송전이 가능하다는 장점이 있었습니다.
에디슨의 직류는 시장을 장악하고 있었는데 교류의 장점이 소문이 나면서 전력 시스템 표준을 직류로 할 것인지, 교류로 할 것인지를 놓고 치열한 경쟁이 벌어졌습니다.
그게 바로 영화로도 나왔던 '커런트 워'입니다
에디슨은 위기를 돌파하기 위해 교류로 동물을 감전사시키고 westing housed 웨스팅하우스가 된다는 표현까지 만드는 등 대중에게 교류는 위험하다는 인식을 심어주려고 노력하고 있습니다.
그러나 1893년 시카고 세계박람회장에서 사용되는 전기업권을 웨스팅하우스가 낙찰받으면서 전세는 역전되었습니다.
직류를 쓰려면 구리 전선의 가격이 많이 드는 반면 같은 전기를 이용하면서도 낮은 가격을 제시할 수 있었던 웨스팅하우스가 에디슨사의 절반 가격에 입찰한 겁니다.
교류가 안전하고 경제적으로 이익이라는 인식이 확산되면서 이후 미국에서 제작된 모든 전기장비의 80% 이상이 교류를 사용하게 되었고 한국에서도 지금 220볼트 교류를 사용하고 있는 것입니다.
커런트워가 테슬라의 승리로 막을 내린 듯했으나 130년이 지난 지금 직류로 돌아가는 움직임이 일어나고 있습니다.
시대의 흐름에 따라 과학기술이 발전하고 직류의 단점을 보완할 수 있는 기술도 발전하고 있기 때문입니다.
교류는 전력망이 복잡하고 매립형태의 송전방식에는 비효율적이며 무효전력이 있기 때문에 송전 효율이 좋지 않다는 것이 교류의 대표적인 단점입니다.
또 직류는 시간이 지나도 전류와 전압이 일정한데 비해 교류는 주기적으로 전극이 변하고 시간에 따라 전류와 전압도 달라집니다.
한편 과거에는 직류를 멀리까지 보내기에는 기술력이 부족했으나 최근에는 고압의 교류를 직류전기로 바꾸어 송전하는 기술이 발전하고 교류와 직류를 바꾸는 전력 반도체 기술이 발달하여 직류의 장점을 살릴 수 있었습니다.
100개의 전력을 보낸다고 하면 교류는 전극이 계속 바뀌기 때문에 전력이 최대 140에서 최소 60을 왕래하게 됩니다.
하지만 직류는 100그대로만 보내면 됩니다.
전력망에 사고가 났을 때도 손쉽게 전력망을 분리해 운영할 수 있어 블랙아웃을 사전에 방지할 수 있는 장점도 있습니다.
직류의 장점은 재생 가능 에너지와도 관련이 있습니다.
태양전지나 수소연료전지 같은 신재생 에너지는 모두 직류 전기를 만드는데 이 전기를 쉽게 쓰려면 교류보다 직류 송전망이 적합한 셈이죠.
가전제품의 크기도 작게 입게 됩니다
많은 가전제품이 직류를 사용하는데, 이 때문에 가전제품은 가정과의 교류를 직류로 바꾸는 장치를 갖추고 있습니다.
하지만 직류로 송전하면 그 같은 장치가 필요 없어지기 때문에 그만큼 크기를 줄일 수 있거든요.
한국에서는 한국전기연구원이 미래 직류배전시대를 대비하여 직류차단기, 직류변압기와 같은 직류용 전력기기를 개발하고 있습니다.
커런트워의 승자를 바꾸고 있는 것입니다.
과학기술의 발전이 또 하나의 과학기술의 발전을 이끌었기 때문입니다
지금우리가익숙한과학기술도언젠가는또다른과학기술에의해급격히발전할것입니다.
딥러닝이 새로운 인공지능 역사를 만들어가고 있습니다.
직류와 교류, 전기의 과학으로 했다
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나중에 아는 척 할 수 있게 제가 대신 공부해서 아는 척 해볼게요.
과학기술이 세상을 바꿉니다.여느 때처럼