감전을 이용한 가전제품 - 전기모기채

감전이란 전기가 우리몸에 흘러 피해를 주는 좋지않은 상태를 말하는데요. 이런 감전을 이용한 가전제품이 있으니 전기모기채가 그것입니다. 전기모기채는 충전, 발진, 변압의 현대전기기술의 집약이라고도 할 수 있습니다. 전기모기채가 어떻게 작동되는지 알아보겠습니다.

 

벽 밀착형 전기모기채

 

목차

 

전기모기채의 원리

전기모기채는 모기나 파리 또는 작은 날파리를 감전시켜 잡을 수 있습니다. 어떻게 날파리들이 감전이 되는가 보면

1. 전기모기채의 그물망은 3중으로 되어있습니다.
2. 전기모기채 작동시 중간의 그물망에는 3000V~4000V 의 전압이 생성됩니다.
3. 중간 그물망과 외측 그물망이 모기의 몸체로 연결되면 모기의 몸체로 3000V 이상의 전압이 가해지면서 모기는 감전 쇼크사하게 됩니다.

그러면 여기서 어떻게 3000V 이상의 높은 전압이 생기느냐 궁금하실겁니다. 다음에서 전기모기채가 3000V 이상의 고압을 생성하는 원리를 아주 쉽게 설명했습니다.

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전기모기채의 구조 - 충전기, 발진기, 변압기, 전기체배기

전기모기채는 충전기, 발진기, 변압기, 전기체배기 이렇게 4단계를 거치면서 5V의 전압을 3000V 이상의 고전압으로 뻥튀기를 하고 모기를 쇼크사 시킬 수 있습니다. 아래의 글에서 각 부분의 원리를 쉽게 설명해 보았습니다.

1. 충전기

충전기는 전기를 저장하는 작은 기계입니다. 전기를 저장하면 나중에 쓸 수 있습니다. 예를 들어, 핸드폰에는 전기를 저장하는 작은 기계가 들어있습니다. 그래서 콘센트에 꽂아서 전기를 넣어주면 나중에 콘센트에서 빼도 쓸 수 있죠.

1.1. 커패시터

충전기에는 커패시터라는 작은 부품이 있습니다. 커패시터는 전기를 잠시 저장하고 방출하는 역할을 합니다.

• 커패시터에는 두 개의 다리가 있습니다. 한 다리는 +라고 쓰여 있고, 다른 다리는 -라고 쓰여 있습니다.
• + 다리에는 + 전기가 들어오고, - 다리에는 - 전기가 들어옵니다.
• 그러면 커패시터 안에 전기가 차곡차곡 쌓입니다.

커패시터에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 아래 링크를 참조하세요.

캐패시턴스: 캐패시터 / 콘덴서 / 베터리 다 같은말 아닌가요?

1.2. 다이오드

충전기에는 다이오드라는 작은 부품도 있습니다. 다이오드는 전기가 한 방향으로만 흐르게 하는 문과 비슷한 역할을 합니다.

• 다이오드에도 두 개의 다리가 있습니다.
• 한 다리에는 화살표가 그려져 있고, 다른 다리에는 선이 그려져 있습니다.
• 화살표가 있는 다리에서 선이 있는 다리로 전기가 흐르면 문이 열리고, 반대 방향으로 전기가 흐르면 문이 닫힙니다.

다이오드에 대해서 더 자세히 알고싶으시면 아래 링크를 참조하세요.

다이오드 교류가 직류로 바뀌는 원리

 

2. 발진기

발진기는 전기를 켜고 끄는 작은 기계입니다. 전기를 켜고 끄면 전기가 움직이는 방향이 바뀌고, 전기가 움직이는 방향이 바뀌면 전기의 모양이 바뀝니다. 전기의 모양을 바꾸는 것을 AC라고 합니다.

2.1. 트랜지스터

발진기는 트랜지스터라는 작은 부품을 사용합니다.

트랜지스터는 문과 비슷한 역할을 합니다. 문은 사람이 열고 닫을 수 있지만, 트랜지스터는 전기가 열고 닫을 수 있습니다.

• 트랜지스터에는 세 개의 다리가 있습니다.
• 한 다리는 문의 손잡이 역할을 하고, 다른 두 다리는 문의 양쪽 역할을 합니다.
• 손잡이에 전기가 들어오면 문이 열리고, 전기가 나가면 문이 닫힙니다.
• 문이 열리면 양쪽 다리 사이에 전기가 흐르고, 문이 닫히면 전기가 멈춥니다.

2.2. 인덕터

발진기 회로에는 트랜지스터 외에도 인덕터라는 부품이 있습니다. 인덕터는 동그란 철사를 감은 모양을 하고 있습니다.

• 인덕터는 전기를 저장하고 방출하는 역할을 합니다.
• 인덕터에 전기가 들어오면 인덕터 안에서 자석이 생깁니다.
• 자석은 주변의 전기를 끌어당깁니다.
• 인덕터에 전기가 나가면 자석도 사라지고, 주변의 전기도 방출됩니다.

인덕터에 대해서 더 자세히 알고싶으시면 아래 링크를 참고하세요.

인덕턴스: 우리집 인덕션이 냄비를 뜨겁게 하는 원리

2.3. 발진기 회로

발진기 회로에서 트랜지스터와 인덕터는 서로 반응하면서 전기를 켜고 끕니다.

• 예를 들어, 트랜지스터의 문이 열리면 인덕터에 전기가 들어오고, 자석이 생깁니다.
• 자석은 트랜지스터의 손잡이 다리에 있는 전기를 끌어당겨서 문을 더 열게 합니다.
• 그러면 더 많은 전기가 인덕터에 들어오고, 더 강한 자석이 생깁니다.
• 이런 식으로 트랜지스터와 인덕터가 서로 증폭시키다가 트랜지스터의 문이 완전히 열립니다.
• 트랜지스터의 문이 완전히 열리면 인덕터에 들어오는 전기가 멈춥니다.
• 그러면 자석도 사라지고, 주변의 전기도 방출됩니다.
• 방출된 전기 중 일부는 트랜지스터의 손잡이 다리에 도달해서 문을 닫게 합니다.
• 그러면 양쪽 다리 사이에 있는 전기도 멈춥니다.
• 이런 식으로 트랜지스터와 인덕터가 서로 감소시키다가 트랜지스터의 문이 완전히 닫힙니다.
• 트랜지스터의 문이 완전히 닫히면 인덕터에 들어오는 전기가 없습니다.
• 그러나 인덕터에는 아직 전기가 남아 있습니다.
• 남은 전기는 트랜지스터의 손잡이 다리로 흘러가서 문을 다시 열게 합니다.
• 그러면 양쪽 다리 사이에 전기가 다시 흐르고, 인덕터에 전기가 다시 들어오고, 자석이 다시 생깁니다.
• 이런 식으로 트랜지스터와 인덕터가 서로 증폭시키다가 트랜지스터의 문이 다시 완전히 열립니다.
• 이렇게 트랜지스터와 인덕터는 서로 전기를 켜고 끄면서 AC를 만듭니다.
• AC는 전기의 모양을 바꾸는 것이므로, 발진기 회로는 전기의 모양을 바꾸는 작은 기계라고 할 수 있습니다.

발진기 회로에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 아래 파일을 참고하세요.

발진기의 원리.pdf

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3. 변압기

변압기는 전기를 더 강하게 하거나 더 약하게 하는 작은 기계입니다. 전기는 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는데, 변압기는 전기가 흐르는 길을 바꿔서 높은 곳과 낮은 곳의 차이를 바꿉니다. 그러면 전기가 더 강하게 흐르거나 더 약하게 흐르게 됩니다.

• 변압기에는 철심과 코일이라는 작은 부품이 있습니다.
• 철심은 철로 만든 동그란 막대입니다.
• 코일은 동선을 감은 모양을 하고 있습니다.
• 변압기에는 코일이 두 개 있습니다.
• 한 쪽 코일을 입력 코일이라고 하고, 다른 쪽 코일을 출력 코일이라고 합니다.
• 입력 코일에는 전기가 들어오고, 출력 코일에서는 전기가 나갑니다.

3.1. 변압기의 작동

변압기가 어떻게 작동하는지 예를 들어보겠습니다.

• 예를 들어, 입력 코일에 10V의 전기가 들어왔다고 가정합시다.
• 그러면 입력 코일에 전기가 흐르면서 자석이 생깁니다.
• 자석은 주변의 철심을 통해 출력 코일까지 도달합니다.
• 그러면 출력 코일에서도 자석이 생깁니다.
• 자석은 주변의 동선에 전기를 만들어냅니다.
• 이렇게 출력 코일에서도 전기가 생깁니다.
• 이때 출력 코일에서 나오는 전기의 강도는 입력 코일과 출력 코일의 동선을 감은 횟수에 따라 달라집니다.
• 예를 들어, 입력 코일과 출력 코일의 동선을 감은 횟수가 같으면, 출력 코일에서 나오는 전기의 강도도 10V로 같습니다.
• 이렇게 변압기는 전기의 강도를 바꾸지 않고 그대로 전달하는 것을 등가 변압이라고 합니다.
• 하지만 입력 코일보다 출력 코일의 동선을 감은 횟수가 더 많으면, 출력 코일에서 나오는 전기의 강도가 더 커집니다.
• 예를 들어, 입력 코일보다 출력 코일의 동선을 감은 횟수가 두 배 많으면, 출력 코일에서 나오는 전기의 강도도 10V x 2 = 20V로 두 배 커집니다.
• 이렇게 변압기는 전기의 강도를 더 크게 만드는 것을 승압 변압이라고 합니다.
• 반대로 입력 코일보다 출력 코일의 동선을 감은 횟수가 더 적으면, 출력 코일에서 나오는 전기의 강도가 더 작아집니다.
• 예를 들어, 입력 코일보다 출력 코일의 동선을 감은 횟수가 반으로 줄면, 출력 코일에서 나오는 전기의 강도도 10V / 2 = 5V로 반으로 줄어듭니다.
• 이렇게 변압기는 전기의 강도를 더 작게 만드는 것을 강압 변압이라고 합니다.
• 이렇게 변압기는 전기의 강도를 바꾸는 작은 기계라고 할 수 있습니다.

변압기에 대해서 더 자세히 알고 싶으시면 아래 링크를 참고하세요.

변압기(트랜스)의 구조와 동작원리

 

4. 전압 체배기

전압 체배기는 전기를 더 강하게 만드는 작은 기계입니다. 전기는 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는데, 전압 체배기는 전기가 흐르는 길을 바꿔서 높은 곳과 낮은 곳의 차이를 더 크게 만듭니다. 그러면 전기가 더 강하게 흐르게 됩니다.

• 전압 체배기에는 다이오드와 커패시터라는 작은 부품이 있습니다.
• 다이오드는 전기가 한 방향으로만 흐르게 하는 문과 비슷한 역할을 합니다.
• 커패시터는 전기를 잠시 저장하고 방출하는 역할을 합니다.
• 전압 체배기에는 이런 부품들이 여러 개 있고, 서로 연결되어 있습니다.

4.1. 전압 체배기의 작동

전압 체배기가 어떻게 작동하는지 예를 들어보겠습니다. 예를 들어, 10V의 전기가 들어왔다고 가정합시다.

• 그러면 첫 번째 커패시터에 10V가 저장됩니다.
• 그리고 다이오드를 통해 두 번째 커패시터에도 10V가 저장됩니다.
• 이때 두 번째 커패시터의 한 쪽 다리는 첫 번째 커패시터의 한 쪽 다리와 연결되어 있습니다.
• 그래서 두 번째 커패시터의 한 쪽 다리에는 10V + 10V = 20V가 되고, 다른 쪽 다리에는 10V가 됩니다.
• 이렇게 전압이 두 배로 증가합니다.
• 이런 식으로 전압 체배기에 부품이 많을수록 전압이 더 많이 증가합니다.
• 예를 들어, 부품이 3개씩 있는 전압 체배기에 10V의 전기가 들어오면, 출력은 40V가 됩니다.
• 부품이 4개씩 있는 전압 체배기에 10V의 전기가 들어오면, 출력은 80V가 됩니다.
• 이렇게 전압 체배기는 전기의 강도를 높여주는 작은 기계라고 할 수 있습니다.

 

마치며

벌써부터 모기들이 활동을 시작했습니다. 전기모기채로 모기로부터 우리가족의 안전을 지키고 모기없는 여름 나시길 바랍니다.