디지털 제품의 배터리에 대해

시중에 나오는 블루투스 이어폰, 스마트워치, 무선청소기 등의 각종 휴대용 전자 제품들은 공통적으로 배터리로 구동이 됩니다.
핸드폰과, 디지털 카메라도 마찬가지 입니다.

많은 전자제품들이 배터리로 전류를 내보내 제품을 몇시간 몇일동안 사용할수 있게 합니다.
그럼 그런 핵심 부품인 배터리에 대해 궁금한 점이 많을것 입니다.

오늘은 필자가 알고있는 배터리에 대한 모든것을 설명해 드리도록 하겠습니다.
우선 기본용어를 알고 가보도록 하겠습니다.

쉬운 목차

배터리를 알기위한 기본용어

전류(단위A)

전류란 자유전자의 흐름을 말한다고 합니다.
자유전자의 흐름은 제각기 자유롭게 움직이지만, 이것이 한 방향으로 움직이면 전류가 됩니다.
전류와 전자의 방향은 반대 방향으로 입니다.
배터리를 보면 mAh로 표기 되어 있습니다.
예로 갤럭시 탭S8 울트라의 경우 11,200mAh로서
11,200mA의 전류를 1시간 동안 사용할ㅅ수 있는것을 뜻합니다.
전류는 시간의 개념을 더해야 배터리 용량을 계산할수 있습니다.

전력(단위W)

전력의 단위는 와트(W)입니다.
증기기관을 발명한 제임스와트의 이름에서 따온 단어입니다.
전력(W)은 전압(V)과 전류(A)의 곱에 의해 계산됩니다.
W=V×A의 공식은 학교 수업을 잘 들었다면 기억날만한 공식입니다.
배터리의 용량이 wh로 표기되있기도 하는데 전력량을 중심으로 표기가 된것입니다.
이는 전압(V)을 알면 mAh(밀리암페어시)로 표기를 바꿔서 표시할수 있습니다.

전압(단위V)

전압은 전류를 흐르게 하는 힘을 뜻합니다.
단위는 볼트(V)로서 가정집에서 사용하는 전압은 110볼트, 220볼트 이렇게 전압을 지칭하는 단위를
사용합니다.
전압의 원리를 물로 표현하기도 하는데요.
물이 높은곳에서 낮은곳으로 흐르듯이 전하는 전위가 높은곳에서 낮은곳으로 이동 합니다.
이때의 전위의 차이가 전압입니다.

배터리의 원리

Photo by:메카솔루션오픈랩

위 그림은 1차 전지의 특징을 설명한 그림입니다.
특성이 다른 두 금속을 전해물질에 담그고 전선으로 연결시키면 전류가 발생되게 됩니다.
이때 전자는 전류와 반대방향으로 이동하게 됩니다.
이러면서 전기가 발생되어 전구를 밝히게 됩니다.

즉 전자는 마이너스 에서 플러스 방향으로 이동하게 되는데, 산화가 잘되는 금속에서 전자가 이탈되어 나와서
반대쪽 금속으로 전자가 붙게 됩니다.
이때 산화가 잘되는 금속에서 환원이 잘되는 금속쪽으로 전자가 이동하게 되면서 전자의 이동이 발생됩니다.
그러면서 반대로 전류가 흐르게 되어 전기가 발생되는 원리가 1차 배터리의 원리 입니다.

그러니 금속1에는 산화가 잘되는(반응성이 큰)금속을, 금속2에는 환원이 잘되는(반응성이 작은)금속을 대입스키는 것입니다.