변압기 권수비 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리

1차·2차 전압으로 이상 변압기의 권수비를 구하고, 정격 용량(VA)에서 1차·2차에 흐르는 전부하 전류와 두 권선 사이의 임피던스비를 계산합니다. 전원 장치용 변압기를 고르거나, 명판 값을 확인하거나, 오디오·무선 회로의 임피던스를 정합하거나, 퓨즈 용량을 가늠할 때 쓰입니다.

전압이 권수비만큼 줄고 전류는 같은 비율로 늘어 60 VA가 그대로 전달됩니다(감은 수는 실제 비율 아님).

계산 방법

권수비: a = N₁/N₂ = V₁/V₂이며, a : 1 형태로 표시합니다.
1차 전류: I₁ = S/V₁ (S는 VA)
2차 전류: I₂ = S/V₂
임피던스비: Z₁/Z₂ = a² = (V₁/V₂)²

원리

두 권선은 철심 속에서 변하는 같은 자기 선속을 공유합니다. 패러데이 법칙에 따라 한 번 감은 코일마다 같은 전압이 유도되므로, 권선 전압은 감은 횟수에 비례해 V₁/V₂ = N₁/N₂가 됩니다. 이상 변압기는 손실이 없으므로 들어간 전력과 나온 전력이 같아 V₁I₁ = V₂I₂입니다. 따라서 전압을 낮추면 같은 비율로 전류가 커집니다. 임피던스는 전압을 전류로 나눈 값인데, 전압은 a배, 전류는 1/a배가 되므로 2차 쪽의 부하 Z는 1차에서 보면 a²Z로 보입니다.

예제 풀이

입력값: V₁ = 230 V, V₂ = 12 V, S = 60 VA입니다.
권수비는 230 ÷ 12 = 19.1667 : 1입니다.
1차 전류는 60 ÷ 230 = 0.26087 A입니다.
2차 전류는 60 ÷ 12 = 5 A입니다.
임피던스비는 19.1667² = 367.36이므로, 2차의 2.4 Ω 부하는 1차에서 약 882 Ω으로 보입니다.

결과 해석

계산된 전류는 권선이 견딜 수 있는 전부하 정격값이며, 연속 부하는 이 값 이하로 써야 합니다. 1차 전류는 퓨즈 선택의 기준이 되지만, 변압기는 켜는 순간 큰 돌입 전류가 흐르므로 보통 지연형(슬로우 블로) 퓨즈를 씁니다. 권수비가 1보다 크면 강압, 작으면 승압 변압기입니다.

흔한 실수

2차 전압이 항상 일정하다고 봅니다. 소형 변압기는 무부하에서 정격보다 10~20% 높게 나오다가 전부하에서 정격값이 됩니다.
직류에 사용합니다. 변압기는 변하는 자속이 있어야 동작하므로 직류로는 전압을 바꿀 수 없습니다.
교류 12 V를 정류하면 직류 12 V가 된다고 생각합니다. 평활 축전기가 있으면 최댓값(약 12 × √2 ≈ 17 V)에서 다이오드 전압 강하를 뺀 값에 가까워집니다.

주의: 이상 변압기 관계식입니다. 실제 변압기에는 동손, 철손, 누설 인덕턴스, 전압 변동이 있으며 정격 전압·주파수·용량을 넘겨 쓰면 안 됩니다. 상용 전원 배선은 자격을 갖춘 사람이 해야 합니다.

자주 묻는 질문

VA 정격은 무엇을 뜻합니까?

과열 없이 연속으로 공급할 수 있는 피상전력으로, 권선 전류와 철심 발열로 정해집니다.

변압기를 거꾸로 연결해 승압용으로 써도 됩니까?

이상적으로는 양방향으로 동작하지만, 실제 권선은 정격 전압과 절연에 맞게 만들어지므로 제조사 안내를 확인해야 합니다.

임피던스비는 어디에 씁니까?

스피커와 앰프처럼 부하를 증폭기에 정합하거나, 회로 해석에서 2차 쪽 임피던스를 1차 쪽으로 환산할 때 씁니다.

출처: IEC 61558-1, Safety of transformers, reactors, power supply units and combinations thereof · D. Halliday, R. Resnick and J. Walker, Fundamentals of Physics, Wiley, chapter on electromagnetic induction and transformers

2026년 11월 8일 확인. 국제단위(SI) 기준의 표준 교과서 공식으로 브라우저에서 계산합니다. 학습·추정용이며, 실제 설계는 해당 국가의 기준과 자격 있는 기술자의 검토를 따라야 합니다.

입력값