전기고장 3가지 형태

항공기이든, 자동차이든, 선박이든 가정집이든 모든 전기고장은 크게 3가지이다. 이 3가지를 이해하고 진단할수 있는방법과 장비등은 다 다를수 있다. 어떻게 아래 3가지를 진단하고 찾아내는것은 적절한 장비와 회로도 그리고 전기기초 이해가 있으면 더 쉬워진다.

1. 단선(Open). 전기선 연결이 되지 않는상태이다.  자동차 전기적 고장에서는 드문경우이다. 코넥터가 연결이 안되었거나, 배선이 끊어져 있거나 하는 현상인것이다.
2. 단락(Short). 흔히 말하는 합선이다. + 에서 - 로 전기 에너지가 흐르면서 회로도의 정상적인 경로를 통과해야 하는데 다 생략하고 지름길 빠른길로 마이너스 로 바로 이동하는 현상이다. 주로 배선이 부비부비 하는곳 그리고 열이 많은곳에서 많이 발생하는 현상이다.
3. 높은저항(High Resistance).배선 부식이나 녹슬거나 초록색등으로 육안상으로 확인이 가능한경우가 대부분이다. 하지만 복잡한 배선에서 이것을 찾아내기에는 쉽지않다. 가장 어려운 전기고장이 바로 이 부분이다. 

주의1. 높은 저항의경우 탐칭봉 & 프로브등으로 전선피복에 과다하게 구멍을 내거나 하는경우에 많이 발생한다. 피복을 살짝 뚫거나 작업후에는 상황별로 밀봉을 해주어야 한다. 그리고 항상 모든 전기작업은 다 기록을 해 두어야 한다. 엔진 올리고 내릴때나 하체작업등에 모든 배선은 주의해야한다.

전기회로의 기본구조 & 이해

기본적으로 모든 회로는 + 에서 -로 에너지(전류 Current)가 흐르는 구조이다. + 와 - 사이에 계산된 휴즈, 저항, 스위치 등 장치가 있다. 바로 에너지 제어장치이다. 이러한 제어장치 중간단계를 다 뛰어넘어 + 에서 바로 - 로 가는것을 바로 지름길 Short (쇼트, 합선) 라고 한다. 제어되지 않는 에너지는 화재를 불러올 수 있고 전자장비를 태워버릴수 있다.

1. 파워전압 (Power, 플러스). 흔히 말하는 + 전기이다.
2. 그라운드전압 (Ground, 마이너스)흔히 말하는 - 전기이다.
3. 플러스와 마이너스, 에너지 생성에 필요하다. 설계한 정도의 플러스 & 마이너스 전기가 안정적으로 공급되어야 모든 전기장치가 정상작동하는것이다. 아주 단순하다.
4. 부하전압(Loaded Voltage)이 절대중요하다. 그래서 항상 모든 전기장치는 어떤것이든간에 + 와 - 전기가 설계된것 만큼 안정적으로 공급되는지 부터 확인해야 한다. 가장 중요한 부분은 '부하' 걸린 전압이어야 한다. 부하없는 전압은 실전에는 의미가 없다.
5. 회로구성, 물래방아처럼 계속 반복된다. 플러스전압, 휴즈, 릴레이, 스위치 그리고 다시 원점인 마이너스로 흐르게 되어 있다. 이 과정중에 선이 부식되고, 손상되고, 끊기고, 합선되는등 고장이 발생하는것이다. 전용휴즈나 릴레이가 있는곳이 전체회로 점검에는 최적이 된다.

Tip1. 원리적으로 전기는 원자(Atom)간 전자(Electron)의 이동을 의미한다. 원자는 + 전기성격을 지니는 양성자(Protons)과 - 전기성격을 지니는 음성자(Electrons)으로 그리고 중성자(Neutron)으로 구성되어 있다.

Tip2. 모든 전기는 제어장치인 휴즈나 릴레이로 통한다. 따라서 휴즈나 릴레이에서 전체 회로상태 진단도 가능할 수 있다.

Tip3. 기술적으로 I = V/R 로 전류, 전압 및 저항을 측정한다. I = Current = 전류, V = Voltage = 전압, 그리고 R = Resistance = 저항 을 의미한다. 보통은 V = I*R 로 표시하지만, 나는 전류가 실질적인 일을 다하기때문에 I = V/R로 표시한다.

주의2. 대부분 무부하 전압을 측정하기 때문에 상당수 오진이 발생한다.현장에서 많이 사용하는 테스트라이트 와 파워프로브 등은 정확한 부하전압 측정에는 한계가 있다. 오진 원인중 하나이기도 하다.

전압, 전류 및 저항 이해

위 3가지 전기적 고장은 모두다 전압, 전류 및 저항에 관한것이다. 이론적으로는 매우 단순한다. 사실 전기고장은 단순화해야 한다. 안그럼 한없이 복잡해진다. 전압, 전류 및 저항의 성격을 살펴본다.

1. 전류(I =Current). 에너지이다.사실상 전기3형제 중에서 가장 중요한것이다. 실제 일을 하는 것이 전류이기 때문이다. 사실 전자는 - 에서 + 로 이동하지만, 이 과정에서 발생하는 에너지는 + 에서 - 로 이동한다. 모든것을 움직이고 모든것을 파괴하는것이 바로 전류 이다. 특징중 하나는 배선이 단선, 스위치 OFF등 에서는 전류가 이동하지 않는다는 것이다. 즉, 전류가 흐르는것은 + 와 - 선이 연결되어 있고 스위칭이 되었다는 의미이다.
2. 전압(V = Voltage). 압력차이다. 쉽게 표현하면 그렇다. 선이 있으면 + 와 - 가 단선되기 전까지 이동한다. 그러다 단선이 되면 이동을 못 한다. 단선 바로 전까지 전압은 이동한다. 부지런하고 탐구성이 뛰어나다. 무조건 가고 본다, 배선이 끊어지기 전까지. 그리고 전류를 다 전달해주고 에너지가 다 사용되면 사실상 0V에 가깝게 측정되고 일을 마치고 다시 마이너스로 돌아간다.
3. 저항(R = Resistance). 방해꾼이다. 에너지흐름을 방해한다. 사실 모든 전기적 고장의 원인중 가장 큰 부분을 차지하는것이 바로 원치않는 과도한 저항이다. 대부분 숨어있으면서 방해하는 방해꾼이기 때문이다. 저항은 선이 끊기지 않는한 측정된다. 정도차이만 다를뿐이다.

전압, 전류 및 저항 성격

좀 더 구체적으로 전압과 전류 그리고 저항을 좀 쉽게 이해하면 이렇다. 이것을 이해하는것은 모든 전기고장 진단에 필수이다.

1. 저항이 측정된다면 선은 연결되어 있다는의미이다. 30가닥중에 1가닥만 연결되어 있어도 전압이 측정된다. 오진의 원인이 여기에 있을수 있다. 따라서 저항측정만으로 정상이라고 하기에는 무리인 경우가 많다.
2. 전류가 흐르는것은 선이 연결되어 스위칭이 되었다는 것이다. 원래 설계한 전류량이 흐르면 회로의 모든 구성상태가 다 정상이라는 의미이다. 가장 중요한 포인트이다. 
3. 전압이 측정되지 않으면 둘 중 하나이다. 선이 끊어져 있거나 이미 모든 에너지를 다 소모한 상태이다.
4. 전압이 측정된다는것은 아직 에너지가 남아 있다는것이다.
5. 측정전압이 사실상 0.*V 인 경우, 측정지점 이전 전기선에서 에너지를 다 소모한 경우이거나 플러스끼지 혹 마이너스끼리 연결된 상태라는 의미이다.

실전에서 중요한 사항들 정리

1. 전류를 측정하여 원하는 전류가 측정되면, + 선, - 선, 휴즈, 릴레이, 배선상태 등 모든것이 다 정상이라는 결론이 된다. 전류만 잘 점검하면 회로상태 95% 까지도 점검이 가능하다.
2. 모든 전압측정은 항상 '부하전압, Loaded Voltage' 를 측정한다. 부하가 걸리지 않는 상태의 전압은 실질적으로는 허당이고 아무런 의미가 없다.
3. 무부하 상태에서 멀티미터로 측정하는 전압은 사실상 큰 의미가 없다는것이다. 파워프로브 는 용도가 다르다. 부하를 걸어서 전압을 측정하기에는 적합하지 않다는것이다.
4. 현장에서 사용하는 테스트라이트 는 일부부하가 걸리는 상황이지만 역시 충분하지 않다. 사실 오진의 가장중요한 원인중 하나가 믿거나 말거나 바로 테스트라이트 이다. 참 아이러니이다. 부하측정을 하기위하여 사용하는 테스트라이트 이기 때문이다.
5. 자동차의 경우 연료펌프, AC 팬모터등 모터등이 있는경우 대부분 릴레이가 있다. 릴레이에서 사실상 전체회로의 저항, 연결상태, 전류흐름등을 측정할 수 도 있다.