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전기공학전공자가 설명하는 전자담배

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Geek 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물  (125.*.107.27) 작성일 님이 2018년 10월 04일 15시 45분 에 작성하신 글입니다 3,944 읽음

본문

안녕하세요. 눈팅만 하다가 처음 글을 써봅니다.


많은분들이 전자담배를 사용하시면서 기본적으로 알아 두셨으면 하는 바램으로

약간의 팁을 드리고자 글을 씁니다.


여러 연령층과 수많은 다른 직종을 가지신분들이 전자담배를 사용하시면서

불편하셨을 법한 부분을 약간이나마 해소해드리고자 전기공학을 업으로 삼고있는

제가 설명을 드리고자합니다.

다른 전자 및 전기공학을 하신분들께는 많이 부족해보일수있지만 최대한 쉽게쉽게 


설명해드리겠습니다.


1. 저항과 전류와 전압의 관계

2. 전류와 전압

3. 배터리의 방출량

4. 발열량


총 4개의 카테고리를 설명하고자 하며, 공부라고 생각하지마시고

그냥 쭉 훑어본다는 느낌으로 읽어주시기 바랍니다.


1. 저항과 전류와 전압의 관계


V=IR

I=V/R

R=V/I


위 공식들은 다들 아주 잘아실겁니다. 하지만 배터리와 관련해서 생각해보신분들

이 없을수도있을 것 같고, 아주 중요하면서 기초적인부분이랑 설명해드립니다.


배터리 최대 전압 4.2V

최대 방출 전류량 25A

순간 최대 방출 전류량 40A


배터리에서 많이 보셨을 사양들입니다.

최대 전압은 배터리를 최대로 충전시켰을때 사용가능한 전압이며,

쓰면쓸수록 배터리의 전압이 감소됩니다.

물탱크를 생각하시면 쉽습니다.

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사진과 같이 가득찬 물탱크는 밀어주는힘(전압)이 높지만 물수위가 줄어들수록

밀어주는힘(전압)이 약해집니다.

최대 방출 전류량은 배터리가 지속적으로 내어줄수있는 최대 전류량입니다.


이수치를 넘어서서 사용하게되면 배터리는 스트레스를 받게되죠

물탱크가 노즐을 통해서 물을 쏴주고있는데 위에서 뚜껑을 아래로 밀어내리거나 

인위적으로 압력을 더 많이 가하게되면 탱크에 균열이 생길 것입니다.

배터리도 마찬가지로 배터리가 부풀거나 심하면 발열에 의한 배터리 액이 세어나

오고 불꽃이 튈수 있습니다.

순간 최대 방출 전류량은 안전하게 베이핑을 즐기시는 분들이라면 없는 수치라고 

생각하고 베이핑을 즐기시는 것이 좋을 것이라고 생각합니다. 저도 이부분에 대해

서는 잘알지 못하고 어설프게 아는 한도 내에서 설명드리다보면 위험성과 연관이 

될수 있기때문에 이부분은 넘어가도록 하겠습니다.


코일을 감습니다. 0.4Ω을 감아서 4.2V의 배터리 물리면

전류값 Current = 4.2/0.4 = 10.5[A]를 사용하게됩니다

배터리는 25A지속방전 가능이므로 안전하게 사용가능하십니다.


이론상으로는 0.168Ω 까지 25A 지속방전 가능한 배터리로 사용이 가능합니다.

하지만 모든 배터리는 4.2를 정확하게 내지않고 0.168Ω도 정확하게 측정이 불가능

합니다.

그리고 자동차를 최대시속 200km/h까지 계기판에 있다고해서 거기까지 달리시는 

분들도 많지 않습니다.

안전하게 사용하기위해서는 10-25%까지 여유율을 적용해주어야합니다.

10.5[A]에서 10% 요율을 적용해주면 11.55[A]까지, 25%요율을 적용해주면 

13.125[A]까지 올라간다고 생각하시면 됩니다.


개인적으로는 25%의 여유율을 적용하고있습니다. 10% 여유율도 가능하다고는 생

각하지만 항상 안전을 최우선으로 생각하기에 25%를 안전선으로 잡고 가시는 것

을 추천드립니다.


25[A] 지속방전가능한 배터리라면 0.21Ω까지 사용하시기 바랍니다.


16[A] -> 0.33Ω

20[A] -> 0.27Ω

25[A] ->0.21Ω

30[A] -> 0.18Ω

35[A] -> 0.15Ω

40[A] -> 0.14Ω


저 수준까진 안전하다고 생각합니다.

저는 이론상으로 안전하다고 설명드리는 것이지 이에대해 책임을 질태니

저 옴대에서 맘놓고 안전하다고 생각하고 베이핑 하시면안됩니다.

특히 맥모드는 배터리 스트레스 및 발열량과 관련한 부분도 크기때문에

단순한 이론으로 적용할 부분은 아니라고 생각합니다.


2. 전류와 전압


전류와 전압의 관계는 앞에서 충분히 설명을 드렸을 것이라고 생각합니다.


많은 분들이 3.7~4.2V대에서 베이핑을 하라고 설명을 해주십니다.

이상적으로 타지 않고 적절한 발열량을 가진 대역이죠.


하지만 전압값보다 전류값이 중요합니다.

쉽게 생각하면 전압은 밀어주는 압력이지만, 실제 사용되는 에너지는 전류입니다.

그래서 우리가 사용하는 기기에는 와트모드가있습니다.

Watt모드는 전압과 전류를 어우르는 Power 즉 에너지 공식입니다.

와트 모드는 여기까지만 설명드리겠고


전압이 중요한 이유를 알려드리겠습니다.

모드기기중에서 특히 메카니컬 모드기기 흔히 말씀하시는 맥모드 통전과 관련이 


있습니다.

전선은 수많은 굵기와 종류가 있습니다.

전선회사들의 카달로그나 브로슈어를 확인하시면 전압과 관련된 내용은

초특고압, 특고압, 고압, 저압에 관련된 이야기만 나올뿐 딱 몇 볼트에서 이걸써라

하는 부분은 없습니다. 저 전압에 대한 이야기도 인슐레이션(절연)에 관련된 부분


이지 속에 들어있는 구리선이나 알루미늄 선에 관한 이야기가 아닙니다.

이유인 즉, 전선은 전류값에 의해 사이즈가 선정됩니다.


전자담배 관련해서 말하는데 무슨 개소리야? 하시는 분도 있으실 겁니다.

전기공학 이론 다 때려치우고 쉽게 말씀드리겠습니다.


전선속 금속알맹이(conductor)가 굵을수록 많은전류를 흘려보낼수있고

낮은저항을 가지고있습니다.


맥모드 통전이 어쩌니 하는 부분은 금속알맹이의 재질과 체적(부피)과 관련이 있습니다.

특히 맥모드 버튼쪽 핀이 넓고 굵을수록 고전류를 보낼수있는 것이죠.


만약 얇은 핀을 쓴다면? 저항이 높아지고 전류를 해소할수있는 용량이 작아집니다.

케이블 임피던스니 뭐니하는 전문적인것을 때려치고

핀이 얇으면 발열이생기고, 전류를 통과를 못시키기에 출력이 재대로 안납니다.

발열은 100이 지나가야하는대 50만 지나갈수있는 통로에 전기를 공급하면 나머지 


50은 발열, 소리, 불꽃, 아크로 해소되어집니다. 전자담배는 고압은 아니기에 소리

나 아크로 해소되진 않지만 발열이나거나 심하면 불꽃을 보실수있습니다.


위의 전류와 전압의 관계를 고려하셔서 모드기기 선택하시는데 도움이 되셨으면 합니다.



3. 배터리의 방출량


배터리의 방출량을 위에서 설명해버려서 많이 설명할 부분은 없는것 같습니다.


용량에 대해서 약간 설명을 해드리도록 하겠습니다.


2500mAh 용량의 배터리를 사용하고,

12[A]를 사용하도록 코일을 셋팅하고 4.2볼트에서 사용할때 얼마나 사용할수

있을까?


2500mAh*4.2/1000= 10.5Wh 가 되고

Wh단위는 W와트 단위에 시간이 혼합된 개념입니다.

따라서

10.5[Wh]/(12*4.2) [W]= 0.2083hour

0.2083hour = 12.5min = 750sec

3초를 1회 베이핑으로 잡을시 250회 베이핑이 가능합니다.


**이론상으로 그렇습니다.

실제로는 사용하면서 전압이 떨어지고 실제 배터리용량도 표기된 용량과 다르기에

오차가 생깁니다.



4. 발열량


발열량 ∝ 전압*전류*시간


발열량은 비례식으로 생각하시면 됩니다.


고전압, 고전류, 긴시간 가압하면 발열이 늘어난다라고 생각하시면 됩니다.


모드기기 발열 해소방법(특히 맥모드 버튼 및 접점부)


고전압 해소 -> 우리는 4.2볼트 저압을 사용하기에 관련이 크게없습니다.

가변기에서 4.2볼트이상 7볼트까지 올려쓰시면서 발열이 많이 나시면 저 위의 비

례식을 생각해보시면 됩니다.


고전류 해소 -> 굵고 짧은 센터핀, 저항이 낮은 재질의 금속사용

은접점, 은스프링사용하시는 이유가 바로 이겁니다.


시간 -> 연타를 많이하시면 발열이 심해집니다.


간단하게 계산 하나만 해보고 마치도록 하겠습니다.


0.2Ω 코일 4.2V 배터리 사용

0.16Ω 코일 4.2V 배터리 사용


발열량 ∝ 전압*전류*시간

발열량 ∝ VIt = I^2Rt 에서


0.2Ω 일때 21A 사용

21*21*0.2*1sec = 88.2


0.16Ω 일때 26.25A 사용

26.25*26.25*0.16*1sec = 110.25


두 코일의 저항차는 고작 0.04Ω 차이이지만 발열량 차이는 어마어마합니다.


극단적으로 쉽게 생각해서 0.2Ω일땐 88도까지 올라가는게

0.04Ω차이로인해서 110도까지 올라간다고 생각하시는게 쉬우실겁니다.


정확한 계산을 위해서는 모드기기의 효율, 실내온도, 열관통률, 기기의 면적 등등

수많은 값을 넣어야 하기에 간단하게 예시를 위한 계산만 해보았습니다.



여기까지하고 글을 마치겠습니다.


부족한 부분 지적해주시면 수정하겠으며, 궁금한부분은 제가 아는한도내에서

최대한 설명해드리도록 하겠습니다.

감사합니다.



추천 79
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댓글 33

추천요정규딩님의 댓글

추천요정규딩 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (110.*.58.242)
회원아이콘 @Geek이해하기쉬운글이라 좋은거같아요
이렇게올려도  한결같이
분홍배터리로 0.1옴 가능할까요?
같은 질문이 남발하지만...

파란고추장님의 댓글

파란고추장 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (175.*.26.223)
회원아이콘 글 잘봤습니다.
질문좀 드리겠습니다.
keeppower  18350  3.6v 1200mah
연속10a  펄스15a
이베터리를 맥모드에서 몇옴까지가 안전한 한계치인가요?

야야호야호님의 댓글

야야호야호 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (1.*.86.250)
회원아이콘 와...
간단하면서 이해가 쏙쏙되는 설명 감사합니다...
역시 사람은 배우고 봐야하나 봅니다...
좋은 내용은 완전 추천입니다..
추천이 1번 뿐인게 아쉽네요..
^^

Geek님의 댓글

Geek 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (125.*.107.27)
회원아이콘 @야야호야호아는것이 힘이라는 말이 있지만 모르는게 죄는 아니다라는 말이 있습니다.
글을 보시고 조금이라도 도움이 되셨으면 좋겠습니다.

야야호야호님의 댓글

야야호야호 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (1.*.86.250)
회원아이콘 @Geek아직 좋은 세상에 사시나보군요...^^;;;
전 모르는건 죄다라고 생각합니다...
모르면 손해보고, 불이익이 많은 세상입니다...
그렇게 되지않으려고 뭐라도 할줄알아야...
ㅜㅜ

신미소님의 댓글

신미소 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (39.*.55.228)
회원아이콘 엄청남 글 감사합니다^^
급 궁금한게 그럼 이론상  최고의 맛을 낼수있는
적정옴과 적정 와트수가 어떻게 될까요??????

공머생님의 댓글

공머생 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (211.*.132.207)
회원아이콘 좋은 글 추천드립니다.

추가로 멕모드의 경우 전류 (I)는 전압(V)와 저항(R)에 의해 결정되는 종속변인이지 저항과 전압을 그대로 두고 임의로 조작 가능한 값이 아닙니다.
가변기는 전자공학쪽 지식이 부족하여 잘 모르겠네요.

과 교수님 말을 인용하자면 "회로 공부할 때 나오는 전류원은 편하게 생각하려고 임의로 만든거지 절대로 일정 '전류'를 흘려 줄 수 있는 장치는 없다고 생각하면 편해~"

전자담배 입문할때 전류에 대해 언급한 글 혹은 영상이 거의 없다싶어서 한번쯤 말해보고 싶었는데 여기다 써봐요!

Geek님의 댓글

Geek 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (49.*.1.124)
회원아이콘 @공머생의견 감사합니다.
맥모드는 변경 불가는한 Equipment로 보시면 됩니다.
허나 ONAF, ONAN, OFAF같이 변압기의 상세 사양을 지정하줄수 있는 것처럼 맥모드도 접점부나 스프링 통전 작업을통해서 흔히 말씀하시는 통전률을 높일수 있습니다.

그리고 전류는 흘려보내 줄수있는 장치는 없는것이 맞습니다. 허나 이 글의 요점은 모두들 알기쉽게 설명하기 위하여 저렇게 표현해두었습니다.

구지 따지자면 물호스는 와이어 혹은 케이블, 수압은 전압, 물는 전류라고했을때. 수도꼭지를 틀기전까지는 물이 나오지 않지만 수압은 항상걸려있습니다.
따라서 전압은 밀어주는 힘이고 전류는 쓰는쪽에서 빨아쓰는 에너지로 생각하면 쉬울 것 같습니다.
0A, 220V는 0W이니깐요

순수그자체님의 댓글

순수그자체 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (118.*.93.31)
회원아이콘 정독했습니다 감사합니다!
 질문이 있습니다

멕모드 사용시 배터리 잔량이 떨어지면 전압도 떨어지고
그럼 방전량도 떨어질텐데

옴은 그대론데 방전량을 쏴주려고 배터리에 무리(발열 등)가 가진 않나요??

Geek님의 댓글

Geek 쪽지보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 (49.*.1.124)
회원아이콘 @순수그자체맥모드는 별도의 승압장치가 없습니다 따라서 배터리 방전량이 떨어지면 그대로 출력이 저하됩니다. 그러니깐 옴은 그대론데 방전량을 쏴주려고 배터리가 무리하는 것은 없습니다.
다만 비보호 리튬이온 배터리 특성상 완전방전이 되버리면 셀이 죽어버리기에 주의 하셔야 할겁니다.

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