계산기 05 / 정비소 도구
정비소 도구
토크, 옴의 법칙, 배터리 사용 시간은 정비 현장에서 가장 자주 쓰이는 세 가지 계산이라 이 페이지에 함께 담았습니다. 토크 단위 변환, 옴의 법칙, 배터리 암페어시 사용 시간 — 작업대에서 자주 필요한 일상적인 계산.
이 계산기의 작동 방식
토크 변환은 표준적이고 정확한 SI 변환 계수를 사용합니다. 옴의 법칙과 전력은 함께 직류 회로에서 전압, 전류, 저항, 전력이 어떻게 관련되는지 설명합니다 — 전선 굵기를 퓨즈 정격과 비교하거나, 액세서리용 배터리 용량을 정하거나, 예상보다 많은 전류가 흐르는 원인을 진단할 때 유용합니다. 배터리 사용 시간은 일정하고 안정적인 부하를 가정합니다 — 배터리 노후, 온도, 부하 시 전압 강하를 고려하면 실제 사용 시간은 보통 이보다 약간 짧습니다.
계산 예시: 탭별로 하나씩
토크. 35 ft-lb를 나머지 두 단위로:
- 35 × 1.3558179 = 47.45 N·m
- 35 × 12 = 420 in-lb
옴의 법칙. 6 Ω에 2 A를 흘리면 V = I × R = 12 V, P = V × I = 24 W입니다.
배터리. 100 Ah 배터리를 80 % 사용 가능으로 두고 10 A를 소모하면 100 × 0.80 = 80 Ah 사용 가능, ÷ 10 A = 8시간입니다. 다만 아래 단서를 보십시오. 8시간은 이상적인 수치이지 실제로 얻는 값이 아닙니다.
토크 환산표
정확한 환산값은 1 ft-lb = 1.3558179 N·m = 12 in-lb입니다. 사람들이 틀리는 곳은 in-lb 열입니다. 인치파운드로 교정된 토크렌치와 피트파운드로 교정된 토크렌치는 12배 차이가 나고, 둘 다 같은 공구함에 들어 있기 때문입니다.
| ft-lb | N·m | in-lb |
|---|---|---|
| 10 | 13.6 | 120 |
| 15 | 20.3 | 180 |
| 20 | 27.1 | 240 |
| 25 | 33.9 | 300 |
| 35 | 47.5 | 420 |
| 50 | 67.8 | 600 |
| 75 | 101.7 | 900 |
| 100 | 135.6 | 1,200 |
| 150 | 203.4 | 1,800 |
환산은 정확한 산술이지만 값을 고르는 것은 그렇지 않습니다. 언제나 정비 매뉴얼이 해당 체결부에 대해 제시한 값을, 매뉴얼이 지정한 상태(건조, 오일 도포, 나사 고정제 사용)로 사용하십시오. 윤활 상태가 같은 토크에서 나오는 체결력을 바꾸기 때문입니다. 소성역 체결 볼트나 토크-각도 방식 체결부는 토크 값만으로는 아예 조일 수 없습니다.
옴의 법칙과 전력, 네 가지 형태
| 구하려는 값 | V와 I로 | V와 R로 | I와 R로 |
|---|---|---|---|
| 전압 (V) | — | — | V = I × R |
| 전류 (I) | — | I = V ÷ R | — |
| 저항 (R) | R = V ÷ I | — | — |
| 전력 (W) | P = V × I | P = V² ÷ R | P = I² × R |
이는 직류에 적용되며, 차량 전기 계통이 바로 직류입니다. 교류에서는 전력이 역률에도 좌우되어 P = V × I만으로는 설명이 끝나지 않습니다. P = I² × R을 눈여겨보십시오. 접점에 흐르는 전류를 두 배로 하면 발열은 네 배가 됩니다. 대전류 회로의 헐거워지거나 부식된 단자가 전압 강하 문제를 넘어 화재 위험인 이유입니다.
와트, 암페어, 그리고 배터리 지속 시간
기기에는 와트가, 배터리에는 암페어시가 표기되므로 첫 단계는 언제나 와트 ÷ 볼트 = 암페어입니다. 아래 지속 시간은 사용 가능 용량 80 Ah 기준이며, 계산기가 기본값으로 쓰는 100 Ah 배터리의 80 %입니다.
| 부하 | 12 V에서 암페어 | 24 V에서 암페어 | 80 Ah 사용 시 지속 시간 |
|---|---|---|---|
| 30 W | 2.50 | 1.25 | 32.0 시간 |
| 60 W | 5.00 | 2.50 | 16.0 시간 |
| 100 W | 8.33 | 4.17 | 9.6 시간 |
| 150 W | 12.50 | 6.25 | 6.4 시간 |
| 300 W | 25.00 | 12.50 | 3.2 시간 |
| 600 W | 50.00 | 25.00 | 1.6 시간 |
| 1,000 W | 83.33 | 41.67 | 0.96 시간 |
24 V 열이 대형 트럭이 24 V로 시동을 거는 이유를 보여줍니다. 같은 전력을 두 배 전압으로 쓰면 전류가 절반이 되고, 전류가 절반이면 배선 발열은 4분의 1이 됩니다. 부하가 인버터를 거친다면 손실을 더하십시오. 일반적인 인버터 효율은 85~90 %이므로 1,000 W 부하는 12 V 배터리에서 83 A가 아니라 95 A에 가깝게 끌어갑니다.
지속 시간 수치가 낙관적인 이유
- 푸케르트 효과. 배터리의 암페어시 용량은 느리고 표준화된 방전 조건에서 측정합니다. 더 세게 끌어 쓰면 같은 배터리에서 나오는 암페어시가 줄어듭니다. 납축전지에서 크고 리튬에서는 작습니다.
- 방전 심도는 화학 조성에 따라 다릅니다. 개방형 납축전지는 관행상 약 50 %까지, AGM은 그보다 더, LiFePO₄는 보통 80 % 이상까지 씁니다. 이 페이지의 「사용 가능 비율」이 바로 어느 쪽인지 알려주는 자리입니다.
- 추위는 용량을 크게 깎습니다. 겨울철 난방 없는 트럭의 배터리는 라벨에 적힌 것보다 작은 배터리입니다.
- 연식은 누적됩니다. 용량은 수명 동안 떨어지므로 3년 된 100 Ah 배터리는 더 이상 100 Ah 배터리가 아닙니다.
- 여기에 발전기는 반영되어 있지 않습니다. 배터리 단독의 방전 계산입니다.
- 깊은 방전은 공짜가 아닙니다. 납축전지를 제조사가 허용한 심도 아래로 내리면 수명이 크게 줄어드는데, 그 비용은 지속 시간 수치에 전혀 나타나지 않습니다.
- in-lb와 ft-lb를 혼동하는 경우. 12배 차이입니다. 작은 볼트에 적용하면 나사산이 뭉개지거나 부러지고, 큰 볼트에 적용하면 위험할 만큼 헐겁게 남습니다.
- 다른 엔진이나 다른 시장의 토크 값을 환산하는 경우. 해당 체결부의 값을 찾으십시오. 이미 갖고 있던 숫자를 환산하지 마십시오.
- 정격 용량 전체를 사용 가능 용량으로 입력하는 경우. 사용 가능 비율을 해당 화학 조성이 허용하는 값으로 맞추지 않으면 지속 시간이 실제의 약 두 배로 나옵니다.
- 인버터 손실을 잊는 경우. 부하가 교류 기기라면 반드시 반영해야 합니다.
- 옴의 법칙을 엉뚱한 미지수로 푸는 경우. 선택 목록에서 모르는 값을 고르면 두 입력 칸이 그에 맞게 바뀝니다.
- 전원을 연결한 채 작업하는 경우. 차량 배선을 만지기 전에 배터리를 분리하십시오. 12 V 계통은 감전시키지는 않지만 화재는 아주 쉽게 일으킵니다.
이럴 때 틀립니다
이 수치의 출처
단위 환산과 옴의 법칙은 정확합니다. 이를 제대로 하는 것이 중요한 이유는, 잘못된 단위로 옮겨 적은 체결 토크가 곧 파손된 체결부이기 때문입니다.
- NIST Special Publication 811 — SI 단위와 환산 계수에 관한 표준 지침. 토크를 비롯해 흔히 혼동되는 단위를 포함합니다.
- SAE International — 정비 작업용 체결 부품 및 토크 규격 표준.
왜 배터리를 100%까지 방전하면 안 되나요?
깊은 방전은 대부분의 납축전지 수명을 크게 단축시킵니다 — 많은 제조사는 충전 상태를 습관적으로 50% 미만으로 낮추지 말 것을 권장하며, 80% 사용 가능 용량이 일반적인 보수적 계획 수치입니다. 리튬(LiFePO4) 배터리는 깊은 방전을 훨씬 더 잘 견딥니다.
옴의 법칙은 교류 회로에도 적용되나요?
기본적인 V=IR 관계는 저항성 교류 부하에 적용되지만, 모터나 인덕터, 커패시터가 포함된 교류 회로는 이 간단한 계산기가 고려하지 않는 추가 요소(임피던스, 역률)가 관련됩니다.
참고용 추정치일 뿐입니다. 토크 사양은 항상 차량 또는 장비 제조사의 정확한 수치를 사용하세요 — 이 도구는 단위를 변환할 뿐, 어떤 사양을 사용해야 하는지 알려주지 않습니다.