1마력은 몇 kW? 마력의 유래와 환산법

1마력은 몇 kW? 마력의 유래와 환산법 완벽 정리

마력의 유래

오늘날 자동차, 오토바이, 선박, 산업용 기계의 스펙을 볼 때 빠지지 않는 단위가 바로 ‘마력(horsepower, HP)’입니다. “이 차량은 200마력이다” 혹은 “이 펌프는 5마력짜리다” 같은 표현은 흔히 쓰이죠. 그런데 정작 ‘1마력이 어느 정도의 힘인지’, 그리고 ‘1마력이 몇 kW(킬로와트)’에 해당하는지 명확히 알고 있는 사람은 많지 않습니다. 마력은 단순히 숫자가 아니라, 산업혁명기의 기술 발전과 함께 탄생한 역사적 단위입니다.

마력의 개념은 18세기 후반, 영국의 발명가 제임스 와트(James Watt)가 증기기관을 상업적으로 홍보하기 위해 만들어냈습니다. 당시 사람들은 대부분 ‘말’을 이용해 중량물을 끌거나 돌리는 노동을 하고 있었는데, 와트는 자신의 증기기관이 ‘말 몇 마리의 힘을 대신할 수 있는가’를 수치로 보여주고자 했습니다. 즉, ‘horsepower’라는 개념은 증기기관의 효율을 말의 노동력과 비교하기 위해 만들어진 마케팅적 단위였던 것입니다.

그는 실험을 통해 한 마리가 1분 동안 지름 약 12피트(약 3.66m)의 원을 돌며 180파운드(약 82kg)의 하중을 움직일 수 있다는 데이터를 얻었고, 이 값을 바탕으로 계산하여 1마력 = 550 ft·lb/s(피트-파운드/초), 즉 초당 550파운드의 물체를 1피트 높이로 들어올릴 수 있는 힘으로 정의했습니다. 이후 이 단위는 전 세계로 퍼져나가, 오늘날에도 기계 동력의 기준으로 사용되고 있습니다.

1마력은 몇 kW인가?

1마력은 기계적으로 계산하면 다음과 같습니다.
$$1 HP = 550 ft·lb/s = 745.7 W = 0.7457 kW$$
즉, 1마력은 약 0.7457킬로와트의 전력과 동일합니다. 다시 말해, 1kW는 약 1.341마력(HP)에 해당합니다.

이 값은 영국식 마력(Imperial Horsepower, Mechanical Horsepower)을 기준으로 한 것이며, 나라마다 약간씩 차이가 있습니다. 예를 들어 독일을 중심으로 한 유럽 대륙에서는 미터법 마력(Metric Horsepower, PS 또는 CV)을 사용했는데, 이는 1 PS = 735.5 W로 약간 더 작습니다. 다음은 주요 단위별 비교입니다.

• 영국식 마력(HP, Mechanical Horsepower) = 745.7 W
• 미터법 마력(PS, Metric Horsepower) = 735.5 W
• 전기마력(Electric Horsepower) = 746 W
• 수학적 정의 기준: 1 kW = 1.341 HP, 1 HP = 0.7457 kW

즉, 자동차 스펙에서 200마력이라고 하면 약 149.14kW의 출력(200 × 0.7457 = 149.14)이 됩니다. 반대로, 100kW 전기모터의 출력은 약 134.1마력에 해당합니다.

kW와 마력의 환산 공식

마력과 kW는 모두 ‘일률(단위 시간당 에너지)’을 나타내지만, 단위 체계가 다릅니다. kW는 국제단위계(SI 단위계)의 표준이며, 마력은 여전히 산업 현장에서 관습적으로 많이 사용됩니다. 다음 공식으로 손쉽게 상호 환산이 가능합니다.

1. 마력을 kW로 바꾸는 공식
$$kW = HP × 0.7457$$

2. kW를 마력으로 바꾸는 공식
$$HP = kW × 1.341$$

이를 실제 예시로 살펴보면 다음과 같습니다.

• 3마력 모터: 3 × 0.7457 = 2.237 kW
• 5마력 펌프: 5 × 0.7457 = 3.7285 kW
• 10마력 엔진: 10 × 0.7457 = 7.457 kW
• 1.5 kW 전동기: 1.5 × 1.341 = 2.0115 마력
• 10 kW 발전기: 10 × 1.341 = 13.41 마력

즉, 전기모터나 펌프, 자동차 엔진의 출력을 비교할 때 이 공식을 사용하면 직관적인 비교가 가능합니다.

마력의 종류와 쓰임새

마력은 단순히 하나의 고정된 단위가 아니라, 적용 분야에 따라 세분화되어 있습니다. 각기 다른 환경에서의 효율 차이를 반영하기 위해 다음과 같은 종류로 나뉩니다.

1. 기계식 마력(Mechanical Horsepower)
   • 가장 일반적으로 사용되는 단위.
   • 1HP = 550 ft·lb/s = 745.7 W.
   • 자동차, 오토바이, 기계 엔진 출력에 사용.
2. 미터법 마력(Metric Horsepower, PS 또는 CV)

   

   • 유럽 자동차 제조사들이 즐겨 사용하는 단위.
   • 1PS = 735.5 W.
   • BMW, 벤츠, 아우디 등의 스펙표에서 자주 등장.
3. 전기마력(Electric Horsepower)
   • 전기모터 출력 환산에 사용.
   • 1HP(electric) = 746 W.
4. 보일러 마력(Boiler Horsepower)
   • 증기 보일러 용량 단위.
   • 1 Boiler HP = 9,809.5 W (약 9.81kW).
   • 물을 일정 속도로 증기로 변화시키는 에너지량 기준.
5. 수력 마력(Hydraulic Horsepower)
   • 유압펌프나 유압모터의 출력을 계산할 때 사용.
   • 1 Hydraulic HP = (유량 × 압력) ÷ 1714 (미국식 단위 계산).

이처럼 마력은 단일한 절대값이 아닌, 사용 목적에 따라 약간의 차이를 두고 정의된 단위입니다.

자동차 출력표에 표기된 마력의 의미

자동차 제조사들이 표기하는 ‘마력’은 일반적으로 엔진 출력(Engine Power)을 의미합니다. 하지만 이 수치는 엔진 자체의 출력이지, 실제 구동축(바퀴)에 전달되는 순수한 동력은 아닙니다. 구동계 손실(드라이브트레인 손실)로 인해 실제 바퀴에 전달되는 출력은 약 15~20% 정도 줄어듭니다.

예를 들어, 200마력의 자동차라 하더라도 실제 바퀴 출력은 약 160마력(120kW) 수준일 수 있습니다. 따라서 자동차 비교 시 단순히 마력 수치만 보지 말고, 토크(N·m)와 병행해 보는 것이 좋습니다.

• 토크(N·m): 회전력의 크기를 의미하며, 가속력과 밀접한 관련이 있습니다.
• 마력(HP 또는 kW): 단위 시간당 일률로, 최고 속도나 지속 주행 성능과 관련 있습니다.

이를 수식으로 표현하면
$$Power(kW) = (Torque(N·m) × RPM) ÷ 9550$$
즉, 동일한 출력이라도 RPM이 다르면 토크 특성이 달라집니다. 전기차의 경우 낮은 RPM에서도 최대 토크를 발휘하기 때문에 체감 출력이 높게 느껴집니다.

산업 현장에서의 마력 단위

마력은 자동차 외에도 산업용 전동기, 펌프, 송풍기, 압축기 등에서도 여전히 중요한 기준 단위로 사용됩니다. 예를 들어, 농업용 양수기 5마력, 냉동기 3마력, 공장용 송풍기 10마력 등은 거의 표준적 표현입니다. 하지만 기술 표준이 국제단위계(SI)로 통일되면서 최근에는 대부분 kW 단위 병기 표기를 요구하고 있습니다.

예를 들어, KS규격 및 IEC 기준에서는 다음과 같이 표기하도록 명시합니다.

• 1HP = 0.746kW
• 2HP = 1.49kW
• 3HP = 2.24kW
• 5HP = 3.73kW
• 10HP = 7.46kW

전기기기 명판(nameplate)에는 “3.7kW (5HP)”처럼 병기되어 있습니다.

결론

정리하자면, 마력은 산업혁명기의 발명가 제임스 와트가 만든 단위로, ‘말 한 마리가 낼 수 있는 힘’을 기준으로 정의된 역사적 단위입니다. 오늘날 국제 표준단위(SI)에서는 kW를 사용하지만, 여전히 자동차, 기계, 펌프, 모터 등 실생활 곳곳에서 마력 단위가 사용되고 있습니다.

핵심 환산 관계는 다음과 같습니다.

• 1마력(HP) = 0.7457 kW (약 746W)
• 1kW = 1.341 마력(HP)

즉, ‘200마력 자동차 = 약 149kW 출력’, ‘10kW 전동기 = 약 13.4마력’입니다. 마력은 단순한 힘의 단위를 넘어, 기술 발전과 인간 노동의 대체를 상징하는 단위이기도 합니다. 이제 여러분도 “1마력은 몇 kW냐?”는 질문에 정확히 답할 수 있을 것입니다.