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미국 전기는 110V가 아닌 120V다. 현재 국가 표준이 120V ± 6% 이다. 옛날 옛적에는 110V였는데 전기 수요가 늘어나면서 효율을 높이려고 전압을 야금야금 올렸다.
미국의 전기는 120V / 240V 겸용 – 집 관리 정보 – 애틀랜타 부동산
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북미 가전 제품, 한국에서 쓰려면 이점 참고하세요 – JoyVancouver
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전압과 주파수가 맞다면 ‘돼지코’를 써서 연결
만약 전압 또는 주파수가 맞지 않다면
미국 전기 볼트 – AliExpress 에서 미국 전기 볼트 구매하고 무료로 배송받자 version
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측정 단위와 전압 정보 – Visit the USA l 미국 여행을 위한 공식 여행 가이드
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미국의 전압 가전 제품 충전
[과학을 읽다]220V와 110V의 차이 – 아시아경제
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![[과학을 읽다]220V와 110V의 차이 - 아시아경제](https://cphoto.asiae.co.kr/listimglink/1/2018042314333173372_1524461608.jpg)
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미국의 전기는 120V / 240V 겸용
미국의 가정에는 120V / 240V 겸용 전기가 공급된다. 에디슨이 전기를 만들어 낼때부터 애시당초 이렇게 되어 있었다. 우리 집은 120V만 들어오는데? 아마도 잘못 알고 있는 것이다. 따라서, 유럽이나 한국에서 가져온 220~240V 가전제품이 있다면 240V 콘센트에 그냥 꼽기만 하면 된다. 트랜스포머를 쓸 필요가 없다. (주: 미국 전기시스템을 설명하려면 지루하지만 역사를 더듬어 볼수밖에 없는 점 양해 바랍니다)
(미국 가정의 메인 전기 패널) (Photo by gahomefind)
미국은 120V를 쓴다
미국 전기는 110V가 아닌 120V다. 현재 국가 표준이 120V ± 6% 이다. 옛날 옛적에는 110V였는데 전기 수요가 늘어나면서 효율을 높이려고 전압을 야금야금 올렸다. 110V → 115V → 117V → 120V 처럼 말이다. 그래서 지금은 모든 곳에 120V가 공급된다. 그래서 110V라고 말해도 틀린말은 아니지만, 이제는 120V 라고 해야 정확한 표현이다.
토마스 에디슨이 1878년에 에디슨 전기조명 회사를 설립하고, 1882년 1월에 영국 런던에서 세계 최초의 증기발전소를 가동했는데, 이때 110V DC 전기를 공급한 것이 시초가 되었다. 8개월 뒤 뉴욕 맨허튼에서도 110V DC를 상용화 했다. 에디슨은 1883년에 3선을 이용해 220V DC를 전송하는 방법도 발명했다. 에디슨은 직류 DC 시스템을 고집했는데, DC 시스템은 전압강하가 심해서 몇마일도 못가는 큰 단점이 있었다.
에디슨 회사에서 일하던 테슬라(Nicola Tesla)는 발전소 성능개량에 큰 공헌을 했지만, 에디슨이 약속했던 보너스도 안주고 DC만 고집하자, 그만두고 벤처 창업했다가 경쟁사 웨스팅하우스로 갔다. 테슬라는 3상 240V AC 시스템과 인덕션 모터등을 발명한 사람이다. 호박이 넝쿨째 굴러들어온 셈이다. 웨스팅하우스는 덕분에 경제적이고 효율이 높은 교류 AC 발전기를 만들어 낼수 있었다. 큰 전력이 필요한 대형 가전제품들을 위해 에디슨의 3선 220V DC 전송방식을 차용해 3선 220V AC도 도입했다. AC 주파수로는 60Hz가 최적이라는 것도 테슬라가 웨스팅하우스에서 일할때 찾아낸 것이다.
에디슨 제너럴일레트릭(에디슨 전기조명회사가 이름을 바꿨음)은 1892년에 톰슨-휴스턴 전기회사와 합병해서 GE가 되었다. 그리고, GE와 웨스팅하우스 등이 모여 110V/220V AC 60Hz를 표준으로 정한다. 웨스팅하우스는 초창기에는 높은 전압을 선호했지만, 에디슨 측에서 AC는 위험하다는 주장을 계속 하자, 110V AC로 전압을 낮췄었다. 물론 에디슨 제너럴일렉트릭이 만든 제품(예: 전구)들을 그대로 쓰려면 110V여야 한다는 점도 작용했다.
GE는 이후로도 승승장구하며 잘 나가고 있고, 웨스팅하우스도 잘 나갔지만 현재는 원자력발전소 부실로 파산해서 이름만 남은 신세가 되았다. 테슬라는 일론 머스크가 전기자동차 회사를 세우면서 이름을 테슬라로 지어서 이름으로나마 다시 부활한 셈이 되었다.
이후 세월이 지나면서 전력수요가 늘자 표준전압을 115V 올렸다가, 2차대전 후로 117V로 올렸고, 1967년에는 다시 120V로 바꿨다. 표준을 바꾼다고해서 전국의 전압을 한꺼번에 다 올릴수 있는 것은 아니다. 어디는 110V, 어디는 115V, 어디는 117V, 새로 설치하는데는 120V 이런식으로 혼재할 수 밖에 없었다. 물론 지금은 그로부터 세월이 50년도 넘게 흘렀으니 미국 전역이 120V 라고 봐도 무방하다. 설마 1967년 이전 설비가 아직도 그대로 남아있지 않다면 말이다. 그러나 놀랍게도 에디슨 시절에 쓰던 110V DC 송전설비가 뉴욕에서 2007년까지 사용된 기록이 있다고 하니, 1967년 장비 정도는 아직도 상당수 남아있다고 봐야 할것 같다. 실제로 뉴욕이나 보스턴의 오래된 집들을 보면 아직도 1950년대 이전에 쓰던 퓨즈박스로 된 매인패널(전기분배함)을 쓰는 집들이 상당 수 있다.
유럽은 처음(1882년)에는 110V를 쓰다가, 1899년에 독일 BEW의 주도하에 220V로 바꿨다. 그후로도 계속 220V ± 22V 를 쓰고 있었는데, EU 통합을 진행하면서 1987년에 표준을 230V ± 23V 로 바꿨다. 기존 EU지역의 220V와 UK의 240V를 모두 포괄하기 위해 중간 지점인 230V를 선택한 것이다. 허용오차를 감안하면 207V ~ 253V 까지 모두 표준인 셈인데, UK의 일부 지역에서 250V를 쓰고있던 점도 고려했다.
한국은 1887년에 에디슨 전기조명회사로부터 110V 발전설비를 도입한 것을 계기로 110V로 갔고, 1973년부터는 220V로 승압하기 시작해 2005년 승압을 마무리 했다.
(Pearl Street Station in New York by Edison Electric Illuminating Company, 1882. Image by US.Department of Energy)
미국 가정은 240V를 쓴다
미국 가정에서는 240V 전기를 쓰고 있다. 에어컨, 오븐, 드라이어, 워러히터(전기식) 같은 것이 240V 이고, 전기자동차 충전시설도 240V로 되어 있다. 모든 집에 240V가 들어오니까 필요하면 어디에나 240V 아울렛(콘센트)를 설치하기만 하면 된다.
에디슨 시절부터 220V가 있었지만, 모든 가정에 보편적으로 공급하기 시작한 것은 1950년대부터이고, 1960년대 들어서면서 현대적인 2상 3선식 (split phase 3 wire) 브레이커 박스(요즘 집에서 흔히 볼수있는)가 도입되면서 표준화 되었다 (위 사진 참조). 이 브레이커 박스는 배선을 어떻게 할까 고민할 필요 없이 해당 브레이커 1개만 240V 짜리로 바꿔꼽으면 자동으로 240V가 공급되도록 설계되어 있다. 간단하지만 기발하고 대단한 발명품이다.
그런데 왜 220V가 아니라 240V인가? 110V를 쓸때는 220V였다. 110V → 120V로 야금야금 올리면서 덩달아 220V → 240V가 되었고, 요즘에 측정해보면 240V도 아닌 245V 정도가 나오고, 지역에 따라서는 250V도 나온다. 전기 수요가 늘어나면서, 효율을 높이기 위해서 가전제품에 무리가 안가는 선에서 조금씩 올리고 있기 때문이다.
Business/Commercial 시설은 3상 4선식 120V/208V 전기를 쓴다. 각 전선의 전압은 가정용과 마찬가지로 120V로 동일하지만, 3개 전선간의 위상차가 120도인 점이 다르다 (가정용은 2 Phase 3 Wire 위상차 180도, 상업용은 3 Phase 4 Wire 위상차 120도). 그래서 3개 전선중 2개를 임의로 선택해 전압을 측정해보면 240V가 나오는 것이 아니라 208V (120V x √3 = 207.85V) 가 나온다. 가정에서 쓰던 제품을 상업용에 꼽으면 (예: 히터) 출력은 약간 떨어지지만 (240V → 208V) 기기에 영향을 줄 정도는 아니다. 상업용으로 2상이 아닌 3상을 쓰는 이유는, AC 모터(대형 냉장고, 대형 에어컨, 대형 팬, 펌프 등등)를 돌리는데는 2상보다는 3상이 효율적이기 때문이다. 2상으로 AC모터를 돌릴려면 커패시터나 인버터를 써야 하지만 3상에는 그냥 꼽기만 하면 돌아간다.
미국은 60Hz를 쓴다
60Hz를 쓰는 나라로는 미국, 캐나다, 멕시코, 한국, 일본(남서부 지역), 대만, 필리핀, 사우디, 중남미 등, 과거 미국의 영향력이 미쳤던 지역이고, 유럽, 러시아, 중국, 오스트레일리아, 아시아, 일본(북동부 지역), 아프리카 등의 대부분 지역은 50Hz를 쓰고 있다.
왜 하나로 통일 못하고 2개로 나뉘었을까? 1891년, 미국의 웨스팅하우스 전기회사는 테슬라의 계산과 실험을 통해 60Hz를 선택했고, 같은 해 독일의 AEG는 50Hz 를 선택했다. 이 영향을 받아서 미국쪽은 60Hz로 굳어졌고, 유럽쪽은 50Hz로 굳어졌다. 효율로 보면 60Hz가 50Hz보다 20% 정도 더 좋다고 한다. 발전소 효율도 좋고, 송전 효율도 좋고, 모터를 돌리는데도 60Hz가 더 좋다. 하지만 한번 굳어진 표준을 바꾸는 것은 사실상 불가능하므로 지금은 그대로 쓰는 것이다.
표준을 바꾸는 것이 힘들다는 것을 보여주는 대표적 사례가 있다. 일본은 전 세계에서 유일하게 60Hz와 50Hz를 동시에 사용하고 있다. 도쿄를 기준으로 북동부(도쿄포함)은 50Hz, 남서부(도쿄제외)는 60Hz로 되어 있다. 1895년경 독일 AEG 발전기(50Hz)를 도쿄에, 미국 GE 발전기(60Hz)를 오사카에 설치하면서 나뉘어버린 주파수가 그대로 굳어진 것이다.
일반 전기제품(TV, 컴퓨터 등)에서는 60Hz냐 50Hz냐는 중요하지 않지만 (AC를 DC 전원으로 바꾸는 과정에서 Hz는 없어지므로), AC 모터를 사용하는 제품의 경우에는 약간의 영향이 있다. 냉장고(컴프레셔), 디시와셔(모터), 에어컨(컴프레셔, 블로워), 선풍기(모터), 진공청소기(모터) 등은 사용이 가능하다. 50 vs 60 만큼 모터가 천천히 돌거나 빨리 돌게 되는 정도다. 하지만, 가전 회사들이 제품을 설계할때 60/50Hz 겸용으로 하기 때문에 (그래야 수출할때 제품을 따로 만들지 않아도 되므로) 효율에서는 차이가 좀 나더라도 수명에는 큰 영향이 없다. 단, 세탁기, 드라이어, 전자레인지는 호환이 안되는 경우도 있으므로 해당 제품의 매뉴얼을 참조해야 한다.
미국의 240V와 EU/한국의 220V~240V의 차이점
EU/한국의 220V~240V는 두개의 전선중에서 한쪽 전선은 Neutral(0V에 가까움)이고 다른쪽 전선은 Hot(220V~240V)으로 되어 있다. 즉, 뉴트럴 전선을 만지면 감전이 안되지만, 반대쪽 핫 전선을 만지면 감전이 된다.
EU/한국 220~240V 전선 A = 220V
EU/한국 220~240V 전선 B = 0V (에 가까움)
EU/한국 220~240V 그라운드 = 0V
미국의 240V는 양쪽 전선 모두 120V짜리 핫으로 되어 있다. 한쪽 전선의 전압을 측정해보면 120V가 나와서 EU/한국 220~240V의 핫 전선보다 전압이 1/2로 약하다. 다른쪽 전선의 전압을 측정해봐도 120V가 나온다. 두 전선을 양쪽에 놓고 전압을 측정하면 그제서야 240V 전위차가 생긴다.
미국 240V 전선 A = 120V Phase 0 degree (+120V)
미국 240V 전선 B = 120V Phase 180 degree (-120V)
미국 240V 전선 C = 0V (에 가까움)
미국 240V 그라운드 = 0V
전선A는 120V이지만 위상(phase)이 0도이고, 전선B도 역시 120V이지만 위상이 180도로 되어 있다. 이해하기 쉽게 한쪽은 +120V, 다른쪽은 -120V라고 생각하면 된다. AC 전원이므로 평균에는 ± 가 없지만, 특정 순간으로 따지면 ± 가 존재한다. 그래서 양쪽 전선을 동시에 측정할때만 240V가 되는 것이다.
220~240V 하나만 쓸 생각이라면 EU/한국 방식이 경제적일 수 있다. 전선 2가닥(0V, 220~240V, 그라운드)만으로 전력을 보낼수 있기 때문이다 (그라운드는 보내는 것이 아니라, 각 집집마다 땅에 접속하는 것이므로 전선 가닥 수에서 빠짐). 미국식은 3개의 전선(+120V, -120V, 0V, 그라운드)이 필요하다. 그러나, 감전 위험은 미국식이 훨씬 덜하다. 사람은 그라운드(0V)에 접해 있는데, 어느 한쪽 전선에 접촉(높은 확률)하면 120V이고, 양쪽 전선을 동시에 잡을때(낮은 확률)만 240V가 되기 때문이다. 그러나 EU/한국은 핫 전선 하나에만 접촉(높은 확률)해도 220~240V가 되어 버린다.
EU/한국의 220V~240V 가전제품을 미국의 240V에 꼽으면?
정상 동작한다. EU/한국은 단상 2선식 (Single Phase 2 Wire) 220V~240V를 쓰고 있고, 미국은 2상 3선식 (Split Phase 3 Wire) 240V를 쓰고 있다. (2상 3선식을 Two Phase 3 Wire 혹은 Split Phase 3 Wire라고도 부른다. Single Phase 3 Wire라고 불러도 틀린 표현은 아니지만 정확한 표현은 아니다. 전봇대까지는 단상(Single Phase)로 오고, 전봇대 위의 변압기(트랜스포머)에서 240V로 변환하면서, 120V 두쪽으로 나눠 2 Phase로 만들기 때문에, 공급자 측면에서 보면 단상 3선식이라고 부를수도 있기는 하지만, 가정집에 들어올때는 어찌되었든 2 Phase 3 Wire 모양으로 되어 있으니까 2상 3선식이라고 부르는 것이 옳다).
한국의 콘센트(아울렛)을 보면, 둥그렇게 되어 있다. 어느 선이 핫인지 어느선이 뉴트럴인지 알수가 없다. 뒤집어 꼽으면 당연히 핫과 뉴트럴이 뒤집히게 된다. 그래서 가전제품들은 두개가 뒤집어 꼽혀도 정상 동작하도록 설계되어 있다. 즉, 어느 선이 뉴트럴이냐 핫이냐는 중요하지 않고, 두 전선의 전위차가 220V만 나와주면 되도록 설계되어 있는 것이다.
따라서, EU/한국 가전제품을 미국의 240V에 꼽으면, 양쪽 전선의 전위차가 240V가 나와주므로 정상 동작한다. 0V ↔ 220~240V로 220~240V가 나오냐, +120V ↔ -120V로 240V가 나오냐는 상관없다.
한국의 전압 국가 표준은 220V ± 13V이다. 미국의 240V는 이보다 7V가 높은 것이므로 당연히 견디도록 설계되어 있어야 옳다. 다만 미국 지역에 따라서는 250V까지도 나오므로 약간의 오버 전압이 있을수 있다는 점은 고려해야 한다. EU는 표준이 230V ± 23V 이므로 EU 가전제품은 당연히 미국에서 정상 동작해야 한다. 물론 이 경우에도 EU는 50Hz를 사용하므로 미국의 60Hz와 맞지 않는 제품이 있을수도 있다는 점도 고려해야 한다(제품 매뉴얼 참고).
(EU/한국의 Type F 220~240V 콘센트) (UK, Italy, 스위스, 덴마크 제외) (Photo by Hans)
미국의 콘센트 모양
미국의 콘센트 모양은 한가지가 아니고, 전류 용량(Ampere)에 따라 제각각 다른 모양을 하고 있다. 240V 20A 콘센트와 240V 30A, 240V 50A 등의 콘센트 모양이 모두 다르다. 240V 30A 콘센트는 드라이어(건조기) 콘센트라서 흔히 보는 모양이다. 240V 50A는 전기자동차 충전기를 연결할때 많이 쓴다. 240V 20A는 일반 가전제품을 꼽을때 쓴다. 120V 콘센트도 전류 용량에 따라 제각각 모양이 다르다.
우리가 흔히 알고있는 것은 이중에서 120V 15A 모양 (NEMA 5-15) 하나일 뿐이다. “미국의 콘센트는 11자 모양”으로 되어있다라고 말하는 것은, 코끼리 다리를 만져본 후 “코끼리는 둥그런 기둥처럼 생겼다”라고 말하는 것과 마찬가지다.
미국의 콘센트 모양은 NEMA 규격을 주로 따른다. NEMA는 National Electrical Manufacturers Association (미국 전기제품 제조사 협회)로 미국 전기제품 표준화를 주도하는 협회다. 그래서 콘센트 모양을 NEMA 1 ~ NEMA 22 등으로 부르기도 한다.
(NEMA 1~14 아울렛 모양) (Left table/drawing by Orioan Lawlor, CC BY-SA 3.0)
위 사진에서 우측 검정색 콘센트 모양이 NEMA 14-50 다. 전기자동차 Level 2 50A 충전에 필요한 콘센트로, 앞으로는 모든 가정의 거라지에 몇개씩은 설치될 것이다. 전기자동차를 120V 20A로 충전하면 최대 4 miles/hr 정도만 가능해서 (한시간 충전하면 4마일 주행할수 있다는 뜻) 밤새 충전해도 40~50 마일 주행이 고작이다. 반면 240V 50A로 충전하면 40 miles/hr 정도까지 가능해서 12시간 충전하면 500마일은 주행할 수 있다.
(언제라도 원하면 240V 전기자동차 충전기를 집에 즉시 설치할수 있다) (Photo by Blomst)
(애틀랜타의 전압. 120V(240V)가 넘는 경우가 많고, 125V(250V) 나오는 지역도 있다) (Photo by gahomefind)
북미 가전 제품, 한국에서 쓰려면 이점 참고하세요
소위 ‘프리볼트’로 불리는 정격전압 범위가 넓고, 주파수(Frequency)가 맞는 제품은 한국이나 캐나다, 미국에서 자유롭게 사용할 수 있다.
일단 한국과 캐나다, 미국은 전력 주파수가 60Hz로 같다. 다만 정격전압이 한국은 220V, 캐나다, 미국은 120V로 차이가 있다.
제품을 구매하기 전에 Input voltage 또는 line voltage를 확인해봐야 한다. 예컨대 애플 아이맥의 line voltage는 100~240V AC, Frequency는 50Hz to 60Hz라고 표시돼 있다. 참고로 AC는 교류라는 표시다. 전압과 주파수가 일치하기 때문에 한국, 캐나다에서 모두 사용할 수 있다.
참고로 ‘프리볼트’나 ‘프리볼티지’는 모두 한국식 조어(콩글리시)로 캐나다에서 통하는 단어가 아니다. 영어권에서 쓰는 말은 dual voltage 또는 multi voltage다.
따라서 매장에서 구매 시, 한국에서 사용할 계획이라면, dual voltage 또는 multi voltage 제품인지 문의하거나 제품 표시를 봐야 한다.
전압과 주파수가 맞다면 ‘돼지코’를 써서 연결
캐나다/미국 구매 전자 제품이 전압 범위와 주파수가 맞으면 플러그 어댑터(power plug adapter) 또는 일명 ‘돼지코’로 불리는 제품을 구매해 사용한다. 한국 가격이 미국/캐나다보다 구하기 쉽고 가격도 저렴하다. 돼지코 구매 시 주의할 점은 결합력이 좋아야 하며, 110V 또는 120V에서 220V로 연결되는 제품을 사야 한다. 참고로 캐나다와 미국은 대부분 가전제품이 타입 A 또는 타입 B 플러그를 달고 나오며, 벽면 소켓은 타입 B가 표준이다. 한국은 타입 C나 타입 F 플러그를 주로 쓰고, 벽면의 소켓은 대부분 타입 F다.
만약 전압 또는 주파수가 맞지 않다면
제품 고장의 주원인이 된다. 특히 전압이 맞지 않는 제품을 한국에서 그대로 연결하면, 전류 과부하나 과열로 제품이 망가지며, 화재 발생 위험이 있다. 정격전압이 맞지 않는다면, 캐나다/미국 제품을 한국에서 사용할 때는 변압기(voltage converter) 중 강압(step down) 기능이, 한국 제품을 캐나다/미국에서 사용할 때는 변압기 중 승압(step up) 기능이 필요하다. 다만 변압기는 전력 효율 면에서는 좋지 않은 선택일 수 있다.
또 전력 주파수가 맞지 않으면, 특히 모터가 들어있는 제품은 오작동하게 돼 일찍 고장 날 수 있다. 예컨대 일부 일본산, 중국과 호주, 영국산 전자제품은 전력주파수가 50Hz로 북미나 한국과 다르다. | JoyVancouver ? | 권민수
측정 단위와 전압 정보
측정 단위
미국은 온도를 말할 때 섭씨(°C)보다 화씨(°F)를 주로 사용합니다. 무게와 거리를 말할 때는 통상적으로 사용하는 측정법이 있습니다.
다음 단위들은 미터법에서 미국식 측정법으로 전환할 때 알아두면 편리한 몇 가지 측정법입니다.
1마일 = 1.6km
1야드(3피트) = 0.91m
1피트 = 0.3m
1인치 = 25.4mm
1파운드 = 0.45kg
1온스 = 28.3g
1갤런 = 3.79L
32°F = 0°C
75°F = 24°C
전압
미국에서 전류와 전기 콘센트는 110/120볼트에서 사용할 수 있도록 표준화되어 있습니다. 따라서 220/240볼트용 전기 기기를 휴대할 계획이라면 전압을 변환해주는 컨버터를 준비하는 것이 좋습니다.
올바른 컨버터를 사용하면 전기 제품의 손상을 막을 수 있습니다. 헤어드라이어와 헤어 컬러(고데기)는 보통 더 강력한 컨버터를 필요로 하지만 호텔에 미리 구비되어 있는 경우가 많습니다. 노트북 컴퓨터, 면도기, 카메라 등 일부 전자 제품에는 컨버터가 내장되어 있습니다. 체류 기간이 조금 더 길어지는 경우 현지에서 저렴한 전자 제품을 구입하는 것도 좋습니다.
어댑터 플러그를 이용하면 미국 콘센트에 휴대하신 기기를 끼워 사용할 수 있습니다. 컨버터와 어댑터 플러그는 여행 용품 및 여행 가방 전문점, 월마트(Walmart)나 타겟(Target)과 같은 대형 매장, 전자 제품 상가 등에서 쉽게 구입하실 수 있습니다. 많은 호텔과 숙박 시설에서는 또한 기기 어댑터나 컨버터 없이도 쉽게 기기를 충전할 수 있는 USB 포트를 갖추고 있습니다.
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