Q89
직류발전기
종류
직류발전기를 여자(계자) 방식에 따라 분류한 것으로 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직류발전기 분류
여자방식에 따라 타여자(별도 전원)와 자여자(분권·직권·복권)로 나뉩니다. '유도발전기'는 교류기로, 직류발전기 분류에 해당하지 않습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직류발전기 분류
여자방식에 따라 타여자(별도 전원)와 자여자(분권·직권·복권)로 나뉩니다. '유도발전기'는 교류기로, 직류발전기 분류에 해당하지 않습니다.
Q90
직류발전기
유기기전력
직류발전기의 유기기전력 \(E\)에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유기기전력
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
유기기전력
\[ E=\frac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N \]
유기기전력은 매극 자속 \(\phi\)와 회전속도 \(N\)에 비례합니다. \(p\):극수, \(Z\):도체수, \(a\):병렬회로수.
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
유기기전력
\[ E=\frac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N \]
유기기전력은 매극 자속 \(\phi\)와 회전속도 \(N\)에 비례합니다. \(p\):극수, \(Z\):도체수, \(a\):병렬회로수.
Q91
직류발전기
자여자조건
자여자 직류발전기가 전압을 확립(전압이 서는)하기 위한 조건으로 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
전압확립 조건
자여자 발전기는 ① 잔류자기가 있어야 하고 ② 계자저항 \(R_f\) < 임계저항 ③ 잔류자속을 강화하는 방향으로 결선되어야 전압이 확립됩니다. '잔류자기가 없어야 한다'는 틀린 설명입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
전압확립 조건
자여자 발전기는 ① 잔류자기가 있어야 하고 ② 계자저항 \(R_f\) < 임계저항 ③ 잔류자속을 강화하는 방향으로 결선되어야 전압이 확립됩니다. '잔류자기가 없어야 한다'는 틀린 설명입니다.
Q92
직류발전기
직권발전기
직권 직류발전기를 무부하 상태로 운전하면?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
직권발전기 무부하
직권발전기는 부하전류=계자전류이므로, 무부하(부하전류=0)이면 계자전류도 0이 되어 자속이 잔류자기뿐입니다. 따라서 전압이 거의 발생하지 않습니다. 직권발전기는 무부하로 쓰지 않습니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
직권발전기 무부하
직권발전기는 부하전류=계자전류이므로, 무부하(부하전류=0)이면 계자전류도 0이 되어 자속이 잔류자기뿐입니다. 따라서 전압이 거의 발생하지 않습니다. 직권발전기는 무부하로 쓰지 않습니다.
Q93
직류발전기
외부특성
타여자 및 분권 직류발전기의 외부특성(단자전압-부하전류)에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
외부특성(수하)
타여자·분권 발전기는 부하전류가 늘면 전기자저항 전압강하(\(I_aR_a\))와 전기자반작용으로 단자전압이 약간 하강(우하향, 수하특성)합니다. \(V=E-I_aR_a\).
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
외부특성(수하)
타여자·분권 발전기는 부하전류가 늘면 전기자저항 전압강하(\(I_aR_a\))와 전기자반작용으로 단자전압이 약간 하강(우하향, 수하특성)합니다. \(V=E-I_aR_a\).
Q94
직류발전기
복권발전기
부하전류가 증가해도 단자전압이 거의 일정하게 유지되도록 한 직류발전기는?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
복권발전기 특성
평복권은 직권계자의 전압상승분이 전기자강하·반작용에 의한 전압하강분을 보상하여 단자전압이 거의 일정합니다. 과복권은 부하↑시 전압 상승, 차동복권은 급격히 하강합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
복권발전기 특성
평복권은 직권계자의 전압상승분이 전기자강하·반작용에 의한 전압하강분을 보상하여 단자전압이 거의 일정합니다. 과복권은 부하↑시 전압 상승, 차동복권은 급격히 하강합니다.
Q95
직류발전기
전압변동률
무부하 단자전압 110V, 정격(전부하) 단자전압 100V인 직류발전기의 전압변동률[%]은?
💡 해설 보기
전압변동률
\[ \varepsilon=\frac{V_0-V_n}{V_n}\times100=\frac{110-100}{100}\times100=10\,\% \]
\(V_0\):무부하전압, \(V_n\):정격전압. 값이 (+)이면 분권·타여자형입니다.
\[ \varepsilon=\frac{V_0-V_n}{V_n}\times100=\frac{110-100}{100}\times100=10\,\% \]
\(V_0\):무부하전압, \(V_n\):정격전압. 값이 (+)이면 분권·타여자형입니다.
Q96
직류발전기
병렬운전
직류발전기의 병렬운전 조건으로 거리가 먼 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
직류발전기 병렬운전
직류는 주파수가 없으므로 '회전수가 같을 것'은 조건이 아닙니다(교류기 조건). 직류발전기 병렬운전 조건은 ① 극성 일치 ② 단자전압 일치 ③ 수하특성이며, 직권·과복권은 균압선이 필요합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
직류발전기 병렬운전
직류는 주파수가 없으므로 '회전수가 같을 것'은 조건이 아닙니다(교류기 조건). 직류발전기 병렬운전 조건은 ① 극성 일치 ② 단자전압 일치 ③ 수하특성이며, 직권·과복권은 균압선이 필요합니다.
Q97
직류발전기
전기자반작용
직류발전기의 전기자반작용에 의한 현상과 그 대책으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용
전기자 전류가 만든 자속이 주자속에 영향을 주는 현상.
· 발전기: 지상부하→감자, 진상부하→증자, 저항부하→교차(편자)
· 대책: 보상권선·보극. 직류기에서는 중성축 이동·정류 불량을 유발.
풀이
전기자반작용
부하전류가 만드는 기자력이 주자속을 감소·왜곡시키고 중성축을 회전방향으로 이동시킵니다(정류 악화·전압강하). 대책은 보상권선·보극(중간극) 설치입니다.
전기자 전류가 만든 자속이 주자속에 영향을 주는 현상.
· 발전기: 지상부하→감자, 진상부하→증자, 저항부하→교차(편자)
· 대책: 보상권선·보극. 직류기에서는 중성축 이동·정류 불량을 유발.
풀이
전기자반작용
부하전류가 만드는 기자력이 주자속을 감소·왜곡시키고 중성축을 회전방향으로 이동시킵니다(정류 악화·전압강하). 대책은 보상권선·보극(중간극) 설치입니다.
Q98
직류발전기
종류
그림과 같이 계자권선이 전기자·부하와 직렬로 접속된 직류발전기의 종류는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직권발전기
계자권선이 전기자·부하와 직렬로 연결되어 부하전류가 그대로 계자전류가 됩니다. 따라서 무부하에서는 전압이 거의 서지 않고, 부하가 커질수록 자속이 증가해 전압이 상승하는 특성을 가집니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직권발전기
계자권선이 전기자·부하와 직렬로 연결되어 부하전류가 그대로 계자전류가 됩니다. 따라서 무부하에서는 전압이 거의 서지 않고, 부하가 커질수록 자속이 증가해 전압이 상승하는 특성을 가집니다.
Q213
직류발전기
수하특성
📄 2020.8 기출
용접용 직류발전기에서 가장 중요한 특성은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
용접기는 아크 안정과 단락전류 제한을 위해 수하(垂下)특성(전류 증가 시 전압 급감)이 가장 중요합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
용접기는 아크 안정과 단락전류 제한을 위해 수하(垂下)특성(전류 증가 시 전압 급감)이 가장 중요합니다.
Q224
직류발전기
전력 변환
📄 2020.6 기출
직류발전기에 기계적 동력을 줄 때 변환되는 전력은? (Ia: 도체 전류, e: 도체 유기기전력, Z: 도체 수)
💡 해설 보기
전력변환 핵심
단상전파 \(V_d=0.9E\), 3상전파·6상반파 \(V_d=1.35E\), 위상제어 \(V_d\cos\alpha\), 맥동률(3상전파 최소), 역첨두전압 PIV, 인버터/컨버터/사이클로컨버터.
풀이
도체 1개 전력 \(=i_a e\), 도체 Z개 → 총 변환전력 \(P=i_a e Z\,[\text{W}]\).
단상전파 \(V_d=0.9E\), 3상전파·6상반파 \(V_d=1.35E\), 위상제어 \(V_d\cos\alpha\), 맥동률(3상전파 최소), 역첨두전압 PIV, 인버터/컨버터/사이클로컨버터.
풀이
도체 1개 전력 \(=i_a e\), 도체 Z개 → 총 변환전력 \(P=i_a e Z\,[\text{W}]\).
Q230
직류발전기
효율·손실
📄 2020.6 기출
출력 20kW, 효율 80%인 직류발전기의 전 손실은 약 몇 kW인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
입력 \(=\dfrac{20}{0.8}=25\)kW. 손실 \(=25-20=5\,\text{kW}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
입력 \(=\dfrac{20}{0.8}=25\)kW. 손실 \(=25-20=5\,\text{kW}\).
Q252
직류발전기
유기기전력
📄 2019.8 기출
정격 100V·50A 분권발전기의 유기기전력은 몇 V인가? (전기자저항 0.2Ω, 계자전류·반작용 무시)
💡 해설 보기
유기기전력
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
\(E=V+I_a R_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
\(E=V+I_a R_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
Q260
직류발전기
계자저항
📄 2019.4 기출
100V·10A·1500rpm 직류 분권발전기의 계자전류가 2A이고 계자회로에 외부저항 10Ω이 삽입돼 있을 때 계자권선의 저항은 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
계자회로 총저항 \(=V/I_f=100/2=50\Omega\). 계자권선 \(=50-10(\text{외부})=40\,\Omega\).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
계자회로 총저항 \(=V/I_f=100/2=50\Omega\). 계자권선 \(=50-10(\text{외부})=40\,\Omega\).
Q261
직류발전기
외부 특성곡선
📄 2019.4 기출
직류발전기의 외부 특성곡선이 나타내는 관계는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
외부 특성곡선 = 부하전류 vs 단자전압(정격 회전·계자 일정). 무부하 포화곡선은 계자전류 vs 유기기전력.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
외부 특성곡선 = 부하전류 vs 단자전압(정격 회전·계자 일정). 무부하 포화곡선은 계자전류 vs 유기기전력.
Q276
직류발전기
전기자 저항
📄 2019.4 기출
정격 220V, 무부하 230V, 40kW 직류 분권발전기(계자저항 22Ω)의 전기자 저항은 약 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
계자전류 \(I_f=220/22=10\)A, 부하전류 \(\approx40000/220=182\)A, 전기자전류 \(I_a\approx192\)A. \(R_a=\dfrac{E-V}{I_a}\)(반작용 보정 포함) ≈ 0.026Ω.
Q305
직류발전기
병렬운전
📄 2018.8 기출
직류발전기 병렬운전에서 부하 분담 방법은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
계자전류를 늘리면 유기기전력↑ → 그 발전기의 부하 분담이 증가합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
계자전류를 늘리면 유기기전력↑ → 그 발전기의 부하 분담이 증가합니다.
Q309
직류발전기
균압선
📄 2018.8 기출
직류 복권발전기 병렬운전에서 균압선을 붙이는 목적은?
💡 해설 보기
균압선(균압환)
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권계자를 가진 (복권·직권)발전기는 균압선으로 계자전류 불평형을 막아 병렬운전을 안정시킵니다.
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권계자를 가진 (복권·직권)발전기는 균압선으로 계자전류 불평형을 막아 병렬운전을 안정시킵니다.
Q317
직류발전기
유기기전력
📄 2018.8 기출
분권발전기(Rf=50Ω)가 출력 5.4kW에서 V=100V·E=115V일 때, 부하전류가 2배가 되면 유기기전력은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
\(I_f=2\)A, \(I=54\)A, \(I_a=56\)A, \(R_a=\dfrac{115-100}{56}\approx0.268\Omega\). 부하 2배 \(I_a\approx112\), \(E=100+112\times0.268\approx130\,\text{V}\).
Q325
직류발전기
자속
📄 2018.4 기출
극수 4, 도체수 600, 600rpm 직류 분권발전기 유기기전력 220V일 때 매극 자속은 몇 Wb인가? (파권)
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}\), 파권 a=2: \(\phi=\frac{60\times2\times220}{4\times600\times600}\approx0.0183\,\text{Wb}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}\), 파권 a=2: \(\phi=\frac{60\times2\times220}{4\times600\times600}\approx0.0183\,\text{Wb}\).
Q335
직류발전기
기전력 관계
📄 2018.4 기출
직류발전기 유기기전력과 반비례하는 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}\)에서 병렬회로수 a에 반비례합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}\)에서 병렬회로수 a에 반비례합니다.
Q349
직류발전기
손실비
📄 2018.3 기출
직류발전기가 90% 부하에서 최대효율일 때 전부하 고정손:부하손 비는?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
최대효율 부하율 \(=\sqrt{P_i/P_c}=0.9\) → \(P_i/P_c=0.81\).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
최대효율 부하율 \(=\sqrt{P_i/P_c}=0.9\) → \(P_i/P_c=0.81\).
Q368
직류발전기
감자기자력
📄 2017.8 기출
✎ 유사
도체수 152, 4극, 파권 직류발전기가 100A일 때 매극당 감자 기자력은 약 몇 AT인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
감자 기자력 계산식에 대입 → 약 105.6 AT.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
감자 기자력 계산식에 대입 → 약 105.6 AT.
Q370
직류발전기
브러시 이동
📄 2017.8 기출
보극 없는 직류발전기에서 부하 증가 시 브러시 위치는?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
전기자 반작용으로 중성축이 회전방향으로 이동하므로 브러시도 그 방향으로 옮깁니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
전기자 반작용으로 중성축이 회전방향으로 이동하므로 브러시도 그 방향으로 옮깁니다.
Q401
직류발전기
회전방향
📄 2017.3 기출
분권발전기의 회전방향을 반대로 하면?
💡 해설 보기
회전방향
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전방향을 반대로 하면 잔류자기와 상쇄되어 잔류자기가 소멸, 전압이 안 섭니다.
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전방향을 반대로 하면 잔류자기와 상쇄되어 잔류자기가 소멸, 전압이 안 섭니다.
Q416
직류발전기
균압선
📄 2017.3 기출
직류발전기 병렬운전에서 균압선을 붙이는 것은?
💡 해설 보기
균압선(균압환)
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권계자를 가진 직권·복권 발전기는 균압선이 필요합니다.
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권계자를 가진 직권·복권 발전기는 균압선이 필요합니다.
Q418
직류발전기
편간전압
📄 2017.3 기출
유기기전력 230V, 4극, 정류자 편수 162인 직류발전기의 편간 평균전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
편간전압 \(=\frac{E\times p}{편수}=\frac{230\times4}{162}\approx5.68\,\text{V}\).
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
편간전압 \(=\frac{E\times p}{편수}=\frac{230\times4}{162}\approx5.68\,\text{V}\).
Q421
직류발전기
병렬운전
📄 2016.8 기출
직류 분권발전기 병렬운전 조건(용량 P, 정격전압 V)은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
병렬운전은 정격전압 V가 같아야 하며 용량은 달라도 됩니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
병렬운전은 정격전압 V가 같아야 하며 용량은 달라도 됩니다.
Q436
직류발전기
편간전압
📄 2016.8 기출
6극, 정류자편수 132, 유기기전력 210V 직류발전기의 편간 평균전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
편간전압 \(=\frac{E\times p}{편수}=\frac{210\times6}{132}\approx9.5\,\text{V}\).
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
편간전압 \(=\frac{E\times p}{편수}=\frac{210\times6}{132}\approx9.5\,\text{V}\).
Q437
직류발전기
전기자 반작용
📄 2016.8 기출
직류발전기 전기자 반작용의 영향이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용
동기기: 지상부하 감자, 진상부하 증자, 저항부하 교차. 직류기: 중성축 이동·주자속 감소. 대책 보극·보상권선.
풀이
전기자 반작용은 주자속을 감소시킵니다. '증가'라 한 ①이 틀립니다.
동기기: 지상부하 감자, 진상부하 증자, 저항부하 교차. 직류기: 중성축 이동·주자속 감소. 대책 보극·보상권선.
풀이
전기자 반작용은 주자속을 감소시킵니다. '증가'라 한 ①이 틀립니다.
Q442
직류발전기
분권 특성
📄 2016.5 기출
직류 분권발전기에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
분권발전기는 전압강하 시 계자전류도 감소해 타여자보다 전압변동이 큽니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
분권발전기는 전압강하 시 계자전류도 감소해 타여자보다 전압변동이 큽니다.
Q446
직류발전기
기전력
📄 2016.5 기출
✎ 유사
자극수 p, 파권, 도체수 z 직류발전기를 N rpm으로 돌릴 때 무부하 유기기전력은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
파권 a=2: \(E=\dfrac{pz\phi N}{60\times2}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
파권 a=2: \(E=\dfrac{pz\phi N}{60\times2}\).
Q456
직류발전기
전압변동률
📄 2016.5 기출
✎ 유사
200V, 10kW 직류 분권발전기의 전압변동률은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\frac{E-V}{V}\times100\)에 대입 → 약 2.6%.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\frac{E-V}{V}\times100\)에 대입 → 약 2.6%.
Q462
직류발전기
외부특성
📄 2016.3 기출
직류발전기 외부 특성곡선이 나타내는 관계는?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
외부 특성 = 부하전류 vs 단자전압.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
외부 특성 = 부하전류 vs 단자전압.
Q488
직류발전기
유기기전력
📄 2015.8 기출
100V, 50A 분권발전기의 유기기전력은 몇 V인가? (Ra=0.2Ω)
💡 해설 보기
유기기전력
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
\(E=V+I_aR_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
\(E=V+I_aR_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
Q491
직류발전기
기전력
📄 2015.8 기출
✎ 유사
4극 단중 중권, 전기자 도체수 100, 극당 자속 0.02Wb인 직류발전기가 1500rpm으로 회전할 때 유기기전력은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
직류기 유기기전력
\[ E=\frac{P Z \phi N}{60\,a}\ [\text{V}] \](\(P\):극수, \(Z\):전기자 도체수, \(\phi\):극당 자속, \(N\):회전수[rpm], \(a\):병렬회로수)
단중 중권은 병렬회로수 \(a=P\)(극수와 같음) → 여기서 \(a=4\).
대입 (\(P=4,\ Z=100,\ \phi=0.02,\ N=1500,\ a=4\)):
\[ E=\frac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times4}=\frac{100\times0.02\times1500}{60}=\frac{3000}{60}=50\ \text{V} \]※ 중권 \(a=P\), 파권 \(a=2\). 파권으로 잘못 계산하면 \(E=\dfrac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times2}=100\)V(오답 ④). 병렬회로수 \(a\)를 극수(4)로 잡는 것이 핵심입니다.
\[ E=\frac{P Z \phi N}{60\,a}\ [\text{V}] \](\(P\):극수, \(Z\):전기자 도체수, \(\phi\):극당 자속, \(N\):회전수[rpm], \(a\):병렬회로수)
단중 중권은 병렬회로수 \(a=P\)(극수와 같음) → 여기서 \(a=4\).
대입 (\(P=4,\ Z=100,\ \phi=0.02,\ N=1500,\ a=4\)):
\[ E=\frac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times4}=\frac{100\times0.02\times1500}{60}=\frac{3000}{60}=50\ \text{V} \]※ 중권 \(a=P\), 파권 \(a=2\). 파권으로 잘못 계산하면 \(E=\dfrac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times2}=100\)V(오답 ④). 병렬회로수 \(a\)를 극수(4)로 잡는 것이 핵심입니다.
Q497
직류발전기
단락
📄 2015.8 기출
직류 분권발전기를 서서히 단락상태로 하면?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단락 시 단자전압↓→계자전류↓→기전력↓ 되어 소전류가 흐릅니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단락 시 단자전압↓→계자전류↓→기전력↓ 되어 소전류가 흐릅니다.
Q502
직류발전기
극수
📄 2015.5 기출
✎ 유사
1000kW, 500V 직류발전기, 246rpm, 슬롯192, 슬롯당 도체6, 중권일 때 극수는?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
기전력식 \(E=\frac{pZ\phi N}{60a}\)(중권 a=p)에 대입해 극수를 구합니다.
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
기전력식 \(E=\frac{pZ\phi N}{60a}\)(중권 a=p)에 대입해 극수를 구합니다.
Q505
직류발전기
기전력
📄 2015.5 기출
60kW, 4극, 도체300, 중권, 매극 자속 0.05Wb 직류발전기의 회전수가 1000rpm일 때 기전력은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}=\frac{4\times300\times0.05\times1000}{60\times4}=250\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}=\frac{4\times300\times0.05\times1000}{60\times4}=250\,\text{V}\).
Q552
직류발전기
특성곡선
📄 2014.8 기출
✎ 유사
직류발전기의 특성곡선 중 상호관계가 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
발전기 특성곡선에 계자-속도 곡선은 해당하지 않습니다.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
발전기 특성곡선에 계자-속도 곡선은 해당하지 않습니다.
Q559
직류발전기
전압조정
📄 2014.8 기출
직류발전기의 단자전압을 조정하려면 무엇을 조정하는가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단자전압은 계자전류 조정으로 제어합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단자전압은 계자전류 조정으로 제어합니다.
Q577
직류발전기
타여자
📄 2014.5 기출
✎ 유사
600rpm 타여자 발전기의 유기기전력 150V, 여자전류 5A일 때 1000rpm으로 올리면 기전력은?(자속 일정)
💡 해설 보기
직류기·유도기 특성 관계
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(E\propto N\): \(150\times\frac{1000}{600}=250\,\text{V}\).
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(E\propto N\): \(150\times\frac{1000}{600}=250\,\text{V}\).
Q590
직류발전기
유기기전력
📄 2014.3 기출
계자저항 50Ω, 계자전류 2A, 전기자저항 3Ω 분권발전기가 무부하 정격속도로 회전할 때 유기기전력은 몇 V인가?
💡 해설 보기
유기기전력
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
단자전압 \(=50\times2=100V\), \(E=V+I_aR_a=100+2\times3=106\,\text{V}\).
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
단자전압 \(=50\times2=100V\), \(E=V+I_aR_a=100+2\times3=106\,\text{V}\).
Q611
직류발전기
유기기전력
📄 2013.8 기출
무부하 분권발전기(계자저항 40Ω, 계자전류 3A, 전기자저항 2Ω)의 유기기전력은 몇 V인가?
💡 해설 보기
유기기전력
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
단자전압 \(V=40\times3=120\)V, 무부하 \(I_a=I_f=3\)A, \(E=V+I_aR_a=120+6=126\,\text{V}\).
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
단자전압 \(V=40\times3=120\)V, 무부하 \(I_a=I_f=3\)A, \(E=V+I_aR_a=120+6=126\,\text{V}\).
Q617
직류발전기
중권
📄 2013.8 기출
직류 분권발전기 전기자를 단중 중권으로 감으면?
💡 해설 보기
권선계수
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
단중 중권은 \(a=p\)(병렬회로수=극수) → 저전압·대전류에 적합.
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
단중 중권은 \(a=p\)(병렬회로수=극수) → 저전압·대전류에 적합.
Q628
직류발전기
섬락
📄 2013.6 기출
직류발전기에서 섬락이 생기는 가장 큰 원인은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
정류 불량·전기자 반작용으로 정류자편 간 전압이 높아져 섬락이 발생합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
정류 불량·전기자 반작용으로 정류자편 간 전압이 높아져 섬락이 발생합니다.
Q634
직류발전기
여자-속도
📄 2013.6 기출
불포화 직류발전기의 회전수가 4배로 증가했을 때 기전력을 전과 같게 하려면 여자(자속)는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(E\propto\phi N\), N이 4배이므로 \(\phi\)를 1/4배로.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(E\propto\phi N\), N이 4배이므로 \(\phi\)를 1/4배로.
Q642
직류발전기
편간전압
📄 2013.3 기출
유기기전력 230V, 극수 4, 정류자편수 162인 직류발전기의 정류자 편간전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
\(e_c=\dfrac{E\cdot p}{K}=\dfrac{230\times4}{162}\approx5.68\,\text{V}\).
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
\(e_c=\dfrac{E\cdot p}{K}=\dfrac{230\times4}{162}\approx5.68\,\text{V}\).
Q657
직류발전기
병렬운전
📄 2013.3 기출
직류발전기 병렬운전에서 부하 분담을 조정하는 방법은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
계자전류를 조정해 기전력을 바꿔 부하분담을 조정합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
계자전류를 조정해 기전력을 바꿔 부하분담을 조정합니다.
Q679
직류발전기
균압선
📄 2012.8 기출
직류발전기 병렬운전에서 균압모선이 필요한 것은?
💡 해설 보기
균압선(균압환)
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권 특성으로 불안정한 직권·복권 발전기에 균압모선이 필요합니다.
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권 특성으로 불안정한 직권·복권 발전기에 균압모선이 필요합니다.
Q682
직류발전기
타여자
📄 2012.5 기출
✎ 유사
5kW, 100V, 50A, 1500rpm 타여자 발전기(계자 50V)의 유기기전력 계산에 필요한 것은?
💡 해설 보기
직류기·유도기 특성 관계
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(E=V+I_aR_a\)로 단자전압과 전기자 강하로 구합니다.
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(E=V+I_aR_a\)로 단자전압과 전기자 강하로 구합니다.
Q704
직류발전기
타여자
📄 2012.3 기출
✎ 유사
5kW, 100V, 50A, 1800rpm 타여자 발전기의 무부하 단자전압을 정하는 것은?
💡 해설 보기
직류기·유도기 특성 관계
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
무부하는 전기자 전류가 0이므로 단자전압=유기기전력 \(V=E\).
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
무부하는 전기자 전류가 0이므로 단자전압=유기기전력 \(V=E\).
Q749
직류발전기
회전수
📄 2011.6 기출
4극 중권, 총도체 500, 극당 자속 0.01Wb 직류발전기가 100V를 발생시키는 회전수는 몇 rpm인가?
💡 해설 보기
회전수(속도)
동기 \(N_s=\dfrac{120f}{P}\), 유도기 \(N=N_s(1-s)\), 직류기 \(N=\dfrac{E}{k\phi}=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\).
· \(f\):주파수, \(P\):극수, \(s\):슬립
풀이
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}\), a=p: \(100=\frac{500\times0.01\times N}{60}\Rightarrow N=1200\,\text{rpm}\).
동기 \(N_s=\dfrac{120f}{P}\), 유도기 \(N=N_s(1-s)\), 직류기 \(N=\dfrac{E}{k\phi}=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\).
· \(f\):주파수, \(P\):극수, \(s\):슬립
풀이
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}\), a=p: \(100=\frac{500\times0.01\times N}{60}\Rightarrow N=1200\,\text{rpm}\).
Q763
직류발전기
정류
📄 2011.3 기출
직류발전기에서 양호한 정류를 얻는 방법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
직류기 정류
브러시·정류자에서 코일 전류방향이 바뀌는 과정. 양호한 정류: 리액턴스전압 \(e=L\dfrac{di}{dt}\)를 작게(저항정류·전압정류), 보극·보상권선 설치, 브러시 접촉저항 이용. 불량 시 불꽃 발생.
풀이
정류주기가 길수록 정류가 양호합니다.
브러시·정류자에서 코일 전류방향이 바뀌는 과정. 양호한 정류: 리액턴스전압 \(e=L\dfrac{di}{dt}\)를 작게(저항정류·전압정류), 보극·보상권선 설치, 브러시 접촉저항 이용. 불량 시 불꽃 발생.
풀이
정류주기가 길수록 정류가 양호합니다.
Q799
직류발전기
복권
📄 2010.7 기출
✎ 유사
외분권 차동복권 발전기의 단자전압을 정하는 자속 관계는?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
차동복권은 직권자속이 분권자속을 감소시켜 \(\phi=\phi_f-\phi_s\).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
차동복권은 직권자속이 분권자속을 감소시켜 \(\phi=\phi_f-\phi_s\).
Q807
직류발전기
종류
📄 2010.5 기출
직류발전기 종류별 특성 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
차동복권은 수하(부하 증가 시 전압 급감) 특성을 가집니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
차동복권은 수하(부하 증가 시 전압 급감) 특성을 가집니다.
Q817
직류발전기
복권→분권
📄 2010.5 기출
차동복권 발전기를 분권기로 사용하려면?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
직권계자를 단락하면 분권발전기로 동작합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
직권계자를 단락하면 분권발전기로 동작합니다.
Q844
직류발전기
가변손
📄 2009.7 기출
효율 80%, 출력 10kW 직류발전기의 고정손 1300W일 때 가변손은 몇 W인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
입력 \(=10000/0.8=12500\)W, 총손실 2500W, 가변손 \(=2500-1300=1200\,\text{W}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
입력 \(=10000/0.8=12500\)W, 총손실 2500W, 가변손 \(=2500-1300=1200\,\text{W}\).
Q864
직류발전기
병렬운전
📄 2009.5 기출
2대의 직류발전기 병렬운전 필요조건 중 <u>잘못된</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
Q878
직류발전기
감자기자력
📄 2009.5 기출
✎ 유사
총 도체 152, 4극, 파권 직류발전기가 전기자전류 100A일 때 매극당 감자기자력을 정하는 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용의 감자기자력
브러시를 중성축에서 \(\alpha\)만큼 이동시키면 그 영역의 기자력이 주자속을 감소시킵니다(감자분).
\[ AT_d=\frac{Z\,I_a}{2ap}\times\frac{2\alpha}{180}\,[\text{AT/극}] \]
· \(Z\): 총 도체수, \(I_a\): 전기자전류, \(a\): 병렬회로수(파권 2), \(p\): 극수, \(\alpha\): 브러시 이동각[°]
\(\dfrac{Z I_a}{2ap}\)는 극당 기자력, \(\dfrac{2\alpha}{180}\)는 감자에 기여하는 각도 비율입니다.
핵심 변수 — 도체수·전기자전류·브러시 이동각이 감자기자력을 결정합니다.
브러시를 중성축에서 \(\alpha\)만큼 이동시키면 그 영역의 기자력이 주자속을 감소시킵니다(감자분).
\[ AT_d=\frac{Z\,I_a}{2ap}\times\frac{2\alpha}{180}\,[\text{AT/극}] \]
· \(Z\): 총 도체수, \(I_a\): 전기자전류, \(a\): 병렬회로수(파권 2), \(p\): 극수, \(\alpha\): 브러시 이동각[°]
\(\dfrac{Z I_a}{2ap}\)는 극당 기자력, \(\dfrac{2\alpha}{180}\)는 감자에 기여하는 각도 비율입니다.
핵심 변수 — 도체수·전기자전류·브러시 이동각이 감자기자력을 결정합니다.
Q911
직류발전기
정격전압
📄 2008.7 기출
무부하 전압 120V, 전압변동률 5%인 분권발전기의 정격전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(V=\dfrac{V_0}{1+\varepsilon}=\dfrac{120}{1.05}\approx114\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(V=\dfrac{V_0}{1+\varepsilon}=\dfrac{120}{1.05}\approx114\,\text{V}\).
Q924
직류발전기
균압선
📄 2008.5 기출
직류발전기 병렬운전에서 균압선을 설치하는 것은?
💡 해설 보기
균압선(균압환)
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권 특성이 있는 직권·복권 발전기에 균압선이 필요합니다.
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권 특성이 있는 직권·복권 발전기에 균압선이 필요합니다.
Q940
직류발전기
분권
📄 2008.3 기출
✎ 유사
출력 300kW, 전기자저항 0.0083Ω 분권발전기의 단자전압 250V일 때의 특성 계산에 필요한 것은?
💡 해설 보기
분권발전기 유기기전력
\[ E=V+I_aR_a \]
· \(V\): 단자전압, \(I_a\): 전기자전류 \(=I+I_f\)(발전기는 부하전류+계자전류), \(R_a\): 전기자저항
발전기는 유기기전력에서 내부저항 강하만큼 떨어진 전압이 단자에 나오므로 \(E=V+I_aR_a\).
이 문제: 부하전류 \(I=\dfrac{P}{V}=\dfrac{300{,}000}{250}=1200\,\text{A}\)를 먼저 구해 대입합니다.
핵심 — 필요한 변수는 단자전압·전기자전류·전기자저항. (전동기와 부호가 반대: \(E=V+I_aR_a\))
\[ E=V+I_aR_a \]
· \(V\): 단자전압, \(I_a\): 전기자전류 \(=I+I_f\)(발전기는 부하전류+계자전류), \(R_a\): 전기자저항
발전기는 유기기전력에서 내부저항 강하만큼 떨어진 전압이 단자에 나오므로 \(E=V+I_aR_a\).
이 문제: 부하전류 \(I=\dfrac{P}{V}=\dfrac{300{,}000}{250}=1200\,\text{A}\)를 먼저 구해 대입합니다.
핵심 — 필요한 변수는 단자전압·전기자전류·전기자저항. (전동기와 부호가 반대: \(E=V+I_aR_a\))
Q941
직류발전기
정류
📄 2008.3 기출
직류발전기에서 회전속도가 빨라지면 정류가 힘든 이유는?
💡 해설 보기
직류기 정류
브러시·정류자에서 코일 전류방향이 바뀌는 과정. 양호한 정류: 리액턴스전압 \(e=L\dfrac{di}{dt}\)를 작게(저항정류·전압정류), 보극·보상권선 설치, 브러시 접촉저항 이용. 불량 시 불꽃 발생.
풀이
정류주기가 짧아져 리액턴스 전압(자기유도)이 증가해 정류가 나빠집니다.
브러시·정류자에서 코일 전류방향이 바뀌는 과정. 양호한 정류: 리액턴스전압 \(e=L\dfrac{di}{dt}\)를 작게(저항정류·전압정류), 보극·보상권선 설치, 브러시 접촉저항 이용. 불량 시 불꽃 발생.
풀이
정류주기가 짧아져 리액턴스 전압(자기유도)이 증가해 정류가 나빠집니다.
Q964
직류발전기
균압선
📄 2020.9 기출
직류발전기 병렬운전에서 균압모선이 필요한 것은?
💡 해설 보기
균압선(균압환)
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권 특성이 있는 직권·복권 발전기에 균압선이 필요합니다.
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.
풀이
직권 특성이 있는 직권·복권 발전기에 균압선이 필요합니다.
Q987
직류발전기
기전력
📄 2021.3 기출
✎ 유사
4극, 파권, 도체수 250인 직류발전기가 1200rpm으로 회전할 때 유기기전력을 정하는 식은?
💡 해설 보기
직류발전기 유기기전력
\[ E=\frac{p\,Z\,\phi\,N}{60\,a}\,[\text{V}] \]
· \(p\): 극수, \(Z\): 총 도체수, \(\phi\): 극당 자속, \(N\): 회전수[rpm], \(a\): 병렬회로수
권선 방식에 따라 \(a\)가 다릅니다 — 파권(중권 아님): \(a=2\), 중권: \(a=p\).
이 문제는 파권이므로 \(a=2\)를 넣어 계산합니다.
\[ E=\frac{4\times250\times\phi\times1200}{60\times2}=10000\,\phi \]
핵심 — 파권 \(a=2\), 중권 \(a=p\)의 구분이 정답을 가릅니다.
\[ E=\frac{p\,Z\,\phi\,N}{60\,a}\,[\text{V}] \]
· \(p\): 극수, \(Z\): 총 도체수, \(\phi\): 극당 자속, \(N\): 회전수[rpm], \(a\): 병렬회로수
권선 방식에 따라 \(a\)가 다릅니다 — 파권(중권 아님): \(a=2\), 중권: \(a=p\).
이 문제는 파권이므로 \(a=2\)를 넣어 계산합니다.
\[ E=\frac{4\times250\times\phi\times1200}{60\times2}=10000\,\phi \]
핵심 — 파권 \(a=2\), 중권 \(a=p\)의 구분이 정답을 가릅니다.
Q992
직류발전기
유도기전력
📄 2021.3 기출
✎ 유사
단자전압 220V, 부하전류 50A 분권발전기의 유도기전력은? (전기자저항 반영)
💡 해설 보기
유도전동기 핵심
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
발전기 \(E=V+I_aR_a\)(전기자 강하를 더함).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
발전기 \(E=V+I_aR_a\)(전기자 강하를 더함).
Q995
직류발전기
전기자반작용
📄 2021.3 기출
직류발전기의 전기자 반작용에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용
전기자 전류가 만든 자속이 주자속에 영향을 주는 현상.
· 발전기: 지상부하→감자, 진상부하→증자, 저항부하→교차(편자)
· 대책: 보상권선·보극. 직류기에서는 중성축 이동·정류 불량을 유발.
풀이
반작용은 자속을 감소시켜 기전력을 감소시킵니다.
전기자 전류가 만든 자속이 주자속에 영향을 주는 현상.
· 발전기: 지상부하→감자, 진상부하→증자, 저항부하→교차(편자)
· 대책: 보상권선·보극. 직류기에서는 중성축 이동·정류 불량을 유발.
풀이
반작용은 자속을 감소시켜 기전력을 감소시킵니다.
Q1006
직류발전기
병렬회로 전류
📄 2021.5 기출
4극, 단중 중권 직류발전기의 전기자전류가 40A이면 각 병렬회로의 전류는 몇 A인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
중권 \(a=p=4\), 각 회로 전류 \(=\dfrac{40}{4}=10\,\text{A}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
중권 \(a=p=4\), 각 회로 전류 \(=\dfrac{40}{4}=10\,\text{A}\).
Q1022
직류발전기
특성곡선
📄 2021.8 기출
직류발전기 특성곡선의 각 축 항목으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
발전기 특성곡선에 계자-속도 곡선은 해당하지 않습니다.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
발전기 특성곡선에 계자-속도 곡선은 해당하지 않습니다.
Q1041
직류발전기
손실비
📄 2022.3 기출
직류발전기가 90% 부하에서 최대효율일 때 전부하에서 고정손과 부하손의 비는?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
최대효율 부하율 0.9 → 고정손:부하손 \(=0.9^2=0.81\).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
최대효율 부하율 0.9 → 고정손:부하손 \(=0.9^2=0.81\).
Q1047
직류발전기
유도기전력
📄 2022.3 기출
✎ 유사
단자전압 200V, 계자저항 50Ω, 부하전류 50A, 전기자저항 0.15Ω 분권발전기의 유도기전력은?
💡 해설 보기
유도전동기 핵심
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(I_a=I+I_f\), \(E=V+I_aR_a\)(전기자 강하·반작용 반영).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(I_a=I+I_f\), \(E=V+I_aR_a\)(전기자 강하·반작용 반영).
Q1062
직류발전기
과복권
📄 2022.4 기출
전부하 시 단자전압이 무부하보다 높은 직류발전기는?
💡 해설 보기
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
과복권 발전기는 전부하 전압이 무부하보다 높습니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
과복권 발전기는 전부하 전압이 무부하보다 높습니다.
🧮 공학계산기
0
계산 기록
SI ×10ⁿ