Q73
효율·손실
손실 분류
그림의 손실 분류에서 부하전류와 무관하게 거의 일정한 고정손(무부하손)에 해당하는 것끼리 묶은 것은?
💡 해설 보기
손실 분류
• 고정손(무부하손): 철손(히스테리시스+와전류) + 기계손(마찰+풍손) → 부하와 무관
• 부하손(가변손): 동손(\(I^2R\)) + 표유부하손 → 부하전류 제곱에 비례
따라서 고정손은 '철손 + 기계손'입니다.
• 고정손(무부하손): 철손(히스테리시스+와전류) + 기계손(마찰+풍손) → 부하와 무관
• 부하손(가변손): 동손(\(I^2R\)) + 표유부하손 → 부하전류 제곱에 비례
따라서 고정손은 '철손 + 기계손'입니다.
Q74
효율·손실
최대효율
그림과 같은 효율 곡선에서 전기기기가 최대 효율로 운전되는 조건은?
💡 해설 보기
최대효율 조건
고정손은 부하와 무관하게 일정하고 부하손은 \(I^2\)에 비례합니다. 두 손실이 같아질 때 효율이 최대가 됩니다.
\[ \text{고정손}=\text{부하손}\ \Rightarrow\ m=\sqrt{\frac{P_i}{P_c}} \]
보통 전부하의 70~80% 부하율에서 최대효율이 됩니다.
고정손은 부하와 무관하게 일정하고 부하손은 \(I^2\)에 비례합니다. 두 손실이 같아질 때 효율이 최대가 됩니다.
\[ \text{고정손}=\text{부하손}\ \Rightarrow\ m=\sqrt{\frac{P_i}{P_c}} \]
보통 전부하의 70~80% 부하율에서 최대효율이 됩니다.
Q75
효율·손실
철손
변압기·회전기의 철손(iron loss)을 구성하는 두 가지 손실은?
💡 해설 보기
철손
철심에서 발생하는 손실로 히스테리시스손 + 와전류손으로 구성됩니다.
• 히스테리시스손 \(P_h \propto f B_m^{1.6}\) → 규소강판 사용으로 저감
• 와전류손 \(P_e \propto (f B_m t)^2\) → 얇은 강판 성층(적층)으로 저감
철심에서 발생하는 손실로 히스테리시스손 + 와전류손으로 구성됩니다.
• 히스테리시스손 \(P_h \propto f B_m^{1.6}\) → 규소강판 사용으로 저감
• 와전류손 \(P_e \propto (f B_m t)^2\) → 얇은 강판 성층(적층)으로 저감
Q76
효율·손실
와전류손
철심의 와전류손을 줄이기 위한 가장 적절한 방법은?
💡 해설 보기
와전류손 저감
와전류손 \(P_e \propto (f B_m t)^2\)에서 판 두께 \(t\)에 제곱 비례합니다. 따라서 얇은 규소강판을 절연하여 성층(적층)하면 와전류 경로가 분할되어 손실이 크게 줄어듭니다. 두꺼운 덩어리 철심은 와전류손이 큽니다.
와전류손 \(P_e \propto (f B_m t)^2\)에서 판 두께 \(t\)에 제곱 비례합니다. 따라서 얇은 규소강판을 절연하여 성층(적층)하면 와전류 경로가 분할되어 손실이 크게 줄어듭니다. 두꺼운 덩어리 철심은 와전류손이 큽니다.
Q77
효율·손실
규약효율
전동기의 규약효율을 옳게 나타낸 것은?
💡 해설 보기
규약효율
• 전동기(입력 측정 쉬움): \(\eta=\dfrac{\text{입력}-\text{손실}}{\text{입력}}\)
• 발전기(출력 측정 쉬움): \(\eta=\dfrac{\text{출력}}{\text{출력}+\text{손실}}\)
측정이 쉬운 쪽을 기준으로 손실을 가감해 규정한 효율입니다.
• 전동기(입력 측정 쉬움): \(\eta=\dfrac{\text{입력}-\text{손실}}{\text{입력}}\)
• 발전기(출력 측정 쉬움): \(\eta=\dfrac{\text{출력}}{\text{출력}+\text{손실}}\)
측정이 쉬운 쪽을 기준으로 손실을 가감해 규정한 효율입니다.
Q120
효율·손실
변압기 효율
출력 10 kW일 때 철손 200 W, 동손 300 W인 변압기의 효율은 약 얼마인가?
💡 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
변압기 효율
\[ \eta=\frac{출력}{출력+철손+동손}=\frac{10000}{10000+200+300}=\frac{10000}{10500}\approx95.2\,\% \]
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
변압기 효율
\[ \eta=\frac{출력}{출력+철손+동손}=\frac{10000}{10000+200+300}=\frac{10000}{10500}\approx95.2\,\% \]
Q121
효율·손실
최대효율
변압기가 최대 효율로 운전되기 위한 조건으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
변압기 최대효율 조건
부하손(동손)이 부하율의 제곱에 비례하므로 고정손(철손)=부하손(동손)일 때 효율이 최대입니다. 최대효율 부하율 \(m=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
변압기 최대효율 조건
부하손(동손)이 부하율의 제곱에 비례하므로 고정손(철손)=부하손(동손)일 때 효율이 최대입니다. 최대효율 부하율 \(m=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\).
🧮 공학계산기
0
계산 기록
SI ×10ⁿ