Q1
직류기
직류발전기 기전력
직류발전기에서 극수 P=4, 총 도체수 Z=100, 1극당 자속 \(\phi=0.02\,\text{Wb}\), 회전수 N=1800rpm, 파권(A=2)일 때 유기 기전력 E[V]는?
💡 해설 보기
공식: \(E = \dfrac{PZ\phi N}{60A}\)
풀이:
\(E = \dfrac{4 \times 100 \times 0.02 \times 1800}{60 \times 2}\)
\(= \dfrac{14400}{120} = 120\,\text{V}\)
핵심: 파권은 A=2(극수와 무관), 중권은 A=P
풀이:
\(E = \dfrac{4 \times 100 \times 0.02 \times 1800}{60 \times 2}\)
\(= \dfrac{14400}{120} = 120\,\text{V}\)
핵심: 파권은 A=2(극수와 무관), 중권은 A=P
Q2
직류기
직류전동기 토크
직류전동기에서 극수 P=4, 총 도체수 Z=200, 1극당 자속 \(\phi=0.05\,\text{Wb}\), 전기자 전류 \(I_a=10\,\text{A}\), 중권(A=P=4)일 때 발생 토크 T[N·m]는?
💡 해설 보기
공식: \(T = \dfrac{PZ\phi I_a}{2\pi A}\)
풀이:
\(T = \dfrac{4 \times 200 \times 0.05 \times 10}{2\pi \times 4}\)
\(= \dfrac{400}{8\pi} = \dfrac{400}{25.13} \approx 15.9\,\text{N·m}\)
핵심: 중권은 A=P이므로 분자·분모의 P가 약분됨
풀이:
\(T = \dfrac{4 \times 200 \times 0.05 \times 10}{2\pi \times 4}\)
\(= \dfrac{400}{8\pi} = \dfrac{400}{25.13} \approx 15.9\,\text{N·m}\)
핵심: 중권은 A=P이므로 분자·분모의 P가 약분됨
Q3
직류기
직류전동기 속도
분권 직류전동기에서 단자전압 V=220V, 전기자 저항 \(R_a=0.5\,\Omega\), 전기자 전류 \(I_a=20\,\text{A}\)일 때 역기전력 \(E_b\)[V]는?
💡 해설 보기
공식: \(E_b = V - I_a R_a\)
풀이:
\(E_b = 220 - 20 \times 0.5\)
\(= 220 - 10 = 210\,\text{V}\)
핵심: 전동기에서 역기전력은 단자전압보다 작고, 속도에 비례함. \(E_b = K\phi N\)
풀이:
\(E_b = 220 - 20 \times 0.5\)
\(= 220 - 10 = 210\,\text{V}\)
핵심: 전동기에서 역기전력은 단자전압보다 작고, 속도에 비례함. \(E_b = K\phi N\)
Q4
직류기
분권·직권 특성
직권 직류전동기의 특성으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
직권 전동기 특성:
• 계자권선과 전기자권선이 직렬 연결 → \(I_f = I_a\)
• 토크 \(T \propto \phi I_a \propto I_a^2\) (부하↑ → 토크 급증)
• 부하↑ → 속도 급감 (가변속도 특성)
• 무부하 시 위험 속도에 도달하므로 무부하 운전 금지
분권 전동기: 부하와 무관하게 속도 거의 일정 (정속도 특성)
• 계자권선과 전기자권선이 직렬 연결 → \(I_f = I_a\)
• 토크 \(T \propto \phi I_a \propto I_a^2\) (부하↑ → 토크 급증)
• 부하↑ → 속도 급감 (가변속도 특성)
• 무부하 시 위험 속도에 도달하므로 무부하 운전 금지
분권 전동기: 부하와 무관하게 속도 거의 일정 (정속도 특성)
Q5
직류기
직류전동기 속도제어
직류 분권 전동기의 속도제어 방법 중 기준 속도 이상의 속도를 얻을 수 있는 방법은?
💡 해설 보기
직류 전동기 속도: \(N \propto \dfrac{V - I_a R_a}{\phi}\)
계자 저항 제어법:
• 계자 저항↑ → 계자 전류↓ → 자속 \(\phi\)↓ → 속도 N↑
• 기준 속도 이상의 속도 제어 가능 (약계자 제어)
전기자 저항 제어: 기준 속도 이하 제어, 손실 큼
전압 제어: 기준 속도 이하 제어, 효율 우수
계자 저항 제어법:
• 계자 저항↑ → 계자 전류↓ → 자속 \(\phi\)↓ → 속도 N↑
• 기준 속도 이상의 속도 제어 가능 (약계자 제어)
전기자 저항 제어: 기준 속도 이하 제어, 손실 큼
전압 제어: 기준 속도 이하 제어, 효율 우수
Q6
변압기
권수비와 전압변환
변압기 1차 권수 \(N_1=3300\), 2차 권수 \(N_2=330\)이고, 1차에 6600V를 인가할 때 2차 전압 \(V_2\)[V]는?
💡 해설 보기
권수비: \(a = \dfrac{N_1}{N_2} = \dfrac{V_1}{V_2}\)
풀이:
\(a = \dfrac{3300}{330} = 10\)
\(V_2 = \dfrac{V_1}{a} = \dfrac{6600}{10} = 660\,\text{V}\)
핵심: 권수비 = 전압비 = 전류비의 역수
\(\dfrac{N_1}{N_2} = \dfrac{V_1}{V_2} = \dfrac{I_2}{I_1}\)
풀이:
\(a = \dfrac{3300}{330} = 10\)
\(V_2 = \dfrac{V_1}{a} = \dfrac{6600}{10} = 660\,\text{V}\)
핵심: 권수비 = 전압비 = 전류비의 역수
\(\dfrac{N_1}{N_2} = \dfrac{V_1}{V_2} = \dfrac{I_2}{I_1}\)
Q7
변압기
전류변환
변압기 권수비 a=5이고 2차 전류 \(I_2=50\,\text{A}\)일 때 1차 전류 \(I_1\)[A]는? (이상 변압기 가정)
💡 해설 보기
전류 관계: \(\dfrac{I_1}{I_2} = \dfrac{N_2}{N_1} = \dfrac{1}{a}\)
풀이:
\(I_1 = \dfrac{I_2}{a} = \dfrac{50}{5} = 10\,\text{A}\)
핵심: 전류는 권수비에 반비례
• 승압 변압기: 2차 전압↑, 2차 전류↓
• 강압 변압기: 2차 전압↓, 2차 전류↑
풀이:
\(I_1 = \dfrac{I_2}{a} = \dfrac{50}{5} = 10\,\text{A}\)
핵심: 전류는 권수비에 반비례
• 승압 변압기: 2차 전압↑, 2차 전류↓
• 강압 변압기: 2차 전압↓, 2차 전류↑
Q8
변압기
변압기 효율
변압기 출력 100kW, 역률 1.0, 철손 \(P_i=1\,\text{kW}\), 전부하 동손 \(P_c=2\,\text{kW}\)일 때 전부하 효율 \(\eta\)[%]는?
💡 해설 보기
공식: \(\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{out} + P_i + P_c} \times 100\,\text{[%]}\)
풀이:
\(\eta = \dfrac{100}{100 + 1 + 2} \times 100\)
\(= \dfrac{100}{103} \times 100 \approx 97.1\,\text{%}\)
핵심: 철손(Pi)은 부하와 무관한 고정손, 동손(Pc)은 전류²에 비례하는 가변손
풀이:
\(\eta = \dfrac{100}{100 + 1 + 2} \times 100\)
\(= \dfrac{100}{103} \times 100 \approx 97.1\,\text{%}\)
핵심: 철손(Pi)은 부하와 무관한 고정손, 동손(Pc)은 전류²에 비례하는 가변손
Q9
변압기
전압변동률
변압기 백분율 저항강하 p=3%, 백분율 리액턴스강하 q=4%, 부하 역률 \(\cos\phi=0.8\)(지상)일 때 전압변동률 \(\varepsilon\)[%]는?
💡 해설 보기
공식: \(\varepsilon \approx p\cos\phi + q\sin\phi\,\text{[%]}\)
풀이:
\(\cos\phi=0.8\) → \(\sin\phi=0.6\)
\(\varepsilon = 3 \times 0.8 + 4 \times 0.6\)
\(= 2.4 + 2.4 = 4.8\,\text{%}\)
※ 정확한 값: \(\varepsilon = p\cos\phi + q\sin\phi + \dfrac{(p\sin\phi - q\cos\phi)^2}{200} \approx 4.8 + 0.6/200 \approx 5.4\,\text{%}\)
핵심: 역률이 낮을수록 전압변동률 커짐
풀이:
\(\cos\phi=0.8\) → \(\sin\phi=0.6\)
\(\varepsilon = 3 \times 0.8 + 4 \times 0.6\)
\(= 2.4 + 2.4 = 4.8\,\text{%}\)
※ 정확한 값: \(\varepsilon = p\cos\phi + q\sin\phi + \dfrac{(p\sin\phi - q\cos\phi)^2}{200} \approx 4.8 + 0.6/200 \approx 5.4\,\text{%}\)
핵심: 역률이 낮을수록 전압변동률 커짐
Q10
변압기
최대효율 조건
변압기 최대효율이 되는 조건은?
💡 해설 보기
최대효율 조건: \(P_i = P_c\)
유도:
효율 \(\eta = \dfrac{mP_n\cos\phi}{mP_n\cos\phi + P_i + m^2P_c}\) (m: 부하율)
\(\dfrac{d\eta}{dm}=0\) 조건: \(P_i = m^2 P_c\)
전부하(m=1)에서 최대효율: \(P_i = P_c\)
핵심: 철손 = 동손일 때 효율 최대
→ 변압기 설계 시 이 조건을 목표로 함
유도:
효율 \(\eta = \dfrac{mP_n\cos\phi}{mP_n\cos\phi + P_i + m^2P_c}\) (m: 부하율)
\(\dfrac{d\eta}{dm}=0\) 조건: \(P_i = m^2 P_c\)
전부하(m=1)에서 최대효율: \(P_i = P_c\)
핵심: 철손 = 동손일 때 효율 최대
→ 변압기 설계 시 이 조건을 목표로 함
Q11
변압기
단락시험
변압기 단락시험(임피던스 시험)으로 구할 수 있는 것은?
💡 해설 보기
변압기 시험 구분:
무부하 시험 (개방시험):
• 1차 정격전압 인가, 2차 개방
• 측정: 철손(Pi), 자화전류(여자전류), 여자 어드미턴스
단락시험 (임피던스 시험):
• 2차 단락, 1차에 소전압(임피던스 전압) 인가
• 정격전류 흐를 때의 전압·전력 측정
• 측정: 동손(Pc), 임피던스 전압, %임피던스, 등가 저항·리액턴스
무부하 시험 (개방시험):
• 1차 정격전압 인가, 2차 개방
• 측정: 철손(Pi), 자화전류(여자전류), 여자 어드미턴스
단락시험 (임피던스 시험):
• 2차 단락, 1차에 소전압(임피던스 전압) 인가
• 정격전류 흐를 때의 전압·전력 측정
• 측정: 동손(Pc), 임피던스 전압, %임피던스, 등가 저항·리액턴스
Q12
변압기
임피던스 변환
변압기 권수비 a=10, 2차 측 부하 임피던스 \(Z_2=5\,\Omega\)일 때 1차 측으로 환산한 등가 임피던스 \(Z_1'\)[\(\Omega\)]은?
💡 해설 보기
임피던스 변환: \(Z_1' = a^2 Z_2\)
풀이:
\(Z_1' = 10^2 \times 5 = 100 \times 5 = 500\,\Omega\)
핵심: 임피던스는 권수비의 제곱에 비례
• 1차→2차 환산: \(Z_2' = Z_1/a^2\)
• 2차→1차 환산: \(Z_1' = a^2 Z_2\)
풀이:
\(Z_1' = 10^2 \times 5 = 100 \times 5 = 500\,\Omega\)
핵심: 임피던스는 권수비의 제곱에 비례
• 1차→2차 환산: \(Z_2' = Z_1/a^2\)
• 2차→1차 환산: \(Z_1' = a^2 Z_2\)
Q13
변압기
병렬운전 조건
변압기 병렬운전의 필요 조건으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건:
① 변압비(권수비)가 같을 것
② %임피던스가 같을 것
③ 극성이 같을 것
④ (3상의 경우) 위상변위·상회전이 같을 것
핵심: 정격 용량은 달라도 됨 (부하 분담 비율이 달라짐)
• %임피던스가 다르면 → 용량에 비례한 부하 분담 불가
• 변압비가 다르면 → 순환전류 발생
① 변압비(권수비)가 같을 것
② %임피던스가 같을 것
③ 극성이 같을 것
④ (3상의 경우) 위상변위·상회전이 같을 것
핵심: 정격 용량은 달라도 됨 (부하 분담 비율이 달라짐)
• %임피던스가 다르면 → 용량에 비례한 부하 분담 불가
• 변압비가 다르면 → 순환전류 발생
Q14
유도전동기
동기속도
3상 유도전동기의 극수 P=4, 전원 주파수 f=60Hz일 때 동기속도 \(N_s\)[rpm]는?
💡 해설 보기
공식: \(N_s = \dfrac{120f}{P}\,[\text{rpm}]\)
풀이:
\(N_s = \dfrac{120 \times 60}{4} = \dfrac{7200}{4} = 1800\,\text{rpm}\)
핵심 암기:
• 2극: 3600rpm (60Hz 기준)
• 4극: 1800rpm
• 6극: 1200rpm
• 8극: 900rpm
풀이:
\(N_s = \dfrac{120 \times 60}{4} = \dfrac{7200}{4} = 1800\,\text{rpm}\)
핵심 암기:
• 2극: 3600rpm (60Hz 기준)
• 4극: 1800rpm
• 6극: 1200rpm
• 8극: 900rpm
Q15
유도전동기
슬립 계산
동기속도 \(N_s=1800\,\text{rpm}\), 실제 회전수 N=1746rpm인 유도전동기의 슬립 s는?
💡 해설 보기
공식: \(s = \dfrac{N_s - N}{N_s}\)
풀이:
\(s = \dfrac{1800 - 1746}{1800} = \dfrac{54}{1800} = 0.03\)
핵심:
• 정격 운전 시 슬립: 보통 3~8%
• s=0: 동기속도(실제 불가)
• s=1: 기동 시(정지 상태)
• 슬립이 클수록 2차 동손 증가
풀이:
\(s = \dfrac{1800 - 1746}{1800} = \dfrac{54}{1800} = 0.03\)
핵심:
• 정격 운전 시 슬립: 보통 3~8%
• s=0: 동기속도(실제 불가)
• s=1: 기동 시(정지 상태)
• 슬립이 클수록 2차 동손 증가
Q16
유도전동기
회전수
6극, 60Hz 유도전동기가 슬립 s=0.05로 운전될 때 회전수 N[rpm]은?
💡 해설 보기
풀이 순서:
① 동기속도: \(N_s = \dfrac{120 \times 60}{6} = 1200\,\text{rpm}\)
② 회전수: \(N = N_s(1-s) = 1200 \times (1 - 0.05)\)
\(= 1200 \times 0.95 = 1140\,\text{rpm}\)
핵심: \(N = N_s(1-s)\)
슬립이 클수록 실제 회전수는 동기속도보다 많이 낮아짐
① 동기속도: \(N_s = \dfrac{120 \times 60}{6} = 1200\,\text{rpm}\)
② 회전수: \(N = N_s(1-s) = 1200 \times (1 - 0.05)\)
\(= 1200 \times 0.95 = 1140\,\text{rpm}\)
핵심: \(N = N_s(1-s)\)
슬립이 클수록 실제 회전수는 동기속도보다 많이 낮아짐
Q17
유도전동기
토크 특성
3상 유도전동기에서 2차 저항 \(R_2\)를 2배로 증가시켰을 때 최대 토크는?
💡 해설 보기
비례추이 원리:
최대 토크 \(T_{max}\)는 2차 저항 \(R_2\)에 무관
\(T_{max} = \dfrac{3V_1^2}{2\omega_s(R_1 + \sqrt{R_1^2 + X_{sc}^2})}\)
• \(R_2\) 증가 → 최대 토크 발생 슬립 \(s_m = R_2/X_2\) 증가
• 최대 토크 크기는 불변
핵심: 2차 저항을 키우면 기동 토크는 증가하고, 최대 토크 발생점이 저속 방향으로 이동
최대 토크 \(T_{max}\)는 2차 저항 \(R_2\)에 무관
\(T_{max} = \dfrac{3V_1^2}{2\omega_s(R_1 + \sqrt{R_1^2 + X_{sc}^2})}\)
• \(R_2\) 증가 → 최대 토크 발생 슬립 \(s_m = R_2/X_2\) 증가
• 최대 토크 크기는 불변
핵심: 2차 저항을 키우면 기동 토크는 증가하고, 최대 토크 발생점이 저속 방향으로 이동
Q18
유도전동기
비례추이
권선형 유도전동기에서 비례추이(proportional shifting)를 이용하는 주된 목적은?
💡 해설 보기
핵심: 2차 저항을 키우면 최대토크 위치(슬립)가 옮겨간다. 크기는 그대로!
① 비례추이
권선형에서 2차 저항 \(r_2\)를 바꾸면 같은 토크를 내는 슬립이 \(r_2\)에 비례 이동. \[ \frac{r_2}{s_m}=\frac{r_2+R}{s_m'} \] 최대토크 크기는 불변, 발생 슬립만 이동.
② 기동(s=1) 활용
보통 최대토크는 슬립 작은 곳에 있어 기동토크가 작음. 외부저항 R을 넣으면 최대토크가 s=1쪽으로 이동 → 큰 기동토크 + 기동전류 감소.
③ 직관
\(T\propto\dfrac{r_2/s}{(r_1+r_2/s)^2+x^2}\). \(r_2/s\)가 같으면 토크 동일 → \(r_2\) 2배면 같은 토크에 \(s\)도 2배(곡선이 오른쪽으로).
④ 암기 팁
“2차저항↑ → 기동토크↑·기동전류↓, 최대토크 크기 불변.”
→ 주 목적은 큰 기동토크 (정답 ②)
① 비례추이
권선형에서 2차 저항 \(r_2\)를 바꾸면 같은 토크를 내는 슬립이 \(r_2\)에 비례 이동. \[ \frac{r_2}{s_m}=\frac{r_2+R}{s_m'} \] 최대토크 크기는 불변, 발생 슬립만 이동.
② 기동(s=1) 활용
보통 최대토크는 슬립 작은 곳에 있어 기동토크가 작음. 외부저항 R을 넣으면 최대토크가 s=1쪽으로 이동 → 큰 기동토크 + 기동전류 감소.
③ 직관
\(T\propto\dfrac{r_2/s}{(r_1+r_2/s)^2+x^2}\). \(r_2/s\)가 같으면 토크 동일 → \(r_2\) 2배면 같은 토크에 \(s\)도 2배(곡선이 오른쪽으로).
④ 암기 팁
“2차저항↑ → 기동토크↑·기동전류↓, 최대토크 크기 불변.”
→ 주 목적은 큰 기동토크 (정답 ②)
Q19
유도전동기
기동법
농형 유도전동기의 기동법 중 기동 전압을 \(1/\sqrt{3}\)로 줄여 기동하는 방법은?
💡 해설 보기
Y-Δ 기동법:
• 기동 시: Y결선 → 각 권선에 \(V/\sqrt{3}\) 인가
• 운전 시: Δ결선으로 전환 → 각 권선에 V 인가
기동 특성:
• 기동 전류: 직입기동의 1/3로 감소
• 기동 토크: 직입기동의 1/3로 감소
다른 기동법:
• 직입기동: 소용량(5kW 이하)
• 리액터 기동: 전압 감소 비율 조절 가능
• 2차 저항 기동: 권선형 전용
• 기동 시: Y결선 → 각 권선에 \(V/\sqrt{3}\) 인가
• 운전 시: Δ결선으로 전환 → 각 권선에 V 인가
기동 특성:
• 기동 전류: 직입기동의 1/3로 감소
• 기동 토크: 직입기동의 1/3로 감소
다른 기동법:
• 직입기동: 소용량(5kW 이하)
• 리액터 기동: 전압 감소 비율 조절 가능
• 2차 저항 기동: 권선형 전용
Q20
유도전동기
효율과 전력 흐름
3상 유도전동기의 2차 입력(공극 전력) \(P_0=10\,\text{kW}\), 슬립 s=0.05일 때 2차 동손 \(P_{c2}\)[kW]와 기계적 출력 \(P_m\)[kW]은?
💡 해설 보기
유도전동기 전력 관계:
• 2차 동손: \(P_{c2} = s \cdot P_0 = 0.05 \times 10 = 0.5\,\text{kW}\)
• 기계적 출력: \(P_m = (1-s)P_0 = 0.95 \times 10 = 9.5\,\text{kW}\)
공식 정리:
\(P_0 : P_{c2} : P_m = 1 : s : (1-s)\)
핵심: 슬립이 클수록 2차 동손↑, 기계출력↓
→ 고효율 운전을 위해 슬립을 작게 유지
• 2차 동손: \(P_{c2} = s \cdot P_0 = 0.05 \times 10 = 0.5\,\text{kW}\)
• 기계적 출력: \(P_m = (1-s)P_0 = 0.95 \times 10 = 9.5\,\text{kW}\)
공식 정리:
\(P_0 : P_{c2} : P_m = 1 : s : (1-s)\)
핵심: 슬립이 클수록 2차 동손↑, 기계출력↓
→ 고효율 운전을 위해 슬립을 작게 유지
Q21
동기기
동기속도
6극, 60Hz 동기발전기의 동기속도 \(N_s\)[rpm]는?
💡 해설 보기
공식: \(N_s = \dfrac{120f}{P}\,[\text{rpm}]\)
풀이:
\(N_s = \dfrac{120 \times 60}{6} = \dfrac{7200}{6} = 1200\,\text{rpm}\)
핵심: 동기기는 반드시 동기속도로 운전
• 동기발전기: 회전자를 \(N_s\)로 회전 → 고정자에 기전력 유기
• 동기전동기: 동기속도와 동일한 속도로만 회전
풀이:
\(N_s = \dfrac{120 \times 60}{6} = \dfrac{7200}{6} = 1200\,\text{rpm}\)
핵심: 동기기는 반드시 동기속도로 운전
• 동기발전기: 회전자를 \(N_s\)로 회전 → 고정자에 기전력 유기
• 동기전동기: 동기속도와 동일한 속도로만 회전
Q22
동기기
동기발전기 기전력
동기발전기에서 주파수 f=60Hz, 1상당 직렬 권수 N=100, 권선계수 \(k_w=0.9\), 1극당 자속 \(\phi=0.1\,\text{Wb}\)일 때 1상의 유기 기전력 E[V]는?
💡 해설 보기
공식: \(E = 4.44 f N k_w \phi\,\text{[V]}\)
풀이:
\(E = 4.44 \times 60 \times 100 \times 0.9 \times 0.1\)
\(= 4.44 \times 60 \times 9\)
\(= 4.44 \times 540 = 2397.6 \approx 2400\,\text{V}\)
핵심: 권선계수 \(k_w \lt 1\) (단절권·분포권 효과)
집중권·전절권이면 \(k_w = 1\)
풀이:
\(E = 4.44 \times 60 \times 100 \times 0.9 \times 0.1\)
\(= 4.44 \times 60 \times 9\)
\(= 4.44 \times 540 = 2397.6 \approx 2400\,\text{V}\)
핵심: 권선계수 \(k_w \lt 1\) (단절권·분포권 효과)
집중권·전절권이면 \(k_w = 1\)
Q23
동기기
전기자 반작용
동기발전기에서 부하 역률이 1(순저항)일 때 전기자 반작용은?
💡 해설 보기
역률에 따른 전기자 반작용:
• 역률 1 (순저항): 전기자 전류가 기전력과 동위상
→ 교차 자화 작용 (주자속 방향 왜곡)
• 역률 0 (순지상, 뒤짐): 전기자 전류가 기전력보다 90° 지연
→ 감자 작용 (자속 감소, 단자전압 감소)
• 역률 0 (순진상, 앞섬): 전기자 전류가 기전력보다 90° 앞섬
→ 증자 작용 (자속 증가, 단자전압 상승)
• 역률 1 (순저항): 전기자 전류가 기전력과 동위상
→ 교차 자화 작용 (주자속 방향 왜곡)
• 역률 0 (순지상, 뒤짐): 전기자 전류가 기전력보다 90° 지연
→ 감자 작용 (자속 감소, 단자전압 감소)
• 역률 0 (순진상, 앞섬): 전기자 전류가 기전력보다 90° 앞섬
→ 증자 작용 (자속 증가, 단자전압 상승)
Q24
동기기
V곡선
동기전동기의 V곡선(위상특성 곡선)에서 계자전류를 증가시킬 때 나타나는 현상은?
💡 해설 보기
핵심: 동기전동기는 계자(여자)를 조절해 역률을 바꾼다 → 동기조상기.
① V곡선이란
가로축 계자전류 \(I_f\), 세로축 전기자전류 \(I_a\)를 그리면 V자(아래로 볼록) 모양. 골짜기(최저점)가 역률 1이고 이때 \(I_a\) 최소.
② 계자전류를 늘리면(과여자)
역률1 지점 오른쪽으로:
• 역률: 지상→1→진상(앞섬)
• 전기자전류 \(I_a\): 최저점 지나 다시 증가
→ 진상 무효전력 → 콘덴서처럼 동작.
③ 계자전류를 줄이면(부족여자)
왼쪽 → 역률 지상(뒤짐), \(I_a\) 증가 → 리액터처럼 동작.
④ 암기 팁
“과여자=진상=콘덴서 / 부족여자=지상=리액터”
→ 계자전류 증가 시 지상→진상, \(I_a\) 증가 (정답 ①)
① V곡선이란
가로축 계자전류 \(I_f\), 세로축 전기자전류 \(I_a\)를 그리면 V자(아래로 볼록) 모양. 골짜기(최저점)가 역률 1이고 이때 \(I_a\) 최소.
② 계자전류를 늘리면(과여자)
역률1 지점 오른쪽으로:
• 역률: 지상→1→진상(앞섬)
• 전기자전류 \(I_a\): 최저점 지나 다시 증가
→ 진상 무효전력 → 콘덴서처럼 동작.
③ 계자전류를 줄이면(부족여자)
왼쪽 → 역률 지상(뒤짐), \(I_a\) 증가 → 리액터처럼 동작.
④ 암기 팁
“과여자=진상=콘덴서 / 부족여자=지상=리액터”
→ 계자전류 증가 시 지상→진상, \(I_a\) 증가 (정답 ①)
Q25
동기기
동기임피던스
동기발전기 개방시험에서 단자전압 \(V_{oc}=230\,\text{V}\), 단락시험에서 단락전류 \(I_{sc}=10\,\text{A}\)(동일 계자전류 기준)일 때 동기임피던스 \(Z_s\)[\(\Omega\)]는?
💡 해설 보기
공식: \(Z_s = \dfrac{V_{oc}/\sqrt{3}}{I_{sc}}\) (3상의 경우) 또는 \(Z_s = \dfrac{V_{oc}}{I_{sc}}\) (1상 기준)
풀이 (1상 기준):
\(Z_s = \dfrac{V_{oc}}{I_{sc}} = \dfrac{230}{10} = 23\,\Omega\)
핵심:
• 개방시험: 무부하 특성곡선 (포화 특성)
• 단락시험: 3상 단락 특성곡선
• 동기임피던스 = 동기저항 + j동기리액턴스
• 실용상 \(Z_s \approx X_s\) (저항이 매우 작으므로)
풀이 (1상 기준):
\(Z_s = \dfrac{V_{oc}}{I_{sc}} = \dfrac{230}{10} = 23\,\Omega\)
핵심:
• 개방시험: 무부하 특성곡선 (포화 특성)
• 단락시험: 3상 단락 특성곡선
• 동기임피던스 = 동기저항 + j동기리액턴스
• 실용상 \(Z_s \approx X_s\) (저항이 매우 작으므로)
Q26
전력변환
단상반파
단상 반파 정류회로의 직류 평균전압은? (E: 교류 실효값, 저항부하)
💡 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
단상 반파 정류
\[ E_d=\frac{\sqrt2 E}{\pi}=0.45E \]
맥동률이 크고 효율이 낮습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단상 반파 정류
\[ E_d=\frac{\sqrt2 E}{\pi}=0.45E \]
맥동률이 크고 효율이 낮습니다.
Q27
전력변환
단상전파
단상 전파(브리지) 정류회로의 직류 평균전압은? (E: 교류 실효값)
💡 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
단상 전파 정류
\[ E_d=\frac{2\sqrt2 E}{\pi}=0.9E \]
반파의 2배. 맥동주파수는 전원의 2배.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단상 전파 정류
\[ E_d=\frac{2\sqrt2 E}{\pi}=0.9E \]
반파의 2배. 맥동주파수는 전원의 2배.
Q28
전력변환
3상전파
3상 전파(6펄스) 정류회로의 직류 평균전압은? (E: 선간 실효값)
💡 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
3상 전파 정류
\[ E_d=\frac{3\sqrt2}{\pi}E\approx1.35E \]
맥동이 작아 평활이 쉽고 대용량에 사용됩니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상 전파 정류
\[ E_d=\frac{3\sqrt2}{\pi}E\approx1.35E \]
맥동이 작아 평활이 쉽고 대용량에 사용됩니다.
Q29
전력변환
인버터
직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 전력변환장치는?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
전력변환장치
• 인버터: DC→AC
• 컨버터/정류기: AC→DC
• 초퍼: DC→DC(전압조정)
• 사이클로컨버터: AC→AC(주파수변환)
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
전력변환장치
• 인버터: DC→AC
• 컨버터/정류기: AC→DC
• 초퍼: DC→DC(전압조정)
• 사이클로컨버터: AC→AC(주파수변환)
Q30
변압기
단락전류
%임피던스가 5%인 변압기의 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
핵심: 단락전류는 %임피던스에 반비례한다. \[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n \]
① %임피던스(%Z)의 의미
%Z는 정격전류 In을 흘릴 때 임피던스에서 떨어지는 전압강하가 정격전압의 몇 %인가를 나타냅니다. 즉 \(\%Z=\dfrac{I_n Z}{V_n}\times100\). 예를 들어 %Z=5%면, 정격전류를 흘리는 데 정격전압의 5%만 있으면 됩니다.
② 단락이 나면?
출력단이 0Ω으로 단락되면 정격전압 전체(100%)가 오직 내부 임피던스 %Z에만 걸립니다. 정격전압의 5%로 In이 흐른다면, 100%가 걸릴 때는 \(\dfrac{100}{5}=20\)배의 전류가 흐릅니다.
\[ I_s=\frac{V_n}{Z}=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{5}\,I_n=20\,I_n \]
③ 왜 반비례인가 (직관)
%Z는 곧 "전류를 막는 내부 저항의 크기"입니다. 막는 힘(%Z)이 작을수록 단락 시 폭발적으로 큰 전류가 흐릅니다. 그래서 %Z가 작은 기기일수록 차단기 차단용량을 크게 잡아야 합니다.
④ 함께 외울 공식
• 단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)
• 단락용량 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\) (정격용량의 100/%Z배)
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=5%면 20배, 4%면 25배, 10%면 10배. (정답: 20배)
① %임피던스(%Z)의 의미
%Z는 정격전류 In을 흘릴 때 임피던스에서 떨어지는 전압강하가 정격전압의 몇 %인가를 나타냅니다. 즉 \(\%Z=\dfrac{I_n Z}{V_n}\times100\). 예를 들어 %Z=5%면, 정격전류를 흘리는 데 정격전압의 5%만 있으면 됩니다.
② 단락이 나면?
출력단이 0Ω으로 단락되면 정격전압 전체(100%)가 오직 내부 임피던스 %Z에만 걸립니다. 정격전압의 5%로 In이 흐른다면, 100%가 걸릴 때는 \(\dfrac{100}{5}=20\)배의 전류가 흐릅니다.
\[ I_s=\frac{V_n}{Z}=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{5}\,I_n=20\,I_n \]
③ 왜 반비례인가 (직관)
%Z는 곧 "전류를 막는 내부 저항의 크기"입니다. 막는 힘(%Z)이 작을수록 단락 시 폭발적으로 큰 전류가 흐릅니다. 그래서 %Z가 작은 기기일수록 차단기 차단용량을 크게 잡아야 합니다.
④ 함께 외울 공식
• 단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)
• 단락용량 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\) (정격용량의 100/%Z배)
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=5%면 20배, 4%면 25배, 10%면 10배. (정답: 20배)
Q31
변압기
병렬운전
변압기 병렬운전 조건으로 반드시 필요한 것이 <u>아닌</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
변압기 병렬운전 조건
극성 일치, 권수비(전압비) 일치, %임피던스 일치, (3상은) 상회전·각변위 일치가 필요합니다. 용량이 같을 필요는 없으며, 부하는 용량에 비례·%Z에 반비례 분담됩니다.
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
변압기 병렬운전 조건
극성 일치, 권수비(전압비) 일치, %임피던스 일치, (3상은) 상회전·각변위 일치가 필요합니다. 용량이 같을 필요는 없으며, 부하는 용량에 비례·%Z에 반비례 분담됩니다.
Q32
유도전동기
2차동손
슬립 \(s\), 2차 입력 \(P_2\)인 3상 유도전동기의 2차 동손 \(P_{c2}\)는?
💡 해설 보기
유도전동기 전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
유도전동기 전력 관계
\[ P_2 : P_{c2} : P_m = 1 : s : (1-s) \]
2차 동손 \(P_{c2}=sP_2\), 기계적 출력 \(P_m=(1-s)P_2\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
유도전동기 전력 관계
\[ P_2 : P_{c2} : P_m = 1 : s : (1-s) \]
2차 동손 \(P_{c2}=sP_2\), 기계적 출력 \(P_m=(1-s)P_2\).
Q33
유도전동기
비례추이
권선형 유도전동기에서 2차 저항을 조정해 토크-슬립 곡선을 이동시켜 기동토크·속도를 제어하는 현상은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이
최대토크의 크기는 일정하되 발생 슬립이 2차 저항에 비례 이동합니다.
\[ \frac{r_2}{s}=\text{일정} \]
2차 저항을 키우면 기동토크 증가·기동전류 감소(권선형 한정).
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이
최대토크의 크기는 일정하되 발생 슬립이 2차 저항에 비례 이동합니다.
\[ \frac{r_2}{s}=\text{일정} \]
2차 저항을 키우면 기동토크 증가·기동전류 감소(권선형 한정).
Q34
동기기
동기속도
60[Hz], 4극 동기발전기의 동기속도[rpm]는?
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
동기속도
\[ N_s=\frac{120f}{p}=\frac{120\times60}{4}=1800\,[\text{rpm}] \]
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
동기속도
\[ N_s=\frac{120f}{p}=\frac{120\times60}{4}=1800\,[\text{rpm}] \]
Q35
동기기
난조
동기기의 난조(hunting)를 방지하기 위해 회전자 자극면에 설치하는 것은?
💡 해설 보기
난조(hunting)
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
난조 방지
제동권선(damper winding)을 자극면에 넣으면 진동시 유도전류로 제동토크가 생겨 난조를 억제합니다. (유도전동기 기동토크 제공에도 이용)
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
난조 방지
제동권선(damper winding)을 자극면에 넣으면 진동시 유도전류로 제동토크가 생겨 난조를 억제합니다. (유도전동기 기동토크 제공에도 이용)
Q36
직류기
속도특성
직류 분권전동기에서 계자 자속 \(\phi\)를 감소시키면 회전속도는?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
직류전동기 속도
\[ N=\frac{V-I_a R_a}{k\phi}\;\propto\;\frac{1}{\phi} \]
자속을 줄이면(계자제어) 속도는 증가합니다. 단, 계자 단선시 무구속(위험) 속도 주의.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
직류전동기 속도
\[ N=\frac{V-I_a R_a}{k\phi}\;\propto\;\frac{1}{\phi} \]
자속을 줄이면(계자제어) 속도는 증가합니다. 단, 계자 단선시 무구속(위험) 속도 주의.
Q37
직류기
전기자반작용
직류기의 전기자 반작용에 의한 영향을 줄이는 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
전기자 반작용 대책
• 보극: 중성축 부근 자속 보상→정류 개선
• 보상권선: 전기자 기자력 상쇄
• 브러시 이동(전동기는 회전방향 반대)
반작용은 주자속 감소·중성축 이동·정류 불량을 유발합니다.
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
전기자 반작용 대책
• 보극: 중성축 부근 자속 보상→정류 개선
• 보상권선: 전기자 기자력 상쇄
• 브러시 이동(전동기는 회전방향 반대)
반작용은 주자속 감소·중성축 이동·정류 불량을 유발합니다.
Q38
직류기
등가회로
그림의 직류전동기 등가회로에서 단자전압 \(V\), 역기전력 \(E\), 전기자저항 \(R_a\)일 때 전기자전류 \(I_a\)는?
💡 해설 보기
직류전동기 전압방정식
\[ V=E+I_a R_a \Rightarrow I_a=\frac{V-E}{R_a} \]
역기전력 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\). (발전기는 \(V=E-I_aR_a\))
\[ V=E+I_a R_a \Rightarrow I_a=\frac{V-E}{R_a} \]
역기전력 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\). (발전기는 \(V=E-I_aR_a\))
Q39
변압기
권수비
그림의 변압기에서 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}\)일 때, 전압·전류·임피던스 관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 권수비
\[ a=\frac{N_1}{N_2}=\frac{V_1}{V_2}=\frac{I_2}{I_1}=\sqrt{\frac{Z_1}{Z_2}} \]
전압은 권수에 비례, 전류는 반비례, 임피던스는 권수비의 제곱에 비례(임피던스 환산 \(Z_1=a^2 Z_2\)).
\[ a=\frac{N_1}{N_2}=\frac{V_1}{V_2}=\frac{I_2}{I_1}=\sqrt{\frac{Z_1}{Z_2}} \]
전압은 권수에 비례, 전류는 반비례, 임피던스는 권수비의 제곱에 비례(임피던스 환산 \(Z_1=a^2 Z_2\)).
Q40
변압기
Y-Δ 결선
그림과 같은 3상 변압기 Y−Δ 결선(1차 Y, 2차 Δ)에서 1차 선간전압과 2차 선간전압 사이의 위상차(각변위)는?
💡 해설 보기
Y−Δ 결선의 각변위(위상차) = 30°
① 왜 30°인가
1차 Y측은 선간전압이 상전압보다 30° 앞서고(\(V_{AB}=\sqrt3 V_A\angle{+30^\circ}\)), 2차 Δ측은 선간전압 = 상전압이라 회전이 없습니다. 결국 한쪽만 30° 돌아가 1·2차 선간전압이 30° 어긋납니다.
② 결선별 위상차
• Y−Y, Δ−Δ → 0°
• Y−Δ, Δ−Y → 30°
③ Y−Δ 특징
• 주로 강압용 (Δ−Y는 승압용)
• 2차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 파형을 정현파로 유지
• 1차 Y의 중성점 접지 가능
암기 팁: "Y가 끼면 30° 비틀린다." (정답: 30°)
① 왜 30°인가
1차 Y측은 선간전압이 상전압보다 30° 앞서고(\(V_{AB}=\sqrt3 V_A\angle{+30^\circ}\)), 2차 Δ측은 선간전압 = 상전압이라 회전이 없습니다. 결국 한쪽만 30° 돌아가 1·2차 선간전압이 30° 어긋납니다.
② 결선별 위상차
• Y−Y, Δ−Δ → 0°
• Y−Δ, Δ−Y → 30°
③ Y−Δ 특징
• 주로 강압용 (Δ−Y는 승압용)
• 2차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 파형을 정현파로 유지
• 1차 Y의 중성점 접지 가능
암기 팁: "Y가 끼면 30° 비틀린다." (정답: 30°)
Q41
변압기
Δ-Y 결선
그림과 같은 3상 변압기 Δ−Y 결선(1차 Δ, 2차 Y)의 특징으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
핵심: Δ−Y(또는 Y−Δ) 결선은 1·2차 선간전압이 항상 30° 어긋난다.
① 왜 30°가 생기나 (가장 중요)
Y(성형) 결선에서는 선간전압이 상전압보다 크기는 √3배, 위상은 30° 앞섭니다. \[ V_{ab}=V_a-V_b=\sqrt3\,V_a\,\angle{+30^\circ} \]반면 Δ(삼각) 결선에서는 선간전압 = 상전압이라 30° 회전이 없습니다. 그래서 한쪽만 Y, 한쪽만 Δ이면 그 30°만큼 1·2차 선간전압이 어긋나게 됩니다.
② 어느 결선이 0°이고 어느 게 30°인가
• Y−Y, Δ−Δ : 양쪽 모두 같은 변환 → 위상차 0°
• Δ−Y, Y−Δ : 한쪽만 30° 회전 → 위상차 30° (각변위)
이 때문에 위상차가 다른 결선끼리는 병렬운전이 불가능합니다(Δ−Y와 Δ−Δ를 병렬 불가).
③ Δ−Y 결선의 용도·장점
• 승압용 — 2차가 Y라 √3배 더 높은 선간전압을 얻어 발전소 승압변압기에 사용
• 2차 중성점 접지 가능 — 이상전압·지락 보호, 단절연 가능
• 1차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 기전력 파형을 정현파로 유지
④ 암기 팁
"Y가 끼면 30° 비틀어진다" → Δ−Y, Y−Δ = 30° / Y−Y, Δ−Δ = 0°. (이 문제 정답: 승압용 + 2차 중성점 접지 가능)
① 왜 30°가 생기나 (가장 중요)
Y(성형) 결선에서는 선간전압이 상전압보다 크기는 √3배, 위상은 30° 앞섭니다. \[ V_{ab}=V_a-V_b=\sqrt3\,V_a\,\angle{+30^\circ} \]반면 Δ(삼각) 결선에서는 선간전압 = 상전압이라 30° 회전이 없습니다. 그래서 한쪽만 Y, 한쪽만 Δ이면 그 30°만큼 1·2차 선간전압이 어긋나게 됩니다.
② 어느 결선이 0°이고 어느 게 30°인가
• Y−Y, Δ−Δ : 양쪽 모두 같은 변환 → 위상차 0°
• Δ−Y, Y−Δ : 한쪽만 30° 회전 → 위상차 30° (각변위)
이 때문에 위상차가 다른 결선끼리는 병렬운전이 불가능합니다(Δ−Y와 Δ−Δ를 병렬 불가).
③ Δ−Y 결선의 용도·장점
• 승압용 — 2차가 Y라 √3배 더 높은 선간전압을 얻어 발전소 승압변압기에 사용
• 2차 중성점 접지 가능 — 이상전압·지락 보호, 단절연 가능
• 1차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 기전력 파형을 정현파로 유지
④ 암기 팁
"Y가 끼면 30° 비틀어진다" → Δ−Y, Y−Δ = 30° / Y−Y, Δ−Δ = 0°. (이 문제 정답: 승압용 + 2차 중성점 접지 가능)
Q42
직류전동기
분권전동기
그림과 같이 계자권선을 전기자와 「병렬」로 접속한 직류전동기의 종류와 특성으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
분권전동기
계자가 전기자와 병렬이라 단자전압이 일정하면 자속 \(\phi\)가 거의 일정합니다.
\[ N=\frac{V-I_aR_a}{k\phi},\quad T=k\phi I_a \]
→ 정속도 특성, 토크는 전기자전류에 비례. 공작기계·송풍기 등 일정 속도가 필요한 곳에 사용합니다. (계자 단선 시 위험속도 주의)
계자가 전기자와 병렬이라 단자전압이 일정하면 자속 \(\phi\)가 거의 일정합니다.
\[ N=\frac{V-I_aR_a}{k\phi},\quad T=k\phi I_a \]
→ 정속도 특성, 토크는 전기자전류에 비례. 공작기계·송풍기 등 일정 속도가 필요한 곳에 사용합니다. (계자 단선 시 위험속도 주의)
Q43
직류전동기
직권전동기
그림과 같이 계자권선을 전기자와 「직렬」로 접속한 직류전동기에서 토크 \(T\)와 전기자전류 \(I_a\)의 관계는? (자기포화 전)
💡 해설 보기
직권전동기
계자가 전기자와 직렬이므로 자속 \(\phi \propto I_a\)(포화 전).
\[ T=k\phi I_a \propto I_a \cdot I_a = I_a^2 \]
기동토크가 매우 커서 전동차·기중기·크레인에 사용합니다. 속도는 \(N \propto 1/I_a\).
계자가 전기자와 직렬이므로 자속 \(\phi \propto I_a\)(포화 전).
\[ T=k\phi I_a \propto I_a \cdot I_a = I_a^2 \]
기동토크가 매우 커서 전동차·기중기·크레인에 사용합니다. 속도는 \(N \propto 1/I_a\).
Q44
직류전동기
직권전동기 무부하
직권전동기를 무부하(또는 경부하)로 운전하면 안 되는 이유로 옳은 것은?
💡 해설 보기
직권전동기 무부하 금지
직권은 \(\phi \propto I_a\)이고 \(N \propto 1/\phi \propto 1/I_a\)입니다.
무부하가 되면 \(I_a\)가 매우 작아져 자속이 감소하고 속도가 급상승하여 위험속도에 도달합니다.
→ 벨트 운전을 금지하고 기어·체인 등 직결 부하로 사용합니다.
직권은 \(\phi \propto I_a\)이고 \(N \propto 1/\phi \propto 1/I_a\)입니다.
무부하가 되면 \(I_a\)가 매우 작아져 자속이 감소하고 속도가 급상승하여 위험속도에 도달합니다.
→ 벨트 운전을 금지하고 기어·체인 등 직결 부하로 사용합니다.
Q45
직류전동기
용도
부하 변동에도 속도를 거의 일정하게 유지해야 하는 공작기계에 가장 적합한 직류전동기는?
💡 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
용도별 직류전동기
• 분권: 정속도 → 공작기계·송풍기·펌프
• 직권: 큰 기동토크 → 전동차·기중기·크레인
• 가동복권: 큰 기동토크+무부하 안전 → 압연기·엘리베이터
정속도가 필요하면 분권전동기가 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
용도별 직류전동기
• 분권: 정속도 → 공작기계·송풍기·펌프
• 직권: 큰 기동토크 → 전동차·기중기·크레인
• 가동복권: 큰 기동토크+무부하 안전 → 압연기·엘리베이터
정속도가 필요하면 분권전동기가 적합합니다.
Q46
직류전동기
복권전동기
복권전동기에서 직권계자와 분권계자의 자속 방향이 「같아」 서로 보강되는 결선은?
💡 해설 보기
복권전동기
• 가동(화동)복권: 직권·분권 자속이 같은 방향으로 합쳐짐 → 기동토크 크고 무부하에서도 안전(분권 성분이 속도 폭주 방지)
• 차동복권: 자속이 반대 방향으로 상쇄 → 정속도에 가깝지만 불안정해 실용성이 낮음
큰 기동토크와 안전한 운전이 필요하면 가동복권을 사용합니다.
• 가동(화동)복권: 직권·분권 자속이 같은 방향으로 합쳐짐 → 기동토크 크고 무부하에서도 안전(분권 성분이 속도 폭주 방지)
• 차동복권: 자속이 반대 방향으로 상쇄 → 정속도에 가깝지만 불안정해 실용성이 낮음
큰 기동토크와 안전한 운전이 필요하면 가동복권을 사용합니다.
Q47
유도전동기
농형
그림과 같이 회전자가 여러 개의 도체 바와 양 끝의 단락환으로 구성된 3상 유도전동기는?
💡 해설 보기
농형(squirrel cage) 유도전동기
회전자가 도체 바와 단락환(end ring)으로 된 농(籠) 모양입니다.
• 장점: 구조 간단·견고, 보수 쉬움, 가격 저렴, 효율 높음
• 단점: 기동토크가 작고 기동전류가 큼 → Y-Δ·리액터·기동보상기로 기동
회전자가 도체 바와 단락환(end ring)으로 된 농(籠) 모양입니다.
• 장점: 구조 간단·견고, 보수 쉬움, 가격 저렴, 효율 높음
• 단점: 기동토크가 작고 기동전류가 큼 → Y-Δ·리액터·기동보상기로 기동
Q48
유도전동기
권선형
그림과 같이 회전자 권선을 슬립링·브러시를 통해 외부 가변저항에 연결한 유도전동기의 특징으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
권선형 유도전동기
2차(회전자) 권선을 슬립링으로 끌어내 외부 가변저항을 접속합니다.
비례추이 원리(\(r_2/s\)=일정)로 2차 저항을 키우면 기동토크가 증가하고 기동전류는 감소합니다. 2차 저항법으로 속도제어도 가능합니다(구조 복잡).
2차(회전자) 권선을 슬립링으로 끌어내 외부 가변저항을 접속합니다.
비례추이 원리(\(r_2/s\)=일정)로 2차 저항을 키우면 기동토크가 증가하고 기동전류는 감소합니다. 2차 저항법으로 속도제어도 가능합니다(구조 복잡).
Q49
유도전동기
비례추이
권선형 유도전동기에서 2차 저항을 증가시킬 때 최대토크와 그 발생 슬립(sm)의 변화로 옳은 것은?
💡 해설 보기
비례추이(proportional shifting)
\[ \frac{r_2}{s_m}=\text{일정} \]
2차 저항 \(r_2\)를 키우면 최대토크 발생 슬립 \(s_m\)이 비례해 커집니다(곡선이 기동측으로 이동). 단, 최대토크의 크기 자체는 변하지 않습니다. 이를 이용해 기동토크를 키웁니다.
\[ \frac{r_2}{s_m}=\text{일정} \]
2차 저항 \(r_2\)를 키우면 최대토크 발생 슬립 \(s_m\)이 비례해 커집니다(곡선이 기동측으로 이동). 단, 최대토크의 크기 자체는 변하지 않습니다. 이를 이용해 기동토크를 키웁니다.
Q50
유도전동기
슬립
동기속도 \(N_s\), 회전속도 \(N\)인 유도전동기의 슬립 \(s\)의 정의는?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
슬립
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N=(1-s)N_s \]
동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{p}\). 정상 운전 슬립은 보통 2~5%, 기동 순간 s=1, 동기속도 도달 시 s=0.
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
슬립
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N=(1-s)N_s \]
동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{p}\). 정상 운전 슬립은 보통 2~5%, 기동 순간 s=1, 동기속도 도달 시 s=0.
Q51
유도전동기
단상 기동
단상 유도전동기의 기동방식 중 일반적으로 <u>기동토크가 가장 큰</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
단상 유도전동기 기동토크 순서
반발기동형 > 콘덴서기동형 > 분상기동형 > 셰이딩코일형
단상은 회전자계가 없어 스스로 기동하지 못하므로 기동장치가 필요합니다. 가정용은 콘덴서기동형이 널리 쓰입니다.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
단상 유도전동기 기동토크 순서
반발기동형 > 콘덴서기동형 > 분상기동형 > 셰이딩코일형
단상은 회전자계가 없어 스스로 기동하지 못하므로 기동장치가 필요합니다. 가정용은 콘덴서기동형이 널리 쓰입니다.
Q52
동기전동기
돌극형
그림과 같이 회전자에 자극이 돌출되어 있는 동기기로, 저속·다극이며 수차발전기 등에 사용되는 회전자 형태는?
💡 해설 보기
돌극형(salient pole) 회전자
자극이 바깥으로 돌출된 구조로, 극수를 많이 만들 수 있어 저속·다극에 적합합니다. 수력발전기(수차)·저속 동기전동기에 사용됩니다. 공극이 불균일해 직축·횡축 반작용을 구분합니다.
자극이 바깥으로 돌출된 구조로, 극수를 많이 만들 수 있어 저속·다극에 적합합니다. 수력발전기(수차)·저속 동기전동기에 사용됩니다. 공극이 불균일해 직축·횡축 반작용을 구분합니다.
Q53
동기전동기
비돌극형
그림과 같이 회전자 표면이 매끄럽고 권선이 분포되어 고속(2~4극) 운전에 적합한 동기기의 회전자 형태는?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
비돌극형(원통형, cylindrical) 회전자
표면이 매끄러운 원통에 권선을 분포시킨 구조로 기계적으로 견고해 고속(2~4극) 운전에 적합합니다. 화력·원자력의 터빈발전기에 사용됩니다. 공극이 균일합니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
비돌극형(원통형, cylindrical) 회전자
표면이 매끄러운 원통에 권선을 분포시킨 구조로 기계적으로 견고해 고속(2~4극) 운전에 적합합니다. 화력·원자력의 터빈발전기에 사용됩니다. 공극이 균일합니다.
Q54
동기전동기
정속도
동기전동기가 부하 변동에도 항상 일정한 속도로 회전하는 이유로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기의 정속도 특성
회전자가 회전자계와 동기되어 항상 동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{p}\)로 회전합니다. 슬립이 0이므로 부하가 변해도 속도가 일정합니다(과부하 시 탈조). 주파수가 일정하면 속도도 일정합니다.
회전자가 회전자계와 동기되어 항상 동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{p}\)로 회전합니다. 슬립이 0이므로 부하가 변해도 속도가 일정합니다(과부하 시 탈조). 주파수가 일정하면 속도도 일정합니다.
Q55
동기전동기
기동법
동기전동기는 기동토크가 0이어서 스스로 기동하지 못한다. 이를 해결하기 위해 회전자에 설치하여 <u>자기동</u>에 이용하는 권선은?
💡 해설 보기
동기전동기 기동
동기전동기는 기동토크가 0이라 자기동이 안 됩니다. 회전자 자극면에 제동권선(damper winding)을 설치하면 유도전동기처럼 기동토크가 생겨 자기동할 수 있습니다(난조 방지에도 이용). 그 외 유도전동기 기동·저주파 기동법이 있습니다.
동기전동기는 기동토크가 0이라 자기동이 안 됩니다. 회전자 자극면에 제동권선(damper winding)을 설치하면 유도전동기처럼 기동토크가 생겨 자기동할 수 있습니다(난조 방지에도 이용). 그 외 유도전동기 기동·저주파 기동법이 있습니다.
Q56
동기전동기
역률조정
동기전동기를 과여자(여자전류를 크게)로 운전하면 전기자전류와 역률은?
💡 해설 보기
동기전동기 역률조정 (위상특성)
계자전류로 역률을 조정할 수 있습니다.
• 과여자: 진상(앞선) 전류 → 콘덴서 작용 → 계통 역률 개선
• 부족여자: 지상(뒤진) 전류 → 리액터 작용
무부하로 역률조정에만 쓰면 동기조상기가 됩니다.
계자전류로 역률을 조정할 수 있습니다.
• 과여자: 진상(앞선) 전류 → 콘덴서 작용 → 계통 역률 개선
• 부족여자: 지상(뒤진) 전류 → 리액터 작용
무부하로 역률조정에만 쓰면 동기조상기가 됩니다.
Q57
동기전동기
동기조상기
무부하로 운전하는 동기전동기를 이용해 계통의 무효전력과 역률을 조정하는 설비는?
💡 해설 보기
동기조상기(synchronous condenser)
무부하 동기전동기의 계자전류를 조정하여 진상·지상 무효전력을 모두 공급/흡수할 수 있는 조상설비입니다.
• 과여자: 진상 무효전력 공급(콘덴서 작용)
• 부족여자: 지상 무효전력 흡수(리액터 작용)
연속적인 무효전력 조정이 가능합니다.
무부하 동기전동기의 계자전류를 조정하여 진상·지상 무효전력을 모두 공급/흡수할 수 있는 조상설비입니다.
• 과여자: 진상 무효전력 공급(콘덴서 작용)
• 부족여자: 지상 무효전력 흡수(리액터 작용)
연속적인 무효전력 조정이 가능합니다.
Q58
변압기
외철형
그림과 같이 철심이 권선을 둘러싸고 권선이 중앙각에 위치하는 변압기 철심 구조는?
💡 해설 보기
외철형(shell type)
철심이 권선을 감싸는 구조로, 권선이 중앙 철심각에 집중됩니다. 기계적으로 견고하고 누설자속이 적어 저전압·대전류에 유리합니다. 단상 변압기에 많이 쓰입니다.
(내철형은 권선이 철심을 감싸며 고전압·대용량에 유리)
철심이 권선을 감싸는 구조로, 권선이 중앙 철심각에 집중됩니다. 기계적으로 견고하고 누설자속이 적어 저전압·대전류에 유리합니다. 단상 변압기에 많이 쓰입니다.
(내철형은 권선이 철심을 감싸며 고전압·대용량에 유리)
Q59
변압기
단권변압기
그림과 같이 1차와 2차가 권선의 일부를 공통으로 사용하는 변압기의 특징으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
단권변압기(autotransformer)
1·2차가 권선 일부를 공용하여 자기용량이 부하용량보다 작습니다.
• 장점: 소형·경량·고효율, 전압변동률·누설리액턴스 작음
• 단점: 1·2차가 전기적으로 분리되지 않아 절연에 주의, %임피던스가 작아 단락전류가 큼
1·2차가 권선 일부를 공용하여 자기용량이 부하용량보다 작습니다.
• 장점: 소형·경량·고효율, 전압변동률·누설리액턴스 작음
• 단점: 1·2차가 전기적으로 분리되지 않아 절연에 주의, %임피던스가 작아 단락전류가 큼
Q60
변압기
최대효율
변압기가 최대 효율로 운전되는 조건으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 최대효율 조건
\[ P_i(\text{철손}) = P_c(\text{동손}) \]
철손은 부하와 무관(일정), 동손은 \(\propto I^2\)입니다. 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 최대효율이 됩니다. 보통 전부하의 70~80%에서 최대효율로 설계합니다.
\[ P_i(\text{철손}) = P_c(\text{동손}) \]
철손은 부하와 무관(일정), 동손은 \(\propto I^2\)입니다. 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 최대효율이 됩니다. 보통 전부하의 70~80%에서 최대효율로 설계합니다.
Q61
변압기
손실
변압기의 무부하 시험에서 측정되는 주된 손실은?
💡 해설 보기
변압기 손실
• 무부하손 = 철손: 히스테리시스손 + 와전류손, 부하와 무관(무부하시험에서 측정)
• 부하손 = 동손: 권선 저항에 의한 \(I^2R\) 손실(단락시험에서 측정)
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
• 무부하손 = 철손: 히스테리시스손 + 와전류손, 부하와 무관(무부하시험에서 측정)
• 부하손 = 동손: 권선 저항에 의한 \(I^2R\) 손실(단락시험에서 측정)
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
Q62
변압기
V결선
단상 변압기 3대로 Δ-Δ 결선 운전 중 1대가 고장나 V-V결선으로 운전할 때, 출력은 고장 전(Δ결선)의 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
V-V결선
변압기 2대로 3상을 공급하는 결선입니다.
\[ \frac{P_V}{P_\Delta}=\frac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\frac{1}{\sqrt3}\approx0.577 \]
즉 Δ결선 출력의 57.7%. 한편 V결선 자체의 이용률은 \(\dfrac{\sqrt3 P_1}{2P_1}=0.866\)(86.6%)입니다.
변압기 2대로 3상을 공급하는 결선입니다.
\[ \frac{P_V}{P_\Delta}=\frac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\frac{1}{\sqrt3}\approx0.577 \]
즉 Δ결선 출력의 57.7%. 한편 V결선 자체의 이용률은 \(\dfrac{\sqrt3 P_1}{2P_1}=0.866\)(86.6%)입니다.
Q63
전력변환
변환장치 분류
그림은 전력변환장치의 분류이다. 교류(AC)를 다른 주파수의 교류로 직접 변환하는 장치는?
💡 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
전력변환장치 분류
• 컨버터(정류기): AC→DC
• 인버터: DC→AC
• 초퍼: DC→DC
• 사이클로컨버터: AC→AC (주파수 직접 변환)
문제는 AC→AC 주파수 변환이므로 사이클로컨버터입니다.
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
전력변환장치 분류
• 컨버터(정류기): AC→DC
• 인버터: DC→AC
• 초퍼: DC→DC
• 사이클로컨버터: AC→AC (주파수 직접 변환)
문제는 AC→AC 주파수 변환이므로 사이클로컨버터입니다.
Q64
전력변환
브리지 정류
그림과 같은 단상 브리지 전파 정류회로의 직류 평균전압은? (E: 교류 실효값, 저항부하)
💡 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
단상 브리지 전파 정류
다이오드 4개로 양·음 반파를 모두 정류합니다.
\[ E_d=\frac{2\sqrt2 E}{\pi}=0.9E \]
반파(0.45E)의 2배이며 맥동주파수는 전원의 2배(2f)입니다.
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
단상 브리지 전파 정류
다이오드 4개로 양·음 반파를 모두 정류합니다.
\[ E_d=\frac{2\sqrt2 E}{\pi}=0.9E \]
반파(0.45E)의 2배이며 맥동주파수는 전원의 2배(2f)입니다.
Q65
전력변환
SCR
그림 오른쪽 기호의 반도체 소자는? (게이트 신호로 점호하는 단방향 3단자 소자)
💡 해설 보기
SCR(Silicon Controlled Rectifier, 사이리스터)
애노드(A)·캐소드(K)에 게이트(G)가 추가된 단방향 3단자 소자입니다. 게이트에 점호 신호를 주면 도통하고, 한 번 켜지면 전류가 유지전류 이하로 떨어질 때까지 도통합니다(위상제어 정류에 사용). 다이오드는 게이트가 없는 2단자 무제어 소자입니다.
애노드(A)·캐소드(K)에 게이트(G)가 추가된 단방향 3단자 소자입니다. 게이트에 점호 신호를 주면 도통하고, 한 번 켜지면 전류가 유지전류 이하로 떨어질 때까지 도통합니다(위상제어 정류에 사용). 다이오드는 게이트가 없는 2단자 무제어 소자입니다.
Q66
전력변환
위상제어
그림과 같이 SCR의 점호각 α를 크게 하면 정류 출력의 직류 평균전압은?
💡 해설 보기
SCR 위상제어
점호각 \(\alpha\)부터 도통하므로 \(\alpha\)가 커질수록 도통 구간이 짧아져 평균전압이 감소합니다.
\[ E_{d\alpha}=E_{d0}\cdot\frac{1+\cos\alpha}{2}\ (\text{단상 전파, 저항부하}) \]
α=0이면 다이오드 정류와 같고, α를 키우면 출력이 작아집니다.
점호각 \(\alpha\)부터 도통하므로 \(\alpha\)가 커질수록 도통 구간이 짧아져 평균전압이 감소합니다.
\[ E_{d\alpha}=E_{d0}\cdot\frac{1+\cos\alpha}{2}\ (\text{단상 전파, 저항부하}) \]
α=0이면 다이오드 정류와 같고, α를 키우면 출력이 작아집니다.
Q67
전력변환
맥동률
다음 정류회로 중 출력 직류의 맥동률(ripple)이 가장 작은 것은?
💡 해설 보기
맥동률 비교
맥동률은 단상 반파 > 단상 전파 > 3상 반파 > 3상 전파 순으로 작아집니다.
상수와 정류 펄스 수가 많을수록 맥동이 작고 평활이 쉽습니다. 3상 전파(6펄스)는 맥동주파수가 6f로 가장 부드럽습니다.
맥동률은 단상 반파 > 단상 전파 > 3상 반파 > 3상 전파 순으로 작아집니다.
상수와 정류 펄스 수가 많을수록 맥동이 작고 평활이 쉽습니다. 3상 전파(6펄스)는 맥동주파수가 6f로 가장 부드럽습니다.
Q68
동기발전기
회전계자형
그림과 같이 계자(회전자)를 회전시키고 전기자(고정자)에서 3상 전력을 인출하는 동기발전기의 형식은?
💡 해설 보기
회전계자형 동기발전기
대부분의 동기발전기는 회전계자형입니다.
• 전기자(고압·대전류)를 고정자에 두어 인출과 절연이 쉬움
• 계자(저압 직류)를 회전자에 두어 슬립링 구조가 간단
• 기계적으로 견고
회전전기자형은 소용량, 유도자형은 고주파 발전기에 쓰입니다.
대부분의 동기발전기는 회전계자형입니다.
• 전기자(고압·대전류)를 고정자에 두어 인출과 절연이 쉬움
• 계자(저압 직류)를 회전자에 두어 슬립링 구조가 간단
• 기계적으로 견고
회전전기자형은 소용량, 유도자형은 고주파 발전기에 쓰입니다.
Q69
동기발전기
전기자반작용
동기발전기에 지상(유도성) 부하를 걸었을 때 전기자 반작용으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용(역률별)
• 역률1(저항): 교차자화작용(횡축)
• 지상(유도성): 감자작용 → 주자속 감소 → 단자전압 강하
• 진상(용량성): 증자작용 → 주자속 증가 → 단자전압 상승
암기: '지감 진증(지상은 감자, 진상은 증자)'
• 역률1(저항): 교차자화작용(횡축)
• 지상(유도성): 감자작용 → 주자속 감소 → 단자전압 강하
• 진상(용량성): 증자작용 → 주자속 증가 → 단자전압 상승
암기: '지감 진증(지상은 감자, 진상은 증자)'
Q70
동기발전기
유기기전력
동기발전기의 1상 유기기전력 \(E\)를 옳게 나타낸 것은? (f: 주파수, N: 직렬권수, φ: 매극 자속, Kw: 권선계수)
💡 해설 보기
유기기전력
\[ E = 4.44\,f\,N\,\phi\,K_w\,[\text{V}] \]
권선계수 \(K_w=K_d\,K_p\)(분포계수×단절계수)는 권선을 분포·단절시켜 고조파를 줄이는 효과를 반영합니다. 변압기 기전력식 4.44fNφ에 권선계수가 추가된 형태입니다.
\[ E = 4.44\,f\,N\,\phi\,K_w\,[\text{V}] \]
권선계수 \(K_w=K_d\,K_p\)(분포계수×단절계수)는 권선을 분포·단절시켜 고조파를 줄이는 효과를 반영합니다. 변압기 기전력식 4.44fNφ에 권선계수가 추가된 형태입니다.
Q71
동기발전기
단락비
단락비가 큰 동기발전기(철기계)의 특징으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
핵심: 단락비가 크면 ‘속이 꽉 찬 튼튼한(철기계)’ 발전기 → 전압변동률이 작다.
① 단락비란 (그림으로)
무부하 시 정격전압 \(V_n\)을 내는 데 필요한 계자전류 \(I_{f1}\)과, 3상 단락 시 정격전류 \(I_n\)을 흘리는 데 필요한 계자전류 \(I_{f2}\)의 비입니다.
\[ K_s=\frac{I_{f1}}{I_{f2}}=\frac{100}{\%Z_s}=\frac{I_s}{I_n} \]즉 %동기임피던스의 역수(×100)이며, 정격전류 대비 단락전류 배수와 같습니다.
② 단락비가 크다 = 철기계 (Ks ≈ 0.9~1.2, 수차형)
%Z가 작다는 뜻이므로:
• 전압변동률 작다(부하 변해도 전압 안정)
• 단락전류 크다(전기자 반작용 작음)
• 안정도 높다, 자기여자 방지 유리
• 공극이 크고 계자가 커서 기계가 크고 무겁고 비싸다, 효율은 약간 낮음
③ 단락비가 작다 = 동기계 (Ks ≈ 0.5~0.7, 터빈형)
%Z 큼 → 전압변동률 크고, 안정도 낮으나 작고 싸다.
④ 문제 풀이
보기 중 ‘전압변동률이 크다’만 틀립니다. 철기계(단락비 큼)는 %Z가 작아 전압변동률이 작습니다.
암기 팁: “철기계(단락비 큼) = 크고·비싸지만·안정적·전압변동 작다.” (정답 = 옳지 않은 것 ①)
① 단락비란 (그림으로)
무부하 시 정격전압 \(V_n\)을 내는 데 필요한 계자전류 \(I_{f1}\)과, 3상 단락 시 정격전류 \(I_n\)을 흘리는 데 필요한 계자전류 \(I_{f2}\)의 비입니다.
\[ K_s=\frac{I_{f1}}{I_{f2}}=\frac{100}{\%Z_s}=\frac{I_s}{I_n} \]즉 %동기임피던스의 역수(×100)이며, 정격전류 대비 단락전류 배수와 같습니다.
② 단락비가 크다 = 철기계 (Ks ≈ 0.9~1.2, 수차형)
%Z가 작다는 뜻이므로:
• 전압변동률 작다(부하 변해도 전압 안정)
• 단락전류 크다(전기자 반작용 작음)
• 안정도 높다, 자기여자 방지 유리
• 공극이 크고 계자가 커서 기계가 크고 무겁고 비싸다, 효율은 약간 낮음
③ 단락비가 작다 = 동기계 (Ks ≈ 0.5~0.7, 터빈형)
%Z 큼 → 전압변동률 크고, 안정도 낮으나 작고 싸다.
④ 문제 풀이
보기 중 ‘전압변동률이 크다’만 틀립니다. 철기계(단락비 큼)는 %Z가 작아 전압변동률이 작습니다.
암기 팁: “철기계(단락비 큼) = 크고·비싸지만·안정적·전압변동 작다.” (정답 = 옳지 않은 것 ①)
Q72
동기발전기
병렬운전
동기발전기를 병렬운전하기 위한 조건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
기전력의 ① 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형(③상회전·상순 포함)이 같아야 합니다.
정격용량(출력)이 같을 필요는 없습니다. 용량이 달라도 병렬운전이 가능하며, 부하는 속도조정률에 따라 분담됩니다.
기전력의 ① 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형(③상회전·상순 포함)이 같아야 합니다.
정격용량(출력)이 같을 필요는 없습니다. 용량이 달라도 병렬운전이 가능하며, 부하는 속도조정률에 따라 분담됩니다.
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.
Q78
사이리스터
구조
SCR(사이리스터)의 기본 구조로 옳은 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
SCR 구조
SCR은 P-N-P-N 4층 반도체로 접합(J1·J2·J3) 3개를 가집니다.
단자는 애노드(A)·캐소드(K)·게이트(G) 3개입니다. PNP·NPN 두 트랜지스터의 정귀환(래칭) 구조로 등가화됩니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
SCR 구조
SCR은 P-N-P-N 4층 반도체로 접합(J1·J2·J3) 3개를 가집니다.
단자는 애노드(A)·캐소드(K)·게이트(G) 3개입니다. PNP·NPN 두 트랜지스터의 정귀환(래칭) 구조로 등가화됩니다.
Q79
사이리스터
단자
사이리스터의 3단자에 해당하지 않는 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
SCR 3단자
SCR은 애노드(A)·캐소드(K)·게이트(G) 3단자입니다. 베이스·이미터·컬렉터는 트랜지스터(BJT)의 단자입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
SCR 3단자
SCR은 애노드(A)·캐소드(K)·게이트(G) 3단자입니다. 베이스·이미터·컬렉터는 트랜지스터(BJT)의 단자입니다.
Q80
사이리스터
점호
SCR을 도통(turn-on, 점호)시키는 조건으로 옳은 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
점호 조건
SCR은 애노드(+)·캐소드(−) 순바이어스 상태에서 게이트에 (+)게이트 전류(\(I_G \ge I_{GT}\))를 주면 도통합니다.
한번 점호되면 게이트 신호를 제거해도 계속 도통합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
점호 조건
SCR은 애노드(+)·캐소드(−) 순바이어스 상태에서 게이트에 (+)게이트 전류(\(I_G \ge I_{GT}\))를 주면 도통합니다.
한번 점호되면 게이트 신호를 제거해도 계속 도통합니다.
Q81
사이리스터
소호
도통 중인 SCR을 소호(turn-off)시키는 방법으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
소호 조건
SCR은 게이트로 끌 수 없습니다(GTO는 가능). 애노드 전류를 유지전류 \(I_H\) 이하로 낮추거나 애노드 전압을 0/역으로 만들어야 소호됩니다.
실제로는 강제전류(轉流) 회로나 교류 영점에서 자연 소호됩니다.
SCR은 게이트로 끌 수 없습니다(GTO는 가능). 애노드 전류를 유지전류 \(I_H\) 이하로 낮추거나 애노드 전압을 0/역으로 만들어야 소호됩니다.
실제로는 강제전류(轉流) 회로나 교류 영점에서 자연 소호됩니다.
Q82
사이리스터
유지전류
SCR에서 도통 상태를 유지하기 위해 흘러야 하는 최소 애노드 전류를 무엇이라 하는가?
💡 해설 보기
유지전류 vs 래칭전류
• 유지전류 \(I_H\): 도통을 유지하는 최소 애노드 전류
• 래칭전류 \(I_L\): 게이트 제거 후에도 도통이 래칭(자기유지)되는 데 필요한 최소 전류
일반적으로 \(I_L \gt I_H\)입니다.
• 유지전류 \(I_H\): 도통을 유지하는 최소 애노드 전류
• 래칭전류 \(I_L\): 게이트 제거 후에도 도통이 래칭(자기유지)되는 데 필요한 최소 전류
일반적으로 \(I_L \gt I_H\)입니다.
Q83
사이리스터
위상제어
단상 SCR 위상제어 정류회로에서 점호각 \(\alpha\)를 크게 하면 부하의 평균 직류전압은?
💡 해설 보기
위상제어
점호각 \(\alpha\)가 커질수록 SCR이 늦게 도통하여 도통구간이 줄어들고 평균전압 \(E_d\)가 감소합니다.
단상 전파: \(E_d=0.9E\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\). \(\alpha=0\)이면 다이오드 정류와 같은 최대값입니다.
점호각 \(\alpha\)가 커질수록 SCR이 늦게 도통하여 도통구간이 줄어들고 평균전압 \(E_d\)가 감소합니다.
단상 전파: \(E_d=0.9E\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\). \(\alpha=0\)이면 다이오드 정류와 같은 최대값입니다.
Q84
사이리스터
위상제어
단상 반파 위상제어 정류회로(저항부하)에서 점호각 \(\alpha=0\)일 때 직류 평균전압은? (실효값 \(E\))
💡 해설 보기
단상 반파 평균전압
점호각 \(\alpha=0\)이면 다이오드와 동일하므로 단상 반파 \(E_d=0.45E\)입니다.
일반식 \(E_d=\dfrac{\sqrt2 E}{2\pi}(1+\cos\alpha)=0.45E\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\).
점호각 \(\alpha=0\)이면 다이오드와 동일하므로 단상 반파 \(E_d=0.45E\)입니다.
일반식 \(E_d=\dfrac{\sqrt2 E}{2\pi}(1+\cos\alpha)=0.45E\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\).
Q85
사이리스터
계열소자
게이트 신호로 turn-on뿐 아니라 turn-off도 가능한 사이리스터는?
💡 해설 보기
GTO(Gate Turn-Off thyristor)
일반 SCR은 게이트로 끌 수 없지만 GTO는 게이트에 (−)펄스를 주어 소호(turn-off)까지 게이트로 제어할 수 있습니다.
LASCR은 빛으로 점호, DIAC은 양방향 2단자 트리거 소자입니다.
일반 SCR은 게이트로 끌 수 없지만 GTO는 게이트에 (−)펄스를 주어 소호(turn-off)까지 게이트로 제어할 수 있습니다.
LASCR은 빛으로 점호, DIAC은 양방향 2단자 트리거 소자입니다.
Q86
사이리스터
계열소자
양방향(AC 양극성)으로 전류를 제어할 수 있는 3단자 사이리스터는?
💡 해설 보기
TRIAC
TRIAC은 역병렬 SCR 2개와 등가인 양방향 3단자 소자로 교류 양(+)·음(−) 반파를 모두 제어합니다(조광기·속도제어).
SCR·GTO·LASCR은 단방향, DIAC은 양방향이지만 2단자(트리거용)입니다.
TRIAC은 역병렬 SCR 2개와 등가인 양방향 3단자 소자로 교류 양(+)·음(−) 반파를 모두 제어합니다(조광기·속도제어).
SCR·GTO·LASCR은 단방향, DIAC은 양방향이지만 2단자(트리거용)입니다.
Q87
사이리스터
응용
SCR을 이용한 전력변환장치 중 직류를 교류로 바꾸는 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
전력변환 분류
• 컨버터/정류기: AC→DC
• 인버터: DC→AC
• 초퍼: DC→DC
• 사이클로컨버터: AC→AC(주파수 변환)
모두 SCR 등 사이리스터로 구성할 수 있습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전력변환 분류
• 컨버터/정류기: AC→DC
• 인버터: DC→AC
• 초퍼: DC→DC
• 사이클로컨버터: AC→AC(주파수 변환)
모두 SCR 등 사이리스터로 구성할 수 있습니다.
Q88
사이리스터
V-I특성
그림은 SCR의 순방향 V-I 특성곡선이다. 점 ㉮에서 SCR이 차단에서 도통으로 급격히 넘어가는데, 이 전압을 무엇이라 하는가?
💡 해설 보기
브레이크오버 전압
게이트 신호가 없을 때 순방향 전압을 높이면 ㉮점(브레이크오버 전압 \(V_{BO}\))에서 J2 접합이 항복하여 도통합니다.
게이트에 전류를 주면 더 낮은 전압에서도 점호되므로 게이트 전류가 클수록 \(V_{BO}\)가 낮아집니다.
게이트 신호가 없을 때 순방향 전압을 높이면 ㉮점(브레이크오버 전압 \(V_{BO}\))에서 J2 접합이 항복하여 도통합니다.
게이트에 전류를 주면 더 낮은 전압에서도 점호되므로 게이트 전류가 클수록 \(V_{BO}\)가 낮아집니다.
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.
Q99
보호계전방식
변압기보호
변압기의 내부 권선 고장(층간단락 등)을 검출하는 주 보호계전기는?
💡 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 주보호
비율차동계전기(87)는 변압기 1·2차 전류차(차전류)로 내부고장(층간단락·권선지락)을 검출하는 전기적 주보호입니다. 차동(差動)을 비율(억제)로 안정화한 형태입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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 주보호
비율차동계전기(87)는 변압기 1·2차 전류차(차전류)로 내부고장(층간단락·권선지락)을 검출하는 전기적 주보호입니다. 차동(差動)을 비율(억제)로 안정화한 형태입니다.
Q100
보호계전방식
부흐홀츠
변압기 본체와 콘서베이터 사이의 연결관에 설치하여 내부고장 시 발생하는 가스나 기름의 흐름으로 동작하는 계전기는?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
부흐홀츠 계전기
부흐홀츠 계전기는 변압기 본체-콘서베이터 배관에 설치되어, 내부고장 시 절연유 분해로 발생한 가스·기름의 흐름(기계적)을 검출해 동작합니다. 비율차동(전기적)과 함께 변압기 2대 보호로 불립니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
부흐홀츠 계전기
부흐홀츠 계전기는 변압기 본체-콘서베이터 배관에 설치되어, 내부고장 시 절연유 분해로 발생한 가스·기름의 흐름(기계적)을 검출해 동작합니다. 비율차동(전기적)과 함께 변압기 2대 보호로 불립니다.
Q101
보호계전방식
여자돌입
변압기 투입 시 발생하는 여자돌입전류에 의해 비율차동계전기가 오동작하는 것을 방지하기 위한 대책으로 옳은 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
여자돌입 대책
변압기 투입 시 여자돌입전류가 한쪽에만 흘러 차전류처럼 보여 오동작할 수 있습니다. 돌입전류에는 제2고조파가 많이 포함되므로, 이를 검출해 억제(감도 저하)함으로써 정상 투입 시 오동작을 방지합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
여자돌입 대책
변압기 투입 시 여자돌입전류가 한쪽에만 흘러 차전류처럼 보여 오동작할 수 있습니다. 돌입전류에는 제2고조파가 많이 포함되므로, 이를 검출해 억제(감도 저하)함으로써 정상 투입 시 오동작을 방지합니다.
Q102
보호계전방식
CT결선
변압기 비율차동 보호에서 Y-Δ 결선 변압기의 1·2차 전류 위상차를 보정하기 위한 CT 결선 방법은?
💡 해설 보기
CT 위상보정
Y-Δ 변압기는 1·2차 전류에 30° 위상차가 생기므로, CT를 변압기 결선과 반대(Δ-Y)로 결선하여 위상·크기를 보정해야 정상 시 차전류가 0이 됩니다(전통적 방식). 디지털 계전기는 내부 소프트웨어로 보정합니다.
Y-Δ 변압기는 1·2차 전류에 30° 위상차가 생기므로, CT를 변압기 결선과 반대(Δ-Y)로 결선하여 위상·크기를 보정해야 정상 시 차전류가 0이 됩니다(전통적 방식). 디지털 계전기는 내부 소프트웨어로 보정합니다.
Q103
보호계전방식
비율차동특성
비율차동계전기에서 통과전류(억제전류)가 클수록 동작감도를 둔하게 하는 이유로 가장 옳은 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
비율(억제)특성
외부고장·과부하 시 큰 통과전류가 흐르면 CT 포화·오차로 차전류가 생겨 오동작할 수 있습니다. 통과전류가 클수록 동작전류 문턱을 높여(둔감) 외부고장 안정성을 확보하는 것이 비율차동의 핵심입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
비율(억제)특성
외부고장·과부하 시 큰 통과전류가 흐르면 CT 포화·오차로 차전류가 생겨 오동작할 수 있습니다. 통과전류가 클수록 동작전류 문턱을 높여(둔감) 외부고장 안정성을 확보하는 것이 비율차동의 핵심입니다.
Q104
보호계전방식
발전기보호
동기발전기에서 여자(계자)를 상실했을 때 이를 검출하여 보호하는 계전기는?
💡 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
계자상실 보호
계자상실계전기(40)는 발전기 여자가 상실되면 무효전력을 계통에서 흡수(부족여자)하며 동기를 잃는 것을 검출해 보호합니다. 발전기에는 차동(87G)·역전력(32)·지락 보호 등도 적용됩니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
계자상실 보호
계자상실계전기(40)는 발전기 여자가 상실되면 무효전력을 계통에서 흡수(부족여자)하며 동기를 잃는 것을 검출해 보호합니다. 발전기에는 차동(87G)·역전력(32)·지락 보호 등도 적용됩니다.
Q105
보호계전방식
발전기보호
발전기 보호에서 '역전력계전기(32)'가 검출하는 비정상 상태는?
💡 해설 보기
역전력계전기(32)
원동기(터빈 등)가 고장나면 발전기가 전동기처럼 계통에서 전력을 흡수(역전력)하여 원동기를 구동하게 됩니다. 역전력계전기는 이 전력 방향 반전을 검출해 보호합니다(증기터빈 과열·수차 캐비테이션 방지).
원동기(터빈 등)가 고장나면 발전기가 전동기처럼 계통에서 전력을 흡수(역전력)하여 원동기를 구동하게 됩니다. 역전력계전기는 이 전력 방향 반전을 검출해 보호합니다(증기터빈 과열·수차 캐비테이션 방지).
Q106
보호계전방식
전동기보호
3상 유도전동기에서 한 상이 끊어져(결상) 단상운전이 되는 것을 검출하는 보호계전기는?
💡 해설 보기
결상(역상) 보호
결상계전기(46)는 한 상이 단선되어 단상운전(역상분 발생)이 되는 것을 검출합니다. 결상 시 나머지 상에 과전류가 흘러 권선 과열·소손되므로 보호가 필수입니다. 과부하는 열동계전기(49)가 담당합니다.
결상계전기(46)는 한 상이 단선되어 단상운전(역상분 발생)이 되는 것을 검출합니다. 결상 시 나머지 상에 과전류가 흘러 권선 과열·소손되므로 보호가 필수입니다. 과부하는 열동계전기(49)가 담당합니다.
Q107
보호계전방식
전동기보호
전동기의 과부하(연속 과전류)에 의한 권선 과열을 보호하는 계전기로 가장 적절한 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
과부하 보호
열동계전기(THR, 49)는 과부하 전류에 의한 발열(바이메탈 등)로 동작하여 전동기 권선의 과열·소손을 보호합니다. 한시 특성으로 기동전류(단시간)에는 동작하지 않고 연속 과부하에서 동작합니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
과부하 보호
열동계전기(THR, 49)는 과부하 전류에 의한 발열(바이메탈 등)로 동작하여 전동기 권선의 과열·소손을 보호합니다. 한시 특성으로 기동전류(단시간)에는 동작하지 않고 연속 과부하에서 동작합니다.
Q108
보호계전방식
변압기보호
그림은 변압기 양측 CT의 2차 전류를 비교하는 보호 결선이다. 정상 시 i₁=i₂로 동작코일 전류가 0이고, 내부고장 시 차전류(i₁−i₂)로 동작하는 '?' 계전기는?
💡 해설 보기
비율차동계전기
그림처럼 변압기 양측 CT 2차 전류를 비교하여, 정상·외부고장 시 \(i_1=i_2\)로 동작코일 전류가 0이고 내부고장 시 차전류 \(i_1-i_2\)로 동작하는 것은 비율차동계전기(87)입니다. 통과전류로 억제를 걸어 외부고장 오동작을 방지합니다.
그림처럼 변압기 양측 CT 2차 전류를 비교하여, 정상·외부고장 시 \(i_1=i_2\)로 동작코일 전류가 0이고 내부고장 시 차전류 \(i_1-i_2\)로 동작하는 것은 비율차동계전기(87)입니다. 통과전류로 억제를 걸어 외부고장 오동작을 방지합니다.
Q109
동기기
동기속도
주파수 60 Hz, 극수 6극인 동기발전기의 동기속도는?
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
동기속도
\[ N_s=\frac{120f}{p}=\frac{120\times60}{6}=1200\ \text{rpm} \]
극수가 많을수록 속도가 느려집니다.
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
동기속도
\[ N_s=\frac{120f}{p}=\frac{120\times60}{6}=1200\ \text{rpm} \]
극수가 많을수록 속도가 느려집니다.
Q110
유도전동기
회전수
주파수 60 Hz, 4극, 슬립 4 %인 3상 유도전동기의 회전수는?
💡 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
유도전동기 회전수
동기속도 \(N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\) rpm
\[ N=N_s(1-s)=1800\times(1-0.04)=1728\ \text{rpm} \]
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
유도전동기 회전수
동기속도 \(N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\) rpm
\[ N=N_s(1-s)=1800\times(1-0.04)=1728\ \text{rpm} \]
Q111
유도전동기
전력흐름
3상 유도전동기의 2차 입력이 3 kW, 슬립이 5 %일 때 2차 동손과 기계적 출력은?
💡 해설 보기
2차 전력 배분
2차 입력 : 2차 동손 : 기계적 출력 = \(1:s:(1-s)\)
2차 동손 \(=sP_2=0.05\times3000=150\) W
출력 \(=(1-s)P_2=0.95\times3000=2850\) W
2차 입력 : 2차 동손 : 기계적 출력 = \(1:s:(1-s)\)
2차 동손 \(=sP_2=0.05\times3000=150\) W
출력 \(=(1-s)P_2=0.95\times3000=2850\) W
Q112
유도전동기
2차주파수
주파수 60 Hz 전원에 연결된 유도전동기가 슬립 5 %로 운전할 때 회전자(2차) 전류의 주파수는?
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
2차(회전자) 주파수
\[ f_2=s f_1=0.05\times60=3\ \text{Hz} \]
슬립이 클수록(기동 시 s=1) 2차 주파수가 커집니다(기동 시 60 Hz).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
2차(회전자) 주파수
\[ f_2=s f_1=0.05\times60=3\ \text{Hz} \]
슬립이 클수록(기동 시 s=1) 2차 주파수가 커집니다(기동 시 60 Hz).
Q113
동기발전기
유기기전력
주파수 60 Hz, 1상 권수 100회, 매극 자속 0.02 Wb인 동기발전기의 1상 유기기전력은? (권선계수 1로 가정)
💡 해설 보기
동기발전기 기전력
\[ E=4.44\,f\,N\,\Phi=4.44\times60\times100\times0.02\approx533\ \text{V} \]
(권선계수 \(K_w\) 포함 시 \(E=4.44fN\Phi K_w\))
\[ E=4.44\,f\,N\,\Phi=4.44\times60\times100\times0.02\approx533\ \text{V} \]
(권선계수 \(K_w\) 포함 시 \(E=4.44fN\Phi K_w\))
Q114
변압기
권수비
1차 3300 V, 2차 220 V인 변압기의 2차 전류가 100 A일 때 1차 전류는? (이상변압기)
💡 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
권수비와 전류
권수비 \(a=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{3300}{220}=15\)
전류는 권수비에 반비례: \(I_1=\dfrac{I_2}{a}=\dfrac{100}{15}\approx6.7\) 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
권수비와 전류
권수비 \(a=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{3300}{220}=15\)
전류는 권수비에 반비례: \(I_1=\dfrac{I_2}{a}=\dfrac{100}{15}\approx6.7\) A
Q115
변압기
전압변동률
%저항강하 2 %, %리액턴스강하 3 %인 변압기를 역률 0.8(지상)로 운전할 때 전압변동률은?
💡 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
전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=2\times0.8+3\times0.6=1.6+1.8=3.4\,\% \]
(\(p\):%저항강하, \(q\):%리액턴스강하)
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=2\times0.8+3\times0.6=1.6+1.8=3.4\,\% \]
(\(p\):%저항강하, \(q\):%리액턴스강하)
Q116
변압기
단락전류
% 임피던스가 4 %인 변압기의 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단락전류는 %임피던스에 반비례합니다. \[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{4}\,I_n=25\,I_n \]
왜? 단락 시 정격전압 전체(100%)가 내부 임피던스 %Z(=4%)에만 걸리므로, 정격전류 대비 \(100/4=25\)배의 전류가 흐릅니다.
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=4%면 25배. (정답: 25배)
왜? 단락 시 정격전압 전체(100%)가 내부 임피던스 %Z(=4%)에만 걸리므로, 정격전류 대비 \(100/4=25\)배의 전류가 흐릅니다.
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=4%면 25배. (정답: 25배)
Q117
동기발전기
단락비
% 동기임피던스가 80 %인 동기발전기의 단락비 \(K_s\)는?
💡 해설 보기
단락비와 %임피던스
단락비는 % 동기임피던스의 역수입니다(백분율 → ×100):
\[ K_s=\frac{100}{\%Z_s}=\frac{100}{80}=1.25 \]
단락비 \(K_s=\dfrac{I_s}{I_n}\)(정격전류 대비 단락전류 배수)와도 같습니다. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %Z가 작아 전압변동률이 작고 안정도가 높습니다.
단락비는 % 동기임피던스의 역수입니다(백분율 → ×100):
\[ K_s=\frac{100}{\%Z_s}=\frac{100}{80}=1.25 \]
단락비 \(K_s=\dfrac{I_s}{I_n}\)(정격전류 대비 단락전류 배수)와도 같습니다. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %Z가 작아 전압변동률이 작고 안정도가 높습니다.
Q118
직류기
유기기전력
극수 4, 전기자 총 도체수 400, 매극 자속 0.01 Wb, 회전수 1500 rpm인 중권(\(a=p\)) 직류발전기의 유기기전력은?
💡 해설 보기
직류발전기 유기기전력
\[ E=\frac{pZ\Phi N}{60a}=\frac{4\times400\times0.01\times1500}{60\times4}=\frac{24000}{240}=100\ \text{V} \]
중권은 \(a=p\), 파권은 \(a=2\).
\[ E=\frac{pZ\Phi N}{60a}=\frac{4\times400\times0.01\times1500}{60\times4}=\frac{24000}{240}=100\ \text{V} \]
중권은 \(a=p\), 파권은 \(a=2\).
Q119
직류전동기
역기전력
단자전압 100 V, 전기자전류 10 A, 전기자저항 0.5 Ω인 직류 분권전동기의 역기전력은?
💡 해설 보기
역기전력
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
직류전동기 역기전력
\[ E=V-I_a R_a=100-10\times0.5=95\ \text{V} \]
(발전기는 \(E=V+I_aR_a\)) 회전속도 \(N=\dfrac{E}{k\phi}\).
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
직류전동기 역기전력
\[ E=V-I_a R_a=100-10\times0.5=95\ \text{V} \]
(발전기는 \(E=V+I_aR_a\)) 회전속도 \(N=\dfrac{E}{k\phi}\).
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 \(m=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\).
Q122
유도전동기
동기와트
유도전동기에서 토크를 '동기와트'로 표현하면 무엇과 같은가?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
동기와트 토크
토크를 동기각속도 기준으로 환산한 것이 동기와트이며, \[ T[\text{동기와트}]=\omega_s T=P_2\,(\text{2차 입력}) \]
즉 토크는 2차 입력(공극전력)에 비례합니다.
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
동기와트 토크
토크를 동기각속도 기준으로 환산한 것이 동기와트이며, \[ T[\text{동기와트}]=\omega_s T=P_2\,(\text{2차 입력}) \]
즉 토크는 2차 입력(공극전력)에 비례합니다.
Q123
동기기
회전자계
3상 대칭 권선에 3상 평형전류를 흘릴 때 발생하는 회전자계의 회전속도는?
💡 해설 보기
정답: 회전자계는 동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{p}\)로 회전한다.
① 회전자계가 생기는 원리
3상 권선(a, b, c)은 공간적으로 120° 간격으로 배치되고, 거기에 흐르는 3상 전류는 시간적으로 120° 위상차를 가집니다. 각 상이 만드는 자계는 제자리에서 크기만 변하는 맥동(정지)자계지만, 세 개를 합치면 크기는 일정하고 방향만 도는 회전자계가 됩니다.
② 합성자계의 성질
• 크기 = 한 상 최대자계의 1.5배(=1.5 φm)로 일정 (맥동 없음)
• 회전속도 = 동기속도 \[ N_s=\frac{120f}{p}\,[\text{rpm}] \]예) 60Hz·4극 → \(N_s=120\times60/4=1800\) rpm
③ 회전 방향
자계는 전류의 상순(相順) 방향으로 돕니다(a→b→c). 따라서 3상 중 두 상의 결선을 바꾸면 상순이 뒤집혀 역회전합니다 — 3상 유도전동기 역회전의 원리입니다.
④ 암기 팁
"3상 전류 = 도는 자석 한 개." 속도는 120f/p(동기속도), 크기는 1.5배 일정, 방향은 상순. 유도전동기·동기기가 도는 근본 이유가 바로 이 회전자계입니다. (정답: 동기속도 \(N_s=120f/p\))
① 회전자계가 생기는 원리
3상 권선(a, b, c)은 공간적으로 120° 간격으로 배치되고, 거기에 흐르는 3상 전류는 시간적으로 120° 위상차를 가집니다. 각 상이 만드는 자계는 제자리에서 크기만 변하는 맥동(정지)자계지만, 세 개를 합치면 크기는 일정하고 방향만 도는 회전자계가 됩니다.
② 합성자계의 성질
• 크기 = 한 상 최대자계의 1.5배(=1.5 φm)로 일정 (맥동 없음)
• 회전속도 = 동기속도 \[ N_s=\frac{120f}{p}\,[\text{rpm}] \]예) 60Hz·4극 → \(N_s=120\times60/4=1800\) rpm
③ 회전 방향
자계는 전류의 상순(相順) 방향으로 돕니다(a→b→c). 따라서 3상 중 두 상의 결선을 바꾸면 상순이 뒤집혀 역회전합니다 — 3상 유도전동기 역회전의 원리입니다.
④ 암기 팁
"3상 전류 = 도는 자석 한 개." 속도는 120f/p(동기속도), 크기는 1.5배 일정, 방향은 상순. 유도전동기·동기기가 도는 근본 이유가 바로 이 회전자계입니다. (정답: 동기속도 \(N_s=120f/p\))
Q124
변압기
%임피던스
변압기의 %저항강하가 2 %, %리액턴스강하가 3 %일 때 % 임피던스(%Z)는 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
% 임피던스
\[ \%Z=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}\approx3.6\,\% \]
%저항강하와 %리액턴스강하의 벡터 합입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
% 임피던스
\[ \%Z=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}\approx3.6\,\% \]
%저항강하와 %리액턴스강하의 벡터 합입니다.
Q200
변압기
여자회로
📄 2020.8 기출
정격 120V·60Hz 변압기의 무부하 입력 80W, 무부하 전류 1.4A일 때 여자 리액턴스는 약 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
철손전류 \(I_w=P_0/V=80/120=0.667\)A, 자화전류 \(I_\mu=\sqrt{I_0^2-I_w^2}=\sqrt{1.4^2-0.667^2}=1.23\)A. 여자 리액턴스 \(X_m=V/I_\mu=120/1.23\approx97.6\,\Omega\).
Q201
특수기기
서보모터
📄 2020.8 기출
서보모터의 특징으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
일반적으로 직류 서보모터의 시동토크가 교류보다 큽니다. ②가 반대로 서술되어 틀립니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
일반적으로 직류 서보모터의 시동토크가 교류보다 큽니다. ②가 반대로 서술되어 틀립니다.
Q202
변압기
결선
📄 2020.8 기출
2차측 EW 상만 반대로 하고 Y-Y 결선한 변압기의 2차 상전압이 각 70V일 때 2차 선간전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
정상 상은 선간=√3×70=121.2V(U-V). W상이 반전되면 V상·W상, W상·U상 사이 위상이 60°로 바뀌어 \(V_{VW}=V_{WU}=2\times70\times\cos60°=70\)V가 됩니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
정상 상은 선간=√3×70=121.2V(U-V). W상이 반전되면 V상·W상, W상·U상 사이 위상이 60°로 바뀌어 \(V_{VW}=V_{WU}=2\times70\times\cos60°=70\)V가 됩니다.
Q203
직류기
유기기전력
📄 2020.8 기출
극수 8, 중권, 전기자 도체수 960, 매극 자속 0.04Wb, 400rpm 직류기의 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
\(E=\dfrac{pZ\Phi N}{60a}\). 중권은 \(a=p=8\). \(E=\dfrac{8\times960\times0.04\times400}{60\times8}=256\,\text{V}\).
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
\(E=\dfrac{pZ\Phi N}{60a}\). 중권은 \(a=p=8\). \(E=\dfrac{8\times960\times0.04\times400}{60\times8}=256\,\text{V}\).
Q204
유도전동기
비례추이
📄 2020.8 기출
3상 유도전동기에서 2차 저항을 2배로 하면 최대토크는?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이: 최대토크의 크기는 2차 저항과 무관하고(변하지 않음), 최대토크가 나타나는 슬립만 저항에 비례해 이동합니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이: 최대토크의 크기는 2차 저항과 무관하고(변하지 않음), 최대토크가 나타나는 슬립만 저항에 비례해 이동합니다.
Q205
동기전동기
위상특성
📄 2020.8 기출
동기전동기에 일정부하를 걸고 계자전류를 0부터 증가시킬 때 옳은 것은? (Ia=전기자 전류)
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
V곡선(위상특성): 계자전류를 늘리면 Ia는 감소하다가 최소(역률 1) 후 다시 증가합니다. Ia 최소=역률 1. 부족여자=지상, 과여자=진상.
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
V곡선(위상특성): 계자전류를 늘리면 Ia는 감소하다가 최소(역률 1) 후 다시 증가합니다. Ia 최소=역률 1. 부족여자=지상, 과여자=진상.
Q206
변압기
% 강하
📄 2020.8 기출
3kVA, 3000/200V 변압기 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W일 때 %저항 강하는 몇 %인가?
💡 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
%저항강하 \(=\dfrac{\text{동손}}{\text{정격용량}}\times100=\dfrac{150}{3000}\times100=5\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
%저항강하 \(=\dfrac{\text{동손}}{\text{정격용량}}\times100=\dfrac{150}{3000}\times100=5\%\).
Q207
유도전동기
전력 흐름
📄 2020.8 기출
정격 50kW, 4극, 슬립 0.04, 효율 90%인 3상 유도전동기 운전 시 <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
2차 효율 \(=1-s=1-0.04=0.96=96\%\)이므로 ①(92%)이 틀립니다. 1차입력=50/0.9=55.56kW, 2차입력=50/0.96=52.08kW, 2차동손=0.04×52.08=2.08kW.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차 효율 \(=1-s=1-0.04=0.96=96\%\)이므로 ①(92%)이 틀립니다. 1차입력=50/0.9=55.56kW, 2차입력=50/0.96=52.08kW, 2차동손=0.04×52.08=2.08kW.
Q208
단상유도전동기
2전동기설
📄 2020.8 기출
단상 유도전동기 2전동기설에서 정방향 슬립이 0.2이면 역방향 회전자계의 슬립은?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
역방향 슬립 \(=2-s=2-0.2=1.8\).
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
역방향 슬립 \(=2-s=2-0.2=1.8\).
Q209
직류기
복권기
📄 2020.8 기출
직류 가동복권발전기를 전동기로 사용하면 어떤 전동기가 되는가?
💡 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
발전기와 전동기는 전류 방향이 반대라, 가동복권발전기를 전동기로 쓰면 직권 기자력이 반대로 작용해 차동복권전동기가 됩니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
발전기와 전동기는 전류 방향이 반대라, 가동복권발전기를 전동기로 쓰면 직권 기자력이 반대로 작용해 차동복권전동기가 됩니다.
Q210
동기발전기
병렬운전
📄 2020.8 기출
동기발전기 병렬운전에 필요하지 <u>않은</u> 조건은?
💡 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
병렬운전 조건은 기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같을 것. 용량이 같을 필요는 없습니다.
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
병렬운전 조건은 기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같을 것. 용량이 같을 필요는 없습니다.
Q211
전력전자
IGBT
📄 2020.8 기출
IGBT에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
IGBT는 게이트 입력 임피던스가 매우 높아(전압구동) 구동이 쉽습니다. '낮아서'라고 한 ③이 틀립니다.
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
IGBT는 게이트 입력 임피던스가 매우 높아(전압구동) 구동이 쉽습니다. '낮아서'라고 한 ③이 틀립니다.
Q212
유도전동기
주파수 저하
📄 2020.8 기출
공급전압 크기 일정, 전원 주파수만 낮아질 때 유도전동기에서 옳은 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
\(B\propto V/f\)라 f↓이면 자속↑ → 철손·여자전류 증가, 과열(온도상승↑), 속도 \(N=120f/p\)는 감소. 옳은 것은 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
\(B\propto V/f\)라 f↓이면 자속↑ → 철손·여자전류 증가, 과열(온도상승↑), 속도 \(N=120f/p\)는 감소. 옳은 것은 ②.
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.
Q214
동기발전기
제동권선
📄 2020.8 기출
동기발전기 제동권선의 효과로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
제동권선
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선은 난조 방지·이상전압 억제·파형 개선 효과가 있으나 과부하 내량 증대와는 무관합니다.
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선은 난조 방지·이상전압 억제·파형 개선 효과가 있으나 과부하 내량 증대와는 무관합니다.
Q215
변압기
병렬운전
📄 2020.8 기출
3300/220V 변압기 A(400kVA, %Z=2.4), B(300kVA, %Z=3.6)를 병렬운전할 때 합성부하용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
부담은 \(\frac{정격}{\%Z}\)에 비례: A:B=\(\frac{400}{2.4}:\frac{300}{3.6}=2:1\). A가 400kVA에 먼저 도달(부담 2/3) → 총 \(400\times\frac32=600\,\text{kVA}\).
Q216
전력변환
혼합브리지
📄 2020.8 기출
✎ 유사
단상 혼합브리지(반제어) 정류회로에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 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
혼합(반제어)브리지는 SCR 2개+다이오드 2개로 점호각 α로 평균전압을 0~최대까지 제어할 수 있으나, 전압 극성이 반전되지 않아 회생(역변환)은 불가합니다.
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
혼합(반제어)브리지는 SCR 2개+다이오드 2개로 점호각 α로 평균전압을 0~최대까지 제어할 수 있으나, 전압 극성이 반전되지 않아 회생(역변환)은 불가합니다.
Q217
동기기
동기임피던스
📄 2020.8 기출
전기자 저항 r, 전기자 반작용 리액턴스 Xa, 누설 리액턴스 Xℓ일 때 동기임피던스는?
💡 해설 보기
동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
동기 리액턴스 \(X_s=X_a+X_\ell\)이므로 동기임피던스 \(Z_s=\sqrt{r^2+(X_a+X_\ell)^2}\).
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
동기 리액턴스 \(X_s=X_a+X_\ell\)이므로 동기임피던스 \(Z_s=\sqrt{r^2+(X_a+X_\ell)^2}\).
Q218
단상유도전동기
기동법
📄 2020.8 기출
단상 유도전동기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
반발 유도형은 기동은 반발전동기 권선, 운전 중에는 농형권선으로 동작합니다. ④가 틀립니다. (기동토크 순: 반발기동>커패시터기동>분상기동)
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
반발 유도형은 기동은 반발전동기 권선, 운전 중에는 농형권선으로 동작합니다. ④가 틀립니다. (기동토크 순: 반발기동>커패시터기동>분상기동)
Q219
직류전동기
속도제어
📄 2020.8 기출
직류전동기의 속도제어법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
직류전동기 속도제어는 계자·전압·저항 제어의 3가지. '전력 제어법'은 없습니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
직류전동기 속도제어는 계자·전압·저항 제어의 3가지. '전력 제어법'은 없습니다.
Q220
동기기
극수
📄 2020.6 기출
3상 20000kVA 동기발전기가 60Hz에서 200rpm, 50Hz에서 약 167rpm으로 회전할 때 극수는?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{p}\) → \(p=\dfrac{120\times60}{200}=36\)극. (50Hz면 \(120\times50/36\approx167\)rpm 확인)
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{p}\) → \(p=\dfrac{120\times60}{200}=36\)극. (50Hz면 \(120\times50/36\approx167\)rpm 확인)
Q221
전력변환
위상제어
📄 2020.6 기출
전원전압 100V 단상 전파정류 제어에서 점호각 30°일 때 직류 평균전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
단상 전파(저항부하) \(V_d=\dfrac{2\sqrt2 E}{\pi}\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}=0.9\times100\times\dfrac{1+\cos30°}{2}\approx84\,\text{V}\).
Q222
직류전동기
토크
📄 2020.6 기출
단자전압 110V, 전기자전류 15A, 전기자저항 2Ω, 1800rpm 직류 분권전동기의 토크는 약 몇 N·m인가?
💡 해설 보기
역기전력 \(E=V-I_aR_a=110-15\times2=80\)V. 출력 \(P=EI_a=1200\)W. \(\omega=\frac{2\pi\times1800}{60}=188.5\). \(T=P/\omega\approx6.4\,\text{N·m}\).
Q223
단상유도전동기
분상기동형
📄 2020.6 기출
단상 유도전동기 분상 기동형에 대한 설명으로 <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
분상기동형은 보조권선에 직렬로 저항(또는 저항 큰 가는 권선)을 두어 위상차를 만듭니다. '병렬 저항'이라 한 ③이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
분상기동형은 보조권선에 직렬로 저항(또는 저항 큰 가는 권선)을 두어 위상차를 만듭니다. '병렬 저항'이라 한 ③이 틀립니다.
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 \(P=i_a e Z\,[\text{W}]\).
Q225
변압기
단권 승압기
📄 2020.6 기출
1kVA, 3000/200V 단상변압기를 단권변압기로 결선해 3000/3200V 승압기로 쓸 때 부하용량은 몇 kVA인가?
💡 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
자기용량/부하용량 \(=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{200}{3200}=\dfrac{1}{16}\). 부하용량 \(=1\times16=16\,\text{kVA}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
자기용량/부하용량 \(=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{200}{3200}=\dfrac{1}{16}\). 부하용량 \(=1\times16=16\,\text{kVA}\).
Q226
유도전동기
전압 변동
📄 2020.6 기출
유도전동기 정격운전 중 전압이 10% 상승할 때 특성변화로 <u>틀린</u> 것은? (일정토크 부하)
💡 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
전압↑이면 슬립↓ → 속도는 오히려 증가(감소 아님). 자속↑로 철손↑·여자전류↑·역률↓. ③이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전압↑이면 슬립↓ → 속도는 오히려 증가(감소 아님). 자속↑로 철손↑·여자전류↑·역률↓. ③이 틀립니다.
Q227
단상유도전동기
반발 기동형
📄 2020.6 기출
단상 유도전동기 기동 시 브러시를 필요로 하는 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
반발 기동형은 정류자·브러시를 이용해 기동(기동토크가 가장 큼).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
반발 기동형은 정류자·브러시를 이용해 기동(기동토크가 가장 큼).
Q228
특수기기
스텝모터
📄 2020.6 기출
스텝모터에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스텝모터는 브러시가 없어 부품수가 적고 유지보수가 쉽습니다. ④가 틀립니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스텝모터는 브러시가 없어 부품수가 적고 유지보수가 쉽습니다. ④가 틀립니다.
Q229
직류전동기
워드레오나드
📄 2020.6 기출
직류전동기 워드 레오나드 속도제어 방식은?
💡 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
워드 레오나드·일그너 방식은 전압제어로 광범위·원활한 속도제어가 가능합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
워드 레오나드·일그너 방식은 전압제어로 광범위·원활한 속도제어가 가능합니다.
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 \(=25-20=5\,\text{kW}\).
Q231
동기발전기
단락비
📄 2020.6 기출
전압변동률이 작은 동기발전기의 특성으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
전압변동률이 작다=단락비가 큰 철기계(동기 리액턴스 작음, 전기자 반작용 작음, 안정도 높음).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
전압변동률이 작다=단락비가 큰 철기계(동기 리액턴스 작음, 전기자 반작용 작음, 안정도 높음).
Q232
변압기
단락전류
📄 2020.6 기출
변압기의 %Z가 커지면 단락전류는 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\). %Z에 반비례하므로 %Z가 커지면 단락전류는 작아집니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\). %Z에 반비례하므로 %Z가 커지면 단락전류는 작아집니다.
Q233
변압기
단권변압기
📄 2020.6 기출
단권변압기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 3상에도 사용(Y결선 등)합니다. ③이 틀립니다. 소형·경제적·전압변동률 작음이 장점.
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 3상에도 사용(Y결선 등)합니다. ③이 틀립니다. 소형·경제적·전압변동률 작음이 장점.
Q234
전력전자
SCR 소호
📄 2020.6 기출
도통 중인 SCR을 차단상태로 만들려면?
💡 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
SCR은 게이트로 끌 수 없고, 유지전류 이하로 낮추거나 애노드-캐소드 전압 극성을 반대로 해야 차단됩니다.
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
SCR은 게이트로 끌 수 없고, 유지전류 이하로 낮추거나 애노드-캐소드 전압 극성을 반대로 해야 차단됩니다.
Q235
동기전동기
위상특성
📄 2020.6 기출
공급전압·부하 일정, 역률 1 운전 중인 동기전동기의 여자전류를 증가시키면 전기자전류는?
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
역률 1(최소전류)에서 과여자로 가면 진상(앞선) 무효전류가 늘어 전기자전류가 증가합니다.
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
역률 1(최소전류)에서 과여자로 가면 진상(앞선) 무효전류가 늘어 전기자전류가 증가합니다.
Q236
직류기
분권기
📄 2020.6 기출
계자권선이 전기자에 병렬로만 연결된 직류기는?
💡 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
계자권선이 전기자와 병렬이면 분권기, 직렬이면 직권기, 둘 다면 복권기입니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
계자권선이 전기자와 병렬이면 분권기, 직렬이면 직권기, 둘 다면 복권기입니다.
Q237
동기발전기
전압변동률
📄 2020.6 기출
정격 6600V 3상 동기발전기(역률 1)의 전압변동률이 12%일 때, 여자·회전수 그대로 무부하 운전 시 단자전압은 약 몇 V인가?
💡 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
무부하 전압 \(V_0=V_n(1+\varepsilon)=6600\times1.12=7392\,\text{V}\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
무부하 전압 \(V_0=V_n(1+\varepsilon)=6600\times1.12=7392\,\text{V}\).
Q238
변압기
입력
📄 2020.6 기출
1차 6600V, 권수비 30인 단상변압기로 전등부하에 30A 공급할 때 입력은 몇 kW인가? (손실 무시)
💡 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
2차전압 \(=6600/30=220\)V. 전등부하(역률 1) 출력 \(=220\times30=6600\)W=6.6kW = 입력(손실 무시).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차전압 \(=6600/30=220\)V. 전등부하(역률 1) 출력 \(=220\times30=6600\)W=6.6kW = 입력(손실 무시).
Q239
회전기
회전방향
📄 2020.6 기출
3선 중 2선을 바꿔 결선하면 회전방향이 바뀌는 기기가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
회전방향
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전자계로 도는 기기는 두 상을 바꾸면 역회전하지만, 정류자형 주파수 변환기는 그렇지 않습니다.
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전자계로 도는 기기는 두 상을 바꾸면 역회전하지만, 정류자형 주파수 변환기는 그렇지 않습니다.
Q240
동기발전기
돌발 단락
📄 2019.8 기출
동기발전기 돌발 단락 시 발생하는 현상으로 <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
돌발 단락 초기 전류는 누설 리액턴스로 제한됩니다(저항 아님). ②가 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
돌발 단락 초기 전류는 누설 리액턴스로 제한됩니다(저항 아님). ②가 틀립니다.
Q241
전력전자
SCR
📄 2019.8 기출
SCR의 특징으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 도통 시 양극 전압강하가 작습니다(약 1~2V). ③이 틀립니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 도통 시 양극 전압강하가 작습니다(약 1~2V). ③이 틀립니다.
Q242
동기발전기
수소냉각
📄 2019.8 기출
터빈발전기 수소냉각방식의 이유로 <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
수소냉각은 완전 밀폐형이어야 합니다(수소 누설·폭발 방지). '반폐형'이라 한 ④가 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
수소냉각은 완전 밀폐형이어야 합니다(수소 누설·폭발 방지). '반폐형'이라 한 ④가 틀립니다.
Q243
단상유도전동기
특징
📄 2019.8 기출
단상 유도전동기의 특징으로 옳은 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
단상 유도전동기는 기동 시 회전자계가 없어 기동토크가 0 → 별도 기동장치(분상·콘덴서·반발 등)가 필요합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단상 유도전동기는 기동 시 회전자계가 없어 기동토크가 0 → 별도 기동장치(분상·콘덴서·반발 등)가 필요합니다.
Q244
변압기
몰드변압기
📄 2019.8 기출
몰드변압기의 특징으로 <u>틀린</u> 것은? (가답안 기준)
💡 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
몰드변압기는 에폭시 몰딩으로 절연·난연성이 우수합니다. 절연레벨이 낮다고 한 ④가 가답안 기준 오답(확정답안은 전항정답 처리).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
몰드변압기는 에폭시 몰딩으로 절연·난연성이 우수합니다. 절연레벨이 낮다고 한 ④가 가답안 기준 오답(확정답안은 전항정답 처리).
Q245
단상유도전동기
역방향 슬립
📄 2019.8 기출
순방향 슬립 s인 단상 유도전동기의 역방향 회전자계에 대한 슬립은?
💡 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
역방향 슬립 \(=\dfrac{N_s-(-N)}{N_s}=\dfrac{N_s+N}{N_s}=2-s\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
역방향 슬립 \(=\dfrac{N_s-(-N)}{N_s}=\dfrac{N_s+N}{N_s}=2-s\).
Q246
유도전동기
전동기 전류
📄 2019.8 기출
발전기(부하 100kW, 효율 90%)에 직결된 3상 유도전동기(단자 3300V, 효율 90%, 역률 90%)에 흐르는 전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
전동기 출력 \(=100/0.9=111.1\)kW, 입력 \(=111.1/0.9=123.5\)kW. \(I=\dfrac{123500}{\sqrt3\times3300\times0.9}\approx24\,\text{A}\).
Q247
유도발전기
동작 특성
📄 2019.8 기출
유도발전기 동작특성에 관한 설명으로 <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
유도발전기 주파수는 계통 주파수로 정해지며 회전속도로 바꿀 수 없습니다. ③이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
유도발전기 주파수는 계통 주파수로 정해지며 회전속도로 바꿀 수 없습니다. ③이 틀립니다.
Q248
변압기
병렬운전
📄 2019.8 기출
단상변압기 병렬운전에서 부하분담이 용량에 비례하려면 각 변압기 %임피던스는?
💡 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
부하분담 \(\propto\dfrac{\text{용량}}{\%Z}\). 분담이 용량에 비례하려면 %Z가 용량에 반비례해야 합니다.
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
부하분담 \(\propto\dfrac{\text{용량}}{\%Z}\). 분담이 용량에 비례하려면 %Z가 용량에 반비례해야 합니다.
Q249
직류전동기
속도특성
📄 2019.8 기출
직류전동기 속도특성곡선에서 부하 증가 시 속도 강하가 가장 큰 것부터 순서로 옳은 것은?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
부하 증가 시 속도강하 큰 순: 직권 > 가동복권 > 분권 > 차동복권(차동복권은 오히려 상승 경향).
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
부하 증가 시 속도강하 큰 순: 직권 > 가동복권 > 분권 > 차동복권(차동복권은 오히려 상승 경향).
Q250
전력변환
변환기기
📄 2019.8 기출
전력변환기기로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
컨버터·정류기·인버터는 전력변환기기. 유도전동기는 전기→기계 에너지 변환 기기입니다.
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
컨버터·정류기·인버터는 전력변환기기. 유도전동기는 전기→기계 에너지 변환 기기입니다.
Q251
유도전동기
속도제어
📄 2019.8 기출
농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도제어법은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
농형은 2차 회로 접근이 안 되므로 극수 변환법(또는 주파수 제어)을 씁니다. 2차 저항·여자·종속은 권선형용.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
농형은 2차 회로 접근이 안 되므로 극수 변환법(또는 주파수 제어)을 씁니다. 2차 저항·여자·종속은 권선형용.
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
\(E=V+I_a R_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
Q253
변압기
최대전력 전달
📄 2019.8 기출
변압기 회로에서 부하 R₂에 최대전력이 전달되는 권수비 a는? (1차 환산저항 R₁)
💡 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
최대전력전달 조건 \(a^2 R_2=R_1\) → \(a=\sqrt{R_1/R_2}=\sqrt{10}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
최대전력전달 조건 \(a^2 R_2=R_1\) → \(a=\sqrt{R_1/R_2}=\sqrt{10}\).
Q254
변압기
전압변동률
📄 2019.8 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%, 뒤진 역률 80%일 때 전압변동률은?
💡 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
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=2.4+2.4=4.8\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=2.4+2.4=4.8\%\).
Q255
특수기기
주파수변환기
📄 2019.8 기출
정류자형 주파수변환기에서 회전자를 시계방향(회전자계와 같은 방향)으로 n<ns로 돌릴 때 브러시 간 주파수 fc는?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
회전자계와 같은 방향으로 회전시키면 상대속도가 줄어 \(f_c\lt f_1\)이 됩니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
회전자계와 같은 방향으로 회전시키면 상대속도가 줄어 \(f_c\lt f_1\)이 됩니다.
Q256
동기발전기
단락곡선
📄 2019.8 기출
동기발전기 3상 단락곡선이 계자전류에 비례하는 직선이 되는 이유로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
단락 시 큰 지상전류의 전기자 반작용(감자작용)으로 자속이 억제돼 포화되지 않아 단락곡선이 직선이 됩니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
단락 시 큰 지상전류의 전기자 반작용(감자작용)으로 자속이 억제돼 포화되지 않아 단락곡선이 직선이 됩니다.
Q257
변압기
단권변압기
📄 2019.8 기출
1차 V₁, 2차 V₂인 단권변압기를 Y결선할 때 등가(자기)용량과 부하용량의 비는? (V₁>V₂)
💡 해설 보기
단권변압기 — 자기용량 vs 부하용량 (그림)
단권변압기는 1·2차가 권선을 공유하며, 직렬권선(승압분 \(V_1-V_2\))과 분로(공통)권선으로 나뉩니다.
• 부하용량(선로에 전달되는 전력): \(P_{부하}=V_1 I_1\)
• 자기용량(실제 변성되는 권선 용량, 직렬권선 몫): \(P_{자기}=(V_1-V_2)\,I_1\)
\[ \frac{P_{자기}}{P_{부하}}=\frac{(V_1-V_2)I_1}{V_1 I_1}=\frac{V_1-V_2}{V_1} \]승압분 \((V_1-V_2)\)만큼만 권선이 필요 → 일반 변압기보다 소형·경제적(동량·손실↓).
결선별 비교 (Y결선은 각 상이 위 관계 그대로)
※ Y결선은 상전압 기준으로 단상과 동일한 비가 됩니다. 오답 ①③은 \(\sqrt3\) 인자가 붙은 다른 결선(Δ·V)용 형태입니다.
∴ 정답 ② \(\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
단권변압기는 1·2차가 권선을 공유하며, 직렬권선(승압분 \(V_1-V_2\))과 분로(공통)권선으로 나뉩니다.
• 부하용량(선로에 전달되는 전력): \(P_{부하}=V_1 I_1\)
• 자기용량(실제 변성되는 권선 용량, 직렬권선 몫): \(P_{자기}=(V_1-V_2)\,I_1\)
\[ \frac{P_{자기}}{P_{부하}}=\frac{(V_1-V_2)I_1}{V_1 I_1}=\frac{V_1-V_2}{V_1} \]승압분 \((V_1-V_2)\)만큼만 권선이 필요 → 일반 변압기보다 소형·경제적(동량·손실↓).
결선별 비교 (Y결선은 각 상이 위 관계 그대로)
| 결선 | 자기용량 / 부하용량 |
|---|---|
| 단상 · Y | \(\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\) ← 본 문제 |
| Δ | \(\dfrac{V_1^2-V_2^2}{\sqrt3\,V_1 V_2}\) |
| V | \(\dfrac{2}{\sqrt3}\cdot\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\) |
∴ 정답 ② \(\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
Q258
변압기
보호계전
📄 2019.8 기출
변압기 보호에 사용되지 <u>않는</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
변압기 보호: 비율차동·과전류·온도·부흐홀츠 계전기. 임피던스(거리)계전기는 송전선 보호용입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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 보호: 비율차동·과전류·온도·부흐홀츠 계전기. 임피던스(거리)계전기는 송전선 보호용입니다.
Q259
유도전동기
원선도
📄 2019.8 기출
E: 전압, r·x: 1차 환산 저항·리액턴스일 때 유도전동기 원선도의 원 지름을 나타내는 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 원선도(헤이랜드)
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.
풀이
헤일런드 원선도의 원 지름은 \(\dfrac{E}{x}\)(누설 리액턴스에 반비례)입니다.
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.
풀이
헤일런드 원선도의 원 지름은 \(\dfrac{E}{x}\)(누설 리액턴스에 반비례)입니다.
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.
Q262
정류자전동기
만능전동기
📄 2019.4 기출
재봉틀·소형공구·영사기 등에 쓰이며 교류·직류 양용인 만능전동기는?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
단상 직권정류자전동기(만능전동기)는 교류·직류 모두 사용 가능해 소형 가전·공구에 쓰입니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
단상 직권정류자전동기(만능전동기)는 교류·직류 모두 사용 가능해 소형 가전·공구에 쓰입니다.
Q263
동기발전기
회전계자형
📄 2019.4 기출
동기발전기에 회전계자형을 쓰는 이유로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
회전계자형은 절연·기계적 강도·인출 편의가 이유이며 파형 개선과는 무관합니다. ①이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
회전계자형은 절연·기계적 강도·인출 편의가 이유이며 파형 개선과는 무관합니다. ①이 틀립니다.
Q264
변압기
여자전류 고조파
📄 2019.4 기출
변압기 1차 정현파 전압 인가 시 2차에 정현파를 유기하려면 여자전류에 주로 포함되는 고조파는?
💡 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
철심 자기포화로 여자전류에는 제3고조파가 많이 포함됩니다(Δ결선으로 순환시켜 제거).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
철심 자기포화로 여자전류에는 제3고조파가 많이 포함됩니다(Δ결선으로 순환시켜 제거).
Q265
동기발전기
병렬운전
📄 2019.4 기출
동기발전기 병렬운전 중 위상차가 생기면 나타나는 현상은?
💡 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
위상차 → 유효 횡류(동기화전류)가 흘러 위상을 맞춥니다. 기전력 크기차는 무효 횡류.
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
위상차 → 유효 횡류(동기화전류)가 흘러 위상을 맞춥니다. 기전력 크기차는 무효 횡류.
Q266
변압기
변압기유
📄 2019.4 기출
변압기유의 구비조건으로 <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
변압기유는 냉각·순환을 위해 점도가 낮아야 합니다. '점도가 높을 것'은 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
변압기유는 냉각·순환을 위해 점도가 낮아야 합니다. '점도가 높을 것'은 틀립니다.
Q267
전력변환
3상 반파
📄 2019.4 기출
상전압 200V 3상 반파 SCR 정류에서 위상각 π/6일 때 순저항부하 직류전압은 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
3상 반파 \(V_d=1.17E\cos\alpha=1.17\times200\times\cos30°\approx203\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상 반파 \(V_d=1.17E\cos\alpha=1.17\times200\times\cos30°\approx203\,\text{V}\).
Q268
유도전동기
특성곡선
📄 2019.4 기출
✎ 유사
다상 유도전동기에서 부하(슬립)가 증가할 때 1차 전류는 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
부하(슬립)가 커지면 2차 전류가 늘고, 이를 공급하기 위해 1차 전류도 증가합니다.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
부하(슬립)가 커지면 2차 전류가 늘고, 이를 공급하기 위해 1차 전류도 증가합니다.
Q269
동기전동기
속도
📄 2019.4 기출
동기전동기가 무부하 운전 중 부하가 걸리면 속도는?
💡 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
동기전동기는 부하와 무관하게 항상 동기속도 \(N_s=120f/p\)로 회전합니다(부하각 δ만 변화).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기전동기는 부하와 무관하게 항상 동기속도 \(N_s=120f/p\)로 회전합니다(부하각 δ만 변화).
Q270
직류기
양호한 정류
📄 2019.4 기출
직류발전기에서 양호한 정류를 얻는 조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
리액턴스 전압 \(e_L=L\frac{di}{dt}\)이 크면 정류가 나빠집니다. 작게 해야 하므로 ②가 틀립니다.
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
리액턴스 전압 \(e_L=L\frac{di}{dt}\)이 크면 정류가 나빠집니다. 작게 해야 하므로 ②가 틀립니다.
Q271
특수기기
스테핑모터
📄 2019.4 기출
스텝각 2°, 스테핑주파수 1800pps인 스테핑모터의 축속도는 몇 rps인가?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
초당 회전각 \(=2°\times1800=3600°\), \(\dfrac{3600}{360}=10\,\text{rps}\).
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
초당 회전각 \(=2°\times1800=3600°\), \(\dfrac{3600}{360}=10\,\text{rps}\).
Q272
직류기
보극·보상권선
📄 2019.4 기출
직류기 관련 사항으로 <u>잘못</u> 짝지어진 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
전기자 반작용은 자속 감소로 직류전동기 속도를 증가시킵니다(감소 아님). ③이 잘못.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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 반작용은 자속 감소로 직류전동기 속도를 증가시킵니다(감소 아님). ③이 잘못.
Q273
변압기
병렬운전
📄 2019.4 기출
단상 변압기 병렬운전 요구조건으로 <u>틀린</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
병렬운전에 정격출력(용량)이 같을 필요는 없습니다. ②가 틀립니다.
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
병렬운전에 정격출력(용량)이 같을 필요는 없습니다. ②가 틀립니다.
Q274
변압기
누설리액턴스
📄 2019.4 기출
변압기의 누설리액턴스는 권수 N과 어떤 관계인가?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\) (인덕턴스가 권수 제곱에 비례).
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\) (인덕턴스가 권수 제곱에 비례).
Q275
동기기
분포권 계수
📄 2019.4 기출
3상 동기발전기의 매극 매상 슬롯수가 3일 때 분포권 계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수 \(k_d\)란?
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
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.
Q277
동기전동기
기동용 유도전동기
📄 2019.4 기출
동기전동기를 유도전동기로 기동할 때 유도전동기 극수를 동기전동기보다 2극 적게 쓰는 이유는? (s: 슬립, Ns: 동기속도)
💡 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
유도전동기는 슬립으로 동기속도보다 \(sN_s\)만큼 느려 동기속도에 못 미칩니다. 극수를 2극 줄여 동기속도를 높여야 끌어올릴 수 있습니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
유도전동기는 슬립으로 동기속도보다 \(sN_s\)만큼 느려 동기속도에 못 미칩니다. 극수를 2극 줄여 동기속도를 높여야 끌어올릴 수 있습니다.
Q278
유도전동기
주파수 변환
📄 2019.4 기출
50Hz 설계 3상 유도전동기를 60Hz·단자전압 110%로 쓸 때 나타나는 현상으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B\propto V/f\), \(V/f=110/120\approx\)기존과 유사해 자속·철손 거의 불변, 여자전류 감소 → 오히려 온도상승은 완화됩니다. ③이 틀립니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B\propto V/f\), \(V/f=110/120\approx\)기존과 유사해 자속·철손 거의 불변, 여자전류 감소 → 오히려 온도상승은 완화됩니다. ③이 틀립니다.
Q279
단상유도전동기
2차 저항
📄 2019.4 기출
단상 유도전동기에서 2차 저항을 일정 이상 증가시킬 때 나타나는 현상으로 옳은 것은? (가답안 기준)
💡 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
2차 저항을 크게 하면 정방향 토크가 줄어 역방향(역회전) 운전이 가능해집니다. (가답안 ①)
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
2차 저항을 크게 하면 정방향 토크가 줄어 역방향(역회전) 운전이 가능해집니다. (가답안 ①)
Q280
동기발전기
최대출력
📄 2019.3 기출
3상 비돌극형 동기발전기(정격 5000kVA, 6000V, 역률 0.8)에서 여자를 정격으로 유지할 때 최대출력은 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
비돌극형 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\), δ=90°에서 최대. 정격상태 여자 유지 시 최대출력 ≈ 10000kW(정격유효출력 4000kW의 약 2.5배 수준).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
비돌극형 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\), δ=90°에서 최대. 정격상태 여자 유지 시 최대출력 ≈ 10000kW(정격유효출력 4000kW의 약 2.5배 수준).
Q281
직류기
기계손
📄 2019.3 기출
직류기의 손실 중 기계손에 해당하는 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
기계손 = 마찰손 + 풍손. 와류손·히스테리시스손은 철손, 브러시 손은 전기손입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기계손 = 마찰손 + 풍손. 와류손·히스테리시스손은 철손, 브러시 손은 전기손입니다.
Q282
직류전동기
속도특성
📄 2019.3 기출
✎ 유사
직류전동기에서 속도가 부하에 따라 거의 일정한 것(ⓐ)과 크게 변하는 것(ⓑ)을 옳게 짝지은 것은?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
분권전동기는 속도가 거의 일정(정속도), 직권전동기는 부하에 따라 속도가 크게 변합니다.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
분권전동기는 속도가 거의 일정(정속도), 직권전동기는 부하에 따라 속도가 크게 변합니다.
Q283
변압기
최대 자속
📄 2019.3 기출
1차 6600V, 2차 220V, 60Hz, 1차 권수 1200회 변압기의 최대 자속은 몇 Wb인가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(E=4.44fN\phi_m\) → \(\phi_m=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1200}\approx0.021\,\text{Wb}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(E=4.44fN\phi_m\) → \(\phi_m=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1200}\approx0.021\,\text{Wb}\).
Q284
직류기
정류
📄 2019.3 기출
직류발전기 정류 초기에 전류변화가 커서 발생하는 불꽃정류는?
💡 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
정류 초기에 전류변화가 커 브러시 앞부분에 불꽃이 생기는 것이 과정류입니다(부족정류는 말기).
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
정류 초기에 전류변화가 커 브러시 앞부분에 불꽃이 생기는 것이 과정류입니다(부족정류는 말기).
Q285
유도전동기
속도제어
📄 2019.3 기출
3상 유도전동기의 속도제어법으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
1차 저항법은 속도제어에 쓰지 않습니다(2차 저항법은 권선형용). 극수·전압·주파수 제어가 속도제어법.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
1차 저항법은 속도제어에 쓰지 않습니다(2차 저항법은 권선형용). 극수·전압·주파수 제어가 속도제어법.
Q286
변압기
자속밀도
📄 2019.3 기출
60Hz 변압기에 50Hz 동일 전압을 가하면 자속밀도는 60Hz 때와 비교해 어떻게 되는가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{V}{f}\). 전압 일정, f가 60→50Hz면 \(B\)는 \(\dfrac{60}{50}=\dfrac65\)배로 증가합니다.
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{V}{f}\). 전압 일정, f가 60→50Hz면 \(B\)는 \(\dfrac{60}{50}=\dfrac65\)배로 증가합니다.
Q287
변압기
V결선
📄 2019.3 기출
단상변압기 2대로 V결선하여 3상 변압할 때 변압기 이용률은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866=86.6\%\) (출력비는 57.7%).
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866=86.6\%\) (출력비는 57.7%).
Q288
유도전동기
전전압 기동
📄 2019.3 기출
3상 유도전동기 전전압(직입) 기동에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
전전압 기동은 소용량에서 기동시간이 짧습니다(기동전류만 큼). ②가 틀립니다.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
전전압 기동은 소용량에서 기동시간이 짧습니다(기동전류만 큼). ②가 틀립니다.
Q289
동기기
집중권
📄 2019.3 기출
동기발전기 전기자 권선법에서 집중권인 경우 매극 매상의 슬롯 수는?
💡 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
집중권은 매극 매상 슬롯 수가 1개(2개 이상이면 분포권)입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
집중권은 매극 매상 슬롯 수가 1개(2개 이상이면 분포권)입니다.
Q290
유도전동기
VVVF
📄 2019.3 기출
유도전동기 인버터(VVVF) 제어에서 1차 주파수에 비례해 1차 전압을 공급하는 이유는?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
\(B\propto V/f\)를 일정하게 유지(V/f 일정 제어)해 자속을 일정하게 하여 토크를 확보합니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
\(B\propto V/f\)를 일정하게 유지(V/f 일정 제어)해 자속을 일정하게 하여 토크를 확보합니다.
Q291
특수기기
유도전압조정기
📄 2019.3 기출
3상 유도전압조정기의 원리를 응용한 것은?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 3상 유도전동기의 회전자계 원리를 응용해 전압을 연속 조정합니다.
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 3상 유도전동기의 회전자계 원리를 응용해 전압을 연속 조정합니다.
Q292
전력변환
맥동
📄 2019.3 기출
정류회로에서 상(phase)의 수를 크게 하면 나타나는 현상으로 옳은 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
상 수가 많아지면 맥동주파수는 증가하고 맥동률(리플)은 감소해 더 매끄러운 직류가 됩니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
상 수가 많아지면 맥동주파수는 증가하고 맥동률(리플)은 감소해 더 매끄러운 직류가 됩니다.
Q293
동기전동기
V곡선
📄 2019.3 기출
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
V곡선은 공급전압·부하 일정일 때 계자전류 변화에 따른 전기자전류의 변화(V자 모양)를 나타냅니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
V곡선은 공급전압·부하 일정일 때 계자전류 변화에 따른 전기자전류의 변화(V자 모양)를 나타냅니다.
Q294
유도전동기
기동보상기
📄 2019.3 기출
유도전동기 기동 시 단권변압기로 전압을 낮춰 기동전류를 제한하는 기동법은?
💡 해설 보기
기동보상기
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
기동보상기는 단권변압기로 강압해 기동, 기동 후 전전압으로 전환(대용량 농형용)합니다.
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
기동보상기는 단권변압기로 강압해 기동, 기동 후 전전압으로 전환(대용량 농형용)합니다.
Q295
전력변환
단상 전파
📄 2019.3 기출
단상 전파 정류회로에서 전원전압 실효값 100V, 점호각 30°, 전류 연속(유도부하)일 때 직류전압 Edα는 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
단상 전파(full-wave) 위상제어 정류 — 유도부하(전류 연속)
전류가 연속이면 출력 평균전압은 점호각 \(\alpha\)만큼 위상제어할 때 \(E_{d\alpha}=E_{d0}\cos\alpha\) 로 감소합니다.
왜 0.9가 붙나 — \(E_{d0}\)(α=0일 때 평균값)
전원전압 실효값 \(E=100\)V → 최댓값 \(E_m=\sqrt2\,E\).
단상 전파 정류(α=0)의 출력 평균값은 반주기 사인파 면적에서 구합니다.
\[ E_{d0}=\frac{1}{\pi}\int_0^{\pi} E_m\sin\omega t\,d(\omega t)=\frac{2E_m}{\pi}=\frac{2\sqrt2}{\pi}E\approx 0.9\,E \]즉 \(0.9=\dfrac{2\sqrt2}{\pi}\) 는 단상 전파 정류의 ‘실효값 → 직류 평균값’ 환산계수입니다. (참고: 단상 반파는 \(\dfrac{\sqrt2}{\pi}\approx0.45\))
여기서 \(E_{d0}=0.9\times100=90\)V.
점호각 반영·대입
\(E_{d\alpha}=E_{d0}\cos\alpha=0.9E\cos\alpha=0.9\times100\times\cos30^\circ=90\times0.866\approx 77.9\,\text{V}.\)
※ 함정 — 보기 ‘90’은 \(\cos\alpha\)를 빼먹은 \(E_{d0}\) 값입니다. 점호각 30°가 있으므로 \(\cos30^\circ(=0.866)\)를 곱해야 합니다.
※ 부하 구분 — 유도부하(전류 연속): \(E_{d\alpha}=0.9E\cos\alpha\). 저항부하(전류 불연속)이면 \(E_{d\alpha}=0.9E\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\)로 식이 달라집니다.
전류가 연속이면 출력 평균전압은 점호각 \(\alpha\)만큼 위상제어할 때 \(E_{d\alpha}=E_{d0}\cos\alpha\) 로 감소합니다.
왜 0.9가 붙나 — \(E_{d0}\)(α=0일 때 평균값)
전원전압 실효값 \(E=100\)V → 최댓값 \(E_m=\sqrt2\,E\).
단상 전파 정류(α=0)의 출력 평균값은 반주기 사인파 면적에서 구합니다.
\[ E_{d0}=\frac{1}{\pi}\int_0^{\pi} E_m\sin\omega t\,d(\omega t)=\frac{2E_m}{\pi}=\frac{2\sqrt2}{\pi}E\approx 0.9\,E \]즉 \(0.9=\dfrac{2\sqrt2}{\pi}\) 는 단상 전파 정류의 ‘실효값 → 직류 평균값’ 환산계수입니다. (참고: 단상 반파는 \(\dfrac{\sqrt2}{\pi}\approx0.45\))
여기서 \(E_{d0}=0.9\times100=90\)V.
점호각 반영·대입
\(E_{d\alpha}=E_{d0}\cos\alpha=0.9E\cos\alpha=0.9\times100\times\cos30^\circ=90\times0.866\approx 77.9\,\text{V}.\)
※ 함정 — 보기 ‘90’은 \(\cos\alpha\)를 빼먹은 \(E_{d0}\) 값입니다. 점호각 30°가 있으므로 \(\cos30^\circ(=0.866)\)를 곱해야 합니다.
※ 부하 구분 — 유도부하(전류 연속): \(E_{d\alpha}=0.9E\cos\alpha\). 저항부하(전류 불연속)이면 \(E_{d\alpha}=0.9E\cdot\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\)로 식이 달라집니다.
Q296
직류전동기
토크
📄 2019.3 기출
직류 분권전동기가 전기자전류 100A에서 50kg·m 토크를 낼 때, 전류가 120A로 증가하면 토크는 몇 kg·m인가?
💡 해설 보기
유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
분권전동기는 자속 일정이라 \(T\propto I_a\). \(50\times\dfrac{120}{100}=60\,\text{kg·m}\).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
분권전동기는 자속 일정이라 \(T\propto I_a\). \(50\times\dfrac{120}{100}=60\,\text{kg·m}\).
Q297
유도전동기
비례추이
📄 2019.3 기출
비례추이와 관계있는 전동기는?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이는 2차 저항을 조정할 수 있는 권선형 유도전동기에서 나타납니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이는 2차 저항을 조정할 수 있는 권선형 유도전동기에서 나타납니다.
Q298
동기발전기
단락비
📄 2019.3 기출
동기발전기의 단락비가 작을 때의 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 작음 = 동기계(터빈형): 동기임피던스가 크고 전기자 반작용이 큽니다.
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 작음 = 동기계(터빈형): 동기임피던스가 크고 전기자 반작용이 큽니다.
Q299
변압기
최대 효율
📄 2019.3 기출
3/4 부하에서 효율이 최대인 주상변압기의 전부하 시 철손 : 동손 비는?
💡 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
최대효율 조건 \(P_i=\left(\frac34\right)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=\frac{9}{16}=9:16\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
최대효율 조건 \(P_i=\left(\frac34\right)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=\frac{9}{16}=9:16\).
Q300
특수기기
중간변압기
📄 2018.8 기출
3상 직권 정류자전동기에 중간변압기를 쓰는 이유로 적당하지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
중간변압기(회전변류기·수은정류기 등)
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기는 전압 조정·속도 억제·특성 조정이 목적이며 누설 리액턴스 감소와는 무관합니다.
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기는 전압 조정·속도 억제·특성 조정이 목적이며 누설 리액턴스 감소와는 무관합니다.
Q301
변압기
누설리액턴스
📄 2018.8 기출
변압기 권수 N일 때 누설리액턴스는?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\).
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\).
Q302
직류기
반환부하법
📄 2018.8 기출
직류기 온도상승 시험(반환부하법)의 종류가 <u>아닌</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
반환부하법: 카프법·홉킨슨법·블론델법. 스코트법은 3상↔2상 변환 결선입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
반환부하법: 카프법·홉킨슨법·블론델법. 스코트법은 3상↔2상 변환 결선입니다.
Q303
특수기기
보상권선
📄 2018.8 기출
단상 직권 정류자전동기의 보상권선·저항도선 작용 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용을 줄여 역률 개선, 저항도선은 단락전류를 줄입니다. 변압기 기전력을 크게가 아니라 억제 방향이라 ②가 틀립니다.
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용을 줄여 역률 개선, 저항도선은 단락전류를 줄입니다. 변압기 기전력을 크게가 아니라 억제 방향이라 ②가 틀립니다.
Q304
변압기
손실
📄 2018.8 기출
변압기 손실 중 온도상승과 가장 관계가 <u>적은</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
발열은 주로 동손·철손(히스테리시스·와류손). 유전체손은 매우 작아 온도상승 기여가 적습니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
발열은 주로 동손·철손(히스테리시스·와류손). 유전체손은 매우 작아 온도상승 기여가 적습니다.
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.
Q306
변압기
최대 자속
📄 2018.8 기출
1차 6600V, 2차 220V, 60Hz, 1차 권수 1000회 변압기의 최대 자속은 약 몇 Wb인가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(\phi_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1}=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1000}\approx0.025\,\text{Wb}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(\phi_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1}=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1000}\approx0.025\,\text{Wb}\).
Q307
변압기
전압변동률
📄 2018.8 기출
역률 100%일 때 변압기의 전압변동률은 무엇으로 표시되는가?
💡 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
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\). 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\)(=%저항강하).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\). 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\)(=%저항강하).
Q308
유도전동기
농형 기동
📄 2018.8 기출
3상 농형 유도전동기의 기동방법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다(농형은 2차 회로 접근 불가).
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다(농형은 2차 회로 접근 불가).
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.
Q310
전력전자
트라이악
📄 2018.8 기출
2방향성 3단자 사이리스터는?
💡 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
TRIAC은 양방향(2방향) 3단자 소자로 교류 위상제어에 쓰입니다. (SSS는 2단자 양방향)
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
TRIAC은 양방향(2방향) 3단자 소자로 교류 위상제어에 쓰입니다. (SSS는 2단자 양방향)
Q311
변압기
% 강하
📄 2018.8 기출
15kVA, 3000/200V 변압기의 1차 환산 등가임피던스가 5.4+j6Ω일 때 %저항강하 p와 %리액턴스강하 q는?
💡 해설 보기
\(I_1=\dfrac{15000}{3000}=5\)A. \(p=\dfrac{I_1 R}{V_1}\times100=\dfrac{5\times5.4}{3000}\times100=0.9\%\), \(q=\dfrac{5\times6}{3000}\times100=1\%\).
Q312
유도전동기
2차 여자제어
📄 2018.8 기출
유도전동기 2차 여자제어법에 대한 설명으로 <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
2차 여자법은 슬립전력을 저항으로 소비하지 않고 회수/공급하므로 효율이 좋습니다. ④가 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차 여자법은 슬립전력을 저항으로 소비하지 않고 회수/공급하므로 효율이 좋습니다. ④가 틀립니다.
Q313
유도전동기
전동기 전류
📄 2018.8 기출
직류발전기(효율 88%)를 3상 유도전동기(효율 88%, 380V, 역률 0.85)로 구동하여 55kW를 부담시킬 때 전동기 전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
전동기 → 발전기 직렬 전력 흐름 (그림)
전력이 유도전동기와 직류발전기를 차례로 지나며, 각 기계에서 효율만큼만 전달됩니다. 부하(55kW)에서 거꾸로 올라가 전동기 입력을 구합니다:
① 발전기 입력(=전동기가 돌리는 축동력) \(=\dfrac{\text{부하 출력}}{\eta_G}=\dfrac{55}{0.88}=62.5\,\text{kW}\)
② 전동기 입력(전기) \(=\dfrac{\text{축동력}}{\eta_M}=\dfrac{62.5}{0.88}=\dfrac{55}{0.88\times0.88}\approx71.0\,\text{kW}\)
0.88을 두 번 곱한(나눈) 이유
전동기와 발전기 2대를 직렬로 거치기 때문입니다. 발전기에서 한 번(\(\div0.88\)), 전동기에서 한 번(\(\div0.88\)) — 각 기계마다 효율이 한 번씩 걸리므로 결국 \(0.88^2\)로 나눕니다.
전동기 전류 (3상: \(P=\sqrt3\,VI\cos\theta\))
\[ I=\frac{P_{입력}}{\sqrt3\,V\cos\theta}=\frac{71000}{\sqrt3\times380\times0.85}\approx127\approx125\,\text{A} \]∴ 정답 ① 약 125 A.
전력이 유도전동기와 직류발전기를 차례로 지나며, 각 기계에서 효율만큼만 전달됩니다. 부하(55kW)에서 거꾸로 올라가 전동기 입력을 구합니다:
① 발전기 입력(=전동기가 돌리는 축동력) \(=\dfrac{\text{부하 출력}}{\eta_G}=\dfrac{55}{0.88}=62.5\,\text{kW}\)
② 전동기 입력(전기) \(=\dfrac{\text{축동력}}{\eta_M}=\dfrac{62.5}{0.88}=\dfrac{55}{0.88\times0.88}\approx71.0\,\text{kW}\)
0.88을 두 번 곱한(나눈) 이유
전동기와 발전기 2대를 직렬로 거치기 때문입니다. 발전기에서 한 번(\(\div0.88\)), 전동기에서 한 번(\(\div0.88\)) — 각 기계마다 효율이 한 번씩 걸리므로 결국 \(0.88^2\)로 나눕니다.
전동기 전류 (3상: \(P=\sqrt3\,VI\cos\theta\))
\[ I=\frac{P_{입력}}{\sqrt3\,V\cos\theta}=\frac{71000}{\sqrt3\times380\times0.85}\approx127\approx125\,\text{A} \]∴ 정답 ① 약 125 A.
Q314
동기발전기
파형 개선
📄 2018.8 기출
동기기 기전력의 파형 개선책이 <u>아닌</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
파형 개선책: 단절권·분포권·공극/자극 조정. 집중권은 오히려 고조파가 많아 개선책이 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
파형 개선책: 단절권·분포권·공극/자극 조정. 집중권은 오히려 고조파가 많아 개선책이 아닙니다.
Q315
동기발전기
유도자형
📄 2018.8 기출
유도자형 동기발전기의 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도자형 발전기
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형은 계자·전기자가 고정되고 유도자(철심)만 회전 → 고주파 발전기에 사용됩니다.
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형은 계자·전기자가 고정되고 유도자(철심)만 회전 → 고주파 발전기에 사용됩니다.
Q316
직류전동기
전기자 전류
📄 2018.8 기출
200V·10kW 직류 분권전동기(Ra=0.2Ω, Rf=40Ω)에서 정격전압·선전류 15A일 때 전기자 전류는 몇 A인가?
💡 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
계자전류 \(I_f=\dfrac{200}{40}=5\)A. 전기자전류 \(I_a=I-I_f=15-5=10\,\text{A}\).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
계자전류 \(I_f=\dfrac{200}{40}=5\)A. 전기자전류 \(I_a=I-I_f=15-5=10\,\text{A}\).
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 \(I_a\approx112\), \(E=100+112\times0.268\approx130\,\text{V}\).
Q318
동기발전기
돌극형 리액턴스
📄 2018.8 기출
돌극형 동기발전기의 직축 리액턴스 Xd와 횡축 리액턴스 Xq의 관계는?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
돌극형은 직축(자극 정면) 자기저항이 작아 Xd>Xq입니다(원통형은 Xd=Xq).
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
돌극형은 직축(자극 정면) 자기저항이 작아 Xd>Xq입니다(원통형은 Xd=Xq).
Q319
유도전동기
2차 전압
📄 2018.8 기출
10극 50Hz 3상 권선형 유도전동기(정지 시 2차 1상전압 150V)를 회전자계와 같은 방향으로 400rpm으로 돌릴 때 2차 전압은 몇 V인가?
💡 해설 보기
\(N_s=\dfrac{120\times50}{10}=600\)rpm, 슬립 \(s=\dfrac{600-400}{600}=\dfrac13\). 2차전압 \(=sE_2=\dfrac13\times150=50\,\text{V}\).
Q320
동기발전기
분포권
📄 2018.4 기출
동기발전기 전기자권선을 분포권으로 하면?
💡 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
분포권은 고조파를 상쇄해 기전력 파형을 개선합니다(합성 기전력은 다소 감소).
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
분포권은 고조파를 상쇄해 기전력 파형을 개선합니다(합성 기전력은 다소 감소).
Q321
변압기
동손
📄 2018.4 기출
부하전류가 2배로 증가하면 변압기 2차 동손은?
💡 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
동손 \(\propto I^2\) → 전류 2배면 동손은 4배.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동손 \(\propto I^2\) → 전류 2배면 동손은 4배.
Q322
동기전동기
위상특성
📄 2018.4 기출
동기전동기가 출력 100%·역률 1에서 계자·전압 일정 시 부하를 줄이면?
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
과여자 유지 상태에서 부하가 줄면 앞선(진상) 역률이 되고 부하가 줄수록 역률은 낮아집니다.
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
과여자 유지 상태에서 부하가 줄면 앞선(진상) 역률이 되고 부하가 줄수록 역률은 낮아집니다.
Q323
동기발전기
병렬운전
📄 2018.4 기출
크기 같은 A,B 동기발전기 병렬운전에서 A의 기전력 위상이 B보다 앞설 때 발생하는 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
위상차가 생기면 이를 맞추려 유효 동기화전류(횡류)가 흐릅니다.
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
위상차가 생기면 이를 맞추려 유효 동기화전류(횡류)가 흐릅니다.
Q324
직류기
철손
📄 2018.4 기출
직류기 철손에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
철손은 히스테리시스손+와전류손입니다. 풍손·저항손은 철손이 아니라 ②가 틀립니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
철손은 히스테리시스손+와전류손입니다. 풍손·저항손은 철손이 아니라 ②가 틀립니다.
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: \(\phi=\frac{60\times2\times220}{4\times600\times600}\approx0.0183\,\text{Wb}\).
Q326
전력변환
맥동률
📄 2018.4 기출
부하전압 50V, 맥동률 3%인 정류회로 출력에 포함된 교류분은 몇 V인가?
💡 해설 보기
맥동률(ripple)
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
교류분 \(=\)맥동률×직류전압\(=0.03\times50=1.5\,\text{V}\).
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
교류분 \(=\)맥동률×직류전압\(=0.03\times50=1.5\,\text{V}\).
Q327
전력변환
수은정류기
📄 2018.4 기출
3상 수은정류기의 직류 평균 부하전류 50A일 때 1상 양극전류 실효값은 약 몇 A인가?
💡 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
3상 정류 1상 양극전류 실효값 \(=\dfrac{I_d}{\sqrt3}=\dfrac{50}{\sqrt3}\approx29\,\text{A}\).
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
3상 정류 1상 양극전류 실효값 \(=\dfrac{I_d}{\sqrt3}=\dfrac{50}{\sqrt3}\approx29\,\text{A}\).
Q328
동기발전기
구동 개념
📄 2018.4 기출
동기발전기 구동 개념도에서 발전기를 회전시키는 직류 여자용 소형 발전기의 명칭은?
💡 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
발전기 계자에 직류를 공급하는 소형 발전기가 여자기(exciter)입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
발전기 계자에 직류를 공급하는 소형 발전기가 여자기(exciter)입니다.
Q329
유도전동기
2차 여자
📄 2018.4 기출
유도전동기 2차 회로에 슬립주파수 전압을 외부에서 가하는 속도제어법은?
💡 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
2차 여자 제어(세르비우스·크레머): 슬립주파수 전압을 주입해 속도·역률 제어.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차 여자 제어(세르비우스·크레머): 슬립주파수 전압을 주입해 속도·역률 제어.
Q330
변압기
위상차
📄 2018.4 기출
변압기 1차 Y, 2차 Δ 결선 시 1·2차 전압의 위상차는?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
Y-Δ(또는 Δ-Y) 결선은 1·2차 선간전압에 30° 위상차가 생깁니다.
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
Y-Δ(또는 Δ-Y) 결선은 1·2차 선간전압에 30° 위상차가 생깁니다.
Q331
변압기
무부하 위상
📄 2018.4 기출
이상 변압기 무부하에서 위상관계로 옳은 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
여자전류가 자속을 만드므로 자속과 여자전류는 동위상입니다(자속은 전압보다 90° 뒤짐).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
여자전류가 자속을 만드므로 자속과 여자전류는 동위상입니다(자속은 전압보다 90° 뒤짐).
Q332
유도전동기
전력흐름
📄 2018.4 기출
50kW, 4극 220V, 60Hz, 슬립 0.04, 효율 90% 3상 유도전동기 운전 시 <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
회전자입력 \(=\dfrac{출력}{1-s}=\dfrac{50}{0.96}=52.08\)kW입니다. '47.9kW'라 한 ③이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
회전자입력 \(=\dfrac{출력}{1-s}=\dfrac{50}{0.96}=52.08\)kW입니다. '47.9kW'라 한 ③이 틀립니다.
Q333
전력변환
PIV
📄 2018.4 기출
저항부하 정류회로에서 직류분 전압 200V일 때 다이오드 첨두역전압(PIV)은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
PIV(첨두역전압)를 직류분 전압 \(V_{dc}\)로 구하기
정류 다이오드가 역방향으로 견뎌야 하는 최대 전압(PIV)을 직류 출력 \(V_{dc}\)로 나타냅니다. 단상 전파(중간탭형) 기준:
• 직류분: \(V_{dc}=0.9E\) → \(E=\dfrac{V_{dc}}{0.9}\) (\(E\): 전원 실효값)
• PIV: 각 다이오드가 전원 최댓값의 2배를 견딤 → \(PIV=2E_m=2\sqrt2\,E\)
대입·정리
\[ PIV=2\sqrt2\,E=\frac{2\sqrt2}{0.9}\,V_{dc}\approx\pi\,V_{dc} \](\(\dfrac{2\sqrt2}{0.9}=\dfrac{2.828}{0.9}\approx3.14\approx\pi\))
\[ PIV\approx\pi\times200\approx628\ \text{V} \]※ 핵심 공식 \(PIV\approx\pi\,V_{dc}\). 브리지형이면 \(PIV=E_m=\sqrt2E=\dfrac{\pi}{2}V_{dc}\approx314\)V로 절반이 됩니다.
정류 다이오드가 역방향으로 견뎌야 하는 최대 전압(PIV)을 직류 출력 \(V_{dc}\)로 나타냅니다. 단상 전파(중간탭형) 기준:
• 직류분: \(V_{dc}=0.9E\) → \(E=\dfrac{V_{dc}}{0.9}\) (\(E\): 전원 실효값)
• PIV: 각 다이오드가 전원 최댓값의 2배를 견딤 → \(PIV=2E_m=2\sqrt2\,E\)
대입·정리
\[ PIV=2\sqrt2\,E=\frac{2\sqrt2}{0.9}\,V_{dc}\approx\pi\,V_{dc} \](\(\dfrac{2\sqrt2}{0.9}=\dfrac{2.828}{0.9}\approx3.14\approx\pi\))
\[ PIV\approx\pi\times200\approx628\ \text{V} \]※ 핵심 공식 \(PIV\approx\pi\,V_{dc}\). 브리지형이면 \(PIV=E_m=\sqrt2E=\dfrac{\pi}{2}V_{dc}\approx314\)V로 절반이 됩니다.
Q334
변압기
Y-Δ 전압
📄 2018.4 기출
1차 Y, 2차 Δ 변압기(권수비 30)에 1차 선간 3300V를 가할 때 무부하 2차 선간전압은 몇 V인가?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\), 2차 상전압 \(=1905/30=63.5\), Δ 선간=상전압 → \(\approx63.4\,\text{V}\).
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\), 2차 상전압 \(=1905/30=63.5\), Δ 선간=상전압 → \(\approx63.4\,\text{V}\).
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.
Q336
유도전동기
특성
📄 2018.4 기출
일반적인 3상 유도전동기 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
농형은 견고하고 대형기에도 널리 사용됩니다. ③이 틀립니다.
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
농형은 견고하고 대형기에도 널리 사용됩니다. ③이 틀립니다.
Q337
변압기
보호
📄 2018.4 기출
변압기 보호장치의 주된 목적이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
변압기 보호는 사고 검출·차단이 목적이며 전압 불평형 개선과는 무관합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
변압기 보호는 사고 검출·차단이 목적이며 전압 불평형 개선과는 무관합니다.
Q338
직류기
전기각
📄 2018.4 기출
직류기에서 극수 P일 때 전기각과 기계각의 관계는?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
전기각 \(=\)기계각\(\times\dfrac{P}{2}\) → 기계각 \(=\)전기각\(\times\dfrac{2}{P}\).
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
전기각 \(=\)기계각\(\times\dfrac{P}{2}\) → 기계각 \(=\)전기각\(\times\dfrac{2}{P}\).
Q339
유도전동기
비례추이
📄 2018.4 기출
3상 권선형 유도전동기(전부하 슬립 5%, 2차 1상 저항 0.5Ω)의 기동토크를 전부하토크와 같게 하려면 2차에 넣을 저항은 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\dfrac{r_2}{s}=\dfrac{r_2+R}{1}\) → \(r_2+R=\dfrac{0.5}{0.05}=10\), \(R=10-0.5=9.5\,\Omega\).
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\dfrac{r_2}{s}=\dfrac{r_2+R}{1}\) → \(r_2+R=\dfrac{0.5}{0.05}=10\), \(R=10-0.5=9.5\,\Omega\).
Q340
특수기기
단상직권
📄 2018.3 기출
단상 직권 정류자전동기의 권선 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
단상 직권 정류자전동기
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
보상권선·저항도선으로 단락전류를 줄여야 합니다. '많게'라 한 ④가 틀립니다.
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
보상권선·저항도선으로 단락전류를 줄여야 합니다. '많게'라 한 ④가 틀립니다.
Q341
특수기기
단상직권 종류
📄 2018.3 기출
단상 직권 전동기의 종류가 <u>아닌</u> 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
아트킨손형은 단상 반발전동기 종류입니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
아트킨손형은 단상 반발전동기 종류입니다.
Q342
조상설비
동기조상기
📄 2018.3 기출
동기조상기의 여자전류를 줄이면?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
부족여자면 리액터(지상)로 작용합니다(과여자=콘덴서/진상).
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
부족여자면 리액터(지상)로 작용합니다(과여자=콘덴서/진상).
Q343
유도전동기
비례추이
📄 2018.3 기출
권선형 유도전동기 비례추이 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이에서 최대토크 크기는 불변이고 슬립만 이동합니다. ②가 틀립니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이에서 최대토크 크기는 불변이고 슬립만 이동합니다. ②가 틀립니다.
Q344
동기발전기
단락전류
📄 2018.3 기출
ra=0.2Ω, xs=20Ω Y결선 3상 동기발전기의 1상 유기기전력이 규정값일 때 단락전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{E}{\sqrt{r_a^2+x_s^2}}\), 규정 기전력 대입 시 약 2178A.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{E}{\sqrt{r_a^2+x_s^2}}\), 규정 기전력 대입 시 약 2178A.
Q345
전력변환
PIV 소자
📄 2018.3 기출
반도체 정류기 소자 중 첨두역방향 내전압이 가장 큰 것은?
💡 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
실리콘 정류기가 역내전압·허용온도가 가장 높습니다.
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
실리콘 정류기가 역내전압·허용온도가 가장 높습니다.
Q346
동기전동기
전기자 반작용
📄 2018.3 기출
동기전동기 전기자 반작용 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용
동기기: 지상부하 감자, 진상부하 증자, 저항부하 교차. 직류기: 중성축 이동·주자속 감소. 대책 보극·보상권선.
풀이
동기전동기에서 진상(앞선) 전류는 감자작용(발전기와 반대).
동기기: 지상부하 감자, 진상부하 증자, 저항부하 교차. 직류기: 중성축 이동·주자속 감소. 대책 보극·보상권선.
풀이
동기전동기에서 진상(앞선) 전류는 감자작용(발전기와 반대).
Q347
변압기
3상→6상
📄 2018.3 기출
3상에서 6상으로 변환할 수 <u>없는</u> 결선은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
3→6상 변환: 2중 성형·환상·대각 결선. 2중 6각 결선은 해당 없음.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
3→6상 변환: 2중 성형·환상·대각 결선. 2중 6각 결선은 해당 없음.
Q348
전력전자
SCR
📄 2018.3 기출
SCR 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 게이트로 도통만 시키고 (−)로 끌 수 없습니다. ④가 틀립니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 게이트로 도통만 시키고 (−)로 끌 수 없습니다. ④가 틀립니다.
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 \(=\sqrt{P_i/P_c}=0.9\) → \(P_i/P_c=0.81\).
Q350
변압기
최대효율
📄 2018.3 기출
150kVA 변압기(철손 1kW, 전부하동손 2.5kW)의 역률 80% 최대효율은 약 몇 %인가?
💡 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
부하율 \(\sqrt{1/2.5}=0.632\), 출력 \(150\times0.632\times0.8\approx75.9\), \(\eta=\frac{75.9}{75.9+2}\approx97.4\%\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
부하율 \(\sqrt{1/2.5}=0.632\), 출력 \(150\times0.632\times0.8\approx75.9\), \(\eta=\frac{75.9}{75.9+2}\approx97.4\%\).
Q351
변압기
전압변동률
📄 2018.3 기출
✎ 유사
역률 0.8 운전 시 전압변동률 12%인 변압기의 %리액턴스강하는? (%저항강하 6.85 가정)
💡 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
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 조건 반영해 계산하면 관련 값이 나옵니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 조건 반영해 계산하면 관련 값이 나옵니다.
Q352
유도전동기
저항제어
📄 2018.3 기출
권선형 유도전동기 저항제어법의 단점으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
저항제어는 부하에 따라 속도 변동이 큽니다. '작다'라 한 ②가 틀립니다.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
저항제어는 부하에 따라 속도 변동이 큽니다. '작다'라 한 ②가 틀립니다.
Q353
동기기
난조
📄 2018.3 기출
부하 급변 시 난조를 일으키는 원인이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
난조(hunting)
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
난조 원인: 저항 과대·고조파·조속기 예민 등. 자속 감소는 원인이 아님.
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
난조 원인: 저항 과대·고조파·조속기 예민 등. 자속 감소는 원인이 아님.
Q354
변압기
각변위
📄 2018.3 기출
단상변압기 3대로 Δ-Y 결선 시 1·2차 전압 각변위(위상차)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
Δ-Y 결선의 각변위는 150°(또는 −30°, 결선 방향에 따라)로 나타납니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
Δ-Y 결선의 각변위는 150°(또는 −30°, 결선 방향에 따라)로 나타납니다.
Q355
유도전동기
2차 기전력
📄 2018.3 기출
권선형 유도전동기 전부하 슬립 4%, 2차 정격전압 150V일 때 2차 유도기전력은 몇 V인가?
💡 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
\(sE_2=0.04\times150=6\,\text{V}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(sE_2=0.04\times150=6\,\text{V}\).
Q356
유도전동기
2차 효율
📄 2018.3 기출
3상 유도전동기 슬립 s일 때 2차 효율은?
💡 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
2차 효율 \(\eta_2=(1-s)\times100\%\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
2차 효율 \(\eta_2=(1-s)\times100\%\).
Q357
직류전동기
자속
📄 2018.3 기출
직류전동기 회전수를 1/2로 하려면 계자자속을 어떻게 하는가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(N\propto\dfrac{1}{\phi}\) → 속도를 1/2로 하려면 자속을 2배로.
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(N\propto\dfrac{1}{\phi}\) → 속도를 1/2로 하려면 자속을 2배로.
Q358
전력변환
PIV
📄 2018.3 기출
단상 전파정류(SCR 2개)로 직류 100V를 얻을 때 PIV는 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
역첨두전압 PIV (Peak Inverse Voltage)
정류소자가 역방향으로 견뎌야 하는 최대 전압입니다. 단상 전파에서 중간탭형(소자 2개)은 각 소자가 전원 최댓값의 2배를 견뎌야 하므로 \(PIV=2E_m=2\sqrt2\,E\) (\(E\)=전원 실효값).
① 전원 실효값 E
단상 전파의 직류 출력 \(V_{dc}=0.9E\) 이므로 \(E=\dfrac{V_{dc}}{0.9}=\dfrac{100}{0.9}\approx111\,\text{V}\).
② PIV 계산
\(PIV=2\sqrt2\,E=2\sqrt2\times111\approx314\,\text{V}.\)
‘2√2E’와 ‘π·Vdc’가 같은 이유 (헷갈리는 지점)
\(V_{dc}=0.9E=\dfrac{2\sqrt2}{\pi}E\) 이므로 \(E=\dfrac{\pi}{2\sqrt2}V_{dc}\). 이를 대입하면
\[ PIV=2\sqrt2\,E=2\sqrt2\cdot\frac{\pi}{2\sqrt2}V_{dc}=\pi V_{dc}=\pi\times100\approx314\,\text{V} \]즉 \(PIV=2\sqrt2\,E=\pi V_{dc}\) — 표현만 다를 뿐 완전히 같은 값입니다 (\(\dfrac{2\sqrt2}{0.9}\approx\pi\)). 그래서 \(E\)를 안 구하고 \(\pi\times100\)으로 바로 계산해도 314V가 나옵니다.
※ 함정 — 111은 \(E\), 222는 \(2E\)일 뿐 PIV가 아닙니다.
※ 회로 구분 — 브리지형(소자 4개): \(PIV=E_m=\sqrt2E\) / 중간탭형(소자 2개): \(PIV=2\sqrt2E\). 이 문제는 SCR 2개 → 중간탭형이므로 \(2\sqrt2E\).
정류소자가 역방향으로 견뎌야 하는 최대 전압입니다. 단상 전파에서 중간탭형(소자 2개)은 각 소자가 전원 최댓값의 2배를 견뎌야 하므로 \(PIV=2E_m=2\sqrt2\,E\) (\(E\)=전원 실효값).
① 전원 실효값 E
단상 전파의 직류 출력 \(V_{dc}=0.9E\) 이므로 \(E=\dfrac{V_{dc}}{0.9}=\dfrac{100}{0.9}\approx111\,\text{V}\).
② PIV 계산
\(PIV=2\sqrt2\,E=2\sqrt2\times111\approx314\,\text{V}.\)
‘2√2E’와 ‘π·Vdc’가 같은 이유 (헷갈리는 지점)
\(V_{dc}=0.9E=\dfrac{2\sqrt2}{\pi}E\) 이므로 \(E=\dfrac{\pi}{2\sqrt2}V_{dc}\). 이를 대입하면
\[ PIV=2\sqrt2\,E=2\sqrt2\cdot\frac{\pi}{2\sqrt2}V_{dc}=\pi V_{dc}=\pi\times100\approx314\,\text{V} \]즉 \(PIV=2\sqrt2\,E=\pi V_{dc}\) — 표현만 다를 뿐 완전히 같은 값입니다 (\(\dfrac{2\sqrt2}{0.9}\approx\pi\)). 그래서 \(E\)를 안 구하고 \(\pi\times100\)으로 바로 계산해도 314V가 나옵니다.
※ 함정 — 111은 \(E\), 222는 \(2E\)일 뿐 PIV가 아닙니다.
※ 회로 구분 — 브리지형(소자 4개): \(PIV=E_m=\sqrt2E\) / 중간탭형(소자 2개): \(PIV=2\sqrt2E\). 이 문제는 SCR 2개 → 중간탭형이므로 \(2\sqrt2E\).
Q359
동기발전기
고조파 방지
📄 2018.3 기출
교류발전기 고조파 발생 방지 방법으로 <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
고조파 방지: 단절권·분포권·스큐·성형결선. 전기자 반작용 크게는 방법이 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
고조파 방지: 단절권·분포권·스큐·성형결선. 전기자 반작용 크게는 방법이 아닙니다.
Q360
유도전동기
출력 변환
📄 2017.8 기출
3상 유도기의 출력 변환식으로 옳은 것은?
💡 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
2차입력:2차동손:기계출력 \(=1:s:(1-s)\), \(P_0=(1-s)P_2\).
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
2차입력:2차동손:기계출력 \(=1:s:(1-s)\), \(P_0=(1-s)P_2\).
Q361
변압기
비율차동
📄 2017.8 기출
비율차동계전기를 사용하는 경우는?
💡 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
비율차동계전기는 변압기 내부(상간 단락) 고장 보호용입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
비율차동계전기는 변압기 내부(상간 단락) 고장 보호용입니다.
Q362
전력변환
전파정류
📄 2017.8 기출
✎ 유사
다이오드 2개 전파정류로 순저항 부하에 전력 공급 시 저항 양단 관련 전압은 약 몇 V인가? (Vm=200√2)
💡 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
관련 최대(첨두) 값 \(=200\sqrt2\approx282.8\,\text{V}\).
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
관련 최대(첨두) 값 \(=200\sqrt2\approx282.8\,\text{V}\).
Q363
동기전동기
특징
📄 2017.8 기출
동기전동기에 대한 설명으로 옳은 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
동기전동기는 계자전류로 역률(진상·지상)을 조정할 수 있습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기전동기는 계자전류로 역률(진상·지상)을 조정할 수 있습니다.
Q364
유도전동기
농형 속도제어
📄 2017.8 기출
농형 유도전동기에 주로 쓰는 속도제어법은?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 2차 접근 불가 → 극수(또는 주파수) 제어법.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 2차 접근 불가 → 극수(또는 주파수) 제어법.
Q365
유도전동기
비례추이
📄 2017.8 기출
3상 권선형 유도전동기에서 2차 저항을 2배로 하면 최대토크는?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이: 최대토크 크기는 불변, 슬립만 이동.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이: 최대토크 크기는 불변, 슬립만 이동.
Q366
직류전동기
토크
📄 2017.8 기출
✎ 유사
전기자전류 10A에서 5kg·m 토크인 직류전동기의 계자속이 80%로 감소하면 토크는 몇 kg·m인가?
💡 해설 보기
유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T\propto\phi I_a\). 자속 0.8배 → \(T=5\times0.8\times1.2\approx4.8\)(전류 반영).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T\propto\phi I_a\). 자속 0.8배 → \(T=5\times0.8\times1.2\approx4.8\)(전류 반영).
Q367
변압기
무부하손
📄 2017.8 기출
변압기 무부하손 중 효율에 가장 큰 영향을 주는 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
무부하손(철손)의 대부분은 히스테리시스손입니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
무부하손(철손)의 대부분은 히스테리시스손입니다.
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.
Q369
변압기
와류손
📄 2017.8 기출
✎ 유사
어떤 단상변압기의 와류손이 60Hz에서 720W이다. 자속밀도를 동일하게 유지하면서 주파수를 50Hz로 낮추면 와류손은 몇 W인가?
💡 해설 보기
와류손과 주파수의 관계
와류손은 \(P_e=k\,f^2 B_m^2\)로, 주파수의 제곱과 자속밀도의 제곱에 비례합니다.
자속밀도 \(B_m\)을 동일하게 유지하므로 \(P_e\propto f^2\):
\[ P_e'=P_e\Big(\frac{f'}{f}\Big)^2=720\times\Big(\frac{50}{60}\Big)^2=720\times0.694\approx500\,\text{W} \]
주의 — 만약 전압이 일정하면 \(B_m\propto V/f\)라서 \(P_e\propto f^2B_m^2\propto V^2=\)일정(변화 없음)이 됩니다. ‘자속밀도 일정’인지 ‘전압 일정’인지에 따라 결과가 달라집니다.
와류손은 \(P_e=k\,f^2 B_m^2\)로, 주파수의 제곱과 자속밀도의 제곱에 비례합니다.
자속밀도 \(B_m\)을 동일하게 유지하므로 \(P_e\propto f^2\):
\[ P_e'=P_e\Big(\frac{f'}{f}\Big)^2=720\times\Big(\frac{50}{60}\Big)^2=720\times0.694\approx500\,\text{W} \]
주의 — 만약 전압이 일정하면 \(B_m\propto V/f\)라서 \(P_e\propto f^2B_m^2\propto V^2=\)일정(변화 없음)이 됩니다. ‘자속밀도 일정’인지 ‘전압 일정’인지에 따라 결과가 달라집니다.
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.
Q371
단상유도전동기
반발기동
📄 2017.8 기출
반발 기동형 단상유도전동기의 회전방향을 바꾸려면?
💡 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
반발기동형은 브러시 위치를 이동해 회전방향을 바꿉니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
반발기동형은 브러시 위치를 이동해 회전방향을 바꿉니다.
Q372
직류전동기
속도제어
📄 2017.8 기출
직류전동기 속도제어법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
직류전동기는 계자·전압·저항 제어. 주파수 제어는 교류기용입니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
직류전동기는 계자·전압·저항 제어. 주파수 제어는 교류기용입니다.
Q373
동기발전기
단락비
📄 2017.8 기출
단락비 1.2인 동기발전기의 %동기임피던스[pu]는?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
\(\%Z=\dfrac{1}{K_s}=\dfrac{1}{1.2}\approx0.83\,\text{pu}\).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
\(\%Z=\dfrac{1}{K_s}=\dfrac{1}{1.2}\approx0.83\,\text{pu}\).
Q374
전력전자
SCR 용어
📄 2017.8 기출
✎ 유사
SCR 관련 ( ) 순서: 게이트 신호로 도통 후 유지되는 상태·과정 용어 순서는?
💡 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
게이트 트리거로 온(On)-턴온(Turn on)-스위칭 순의 개념이 적합합니다.
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
게이트 트리거로 온(On)-턴온(Turn on)-스위칭 순의 개념이 적합합니다.
Q375
동기발전기
안정도
📄 2017.8 기출
동기발전기 안정도 증진 대책이 <u>아닌</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
안정도 향상은 정상 임피던스↓·플라이휠↑. 역상·영상 임피던스는 크게 해야 하므로 ③이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
안정도 향상은 정상 임피던스↓·플라이휠↑. 역상·영상 임피던스는 크게 해야 하므로 ③이 틀립니다.
Q376
동기발전기
출력
📄 2017.8 기출
비돌극형 동기발전기(단자전압 V, 기전력 E, 동기리액턴스 Xs, 부하각 δ)의 출력은?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
출력 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\), δ=90°에서 최대.
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
출력 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\), δ=90°에서 최대.
Q377
유도전동기
주파수 변환
📄 2017.8 기출
60Hz 3상 유도전동기를 동일전압 50Hz에 쓸 때 ⓐ무부하전류·ⓑ온도상승·ⓒ속도 변화는?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B\propto V/f\): f↓면 자속↑ → 여자·무부하전류 \(\frac{60}{50}\) 증가, 온도상승 증가, 속도 감소.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B\propto V/f\): f↓면 자속↑ → 여자·무부하전류 \(\frac{60}{50}\) 증가, 온도상승 증가, 속도 감소.
Q378
변압기
임피던스 환산
📄 2017.8 기출
3000/200V 변압기 1차 임피던스 225Ω의 2차 환산 임피던스는 약 몇 Ω인가?
💡 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
권수비 a=15. \(Z_2=Z_1/a^2=225/225=1.0\,\Omega\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
권수비 a=15. \(Z_2=Z_1/a^2=225/225=1.0\,\Omega\).
Q379
변압기
무부하전류 실효값
📄 2017.8 기출
✎ 유사
어떤 단상변압기의 무부하(여자)전류가 \(i=6\sin\omega t+2\sin 3\omega t\,[\text{A}]\)일 때, 이 전류의 실효값은 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
왜형파(비정현파) 전류의 실효값
주파수가 다른 성분은 서로 직교(한 주기 평균 곱 = 0)하여 전력이 각각 더해지므로, 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근입니다.
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2+\cdots} \]
① 각 성분의 실효값 (정현파: 실효값 = 최대값 ÷ √2)
② 제곱합의 제곱근
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2}=\sqrt{\Big(\tfrac{6}{\sqrt2}\Big)^2+\Big(\tfrac{2}{\sqrt2}\Big)^2}=\sqrt{\frac{6^2+2^2}{2}}=\sqrt{\frac{40}{2}}=\sqrt{20}\approx \mathbf{4.47\ A} \]
오답이 나오는 이유 (함정 정리)
· \(6.32\) : 최대값을 그대로 제곱 \(\sqrt{6^2+2^2}=\sqrt{40}\) — ÷√2를 빼먹음
· \(5.66\) : 최대값을 먼저 더한 뒤 나눔 \((6+2)/\sqrt2\) — 제곱합이 아니라 단순합
· \(4.24\) : 기본파만 \(6/\sqrt2\) — 고조파를 뺌
포인트 — 변압기 여자전류처럼 기본파에 홀수(특히 3)고조파가 섞인 왜형파도, 반드시 각 성분을 실효값으로 바꾼 뒤 제곱합→제곱근 하세요.
주파수가 다른 성분은 서로 직교(한 주기 평균 곱 = 0)하여 전력이 각각 더해지므로, 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근입니다.
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2+\cdots} \]
① 각 성분의 실효값 (정현파: 실효값 = 최대값 ÷ √2)
| 성분 | 최대값 | 실효값 |
|---|---|---|
| 기본파 \(I_1\) | \(6\) | \(\dfrac{6}{\sqrt2}=4.24\) |
| 3고조파 \(I_3\) | \(2\) | \(\dfrac{2}{\sqrt2}=1.41\) |
② 제곱합의 제곱근
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2}=\sqrt{\Big(\tfrac{6}{\sqrt2}\Big)^2+\Big(\tfrac{2}{\sqrt2}\Big)^2}=\sqrt{\frac{6^2+2^2}{2}}=\sqrt{\frac{40}{2}}=\sqrt{20}\approx \mathbf{4.47\ A} \]
오답이 나오는 이유 (함정 정리)
· \(6.32\) : 최대값을 그대로 제곱 \(\sqrt{6^2+2^2}=\sqrt{40}\) — ÷√2를 빼먹음
· \(5.66\) : 최대값을 먼저 더한 뒤 나눔 \((6+2)/\sqrt2\) — 제곱합이 아니라 단순합
· \(4.24\) : 기본파만 \(6/\sqrt2\) — 고조파를 뺌
포인트 — 변압기 여자전류처럼 기본파에 홀수(특히 3)고조파가 섞인 왜형파도, 반드시 각 성분을 실효값으로 바꾼 뒤 제곱합→제곱근 하세요.
Q380
전력변환
환류다이오드
📄 2017.5 기출
환류다이오드(free wheeling diode)에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
유도성 부하일수록 환류다이오드가 필요합니다(전류 연속). ②가 틀립니다.
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
유도성 부하일수록 환류다이오드가 필요합니다(전류 연속). ②가 틀립니다.
Q381
변압기
병렬운전
📄 2017.5 기출
3상 변압기 병렬운전에서 <u>불가능한</u> 조합은?
💡 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
위상차(각변위)가 다른 Δ-Y와 Δ-Δ는 병렬운전 불가.
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
위상차(각변위)가 다른 Δ-Y와 Δ-Δ는 병렬운전 불가.
Q382
특수기기
중간변압기
📄 2017.5 기출
3상 직권 정류자전동기에 중간변압기를 쓰는 이유가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
중간변압기(회전변류기·수은정류기 등)
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기 목적에 회전자 상수 감소는 아닙니다.
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기 목적에 회전자 상수 감소는 아닙니다.
Q383
직류전동기
계자 단선
📄 2017.5 기출
직류 분권전동기 무부하 운전 중 계자회로가 단선되면?
💡 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
계자 단선 → 자속 급감 → \(N\propto1/\phi\)로 과속(위험).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
계자 단선 → 자속 급감 → \(N\propto1/\phi\)로 과속(위험).
Q384
변압기
자화전류
📄 2017.5 기출
변압기에서 부하와 무관하게 자속만 만드는 전류는?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
자화전류가 자속을 만듭니다(여자전류=자화전류+철손전류).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
자화전류가 자속을 만듭니다(여자전류=자화전류+철손전류).
Q385
직류전동기
규약효율
📄 2017.5 기출
✎ 유사
직류전동기 규약효율을 나타낸 식은?
💡 해설 보기
규약효율
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
전동기 규약효율 \(=\dfrac{입력-손실}{입력}\times100\)(출력 기준).
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
전동기 규약효율 \(=\dfrac{입력-손실}{입력}\times100\)(출력 기준).
Q386
직류전동기
정속도
📄 2017.5 기출
직류전동기 중 정속도 전동기로 볼 수 있는 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
타여자(및 분권) 전동기가 정속도 특성입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
타여자(및 분권) 전동기가 정속도 특성입니다.
Q387
단상유도전동기
기동토크
📄 2017.5 기출
단상 유도전동기 기동방법 중 기동토크가 가장 큰 것은?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
기동토크 순: 반발기동>콘덴서>분상>셰이딩.
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
기동토크 순: 반발기동>콘덴서>분상>셰이딩.
Q388
변압기
부흐홀츠
📄 2017.5 기출
부흐홀츠 계전기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
부흐홀츠는 기계적(가스·유동)으로 동작합니다. '전기적 신호'라 한 ②가 틀립니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
부흐홀츠는 기계적(가스·유동)으로 동작합니다. '전기적 신호'라 한 ②가 틀립니다.
Q389
직류기
정류
📄 2017.5 기출
✎ 유사
정류코일 자기인덕턴스 L, 정류주기 Tc, 전류변화 2Ic일 때 리액턴스 전압은?
💡 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
리액턴스 전압 \(e_L=L\dfrac{2I_c}{T_c}\)(평균). 이 전압이 클수록 정류 불량.
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
리액턴스 전압 \(e_L=L\dfrac{2I_c}{T_c}\)(평균). 이 전압이 클수록 정류 불량.
Q390
특수기기
리니어 전동기
📄 2017.5 기출
리니어 전동기의 장점이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
리니어 전동기는 동력변환기구가 불필요합니다. ④가 장점이 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
리니어 전동기는 동력변환기구가 불필요합니다. ④가 장점이 아닙니다.
Q391
전력변환
초퍼
📄 2017.5 기출
직류를 다른 전압의 직류로 변환하는 기기는?
💡 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
초퍼(chopper)는 DC-DC 변환기입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
초퍼(chopper)는 DC-DC 변환기입니다.
Q392
직류기
와전류손
📄 2017.5 기출
와전류손을 패러데이 법칙으로 설명한 과정 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
와전류 손실량은 경로 저항 등과 관계되며 '경로 크기에 비례'라 한 ④가 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
와전류 손실량은 경로 저항 등과 관계되며 '경로 크기에 비례'라 한 ④가 틀립니다.
Q393
변압기
자속밀도 변화
📄 2017.5 기출
✎ 유사
정격보다 전압이 3% 높고 주파수가 3% 낮은 전원에서 변압기를 운전할 때, 철심의 최대자속밀도 \(B_m\)은 정격 대비 약 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
왜 \(B_m\propto V/f\) 인가?
변압기 유기전압은 \(E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\)입니다. 코일 권수 \(N\)과 철심 단면적 \(S\)는 고정이므로 \(B_m\)에 대해 정리하면
\[ B_m=\frac{E}{4.44\,N\,S}\cdot\frac{1}{f}\ \propto\ \frac{V}{f} \]
(전원전압 \(V\)는 거의 유기전압 \(E\)와 같다고 봄) → 전압에 비례, 주파수에 반비례.
변화율 계산
· 전압 3% 상승 → \(V\)배율 \(=1.03\)
· 주파수 3% 감소 → \(f\)배율 \(=0.97\)
\[ \frac{B_{m}'}{B_m}=\frac{V'/V}{f'/f}=\frac{1.03}{0.97}\approx1.0619 \]
\[ \Rightarrow\ \text{약 }+6.2\%\ (\text{증가}) \]
물리적 의미 — 왜 둘 다 자속을 키우나
· 전압을 올리면 그만큼 자속이 커져야 유도전압이 맞춰짐 → 자속 ↑
· 주파수를 낮추면 같은 전압을 만드는 데 더 큰 자속이 필요 → 자속 ↑
두 효과가 같은 방향(증가)으로 겹쳐 약 6.2% 증가합니다. 자속밀도가 커지면 철심 포화·여자전류 급증·과열 위험이 있어 실제로 위험한 운전 조건입니다.
변압기 유기전압은 \(E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\)입니다. 코일 권수 \(N\)과 철심 단면적 \(S\)는 고정이므로 \(B_m\)에 대해 정리하면
\[ B_m=\frac{E}{4.44\,N\,S}\cdot\frac{1}{f}\ \propto\ \frac{V}{f} \]
(전원전압 \(V\)는 거의 유기전압 \(E\)와 같다고 봄) → 전압에 비례, 주파수에 반비례.
변화율 계산
· 전압 3% 상승 → \(V\)배율 \(=1.03\)
· 주파수 3% 감소 → \(f\)배율 \(=0.97\)
\[ \frac{B_{m}'}{B_m}=\frac{V'/V}{f'/f}=\frac{1.03}{0.97}\approx1.0619 \]
\[ \Rightarrow\ \text{약 }+6.2\%\ (\text{증가}) \]
물리적 의미 — 왜 둘 다 자속을 키우나
· 전압을 올리면 그만큼 자속이 커져야 유도전압이 맞춰짐 → 자속 ↑
· 주파수를 낮추면 같은 전압을 만드는 데 더 큰 자속이 필요 → 자속 ↑
두 효과가 같은 방향(증가)으로 겹쳐 약 6.2% 증가합니다. 자속밀도가 커지면 철심 포화·여자전류 급증·과열 위험이 있어 실제로 위험한 운전 조건입니다.
Q394
교류정류자기
기전력
📄 2017.5 기출
✎ 유사
교류정류자기 갭 자속 정현파 φm=0.14Wb, P=2, a=1, Z=200, n=1200rpm일 때 기전력은 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
\(E=\frac{pZ\phi n}{60a}\) 형태에 대입 → 약 400V.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(E=\frac{pZ\phi n}{60a}\) 형태에 대입 → 약 400V.
Q395
동기전동기
합성역률
📄 2017.5 기출
✎ 유사
역률 0.85·350kW 부하에 50kW 소비 동기전동기를 병렬 접속해 합성 역률을 1로 하려면 동기전동기 진상 무효분은 약 몇 kvar인가?
💡 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
부하 무효분 \(=350\times\tan(\cos^{-1}0.85)\approx217\)kvar. 동기기 진상으로 상쇄 → 약 85(관련값).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
부하 무효분 \(=350\times\tan(\cos^{-1}0.85)\approx217\)kvar. 동기기 진상으로 상쇄 → 약 85(관련값).
Q396
변압기
시험
📄 2017.5 기출
변압기 무부하·단락시험으로 구할 수 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
두 시험으로 철손·동손·%임피던스·전압변동률을 구하나 절연내력은 별도 시험입니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
두 시험으로 철손·동손·%임피던스·전압변동률을 구하나 절연내력은 별도 시험입니다.
Q397
동기발전기
단락곡선
📄 2017.5 기출
3상 동기발전기 단락곡선이 직선이 되는 이유는?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
단락 시 큰 지상전류의 전기자 반작용(감자)으로 포화되지 않아 직선.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
단락 시 큰 지상전류의 전기자 반작용(감자)으로 포화되지 않아 직선.
Q398
동기발전기
단락비
📄 2017.5 기출
5000kVA, 3.3kV, 동기임피던스 1.8Ω/상 3상 동기발전기의 단락비는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
\(I_n=\frac{5000}{\sqrt3\times3.3}\approx875\)A, \(I_s=\frac{3300/\sqrt3}{1.8}\approx1058\)A, \(K_s=\frac{I_s}{I_n}\approx1.2\).
Q399
동기기
회전자 분류
📄 2017.5 기출
동기기의 회전자에 의한 분류가 <u>아닌</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
회전자 분류: 회전계자형·회전전기자형·유도자형. 원통형은 계자 형상 분류입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
회전자 분류: 회전계자형·회전전기자형·유도자형. 원통형은 계자 형상 분류입니다.
Q400
전력변환
위상제어
📄 2017.3 기출
전원 실효값 200V, 점호각 30° 정류회로의 출력전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
단상 전파 \(V_d=0.9E\frac{1+\cos\alpha}{2}\) 등으로 계산 → 약 168V.
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
단상 전파 \(V_d=0.9E\frac{1+\cos\alpha}{2}\) 등으로 계산 → 약 168V.
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.
Q402
동기기
전기각
📄 2017.3 기출
극수 24일 때 전기각 180°에 해당하는 기계각은?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
기계각 \(=\)전기각\(\times\frac{2}{P}=180\times\frac{2}{24}=15°\).
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
기계각 \(=\)전기각\(\times\frac{2}{P}=180\times\frac{2}{24}=15°\).
Q403
동기발전기
단락비
📄 2017.3 기출
단락비가 큰 동기기의 특징으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 큰 철기계: 충전용량 크고 전압변동률 작고 안정도 높음.
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 큰 철기계: 충전용량 크고 전압변동률 작고 안정도 높음.
Q404
특수기기
보상권선
📄 2017.3 기출
단상 직권 정류자전동기 보상권선·저항도선 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용·기전력을 줄여 역률을 개선합니다. ②가 틀립니다.
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용·기전력을 줄여 역률을 개선합니다. ②가 틀립니다.
Q405
변압기
%저항강하
📄 2017.3 기출
5kVA, 3000/200V 변압기 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W일 때 %저항강하는?
💡 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
\(\%R=\frac{동손}{용량}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(\%R=\frac{동손}{용량}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
Q406
변압기
규약효율
📄 2017.3 기출
변압기 규약효율 산출의 기본요건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
규약효율
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
부하손은 75℃ 기준으로 보정합니다. '40℃'라 한 ③이 틀립니다.
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
부하손은 75℃ 기준으로 보정합니다. '40℃'라 한 ③이 틀립니다.
Q407
직류기
보극
📄 2017.3 기출
직류기에 보극을 설치하는 목적은?
💡 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
보극은 정류시 리액턴스 전압을 상쇄해 정류를 개선합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
보극은 정류시 리액턴스 전압을 상쇄해 정류를 개선합니다.
Q408
동기기
분포계수
📄 2017.3 기출
4극 3상 동기기가 48슬롯일 때 분포계수 Kd는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
\(q=\frac{48}{4\times3}=4\), \(K_d=\frac{\sin(\pi/6)}{4\sin(\pi/24)}\approx0.957\).
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
\(q=\frac{48}{4\times3}=4\), \(K_d=\frac{\sin(\pi/6)}{4\sin(\pi/24)}\approx0.957\).
Q409
유도전동기
비례추이
📄 2017.3 기출
✎ 유사
슬립 st에서 최대토크인 3상 유도전동기의 2차 저항을 r₂라 할 때 기동(s=1) 최대토크 저항은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\frac{r_2}{s_t}=\frac{r_2+R}{1}\) → 기동 최대토크 저항 \(\frac{r_2}{s_t}\)(총저항).
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\frac{r_2}{s_t}=\frac{r_2+R}{1}\) → 기동 최대토크 저항 \(\frac{r_2}{s_t}\)(총저항).
Q410
변압기
전압변동률
📄 2017.3 기출
2차 무부하 240V, 정격부하 2차 단자전압 230V인 단상변압기의 전압변동률은?
💡 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
\(\varepsilon=\frac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\frac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
Q411
유도전동기
2중 농형
📄 2017.3 기출
2중 농형 유도전동기의 특징으로 옳은 것은?
💡 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
2중 농형은 바깥 도체 저항이 커 기동토크가 큽니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
2중 농형은 바깥 도체 저항이 커 기동토크가 큽니다.
Q412
유도전동기
안정 운전
📄 2017.3 기출
✎ 유사
유도전동기 안정 운전 조건은? (Tm:전동기토크, TL:부하토크)
💡 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
교점에서 \(\dfrac{dT_m}{dn}\lt \dfrac{dT_L}{dn}\)이면 안정 운전.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
교점에서 \(\dfrac{dT_m}{dn}\lt \dfrac{dT_L}{dn}\)이면 안정 운전.
Q413
전력전자
SCR 게이트
📄 2017.3 기출
사이리스터에서 게이트 전류가 증가하면?
💡 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
게이트 전류를 늘리면 낮은 전압에서 도통 → 순방향 저지전압 감소.
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
게이트 전류를 늘리면 낮은 전압에서 도통 → 순방향 저지전압 감소.
Q414
유도전동기
차동종속
📄 2017.3 기출
60Hz 3상 8극·2극 유도전동기를 차동종속 접속 시 무부하속도는 몇 rpm인가?
💡 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
\(N_s=\frac{120f}{P_1-P_2}=\frac{120\times60}{8-2}=1200\,\text{rpm}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(N_s=\frac{120f}{P_1-P_2}=\frac{120\times60}{8-2}=1200\,\text{rpm}\).
Q415
동기발전기
최대출력
📄 2017.3 기출
원통형 동기발전기는 부하각 δ가 몇 도일 때 최대출력인가?
💡 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
\(P=\frac{EV}{X_s}\sin\delta\), δ=90°에서 최대.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(P=\frac{EV}{X_s}\sin\delta\), δ=90°에서 최대.
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.
Q417
변압기
절연내력시험
📄 2017.3 기출
변압기 절연내력 시험방법이 <u>아닌</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
절연내력: 가압·유도·충격전압 시험. 무부하시험은 특성 시험입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
절연내력: 가압·유도·충격전압 시험. 무부하시험은 특성 시험입니다.
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 \(=\frac{E\times p}{편수}=\frac{230\times4}{162}\approx5.68\,\text{V}\).
Q419
동기발전기
단락전류
📄 2017.3 기출
동기발전기 단자 부근 단락 시 단락전류는?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
돌발 단락전류는 처음 크나(과도) 점차 지속단락전류로 감소합니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
돌발 단락전류는 처음 크나(과도) 점차 지속단락전류로 감소합니다.
Q420
유도전동기
슬립
📄 2016.8 기출
7.5kW 3상 유도전동기 전부하 2차 저항손 300W일 때 슬립은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(P_2=출력+P_{c2}=7800\), \(s=\frac{P_{c2}}{P_2}=\frac{300}{7800}\approx3.85\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(P_2=출력+P_{c2}=7800\), \(s=\frac{P_{c2}}{P_2}=\frac{300}{7800}\approx3.85\%\).
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.
Q422
유도전동기
2차 저항
📄 2016.8 기출
권선형 유도전동기 기동 시 2차에 저항을 넣는 이유는?
💡 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
2차 저항 삽입(비례추이)으로 기동전류↓·기동토크↑.
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
2차 저항 삽입(비례추이)으로 기동전류↓·기동토크↑.
Q423
변압기
철손 시험
📄 2016.8 기출
변압기에서 철손을 구하는 시험은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 구합니다(동손은 단락시험).
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 구합니다(동손은 단락시험).
Q424
유도전동기
2차 여자
📄 2016.8 기출
✎ 유사
권선형 유도전동기 2차에 같은 위상 전압 Ec를 공급·증가시키면?
💡 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
2차에 슬립주파수 전압을 같은 위상으로 주입하면 같은 방향으로 가속(속도 상승).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차에 슬립주파수 전압을 같은 위상으로 주입하면 같은 방향으로 가속(속도 상승).
Q425
유도전동기
극수
📄 2016.8 기출
60Hz, 슬립 0.2, 회전수 720rpm인 유도전동기의 극수는?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
\(N_s=\frac{720}{1-0.2}=900\), \(P=\frac{120\times60}{900}=8\).
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
\(N_s=\frac{720}{1-0.2}=900\), \(P=\frac{120\times60}{900}=8\).
Q426
동기기
단락비
📄 2016.8 기출
단락비가 큰 동기기의 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 큰 철기계는 안정도가 높고 전압변동률·반작용이 작습니다.
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 큰 철기계는 안정도가 높고 전압변동률·반작용이 작습니다.
Q427
유도전동기
전압제어
📄 2016.8 기출
유도전동기 1차 전압제어에서 SCR로 변화시키는 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
SCR 위상제어로 점호 위상각을 바꿔 1차 전압을 조정합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
SCR 위상제어로 점호 위상각을 바꿔 1차 전압을 조정합니다.
Q428
동기발전기
부하전류
📄 2016.8 기출
✎ 유사
Xs=10Ω, E=6000V, 단자전압 V=4500V 3상 동기발전기의 부하전류 관련 값은 약 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
\(I=\frac{E-V}{X_s}\) 등으로 계산 → 약 4500(관련값).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(I=\frac{E-V}{X_s}\) 등으로 계산 → 약 4500(관련값).
Q429
유도전동기
원선도 역률
📄 2016.8 기출
✎ 유사
3상 유도전동기 원선도에서 역률을 표시하는 것은?
💡 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
원선도에서 역률 \(\cos\theta=\dfrac{전류의 유효분}{전전류}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
원선도에서 역률 \(\cos\theta=\dfrac{전류의 유효분}{전전류}\).
Q430
동기기
분포계수
📄 2016.8 기출
상수 m, 매극매상 슬롯 q인 동기발전기의 n차 고조파 분포계수는?
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
\(K_{dn}=\dfrac{\sin\frac{n\pi}{2m}}{q\sin\frac{n\pi}{2mq}}\).
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
\(K_{dn}=\dfrac{\sin\frac{n\pi}{2m}}{q\sin\frac{n\pi}{2mq}}\).
Q431
유도전동기
토크
📄 2016.8 기출
유도전동기 토크와 1극 자속·2차 전류의 관계는?
💡 해설 보기
유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T\propto\phi\times I_2\cos\theta_2\)(1극 자속×2차 유효전류).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T\propto\phi\times I_2\cos\theta_2\)(1극 자속×2차 유효전류).
Q432
동기전동기
자기동법
📄 2016.8 기출
동기전동기 자기동법에서 계자권선을 저항으로 단락시키는 이유는?
💡 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
기동 중 계자권선에 고전압이 유도되는 것을 방지하기 위해 저항 단락합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기동 중 계자권선에 고전압이 유도되는 것을 방지하기 위해 저항 단락합니다.
Q433
동기기
권선
📄 2016.8 기출
슬롯 36 고정자에 3상 4극 2층권 시 매극매상 슬롯수와 총 코일수는?
💡 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
\(q=\frac{36}{4\times3}=3\), 2층권 총 코일수=슬롯수=36 → 3과 36.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(q=\frac{36}{4\times3}=3\), 2층권 총 코일수=슬롯수=36 → 3과 36.
Q434
전력전자
사이리스터
📄 2016.8 기출
3단자 사이리스터가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCS는 4단자 사이리스터입니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCS는 4단자 사이리스터입니다.
Q435
변압기
병렬운전
📄 2016.8 기출
단상변압기 병렬운전 시 부하전류 분담은?
💡 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
부하분담 \(\propto\dfrac{용량}{\%Z}\): 용량 비례·누설임피던스 반비례.
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
부하분담 \(\propto\dfrac{용량}{\%Z}\): 용량 비례·누설임피던스 반비례.
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.
Q438
변압기
단권 자기용량
📄 2016.8 기출
3000V→3300V 승압 단권변압기의 자기용량은 약 몇 %(부하 대비)인가?
💡 해설 보기
단권변압기
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
자기용량/부하용량 \(=\frac{V_h-V_l}{V_h}=\frac{300}{3300}\approx9.1\%\).
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
자기용량/부하용량 \(=\frac{V_h-V_l}{V_h}=\frac{300}{3300}\approx9.1\%\).
Q439
변압기
최대효율
📄 2016.8 기출
전부하 75%에서 효율 최대인 변압기의 전부하 철손:동손 비는?
💡 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
\(P_i=(0.75)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=9:16\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(P_i=(0.75)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=9:16\).
Q440
직류기
분권기
📄 2016.5 기출
계자권선이 전기자에 병렬로만 연결된 직류기는?
💡 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
계자가 전기자와 병렬이면 분권기.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
계자가 전기자와 병렬이면 분권기.
Q441
동기발전기
단락전류
📄 2016.5 기출
✎ 유사
10000kVA, 6600V, 역률 0.6 3상 동기발전기의 관련 전류값은 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I=\frac{P}{\sqrt3 V}\) 등으로 계산 → 약 52(관련값).
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I=\frac{P}{\sqrt3 V}\) 등으로 계산 → 약 52(관련값).
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.
Q443
특수기기
유도전압조정기
📄 2016.5 기출
3상 유도전압조정기의 동작원리는?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 회전자계 유도작용을 이용합니다.
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 회전자계 유도작용을 이용합니다.
Q444
변압기
Δ-Δ
📄 2016.5 기출
100kVA 단상변압기 3대 Δ-Δ로 300kVA 출력 중, V결선 시 출력(a)과 이용률(b)은?
💡 해설 보기
V결선(개방 Δ, open-delta) (그림)
Δ-Δ 결선에서 변압기 1대가 고장나면, 나머지 2대로 3상을 계속 공급하는 V결선이 됩니다.
(a) V결선 출력
\[ P_V=\sqrt3\times(\text{변압기 1대 용량})=\sqrt3\times100\approx173\,\text{kVA} \](b) 이용률 = V결선 출력 ÷ (남은 2대 용량)
\[ \text{이용률}=\frac{\sqrt3\,P}{2P}=\frac{\sqrt3}{2}=0.866=86.6\% \]∴ 정답 ③ (173 kVA, 86.6%).
혼동 주의 — 이용률 vs 출력비
• 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=86.6\%\) : V결선 출력을 사용 중인 2대 용량과 비교
• 출력비 \(=\dfrac{\sqrt3\,P}{3P}=\dfrac{\sqrt3}{3}=57.7\%\) : V결선 출력을 원래 Δ(3대) 출력과 비교
즉 3대 Δ(300kVA)가 고장으로 V(173kVA)가 되면 출력은 57.7%로 줄지만, 남은 2대 기준 이용률은 86.6%입니다.
Δ-Δ 결선에서 변압기 1대가 고장나면, 나머지 2대로 3상을 계속 공급하는 V결선이 됩니다.
(a) V결선 출력
\[ P_V=\sqrt3\times(\text{변압기 1대 용량})=\sqrt3\times100\approx173\,\text{kVA} \](b) 이용률 = V결선 출력 ÷ (남은 2대 용량)
\[ \text{이용률}=\frac{\sqrt3\,P}{2P}=\frac{\sqrt3}{2}=0.866=86.6\% \]∴ 정답 ③ (173 kVA, 86.6%).
혼동 주의 — 이용률 vs 출력비
• 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=86.6\%\) : V결선 출력을 사용 중인 2대 용량과 비교
• 출력비 \(=\dfrac{\sqrt3\,P}{3P}=\dfrac{\sqrt3}{3}=57.7\%\) : V결선 출력을 원래 Δ(3대) 출력과 비교
즉 3대 Δ(300kVA)가 고장으로 V(173kVA)가 되면 출력은 57.7%로 줄지만, 남은 2대 기준 이용률은 86.6%입니다.
Q445
직류기
전기자 반작용
📄 2016.5 기출
직류기 전기자 반작용의 결과가 <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 주자속에 영향을 줍니다(감소). '영향 없음'이라 한 ③이 틀립니다.
동기기: 지상부하 감자, 진상부하 증자, 저항부하 교차. 직류기: 중성축 이동·주자속 감소. 대책 보극·보상권선.
풀이
전기자 반작용은 주자속에 영향을 줍니다(감소). '영향 없음'이라 한 ③이 틀립니다.
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: \(E=\dfrac{pz\phi N}{60\times2}\).
Q447
동기발전기
단락비 시험
📄 2016.5 기출
동기발전기 단락비 계산에 필요한 시험은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
단락비는 무부하 포화시험과 3상 단락시험으로 구합니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
단락비는 무부하 포화시험과 3상 단락시험으로 구합니다.
Q448
전력전자
SCR
📄 2016.5 기출
SCR에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 교류 위상제어도 합니다. '직류만'이라 한 ③이 틀립니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 교류 위상제어도 합니다. '직류만'이라 한 ③이 틀립니다.
Q449
유도전동기
Y-Δ 기동
📄 2016.5 기출
✎ 유사
Y-Δ 기동 시 1차 각 상에 가해지는 전압은 전전압의 몇 배인가?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
Y기동 시 상전압은 전전압의 1/√3(기동전류·토크는 1/3).
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
Y기동 시 상전압은 전전압의 1/√3(기동전류·토크는 1/3).
Q450
유도전동기
최대토크·출력
📄 2016.5 기출
✎ 유사
유도전동기 최대토크 슬립 sm과 최대출력 슬립 sp의 관계는?
💡 해설 보기
최대토크 슬립 \(s_m\) vs 최대출력 슬립 \(s_p\)
· 최대토크는 슬립 \(s_m=\dfrac{r_2}{x_2}\)에서 발생(공극전력이 최대인 지점).
· 기계적 출력 \(P_o=\)(공극전력)\(\times(1-s)\)이므로, \((1-s)\)가 곱해져 최댓값이 더 낮은 슬립 쪽으로 이동합니다.
\[ \therefore\ s_p\lt s_m\quad\Rightarrow\quad s_m\gt s_p \]
핵심 — 최대출력은 최대토크보다 작은 슬립(더 빠른 속도)에서 나타납니다.
· 최대토크는 슬립 \(s_m=\dfrac{r_2}{x_2}\)에서 발생(공극전력이 최대인 지점).
· 기계적 출력 \(P_o=\)(공극전력)\(\times(1-s)\)이므로, \((1-s)\)가 곱해져 최댓값이 더 낮은 슬립 쪽으로 이동합니다.
\[ \therefore\ s_p\lt s_m\quad\Rightarrow\quad s_m\gt s_p \]
핵심 — 최대출력은 최대토크보다 작은 슬립(더 빠른 속도)에서 나타납니다.
Q451
변압기
단권 V결선
📄 2016.5 기출
✎ 유사
단권변압기 2대 V결선으로 3000→3300V 승압, 300kVA 부하 시 변압기 1대 용량은 약 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 단권 자기용량 계산 → 약 15.72kVA.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 단권 자기용량 계산 → 약 15.72kVA.
Q452
전력변환
단상전파
📄 2016.5 기출
단상 전파 정류(브리지)에서 공급전압 E일 때 무부하 직류전압 평균은?
💡 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
단상 전파 \(V_{dc}=\frac{2\sqrt2 E}{\pi}\approx0.9E\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단상 전파 \(V_{dc}=\frac{2\sqrt2 E}{\pi}\approx0.9E\).
Q453
유도전동기
비례추이
📄 2016.5 기출
권선형 유도전동기 토크-속도 곡선의 비례추이는 무엇에 비례해 이동하는가?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이는 2차 저항에 비례해 곡선이 이동합니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이는 2차 저항에 비례해 곡선이 이동합니다.
Q454
계기용변성기
변류기
📄 2016.5 기출
✎ 유사
변류비 200:5 변류기로 평형 3상 전류를 측정할 때 전류계 지시 관련 값은?
💡 해설 보기
변류기(CT)
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
변류기 2차 전류 = 1차 전류×\(\frac{5}{200}\).
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
변류기 2차 전류 = 1차 전류×\(\frac{5}{200}\).
Q455
조상설비
동기조상기
📄 2016.5 기출
동기조상기 구조상 특이점이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
동기조상기는 동력을 전달하지 않습니다(무부하 운전). ④가 특이점이 아닙니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
동기조상기는 동력을 전달하지 않습니다(무부하 운전). ④가 특이점이 아닙니다.
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%.
Q457
유도전동기
VVVF
📄 2016.5 기출
VVVF(가변전압 가변주파수)는 어떤 전동기 제어에 쓰는가?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
VVVF는 유도전동기의 주파수·전압 제어(속도제어)에 사용됩니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
VVVF는 유도전동기의 주파수·전압 제어(속도제어)에 사용됩니다.
Q458
특수기기
보상권선
📄 2016.5 기출
단상 직권 정류자전동기 개념도의 C는 무엇인가?
💡 해설 보기
보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
C는 전기자 반작용을 상쇄하는 보상권선입니다.
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
C는 전기자 반작용을 상쇄하는 보상권선입니다.
Q459
변압기
단락시험
📄 2016.5 기출
✎ 유사
3300/200V, 10kVA 변압기 2차 단락, 1차에 300V 인가 시 정격전류가 흐르면 임피던스전압·%임피던스는?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스전압·%임피던스 계산 → 125V, 3.8%.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스전압·%임피던스 계산 → 125V, 3.8%.
Q460
동기발전기
여자
📄 2016.3 기출
정전압 계통 동기발전기의 여자를 약하게 하면?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
부족여자면 지상(뒤진) 무효전류가 증가합니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
부족여자면 지상(뒤진) 무효전류가 증가합니다.
Q461
전력변환
다이오드 보호
📄 2016.3 기출
정류회로에서 과대 부하전류로 다이오드 소손 우려 시 대책은?
💡 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
전류 분담을 위해 다이오드를 병렬로 추가합니다(전압 분담은 직렬).
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
전류 분담을 위해 다이오드를 병렬로 추가합니다(전압 분담은 직렬).
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.
Q463
직류기
전기자 반작용
📄 2016.3 기출
직류기 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
반작용은 정류(브러시 단락코일)에 악영향을 줍니다. ④가 틀립니다.
동기기: 지상부하 감자, 진상부하 증자, 저항부하 교차. 직류기: 중성축 이동·주자속 감소. 대책 보극·보상권선.
풀이
반작용은 정류(브러시 단락코일)에 악영향을 줍니다. ④가 틀립니다.
Q464
전력변환
맥동률
📄 2016.3 기출
부하전압 2000V, 맥동률 3%인 정류기 교류분 진폭은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
맥동률(ripple)
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
교류분 \(=0.03\times2000=60\,\text{V}\).
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
교류분 \(=0.03\times2000=60\,\text{V}\).
Q465
동기발전기
정격전류
📄 2016.3 기출
3상 3300V, 100kVA 동기발전기의 정격전류는 약 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
\(I=\frac{P}{\sqrt3 V}=\frac{100000}{\sqrt3\times3300}\approx17.5\,\text{A}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(I=\frac{P}{\sqrt3 V}=\frac{100000}{\sqrt3\times3300}\approx17.5\,\text{A}\).
Q466
유도전동기
입력
📄 2016.3 기출
✎ 유사
4극 3상 유도전동기, 200V, 전부하전류 21.5A 관련 입력값은 약 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
\(P_1=\sqrt3 VI\cos\theta\)에 대입 → 약 5444W.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(P_1=\sqrt3 VI\cos\theta\)에 대입 → 약 5444W.
Q467
변압기
직렬 승압
📄 2016.3 기출
✎ 유사
변압비 3000/100V 단상변압기 2대 고압측 직렬로 3300V 인가 시 2차 관련 전압은 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
직렬 접속 승압 계산 → 약 1375V.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직렬 접속 승압 계산 → 약 1375V.
Q468
동기발전기
단절권
📄 2016.3 기출
고조파 제거·권선 절약을 위해 쓰는 권선법은?
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권이 특정 고조파를 제거하고 권선을 절약합니다.
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권이 특정 고조파를 제거하고 권선을 절약합니다.
Q469
동기기
전기각
📄 2016.3 기출
12극 3상 동기발전기의 기계각 15°에 대응하는 전기각은?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
전기각 \(=\)기계각\(\times\frac{P}{2}=15\times6=90°\).
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
전기각 \(=\)기계각\(\times\frac{P}{2}=15\times6=90°\).
Q470
유도전동기
2차 주파수
📄 2016.3 기출
✎ 유사
4극 60Hz 3상 유도전동기가 슬립 5%로 운전할 때, 회전자(2차) 유도기전력의 주파수 \(f_2\)는 몇 Hz인가?
💡 해설 보기
2차(회전자) 주파수
정지 시 회전자 기전력의 주파수는 전원과 같은 \(f\)지만, 슬립 \(s\)로 회전하면
\[ f_2=s\,f=0.05\times60=3\,\text{Hz} \]
· \(s\): 슬립, \(f\): 1차(전원) 주파수
슬립이 클수록(기동 시 \(s=1\)) \(f_2=f\), 동기속도에 가까워지면(\(s\to0\)) \(f_2\to0\)이 됩니다.
참고 — 동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{P}=\dfrac{120\times60}{4}=1800\,\text{rpm}\), 회전속도 \(N=N_s(1-s)=1710\,\text{rpm}\).
정지 시 회전자 기전력의 주파수는 전원과 같은 \(f\)지만, 슬립 \(s\)로 회전하면
\[ f_2=s\,f=0.05\times60=3\,\text{Hz} \]
· \(s\): 슬립, \(f\): 1차(전원) 주파수
슬립이 클수록(기동 시 \(s=1\)) \(f_2=f\), 동기속도에 가까워지면(\(s\to0\)) \(f_2\to0\)이 됩니다.
참고 — 동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{P}=\dfrac{120\times60}{4}=1800\,\text{rpm}\), 회전속도 \(N=N_s(1-s)=1710\,\text{rpm}\).
Q471
변압기
여자전류
📄 2016.3 기출
단상변압기에 정현파 기전력을 유기시키는 여자전류의 파형은?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 왜형파(제3고조파 포함)입니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 왜형파(제3고조파 포함)입니다.
Q472
특수기기
리니어
📄 2016.3 기출
회전형과 선형(리니어) 전동기 비교 설명으로 <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
리니어 전동기는 공극이 크고 효율이 낮습니다. ①이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
리니어 전동기는 공극이 크고 효율이 낮습니다. ①이 틀립니다.
Q473
변압기
전일효율
📄 2016.3 기출
변압기 전일효율이 최대가 되는 조건은?
💡 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
전일효율 최대 조건: 하루 무부하손 합 = 하루 부하손 합.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전일효율 최대 조건: 하루 무부하손 합 = 하루 부하손 합.
Q474
유도전동기
전압상승
📄 2016.3 기출
✎ 유사
유도전동기 정격운전 중 전압이 10% 상승하면?
💡 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
전압↑이면 슬립↓·속도↑·철손↑. 종합 효율이 떨어집니다(문제 기준).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전압↑이면 슬립↓·속도↑·철손↑. 종합 효율이 떨어집니다(문제 기준).
Q475
유도전동기
회전자계
📄 2016.3 기출
대칭 3상 권선에 평형 3상 교류 시 회전자계 설명으로 <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
회전자계 속도는 동기속도입니다. '더 크다'라 한 ③이 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
회전자계 속도는 동기속도입니다. '더 크다'라 한 ③이 틀립니다.
Q476
직류기
권선법
📄 2016.3 기출
직류기 권선법 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
전기자 권선법
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
균압환은 중권에 필요합니다. '파권'이라 한 ①이 틀립니다.
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
균압환은 중권에 필요합니다. '파권'이라 한 ①이 틀립니다.
Q477
특수기기
스테핑모터
📄 2016.3 기출
스테핑 모터의 특징으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스테핑모터는 기동·정지 특성이 우수합니다. ①이 틀립니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스테핑모터는 기동·정지 특성이 우수합니다. ①이 틀립니다.
Q478
변압기
최대효율
📄 2016.3 기출
철손 1.6kW, 전부하동손 2.4kW 변압기는 약 몇 % 부하에서 효율이 최대인가?
💡 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
부하율 \(=\sqrt{P_i/P_c}=\sqrt{1.6/2.4}\approx0.816=82\%\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
부하율 \(=\sqrt{P_i/P_c}=\sqrt{1.6/2.4}\approx0.816=82\%\).
Q479
동기발전기
제동권선
📄 2016.3 기출
동기발전기 제동권선의 주요 작용은?
💡 해설 보기
제동권선
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선의 주요 작용은 난조방지입니다.
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선의 주요 작용은 난조방지입니다.
Q480
변압기
등가회로
📄 2015.8 기출
✎ 유사
단상변압기 등가회로에서 2차를 1차로 환산할 때 2차 저항 r₂'은?
💡 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
2차를 1차로 환산 시 \(r_2'=a^2 r_2\)(권수비 제곱).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차를 1차로 환산 시 \(r_2'=a^2 r_2\)(권수비 제곱).
Q481
전력변환
인버터
📄 2015.8 기출
✎ 유사
180° 도통형 인버터에서 u-v 선간전압 관련 파형은?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
180° 도통형 인버터 출력은 구형(계단)파입니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
180° 도통형 인버터 출력은 구형(계단)파입니다.
Q482
동기발전기
구동
📄 2015.8 기출
동기발전기 구동 개념도에서 직류 여자를 공급하는 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
직류 여자 공급은 여자기.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직류 여자 공급은 여자기.
Q483
동기발전기
병렬 주파수
📄 2015.8 기출
6극 1200rpm 발전기와 병렬운전하는 8극 발전기의 회전수는 몇 rpm인가?
💡 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
주파수 \(f=\frac{6\times1200}{120}=60\)Hz, 8극 \(N=\frac{120\times60}{8}=900\,\text{rpm}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
주파수 \(f=\frac{6\times1200}{120}=60\)Hz, 8극 \(N=\frac{120\times60}{8}=900\,\text{rpm}\).
Q484
동기발전기
지그재그
📄 2015.8 기출
✎ 유사
3상 동기발전기에서 1상 권선을 2조로 나눠 지그재그 결선할 때 특성은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
지그재그 Y결선 선간전압은 \(3E\) 형태(위상 반영).
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
지그재그 Y결선 선간전압은 \(3E\) 형태(위상 반영).
Q485
동기기
동기속도
📄 2015.8 기출
동기속도 N과 극수 P의 관계는? (주파수 f)
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{P}\).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{P}\).
Q486
회전변류기
회전방향
📄 2015.8 기출
4극 60Hz 회전전기자형 회전변류기의 회전방향·속도는?
💡 해설 보기
회전방향
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전전기자형 회전변류기는 회전자계 반대 방향 1800rpm.
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전전기자형 회전변류기는 회전자계 반대 방향 1800rpm.
Q487
변압기
임피던스전압
📄 2015.8 기출
변압기 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 변압기 내부 임피던스 전압강하(2차 단락, 1차 인가).
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 변압기 내부 임피던스 전압강하(2차 단락, 1차 인가).
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
\(E=V+I_aR_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
Q489
유도전동기
직렬종속
📄 2015.8 기출
권선형 유도전동기 2대 직렬종속 운전 시 동기속도는?
💡 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
직렬종속 동기속도 \(N_s=\frac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직렬종속 동기속도 \(N_s=\frac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).
Q490
전력변환
위상제어
📄 2015.8 기출
사이리스터를 이용한 교류전압 크기 제어방식은?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
교류전압 크기 제어는 위상제어(점호각 조정).
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
교류전압 크기 제어는 위상제어(점호각 조정).
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.
Q492
변압기
콘서베이터
📄 2015.8 기출
변압기 콘서베이터의 용도는?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 변압유 열화를 방지합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 변압유 열화를 방지합니다.
Q493
유도전동기
농형 기동
📄 2015.8 기출
3상 농형 유도전동기 기동방법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Q494
특수기기
스테핑모터
📄 2015.8 기출
스테핑 모터 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
회전속도는 스테핑 주파수에 비례합니다. '반비례'라 한 ①이 틀립니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
회전속도는 스테핑 주파수에 비례합니다. '반비례'라 한 ①이 틀립니다.
Q495
직류전동기
전기철도
📄 2015.8 기출
전기철도에 가장 적합한 직류전동기는?
💡 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
기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 변하는 직권전동기가 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 변하는 직권전동기가 적합합니다.
Q496
특수기기
스코트결선
📄 2015.8 기출
3상을 2상으로 변환할 때 사용하는 결선은?
💡 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
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
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.
Q498
유도전동기
분권 유사
📄 2015.8 기출
권선형 유도전동기와 직류 분권전동기의 유사점은?
💡 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
둘 다 속도변동률이 작고 저항으로 속도제어가 가능합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
둘 다 속도변동률이 작고 저항으로 속도제어가 가능합니다.
Q499
동기발전기
유도자형
📄 2015.8 기출
전기자·계자가 고정되고 유도자가 회전하는 발전기는?
💡 해설 보기
유도자형 발전기
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형(고주파 발전기)은 전기자·계자 고정, 유도자만 회전.
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형(고주파 발전기)은 전기자·계자 고정, 유도자만 회전.
Q500
동기발전기
병렬운전
📄 2015.5 기출
2대의 동기발전기 병렬운전 중 동기화 전류가 흐르는 경우는?
💡 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
기전력 위상차가 있을 때 동기화 전류가 흘러 위상을 맞춥니다.
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
기전력 위상차가 있을 때 동기화 전류가 흘러 위상을 맞춥니다.
Q501
변압기
Δ-Y
📄 2015.5 기출
✎ 유사
단상변압기 3대를 Δ-Y 결선(권수비 a)할 때 2차 선간전압 V2와 2차 전류 I2는? (1차 V1, I1)
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영하면 \(V_2=\sqrt3\frac{V_1}{a}\) 형태가 됩니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영하면 \(V_2=\sqrt3\frac{V_1}{a}\) 형태가 됩니다.
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.
Q503
유도전동기
크로우링
📄 2015.5 기출
유도전동기의 크로우링(crawling) 현상으로 맞는 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
크로우링은 고조파 자속으로 저속에서 머물러 속도가 안 오르는 현상(농형).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
크로우링은 고조파 자속으로 저속에서 머물러 속도가 안 오르는 현상(농형).
Q504
변압기
손실
📄 2015.5 기출
✎ 유사
다음 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손은 주파수의 제곱(및 두께²)에 비례합니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손은 주파수의 제곱(및 두께²)에 비례합니다.
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
\(E=\frac{pZ\phi N}{60a}=\frac{4\times300\times0.05\times1000}{60\times4}=250\,\text{V}\).
Q506
유도전동기
주파수변경
📄 2015.5 기출
50Hz 설계 3상 유도전동기를 60Hz·단자전압 110%로 쓸 때 일어나지 <u>않는</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
V/f가 유지되어 자속이 일정하므로 철손이 크게 증가하지 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
V/f가 유지되어 자속이 일정하므로 철손이 크게 증가하지 않습니다.
Q507
직류전동기
전기자전류
📄 2015.5 기출
역기전력 220V, 1200rpm, 토크 15kg·m 직류전동기의 전기자전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
\(P=T\omega=147\times125.7\approx18480\)W, \(I_a=P/E=18480/220\approx84\,\text{A}\).
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
\(P=T\omega=147\times125.7\approx18480\)W, \(I_a=P/E=18480/220\approx84\,\text{A}\).
Q508
변압기
퍼센트강하
📄 2015.5 기출
5kVA 3300/210V 변압기 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W일 때 %저항강하는?
💡 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
\(\%r=\frac{P_c}{P}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(\%r=\frac{P_c}{P}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
Q509
유도전동기
전압변동 토크
📄 2015.5 기출
3상 유도전동기 전원전압이 80%로 감소하면 토크는? (회전수 일정)
💡 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
토크 \(\propto V^2\)이므로 \(0.8^2=0.64\)배.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
토크 \(\propto V^2\)이므로 \(0.8^2=0.64\)배.
Q510
정류기
설계조건
📄 2015.5 기출
정류기 설계조건이 <u>아닌</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
역률은 정류소자 설계조건이 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
역률은 정류소자 설계조건이 아닙니다.
Q511
변압기
병렬운전
📄 2015.5 기출
2차환산 임피던스가 0.03+j0.02Ω, 0.02+j0.03Ω인 단상변압기 2대 병렬운전 시 부하분담은?
💡 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
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
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
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
Q512
변압기
히스테리시스손
📄 2015.5 기출
히스테리시스손과 관계가 <u>없는</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
히스테리시스손 \(P_h=k_h f B_m^{1.6}\)로 권선 저항과 무관합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
히스테리시스손 \(P_h=k_h f B_m^{1.6}\)로 권선 저항과 무관합니다.
Q513
동기전동기
특성
📄 2015.5 기출
동기전동기에 관한 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
동기전동기는 기동토크가 없어(작아) 별도 기동이 필요합니다.
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
동기전동기는 기동토크가 없어(작아) 별도 기동이 필요합니다.
Q514
동기발전기
분포권계수
📄 2015.5 기출
✎ 유사
동기발전기 분포권계수를 나타내는 식은? (매극매상 슬롯수 q, 상수 m)
💡 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
분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}}\).
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}}\).
Q515
동기전동기
기동
📄 2015.5 기출
유도전동기로 동기전동기를 기동할 때 유도전동기의 극수는?
💡 해설 보기
유도전동기 기동법
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
슬립 때문에 2극 적은 유도전동기로 기동해 동기속도에 도달시킵니다.
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
슬립 때문에 2극 적은 유도전동기로 기동해 동기속도에 도달시킵니다.
Q516
특수전동기
설명
📄 2015.5 기출
특수전동기에 대한 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
스테핑모터 회전속도는 펄스 주파수에 비례합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
스테핑모터 회전속도는 펄스 주파수에 비례합니다.
Q517
변압기
와류손
📄 2015.5 기출
와류손 200W인 3300/210V, 60Hz 단상변압기를 50Hz, 3000V에서 쓰면 와류손은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto V^2\)(f무관): \((3000/3300)^2\times200\approx165\,\text{W}\).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto V^2\)(f무관): \((3000/3300)^2\times200\approx165\,\text{W}\).
Q518
전력변환
사이리스터
📄 2015.5 기출
반도체 소자 중 3단자 사이리스터가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
DIAC은 2단자 소자입니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
DIAC은 2단자 소자입니다.
Q519
동기전동기
위상특성
📄 2015.5 기출
역률 100%로 운전 중인 동기전동기의 여자전류를 증가시키면 역률과 전기자전류는?
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
과여자 → 진상 역률, 전기자전류 증가(V곡선 오른쪽).
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
과여자 → 진상 역률, 전기자전류 증가(V곡선 오른쪽).
Q520
유도전동기
2차여자
📄 2015.3 기출
권선형 유도전동기 2차 여자에서 슬립주파수 전압 Ec를 회전방향과 <b>같게</b> 가하면?
💡 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
회전방향으로 Ec를 가하면 슬립이 작아져 속도가 상승합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
회전방향으로 Ec를 가하면 슬립이 작아져 속도가 상승합니다.
Q521
직류전동기
분권
📄 2015.3 기출
✎ 유사
10HP, 200V 직류 분권전동기(전부하 46A, Ra=0.25Ω)의 역기전력은 약 몇 V인가?
💡 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
\(E=V-I_aR_a\approx200-45\times0.25\approx188.5\,\text{V}\)(계자전류 제외).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
\(E=V-I_aR_a\approx200-45\times0.25\approx188.5\,\text{V}\)(계자전류 제외).
Q522
특수기기
서보모터
📄 2015.3 기출
서보모터의 특성으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
서보모터는 기동토크가 커야 하므로 ④가 틀립니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
서보모터는 기동토크가 커야 하므로 ④가 틀립니다.
Q523
직류전동기
제동법
📄 2015.3 기출
직류전동기 제동법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
2차저항제동은 유도전동기(권선형) 방식입니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
2차저항제동은 유도전동기(권선형) 방식입니다.
Q524
전력변환
위상제어
📄 2015.3 기출
✎ 유사
저항부하 단상 반파 정류기에서 점호각을 0°→60°로 하면 직류 평균출력은?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
점호각이 커지면 도통구간이 줄어 직류 평균전압(출력)이 감소합니다.
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
점호각이 커지면 도통구간이 줄어 직류 평균전압(출력)이 감소합니다.
Q525
동기발전기
병렬조건
📄 2015.3 기출
3상 동기발전기 병렬운전 시 고려하지 <u>않아도</u> 되는 조건은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량(출력)은 병렬운전 필수 조건이 아닙니다.
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량(출력)은 병렬운전 필수 조건이 아닙니다.
Q526
동기발전기
무효순환
📄 2015.3 기출
병렬운전 중 두 동기발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
기전력 크기 차가 있으면 무효순환전류가 흐릅니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
기전력 크기 차가 있으면 무효순환전류가 흐릅니다.
Q527
변압기
전압변동률
📄 2015.3 기출
단상변압기 전부하 2차전압 100V, 전압변동률 4%일 때 무부하 2차전압은?
💡 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
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=100\times1.04=104\,\text{V}\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=100\times1.04=104\,\text{V}\).
Q528
유도전동기
속도제어
📄 2015.3 기출
유도전동기 속도제어법 중 <b>저항제어</b>와 관계가 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
주파수 제어(VVVF)는 저항제어와 무관합니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
주파수 제어(VVVF)는 저항제어와 무관합니다.
Q529
변압기
여자어드미턴스
📄 2015.3 기출
변압기 여자회로의 어드미턴스 Y₀는? (여자전류 I₀, 인가전압 V)
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
\(Y_0=\dfrac{I_0}{V}\)(여자전류/전압).
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
\(Y_0=\dfrac{I_0}{V}\)(여자전류/전압).
Q530
직류전동기
단상직권
📄 2015.3 기출
✎ 유사
전부하 1A, 역률 85%, 7500rpm, 100V·60Hz 2극 단상 직권전동기의 입력은 약 몇 W인가?
💡 해설 보기
단상 직권 정류자전동기
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
\(P_{in}=VI\cos\theta=100\times1\times0.85=85\,\text{W}\).
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
\(P_{in}=VI\cos\theta=100\times1\times0.85=85\,\text{W}\).
Q531
변압기
퍼센트임피던스
📄 2015.3 기출
✎ 유사
10kVA, 2000/100V 변압기의 1차 환산 등가임피던스 6.2+j7Ω일 때 %임피던스는 약 몇 %인가?
💡 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
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{I_1|Z|}{V_1}\times100=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{I_1|Z|}{V_1}\times100=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
Q532
유도전동기
농형 속도제어
📄 2015.3 기출
농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도제어법은?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 회전자 저항 조정 불가 → 주파수·전압 제어.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 회전자 저항 조정 불가 → 주파수·전압 제어.
Q533
전동기
역률
📄 2015.3 기출
역률이 가장 좋은 전동기는?
💡 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
동기전동기는 역률 1(또는 진상)로 운전 가능.
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
동기전동기는 역률 1(또는 진상)로 운전 가능.
Q534
동기발전기
분포계수
📄 2015.3 기출
매극매상 슬롯수 4, 상수 3인 동기기 권선의 분포계수는? (sin7.5°=0.1305)
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
\(k_d=\dfrac{\sin30°}{4\sin7.5°}=\dfrac{0.5}{0.522}\approx0.958\).
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
\(k_d=\dfrac{\sin30°}{4\sin7.5°}=\dfrac{0.5}{0.522}\approx0.958\).
Q535
동기발전기
전압변동률
📄 2015.3 기출
전압변동률이 작은 동기발전기의 특징은?
💡 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
전압변동률이 작으려면 단락비가 커야(동기임피던스 작음) 합니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
전압변동률이 작으려면 단락비가 커야(동기임피던스 작음) 합니다.
Q536
유도전동기
기동보상기
📄 2015.3 기출
✎ 유사
전전압 기동 토크가 전부하의 1/√2배인 농형 전동기를 기동보상기로 전전압 1/√3에서 기동하면 토크는?
💡 해설 보기
기동보상기
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
토크 \(\propto V^2\): \((\frac{1}{\sqrt3})^2=\frac13\) 추가 → \(\frac{1}{\sqrt2}\times\frac13=\frac{1}{3\sqrt2}\)배.
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
토크 \(\propto V^2\): \((\frac{1}{\sqrt3})^2=\frac13\) 추가 → \(\frac{1}{\sqrt2}\times\frac13=\frac{1}{3\sqrt2}\)배.
Q537
유도전동기
2차동손
📄 2015.3 기출
3상 유도전동기 2차 입력 P₂, 슬립 s일 때 2차 동손 Pc2는?
💡 해설 보기
유도전동기 전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
2차 동손 \(P_{c2}=sP_2\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
2차 동손 \(P_{c2}=sP_2\).
Q538
직류전동기
쿨롱력
📄 2015.3 기출
+20μC과 −3.2μC이 1.2m 간격일 때 작용하는 힘의 크기는 몇 N인가? (기기 응용)
💡 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
\(F=9\times10^9\frac{20\times10^{-6}\times3.2\times10^{-6}}{1.2^2}=0.4\,\text{N}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(F=9\times10^9\frac{20\times10^{-6}\times3.2\times10^{-6}}{1.2^2}=0.4\,\text{N}\).
Q539
변압기
단권변압기
📄 2015.3 기출
✎ 유사
단상변압기를 단권변압기로 사용할 때 출력단자 전압은? (1차 정격 V1n, 2차 V2n 가산)
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
가극성 단권 접속 시 출력전압 \(=V_{1n}+V_{2n}\).
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
가극성 단권 접속 시 출력전압 \(=V_{1n}+V_{2n}\).
Q540
동기발전기
병렬조건
📄 2014.8 기출
동기발전기 병렬운전에 필요한 조건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량이 같을 필요는 없습니다.
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량이 같을 필요는 없습니다.
Q541
특수기기
고주파발전기
📄 2014.8 기출
✎ 유사
고주파 발전기의 특징이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
고주파(유도자형) 발전기는 회전자에 권선이 없으나, 설명 항목 중 특징이 아닌 것을 고릅니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
고주파(유도자형) 발전기는 회전자에 권선이 없으나, 설명 항목 중 특징이 아닌 것을 고릅니다.
Q542
변압기
온도상승시험
📄 2014.8 기출
변압기 온도상승 시험에 가장 좋은 방법은?
💡 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
반환부하법이 전력 소모가 적어 가장 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
반환부하법이 전력 소모가 적어 가장 적합합니다.
Q543
전력변환
SCR
📄 2014.8 기출
SCR에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 게이트로 턴오프가 불가능합니다(전류 0 필요).
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 게이트로 턴오프가 불가능합니다(전류 0 필요).
Q544
유도전동기
2차효율
📄 2014.8 기출
슬립 6%인 유도전동기의 2차 효율은 몇 %인가?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
2차 효율 \(\eta_2=1-s=0.94=94\%\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
2차 효율 \(\eta_2=1-s=0.94=94\%\).
Q545
변압기
여자컨덕턴스
📄 2014.8 기출
2kVA, 3000/100V 단상변압기의 철손이 200W일 때 1차 환산 여자 컨덕턴스는 약 몇 ℧인가?
💡 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
\(g_0=\dfrac{P_i}{V_1^2}=\dfrac{200}{3000^2}\approx2.22\times10^{-5}\,\text{℧}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(g_0=\dfrac{P_i}{V_1^2}=\dfrac{200}{3000^2}\approx2.22\times10^{-5}\,\text{℧}\).
Q546
특수기기
주파수변환기
📄 2014.8 기출
✎ 유사
정류자형 주파수 변환기의 특성이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
정류자형 주파수변환기는 교류-교류 변환기로 '자속 일정 직류기'가 아닙니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
정류자형 주파수변환기는 교류-교류 변환기로 '자속 일정 직류기'가 아닙니다.
Q547
정전계
표면전하
📄 2014.8 기출
대전 도체의 표면 전하밀도는 표면 모양에 따라 어떻게 되는가? (기기 응용)
💡 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
뾰족한(곡률 큰) 부분에서 전하밀도가 큽니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
뾰족한(곡률 큰) 부분에서 전하밀도가 큽니다.
Q548
동기발전기
회전계자형
📄 2014.8 기출
회전 계자형 동기발전기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
고압 대전류는 고정된 전기자에서 인출합니다(회전부는 저압 계자).
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
고압 대전류는 고정된 전기자에서 인출합니다(회전부는 저압 계자).
Q549
유도전동기
단상 기동
📄 2014.8 기출
단상 유도전동기 기동방법 중 기동토크가 가장 큰 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
기동토크 크기: 반발기동 > 콘덴서 > 분상 > 셰이딩.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
기동토크 크기: 반발기동 > 콘덴서 > 분상 > 셰이딩.
Q550
전력변환
고조파 제거
📄 2014.8 기출
제어정류기에서 특정 고조파를 제거할 수 있는 방법은?
💡 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
펄스수를 늘린 다상 정류로 특정 고조파를 제거합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
펄스수를 늘린 다상 정류로 특정 고조파를 제거합니다.
Q551
직류전동기
토크
📄 2014.8 기출
4극 중권 직류전동기, 도체수 160, 극당 자속 0.01Wb, 부하전류 100A일 때 발생토크는 약 몇 N·m인가?
💡 해설 보기
유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T=\dfrac{pZ\phi I_a}{2\pi a}=\dfrac{4\times160\times0.01\times100}{2\pi\times4}\approx25.5\,\text{N·m}\).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T=\dfrac{pZ\phi I_a}{2\pi a}=\dfrac{4\times160\times0.01\times100}{2\pi\times4}\approx25.5\,\text{N·m}\).
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.
Q553
변압기
여자전류
📄 2014.8 기출
변압기 1차에 정현파 전압 인가 시 2차에 정현파 전압을 얻으려면 1차 여자전류의 파형은?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화·히스테리시스로 여자전류는 첨두(왜형)파가 되어야 자속이 정현파가 됩니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화·히스테리시스로 여자전류는 첨두(왜형)파가 되어야 자속이 정현파가 됩니다.
Q554
변압기
보호
📄 2014.8 기출
변압기 보호에 사용되지 <u>않는</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
거리계전기는 송전선로 보호용입니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
거리계전기는 송전선로 보호용입니다.
Q555
유도전동기
2차주파수
📄 2014.8 기출
50Hz, 6극, 10kW 3상 유도전동기가 960rpm일 때 2차 주파수는 몇 Hz인가?
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=1000\), \(s=\frac{1000-960}{1000}=0.04\), \(f_2=sf=0.04\times50=2\,\text{Hz}\).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=1000\), \(s=\frac{1000-960}{1000}=0.04\), \(f_2=sf=0.04\times50=2\,\text{Hz}\).
Q556
발전
유도발전기
📄 2014.8 기출
풍력용 유도발전기의 단점이 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
구조가 간단하고 저렴한 것은 장점입니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
구조가 간단하고 저렴한 것은 장점입니다.
Q557
변압기
퍼센트임피던스
📄 2014.8 기출
10kVA, 2000/100V 변압기 1차 환산 등가임피던스가 6.2+j7Ω일 때 %임피던스는 약 몇 %인가?
💡 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
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
Q558
변압기
단락전류
📄 2014.8 기출
✎ 유사
30kVA, 3300/200V, 60Hz 3상 변압기 2차 3상 단락 시 단락전류는 %임피던스로 계산되며 필요한 값은?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)로 %임피던스와 정격전류가 필요합니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)로 %임피던스와 정격전류가 필요합니다.
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.
Q560
전력변환
혼합브리지
📄 2014.5 기출
✎ 유사
단상 혼합 브리지 정류회로의 직류 평균전압은? (E 실효값, 점호각 α)
💡 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
혼합(반제어) 브리지 \(V_d=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}(1+\cos\alpha)\).
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
혼합(반제어) 브리지 \(V_d=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}(1+\cos\alpha)\).
Q561
직류전동기
동력계
📄 2014.5 기출
✎ 유사
5kW, 100V 직류 분권전동기를 전기동력계로 시험할 때 측정하는 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
전기동력계는 반작용 토크와 회전수로 출력을 측정합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전기동력계는 반작용 토크와 회전수로 출력을 측정합니다.
Q562
변압기
전등부하 입력
📄 2014.5 기출
1차 6000V, 권수비 20 단상변압기로 전등부하에 10A 공급할 때 입력은 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 300V, \(I_1=10/20=0.5A\), \(P=6000\times0.5=3000W=3\,\text{kW}\)(역률1).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 300V, \(I_1=10/20=0.5A\), \(P=6000\times0.5=3000W=3\,\text{kW}\)(역률1).
Q563
직류전동기
직권 속도
📄 2014.5 기출
✎ 유사
직권전동기 공급 100V, 전기자전류 4A에서 1500rpm일 때 부하(전류)가 증가하면 속도는?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
직권전동기는 부하(전류) 증가 시 속도가 감소합니다(\(N\propto1/I\)).
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
직권전동기는 부하(전류) 증가 시 속도가 감소합니다(\(N\propto1/I\)).
Q564
변압기
최대 전압변동률
📄 2014.5 기출
✎ 유사
역률 0.6에서 전압변동률이 최대인 변압기의 역률 1일 때 변동률이 3%이면 최대 전압변동률은?
💡 해설 보기
먼저 문제 조건을 정리
· “역률 1일 때 변동률이 3%” → \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\). 즉 %저항강하 \(p=3\)입니다.
· “역률 0.6에서 변동률이 최대” → 최대가 되는 역률이 0.6이라는 힌트로, 여기서 \(q\)를 알아냅니다.
① 전압변동률 공식
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta \]
\(p\)=%저항강하, \(q\)=%리액턴스강하, \(\theta\)=부하 역률각.
② 언제 최대가 되나? (핵심 개념)
\(p,q\)는 변압기가 정해지면 고정이고, 변하는 건 부하의 역률각 \(\theta\)뿐입니다. \(p\cos\theta+q\sin\theta\)는 삼각함수의 합성으로
\[ \varepsilon=\sqrt{p^2+q^2}\,\sin(\theta+\alpha) \]
형태라서, \(\sin(\cdot)=1\)일 때 최댓값 \(\sqrt{p^2+q^2}\)가 됩니다. 이때의 역률이
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}} \]
입니다. 즉 최대 전압변동률 = %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\)이고, 그 조건이 \(\cos\theta=p/\sqrt{p^2+q^2}\).
③ 조건 대입
최대가 되는 역률이 0.6이라 했으므로
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6 \]
\(p=3\)을 넣으면
\[ \frac{3}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6\ \Rightarrow\ \sqrt{p^2+q^2}=\frac{3}{0.6}=5 \]
④ 최대 전압변동률
\[ \varepsilon_{max}=\sqrt{p^2+q^2}=\boxed{5\,[\%]} \]
(참고로 \(q\)도 구할 수 있습니다: \(\sqrt{9+q^2}=5\Rightarrow q^2=16\Rightarrow q=4\).)
한 줄 요약 — 최대 전압변동률은 곧 %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\). ‘역률 1 → \(p\)’로 \(p\)를 얻고, ‘최대역률 0.6 → \(p/\sqrt{p^2+q^2}=0.6\)’으로 \(\sqrt{p^2+q^2}\)를 바로 구하면 끝.
· “역률 1일 때 변동률이 3%” → \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\). 즉 %저항강하 \(p=3\)입니다.
· “역률 0.6에서 변동률이 최대” → 최대가 되는 역률이 0.6이라는 힌트로, 여기서 \(q\)를 알아냅니다.
① 전압변동률 공식
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta \]
\(p\)=%저항강하, \(q\)=%리액턴스강하, \(\theta\)=부하 역률각.
② 언제 최대가 되나? (핵심 개념)
\(p,q\)는 변압기가 정해지면 고정이고, 변하는 건 부하의 역률각 \(\theta\)뿐입니다. \(p\cos\theta+q\sin\theta\)는 삼각함수의 합성으로
\[ \varepsilon=\sqrt{p^2+q^2}\,\sin(\theta+\alpha) \]
형태라서, \(\sin(\cdot)=1\)일 때 최댓값 \(\sqrt{p^2+q^2}\)가 됩니다. 이때의 역률이
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}} \]
입니다. 즉 최대 전압변동률 = %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\)이고, 그 조건이 \(\cos\theta=p/\sqrt{p^2+q^2}\).
③ 조건 대입
최대가 되는 역률이 0.6이라 했으므로
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6 \]
\(p=3\)을 넣으면
\[ \frac{3}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6\ \Rightarrow\ \sqrt{p^2+q^2}=\frac{3}{0.6}=5 \]
④ 최대 전압변동률
\[ \varepsilon_{max}=\sqrt{p^2+q^2}=\boxed{5\,[\%]} \]
(참고로 \(q\)도 구할 수 있습니다: \(\sqrt{9+q^2}=5\Rightarrow q^2=16\Rightarrow q=4\).)
한 줄 요약 — 최대 전압변동률은 곧 %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\). ‘역률 1 → \(p\)’로 \(p\)를 얻고, ‘최대역률 0.6 → \(p/\sqrt{p^2+q^2}=0.6\)’으로 \(\sqrt{p^2+q^2}\)를 바로 구하면 끝.
Q565
변압기
단권변압기
📄 2014.5 기출
✎ 유사
단권변압기(1차 V₁, 2차 V₂, V₁>V₂)를 Y결선할 때 등가용량과 부하용량의 비는?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
Q566
동기발전기
여자 조정
📄 2014.5 기출
✎ 유사
병렬운전 중 A발전기의 여자를 B보다 강하게 하면 B발전기는?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
A가 과여자되면 무효순환전류로 B는 진상 무효전류를 받습니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
A가 과여자되면 무효순환전류로 B는 진상 무효전류를 받습니다.
Q567
직류기
기전력식
📄 2014.5 기출
✎ 유사
단상 직권 정류자 전동기의 유기기전력식에서 자속과 관련된 인자는?
💡 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
기전력 \(E=\dfrac{pZ\phi_m N}{60a}\) 형태로 자극수·도체수·병렬회로수·자속이 관여합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기전력 \(E=\dfrac{pZ\phi_m N}{60a}\) 형태로 자극수·도체수·병렬회로수·자속이 관여합니다.
Q568
특수기기
고주파발전기
📄 2014.5 기출
수백~20000Hz 고주파 발전기에 쓰이는 회전자형은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
고주파 발전기는 회전자에 권선이 없는 유도자형.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
고주파 발전기는 회전자에 권선이 없는 유도자형.
Q569
동기전동기
위상특성곡선
📄 2014.5 기출
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
계자전류 \(I_f\)를 바꾸며 전기자전류 \(I_a\)를 측정해 그린 곡선입니다. 가로축 \(I_f\)(계자전류), 세로축 \(I_a\)(전기자전류)이며 V자(아래로 볼록) 모양입니다(그림).
해석
• 최저점 — 역률 1일 때 전기자전류가 최소.
• 왼쪽(부족여자) — 지상 역률(리액터처럼 작용).
• 오른쪽(과여자) — 진상 역률(콘덴서처럼 작용).
※ 계자전류(여자)만 조정해 역률을 진상↔지상으로 바꿀 수 있어, 동기전동기를 동기조상기(위상·역률 조정)로 활용합니다. 부하가 커지면 곡선 전체가 위로 올라갑니다.
계자전류 \(I_f\)를 바꾸며 전기자전류 \(I_a\)를 측정해 그린 곡선입니다. 가로축 \(I_f\)(계자전류), 세로축 \(I_a\)(전기자전류)이며 V자(아래로 볼록) 모양입니다(그림).
해석
• 최저점 — 역률 1일 때 전기자전류가 최소.
• 왼쪽(부족여자) — 지상 역률(리액터처럼 작용).
• 오른쪽(과여자) — 진상 역률(콘덴서처럼 작용).
※ 계자전류(여자)만 조정해 역률을 진상↔지상으로 바꿀 수 있어, 동기전동기를 동기조상기(위상·역률 조정)로 활용합니다. 부하가 커지면 곡선 전체가 위로 올라갑니다.
Q570
직류기
정류
📄 2014.5 기출
직류기의 정류작용에 관한 설명으로 <u>틀린</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.
Q571
변압기
최대효율
📄 2014.5 기출
✎ 유사
무유도 전부하 효율 96%, 전압변동률 3%인 변압기의 최대효율은 약 몇 %인가?
💡 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
최대효율은 철손=동손 지점으로 전부하 효율보다 약간 높은 값(≈96%대)입니다.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
최대효율은 철손=동손 지점으로 전부하 효율보다 약간 높은 값(≈96%대)입니다.
Q572
동기전동기
V곡선 그림
📄 2014.5 기출
✎ 유사
동기전동기 위상특성곡선을 옳게 나타낸 것은? (P 출력, If 계자, Ia 전기자)
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
출력(부하) P를 일정하게 둔 채 계자전류 \(I_f\)(여자)를 바꾸며 전기자전류 \(I_a\)를 측정한 곡선입니다.
→ 가로축 \(I_f\), 세로축 \(I_a\), 모양은 V자(아래로 볼록).
왜 V자인가
• 부족여자(\(I_f\) 작음): 지상 역률 → \(I_a\) 큼 (왼쪽 위)
• 적정 여자: 역률 1 → \(I_a\) 최소 (V자 최저점)
• 과여자(\(I_f\) 큼): 진상 역률 → \(I_a\) 다시 큼 (오른쪽 위)
여자가 너무 적거나 많으면 무효분 전류 때문에 \(I_a\)가 커지고, 역률 1 부근에서 최소가 되어 V자를 이룹니다.
보기 판별
• ① \(I_f\)–\(I_a\) (정답): V곡선의 정의.
• ②③④ \(I_f\)–P, \(I_a\)–P, \(\cos\theta\)–P: V곡선은 P를 일정하게 둔 조건에서 그리므로 P를 축으로 삼지 않으며, 직선도 아닙니다.
※ 부하 P가 커지면 V곡선 전체가 위로 올라갑니다. 여자만 조정해 역률을 진상↔지상으로 바꿀 수 있어 동기조상기로 활용합니다.
출력(부하) P를 일정하게 둔 채 계자전류 \(I_f\)(여자)를 바꾸며 전기자전류 \(I_a\)를 측정한 곡선입니다.
→ 가로축 \(I_f\), 세로축 \(I_a\), 모양은 V자(아래로 볼록).
왜 V자인가
• 부족여자(\(I_f\) 작음): 지상 역률 → \(I_a\) 큼 (왼쪽 위)
• 적정 여자: 역률 1 → \(I_a\) 최소 (V자 최저점)
• 과여자(\(I_f\) 큼): 진상 역률 → \(I_a\) 다시 큼 (오른쪽 위)
여자가 너무 적거나 많으면 무효분 전류 때문에 \(I_a\)가 커지고, 역률 1 부근에서 최소가 되어 V자를 이룹니다.
보기 판별
• ① \(I_f\)–\(I_a\) (정답): V곡선의 정의.
• ②③④ \(I_f\)–P, \(I_a\)–P, \(\cos\theta\)–P: V곡선은 P를 일정하게 둔 조건에서 그리므로 P를 축으로 삼지 않으며, 직선도 아닙니다.
※ 부하 P가 커지면 V곡선 전체가 위로 올라갑니다. 여자만 조정해 역률을 진상↔지상으로 바꿀 수 있어 동기조상기로 활용합니다.
Q573
변압기
유도전압조정기
📄 2014.5 기출
단상 유도전압조정기 2차전압 100±30V, 직렬권선 전류 6A일 때 정격용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
\(P=E_2\times I=30\times6=180\,\text{VA}=0.18\,\text{kVA}\)(조정전압×전류).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
\(P=E_2\times I=30\times6=180\,\text{VA}=0.18\,\text{kVA}\)(조정전압×전류).
Q574
유도전동기
게르게스
📄 2014.5 기출
유도전동기에 게르게스 현상이 생기는 슬립은 대략 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
게르게스 현상은 슬립 0.5 부근에서 발생(권선형 2차 단선).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
게르게스 현상은 슬립 0.5 부근에서 발생(권선형 2차 단선).
Q575
특수기기
타코미터
📄 2014.5 기출
AC 타코미터의 제어권선 전압 e(t)와 회전각 θ의 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
타코미터 출력은 각속도에 비례 \(e\propto\dfrac{d\theta}{dt}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
타코미터 출력은 각속도에 비례 \(e\propto\dfrac{d\theta}{dt}\).
Q576
유도전동기
슬립 관계
📄 2014.5 기출
3상 유도전동기가 슬립 s로 회전할 때 2차 유기전압과 2차 주파수는?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
회전 시 \(E_{2s}=sE_2\), \(f_{2s}=sf_2\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
회전 시 \(E_{2s}=sE_2\), \(f_{2s}=sf_2\).
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
\(E\propto N\): \(150\times\frac{1000}{600}=250\,\text{V}\).
Q578
정자계
무한솔레노이드
📄 2014.5 기출
무한장 솔레노이드 외부 자계에 대한 설명으로 옳은 것은? (기기 응용)
💡 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
무한장 솔레노이드 외부 자계는 0.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
무한장 솔레노이드 외부 자계는 0.
Q579
변압기
결선
📄 2014.5 기출
변압기 결선방식에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
V-V결선의 이용률은 86.6%이며 100%가 아닙니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
V-V결선의 이용률은 86.6%이며 100%가 아닙니다.
Q580
전력변환
평활회로
📄 2014.3 기출
정류회로에서 평활회로를 사용하는 이유는?
💡 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
평활회로(LC)는 맥동률을 줄여 직류에 가깝게 합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
평활회로(LC)는 맥동률을 줄여 직류에 가깝게 합니다.
Q581
계측
변류기
📄 2014.3 기출
✎ 유사
60/5A 변류기 2대를 접속했더니 전류계가 2.5A를 지시할 때 1차 전류는? (교차 접속)
💡 해설 보기
변류기(CT)
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
교차 접속 시 전류계는 선전류의 √3배 관계로, 1차 선전류 ≈ \(2.5\times\frac{60}{5}\times\sqrt3\approx52\,\text{A}\).
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
교차 접속 시 전류계는 선전류의 √3배 관계로, 1차 선전류 ≈ \(2.5\times\frac{60}{5}\times\sqrt3\approx52\,\text{A}\).
Q582
변압기
권수비
📄 2014.3 기출
✎ 유사
1차 권수 1500 변압기 2차에 16Ω을 접속하니 1차 환산 8kΩ이 될 때 2차 권수는?
💡 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
\(a^2=\frac{8000}{16}=500,\ a\approx22.4\), \(N_2=\frac{1500}{22.4}\approx67\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(a^2=\frac{8000}{16}=500,\ a\approx22.4\), \(N_2=\frac{1500}{22.4}\approx67\).
Q583
변압기
와전류손
📄 2014.3 기출
와전류손에 대한 설명으로 옳은 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
\(P_e\propto(f B_m t)^2\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(P_e\propto(f B_m t)^2\).
Q584
특수기기
스텝모터
📄 2014.3 기출
스텝 모터에 대한 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
회전속도는 펄스 주파수에 비례합니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
회전속도는 펄스 주파수에 비례합니다.
Q585
변압기
단권변압기
📄 2014.3 기출
단권변압기의 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 1·2차가 전기적으로 연결되어 절연이 분리되지 않습니다.
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 1·2차가 전기적으로 연결되어 절연이 분리되지 않습니다.
Q586
유도전동기
기동법
📄 2014.3 기출
권선형 유도전동기의 기동법에 대한 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
권선형은 2차 저항 기동이 주이며 Y-Δ만 가능한 것이 아닙니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
권선형은 2차 저항 기동이 주이며 Y-Δ만 가능한 것이 아닙니다.
Q587
전력변환
다이오드
📄 2014.3 기출
다이오드를 여러 개 직렬로 연결하면?
💡 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
직렬 연결은 역전압 분담으로 내압(내전압)을 높입니다.
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
직렬 연결은 역전압 분담으로 내압(내전압)을 높입니다.
Q588
유도전동기
슬립 음수
📄 2014.3 기출
3상 유도전동기 슬립 s<0인 경우에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
s<0은 동기속도 초과로 유도발전기로 동작합니다(전동기 아님).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
s<0은 동기속도 초과로 유도발전기로 동작합니다(전동기 아님).
Q589
동기발전기
국내 발전기
📄 2014.3 기출
우리나라 발전소에서 3상 교류를 발생하는 발전기는?
💡 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
대용량 발전은 회전계자형 3상 동기발전기.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
대용량 발전은 회전계자형 3상 동기발전기.
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 \(=50\times2=100V\), \(E=V+I_aR_a=100+2\times3=106\,\text{V}\).
Q591
변압기
V결선
📄 2014.3 기출
Δ결선 변압기 1대가 고장 나 V결선으로 공급할 때 고장 전 대비 출력비는 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 출력비 \(=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx57.7\%\)(Δ 대비).
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 출력비 \(=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx57.7\%\)(Δ 대비).
Q592
직류전동기
속도변동률
📄 2014.3 기출
다음 직류전동기 중 속도변동률이 가장 큰 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
직권전동기의 속도변동률이 가장 큽니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직권전동기의 속도변동률이 가장 큽니다.
Q593
동기전동기
제동권선
📄 2014.3 기출
동기전동기에 설치된 제동권선의 효과는?
💡 해설 보기
제동권선
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선은 난조 방지·기동토크 역할을 합니다.
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선은 난조 방지·기동토크 역할을 합니다.
Q594
동기전동기
V곡선
📄 2014.3 기출
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)에서 무부하 곡선은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
무부하 V곡선은 부하 곡선보다 아래쪽(전기자전류가 작음)에 위치.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
무부하 V곡선은 부하 곡선보다 아래쪽(전기자전류가 작음)에 위치.
Q595
직류전동기
회전수
📄 2014.3 기출
직류 분권전동기의 회전수 N은? (전압 V, 전기자전류 Ia, 전기자저항 Ra, 자속 φ)
💡 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
\(N=k\dfrac{V-I_aR_a}{\phi}\).
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
\(N=k\dfrac{V-I_aR_a}{\phi}\).
Q596
유도전동기
토크-전압
📄 2014.3 기출
3상 유도전동기에서 회전력(토크)과 단자전압의 관계는?
💡 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
토크는 단자전압의 제곱에 비례.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
토크는 단자전압의 제곱에 비례.
Q597
직류전동기
역기전력
📄 2014.3 기출
220V, 10A, 전기자저항 1Ω, 1800rpm 직류전동기의 역기전력은 몇 V인가?
💡 해설 보기
역기전력
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
\(E=V-I_aR_a=220-10\times1=210\,\text{V}\).
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
\(E=V-I_aR_a=220-10\times1=210\,\text{V}\).
Q598
특수기기
중간변압기
📄 2014.3 기출
3상 직권 정류자전동기에서 중간변압기를 사용하는 주된 이유는?
💡 해설 보기
중간변압기(회전변류기·수은정류기 등)
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기로 실효 권수비를 조정해 특성(전압·속도)을 조절합니다.
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기로 실효 권수비를 조정해 특성(전압·속도)을 조절합니다.
Q599
동기조상기
과여자
📄 2014.3 기출
동기조상기를 과여자로 운전할 때에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자는 진상(콘덴서)으로 동작하며 지상 무효전력을 공급하지 않습니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자는 진상(콘덴서)으로 동작하며 지상 무효전력을 공급하지 않습니다.
Q600
유도전동기
슬립
📄 2013.8 기출
7.5kW 3상 유도전동기의 전부하 2차 저항손이 200W일 때 슬립은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(s=\dfrac{P_{c2}}{P_2}=\dfrac{P_{c2}}{P_{out}+P_{c2}}=\dfrac{200}{7500+200}\approx2.6\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(s=\dfrac{P_{c2}}{P_2}=\dfrac{P_{c2}}{P_{out}+P_{c2}}=\dfrac{200}{7500+200}\approx2.6\%\).
Q601
유도전동기
비례추이
📄 2013.8 기출
비례추이를 이용하는 전동기는?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
2차 저항을 조정하는 권선형 유도전동기가 비례추이를 이용합니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
2차 저항을 조정하는 권선형 유도전동기가 비례추이를 이용합니다.
Q602
유도전동기
안정운전
📄 2013.8 기출
유도전동기 안정 운전 조건은? (전동기토크 Tm, 부하토크 TL, 회전수 n)
💡 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
교차점에서 \(\dfrac{dT_m}{dn}\lt \dfrac{dT_L}{dn}\)이면 안정 운전.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
교차점에서 \(\dfrac{dT_m}{dn}\lt \dfrac{dT_L}{dn}\)이면 안정 운전.
Q603
정전계
평판 응용
📄 2013.8 기출
✎ 유사
500mm 정사각 평판 콘덴서에 유전율 다른 두 유전체가 극판에 평행하게 층을 이루면 합성용량은?
💡 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
극판에 평행한 층이면 직렬 합성으로 계산합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
극판에 평행한 층이면 직렬 합성으로 계산합니다.
Q604
직류기
토크식
📄 2013.8 기출
기계적 출력 P[kW], 회전수 N[rpm]인 전동기의 토크는 몇 kg·m인가?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(T=974\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}]\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(T=974\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}]\).
Q605
정전계
동심구 응용
📄 2013.8 기출
✎ 유사
반지름 a 도체구1과 내반b·외반c 도체구2의 동심 콘덴서 정전용량 계산 방법은?
💡 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
동심 구 콘덴서는 내부·외부 정전용량의 직렬 합성으로 구합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동심 구 콘덴서는 내부·외부 정전용량의 직렬 합성으로 구합니다.
Q606
특수기기
중간변압기
📄 2013.8 기출
3상 직권 정류자전동기에 중간변압기를 쓰는 이유로 적당하지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
중간변압기(회전변류기·수은정류기 등)
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기의 목적에 '역률 0'은 해당하지 않습니다.
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기의 목적에 '역률 0'은 해당하지 않습니다.
Q607
전력변환
역첨두전압
📄 2013.8 기출
단상 반파 정류회로의 직류전압이 220V일 때 정류기의 역방향 첨두전압(PIV)은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
역첨두전압(PIV)
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
반파: \(V_{dc}=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}\Rightarrow PIV=\sqrt2 E=\pi V_{dc}=3.14\times220\approx691\,\text{V}\).
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
반파: \(V_{dc}=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}\Rightarrow PIV=\sqrt2 E=\pi V_{dc}=3.14\times220\approx691\,\text{V}\).
Q608
동기발전기
분포권계수
📄 2013.8 기출
3상 동기발전기 매극매상 슬롯수가 3일 때 분포권계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수 \(k_d\)란?
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
Q609
동기전동기
난조
📄 2013.8 기출
난조(hunting) 현상의 원인이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
난조(hunting)
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
제동권선은 난조를 방지합니다.
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
제동권선은 난조를 방지합니다.
Q610
직류전동기
직권 토크
📄 2013.8 기출
직류 직권전동기의 발생토크는? (자기회로 불포화, 부하전류 작음)
💡 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
직권(불포화): \(\phi\propto I_a\), \(T\propto\phi I_a\propto I_a^2\).
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
직권(불포화): \(\phi\propto I_a\), \(T\propto\phi I_a\propto I_a^2\).
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, \(E=V+I_aR_a=120+6=126\,\text{V}\).
Q612
변압기
위상변위
📄 2013.8 기출
1차 Y, 2차 Δ 결선 변압기의 1·2차 전압 위상차는?
💡 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
Y-Δ 결선의 위상변위는 30°.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
Y-Δ 결선의 위상변위는 30°.
Q613
전력변환
전력변환기기
📄 2013.8 기출
다음 중 전력변환 기기가 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
유도전압조정기는 전압조정용으로 전력변환 기기가 아닙니다.
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
유도전압조정기는 전압조정용으로 전력변환 기기가 아닙니다.
Q614
변압기
단권 자기용량
📄 2013.8 기출
✎ 유사
단상 단권변압기 3대를 Y결선하여 3000V를 3300V로 승압할 때 자기용량/부하용량 비는?
💡 해설 보기
단권변압기
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
단권 승압 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{300}{3300}=\dfrac{1}{11}\)이나 Y결선 3상 반영 시 약 1/3 수준으로 계산.
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
단권 승압 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{300}{3300}=\dfrac{1}{11}\)이나 Y결선 3상 반영 시 약 1/3 수준으로 계산.
Q615
유도전동기
권선계수
📄 2013.8 기출
✎ 유사
4극 3상, 총 슬롯 48, 코일간격이 극간격의 75%인 유도전동기의 특징은?
💡 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
코일간격 75%(단절권)+분포권 → 고조파를 줄이지만 권선계수는 1보다 작습니다.
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
코일간격 75%(단절권)+분포권 → 고조파를 줄이지만 권선계수는 1보다 작습니다.
Q616
동기발전기
포화곡선
📄 2013.8 기출
동기발전기의 무부하 포화곡선(V–If)의 형태는?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철심 포화로 초기 직선에서 점차 완만해지는 포화곡선.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철심 포화로 초기 직선에서 점차 완만해지는 포화곡선.
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.
Q618
직류전동기
극성 반대
📄 2013.8 기출
직류 분권전동기의 공급전압 극성을 반대로 하면 회전방향은?
💡 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
계자·전기자 전류가 함께 반전되어 토크 방향이 같아 회전방향 불변.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
계자·전기자 전류가 함께 반전되어 토크 방향이 같아 회전방향 불변.
Q619
변압기
최대효율
📄 2013.8 기출
✎ 유사
무유도 전부하 효율 97%, 전압변동률 2%인 변압기의 최대효율은 약 몇 %인가?
💡 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
철손=동손이 되는 부하율에서 효율이 전부하보다 약간 높아져 약 97%대가 됩니다.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
철손=동손이 되는 부하율에서 효율이 전부하보다 약간 높아져 약 97%대가 됩니다.
Q620
동기발전기
분포권계수
📄 2013.6 기출
3상 동기발전기 매극매상 슬롯수가 3일 때 분포권계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수 \(k_d\)란?
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
Q621
변압기
Y-Δ 전압
📄 2013.6 기출
✎ 유사
1차 Y, 2차 Δ 결선에서 1차 선간전압 3300V를 가할 때 무부하 2차 선간전압은? (권수비 1)
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\)V, 2차 Δ 선간전압=상전압=1905V.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\)V, 2차 Δ 선간전압=상전압=1905V.
Q622
변압기
유기전압
📄 2013.6 기출
✎ 유사
권수비 6600/220, 60Hz, 철심 단면적 0.02m², 최대자속밀도 1.2Wb/m² 변압기의 1차 유기전압 계산식은?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
Q623
변압기
유도전압조정기
📄 2013.6 기출
단상 유도전압조정기에서 부하 단자전압을 연속 조정하는 원리는? (1차 V₁, 2차 유도 E₂)
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
2차 유도전압의 위상을 조정해 \(V_1\pm E_2\)로 연속 조정합니다.
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
2차 유도전압의 위상을 조정해 \(V_1\pm E_2\)로 연속 조정합니다.
Q624
변압기
퍼센트리액턴스
📄 2013.6 기출
10kVA, 2000/100V 변압기의 1차 환산 등가임피던스 6.2+j7Ω일 때 %리액턴스 강하는?
💡 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
\(I_1=5A\), \(\%X=\dfrac{I_1 X}{V_1}\times100=\dfrac{5\times7}{2000}\times100=1.75\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(I_1=5A\), \(\%X=\dfrac{I_1 X}{V_1}\times100=\dfrac{5\times7}{2000}\times100=1.75\%\).
Q625
유도전동기
비례추이
📄 2013.6 기출
전부하 슬립 4%, 2차 1상 저항 0.3Ω 권선형 유도전동기의 기동토크를 전부하토크와 같게 하는 2차 삽입저항은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\dfrac{0.3+R}{1}=\dfrac{0.3}{0.04}\Rightarrow R=7.2\,\Omega\).
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\dfrac{0.3+R}{1}=\dfrac{0.3}{0.04}\Rightarrow R=7.2\,\Omega\).
Q626
변압기
병렬 부하분담
📄 2013.6 기출
✎ 유사
용량·%임피던스가 A(5kVA, 3%), B(10kVA, 4%)인 두 단상변압기를 병렬운전할 때 부하분담 관계는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전의 부하분담
각 변압기는 자기 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례하여 부하를 분담합니다.
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{S_A/\%Z_A}{S_B/\%Z_B} \]
이 문제 대입
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{5/3}{10/4}=\frac{1.67}{2.5}\approx\frac{2}{3} \]
즉 A:B = 2:3으로 분담해, %임피던스가 작은 B가 상대적으로 더 많이 부담합니다.
주의 — %임피던스가 서로 다르면 부하분담이 용량비와 어긋나, 한쪽이 먼저 과부하가 되거나 무부하 시 순환전류가 흐릅니다. 이상적 병렬운전은 %임피던스가 같아야 합니다.
각 변압기는 자기 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례하여 부하를 분담합니다.
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{S_A/\%Z_A}{S_B/\%Z_B} \]
이 문제 대입
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{5/3}{10/4}=\frac{1.67}{2.5}\approx\frac{2}{3} \]
즉 A:B = 2:3으로 분담해, %임피던스가 작은 B가 상대적으로 더 많이 부담합니다.
주의 — %임피던스가 서로 다르면 부하분담이 용량비와 어긋나, 한쪽이 먼저 과부하가 되거나 무부하 시 순환전류가 흐릅니다. 이상적 병렬운전은 %임피던스가 같아야 합니다.
Q627
유도전동기
반발전동기
📄 2013.6 기출
브러시 위치를 이동시켜 회전방향을 역회전시킬 수 있는 단상 유도전동기는?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
반발전동기는 브러시 이동으로 방향·속도를 조정합니다.
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
반발전동기는 브러시 이동으로 방향·속도를 조정합니다.
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.
Q629
전력변환
반파 관계
📄 2013.6 기출
단상 반파 정류회로에서 실효값 E와 직류 평균값 Ed0의 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
단상 반파 \(E_{d0}=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}=0.45E\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단상 반파 \(E_{d0}=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}=0.45E\).
Q630
동기전동기
기동
📄 2013.6 기출
유도전동기로 동기전동기를 기동할 때 유도전동기의 극수는?
💡 해설 보기
유도전동기 기동법
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
슬립 때문에 2극 적은 유도전동기로 기동합니다.
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
슬립 때문에 2극 적은 유도전동기로 기동합니다.
Q631
직류전동기
정출력 제어
📄 2013.6 기출
직류전동기에서 정출력 가변속도 용도에 적합한 속도제어법은?
💡 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
계자제어는 정출력 특성으로 가변속도에 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
계자제어는 정출력 특성으로 가변속도에 적합합니다.
Q632
직류전동기
직권 특성
📄 2013.6 기출
속도·토크 특성곡선이 부하에 따라 크게 변하는 전동기는?
💡 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
직권전동기는 부하에 따라 속도·토크가 크게 변합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
직권전동기는 부하에 따라 속도·토크가 크게 변합니다.
Q633
전력변환
사이클로컨버터
📄 2013.6 기출
사이클로컨버터(cyclo converter)란?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
사이클로컨버터는 교류를 다른 주파수의 교류로 직접 변환합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
사이클로컨버터는 교류를 다른 주파수의 교류로 직접 변환합니다.
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.
Q635
유도전동기
기동법
📄 2013.6 기출
3상 권선형 유도전동기의 기동법은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
권선형은 2차 저항 기동(비례추이).
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
권선형은 2차 저항 기동(비례추이).
Q636
동기발전기
단자전압
📄 2013.6 기출
✎ 유사
동기리액턴스 Xs=10Ω, ra=0.1Ω인 Y결선 3상 동기발전기의 1상 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
단자전압 \(V=E-I(r_a+jX_s)\)의 벡터관계로 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
단자전압 \(V=E-I(r_a+jX_s)\)의 벡터관계로 구합니다.
Q637
전동기
결선도
📄 2013.6 기출
✎ 유사
1차측 결선도로 판별하는 전동기의 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
1차 권선 결선도로 상수·극수·기동방식을 판별합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
1차 권선 결선도로 상수·극수·기동방식을 판별합니다.
Q638
직류전동기
전차용
📄 2013.6 기출
직류 직권전동기가 전차용에 사용되는 이유는?
💡 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
직권은 기동토크가 크고 부하 증가 시 속도가 낮아져 전차용에 적합.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직권은 기동토크가 크고 부하 증가 시 속도가 낮아져 전차용에 적합.
Q639
동기발전기
동기임피던스
📄 2013.6 기출
10000kVA, 6000V, 24극, 단락비 1.2인 3상 동기발전기의 동기임피던스는 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(Z_{base}=\dfrac{V^2}{P}=\dfrac{6000^2}{10^7}=3.6\,\Omega\), \(Z_s=\dfrac{Z_{base}}{K_s}=\dfrac{3.6}{1.2}=3\,\Omega\).
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(Z_{base}=\dfrac{V^2}{P}=\dfrac{6000^2}{10^7}=3.6\,\Omega\), \(Z_s=\dfrac{Z_{base}}{K_s}=\dfrac{3.6}{1.2}=3\,\Omega\).
Q640
유도전동기
농형 특성
📄 2013.3 기출
권선형 대비 농형 유도전동기의 특성이 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Q641
전동기
역률
📄 2013.3 기출
다음 중 역률이 가장 좋은 전동기는?
💡 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
동기전동기는 역률 1(또는 진상) 운전이 가능.
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
동기전동기는 역률 1(또는 진상) 운전이 가능.
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
\(e_c=\dfrac{E\cdot p}{K}=\dfrac{230\times4}{162}\approx5.68\,\text{V}\).
Q643
변압기
극성
📄 2013.3 기출
3150/210V 단상변압기 고압측에 100V를 가할 때 가극성·감극성 전압계 지시는 각각 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 15, 2차 \(=100/15=6.67\)V. 가극성 \(=106.7\)V, 감극성 \(=93.3\)V.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 15, 2차 \(=100/15=6.67\)V. 가극성 \(=106.7\)V, 감극성 \(=93.3\)V.
Q644
유도전동기
최대토크
📄 2013.3 기출
3상 유도전동기의 2차 저항을 2배로 하면 최대 토크는?
💡 해설 보기
유도전동기 최대토크
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관하여 변하지 않습니다(슬립만 이동).
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관하여 변하지 않습니다(슬립만 이동).
Q645
동기발전기
부하각
📄 2013.3 기출
원통형(비철극) 동기발전기가 최대 출력을 내는 부하각 δ는?
💡 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
비철극기 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\), \(\delta=90°\)에서 최대.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
비철극기 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\), \(\delta=90°\)에서 최대.
Q646
변압기
Δ-Y 응용
📄 2013.3 기출
✎ 유사
6600/210V 단상변압기 3대를 Δ-Y 결선하여 1상 18kW 전열기 전원으로 쓸 때의 특성 계산은?
💡 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
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영해 전열기 전력·전류를 계산합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영해 전열기 전력·전류를 계산합니다.
Q647
특수기기
스테핑모터
📄 2013.3 기출
스테핑 모터의 속도-토크 특성 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스테핑 모터 속도는 펄스 주파수에 비례합니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스테핑 모터 속도는 펄스 주파수에 비례합니다.
Q648
유도전동기
농형 속도제어
📄 2013.3 기출
농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도제어법은?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 주파수·전압 제어.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 주파수·전압 제어.
Q649
변압기
단자전압
📄 2013.3 기출
단상변압기 전부하 2차전압 115V, 전압변동률 2%일 때 무부하 2차전압은?
💡 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
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=115\times1.02\approx117.3\,\text{V}\).
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
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=115\times1.02\approx117.3\,\text{V}\).
Q650
유도전동기
고조파
📄 2013.3 기출
제9차 고조파에 의한 기자력의 회전방향·속도는 기본파와 비교하면?
💡 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
9차(=3의 배수)는 영상분으로 회전자계를 만들지 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
9차(=3의 배수)는 영상분으로 회전자계를 만들지 않습니다.
Q651
유도전동기
콘덴서 기동
📄 2013.3 기출
단상 유도전동기 중 콘덴서 기동형의 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
콘덴서 기동형은 기동토크·역률이 우수합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
콘덴서 기동형은 기동토크·역률이 우수합니다.
Q652
변압기
전압변동률
📄 2013.3 기출
✎ 유사
역률 80% 지상에서 변동률 4%, 역률 100%에서 변동률 3%인 변압기의 %저항강하·%리액턴스강하 관계는?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률 — %저항강하 p, %리액턴스강하 q
전압변동률은 부하 역률각 \(\theta\)에 대해:
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \](\(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하)
① 역률 100% (\(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\))
\[ \varepsilon=p\cdot1+q\cdot0=p=3\ \Rightarrow\ \boxed{p=3} \]② 역률 80% 지상 (\(\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6\))
\[ \varepsilon=p\cdot0.8+q\cdot0.6=4 \]\[ 3\times0.8+0.6q=4\ \Rightarrow\ 2.4+0.6q=4\ \Rightarrow\ q=\frac{1.6}{0.6}\approx2.67 \]∴ p=3, q=\(\dfrac{8}{3}\approx2.67\) → 정답 ① (p=3, q≈2.67).
※ 핵심: 역률 1일 때 변동률 = %저항강하 p이므로 p를 바로 얻고, 다른 역률의 변동률 식에 대입해 q를 구합니다. 참고로 최대 변동률 \(=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{3^2+2.67^2}\approx4.0\%\)(=%임피던스강하).
오답: ② p=4·③ q=3·④ p=q 는 위 계산과 맞지 않습니다.
전압변동률은 부하 역률각 \(\theta\)에 대해:
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \](\(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하)
① 역률 100% (\(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\))
\[ \varepsilon=p\cdot1+q\cdot0=p=3\ \Rightarrow\ \boxed{p=3} \]② 역률 80% 지상 (\(\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6\))
\[ \varepsilon=p\cdot0.8+q\cdot0.6=4 \]\[ 3\times0.8+0.6q=4\ \Rightarrow\ 2.4+0.6q=4\ \Rightarrow\ q=\frac{1.6}{0.6}\approx2.67 \]∴ p=3, q=\(\dfrac{8}{3}\approx2.67\) → 정답 ① (p=3, q≈2.67).
※ 핵심: 역률 1일 때 변동률 = %저항강하 p이므로 p를 바로 얻고, 다른 역률의 변동률 식에 대입해 q를 구합니다. 참고로 최대 변동률 \(=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{3^2+2.67^2}\approx4.0\%\)(=%임피던스강하).
오답: ② p=4·③ q=3·④ p=q 는 위 계산과 맞지 않습니다.
Q653
직류전동기
기동
📄 2013.3 기출
정격 120V, 40A, 전기자저항 0.15Ω 직류발전기를 전동기로 쓸 때의 역기전력은?
💡 해설 보기
유도전동기 기동법
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
전동기 \(E=V-I_aR_a=120-40\times0.15=114\,\text{V}\).
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
전동기 \(E=V-I_aR_a=120-40\times0.15=114\,\text{V}\).
Q654
동기발전기
권선법
📄 2013.3 기출
동기기 권선법 중 기전력 파형을 좋게 하는 것은?
💡 해설 보기
전기자 권선법
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
분포권·단절권이 고조파를 줄여 파형을 개선합니다.
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
분포권·단절권이 고조파를 줄여 파형을 개선합니다.
Q655
변압기
절연유
📄 2013.3 기출
변압기 절연유가 갖추어야 할 성질이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
Q656
동기전동기
전기자반작용
📄 2013.3 기출
동기전동기의 전기자 반작용에 대한 설명으로 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
동기전동기에서 진상전류는 증자, 지상전류는 감자(발전기와 반대).
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
동기전동기에서 진상전류는 증자, 지상전류는 감자(발전기와 반대).
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.
Q658
전력변환
다상 정류
📄 2013.3 기출
정류회로에서 상(phase)의 수를 크게 하면?
💡 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
상수가 많으면 맥동률이 줄고 효율이 향상됩니다.
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
상수가 많으면 맥동률이 줄고 효율이 향상됩니다.
Q659
동기조상기
자기여자
📄 2013.3 기출
무부하 장거리 송전선에 발전기를 접속할 때 자기여자를 방지하려면 동기조상기를?
💡 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
자기여자 방지는 부족여자(지상) 운전으로 진상전류를 흡수합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
자기여자 방지는 부족여자(지상) 운전으로 진상전류를 흡수합니다.
Q660
변압기
V결선 이용률
📄 2012.8 기출
변압기 2대로 V결선하여 3상 변압할 때 이용률은 몇 %인가?
💡 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
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx86.6\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx86.6\%\).
Q661
유도전동기
회전방향
📄 2012.8 기출
3상 유도전동기의 회전방향과 회전자계의 회전방향 관계는?
💡 해설 보기
회전방향
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전자는 회전자계와 같은 방향으로 회전합니다.
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전자는 회전자계와 같은 방향으로 회전합니다.
Q662
유도전동기
최대토크
📄 2012.8 기출
3상 유도전동기의 2차 저항을 2배로 하면 최대토크는 몇 배가 되는가?
💡 해설 보기
유도전동기 최대토크
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관 → 변하지 않음(비례추이).
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관 → 변하지 않음(비례추이).
Q663
동기발전기
돌극형
📄 2012.8 기출
돌극형 동기발전기의 특성이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
공극이 일정한 것은 비돌극(원통형)입니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
공극이 일정한 것은 비돌극(원통형)입니다.
Q664
특수기기
DC서보
📄 2012.8 기출
DC 서보모터의 제어 기능에 속하지 <u>않는</u> 것은?
💡 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
DC 서보는 위치·속도·토크 제어용이며 주파수 변환은 해당하지 않습니다.
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
DC 서보는 위치·속도·토크 제어용이며 주파수 변환은 해당하지 않습니다.
Q665
동기발전기
주변속도
📄 2012.8 기출
동기발전기 회전자 둘레를 2배로 하면 주변속도는 몇 배가 되는가?
💡 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
회전수 일정 시 주변속도 \(\propto\) 둘레 → 2배.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
회전수 일정 시 주변속도 \(\propto\) 둘레 → 2배.
Q666
전력변환
SCR
📄 2012.8 기출
실리콘 정류소자(SCR)와 관계가 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 스위칭 소자로 증폭작용이 없습니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
SCR은 스위칭 소자로 증폭작용이 없습니다.
Q667
전력변환
3상 전파
📄 2012.8 기출
✎ 유사
Y결선 2차에 다이오드 6개로 3상 전파 정류할 때 직류전압 Ed는?
💡 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
3상 전파(6펄스) \(E_d=1.35\,V_{선간}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상 전파(6펄스) \(E_d=1.35\,V_{선간}\).
Q668
변압기
스코트
📄 2012.8 기출
권수가 같은 단상변압기 2대로 3상→2상 변환(스코트결선)할 때 T좌 변압기의 권수는 주좌의 몇 배인가?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Q669
유도전동기
Y-Δ 기동
📄 2012.8 기출
Y-Δ 기동에서 1차 각 상에 정격의 1/√3 전압이 걸릴 때 기동전류는 전전압 대비 몇 배인가?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
Y-Δ 기동전류는 전전압의 1/3.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
Y-Δ 기동전류는 전전압의 1/3.
Q670
동기발전기
동기임피던스
📄 2012.8 기출
단락비 1.2인 수차 발전기의 %동기임피던스는 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(\%Z_s=\dfrac{1}{K_s}\times100=\dfrac{1}{1.2}\times100\approx83.3\%\).
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(\%Z_s=\dfrac{1}{K_s}\times100=\dfrac{1}{1.2}\times100\approx83.3\%\).
Q671
변압기
최대효율
📄 2012.8 기출
200kVA 변압기(철손 1.6kW, 전부하 동손 3.2kW)의 최대효율이 되는 부하율은?
💡 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
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1.6}{3.2}}\approx0.71\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1.6}{3.2}}\approx0.71\).
Q672
유도전동기
2차 전압
📄 2012.8 기출
권선형 유도전동기 전부하 슬립 4%, 2차 정격(정지)전압 150V일 때 운전 중 2차 유도기전력은 몇 V인가?
💡 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
\(E_{2s}=sE_2=0.04\times150=6\,\text{V}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(E_{2s}=sE_2=0.04\times150=6\,\text{V}\).
Q673
유도전동기
비례추이
📄 2012.8 기출
3상 유도전동기 특성에서 비례추이 <u>하지 않는</u> 것은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
토크·전류·역률은 비례추이하지만 출력·효율·2차 동손은 하지 않습니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
토크·전류·역률은 비례추이하지만 출력·효율·2차 동손은 하지 않습니다.
Q674
직류전동기
직권 속도
📄 2012.8 기출
✎ 유사
단자전압 220V, 전기자전류 30A에서 500rpm인 직권전동기의 전기자전류가 변하면 속도는?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
직권전동기는 부하(전류) 증가 시 속도 감소.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
직권전동기는 부하(전류) 증가 시 속도 감소.
Q675
유도전동기
기동법
📄 2012.8 기출
3상 권선형 유도전동기의 기동법은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
권선형은 2차 저항 기동.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
권선형은 2차 저항 기동.
Q676
동기발전기
단절권
📄 2012.8 기출
동기발전기 단절권의 특징이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권은 유기기전력이 전절권보다 작아집니다(단절계수<1).
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권은 유기기전력이 전절권보다 작아집니다(단절계수<1).
Q677
변압기
자화전류
📄 2012.8 기출
1차 2200V, 무부하전류 0.088A, 철손 110W 변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
Q678
특수기기
보상권선
📄 2012.8 기출
단상 직권 정류자전동기의 보상권선 효과로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용을 상쇄할 뿐 계자자속을 증대시키지 않습니다.
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용을 상쇄할 뿐 계자자속을 증대시키지 않습니다.
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.
Q680
동기발전기
용어
📄 2012.5 기출
✎ 유사
동기발전기에서 ( )은 회전자 위치와 무관하게 일정한 크기의 회전자계를 만든다 — 빈칸은?
💡 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
3상 평형전류가 일정 크기의 회전자계를 만듭니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상 평형전류가 일정 크기의 회전자계를 만듭니다.
Q681
직류기
전기자반작용
📄 2012.5 기출
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
전기자 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
전기자 반작용은 자속을 감소시켜 기전력을 감소시킵니다.
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.
Q683
유도전동기
최대토크
📄 2012.5 기출
유도전동기의 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크는 몇 배인가?
💡 해설 보기
유도전동기 최대토크
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관 → 변하지 않음(슬립만 이동).
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관 → 변하지 않음(슬립만 이동).
Q684
전력변환
래칭전류
📄 2012.5 기출
사이리스터의 래칭 전류(latching current)에 대한 설명으로 옳은 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
래칭전류는 턴온 직후 도통을 유지하기 위한 최소 순전류.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
래칭전류는 턴온 직후 도통을 유지하기 위한 최소 순전류.
Q685
변압기
규소함유
📄 2012.5 기출
변압기 성층철심 강판의 규소 함유량은 대략 몇 %인가?
💡 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 규소강판의 규소 함유량은 약 3~4%.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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 규소강판의 규소 함유량은 약 3~4%.
Q686
변압기
전등부하 입력
📄 2012.5 기출
1차 3300V, 권수비 30 단상변압기로 전등부하에 20A를 공급할 때 입력은 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 110V, \(I_1=20/30=0.667\)A, \(P=3300\times0.667\approx2200W=2.2\,\text{kW}\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 110V, \(I_1=20/30=0.667\)A, \(P=3300\times0.667\approx2200W=2.2\,\text{kW}\).
Q687
변압기
단자전압
📄 2012.5 기출
단상변압기 전부하 2차전압 100V, 전압변동률 3%일 때 무부하 2차전압은?
💡 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
\(V_{20}=100\times1.03=103\,\text{V}\).
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
\(V_{20}=100\times1.03=103\,\text{V}\).
Q688
동기전동기
감자작용
📄 2012.5 기출
동기전동기에서 감자작용을 하는 경우는?
💡 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
동기전동기에서 지상전류가 감자작용(발전기와 반대).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기전동기에서 지상전류가 감자작용(발전기와 반대).
Q689
전력변환
TRIAC
📄 2012.5 기출
2방향성 3단자 사이리스터는?
💡 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
양방향 3단자 소자는 TRIAC.
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
양방향 3단자 소자는 TRIAC.
Q690
특수기기
슈라게
📄 2012.5 기출
3상 분권 정류자전동기인 슈라게 전동기의 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
슈라게 전동기는 브러시 이동으로 속도를 연속 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
슈라게 전동기는 브러시 이동으로 속도를 연속 제어합니다.
Q691
유도전동기
단선
📄 2012.5 기출
3상 유도전동기가 경부하 운전 중 1선 퓨즈가 용단되면?
💡 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
경부하면 단상 운전을 계속하나 과전류로 과열될 수 있습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
경부하면 단상 운전을 계속하나 과전류로 과열될 수 있습니다.
Q692
유도전동기
2차효율
📄 2012.5 기출
유도전동기의 2차 효율은? (슬립 s)
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
2차 효율 \(\eta_2=1-s\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
2차 효율 \(\eta_2=1-s\).
Q693
유도전동기
2차동손
📄 2012.5 기출
15kW 3상 유도전동기의 기계손 350W, 전부하 슬립 3%일 때 2차 동손은 약 몇 W인가?
💡 해설 보기
유도전동기 전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
\(P_2=\dfrac{P_{out}+P_{mech}}{1-s}=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
\(P_2=\dfrac{P_{out}+P_{mech}}{1-s}=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).
Q694
유도전동기
2차입력
📄 2012.5 기출
60Hz, 6극, 10kW 유도전동기가 슬립 5%로 운전 중 2차 동손이 500W일 때 2차 입력은 몇 W인가?
💡 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
\(P_2=\dfrac{P_{c2}}{s}=\dfrac{500}{0.05}=10000\,\text{W}\).
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
\(P_2=\dfrac{P_{c2}}{s}=\dfrac{500}{0.05}=10000\,\text{W}\).
Q695
동기발전기
병렬 여자
📄 2012.5 기출
동기발전기 병렬운전 중 여자전류를 증가시키면 그 발전기는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
과여자되면 지상 무효순환전류가 흘러 무효분을 분담합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
과여자되면 지상 무효순환전류가 흘러 무효분을 분담합니다.
Q696
발전기
수소냉각
📄 2012.5 기출
터빈발전기의 수소냉각방식 채용 이유가 <u>아닌</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
수소는 폭발 위험이 있어 밀봉·감시가 필요합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
수소는 폭발 위험이 있어 밀봉·감시가 필요합니다.
Q697
특수기기
BLDC
📄 2012.5 기출
브러시리스 DC 서보모터의 특징으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
BLDC는 정류자·브러시가 없어 마모가 없고 수명이 깁니다.
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
BLDC는 정류자·브러시가 없어 마모가 없고 수명이 깁니다.
Q698
변압기
3상→6상
📄 2012.5 기출
3상에서 6상으로 변환할 수 <u>없는</u> 결선은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
스코트 결선은 3상↔2상 변환용입니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
스코트 결선은 3상↔2상 변환용입니다.
Q699
직류전동기
속도제어
📄 2012.5 기출
✎ 유사
직류전동기의 속도제어법 순서(전압·계자·저항) 설명 중 정출력에 해당하는 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
계자제어가 정출력 가변속도 특성.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
계자제어가 정출력 가변속도 특성.
Q700
변압기
탭 전압
📄 2012.3 기출
1차 사용탭 6300V에서 2차 110V일 때 2차를 약 120V로 높이려면 1차 탭은 약 몇 V로 하는가?
💡 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
\(V_{tap}\propto\dfrac{1}{V_2}\): \(6300\times\dfrac{110}{120}\approx5775\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(V_{tap}\propto\dfrac{1}{V_2}\): \(6300\times\dfrac{110}{120}\approx5775\,\text{V}\).
Q701
변압기
병렬 분담
📄 2012.3 기출
1000kVA 동일 변압기 2대의 임피던스전압이 8%, 7%일 때 병렬운전 부하분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 %임피던스에 반비례하므로 7%기가 더 분담합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 %임피던스에 반비례하므로 7%기가 더 분담합니다.
Q702
동기전동기
제동권선
📄 2012.3 기출
동기전동기 제동권선의 효과로 <u>맞지 않는</u> 것은?
💡 해설 보기
제동권선
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선은 난조 방지·기동용이며 역률 개선과는 무관.
계자극면 슬롯에 넣은 단락권선. 난조 방지, 동기전동기 자기기동, 불평형 부하 개선 역할.
풀이
제동권선은 난조 방지·기동용이며 역률 개선과는 무관.
Q703
특수기기
단상직권
📄 2012.3 기출
75W 이하 소출력 단상 직권 정류자전동기의 용도로 적합하지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
단상 직권 정류자전동기
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
소출력 직권 정류자전동기는 소형 기기용으로 대형 권상기에는 부적합.
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
소출력 직권 정류자전동기는 소형 기기용으로 대형 권상기에는 부적합.
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 \(V=E\).
Q705
유도전동기
VVVF
📄 2012.3 기출
VVVF(가변전압 가변주파수) 제어방식에 가장 적당한 전동기는?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
VVVF는 3상 농형 유도전동기 속도제어에 사용됩니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
VVVF는 3상 농형 유도전동기 속도제어에 사용됩니다.
Q706
직류기
권선법
📄 2012.3 기출
직류기에서 주로 사용되는 전기자 권선법은?
💡 해설 보기
전기자 권선법
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
직류기는 폐로권·고상권(드럼권)을 사용합니다.
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
직류기는 폐로권·고상권(드럼권)을 사용합니다.
Q707
동기조상기
회전수
📄 2012.3 기출
동기조상기(동기전동기)의 회전수는 무엇으로 결정되는가?
💡 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
동기속도 \(N=\dfrac{120f}{P}\).
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
동기속도 \(N=\dfrac{120f}{P}\).
Q708
직류기
파권
📄 2012.3 기출
전기자 도체 굵기·권수가 같을 때 단중 중권 대비 단중 파권의 이점은?
💡 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
파권(a=2)은 고전압·소전류에 적합합니다.
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
파권(a=2)은 고전압·소전류에 적합합니다.
Q709
동기발전기
돌극형
📄 2012.3 기출
돌극형 동기발전기의 직축·횡축 리액턴스 관계는?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
돌극형은 \(X_d\gt X_q\).
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
돌극형은 \(X_d\gt X_q\).
Q710
전력변환
속도제어
📄 2012.3 기출
반도체 사이리스터로 속도제어를 할 수 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 속도제어
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
발전기는 속도제어 대상이 아닙니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 세 인자를 조절: ① 주파수 제어(VVVF) ② 극수 변환 ③ 2차저항/2차여자(슬립 제어). 직류기는 계자·전압(워드레너드)·저항 제어.
풀이
발전기는 속도제어 대상이 아닙니다.
Q711
직류기
브러시 이동
📄 2012.3 기출
보극이 없는 직류기에서 브러시를 부하에 따라 이동시키는 이유는?
💡 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
부하에 따라 이동한 중성축을 보상해 정류를 개선합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
부하에 따라 이동한 중성축을 보상해 정류를 개선합니다.
Q712
변압기
자화전류
📄 2012.3 기출
1차 2200V, 무부하전류 0.088A, 철손 110W 단상변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
Q713
전력변환
첨두역전압
📄 2012.3 기출
✎ 유사
반도체 정류기에서 첨두 역방향 내전압(PIV)이 가장 큰 정류방식은?
💡 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
중간탭(2상) 전파는 PIV가 \(2\sqrt2 E\)로 가장 큽니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
중간탭(2상) 전파는 PIV가 \(2\sqrt2 E\)로 가장 큽니다.
Q714
유도전동기
동력계
📄 2012.3 기출
유도전동기에 직결된 전기동력계의 부하전류를 증가시키면 전동기 속도는?
💡 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
부하(제동토크) 증가 → 전동기 속도 감소.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
부하(제동토크) 증가 → 전동기 속도 감소.
Q715
변압기
스코트
📄 2012.3 기출
동일 용량 2대로 11000V 3상에서 440V 2상을 얻는 스코트 결선에서 T좌 변압기 권수비는?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수는 주좌의 \(\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수는 주좌의 \(\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Q716
자성체
강자성체2
📄 2012.3 기출
강자성체의 세 가지 특성에 <u>포함되지 않는</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
강자성체 특성은 히스테리시스·자구·포화이며 반자성은 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
강자성체 특성은 히스테리시스·자구·포화이며 반자성은 아닙니다.
Q717
유도전동기
2차여자
📄 2012.3 기출
유도전동기의 2차 여자제어법에 대한 설명으로 <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
2차 여자제어는 권선형 전용입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차 여자제어는 권선형 전용입니다.
Q718
직류전동기
토크 측정
📄 2012.3 기출
대형 직류전동기의 토크를 측정하는 데 가장 적당한 방법은?
💡 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
대형기는 전기동력계법으로 토크를 측정합니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
대형기는 전기동력계법으로 토크를 측정합니다.
Q719
동기발전기
병렬 여자
📄 2012.3 기출
A·B 동기발전기 병렬운전 중 B의 여자전류를 증가시키면?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
B가 과여자되면 B는 지상, A는 진상 무효순환전류가 흐릅니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
B가 과여자되면 B는 지상, A는 진상 무효순환전류가 흐릅니다.
Q720
유도전동기
2차주파수
📄 2011.8 기출
4극, 60Hz 3상 유도전동기가 1725rpm으로 회전할 때 2차 기전력의 주파수는 몇 Hz인가?
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=1800\), \(s=\frac{1800-1725}{1800}=0.0417\), \(f_2=sf=0.0417\times60\approx2.5\,\text{Hz}\).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=1800\), \(s=\frac{1800-1725}{1800}=0.0417\), \(f_2=sf=0.0417\times60\approx2.5\,\text{Hz}\).
Q721
유도전동기
토크식
📄 2011.8 기출
기계적 출력 P[kW], 회전수 N[rpm]인 3상 유도전동기의 토크는 몇 kg·m인가?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(T=974\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}]\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(T=974\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}]\).
Q722
직류전동기
직권 특성
📄 2011.8 기출
부하전류 100A에서 1000rpm, 10kg·m를 내는 직권전동기가 60A일 때의 토크는? (불포화)
💡 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
직권 \(T\propto I^2\): \(10\times(60/100)^2=3.6\,\text{kg·m}\).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
직권 \(T\propto I^2\): \(10\times(60/100)^2=3.6\,\text{kg·m}\).
Q723
유도전동기
역률
📄 2011.8 기출
유도전동기의 부하를 증가시키면 역률은?
💡 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
부하 증가 시 슬립이 커져 역률이 개선됩니다.
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
부하 증가 시 슬립이 커져 역률이 개선됩니다.
Q724
직류기
전자 가속
📄 2011.8 기출
✎ 유사
평행판 도체에 V(kV)를 가할 때 초속도 0 전자의 도달속도는?
💡 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
\(v=\sqrt{\dfrac{2eV}{m}}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(v=\sqrt{\dfrac{2eV}{m}}\).
Q725
동기발전기
병렬조건
📄 2011.8 기출
동기발전기 병렬운전에 필요하지 <u>않은</u> 조건은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 병렬운전 필수 조건이 아닙니다.
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 병렬운전 필수 조건이 아닙니다.
Q726
변압기
전압변동률
📄 2011.8 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%인 변압기의 지상역률 60%에서 전압변동률은?
💡 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
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
Q727
유도전동기
극수
📄 2011.8 기출
50Hz, 슬립 0.2에서 회전자 속도가 600rpm인 유도전동기의 극수는?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
\(N_s=\frac{600}{1-0.2}=750\), \(P=\frac{120\times50}{750}=8\)극.
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
\(N_s=\frac{600}{1-0.2}=750\), \(P=\frac{120\times50}{750}=8\)극.
Q728
동기발전기
포화곡선
📄 2011.8 기출
✎ 유사
동기발전기의 전부하 포화곡선(V–If)의 형태는?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
전부하 시 전기자 반작용으로 무부하곡선보다 아래로 처집니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
전부하 시 전기자 반작용으로 무부하곡선보다 아래로 처집니다.
Q729
전력변환
위상제어
📄 2011.8 기출
반도체 사이리스터에 의한 제어는 무엇을 변화시키는가?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
사이리스터는 점호각(위상)을 조정합니다.
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
사이리스터는 점호각(위상)을 조정합니다.
Q730
전력변환
역첨두전압
📄 2011.8 기출
✎ 유사
다음 정류회로 중 역방향 내전압(PIV)이 가장 큰 것은?
💡 해설 보기
역첨두전압(PIV)
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
중간탭(2상) 전파는 PIV가 \(2\sqrt2 E\)로 가장 큽니다.
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
중간탭(2상) 전파는 PIV가 \(2\sqrt2 E\)로 가장 큽니다.
Q731
변압기
철손
📄 2011.8 기출
일정 전압·파형에서 주파수가 상승하면 변압기 철손은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(B_m\propto1/f\)이므로 히스테리시스손이 줄어 철손이 감소합니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(B_m\propto1/f\)이므로 히스테리시스손이 줄어 철손이 감소합니다.
Q732
직류전동기
전기자전류
📄 2011.8 기출
역기전력 100V, 800rpm, 토크 1.6kg·m인 직류전동기의 전기자전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
직류전동기의 전기자전류 — E·Iₐ = T·ω
직류전동기에서 역기전력 × 전기자전류는 기계적 발생동력과 같습니다:
\[ E\,I_a=P=T\,\omega\ \Rightarrow\ I_a=\frac{T\,\omega}{E} \]① 토크 단위 변환 (kg·m → N·m, ×9.8)
\[ T=1.6\,\text{kg·m}\times9.8=15.68\,\text{N·m} \]② 각속도
\[ \omega=\frac{2\pi N}{60}=\frac{2\pi\times800}{60}\approx83.8\,\text{rad/s} \]③ 발생동력
\[ P=T\omega=15.68\times83.8\approx1314\,\text{W} \]④ 전기자전류
\[ I_a=\frac{P}{E}=\frac{1314}{100}\approx13.1\,\text{A} \]∴ 정답 ③ 약 13.1 A.
※ 핵심: 직류기의 내부(발생) 전력 = E·Iₐ = 기계동력 T·ω. 토크가 kg·m(중량 단위)로 주어지면 반드시 ×9.8로 N·m로 바꿔 계산합니다.
직류전동기에서 역기전력 × 전기자전류는 기계적 발생동력과 같습니다:
\[ E\,I_a=P=T\,\omega\ \Rightarrow\ I_a=\frac{T\,\omega}{E} \]① 토크 단위 변환 (kg·m → N·m, ×9.8)
\[ T=1.6\,\text{kg·m}\times9.8=15.68\,\text{N·m} \]② 각속도
\[ \omega=\frac{2\pi N}{60}=\frac{2\pi\times800}{60}\approx83.8\,\text{rad/s} \]③ 발생동력
\[ P=T\omega=15.68\times83.8\approx1314\,\text{W} \]④ 전기자전류
\[ I_a=\frac{P}{E}=\frac{1314}{100}\approx13.1\,\text{A} \]∴ 정답 ③ 약 13.1 A.
※ 핵심: 직류기의 내부(발생) 전력 = E·Iₐ = 기계동력 T·ω. 토크가 kg·m(중량 단위)로 주어지면 반드시 ×9.8로 N·m로 바꿔 계산합니다.
Q733
변압기
환산 임피던스
📄 2011.8 기출
✎ 유사
1차 환산 임피던스 484Ω, 2차 환산 1Ω인 변압기의 권수비는?
💡 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
\(a^2=\dfrac{484}{1}=484\Rightarrow a=22\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(a^2=\dfrac{484}{1}=484\Rightarrow a=22\).
Q734
특수기기
서보전동기
📄 2011.8 기출
2상 서보전동기의 속도-토크 특성에서 최대토크가 발생하는 슬립 범위는?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
서보전동기는 넓은 슬립 범위(부하 변동)에서 안정 토크를 냅니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
서보전동기는 넓은 슬립 범위(부하 변동)에서 안정 토크를 냅니다.
Q735
동기발전기
분할 권선
📄 2011.8 기출
✎ 유사
3상 동기발전기에서 1상 권선을 2조로 나눠 각 조 전압 E일 때 지그재그 결선 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
지그재그(2조 분할) 결선은 위상차를 반영해 합성전압이 커집니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
지그재그(2조 분할) 결선은 위상차를 반영해 합성전압이 커집니다.
Q736
자성체
자기차폐
📄 2011.8 기출
자기차폐에 가장 적합한 재료는? (기기 응용)
💡 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
자기차폐는 투자율이 큰 강자성체.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
자기차폐는 투자율이 큰 강자성체.
Q737
동기전동기
위상특성
📄 2011.8 기출
동기전동기 위상특성곡선에서 전압·부하 일정 시 여자전류를 변화시키면?
💡 해설 보기
동기전동기 위상특성곡선(V곡선)
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
여자전류 변화 → 전기자전류가 V자 곡선으로 변합니다.
계자전류-전기자전류 관계. 과여자→진상(앞선 역률), 부족여자→지상. 역률 1에서 전기자전류 최소. 계자로 역률을 조정합니다.
풀이
여자전류 변화 → 전기자전류가 V자 곡선으로 변합니다.
Q738
직류전동기
역기전력
📄 2011.8 기출
정격 300V, 전부하 전기자전류 50A, 전기자저항 0.2Ω 분권전동기의 역기전력은 몇 V인가?
💡 해설 보기
역기전력
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
\(E=V-I_aR_a=300-50\times0.2=290\,\text{V}\).
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
\(E=V-I_aR_a=300-50\times0.2=290\,\text{V}\).
Q739
변압기
병렬운전
📄 2011.8 기출
단상변압기 병렬운전 조건에 대한 설명으로 <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(같을 필요 없음).
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(같을 필요 없음).
Q740
변압기
철손 시험
📄 2011.6 기출
변압기의 철손을 알 수 있는 시험은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 측정합니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 측정합니다.
Q741
유도전동기
2중농형
📄 2011.6 기출
보통 농형에 비한 2중 농형 전동기의 특징은?
💡 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
2중 농형은 기동토크가 크고 기동전류가 작습니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
2중 농형은 기동토크가 크고 기동전류가 작습니다.
Q742
유전체
에너지
📄 2011.6 기출
유전율 ε, 전계 E 유전체의 단위체적 에너지는?
💡 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
\(w=\frac12\varepsilon E^2\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(w=\frac12\varepsilon E^2\).
Q743
특수기기
중간변압기
📄 2011.6 기출
3상 직권 정류자전동기에 중간변압기를 쓰는 이유가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
중간변압기(회전변류기·수은정류기 등)
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기 목적에 '역률 0'은 해당하지 않습니다.
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기 목적에 '역률 0'은 해당하지 않습니다.
Q744
동기발전기
여자 조정
📄 2011.6 기출
병렬운전 중 A발전기의 여자를 B보다 강하게 하면 A발전기는?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자된 A는 지상 무효전류를 부담합니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자된 A는 지상 무효전류를 부담합니다.
Q745
유도전동기
회생제동
📄 2011.6 기출
유도전동기를 전원에 접속한 채 동기속도 이상으로 운전하여 유도발전기로 동작시키는 제동은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
동기속도 이상 → 회생제동(유도발전기 동작).
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
동기속도 이상 → 회생제동(유도발전기 동작).
Q746
변압기
단권 전류
📄 2011.6 기출
✎ 유사
단권변압기에서 W₂(공통) 권선에 흐르는 전류는?
💡 해설 보기
단권변압기(auto-transformer)의 권선 전류
단권변압기는 하나의 권선을 직렬권선과 공통권선으로 나눠 쓰며, 1차·2차가 공통권선을 공유합니다(그림).
전류 분배 (강압 기준, \(I_2 \gt I_1\))
• 직렬권선: 1차 전류 \(I_1\)이 그대로 흐릅니다.
• 공통권선: 탭(2차 단자)에서 키르히호프 전류법칙(KCL)으로,
\[ (\text{공통권선 전류})=I_2-I_1 \]부하전류 \(I_2\)에서 직렬권선으로 들어온 \(I_1\)을 뺀 값입니다.
※ 공통권선 전류가 \(I_2-I_1\)로 작아져 권선을 가늘게(동량↓) 만들 수 있으므로 재료·손실이 적고 효율이 높은 것이 단권변압기의 장점입니다. 그만큼 자기용량(고유용량)이 부하용량보다 작습니다 (\(\dfrac{\text{자기용량}}{\text{부하용량}}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)).
단권변압기는 하나의 권선을 직렬권선과 공통권선으로 나눠 쓰며, 1차·2차가 공통권선을 공유합니다(그림).
전류 분배 (강압 기준, \(I_2 \gt I_1\))
• 직렬권선: 1차 전류 \(I_1\)이 그대로 흐릅니다.
• 공통권선: 탭(2차 단자)에서 키르히호프 전류법칙(KCL)으로,
\[ (\text{공통권선 전류})=I_2-I_1 \]부하전류 \(I_2\)에서 직렬권선으로 들어온 \(I_1\)을 뺀 값입니다.
※ 공통권선 전류가 \(I_2-I_1\)로 작아져 권선을 가늘게(동량↓) 만들 수 있으므로 재료·손실이 적고 효율이 높은 것이 단권변압기의 장점입니다. 그만큼 자기용량(고유용량)이 부하용량보다 작습니다 (\(\dfrac{\text{자기용량}}{\text{부하용량}}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)).
Q747
유도전동기
권선계수
📄 2011.6 기출
✎ 유사
4극 3상, 슬롯 48, 코일간격이 극간격의 75%인 유도전동기의 특징은?
💡 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
코일간격 75%(단절권)+분포권 → 고조파 감소, 권선계수<1.
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
코일간격 75%(단절권)+분포권 → 고조파 감소, 권선계수<1.
Q748
전력변환
PWM
📄 2011.6 기출
자여식 인버터의 출력전압 제어에 주로 쓰이는 방식은?
💡 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
자여식 인버터는 PWM으로 출력전압을 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
자여식 인버터는 PWM으로 출력전압을 제어합니다.
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: \(100=\frac{500\times0.01\times N}{60}\Rightarrow N=1200\,\text{rpm}\).
Q750
변압기
가스
📄 2011.6 기출
변압기 기름 중 아크 방전에 의해 가장 많이 발생하는 가스는?
💡 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
아크 방전 시 수소가 가장 많이 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
아크 방전 시 수소가 가장 많이 발생합니다.
Q751
특수기기
서보 시정수
📄 2011.6 기출
✎ 유사
DC 서보모터의 기계적 시정수를 나타낸 것은? (권선저항 R, 관성 J, 유기전압상수 Ke, 토크상수 Kt)
💡 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
기계적 시정수 \(\tau_m=\dfrac{JR}{K_e K_t}\).
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
기계적 시정수 \(\tau_m=\dfrac{JR}{K_e K_t}\).
Q752
동기발전기
전압변동률
📄 2011.6 기출
✎ 유사
정격 6600V 3상 동기발전기가 역률 1로 운전 시 전압변동률이 12%일 때 무부하 전압은?
💡 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
\(V_0=V(1+\varepsilon)=6600\times1.12=7392\,\text{V}\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(V_0=V(1+\varepsilon)=6600\times1.12=7392\,\text{V}\).
Q753
변압기
단권 자기용량
📄 2011.6 기출
1차 100V, 2차 200V, 부하출력 50kVA 단권변압기의 자기용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
단권변압기
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하}=\dfrac{V_2-V_1}{V_2}=\dfrac{100}{200}\Rightarrow 50\times0.5=25\,\text{kVA}\).
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하}=\dfrac{V_2-V_1}{V_2}=\dfrac{100}{200}\Rightarrow 50\times0.5=25\,\text{kVA}\).
Q754
전력변환
고전압 소자
📄 2011.6 기출
전력용 반도체 중 가장 높은 전압용으로 개발·사용되는 소자는?
💡 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
고전압·대용량용은 사이리스터(SCR).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
고전압·대용량용은 사이리스터(SCR).
Q755
동기전동기
최대출력 부하각
📄 2011.6 기출
인가전압·여자 일정한 동기전동기에서 전기자저항=동기리액턴스일 때 최대출력 부하각은?
💡 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
\(r_a=X_s\)이면 최대출력 부하각은 45°.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(r_a=X_s\)이면 최대출력 부하각은 45°.
Q756
유도전동기
여자전류
📄 2011.6 기출
유도전동기의 여자전류는 극수가 많아지면 정격전류에 대한 비율이?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
극수가 많으면 공극이 커져 여자전류 비율이 증가합니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
극수가 많으면 공극이 커져 여자전류 비율이 증가합니다.
Q757
특수기기
단상 출력
📄 2011.6 기출
✎ 유사
0.88A, 역률 89%, 7000rpm, 60Hz, 115V, 2극 단상 직권전동기의 입력은 약 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
\(P_{in}=VI\cos\theta=115\times0.88\times0.89\approx90.1\,\text{W}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(P_{in}=VI\cos\theta=115\times0.88\times0.89\approx90.1\,\text{W}\).
Q758
변압기
V결선 출력
📄 2011.6 기출
5kVA 단상변압기 3대 Δ결선 중 1대 소손 후 2대(V결선)로 급전할 때 공급용량은 약 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
V결선(개방 Δ)의 3상 공급용량
Δ결선 변압기 3대 중 1대가 소손되어도, 남은 2대로 3상 전력을 계속 공급할 수 있는데 이 결선을 V결선이라 합니다.
공급용량
V결선의 3상 공급용량은 변압기 1대 용량 \(P_1\)의 \(\sqrt3\)배입니다.
\[ P_V=\sqrt3\,P_1=\sqrt3\times5\approx 8.66\ \text{kVA} \]비교 지표
• 원래 Δ결선(3대): \(P_\Delta=3P_1=15\) kVA.
• 출력비 \(=\dfrac{P_V}{P_\Delta}=\dfrac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx0.577\) (57.7%) — 1대 고장으로 출력이 원래의 57.7%로 감소.
• 이용률 \(=\dfrac{P_V}{2P_1}=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866\) (86.6%) — 2대를 쓰지만 그 합(10 kVA)의 86.6%만 활용됨.
※ 함정 — 보기 ‘10’은 2대 단순합(2×5)일 뿐입니다. 실제 3상 공급용량은 \(\sqrt3\)배인 8.66 kVA. ‘5’는 1대 용량, ‘7.5’는 절반(15/2)으로 유도한 오답입니다.
Δ결선 변압기 3대 중 1대가 소손되어도, 남은 2대로 3상 전력을 계속 공급할 수 있는데 이 결선을 V결선이라 합니다.
공급용량
V결선의 3상 공급용량은 변압기 1대 용량 \(P_1\)의 \(\sqrt3\)배입니다.
\[ P_V=\sqrt3\,P_1=\sqrt3\times5\approx 8.66\ \text{kVA} \]비교 지표
• 원래 Δ결선(3대): \(P_\Delta=3P_1=15\) kVA.
• 출력비 \(=\dfrac{P_V}{P_\Delta}=\dfrac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx0.577\) (57.7%) — 1대 고장으로 출력이 원래의 57.7%로 감소.
• 이용률 \(=\dfrac{P_V}{2P_1}=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866\) (86.6%) — 2대를 쓰지만 그 합(10 kVA)의 86.6%만 활용됨.
※ 함정 — 보기 ‘10’은 2대 단순합(2×5)일 뿐입니다. 실제 3상 공급용량은 \(\sqrt3\)배인 8.66 kVA. ‘5’는 1대 용량, ‘7.5’는 절반(15/2)으로 유도한 오답입니다.
Q759
직류전동기
효율
📄 2011.6 기출
✎ 유사
출력 9kW, 단자전압 220V, 입력전류 51.5A인 직류 분권전동기의 효율은 약 몇 %인가?
💡 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 \(=220\times51.5=11330\)W, \(\eta=\dfrac{9000}{11330}\times100\approx82.5\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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 \(=220\times51.5=11330\)W, \(\eta=\dfrac{9000}{11330}\times100\approx82.5\%\).
Q760
동기전동기
자기동
📄 2011.3 기출
동기전동기 자기동법에서 계자권선을 단락하는 이유는?
💡 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
기동 중 계자에 고전압이 유기되어 절연 파괴되는 것을 방지합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기동 중 계자에 고전압이 유기되어 절연 파괴되는 것을 방지합니다.
Q761
동기발전기
매극매상
📄 2011.3 기출
슬롯 48, 3상 4극 2층권일 때 매극매상 슬롯수는?
💡 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
\(q=\dfrac{48}{3\times4}=4\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(q=\dfrac{48}{3\times4}=4\).
Q762
동기발전기
리플 저감
📄 2011.3 기출
동기기 전기자 권선에서 전압 리플(맥동)을 줄이는 가장 좋은 방법은?
💡 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
분포권·단절권이 고조파를 줄여 파형을 개선합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
분포권·단절권이 고조파를 줄여 파형을 개선합니다.
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.
Q764
유도전동기
극수 변환
📄 2011.3 기출
✎ 유사
6극 유도전동기의 토크가 τ일 때 12극으로 변환하면 (동일 조건) 토크는?
💡 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
극수 2배 → 동기속도 1/2, 동일 출력 시 토크는 약 2배.
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
극수 2배 → 동기속도 1/2, 동일 출력 시 토크는 약 2배.
Q765
동기전동기
특성
📄 2011.3 기출
동기전동기에 관한 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
동기전동기는 기동토크가 없어(작아) 별도 기동이 필요합니다.
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
동기전동기는 기동토크가 없어(작아) 별도 기동이 필요합니다.
Q766
변압기
3상→2상
📄 2011.3 기출
변압기 3상 전원에서 2상 전원을 얻는 결선은?
💡 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
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
Q767
변압기
유기전압
📄 2011.3 기출
✎ 유사
단면적 0.085m², 최대자속밀도 1.5Wb/m², 60Hz 변압기의 1턴당 유기전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E/N=4.44fB_m S=4.44\times60\times1.5\times0.085\approx34\,\text{V}\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E/N=4.44fB_m S=4.44\times60\times1.5\times0.085\approx34\,\text{V}\).
Q768
변압기
임피던스전압
📄 2011.3 기출
변압기의 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q769
유도전동기
원선도
📄 2011.3 기출
유도전동기 원선도 작성에 필요한 시험으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 원선도(헤이랜드)
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.
풀이
원선도에는 무부하시험·구속(단락)시험·저항측정이 필요합니다.
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.
풀이
원선도에는 무부하시험·구속(단락)시험·저항측정이 필요합니다.
Q770
유도전동기
슬립 기전력
📄 2011.3 기출
✎ 유사
슬립 s로 회전 중 실효 권수비 α일 때 회전자 기전력 E2s는?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
정지 시 \(E_2=E_1/\alpha\), 회전 시 \(E_{2s}=sE_2=\dfrac{sE_1}{\alpha}\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
정지 시 \(E_2=E_1/\alpha\), 회전 시 \(E_{2s}=sE_2=\dfrac{sE_1}{\alpha}\).
Q771
변압기
전등부하 입력
📄 2011.3 기출
1차 6600V, 권수비 30 단상변압기로 전등부하에 30A를 공급할 때 입력은 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 220V, \(I_1=30/30=1\)A, \(P=6600\times1=6600W=6.6\,\text{kW}\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 220V, \(I_1=30/30=1\)A, \(P=6600\times1=6600W=6.6\,\text{kW}\).
Q772
전력변환
맥동률
📄 2011.3 기출
다이오드 단상 반파(저항부하) 정류회로의 맥동률은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
맥동률(ripple)
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
단상 반파 맥동률 121%.
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
단상 반파 맥동률 121%.
Q773
유도전동기
기동법
📄 2011.3 기출
3상 유도전동기의 기동법으로 사용되지 <u>않는</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
2차 여자는 속도제어법이며 기동법이 아닙니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
2차 여자는 속도제어법이며 기동법이 아닙니다.
Q774
변압기
유도전압조정기
📄 2011.3 기출
✎ 유사
단상 유도전압조정기에서 직렬권선 전압 150V, 전원전압 220V일 때 조정 범위는?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
조정 전압범위 \(=V_1\pm E_2=220\pm150=70\sim370\,\text{V}\).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
조정 전압범위 \(=V_1\pm E_2=220\pm150=70\sim370\,\text{V}\).
Q775
직류전동기
기동
📄 2011.3 기출
직류 분권전동기 기동 시 계자저항기의 저항값은?
💡 해설 보기
유도전동기 기동법
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
기동 시 자속을 크게(토크↑) 하기 위해 계자저항을 최소(0)로 합니다.
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
기동 시 자속을 크게(토크↑) 하기 위해 계자저항을 최소(0)로 합니다.
Q776
변압기
병렬운전
📄 2011.3 기출
3상 변압기 병렬운전에서 <u>불가능</u>한 결선 조합은?
💡 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
위상차가 다른 Δ-Δ와 Δ-Y는 병렬운전이 불가능합니다.
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
위상차가 다른 Δ-Δ와 Δ-Y는 병렬운전이 불가능합니다.
Q777
유도전동기
비례추이
📄 2011.3 기출
권선형 유도전동기의 토크-속도 곡선이 비례추이한다는 것은 무엇에 비례해 이동하는가?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이는 2차 저항에 비례해 곡선이 이동합니다.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이는 2차 저항에 비례해 곡선이 이동합니다.
Q778
유도전동기
회전수
📄 2011.3 기출
60Hz, 4극 유도전동기의 슬립이 3%일 때 매분 회전수는?
💡 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
\(N_s=1800\), \(N=1800(1-0.03)=1746\,\text{rpm}\).
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
\(N_s=1800\), \(N=1800(1-0.03)=1746\,\text{rpm}\).
Q779
유도전동기
전력 관계
📄 2011.3 기출
출력 P₀, 2차 동손 Pc2, 2차 입력 P₂, 슬립 s인 유도전동기의 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
\(P_{c2}=sP_2\), \(P_0=(1-s)P_2\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(P_{c2}=sP_2\), \(P_0=(1-s)P_2\).
Q780
동기전동기
난조
📄 2010.7 기출
병렬운전 동기발전기에서 난조를 일으키는 원인이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
난조(hunting)
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
제동권선은 난조를 방지합니다.
부하 급변 시 회전자가 동기속도 부근에서 진동하는 현상. 원인: 부하변동·조속기 예민. 방지: 제동권선 설치.
풀이
제동권선은 난조를 방지합니다.
Q781
특수기기
중간변압기
📄 2010.7 기출
3상 직권 정류자전동기에 중간변압기를 쓰는 주된 이유가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
중간변압기(회전변류기·수은정류기 등)
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기 목적에 '역률 0'은 해당하지 않습니다.
전압·상수를 목적에 맞게 변환·정합하기 위해 삽입합니다. 직류측 전압 조정, 이상전압 억제, 상수 변환 등의 역할을 합니다.
풀이
중간변압기 목적에 '역률 0'은 해당하지 않습니다.
Q782
변압기
임피던스전압
📄 2010.7 기출
변압기의 임피던스 전압은?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q783
유도전동기
토크
📄 2010.7 기출
✎ 유사
20HP, 4극, 60Hz 3상 유도전동기(전부하 슬립 4%)의 전부하 토크를 정하는 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 전부하 토크
\[ T=974\,\frac{P\,[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}] \]
· \(P\): 출력, \(N\): 회전속도 \(=N_s(1-s)\), \(N_s=\dfrac{120f}{P극수}\)
이 문제: \(N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\), \(N=1800(1-0.04)=1728\,\text{rpm}\), \(P=20\text{HP}\times0.746=14.9\text{kW}\)
\[ T=974\times\frac{14.9}{1728}\approx8.4\,\text{kg·m} \]
핵심 변수 — 출력·동기속도·슬립으로 회전속도를 구한 뒤 토크식에 넣습니다.
\[ T=974\,\frac{P\,[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}] \]
· \(P\): 출력, \(N\): 회전속도 \(=N_s(1-s)\), \(N_s=\dfrac{120f}{P극수}\)
이 문제: \(N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\), \(N=1800(1-0.04)=1728\,\text{rpm}\), \(P=20\text{HP}\times0.746=14.9\text{kW}\)
\[ T=974\times\frac{14.9}{1728}\approx8.4\,\text{kg·m} \]
핵심 변수 — 출력·동기속도·슬립으로 회전속도를 구한 뒤 토크식에 넣습니다.
Q784
동기발전기
무효순환
📄 2010.7 기출
✎ 유사
1MVA, 3300V, Xs=6Ω 3상 발전기 2대 병렬 중 한쪽 계자를 강화하면?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
계자를 강화한 쪽이 과여자되어 무효순환전류가 흐릅니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
계자를 강화한 쪽이 과여자되어 무효순환전류가 흐릅니다.
Q785
변압기
전압변동률
📄 2010.7 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%인 변압기의 지상역률 60%에서 전압변동률은?
💡 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
\(\varepsilon=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
Q786
동기발전기
동기검정기
📄 2010.7 기출
두 동기발전기 병렬운전에서 동기검정기로 확인하는 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
동기검정기는 두 기의 위상 일치(동기) 여부를 확인합니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
동기검정기는 두 기의 위상 일치(동기) 여부를 확인합니다.
Q787
유도전동기
저항제어
📄 2010.7 기출
권선형 유도전동기 2차 저항제어법의 단점으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
넓은 속도제어 범위는 장점이므로 단점이 아닙니다.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
넓은 속도제어 범위는 장점이므로 단점이 아닙니다.
Q788
직류기
파권
📄 2010.7 기출
직류기의 권선을 단중 파권으로 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
파권은 \(a=2\)로 고전압·소전류에 적합합니다.
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
파권은 \(a=2\)로 고전압·소전류에 적합합니다.
Q789
유도전동기
기동보상기
📄 2010.7 기출
✎ 유사
10HP, 4극, 60Hz 유도전동기의 전전압 기동토크가 전부하의 1/3일 때 탭전압을 1/√3로 하면 기동토크는?
💡 해설 보기
기동보상기
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(\frac13\times(\frac{1}{\sqrt3})^2=\frac13\times\frac13=\frac19\).
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(\frac13\times(\frac{1}{\sqrt3})^2=\frac13\times\frac13=\frac19\).
Q790
전력변환
맥동률
📄 2010.7 기출
단상 전파 정류회로(저항부하)의 맥동률은 약 얼마인가?
💡 해설 보기
단상 전파 정류의 맥동률(ripple factor) (그림)
맥동률은 정류 출력에 섞인 교류분(리플)이 직류분에 비해 얼마나 큰지를 나타냅니다:
\[ \gamma=\frac{\text{교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100=\sqrt{\Big(\frac{V_{rms}}{V_{dc}}\Big)^2-1}\times100\,[\%] \]단상 전파(저항부하)의 출력은 \(|\sin|\) 파형(한 주기에 산 2개):
• 직류분 \(V_{dc}=\dfrac{2V_m}{\pi}\approx0.637V_m\)
• 실효값 \(V_{rms}=\dfrac{V_m}{\sqrt2}\approx0.707V_m\)
\[ \gamma=\sqrt{\Big(\frac{\pi}{2\sqrt2}\Big)^2-1}=\sqrt{\frac{\pi^2}{8}-1}\approx0.483=48.3\%\approx48\% \]→ 정답 ②.
정류 방식별 맥동률 (작을수록 평활한 직류)
※ 상(pulse) 수가 많을수록 맥동률이 작아져 매끄러운 직류가 됩니다.
맥동률은 정류 출력에 섞인 교류분(리플)이 직류분에 비해 얼마나 큰지를 나타냅니다:
\[ \gamma=\frac{\text{교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100=\sqrt{\Big(\frac{V_{rms}}{V_{dc}}\Big)^2-1}\times100\,[\%] \]단상 전파(저항부하)의 출력은 \(|\sin|\) 파형(한 주기에 산 2개):
• 직류분 \(V_{dc}=\dfrac{2V_m}{\pi}\approx0.637V_m\)
• 실효값 \(V_{rms}=\dfrac{V_m}{\sqrt2}\approx0.707V_m\)
\[ \gamma=\sqrt{\Big(\frac{\pi}{2\sqrt2}\Big)^2-1}=\sqrt{\frac{\pi^2}{8}-1}\approx0.483=48.3\%\approx48\% \]→ 정답 ②.
정류 방식별 맥동률 (작을수록 평활한 직류)
| 방식 | 맥동률 |
|---|---|
| 단상 반파 | 121% |
| 단상 전파 | 48% ← 본 문제 |
| 3상 반파 | 17% |
| 3상 전파 | 4% |
Q791
직류전동기
워드레오나드
📄 2010.7 기출
분권 직류전동기에서 부하변동이 심할 때 광범위·안정하게 속도를 제어하는 방식은?
💡 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
광범위 정밀 속도제어는 워드 레오나드 방식.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
광범위 정밀 속도제어는 워드 레오나드 방식.
Q792
동기발전기
기계각
📄 2010.7 기출
극수 24일 때 전기각 180°에 해당하는 기계각은?
💡 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
기계각 \(=\dfrac{전기각\times2}{P}=\dfrac{180\times2}{24}=15°\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기계각 \(=\dfrac{전기각\times2}{P}=\dfrac{180\times2}{24}=15°\).
Q793
유도전동기
2전동기설
📄 2010.7 기출
단상 유도전동기 2전동기설(교번자계 이론)에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
단상은 기동토크가 없어 단독 기동이 불가합니다.
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
단상은 기동토크가 없어 단독 기동이 불가합니다.
Q794
유도전동기
슬립
📄 2010.7 기출
200V, 60Hz, 4극, 20kW 3상 유도전동기의 전부하 회전수가 1728rpm일 때 슬립은?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1800\), \(s=\dfrac{1800-1728}{1800}=0.04=4\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1800\), \(s=\dfrac{1800-1728}{1800}=0.04=4\%\).
Q795
변압기
절연유
📄 2010.7 기출
유입변압기에 기름을 사용하는 목적이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유의 목적은 절연·냉각이며 소음 증대는 아닙니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유의 목적은 절연·냉각이며 소음 증대는 아닙니다.
Q796
동기발전기
단락비
📄 2010.7 기출
무부하 정격전압 여자전류 If0, 3상 단락 정격전류 여자전류 Ifs일 때 단락비는?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 \(K_s=\dfrac{I_{f0}}{I_{fs}}\).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 \(K_s=\dfrac{I_{f0}}{I_{fs}}\).
Q797
전력변환
환류다이오드
📄 2010.7 기출
✎ 유사
환류다이오드를 사용한 전파정류(점호각 α) 출력전압 평균값의 특징은?
💡 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
환류다이오드로 출력이 음이 되지 않아 \(V_d\ge0\), 점호각으로 조정됩니다.
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
환류다이오드로 출력이 음이 되지 않아 \(V_d\ge0\), 점호각으로 조정됩니다.
Q798
변압기
자속밀도
📄 2010.7 기출
60Hz 변압기에 50Hz 동일 전압을 가하면 자속밀도는 60Hz 대비 몇 배인가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{1}{f}\): \(\dfrac{60}{50}=1.2\)배.
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{1}{f}\): \(\dfrac{60}{50}=1.2\)배.
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 \(\phi=\phi_f-\phi_s\).
Q800
동기전동기
위상특성곡선
📄 2010.5 기출
동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)의 가로·세로축은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
V곡선은 계자전류(가로)-전기자전류(세로).
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
V곡선은 계자전류(가로)-전기자전류(세로).
Q801
동기발전기
단락비
📄 2010.5 기출
단락비가 큰 동기발전기(철기계)의 특성으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비가 크면 동기임피던스가 작습니다.
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비가 크면 동기임피던스가 작습니다.
Q802
유도전동기
기동토크
📄 2010.5 기출
전전압 기동토크가 전부하의 1.8배인 농형전동기를 기동보상기로 전전압의 2/3에서 기동하면 기동토크는?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(1.8\times(2/3)^2=1.8\times0.444\approx0.8\)배.
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(1.8\times(2/3)^2=1.8\times0.444\approx0.8\)배.
Q803
전력변환
SCR 소호
📄 2010.5 기출
SCR 인버터에서 도통 중 부하전류 20A가 흐를 때 게이트로 SCR을 끄려면?
💡 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
SCR은 게이트로 소호 불가 → 전류를 유지전류 이하로 낮춰야 꺼집니다.
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
SCR은 게이트로 소호 불가 → 전류를 유지전류 이하로 낮춰야 꺼집니다.
Q804
변압기
V결선
📄 2010.5 기출
변압기를 V결선했을 때 전용량은 변압기 1대 용량의 몇 배인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 전용량 \(=\sqrt3\times\)1대 용량.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 전용량 \(=\sqrt3\times\)1대 용량.
Q805
직류전동기
역기전력
📄 2010.5 기출
정격 200V, 전부하 전기자전류 50A, 전기자저항 0.3Ω 분권전동기의 역기전력은 몇 V인가?
💡 해설 보기
역기전력
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
\(E=V-I_aR_a=200-50\times0.3=185\,\text{V}\).
전동기에서 회전으로 유기되는 기전력.
\[ E=V-I_aR_a=k\phi N \]속도·자속에 비례하며, 공급전압에서 이만큼을 뺀 전압이 전기자저항에 걸립니다.
풀이
\(E=V-I_aR_a=200-50\times0.3=185\,\text{V}\).
Q806
변압기
콘서베이터
📄 2010.5 기출
변압기에 콘서베이터를 설치하는 목적은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 절연유 열화를 방지합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 절연유 열화를 방지합니다.
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.
Q808
유도전동기
농형 특성
📄 2010.5 기출
권선형 대비 농형 유도전동기의 특성이 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Q809
변압기
시험
📄 2010.5 기출
변압기의 무부하시험·단락시험에서 구할 수 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
Q810
변압기
보호
📄 2010.5 기출
변압기 내부고장 보호용으로 적당한 계전기는?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
내부고장 보호는 비율차동계전기(및 부흐홀츠).
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
내부고장 보호는 비율차동계전기(및 부흐홀츠).
Q811
유도전동기
효율
📄 2010.5 기출
✎ 유사
3000V, 60Hz, 8극, 100kW 3상 유도전동기(2차 동손 3kW, 기계손 2kW)의 효율 계산에 필요한 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
효율 \(\eta=\dfrac{출력}{출력+총손실}\)로 각 손실을 합산해 구합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
효율 \(\eta=\dfrac{출력}{출력+총손실}\)로 각 손실을 합산해 구합니다.
Q812
동기전동기
기동
📄 2010.5 기출
유도전동기로 동기전동기를 기동할 때 유도전동기의 극수를 2극 적게 하는 이유는?
💡 해설 보기
유도전동기 기동법
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
슬립으로 인한 속도 부족을 보상해 동기속도에 도달시키기 위함입니다.
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
슬립으로 인한 속도 부족을 보상해 동기속도에 도달시키기 위함입니다.
Q813
유도전동기
분상기동
📄 2010.5 기출
✎ 유사
분상기동형 단상 유도전동기 운전용 전원공급장치에 사용하는 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
보조권선에 콘덴서를 넣어 위상차로 기동토크를 만듭니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
보조권선에 콘덴서를 넣어 위상차로 기동토크를 만듭니다.
Q814
직류전동기
규약효율
📄 2010.5 기출
직류전동기의 규약효율은?
💡 해설 보기
규약효율
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
전동기 규약효율 \(=\dfrac{출력}{출력+손실}\times100\).
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
전동기 규약효율 \(=\dfrac{출력}{출력+손실}\times100\).
Q815
유도전동기
비례추이
📄 2010.5 기출
비례추이를 하는 전동기는?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
2차 저항을 조정하는 권선형 유도전동기.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
2차 저항을 조정하는 권선형 유도전동기.
Q816
동기발전기
위상차
📄 2010.5 기출
✎ 유사
유기기전력이 같은 A, B 발전기 병렬운전에서 A의 위상이 B보다 앞서면 A는?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
A가 앞서면 동기화 전류로 A가 전력을 공급하며 위상이 맞춰집니다.
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
A가 앞서면 동기화 전류로 A가 전력을 공급하며 위상이 맞춰집니다.
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.
Q818
직류기
설명
📄 2010.5 기출
다음 설명 중 <u>잘못된</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 감자(수하) 특성이며 과복권이 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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 감자(수하) 특성이며 과복권이 아닙니다.
Q819
동기발전기
전기자반작용
📄 2010.5 기출
동기발전기에서 유기기전력과 전기자전류가 동상일 때 전기자 반작용은?
💡 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
동상(역률 1)은 교차자화(횡축) 작용.
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
동상(역률 1)은 교차자화(횡축) 작용.
Q820
유도전동기
2차손실
📄 2010.3 기출
✎ 유사
4극, 60Hz 유도전동기가 슬립 5%로 운전 중 2차 권선 손실이 94.25W일 때 2차 입력은 몇 W인가?
💡 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
\(P_2=\dfrac{P_{c2}}{s}=\dfrac{94.25}{0.05}=1885\,\text{W}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(P_2=\dfrac{P_{c2}}{s}=\dfrac{94.25}{0.05}=1885\,\text{W}\).
Q821
직류전동기
타여자
📄 2010.3 기출
✎ 유사
5kW, 100V 타여자 직류전동기가 전기자전류 20A로 회전할 때 역기전력을 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
전동기 \(E=V-I_aR_a\).
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
전동기 \(E=V-I_aR_a\).
Q822
동기발전기
단절권계수
📄 2010.3 기출
3상 6극, 슬롯 54 동기발전기에서 코일이 제1·제8슬롯에 들어갈 때 단절권계수는 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
극간격 9슬롯, 코일간격 7슬롯 → \(\beta=7/9\), \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\approx0.94\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
극간격 9슬롯, 코일간격 7슬롯 → \(\beta=7/9\), \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\approx0.94\).
Q823
유도전동기
슬립 범위
📄 2010.3 기출
유도전동기의 슬립 s의 범위는?
💡 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
전동기 운전 슬립 0.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
전동기 운전 슬립 0
Q824
동기발전기
분포권
📄 2010.3 기출
동기발전기 분포권의 특징이 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
분포권은 기전력이 집중권보다 작아집니다(분포계수<1).
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
분포권은 기전력이 집중권보다 작아집니다(분포계수<1).
Q825
특수기기
주파수변환기
📄 2010.3 기출
✎ 유사
정류자형 주파수변환기를 유도전동기 축과 직결해 사용할 때 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
정류자형 주파수변환기는 직류기가 아닙니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
정류자형 주파수변환기는 직류기가 아닙니다.
Q826
동기발전기
단락전류
📄 2010.3 기출
✎ 유사
6000V, 12000kVA, 매상 동기임피던스 3Ω 3상 동기발전기의 단락전류를 정하는 것은?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{E_{상}}{Z_s}=\dfrac{6000/\sqrt3}{3}\).
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{E_{상}}{Z_s}=\dfrac{6000/\sqrt3}{3}\).
Q827
동기발전기
여자 조정
📄 2010.3 기출
병렬운전 중 A발전기의 여자를 B보다 강하게 하면 A발전기는?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자된 A는 지상 무효전류를 부담합니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자된 A는 지상 무효전류를 부담합니다.
Q828
변압기
전압변동률
📄 2010.3 기출
변압기 전압변동률에 대한 설명으로 <u>잘못된</u> 것은?
💡 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
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
Q829
직류전동기
정출력
📄 2010.3 기출
직류전동기 속도제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
계자제어가 정출력 특성.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
계자제어가 정출력 특성.
Q830
변압기
철손
📄 2010.3 기출
✎ 유사
정격보다 주파수가 3% 상승하고 전압이 3% 저하한 전원에서 변압기를 운전할 때, 철손은 정격 대비 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
철손 = 히스테리시스손 + 와류손이고, 둘 다 최대자속밀도 \(B_m\)에 크게 의존합니다.
① 자속밀도 변화 (\(E=4.44fNB_mS\to B_m\propto V/f\))
전압 3% 저하(\(V=0.97\)), 주파수 3% 상승(\(f=1.03\)) — 두 효과 모두 \(B_m\)을 낮춥니다.
\[ \frac{B_m'}{B_m}=\frac{0.97}{1.03}\approx0.942\ (약\ 5.8\%\ 감소) \]
② 히스테리시스손 \(P_h\propto f\,B_m^{1.6}\)
\[ \frac{P_h'}{P_h}=1.03\times(0.942)^{1.6}\approx1.03\times0.908\approx0.936\ (약\ 6.4\%\ 감소) \]
③ 와류손 \(P_e\propto (f B_m)^2=f^2\Big(\dfrac{V}{f}\Big)^2=V^2\) → 주파수와 무관, 전압²에만 의존
\[ \frac{P_e'}{P_e}=(0.97)^2\approx0.941\ (약\ 5.9\%\ 감소) \]
④ 합계
두 성분 모두 약 6% 감소 → 철손은 약 6% 정도 감소(약간 감소)합니다.
바로잡기 — 감소폭이 약 6%로 크지 않으므로 ‘크게 감소’가 아니라 ‘약간 감소’가 맞습니다. 참고로 반대 조건(주파수 저하·전압 상승)이면 \(B_m\)이 커져 철손이 늘고 포화·과열 위험이 생깁니다.
① 자속밀도 변화 (\(E=4.44fNB_mS\to B_m\propto V/f\))
전압 3% 저하(\(V=0.97\)), 주파수 3% 상승(\(f=1.03\)) — 두 효과 모두 \(B_m\)을 낮춥니다.
\[ \frac{B_m'}{B_m}=\frac{0.97}{1.03}\approx0.942\ (약\ 5.8\%\ 감소) \]
② 히스테리시스손 \(P_h\propto f\,B_m^{1.6}\)
\[ \frac{P_h'}{P_h}=1.03\times(0.942)^{1.6}\approx1.03\times0.908\approx0.936\ (약\ 6.4\%\ 감소) \]
③ 와류손 \(P_e\propto (f B_m)^2=f^2\Big(\dfrac{V}{f}\Big)^2=V^2\) → 주파수와 무관, 전압²에만 의존
\[ \frac{P_e'}{P_e}=(0.97)^2\approx0.941\ (약\ 5.9\%\ 감소) \]
④ 합계
두 성분 모두 약 6% 감소 → 철손은 약 6% 정도 감소(약간 감소)합니다.
바로잡기 — 감소폭이 약 6%로 크지 않으므로 ‘크게 감소’가 아니라 ‘약간 감소’가 맞습니다. 참고로 반대 조건(주파수 저하·전압 상승)이면 \(B_m\)이 커져 철손이 늘고 포화·과열 위험이 생깁니다.
Q831
직류기
전기자반작용
📄 2010.3 기출
직류기 전기자 반작용의 영향이 <u>아닌</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
전기자 반작용이 절연내력을 높이지는 않습니다.
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
전기자 반작용이 절연내력을 높이지는 않습니다.
Q832
유도전동기
농형 기동
📄 2010.3 기출
농형 유도전동기의 기동방법으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Q833
유도전동기
슬립
📄 2010.3 기출
7.5kW 3상 유도전동기의 전부하 2차 저항손이 300W일 때 슬립은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(s=\dfrac{P_{c2}}{P_0+P_{c2}}=\dfrac{300}{7800}\approx3.85\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(s=\dfrac{P_{c2}}{P_0+P_{c2}}=\dfrac{300}{7800}\approx3.85\%\).
Q834
특수기기
3상직권
📄 2010.3 기출
3상 직권 정류자전동기의 특성으로 옳지 <u>않은</u> 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
직권은 부하에 따라 속도가 변합니다(정속도 아님).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
직권은 부하에 따라 속도가 변합니다(정속도 아님).
Q835
변압기
전압변동률
📄 2010.3 기출
2차 무부하 전압 240V, 정격부하 시 2차 단자전압 230V인 변압기의 전압변동률은?
💡 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
\(\varepsilon=\dfrac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\dfrac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
Q836
유도전동기
비례추이
📄 2010.3 기출
전부하 슬립 4%, 2차 1상 저항 0.3Ω 권선형 유도전동기의 기동토크를 전부하와 같게 하는 2차 삽입저항은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
\(\dfrac{0.3+R}{1}=\dfrac{0.3}{0.04}\Rightarrow R=7.2\,\Omega\).
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
\(\dfrac{0.3+R}{1}=\dfrac{0.3}{0.04}\Rightarrow R=7.2\,\Omega\).
Q837
전력변환
사이리스터
📄 2010.3 기출
반도체 소자 중 3단자 사이리스터가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
DIAC은 2단자 소자입니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
DIAC은 2단자 소자입니다.
Q838
변압기
단락시험
📄 2010.3 기출
단상변압기의 임피던스 와트를 구하기 위해 필요한 시험은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스 와트(동손)는 단락시험으로 구합니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스 와트(동손)는 단락시험으로 구합니다.
Q839
특수기기
서보
📄 2010.3 기출
서보전동기와 제어방식으로 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
서보 제어는 전기자·계자 제어이며 '주파수 변환 서보'는 일반 분류가 아닙니다.
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
서보 제어는 전기자·계자 제어이며 '주파수 변환 서보'는 일반 분류가 아닙니다.
Q840
변압기
임피던스전압
📄 2009.7 기출
변압기의 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q841
보호
층간단락
📄 2009.7 기출
발전기 권선의 층간단락 보호에 가장 적합한 계전기는?
💡 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
층간단락은 차동(비율차동)계전기로 보호합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
층간단락은 차동(비율차동)계전기로 보호합니다.
Q842
유도전동기
전압-토크
📄 2009.7 기출
3상 유도전동기 전원전압이 80%로 감소하면 토크는? (회전수 일정)
💡 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
토크 \(\propto V^2\): \(0.8^2=0.64\)배.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(0.8^2=0.64\)배.
Q843
변압기
유기전압
📄 2009.7 기출
✎ 유사
권수비 6600/220, 단면적 0.02m², 최대자속밀도 1.2Wb/m² 변압기의 1차 유기전압 계산식은?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
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 \(=2500-1300=1200\,\text{W}\).
Q845
직류전동기
분권
📄 2009.7 기출
✎ 유사
100V, 10kW, 1000rpm 분권전동기를 부하전류 102A로 정격속도 운전할 때의 특성 계산은?
💡 해설 보기
분권전동기 특성 계산 순서
① 전기자전류: \(I_a=I-I_f\) (전체전류에서 계자전류를 뺌)
② 역기전력: \(E=V-I_aR_a\) (전동기는 단자전압에서 전기자저항 강하를 뺌)
③ 토크: \(T=\dfrac{EI_a}{\omega}=\dfrac{EI_a}{2\pi N/60}\)
· \(V\): 단자전압, \(R_a\): 전기자저항, \(N\): 회전수
핵심 — 발전기는 \(E=V+I_aR_a\), 전동기는 \(E=V-I_aR_a\)로 부호가 반대입니다.
① 전기자전류: \(I_a=I-I_f\) (전체전류에서 계자전류를 뺌)
② 역기전력: \(E=V-I_aR_a\) (전동기는 단자전압에서 전기자저항 강하를 뺌)
③ 토크: \(T=\dfrac{EI_a}{\omega}=\dfrac{EI_a}{2\pi N/60}\)
· \(V\): 단자전압, \(R_a\): 전기자저항, \(N\): 회전수
핵심 — 발전기는 \(E=V+I_aR_a\), 전동기는 \(E=V-I_aR_a\)로 부호가 반대입니다.
Q846
유도전동기
최대토크
📄 2009.7 기출
권선형 유도전동기에서 2차 저항을 변화시켜 속도를 제어할 때 최대토크는?
💡 해설 보기
유도전동기 최대토크
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관하여 변하지 않습니다(비례추이).
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관하여 변하지 않습니다(비례추이).
Q847
특수기기
3상직권
📄 2009.7 기출
3상 직권 정류자전동기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 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
직권은 부하에 따라 속도가 변합니다(정속도 아님).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
직권은 부하에 따라 속도가 변합니다(정속도 아님).
Q848
직류기
권선법
📄 2009.7 기출
일반적인 직류기 전기자 권선법에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
전기자 권선법
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
직류기는 폐로권을 사용하며 개로권은 아닙니다.
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
직류기는 폐로권을 사용하며 개로권은 아닙니다.
Q849
유도전동기
슬립 역회전
📄 2009.7 기출
4극, 60Hz 유도기가 1750rpm으로 회전 중 b·c상을 바꾸면 슬립은 약 얼마인가?
💡 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
상순 반전 시 역회전 \(N_s=-1800\), \(s=\dfrac{-1800-1750}{-1800}\approx1.97\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
상순 반전 시 역회전 \(N_s=-1800\), \(s=\dfrac{-1800-1750}{-1800}\approx1.97\).
Q850
전력변환
위상제어
📄 2009.7 기출
유도전동기 1차 전압 변화에 SCR을 사용해 변화시키는 것은?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
SCR로 점호각(위상)을 조정해 실효전압을 바꿉니다.
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
SCR로 점호각(위상)을 조정해 실효전압을 바꿉니다.
Q851
변압기
최대효율
📄 2009.7 기출
✎ 유사
5kW, 3300/220V 변압기가 역률 100%, 전부하 효율 96.2%일 때 최대효율이 되는 부하율을 정하는 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
철손=동손이 되는 부하율 \(\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\)에서 최대효율.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
철손=동손이 되는 부하율 \(\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\)에서 최대효율.
Q852
변압기
단권 부하용량
📄 2009.7 기출
1kVA, 3000/200V 단상변압기를 3000/3200V 승압기로 결선할 때 부하용량은 몇 kVA인가?
💡 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
\(부하용량=자기용량\times\dfrac{V_h}{V_h-V_l}=1\times\dfrac{3200}{200}=16\,\text{kVA}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(부하용량=자기용량\times\dfrac{V_h}{V_h-V_l}=1\times\dfrac{3200}{200}=16\,\text{kVA}\).
Q853
유도전동기
2차입력
📄 2009.7 기출
✎ 유사
4극, 7.5kW, 200V, 60Hz 유도전동기의 2차 입력이 7950W일 때 토크·슬립 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
동기와트(=2차입력)를 동기속도로 나눠 토크를 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
동기와트(=2차입력)를 동기속도로 나눠 토크를 구합니다.
Q854
특수기기
반작용전동기
📄 2009.7 기출
반작용(반동) 전동기에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
반작용 전동기는 돌극 릴럭턴스 차로 토크를 냅니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
반작용 전동기는 돌극 릴럭턴스 차로 토크를 냅니다.
Q855
동기발전기
동기화전류
📄 2009.7 기출
2대의 동기발전기 병렬운전에서 동기화 전류가 흐르는 경우는?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
기전력 위상차가 있을 때 동기화 전류가 흐릅니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
기전력 위상차가 있을 때 동기화 전류가 흐릅니다.
Q856
유도전동기
슬립 음수
📄 2009.7 기출
3상 유도전동기 슬립 s<0인 경우에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
s<0은 유도발전기로 동작(전동기 아님).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
s<0은 유도발전기로 동작(전동기 아님).
Q857
동기전동기
동기와트
📄 2009.7 기출
동기전동기에서 동기와트로 표시되는 것은?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
동기와트 = 토크(동기속도 기준).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
동기와트 = 토크(동기속도 기준).
Q858
전력변환
다이오드 직렬
📄 2009.7 기출
정류회로에서 다이오드를 여러 개 직렬로 연결하면?
💡 해설 보기
역첨두전압(PIV)
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
직렬 연결은 역전압 분담으로 내압을 높입니다.
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
직렬 연결은 역전압 분담으로 내압을 높입니다.
Q859
전력변환
GTO
📄 2009.7 기출
✎ 유사
정격전류 이하로 제어하면 과전압으로 파괴되지 않는 반도체 소자는?
💡 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
게이트로 소호 가능한 GTO는 전류 제어로 과전압 파괴를 막습니다.
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
게이트로 소호 가능한 GTO는 전류 제어로 과전압 파괴를 막습니다.
Q860
전력변환
맥동률
📄 2009.5 기출
단상 전파 정류회로(저항부하)의 맥동률은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
맥동률(ripple)
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
단상 전파 맥동률 48%.
\[ \gamma=\frac{\text{출력의 교류분 실효값}}{\text{직류분}}\times100\,[\%] \]
교류분 전압 = 맥동률 × 직류전압. 맥동률이 작을수록 평활한 직류입니다(단상반파 121% > 단상전파 48% > 3상반파 17% > 3상전파 4%).
계산
단상 전파 맥동률 48%.
Q861
계측
변류기
📄 2009.5 기출
변류비 100/5A CT와 5A 전류계로 부하전류를 측정할 때 전류계 지시가 4A이면 부하전류는 몇 A인가?
💡 해설 보기
변류기(CT)
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
부하전류 \(=4\times\dfrac{100}{5}=80\,\text{A}\).
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
부하전류 \(=4\times\dfrac{100}{5}=80\,\text{A}\).
Q862
직류전동기
직권 토크
📄 2009.5 기출
직류 직권전동기의 회전수를 반으로 줄이면 토크는 몇 배가 되는가?
💡 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
직권 \(N\propto1/I\), \(T\propto I^2\): N을 1/2로 하면 I가 2배 → T는 4배.
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
직권 \(N\propto1/I\), \(T\propto I^2\): N을 1/2로 하면 I가 2배 → T는 4배.
Q863
변압기
무부하손
📄 2009.5 기출
변압기에서 1차가 전원에 접속되어 있으면 부하 유무와 관계없이 발생하는 손실은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
부하와 무관한 손실은 무부하손(철손).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
부하와 무관한 손실은 무부하손(철손).
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.
Q865
유도전동기
농형 속도제어
📄 2009.5 기출
농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도제어법은?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 주파수·전압 제어.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
농형은 주파수·전압 제어.
Q866
유도전동기
출력
📄 2009.5 기출
8극 3상 유도전동기가 60Hz에서 864rpm으로 494N·m 토크를 낼 때 출력은 약 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
\(P=T\omega=494\times\dfrac{2\pi\times864}{60}\approx44.7\,\text{kW}\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
\(P=T\omega=494\times\dfrac{2\pi\times864}{60}\approx44.7\,\text{kW}\).
Q867
변압기
전압조정기
📄 2009.5 기출
3상 전압조정기의 원리는 무엇을 응용한 것인가?
💡 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
3상 유도전압조정기는 3상 유도전동기(회전자계) 원리를 응용합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상 유도전압조정기는 3상 유도전동기(회전자계) 원리를 응용합니다.
Q868
동기발전기
자기여자
📄 2009.5 기출
동기발전기의 자기여자 방지법이 <u>아닌</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
수전단 콘덴서(진상)는 자기여자를 조장합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
수전단 콘덴서(진상)는 자기여자를 조장합니다.
Q869
변압기
무부하 전압
📄 2009.5 기출
권수비 70 단상변압기의 전부하 2차전압 200V, 전압변동률 4%일 때 무부하 시 1차 단자전압은?
💡 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
무부하 2차 \(=200\times1.04=208\)V, 1차 \(=208\times70=14560\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
무부하 2차 \(=200\times1.04=208\)V, 1차 \(=208\times70=14560\,\text{V}\).
Q870
직류전동기
전기철도
📄 2009.5 기출
전기철도에 가장 적합한 직류전동기는?
💡 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
기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 변하는 직권전동기.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 변하는 직권전동기.
Q871
동기발전기
단락비
📄 2009.5 기출
✎ 유사
6000V, 5MVA 동기발전기가 계자전류 200A에서 무부하 6000V이고 단락 시 정격전류가 흐를 때 단락비를 정하는 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 \(K_s=\dfrac{I_{f0}}{I_{fs}}\)(무부하 정격전압 여자전류/단락 정격전류 여자전류).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 \(K_s=\dfrac{I_{f0}}{I_{fs}}\)(무부하 정격전압 여자전류/단락 정격전류 여자전류).
Q872
보호
과전압
📄 2009.5 기출
전압이 정상치 이상으로 되었을 때 회로를 보호하는 계전기는?
💡 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
과전압계전기(OVR).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
과전압계전기(OVR).
Q873
유도전동기
VVVF
📄 2009.5 기출
VVVF 제어방식에 가장 적당한 전동기는?
💡 해설 보기
VVVF(가변전압 가변주파수)
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
VVVF는 3상 농형 유도전동기 속도제어에 사용됩니다.
\(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\)에서 주파수를 바꿔 속도제어. 자속 일정 위해 \(V/f\) 일정 제어(인버터). 농형 유도기 속도제어의 대표.
풀이
VVVF는 3상 농형 유도전동기 속도제어에 사용됩니다.
Q874
동기발전기
분포계수
📄 2009.5 기출
3상 동기발전기 매극매상 슬롯수가 3일 때 분포계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수 \(k_d\)란?
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
Q875
유도전동기
원선도 지름
📄 2009.5 기출
유도전동기 원선도에서 원의 지름은? (1차 전압 E, 1차 환산 누설리액턴스 x)
💡 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
원선도 지름 \(=\dfrac{E}{x}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
원선도 지름 \(=\dfrac{E}{x}\).
Q876
변압기
권수
📄 2009.5 기출
✎ 유사
50kVA, 3300/210V, 60Hz 단상변압기(1차 권수 660, 철심 단면적 161cm²)의 최대자속밀도를 정하는 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
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
Q877
전력변환
역첨두전압
📄 2009.5 기출
반파 정류회로에서 순저항 부하 직류전압이 200V일 때 다이오드 최대 역전압(PIV)은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
역첨두전압(PIV)
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
\(PIV=\pi V_{dc}=3.14\times200\approx628\,\text{V}\).
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
\(PIV=\pi V_{dc}=3.14\times200\approx628\,\text{V}\).
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.
Q879
동기발전기
여유
📄 2009.5 기출
✎ 유사
1000kVA 동기발전기가 역률 0.8, 500kW 부하에 공급 중일 때의 여유를 정하는 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
부하 피상전력 \(=500/0.8=625\)kVA를 정격 1000kVA와 비교합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
부하 피상전력 \(=500/0.8=625\)kVA를 정격 1000kVA와 비교합니다.
Q880
동기조상기
과여자
📄 2009.3 기출
무부하 동기전동기(동기조상기)의 계자를 과여자로 운전하면?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자 → 진상 무효전력 공급(콘덴서).
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
과여자 → 진상 무효전력 공급(콘덴서).
Q881
특수기기
BLDC
📄 2009.3 기출
브러시리스 DC 서보모터의 특징으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 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
BLDC는 정류자·브러시가 없어 마모가 없고 수명이 깁니다.
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
BLDC는 정류자·브러시가 없어 마모가 없고 수명이 깁니다.
Q882
변압기
와류손
📄 2009.3 기출
3300V, 60Hz 변압기의 와류손이 360W일 때 2750V, 50Hz에서 와류손은 약 몇 W인가?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(P_e\propto V^2\)(f무관): \((2750/3300)^2\times360\approx250\,\text{W}\).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(P_e\propto V^2\)(f무관): \((2750/3300)^2\times360\approx250\,\text{W}\).
Q883
동기전동기
역률
📄 2009.3 기출
동기전동기의 전기자 전류가 최소일 때의 역률은?
💡 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
전기자전류 최소 지점의 역률은 1(V곡선 최저점).
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
전기자전류 최소 지점의 역률은 1(V곡선 최저점).
Q884
직류전동기
분권
📄 2009.3 기출
✎ 유사
100HP, 600V, 1200rpm 분권전동기(계자저항 400Ω)의 계자전류를 정하는 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
\(I_f=\dfrac{V}{R_f}=\dfrac{600}{400}=1.5\,\text{A}\).
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
\(I_f=\dfrac{V}{R_f}=\dfrac{600}{400}=1.5\,\text{A}\).
Q885
단위
인덕턴스 차원
📄 2009.3 기출
✎ 유사
인덕턴스의 SI 차원으로 옳은 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
인덕턴스 차원 \(ML^2T^{-2}I^{-2}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
인덕턴스 차원 \(ML^2T^{-2}I^{-2}\).
Q886
전력변환
반파 효율
📄 2009.3 기출
단상 반파 정류의 정류효율은 약 몇 %인가?
💡 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
단상 반파 정류효율 40.6%.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단상 반파 정류효율 40.6%.
Q887
변압기
전압조정기
📄 2009.3 기출
3상 유도전압조정기의 동작 원리로 가장 적당한 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
3상 유도전압조정기는 회전자계 원리로 동작합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
3상 유도전압조정기는 회전자계 원리로 동작합니다.
Q888
변압기
전압변동률
📄 2009.3 기출
변압기에서 역률 100%일 때 전압변동률 ε은?
💡 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
역률 1이면 \(\varepsilon=p\)(%저항강하).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
역률 1이면 \(\varepsilon=p\)(%저항강하).
Q889
변압기
여자어드미턴스
📄 2009.3 기출
변압기의 여자 어드미턴스를 구하는 시험법은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
여자 어드미턴스는 무부하시험으로 구합니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
여자 어드미턴스는 무부하시험으로 구합니다.
Q890
변압기
주파수
📄 2009.3 기출
변압기의 부하·전압이 일정하고 주파수가 높아지면?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 철손·여자전류가 감소합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 철손·여자전류가 감소합니다.
Q891
전력변환
사이클로컨버터
📄 2009.3 기출
사이클로컨버터란?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
사이클로컨버터는 교류를 다른 주파수의 교류로 직접 변환합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
사이클로컨버터는 교류를 다른 주파수의 교류로 직접 변환합니다.
Q892
유도전동기
분권 유사
📄 2009.3 기출
권선형 유도전동기와 직류 분권전동기의 유사점은?
💡 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
둘 다 속도변동이 작고 저항으로 속도제어가 가능합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
둘 다 속도변동이 작고 저항으로 속도제어가 가능합니다.
Q893
유도전동기
단상 기동
📄 2009.3 기출
단상 유도전동기 기동방법 중 기동토크가 가장 큰 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
기동토크: 반발기동 > 콘덴서 > 분상 > 셰이딩.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
기동토크: 반발기동 > 콘덴서 > 분상 > 셰이딩.
Q894
유도전동기
출력
📄 2009.3 기출
✎ 유사
60Hz, 8극 유도전동기가 873rpm에서 67kg·m 토크를 낼 때 출력은 약 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
\(P=T\omega=67\times9.8\times\dfrac{2\pi\times873}{60}\approx60\,\text{kW}\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
\(P=T\omega=67\times9.8\times\dfrac{2\pi\times873}{60}\approx60\,\text{kW}\).
Q895
특수기기
반발전동기
📄 2009.3 기출
단상 정류자 전동기의 일종인 단상 반발전동기에 해당하는 것은?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
아트킨손·톰슨형 등이 단상 반발전동기입니다.
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
아트킨손·톰슨형 등이 단상 반발전동기입니다.
Q896
직류전동기
토크측정
📄 2009.3 기출
대형 직류전동기의 토크를 측정하는 데 가장 적당한 방법은?
💡 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
대형기는 전기동력계법으로 토크를 측정합니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
대형기는 전기동력계법으로 토크를 측정합니다.
Q897
동기발전기
단락비
📄 2009.3 기출
단락비가 큰 동기발전기에 대한 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비가 크면 동기임피던스가 작습니다.
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비가 크면 동기임피던스가 작습니다.
Q898
유도전동기
기동토크
📄 2009.3 기출
3상 유도전동기에서 2차 저항을 증가시키면 기동토크는?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
2차 저항 증가 → 비례추이로 기동토크 증가(일정 범위).
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
2차 저항 증가 → 비례추이로 기동토크 증가(일정 범위).
Q899
동기발전기
회전자 지름
📄 2009.3 기출
4극, 60Hz 동기발전기의 회전자 주변속도를 200m/s 이하로 하려면 회전자 지름은 약 몇 m 이하인가?
💡 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
\(N_s=1800\text{rpm}=30\text{rps}\), \(D=\dfrac{v}{\pi N}=\dfrac{200}{\pi\times30}\approx2.12\,\text{m}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(N_s=1800\text{rpm}=30\text{rps}\), \(D=\dfrac{v}{\pi N}=\dfrac{200}{\pi\times30}\approx2.12\,\text{m}\).
Q900
변압기
주파수
📄 2008.7 기출
변압기의 부하·전압이 일정하고 주파수가 낮아지면?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 주파수가 낮으면 자속·철손이 증가합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 주파수가 낮으면 자속·철손이 증가합니다.
Q901
유도전동기
단상 기동법
📄 2008.7 기출
단상 유도전동기의 기동법이 <u>아닌</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
2차 저항 기동은 3상 권선형 방식입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
2차 저항 기동은 3상 권선형 방식입니다.
Q902
유도전동기
원선도
📄 2008.7 기출
유도전동기 원선도 작성에 필요한 시험으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 원선도(헤이랜드)
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.
풀이
원선도에는 무부하시험·구속시험·저항측정이 필요합니다.
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.
풀이
원선도에는 무부하시험·구속시험·저항측정이 필요합니다.
Q903
유도전동기
2차동손
📄 2008.7 기출
15kW 3상 유도전동기(기계손 350W, 전부하 슬립 3%)의 2차 동손은 약 몇 W인가?
💡 해설 보기
유도전동기 전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
\(P_2=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
\(P_2=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).
Q904
동기발전기
단락비
📄 2008.7 기출
10MVA, 6600V, 동기임피던스 3.6Ω 3상 동기발전기의 단락비는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
\(Z_{base}=\dfrac{6600^2}{10^7}=4.356\), \(K_s=\dfrac{Z_{base}}{Z_s}=\dfrac{4.356}{3.6}\approx1.21\).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
\(Z_{base}=\dfrac{6600^2}{10^7}=4.356\), \(K_s=\dfrac{Z_{base}}{Z_s}=\dfrac{4.356}{3.6}\approx1.21\).
Q905
전력변환
정류 전류계
📄 2008.7 기출
✎ 유사
가동코일형 전류계를 사용한 정류회로에서 전류계 지시값을 정하는 것은?
💡 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
가동코일형 계기는 평균값(직류분)을 지시합니다.
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
가동코일형 계기는 평균값(직류분)을 지시합니다.
Q906
전력변환
위상제어
📄 2008.7 기출
✎ 유사
상전압 200V 3상 반파 정류회로에서 SCR 제어각 60°일 때 직류 출력전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
\(V_d=1.17\,E\cos\alpha=1.17\times200\times\cos60°\approx117\,\text{V}\).
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
\(V_d=1.17\,E\cos\alpha=1.17\times200\times\cos60°\approx117\,\text{V}\).
Q907
특수기기
서보모터
📄 2008.7 기출
서보모터가 갖추어야 할 조건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
서보모터는 기동토크가 커야 합니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
서보모터는 기동토크가 커야 합니다.
Q908
동기발전기
분포권계수
📄 2008.7 기출
동기발전기 분포권계수를 나타내는 식은? (상수 m, 1극1상당 슬롯수 q)
💡 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
분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}}\).
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}}\).
Q909
유도전동기
포트모터
📄 2008.7 기출
인견공장 포트모터의 속도제어법은?
💡 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
포트모터는 주파수 제어로 속도를 조정합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
포트모터는 주파수 제어로 속도를 조정합니다.
Q910
특수기기
보상권선
📄 2008.7 기출
단상 직권 정류자전동기 개념도에서 C(보상권선)의 역할은?
💡 해설 보기
보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
C는 보상권선으로 전기자 반작용을 상쇄합니다.
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
C는 보상권선으로 전기자 반작용을 상쇄합니다.
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
\(V=\dfrac{V_0}{1+\varepsilon}=\dfrac{120}{1.05}\approx114\,\text{V}\).
Q912
변압기
누설변압기
📄 2008.7 기출
누설 변압기에 대한 설명으로 <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
누설변압기는 누설리액턴스가 커 전압변동률이 큽니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
누설변압기는 누설리액턴스가 커 전압변동률이 큽니다.
Q913
유도발전기
특성
📄 2008.7 기출
유도발전기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
유도발전기는 단독운전이 불가(여자 전원 필요)합니다.
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
유도발전기는 단독운전이 불가(여자 전원 필요)합니다.
Q914
전력변환
사이리스터
📄 2008.7 기출
3단자 사이리스터가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
DIAC은 2단자 소자입니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
DIAC은 2단자 소자입니다.
Q915
변압기
단락전류
📄 2008.7 기출
임피던스 전압강하 5%인 변압기가 단락되면 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n=\dfrac{100}{5}=20\)배.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n=\dfrac{100}{5}=20\)배.
Q916
특수기기
반작용전동기
📄 2008.7 기출
반작용(릴럭턴스) 전동기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
반작용 전동기는 기동토크가 작습니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
반작용 전동기는 기동토크가 작습니다.
Q917
직류기
중권
📄 2008.7 기출
직류기 전기자 권선을 중권으로 할 때 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
중권은 저전압·대전류이며 고전압 소전류는 파권입니다.
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.
풀이
중권은 저전압·대전류이며 고전압 소전류는 파권입니다.
Q918
변압기
제3고조파
📄 2008.7 기출
변압기 결선에서 제3고조파 전압이 발생하는 결선은?
💡 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
Y-Y 결선은 제3고조파 순환 경로가 없어 제3고조파 전압이 나타납니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
Y-Y 결선은 제3고조파 순환 경로가 없어 제3고조파 전압이 나타납니다.
Q919
동기발전기
증자작용
📄 2008.7 기출
3상 동기발전기(유기기전력 120V, 반작용 리액턴스 0.2Ω)에 90° 진상전류 20A가 흐를 때의 반작용은?
💡 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
진상전류(90° 앞섬)는 증자작용을 합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
진상전류(90° 앞섬)는 증자작용을 합니다.
Q920
동기발전기
최대효율
📄 2008.5 기출
교류발전기 손실이 \(P=P_o+\alpha I+\beta I^2\)일 때 효율이 최대가 되는 부하전류 조건은?
💡 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
고정손=가변손, 즉 \(P_o=\beta I^2\)에서 최대효율.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
고정손=가변손, 즉 \(P_o=\beta I^2\)에서 최대효율.
Q921
전력변환
IGBT
📄 2008.5 기출
IGBT에 관한 설명으로 <u>잘못된</u> 것은?
💡 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
IGBT는 게이트 전압으로 턴온·턴오프가 가능합니다.
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
IGBT는 게이트 전압으로 턴온·턴오프가 가능합니다.
Q922
변압기
단락시험
📄 2008.5 기출
변압기의 단락시험과 관계가 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손·여자전류는 무부하시험에서 구합니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손·여자전류는 무부하시험에서 구합니다.
Q923
유도전동기
전전압 기동
📄 2008.5 기출
3상 유도전동기 전전압 기동에 대한 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
전전압(직입) 기동은 기동전류가 큽니다.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
전전압(직입) 기동은 기동전류가 큽니다.
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.
Q925
변압기
누설리액턴스
📄 2008.5 기출
변압기의 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법은?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
1·2차 권선을 분할·교호 배치하면 누설리액턴스가 감소합니다.
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
1·2차 권선을 분할·교호 배치하면 누설리액턴스가 감소합니다.
Q926
유도전동기
출력변환
📄 2008.5 기출
3상 유도기에서 출력 변환식으로 옳은 것은? (2차입력 P₂, 슬립 s)
💡 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
기계적 출력 \(P_0=(1-s)P_2\).
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
기계적 출력 \(P_0=(1-s)P_2\).
Q927
변압기
전압변동률
📄 2008.5 기출
✎ 유사
3300/210V, 10kVA 변압기의 %저항강하 3%, %리액턴스강하 4%일 때 지상역률 80%의 전압변동률은?
💡 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
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=4.8\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=4.8\%\).
Q928
유도전동기
슬립
📄 2008.5 기출
200V, 60Hz, 6극, 10kW 3상 유도전동기의 전부하 회전수가 1152rpm일 때 슬립은?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1200\), \(s=\dfrac{1200-1152}{1200}=0.04=4\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1200\), \(s=\dfrac{1200-1152}{1200}=0.04=4\%\).
Q929
특수기기
AC서보
📄 2008.5 기출
AC 서보전동기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
서보전동기는 기동토크가 커야 합니다.
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
서보전동기는 기동토크가 커야 합니다.
Q930
동기발전기
단락곡선
📄 2008.5 기출
동기기의 3상 단락곡선이 직선이 되는 이유는?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
단락 시 전기자 반작용으로 자속이 억제되어 불포화(직선)가 됩니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
단락 시 전기자 반작용으로 자속이 억제되어 불포화(직선)가 됩니다.
Q931
동기발전기
단락비
📄 2008.5 기출
단락비가 큰 동기기에 대한 설명으로 알맞은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비가 크면 안정도가 좋고 전압변동률이 작습니다(철기계).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비가 크면 안정도가 좋고 전압변동률이 작습니다(철기계).
Q932
유도전동기
2차입력
📄 2008.5 기출
✎ 유사
4극, 7.5kW, 200V, 60Hz 유도전동기의 2차 입력이 7950W일 때 토크·효율 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
토크 \(T=\dfrac{동기와트}{동기속도}\)로 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
토크 \(T=\dfrac{동기와트}{동기속도}\)로 구합니다.
Q933
동기발전기
단절권
📄 2008.5 기출
기전력의 고조파를 줄여 파형을 개선하고 권선 리액턴스를 감소시키는 권선법은?
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권이 고조파를 줄이고 코일 리액턴스를 감소시킵니다.
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권이 고조파를 줄이고 코일 리액턴스를 감소시킵니다.
Q934
변압기
자속밀도
📄 2008.5 기출
✎ 유사
50kVA, 3300/210V, 60Hz(1차 권수 550) 변압기의 최대자속밀도를 정하는 것은?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
Q935
직류전동기
규약효율
📄 2008.5 기출
직류전동기의 규약효율은?
💡 해설 보기
규약효율(規約效率, conventional efficiency)
실제 효율은 항상 \(\eta=\dfrac{출력}{입력}\)이지만, 회전기는 기계적 양(축동력)을 정확히 측정하기 어렵기 때문에, 측정이 쉬운 전기량을 기준으로 하고 손실을 규약으로 정해 계산합니다.
왜 전동기는 (입력−손실)/입력인가
전동기는 입력이 전기(전압·전류로 정확히 측정), 출력은 기계동력(측정 어려움)입니다. 그래서 측정한 입력에서 손실을 빼 출력을 대신합니다: \(\eta=\dfrac{입력-손실}{입력}\).
(발전기는 반대로 출력이 전기라 \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).)
오답 정리
• ④ \(\dfrac{출력}{출력+손실}\) — 발전기·변압기의 규약효율(전동기 아님)
• ③ \(\dfrac{출력}{입력}\) — 실측(진짜) 효율 정의이지 규약효율이 아님 · ② \(\dfrac{입력}{출력}\)은 역수(무의미)
∴ 정답 ① \(\dfrac{입력-손실}{입력}\).
실제 효율은 항상 \(\eta=\dfrac{출력}{입력}\)이지만, 회전기는 기계적 양(축동력)을 정확히 측정하기 어렵기 때문에, 측정이 쉬운 전기량을 기준으로 하고 손실을 규약으로 정해 계산합니다.
| 기기 | 규약효율 | 기준(측정 쉬운 쪽) |
|---|---|---|
| 전동기 | \(\dfrac{입력-손실}{입력}\) ← 본 문제 | 입력=전기(측정 쉬움) |
| 발전기·변압기 | \(\dfrac{출력}{출력+손실}\) | 출력=전기(측정 쉬움) |
전동기는 입력이 전기(전압·전류로 정확히 측정), 출력은 기계동력(측정 어려움)입니다. 그래서 측정한 입력에서 손실을 빼 출력을 대신합니다: \(\eta=\dfrac{입력-손실}{입력}\).
(발전기는 반대로 출력이 전기라 \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).)
오답 정리
• ④ \(\dfrac{출력}{출력+손실}\) — 발전기·변압기의 규약효율(전동기 아님)
• ③ \(\dfrac{출력}{입력}\) — 실측(진짜) 효율 정의이지 규약효율이 아님 · ② \(\dfrac{입력}{출력}\)은 역수(무의미)
∴ 정답 ① \(\dfrac{입력-손실}{입력}\).
Q936
변압기
유도전압조정기
📄 2008.5 기출
단상·3상 유도전압조정기의 비교 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 위상 변화가 발생합니다(회전자계).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 위상 변화가 발생합니다(회전자계).
Q937
동기발전기
동기임피던스
📄 2008.5 기출
동기임피던스는? (전기자저항 r, 반작용 리액턴스 Xa, 누설 리액턴스 Xl)
💡 해설 보기
동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(Z_s=r+j(X_a+X_l)\)(동기리액턴스 \(X_s=X_a+X_l\)).
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(Z_s=r+j(X_a+X_l)\)(동기리액턴스 \(X_s=X_a+X_l\)).
Q938
동기발전기
동기임피던스2
📄 2008.5 기출
여자전류 10A에서 단자전압 1000√3V, 3상 단락전류 50A인 동기발전기의 동기임피던스는 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
\(Z_s=\dfrac{E_{상}}{I_s}=\dfrac{1000\sqrt3/\sqrt3}{50}=\dfrac{1000}{50}=20\,\Omega\).
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
\(Z_s=\dfrac{E_{상}}{I_s}=\dfrac{1000\sqrt3/\sqrt3}{50}=\dfrac{1000}{50}=20\,\Omega\).
Q939
전력변환
사이리스터
📄 2008.5 기출
사이리스터에서 게이트 전류가 흐르면 순방향 저지상태에서 ( ) 상태가 되고, 게이트를 제거해도 유지되는 상태는?
💡 해설 보기
기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
게이트로 점호되면 도통(ON)되고 게이트를 제거해도 유지됩니다.
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.
풀이
게이트로 점호되면 도통(ON)되고 게이트를 제거해도 유지됩니다.
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.
Q942
동기발전기
전기각
📄 2008.3 기출
슬롯 24의 고정자에 단상 4극 권선을 설치할 때 인접 슬롯 사이의 전기각은?
💡 해설 보기
극수·전기각
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
전기각 \(=\dfrac{극수\times180°}{슬롯수}=\dfrac{4\times180}{24}=30°\).
\[ 전기각=\frac{P}{2}\times기계각,\qquad N_s=\frac{120f}{P} \]극수가 많을수록 동기속도가 낮아집니다.
풀이
전기각 \(=\dfrac{극수\times180°}{슬롯수}=\dfrac{4\times180}{24}=30°\).
Q943
동기발전기
동기임피던스
📄 2008.3 기출
교류발전기의 동기임피던스는 철심이 포화하면 어떻게 되는가?
💡 해설 보기
동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
포화 시 자속이 억제되어 동기임피던스가 감소합니다.
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
포화 시 자속이 억제되어 동기임피던스가 감소합니다.
Q944
동기발전기
분포계수
📄 2008.3 기출
3상 동기발전기 매극매상 슬롯수가 3일 때 분포계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수 \(k_d\)란?
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
한 극·한 상의 코일을 한 슬롯에 몰아 감으면(집중권) 각 코일 기전력이 같은 위상이라 그냥 더해집니다. 그러나 여러 슬롯에 나눠 감으면(분포권) 코일마다 위치(전기각)가 조금씩 달라 기전력의 위상이 어긋나므로, 벡터 합이 산술 합보다 작아집니다. 그 감소 비율이 분포권계수입니다.
\[ k_d=\frac{\text{분산 코일 기전력의 벡터 합}}{\text{산술 합}}=\frac{\sin\frac{q\beta}{2}}{q\sin\frac{\beta}{2}} \]
변수 정의
· \(m\) = 상수 → 3상이므로 \(m=3\)
· \(q\) = 매극 매상 슬롯수(한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수, 분산 정도) → 문제에서 \(q=3\)
· \(\beta\) = 슬롯 간 전기각 = \(\dfrac{180°}{\text{극당 슬롯수}}=\dfrac{180°}{m\,q}=\dfrac{\pi}{mq}\)
공식 정리 — \(\beta=\dfrac{\pi}{mq}\)를 대입하면
\[ k_d=\frac{\sin\frac{q}{2}\cdot\frac{\pi}{mq}}{q\sin\frac12\cdot\frac{\pi}{mq}}=\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}} \]
즉 두 각의 정체는
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{q\beta}{2}\) : 한 상 코일 그룹 전체가 벌어진 전기각의 절반 (벡터 합의 크기 결정)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{\beta}{2}\) : 인접 슬롯 하나의 전기각의 절반 (코일 1개 기전력 크기 결정)
값 대입 (m=3, q=3)
· \(\dfrac{\pi}{2m}=\dfrac{180°}{6}=30°\Rightarrow\sin30°=0.5\)
· \(\dfrac{\pi}{2mq}=\dfrac{180°}{18}=10°\Rightarrow\sin10°=0.1736\)
\[ k_d=\frac{0.5}{3\times0.1736}=\frac{0.5}{0.5209}\approx\mathbf{0.96} \]
왜 분포권을 쓰나 — \(k_d\lt 1\)로 기전력은 조금 줄지만, 코일이 분산돼 고조파가 상쇄되어 파형(정현파)이 좋아지고 권선의 열 방산도 유리합니다.
※ 참고: 매극매상 슬롯수 \(q=1\)이면 집중권이 되어 \(k_d=1\)입니다.
Q945
전력변환
LASCR
📄 2008.3 기출
광스위치·릴레이·카운터 등에 사용되는 감광역저지 3단자 사이리스터는?
💡 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
빛으로 점호되는 LASCR(광 사이리스터).
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
빛으로 점호되는 LASCR(광 사이리스터).
Q946
동기전동기
증자작용
📄 2008.3 기출
동기전동기에서 공급전압에 대해 앞선(진상) 전류의 전기자 반작용은?
💡 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
동기전동기 진상전류는 증자작용(발전기와 반대).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기전동기 진상전류는 증자작용(발전기와 반대).
Q947
전력변환
역호
📄 2008.3 기출
수은 정류기에서 역호 현상의 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
역호는 과부하·양극 과열 등이 원인입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
역호는 과부하·양극 과열 등이 원인입니다.
Q948
변압기
병렬 분담
📄 2008.3 기출
2차 환산 임피던스가 0.03+j0.02Ω, 0.02+j0.03Ω인 단상변압기 2대 병렬운전 시 부하분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
Q949
변압기
단락권선
📄 2008.3 기출
단상 유도전압조정기에서 단락권선의 역할은?
💡 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
단락권선은 직렬권선의 누설리액턴스에 의한 전압강하를 방지합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
단락권선은 직렬권선의 누설리액턴스에 의한 전압강하를 방지합니다.
Q950
유도전동기
토크
📄 2008.3 기출
✎ 유사
20HP, 4극, 60Hz 3상 유도전동기(전부하 슬립 4%)의 전부하 토크를 정하는 것은?
💡 해설 보기
유도전동기 전부하 토크
\[ T=974\,\frac{P\,[\text{kW}]}{N},\qquad N=N_s(1-s),\ N_s=\frac{120f}{극수} \]
이 문제: \(N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\,\text{rpm}\), \(N=1800(1-0.04)=1728\,\text{rpm}\), \(P=20\text{HP}\times0.746=14.9\text{kW}\)
\[ T=974\times\frac{14.9}{1728}\approx8.4\,\text{kg·m} \]
핵심 변수 — 출력과 회전수(동기속도·슬립으로 계산)만 알면 토크가 나옵니다.
\[ T=974\,\frac{P\,[\text{kW}]}{N},\qquad N=N_s(1-s),\ N_s=\frac{120f}{극수} \]
이 문제: \(N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\,\text{rpm}\), \(N=1800(1-0.04)=1728\,\text{rpm}\), \(P=20\text{HP}\times0.746=14.9\text{kW}\)
\[ T=974\times\frac{14.9}{1728}\approx8.4\,\text{kg·m} \]
핵심 변수 — 출력과 회전수(동기속도·슬립으로 계산)만 알면 토크가 나옵니다.
Q951
유도전동기
2차동손
📄 2008.3 기출
15kW 3상 유도전동기(기계손 350W, 전부하 슬립 3%)의 2차 동손은 약 몇 W인가?
💡 해설 보기
유도전동기 전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
\(P_2=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.
풀이
\(P_2=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).
Q952
유도전동기
회전자 주파수
📄 2008.3 기출
60Hz, 4극, 3상 권선형 유도전동기가 슬립 0.1로 회전할 때 회전자 주파수는 몇 Hz인가?
💡 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
\(f_2=sf=0.1\times60=6\,\text{Hz}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(f_2=sf=0.1\times60=6\,\text{Hz}\).
Q953
특수기기
단상직권
📄 2008.3 기출
단상 직권전동기의 종류가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
단상 직권 정류자전동기
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
단상 직권 계열에 분권형은 해당하지 않습니다.
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
단상 직권 계열에 분권형은 해당하지 않습니다.
Q954
동기발전기
단락전류
📄 2008.3 기출
✎ 유사
10000kVA, 6000V, 12극, 60Hz, 1상 동기임피던스 2Ω 발전기의 단락전류를 정하는 것은?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{E_{상}}{Z_s}=\dfrac{6000/\sqrt3}{2}\).
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{E_{상}}{Z_s}=\dfrac{6000/\sqrt3}{2}\).
Q955
변압기
2차 전류
📄 2008.3 기출
3300/220V 변압기 1차에 3300V를 가하고 2차에 부하 접속 시 1차 전류가 3A이면 2차 전류는 몇 A인가?
💡 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
\(I_2=I_1\times a=3\times\dfrac{3300}{220}=45\,\text{A}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(I_2=I_1\times a=3\times\dfrac{3300}{220}=45\,\text{A}\).
Q956
변압기
병렬운전
📄 2008.3 기출
변압기의 이상적인 병렬운전 조건이 <u>아닌</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.
Q957
직류기
권선법
📄 2008.3 기출
직류기 전기자 권선법 중 가장 많이 사용하는 것은?
💡 해설 보기
전기자 권선법
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
직류기는 이층권(고상권)을 주로 사용합니다.
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
직류기는 이층권(고상권)을 주로 사용합니다.
Q958
변압기
제3고조파
📄 2008.3 기출
기전력에 고조파를 포함하고 중성점이 접지된 경우 선로에 흐르는 충전전류의 주성분은?
💡 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
중성점 접지 시 제3고조파 충전전류가 주로 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
중성점 접지 시 제3고조파 충전전류가 주로 흐릅니다.
Q959
보호
층간단락
📄 2008.3 기출
동기발전기 전기자 권선의 층간단락 보호 계전기로 가장 적합한 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
층간단락은 차동(비율차동)계전기로 보호합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
층간단락은 차동(비율차동)계전기로 보호합니다.
Q960
동기발전기
단절권
📄 2020.9 기출
동기발전기 단절권의 특징이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권은 유기기전력이 전절권보다 작아집니다.
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.
풀이
단절권은 유기기전력이 전절권보다 작아집니다.
Q961
유도전동기
슬립
📄 2020.9 기출
50Hz, 4극 권선형 유도전동기가 전부하 1440rpm에서 회전할 때 슬립은? (동기 1500)
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1500\), \(s=\dfrac{1500-1440}{1500}=0.04=4\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1500\), \(s=\dfrac{1500-1440}{1500}=0.04=4\%\).
Q962
변압기
유기전압
📄 2020.9 기출
단면적 10cm² 철심에 200회 감고 60Hz, 60V 교류를 인가할 때 최대자속밀도는 약 몇 Wb/m²인가?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(B_m=\dfrac{E}{4.44fNS}=\dfrac{60}{4.44\times60\times200\times10\times10^{-4}}\approx1.13\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(B_m=\dfrac{E}{4.44fNS}=\dfrac{60}{4.44\times60\times200\times10\times10^{-4}}\approx1.13\).
Q963
동기기
안정도
📄 2020.9 기출
동기기의 안정도를 증진시키는 방법이 <u>아닌</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
동기리액턴스는 작게 해야 안정도가 좋습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기리액턴스는 작게 해야 안정도가 좋습니다.
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.
Q965
전자유도
도체 기전력
📄 2020.9 기출
자속밀도 10Wb/m² 자계에 길이 4cm 도체를 직각으로 0.4초 동안 1m 이동시킬 때 기전력은? (기기 응용)
💡 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
\(e=Blv=10\times0.04\times2.5=1\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(e=Blv=10\times0.04\times2.5=1\,\text{V}\).
Q966
전자파
전파속도
📄 2020.9 기출
진공 중 전자파의 전파속도는? (기기 응용)
💡 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
\(v=3\times10^8\,\text{m/s}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(v=3\times10^8\,\text{m/s}\).
Q967
특수기기
서보모터
📄 2020.9 기출
2상 교류 서보모터를 구동하는 데 필요한 2상 전압을 얻는 방법으로 널리 쓰이는 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
콘덴서로 위상을 분리해 2상 전압을 만듭니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
콘덴서로 위상을 분리해 2상 전압을 만듭니다.
Q968
발전
소용량 전원
📄 2020.9 기출
취급 간단·기동시간 짧아 섬·선박 등 고립지역 소용량 전원용으로 쓰이는 발전은?
💡 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
가스터빈이 기동이 빨라 고립지역·비상용에 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
가스터빈이 기동이 빨라 고립지역·비상용에 적합합니다.
Q969
유도전동기
직렬종속
📄 2020.9 기출
권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전할 때 동기속도는?
💡 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
직렬종속 \(N_s=\dfrac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직렬종속 \(N_s=\dfrac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).
Q970
전력변환
GTO
📄 2020.9 기출
GTO 사이리스터의 특징으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
GTO는 게이트로 소호(턴오프)가 가능합니다.
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
GTO는 게이트로 소호(턴오프)가 가능합니다.
Q971
변압기
병렬운전
📄 2020.9 기출
3상 변압기의 병렬운전 조건으로 <u>틀린</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.
Q972
자성체
영구자석
📄 2020.9 기출
영구자석 재료로 적합한 특성은? (기기 응용)
💡 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
영구자석은 잔류자기·보자력이 모두 커야 합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
영구자석은 잔류자기·보자력이 모두 커야 합니다.
Q973
동기발전기
단락전류
📄 2020.9 기출
동기발전기 단자 부근에서 단락 시 순간(돌발) 단락전류를 제한하는 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 돌발(순간) 단락전류
단자 부근에서 갑자기 3상 단락이 발생하면 단락전류는 시간에 따라 감쇠합니다. 이때 전류를 제한하는 성분이 시점에 따라 달라집니다.
• 순간(돌발) 직후: 전기자 반작용(감자작용)이 아직 나타나지 못해, 전류를 제한하는 것은 누설리액턴스(엄밀히는 초기의 초과도·과도 리액턴스)입니다. → 초기 단락전류가 매우 큼.
• 지속(영구) 상태: 시간이 지나 전기자 반작용이 충분히 작용하면 동기리액턴스 \(X_s\)가 전류를 제한합니다. → 지속 단락전류는 작아짐.
따라서 순간(돌발) 단락전류를 제한하는 것은 누설리액턴스입니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]※ 오답 정리 — 동기리액턴스는 ‘지속’ 단락전류를 제한(순간이 아님). 전기자저항·계자저항은 값이 리액턴스에 비해 매우 작아 단락전류 제한의 주역이 아닙니다.
※ 시간 순서: 초기(누설·과도리액턴스, 작음 → 전류 큼) → 지속(동기리액턴스, 큼 → 전류 작음).
단자 부근에서 갑자기 3상 단락이 발생하면 단락전류는 시간에 따라 감쇠합니다. 이때 전류를 제한하는 성분이 시점에 따라 달라집니다.
• 순간(돌발) 직후: 전기자 반작용(감자작용)이 아직 나타나지 못해, 전류를 제한하는 것은 누설리액턴스(엄밀히는 초기의 초과도·과도 리액턴스)입니다. → 초기 단락전류가 매우 큼.
• 지속(영구) 상태: 시간이 지나 전기자 반작용이 충분히 작용하면 동기리액턴스 \(X_s\)가 전류를 제한합니다. → 지속 단락전류는 작아짐.
따라서 순간(돌발) 단락전류를 제한하는 것은 누설리액턴스입니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]※ 오답 정리 — 동기리액턴스는 ‘지속’ 단락전류를 제한(순간이 아님). 전기자저항·계자저항은 값이 리액턴스에 비해 매우 작아 단락전류 제한의 주역이 아닙니다.
※ 시간 순서: 초기(누설·과도리액턴스, 작음 → 전류 큼) → 지속(동기리액턴스, 큼 → 전류 작음).
Q974
유도전동기
회생
📄 2020.9 기출
✎ 유사
전력의 일부를 전원측에 반환할 수 있는 유도전동기의 속도제어법은?
💡 해설 보기
슬립전력 회수(2차 여자) 속도제어
유도전동기의 2차(회전자) 슬립전력 \(sP_2\)를 저항으로 열로 버리지 않고 회수하는 방식입니다. 슬립전력을 어디로 돌려주느냐로 나뉩니다:
• 세르비우스(정지 세르비우스): 슬립전력을 전기적으로 전원(계통)에 반환 ← ‘전원측 반환’
• 크레머: 슬립전력을 기계적 동력으로 바꿔 같은 축에 반환
→ 둘 다 슬립전력 회수 계열이며, 전원측에 전력을 반환하는 것은 정지 세르비우스 방식입니다. 보기 ③이 이 계열(크레머·정지 세르비우스)을 가리키므로 정답입니다.
오답 정리
• ① 1차 저항 · ② 2차 저항 — 저항으로 슬립전력을 열로 소비(회수·반환 없음)
• ④ 리액터 — 직렬 리액터로 전압을 낮추는 제어, 전원 반환과 무관
∴ 정답 ③ 크레머(정지 세르비우스).
유도전동기의 2차(회전자) 슬립전력 \(sP_2\)를 저항으로 열로 버리지 않고 회수하는 방식입니다. 슬립전력을 어디로 돌려주느냐로 나뉩니다:
• 세르비우스(정지 세르비우스): 슬립전력을 전기적으로 전원(계통)에 반환 ← ‘전원측 반환’
• 크레머: 슬립전력을 기계적 동력으로 바꿔 같은 축에 반환
→ 둘 다 슬립전력 회수 계열이며, 전원측에 전력을 반환하는 것은 정지 세르비우스 방식입니다. 보기 ③이 이 계열(크레머·정지 세르비우스)을 가리키므로 정답입니다.
오답 정리
• ① 1차 저항 · ② 2차 저항 — 저항으로 슬립전력을 열로 소비(회수·반환 없음)
• ④ 리액터 — 직렬 리액터로 전압을 낮추는 제어, 전원 반환과 무관
∴ 정답 ③ 크레머(정지 세르비우스).
Q975
변압기
단권변압기
📄 2020.9 기출
1차 100V, 2차 110V 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{10}{110}=\dfrac{1}{11}\).
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{10}{110}=\dfrac{1}{11}\).
Q976
직류기
토크
📄 2020.9 기출
3상 유도전동기의 기계적 출력 P(kW), 회전수 N(rpm)일 때 토크(N·m)는?
💡 해설 보기
유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T=9550\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{N·m}]\).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
\(T=9550\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{N·m}]\).
Q977
변압기
극성
📄 2020.9 기출
✎ 유사
210/105V 변압기를 결선하고 고압측에 200V를 가할 때 감극성이면 전압계 지시는 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 2, 2차 100V. 감극성 차동 접속 시 지시 \(=200-100=100\,\text{V}\).
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 2, 2차 100V. 감극성 차동 접속 시 지시 \(=200-100=100\,\text{V}\).
Q978
전력변환
6상 반파
📄 2020.9 기출
✎ 유사
평형 6상 반파 정류회로에서 297V 직류전압을 얻으려면 입력 상전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
6상 반파 정류회로의 직류전압
\[ V_d=1.35\,E \]
· \(V_d\): 직류 출력전압, \(E\): 입력 상전압(실효값)
직류전압 297V가 필요하므로 역으로 상전압을 구하면
\[ E=\frac{V_d}{1.35}=\frac{297}{1.35}=220\,\text{V} \]
정리 — 3상 전파·6상 반파 모두 \(V_d\approx1.35E\) 계수를 씁니다. 구하는 방향(정→역)만 주의하세요.
\[ V_d=1.35\,E \]
· \(V_d\): 직류 출력전압, \(E\): 입력 상전압(실효값)
직류전압 297V가 필요하므로 역으로 상전압을 구하면
\[ E=\frac{V_d}{1.35}=\frac{297}{1.35}=220\,\text{V} \]
정리 — 3상 전파·6상 반파 모두 \(V_d\approx1.35E\) 계수를 씁니다. 구하는 방향(정→역)만 주의하세요.
Q979
특수기기
분권 정류자
📄 2020.9 기출
3상 분권 정류자전동기에 속하는 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
시라게 전동기가 3상 분권 정류자전동기입니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
시라게 전동기가 3상 분권 정류자전동기입니다.
Q980
변압기
Δ-Y
📄 2021.3 기출
✎ 유사
3300/220V 단상변압기 3대를 Δ-Y 결선하고 2차 선간에 15kW 단상 전열기를 접속할 때의 특성 계산은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상전압·선전압 변환을 반영해 전류를 계산합니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상전압·선전압 변환을 반영해 전류를 계산합니다.
Q981
특수기기
히스테리시스
📄 2021.3 기출
히스테리시스 전동기에 대한 설명으로 <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
히스테리시스 전동기는 슬립링·정류자가 없습니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
히스테리시스 전동기는 슬립링·정류자가 없습니다.
Q982
직류기
여자
📄 2021.3 기출
직류기에서 계자자속을 만들기 위해 전자석 권선에 전류를 흘리는 것을 무엇이라 하는가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
계자에 전류를 흘려 자속을 만드는 것을 여자라 합니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
계자에 전류를 흘려 자속을 만드는 것을 여자라 합니다.
Q983
전력변환
사이클로컨버터
📄 2021.3 기출
사이클로컨버터에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
사이클로컨버터는 직류 단계 없이 교류-교류로 직접 변환합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
사이클로컨버터는 직류 단계 없이 교류-교류로 직접 변환합니다.
Q984
변압기
자화전류
📄 2021.3 기출
1차 3300V, 무부하전류 0.15A, 철손 330W 단상변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{330}{3300}=0.1\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.15^2-0.1^2}\approx0.112\,\text{A}\).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{330}{3300}=0.1\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.15^2-0.1^2}\approx0.112\,\text{A}\).
Q985
유도전동기
안정운전
📄 2021.3 기출
유도전동기 안정 운전 조건은? (전동기토크 Tm, 부하토크 TL, 회전수 n)
💡 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
교차점에서 \(\dfrac{dT_m}{dn}\lt \dfrac{dT_L}{dn}\)이면 안정.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
교차점에서 \(\dfrac{dT_m}{dn}\lt \dfrac{dT_L}{dn}\)이면 안정.
Q986
유도전동기
2차 저항
📄 2021.3 기출
3상 권선형 유도전동기 기동 시 2차측에 외부 가변저항을 넣는 이유는?
💡 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
2차 저항으로 기동토크를 키우고 기동전류를 줄입니다(비례추이).
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
2차 저항으로 기동토크를 키우고 기동전류를 줄입니다(비례추이).
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.
Q988
동기발전기
유도자형
📄 2021.3 기출
발전기 회전자에 유도자를 주로 사용하는 발전기는?
💡 해설 보기
유도자형 발전기
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형은 고주파 발전기.
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형은 고주파 발전기.
Q989
전력변환
BJT
📄 2021.3 기출
BJT에 대한 설명으로 <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
BJT는 전류구동형이며 전압구동은 MOSFET입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
BJT는 전류구동형이며 전압구동은 MOSFET입니다.
Q990
유도전동기
슬립 관계
📄 2021.3 기출
슬립 s로 회전 중 2차 유기전압 E2s와 2차 주파수 f2s는?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(E_{2s}=sE_2\), \(f_{2s}=sf_2\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(E_{2s}=sE_2\), \(f_{2s}=sf_2\).
Q991
계측
변류기
📄 2021.3 기출
전류계 교체를 위해 변류기 2차측을 먼저 단락시켜야 하는 이유는?
💡 해설 보기
변류기(CT)
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
CT 2차를 개방하면 고전압이 유기되어 위험하므로 단락합니다.
대전류를 계기·계전기용 소전류로 변환. 운전 중 2차를 개방하면 안 됨(과전압·소손). 점검 시 2차 단락 후 작업.
풀이
CT 2차를 개방하면 고전압이 유기되어 위험하므로 단락합니다.
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).
Q993
동기발전기
순환전류
📄 2021.3 기출
✎ 유사
기전력 E₀, 동기임피던스 Zs인 2대 3상 동기발전기를 무부하 병렬운전할 때 위상차로 흐르는 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
위상차가 있으면 동기화(유효순환)전류가 흘러 위상을 맞춥니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
위상차가 있으면 동기화(유효순환)전류가 흘러 위상을 맞춥니다.
Q994
동기전동기
조상
📄 2021.3 기출
역률 1 동기전동기를 동기조상기로 쓰며 여자전류를 증가시키면?
💡 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
과여자 → 진상 무효전류(콘덴서 작용).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
과여자 → 진상 무효전류(콘덴서 작용).
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.
Q996
변압기
병렬 부하분담
📄 2021.3 기출
단상변압기 2대 병렬운전에서 각 부하전류 Ia, Ib와 임피던스 Za, Zb의 관계는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
병렬은 전압강하가 같아 \(I_a Z_a=I_b Z_b\)(전류는 임피던스에 반비례).
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
병렬은 전압강하가 같아 \(I_a Z_a=I_b Z_b\)(전류는 임피던스에 반비례).
Q997
직류기
전자 가속
📄 2021.3 기출
전하 e, 질량 m 전자가 전계 E에 정지 후 t초 이동거리는? (기기 응용)
💡 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
\(x=\frac12\frac{eE}{m}t^2\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(x=\frac12\frac{eE}{m}t^2\).
Q998
동기발전기
단자전압
📄 2021.3 기출
✎ 유사
Xs=10Ω, ra=0.1Ω, 1상 유도기전력 E인 Y결선 발전기의 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
\(V=E-I(r_a+jX_s)\)의 벡터관계로 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
\(V=E-I(r_a+jX_s)\)의 벡터관계로 구합니다.
Q999
유도전동기
슬립
📄 2021.3 기출
60Hz, 6극 권선형 유도전동기의 정격부하 회전수가 1140rpm일 때 슬립은?
💡 해설 보기
슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1200\), \(s=\dfrac{1200-1140}{1200}=0.05=5\%\).
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).
풀이
\(N_s=1200\), \(s=\dfrac{1200-1140}{1200}=0.05=5\%\).
Q1000
직류전동기
직권 토크
📄 2021.5 기출
부하전류가 크지 않을 때 직류 직권전동기의 발생토크는? (불포화)
💡 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
직권(불포화): \(\phi\propto I\), \(T\propto\phi I\propto I^2\).
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
직권(불포화): \(\phi\propto I\), \(T\propto\phi I\propto I^2\).
Q1001
동기발전기
병렬조건
📄 2021.5 기출
동기발전기 병렬운전 조건에서 같지 <u>않아도</u> 되는 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 같지 않아도 됩니다.
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 같지 않아도 됩니다.
Q1002
전력변환
다이오드 병렬
📄 2021.5 기출
다이오드 정류회로에서 과대 부하전류로 소손 우려가 있을 때 적절한 조치는?
💡 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
전류용량을 키우려면 다이오드를 병렬로 연결합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전류용량을 키우려면 다이오드를 병렬로 연결합니다.
Q1003
변압기
누설리액턴스
📄 2021.5 기출
변압기의 권수를 N이라 할 때 누설리액턴스는?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스는 \(N^2\)에 비례합니다.
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스는 \(N^2\)에 비례합니다.
Q1004
유도전동기
회전수
📄 2021.5 기출
✎ 유사
50Hz, 12극 3상 유도전동기(정격출력 10HP)가 슬립 2%로 운전할 때 회전수는 약 몇 rpm인가?
💡 해설 보기
유도전동기 회전수
① 동기속도
\[ N_s=\frac{120f}{P}=\frac{120\times50}{12}=500\ \text{rpm} \]② 실제 회전수 (회전자는 동기속도보다 슬립 \(s\)만큼 느림)
\[ N=N_s(1-s)=500\times(1-0.02)=500\times0.98=490\ \text{rpm} \]※ 유도전동기는 회전자계(동기속도)보다 슬립 \(s\)만큼 느리게 돕니다(슬립이 없으면 토크가 0이라 부하를 못 끕니다). 출력값(10HP)은 회전수 계산에 직접 쓰이지 않고 슬립이 주어져야 합니다(여기서는 \(s=2\%\)).
※ 슬립이 클수록 회전수↓ — \(s=4\%\to480\), \(s=8\%\to460\) rpm.
① 동기속도
\[ N_s=\frac{120f}{P}=\frac{120\times50}{12}=500\ \text{rpm} \]② 실제 회전수 (회전자는 동기속도보다 슬립 \(s\)만큼 느림)
\[ N=N_s(1-s)=500\times(1-0.02)=500\times0.98=490\ \text{rpm} \]※ 유도전동기는 회전자계(동기속도)보다 슬립 \(s\)만큼 느리게 돕니다(슬립이 없으면 토크가 0이라 부하를 못 끕니다). 출력값(10HP)은 회전수 계산에 직접 쓰이지 않고 슬립이 주어져야 합니다(여기서는 \(s=2\%\)).
※ 슬립이 클수록 회전수↓ — \(s=4\%\to480\), \(s=8\%\to460\) rpm.
Q1005
동기발전기
병렬 회전수
📄 2021.5 기출
8극, 900rpm 동기발전기와 병렬운전하는 6극 동기발전기의 회전수는 몇 rpm인가?
💡 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
\(f=\frac{8\times900}{120}=60\)Hz, 6극 \(N=\frac{120\times60}{6}=1200\,\text{rpm}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(f=\frac{8\times900}{120}=60\)Hz, 6극 \(N=\frac{120\times60}{6}=1200\,\text{rpm}\).
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 \(=\dfrac{40}{4}=10\,\text{A}\).
Q1007
변압기
와류손
📄 2021.5 기출
변압기 철손 중 와류손은 규소강판 두께와 어떤 관계인가?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto t^2\)(두께 제곱).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto t^2\)(두께 제곱).
Q1008
정전계
전위계수
📄 2021.5 기출
✎ 유사
두 도체 A, B에서 A에만 1C을 줄 때 전위 계산에 쓰는 것은? (기기 응용)
💡 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
전위계수 \(P_{AA}, P_{BA}\)로 전위를 구합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
전위계수 \(P_{AA}, P_{BA}\)로 전위를 구합니다.
Q1009
직류전동기
전기자전류
📄 2021.5 기출
역기전력 200V, 1200rpm에서 토크 158.76N·m를 내는 직류전동기의 전기자전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
\(P=T\omega=158.76\times\frac{2\pi\times1200}{60}\approx19956\)W, \(I_a=\frac{P}{E}=\frac{19956}{200}\approx100\,\text{A}\).
Q1010
전자유도
와전류손
📄 2021.5 기출
와전류 손실을 패러데이 법칙으로 설명한 과정 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
와전류는 자속 변화를 방해하는 방향입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
와전류는 자속 변화를 방해하는 방향입니다.
Q1011
동기발전기
동기속도
📄 2021.5 기출
동기속도 N과 극수 P의 관계는? (주파수 f)
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{P}\).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{P}\).
Q1012
특수기기
DC서보
📄 2021.5 기출
일반적인 DC 서보모터의 제어에 속하지 <u>않는</u> 것은?
💡 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
DC 서보는 위치·속도·토크 제어이며 주파수 제어는 아닙니다.
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
DC 서보는 위치·속도·토크 제어이며 주파수 제어는 아닙니다.
Q1013
변압기
임피던스전압
📄 2021.5 기출
변압기 단락시험에서 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q1014
변압기
전압변동률 시험
📄 2021.5 기출
변압기 전압변동률 계산에 필요한 수치를 얻기 위한 필수 시험은?
💡 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
%저항·%리액턴스 강하는 단락시험으로 구합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
%저항·%리액턴스 강하는 단락시험으로 구합니다.
Q1015
특수기기
반발전동기
📄 2021.5 기출
단상 정류자전동기의 일종인 단상 반발전동기에 해당하는 것은?
💡 해설 보기
기동토크
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
아트킨손·톰슨형이 단상 반발전동기.
권선형은 2차저항으로 기동토크↑(비례추이). 단상유도기 기동토크는 2전동기설로 설명(정·역회전 자계 합성).
풀이
아트킨손·톰슨형이 단상 반발전동기.
Q1016
유도전동기
기동보상기
📄 2021.5 기출
✎ 유사
전전압 기동토크가 전부하의 1.8배인 농형전동기를 기동보상기로 전전압의 √(1/3)에서 기동하면 기동토크는?
💡 해설 보기
기동보상기
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(1.8\times\frac13=0.6\)배.
단권변압기로 기동 시 전압을 낮춰 기동전류를 억제(전압 \(a\)배면 전류·토크 \(a^2\)배). 대형 농형 유도기 기동에 사용.
풀이
토크 \(\propto V^2\): \(1.8\times\frac13=0.6\)배.
Q1017
전력변환
부스트
📄 2021.5 기출
부스트 컨버터의 입력 45V, 스위칭 20kHz, 듀티비 D일 때 출력전압은?
💡 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
부스트 \(V_o=\dfrac{V_{in}}{1-D}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
부스트 \(V_o=\dfrac{V_{in}}{1-D}\).
Q1018
동기전동기
특성
📄 2021.5 기출
동기전동기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
동기전동기는 기동토크가 없어(작아) 별도 기동이 필요합니다.
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
동기전동기는 기동토크가 없어(작아) 별도 기동이 필요합니다.
Q1019
유도전동기
전부하전류
📄 2021.5 기출
10kW, 3상, 380V 유도전동기의 전부하 전류는 약 몇 A인가? (효율 85%, 역률 85%)
💡 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
\(I=\dfrac{P}{\sqrt3 V\eta\cos\theta}=\dfrac{10000}{\sqrt3\times380\times0.85\times0.85}\approx22.3\,\text{A}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(I=\dfrac{P}{\sqrt3 V\eta\cos\theta}=\dfrac{10000}{\sqrt3\times380\times0.85\times0.85}\approx22.3\,\text{A}\).
Q1020
변압기
병렬조건
📄 2021.8 기출
3상 변압기의 병렬운전 조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
Q1021
직류전동기
분류저항
📄 2021.8 기출
직류 직권전동기에서 분류저항기를 직권권선에 병렬 접속해 여자전류를 가감하는 속도제어법은?
💡 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
직권권선에 병렬 분류저항으로 자속을 조정하는 계자제어입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
직권권선에 병렬 분류저항으로 자속을 조정하는 계자제어입니다.
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.
Q1023
동기전동기
기동 극수
📄 2021.8 기출
60Hz, 600rpm 동기전동기에 직결된 기동용 유도전동기의 극수는?
💡 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
동기 600rpm→12극, 유도전동기는 2극 적은 10극.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기 600rpm→12극, 유도전동기는 2극 적은 10극.
Q1024
전력변환
다이오드 직렬
📄 2021.8 기출
다이오드를 여러 개 직렬로 연결하면?
💡 해설 보기
역첨두전압(PIV)
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
직렬 연결은 역전압 분담으로 내압을 높입니다.
정류소자가 견뎌야 할 최대 역전압. 단상전파 \(PIV=2\sqrt2E\) 등 회로별로 다르며, 여유를 두고 소자를 선정합니다.
풀이
직렬 연결은 역전압 분담으로 내압을 높입니다.
Q1025
유도전동기
2차주파수
📄 2021.8 기출
4극, 60Hz 유도전동기가 1725rpm으로 회전할 때 2차 기전력 주파수는 몇 Hz인가?
💡 해설 보기
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=1800\), \(s=\frac{75}{1800}=0.0417\), \(f_2=sf=2.5\,\text{Hz}\).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=1800\), \(s=\frac{75}{1800}=0.0417\), \(f_2=sf=2.5\,\text{Hz}\).
Q1026
직류전동기
부하전류
📄 2021.8 기출
직류 분권전동기의 전압 일정 시 부하토크가 2배로 증가하면 부하전류는 약 몇 배인가?
💡 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
분권 \(T\propto I_a\)이므로 토크 2배 → 전류 2배.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
분권 \(T\propto I_a\)이므로 토크 2배 → 전류 2배.
Q1027
유도전동기
슬립 측정
📄 2021.8 기출
유도전동기 슬립 측정법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 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
프로니 브레이크는 토크 측정법입니다.
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
프로니 브레이크는 토크 측정법입니다.
Q1028
동기발전기
여자
📄 2021.8 기출
✎ 유사
10000kVA, 6600V, 역률 0.8 비돌극 동기발전기에서 여자를 조정할 때의 특성 계산은?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\)의 벡터관계로 구합니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\)의 벡터관계로 구합니다.
Q1029
전력변환
반파 정류
📄 2021.8 기출
단상 반파 정류회로에서 직류 평균전압 210V를 얻는 데 필요한 2차 전압 실효값은 약 몇 V인가?
💡 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
\(V_{dc}=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}\Rightarrow E=\dfrac{\pi\times210}{\sqrt2}\approx466\,\text{V}\).
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
\(V_{dc}=\dfrac{\sqrt2 E}{\pi}\Rightarrow E=\dfrac{\pi\times210}{\sqrt2}\approx466\,\text{V}\).
Q1030
변압기
절연유
📄 2021.8 기출
변압기유에 요구되는 특성으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
Q1031
변압기
최대효율
📄 2021.8 기출
✎ 유사
100kVA, 2300/115V, 철손 1kW, 전부하 동손 1.25kW 변압기의 최대효율이 되는 부하율은?
💡 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
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1}{1.25}}\approx0.89\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1}{1.25}}\approx0.89\).
Q1032
유도전동기
고조파
📄 2021.8 기출
3상 유도전동기에서 고조파 회전자계가 기본파와 역방향인 고조파는?
💡 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
제5고조파는 역상(역방향)입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
제5고조파는 역상(역방향)입니다.
Q1033
직류전동기
기동
📄 2021.8 기출
직류 분권전동기 기동 시 정격전압을 공급하면 전기자전류가 많이 흐르다가 속도가 증가함에 따라?
💡 해설 보기
유도전동기 기동법
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
속도 증가로 역기전력이 커져 전기자전류가 감소합니다.
· 농형: 전전압·Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기
· 권선형: 2차 저항기동(비례추이로 기동토크↑)
기동전류를 억제하면서 필요한 기동토크를 확보하는 방식을 선택합니다.
풀이
속도 증가로 역기전력이 커져 전기자전류가 감소합니다.
Q1034
변압기
전압변동률
📄 2021.8 기출
변압기의 전압변동률에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 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
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
Q1035
동기발전기
유기기전력
📄 2021.8 기출
1상 유기기전력 6000V 동기발전기의 회전수를 900→1800rpm으로 하면 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
\(E\propto N\): \(6000\times\frac{1800}{900}=12000\,\text{V}\).
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
\(E\propto N\): \(6000\times\frac{1800}{900}=12000\,\text{V}\).
Q1036
보호
내부고장
📄 2021.8 기출
변압기 내부고장 검출용 계전기가 <u>아닌</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
거리계전기는 송전선로 보호용입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
거리계전기는 송전선로 보호용입니다.
Q1037
유도전동기
크레머
📄 2021.8 기출
권선형 유도전동기 2차 여자법 중 2차 전력을 동력으로 바꿔 직류전동기에 가하는 방식은?
💡 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
슬립전력을 기계동력으로 회수하는 크레머 방식.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
슬립전력을 기계동력으로 회수하는 크레머 방식.
Q1038
동기조상기
구조
📄 2021.8 기출
동기조상기의 구조상 특징으로 <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
동기조상기는 저속·다극(원통·돌극)으로 고속기가 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
동기조상기는 저속·다극(원통·돌극)으로 고속기가 아닙니다.
Q1039
특수기기
소출력 직권
📄 2021.8 기출
75W 이하 소출력 단상 직권 정류자전동기의 용도로 적합하지 <u>않은</u> 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
소출력 직권 정류자전동기는 대형 권상기에 부적합.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(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
소출력 직권 정류자전동기는 대형 권상기에 부적합.
Q1040
전력변환
위상제어
📄 2022.3 기출
✎ 유사
SCR 단상 전파 위상제어 정류회로(220V, 60Hz)의 직류 출력전압을 정하는 것은?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
단상 전파 \(V_d=\dfrac{2\sqrt2 E}{\pi}\cos\alpha\)(점호각 α).
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
단상 전파 \(V_d=\dfrac{2\sqrt2 E}{\pi}\cos\alpha\)(점호각 α).
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 \(=0.9^2=0.81\).
Q1042
전력변환
리플
📄 2022.3 기출
정류기의 직류측 평균전압 2000V, 리플률 3%일 때 리플 전압의 실효값은 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
리플전압 \(=평균\times리플률=2000\times0.03=60\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
리플전압 \(=평균\times리플률=2000\times0.03=60\,\text{V}\).
Q1043
특수기기
보상권선
📄 2022.3 기출
단상 직권 정류자전동기의 보상권선·저항도선 작용에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용을 상쇄할 뿐 계자자속을 증대시키지 않습니다.
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).
풀이
보상권선은 반작용을 상쇄할 뿐 계자자속을 증대시키지 않습니다.
Q1044
동기발전기
지그재그
📄 2022.3 기출
✎ 유사
지그재그(interconnected-star) 결선에서는 한 상의 출력전압을 서로 다른 자극(상)의 반권선 2조를 직렬로 합성해 만든다. 각 조의 전압이 \(E\)이고 두 반권선의 위상차가 60°일 때, 합성 상전압은?
💡 해설 보기
지그재그 결선 — 두 반권선의 벡터 합성
한 출력상은 서로 다른 자극(상)에 감긴 반권선 2조(각 \(E\))를 직렬로 잇는데, 이 둘은 위상차 60°를 가집니다. 크기가 같은 두 전압을 60°로 합성하면:
\[ V=2E\cos\frac{60°}{2}=2E\cos30°=2E\cdot\frac{\sqrt3}{2}=\sqrt3\,E \]
이용률(권선 활용도)
같은 두 반권선을 동상으로 이으면 \(2E\)가 나오지만 지그재그는 \(\sqrt3 E\)뿐이므로
\[ \frac{\sqrt3 E}{2E}=0.866\ (86.6\%) \]권선을 더 써야 해 이용률이 낮습니다.
지그재그를 쓰는 이유
두 반권선이 서로 다른 상에 있어 제3고조파(영상분)가 상쇄되고, 중성점을 안정적으로 만들어 접지·제3고조파 억제에 유리합니다(접지변압기 등).
주의 — 합성전압은 3E가 아니라 √3 E입니다(60° 벡터 합).
한 출력상은 서로 다른 자극(상)에 감긴 반권선 2조(각 \(E\))를 직렬로 잇는데, 이 둘은 위상차 60°를 가집니다. 크기가 같은 두 전압을 60°로 합성하면:
\[ V=2E\cos\frac{60°}{2}=2E\cos30°=2E\cdot\frac{\sqrt3}{2}=\sqrt3\,E \]
이용률(권선 활용도)
같은 두 반권선을 동상으로 이으면 \(2E\)가 나오지만 지그재그는 \(\sqrt3 E\)뿐이므로
\[ \frac{\sqrt3 E}{2E}=0.866\ (86.6\%) \]권선을 더 써야 해 이용률이 낮습니다.
지그재그를 쓰는 이유
두 반권선이 서로 다른 상에 있어 제3고조파(영상분)가 상쇄되고, 중성점을 안정적으로 만들어 접지·제3고조파 억제에 유리합니다(접지변압기 등).
주의 — 합성전압은 3E가 아니라 √3 E입니다(60° 벡터 합).
Q1045
동기발전기
출력
📄 2022.3 기출
비돌극형 동기발전기(단자전압 V, 유도기전력 E, 동기리액턴스 Xs, 부하각 δ)의 출력은?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
비돌극 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
비돌극 \(P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta\).
Q1046
유도전동기
비례추이
📄 2022.3 기출
비례추이를 하는 전동기는?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
2차 저항을 조정하는 권선형 유도전동기.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
2차 저항을 조정하는 권선형 유도전동기.
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).
Q1048
동기발전기
권선법
📄 2022.3 기출
동기기 권선법 중 기전력 파형을 좋게 하는 것은?
💡 해설 보기
전기자 권선법
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
분포권·단절권이 고조파를 줄여 파형을 개선합니다.
· 중권: 병렬회로수 \(a=p\)(극수), 저전압·대전류, 균압환 필요
· 파권: \(a=2\), 고전압·소전류
분포권·단절권으로 고조파를 줄이고 파형을 개선합니다.
풀이
분포권·단절권이 고조파를 줄여 파형을 개선합니다.
Q1049
변압기
임피던스와트
📄 2022.3 기출
변압기에 임피던스 전압을 인가할 때의 입력은?
💡 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
임피던스 전압 인가 시 입력은 동손(임피던스 와트).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
임피던스 전압 인가 시 입력은 동손(임피던스 와트).
Q1050
직류기
정류
📄 2022.3 기출
불꽃 없는 정류를 위해 평균 리액턴스 전압(A)과 브러시 접촉면 전압강하(B) 사이에 필요한 조건은?
💡 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
양호한 정류는 리액턴스 전압 < 브러시 전압강하(A
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
양호한 정류는 리액턴스 전압 < 브러시 전압강하(A
Q1051
유도전동기
토크
📄 2022.3 기출
유도전동기 1극 자속 φ, 2차 유효전류 I₂cosθ₂, 토크 τ의 관계는?
💡 해설 보기
유도전동기 토크의 기본 관계 (그림)
회전자계의 자속 φ가 회전자(2차) 도체의 전류와 상호작용해 힘(토크)을 냅니다. 직류기 토크 \(T\propto\phi I_a\)와 같은 원리이며, 유도기에서는 2차 전류 중 기전력과 동상인 유효분 \(I_2\cos\theta_2\)만 토크를 만듭니다:
\[ \tau = k\,\phi\,I_2\cos\theta_2 \ \Rightarrow\ \tau\propto\phi\,I_2\cos\theta_2 \]왜 \(\cos\theta_2\)? 2차 전류 \(I_2\)는 2차 기전력 \(E_2\)보다 \(\theta_2\)만큼 뒤집니다. 이 중 \(E_2\)와 동상 성분(유효분) \(I_2\cos\theta_2\)만 유효 회전력에 기여하고, 직각 성분(무효분)은 토크를 내지 못합니다(그림의 초록 성분).
전압과의 관계: \(\phi\propto V,\ I_2\propto V\)이므로 \(\tau\propto V^2\) (토크는 전압 제곱에 비례).
오답 정리
• ② \(\phi/I_2\) · ③ \(1/\phi I_2\) — 전류가 커지면 토크가 준다는 잘못된 관계
• ④ \(\phi^2\) — 2차 전류와 무관하게 표현
∴ 정답 ① \(\tau\propto\phi I_2\cos\theta_2\).
회전자계의 자속 φ가 회전자(2차) 도체의 전류와 상호작용해 힘(토크)을 냅니다. 직류기 토크 \(T\propto\phi I_a\)와 같은 원리이며, 유도기에서는 2차 전류 중 기전력과 동상인 유효분 \(I_2\cos\theta_2\)만 토크를 만듭니다:
\[ \tau = k\,\phi\,I_2\cos\theta_2 \ \Rightarrow\ \tau\propto\phi\,I_2\cos\theta_2 \]왜 \(\cos\theta_2\)? 2차 전류 \(I_2\)는 2차 기전력 \(E_2\)보다 \(\theta_2\)만큼 뒤집니다. 이 중 \(E_2\)와 동상 성분(유효분) \(I_2\cos\theta_2\)만 유효 회전력에 기여하고, 직각 성분(무효분)은 토크를 내지 못합니다(그림의 초록 성분).
전압과의 관계: \(\phi\propto V,\ I_2\propto V\)이므로 \(\tau\propto V^2\) (토크는 전압 제곱에 비례).
오답 정리
• ② \(\phi/I_2\) · ③ \(1/\phi I_2\) — 전류가 커지면 토크가 준다는 잘못된 관계
• ④ \(\phi^2\) — 2차 전류와 무관하게 표현
∴ 정답 ① \(\tau\propto\phi I_2\cos\theta_2\).
Q1052
유도전동기
슬립 기전력
📄 2022.3 기출
✎ 유사
슬립 s로 회전 중 실효 권수비 α일 때 고정자 기전력 E₁과 회전자 기전력의 관계는?
💡 해설 보기
유도기 전력·토크
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(E_{2s}=sE_2=\dfrac{sE_1}{\alpha}\).
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s),\quad 동기와트=P_2,\quad 2차효율=1-s \]동기와트로 토크를 표시. s<0이면 발전기.
풀이
\(E_{2s}=sE_2=\dfrac{sE_1}{\alpha}\).
Q1053
직류전동기
직권 토크
📄 2022.3 기출
직류 직권전동기의 발생토크는 전기자전류 변화에 대해? (불포화)
💡 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
직권(불포화) \(T\propto I_a^2\).
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
직권(불포화) \(T\propto I_a^2\).
Q1054
동기발전기
위상차
📄 2022.3 기출
동기발전기 병렬운전 중 유도기전력의 위상차로 발생하는 현상은?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
위상차 → 동기화(유효순환)전류가 흘러 위상을 맞춥니다.
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
위상차 → 동기화(유효순환)전류가 흘러 위상을 맞춥니다.
Q1055
유도전동기
기계적 출력
📄 2022.3 기출
3상 유도기의 기계적 출력 Po에 대한 변환식은? (2차입력 P₂, 2차동손 Pc2, 슬립 s)
💡 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
\(P_o=(1-s)P_2=P_2-P_{c2}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
\(P_o=(1-s)P_2=P_2-P_{c2}\).
Q1056
변압기
등가회로 시험
📄 2022.3 기출
변압기 등가회로 구성에 필요한 시험이 <u>아닌</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
슬립측정은 유도전동기 시험입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
슬립측정은 유도전동기 시험입니다.
Q1057
변압기
단권 V결선
📄 2022.3 기출
✎ 유사
단권변압기 2대를 V결선하여 2000V→2200V로 승압하고 200kVA 3상 부하에 공급할 때의 자기용량 계산은?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
단권 승압 자기용량 \(=부하\times\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)에 V결선 계수 반영.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
단권 승압 자기용량 \(=부하\times\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)에 V결선 계수 반영.
Q1058
변압기
유기전압
📄 2022.3 기출
✎ 유사
권수비 6600/220, 60Hz, 철심 단면적 0.02m², 최대자속밀도 1.2Wb/m² 변압기의 1차 유기전압 계산식은?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1 B_m S\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1 B_m S\).
Q1059
특수기기
선형전동기
📄 2022.3 기출
회전형 전동기와 선형(리니어) 전동기를 비교한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
선형전동기는 단부효과 등으로 효율이 회전형보다 낮은 편입니다.
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).
풀이
선형전동기는 단부효과 등으로 효율이 회전형보다 낮은 편입니다.
Q1060
변압기
여자전류
📄 2022.4 기출
✎ 유사
단상변압기 무부하 상태에 \(v_1=200\sin(\omega t+30°)\)를 인가할 때 여자전류 Io는?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 첨두(왜형)파가 됩니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 첨두(왜형)파가 됩니다.
Q1061
특수기기
단상직권
📄 2022.4 기출
단상 직권 정류자전동기의 전기자·계자 권선에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
단상 직권 정류자전동기
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
단상 직권은 계자 리액턴스를 줄이려 계자 권수를 적게 합니다.
교·직 양용(만능전동기). 계자·전기자 직렬로 큰 기동토크. 정류 개선 위해 계자권선수↓·보상권선 사용. 전기청소기·드릴 등.
풀이
단상 직권은 계자 리액턴스를 줄이려 계자 권수를 적게 합니다.
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.
Q1063
직류기
다중중권
📄 2022.4 기출
직류기 다중 중권 권선법에서 병렬회로수 a와 극수 P의 관계는? (다중도 m)
💡 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
다중 중권 \(a=mP\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
다중 중권 \(a=mP\).
Q1064
유도전동기
비례추이
📄 2022.4 기출
슬립 st에서 최대토크를 내는 유도전동기의 2차 저항이 r₂일 때 최대토크 발생 조건은?
💡 해설 보기
비례추이(권선형 유도전동기)
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\dfrac{r_2}{s_t}=\dfrac{r_2+R}{s_t'}\)로 저항에 비례해 이동.
2차 저항 \(r_2\)를 \(m\)배 하면 같은 토크가 슬립도 \(m\)배인 곳에서 나타납니다.
\[ \frac{r_2}{s_1}=\frac{r_2+R}{s_2} \]외부저항으로 기동토크 증대·속도제어가 가능(토크·전류는 비례추이하나 출력·효율은 안 됨).
풀이
비례추이 \(\dfrac{r_2}{s_t}=\dfrac{r_2+R}{s_t'}\)로 저항에 비례해 이동.
Q1065
변압기
병렬 분담
📄 2022.4 기출
단상변압기 병렬운전 시 부하전류의 분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례합니다.
Q1066
특수기기
스텝모터
📄 2022.4 기출
스텝 모터의 장점으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스텝모터는 저속·위치제어용이며 고속 연속회전에는 불리합니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
스텝모터는 저속·위치제어용이며 고속 연속회전에는 불리합니다.
Q1067
유도전동기
전압변동
📄 2022.4 기출
✎ 유사
380V, 60Hz, 4극, 10kW 유도전동기(전부하 슬립 4%)의 전압을 10% 낮추면 슬립·토크는?
💡 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
토크 \(\propto V^2\)로 전압 감소 시 토크 감소, 슬립 증가.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
토크 \(\propto V^2\)로 전압 감소 시 토크 감소, 슬립 증가.
Q1068
유도전동기
최대토크
📄 2022.4 기출
3상 권선형 유도전동기 기동 시 2차 저항을 2배로 하면 최대토크는?
💡 해설 보기
유도전동기 최대토크
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관 → 변하지 않음(슬립만 이동).
최대토크는 2차저항과 무관하게 일정하고, 발생 슬립은 \(s_{mT}=\dfrac{r_2}{x_2}\)입니다. 2차저항을 키우면 최대토크 슬립이 커집니다(비례추이).
풀이
최대토크는 2차 저항과 무관 → 변하지 않음(슬립만 이동).
Q1069
직류전동기
정출력
📄 2022.4 기출
직류 분권전동기에서 정출력 가변속도 용도에 적합한 속도제어법은?
💡 해설 보기
속도특성·제어
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
계자제어가 정출력 특성.
유도기 \(N=\dfrac{120f}{P}(1-s)\): 주파수·극수·2차저항 제어. 직류기 \(N=\dfrac{V-I_aR_a}{k\phi}\): 전압·계자·저항 제어.
풀이
계자제어가 정출력 특성.
Q1070
직류전동기
토크
📄 2022.4 기출
✎ 유사
전기자전류 10A에서 5N·m 토크를 내는 분권전동기의 토크는 자속·전류와 어떤 관계인가?
💡 해설 보기
유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
분권(자속 일정) \(T\propto\phi I_a\propto I_a\).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).
풀이
분권(자속 일정) \(T\propto\phi I_a\propto I_a\).
Q1071
변압기
Δ-Y
📄 2022.4 기출
✎ 유사
권수비 a인 단상변압기 3대를 1차 Δ, 2차 Y로 결선할 때 2차 선간전압은?
💡 해설 보기
Δ-Y 결선의 2차 선간전압
권수비 \(a=\dfrac{\text{1차 상전압}}{\text{2차 상전압}}\) (변압기 1대 기준).
① 1차(Δ) 상전압 — Δ결선은 상전압 = 선간전압이므로 각 변압기 1차 상전압 \(=V_1\).
② 2차(Y) 상전압 — 각 변압기 2차 상전압 \(=\dfrac{V_1}{a}\).
③ 2차(Y) 선간전압 — Y결선은 선간전압 \(=\sqrt3\times\)상전압:
\[ V_{2\ell}=\sqrt3\times\dfrac{V_1}{a}=\sqrt3\,\dfrac{V_1}{a} \]※ 함정 — \(\dfrac{V_1}{a}\)는 2차 상전압(선간전압 아님). Y결선이라 \(\sqrt3\)배 해야 선간전압. Δ-Y는 2차 선간전압이 √3배 커지는 승압용 결선입니다.
권수비 \(a=\dfrac{\text{1차 상전압}}{\text{2차 상전압}}\) (변압기 1대 기준).
① 1차(Δ) 상전압 — Δ결선은 상전압 = 선간전압이므로 각 변압기 1차 상전압 \(=V_1\).
② 2차(Y) 상전압 — 각 변압기 2차 상전압 \(=\dfrac{V_1}{a}\).
③ 2차(Y) 선간전압 — Y결선은 선간전압 \(=\sqrt3\times\)상전압:
\[ V_{2\ell}=\sqrt3\times\dfrac{V_1}{a}=\sqrt3\,\dfrac{V_1}{a} \]※ 함정 — \(\dfrac{V_1}{a}\)는 2차 상전압(선간전압 아님). Y결선이라 \(\sqrt3\)배 해야 선간전압. Δ-Y는 2차 선간전압이 √3배 커지는 승압용 결선입니다.
Q1072
전력변환
위상제어
📄 2022.4 기출
✎ 유사
3상 전원 220V를 3상 반파 SCR 정류에서 위상각 60°로 제어할 때 직류전압은?
💡 해설 보기
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
3상 반파 \(V_d=1.17E\cos\alpha=1.17\times220\times\cos60°\).
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
3상 반파 \(V_d=1.17E\cos\alpha=1.17\times220\times\cos60°\).
Q1073
동기발전기
유도자형
📄 2022.4 기출
유도자형 동기발전기에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도자형 발전기
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형은 전기자·계자 고정, 유도자만 회전(고주파 발전).
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형은 전기자·계자 고정, 유도자만 회전(고주파 발전).
Q1074
동기발전기
동기임피던스
📄 2022.4 기출
여자전류 10A에서 단자전압 1000√3V, 3상 단락전류 50A인 동기발전기의 동기임피던스는 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(Z_s=\dfrac{E_{상}}{I_s}=\dfrac{1000\sqrt3/\sqrt3}{50}=\dfrac{1000}{50}=20\,\Omega\).
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.
풀이
\(Z_s=\dfrac{E_{상}}{I_s}=\dfrac{1000\sqrt3/\sqrt3}{50}=\dfrac{1000}{50}=20\,\Omega\).
Q1075
동기발전기
단락비
📄 2022.4 기출
무부하 정격전압 여자전류 Ifo, 정격부하 정격전압 여자전류 If1일 때 단락비 관련 값은?
💡 해설 보기
동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 \(K_s=\dfrac{I_{fo}}{I_{fs}}\)(무부하 정격전압/단락 정격전류 여자전류).
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).
풀이
단락비 \(K_s=\dfrac{I_{fo}}{I_{fs}}\)(무부하 정격전압/단락 정격전류 여자전류).
Q1076
변압기
건조법
📄 2022.4 기출
변압기의 습기를 제거해 절연을 향상시키는 건조법이 <u>아닌</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
건조법은 열풍·단락·진공법이며 가압법은 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 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
건조법은 열풍·단락·진공법이며 가압법은 아닙니다.
Q1077
동기발전기
권선
📄 2022.4 기출
✎ 유사
극수 20, 60Hz, 2층 중권, 전 슬롯 180인 3상 동기발전기의 매극매상 슬롯수는?
💡 해설 보기
매극매상 슬롯수 \(q\)
\[ q=\frac{\text{총 슬롯수}}{\text{극수}\times\text{상수}}=\frac{180}{20\times3}=3 \]
· 총 슬롯 180, 극수 20, 3상
한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수가 \(q=3\)개라는 뜻입니다.
활용 — 이 \(q\)는 분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\,\sin(\pi/2mq)}\) 계산의 기본값이 됩니다(\(m\)=상수).
\[ q=\frac{\text{총 슬롯수}}{\text{극수}\times\text{상수}}=\frac{180}{20\times3}=3 \]
· 총 슬롯 180, 극수 20, 3상
한 극·한 상이 차지하는 슬롯 수가 \(q=3\)개라는 뜻입니다.
활용 — 이 \(q\)는 분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\,\sin(\pi/2mq)}\) 계산의 기본값이 됩니다(\(m\)=상수).
Q1078
전력변환
TRIAC
📄 2022.4 기출
2방향성 3단자 사이리스터는?
💡 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
양방향 3단자 소자는 TRIAC.
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
양방향 3단자 소자는 TRIAC.
Q1079
유도전동기
특성
📄 2022.4 기출
일반적인 3상 유도전동기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
무부하 슬립은 0에 가깝습니다(1이 아님).
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.
풀이
무부하 슬립은 0에 가깝습니다(1이 아님).
Q1201
전기기기
유도기 회전수
📄 2003.3 기출
✎ 유사
15kW, 60Hz, 4극 3상 유도전동기의 동기속도[rpm]는?
💡 해설 보기
동기속도 \(N_s=\dfrac{120f}{P}\)
\[ N_s=\frac{120\times60}{4}=1800\,\text{rpm} \]극수가 많을수록 느려집니다(회전속도 \(N=N_s(1-s)\)).
\[ N_s=\frac{120\times60}{4}=1800\,\text{rpm} \]극수가 많을수록 느려집니다(회전속도 \(N=N_s(1-s)\)).
Q1202
전기기기
보호계전기
📄 2003.3 기출
보호계전기 구성요소의 기본원리에 속하지 <u>않는</u> 것은?
💡 해설 보기
계전기 동작원리
전자흡인형·전자유도(유도원판)형·정지형(반도체) 등이 있습니다. 광전관은 계전기 동작원리가 아닙니다.
전자흡인형·전자유도(유도원판)형·정지형(반도체) 등이 있습니다. 광전관은 계전기 동작원리가 아닙니다.
Q1203
전기기기
타여자기
📄 2003.3 기출
계자 철심에 잔류자기가 없어도 발전되는 직류기는?
💡 해설 보기
타여자기
계자를 외부 전원으로 여자하므로 잔류자기와 무관하게 발전합니다. 자여자기(분권·직권·복권)는 잔류자기가 있어야 전압이 확립됩니다.
계자를 외부 전원으로 여자하므로 잔류자기와 무관하게 발전합니다. 자여자기(분권·직권·복권)는 잔류자기가 있어야 전압이 확립됩니다.
Q1204
전기기기
동기전동기
📄 2003.3 기출
동기전동기의 용도가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
동기전동기 용도
일정속도·역률개선이 필요한 분쇄기·압축기·송풍기 등 대형 저속부하에 적합. 잦은 기동·정지와 부하변동이 큰 크레인에는 부적합합니다.
일정속도·역률개선이 필요한 분쇄기·압축기·송풍기 등 대형 저속부하에 적합. 잦은 기동·정지와 부하변동이 큰 크레인에는 부적합합니다.
Q1205
전기기기
전압조정기
📄 2003.3 기출
3상 전압조정기의 원리는 무엇을 응용한 것인가?
💡 해설 보기
3상 유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 회전시켜 전압을 연속 조정 — 3상 유도전동기(회전자계) 원리를 응용합니다.
1·2차 권선의 상대 위치를 회전시켜 전압을 연속 조정 — 3상 유도전동기(회전자계) 원리를 응용합니다.
Q1206
전기기기
슬립·회전수
📄 2003.3 기출
8극 60Hz 500kW 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 2.5%일 때 회전수[rps]는?
💡 해설 보기
\(N=N_s(1-s)\)
\(N_s=\dfrac{120\times60}{8}=900\)rpm \(=15\)rps.
\(N=15(1-0.025)=14.625\approx14.6\)rps.
\(N_s=\dfrac{120\times60}{8}=900\)rpm \(=15\)rps.
\(N=15(1-0.025)=14.625\approx14.6\)rps.
Q1207
전기기기
여자방식
📄 2003.3 기출
동기발전기의 여자방식이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
여자방식 vs 구조
여자방식에는 직류여자기·정류기·브러시리스가 있습니다. 회전계자방식은 발전기 ‘구조’(계자가 회전)이지 여자방식이 아닙니다.
여자방식에는 직류여자기·정류기·브러시리스가 있습니다. 회전계자방식은 발전기 ‘구조’(계자가 회전)이지 여자방식이 아닙니다.
Q1208
전기기기
반도체소자
📄 2003.3 기출
2방향성 3단자 사이리스터는?
💡 해설 보기
TRIAC
양방향(2방향)으로 도통하는 3단자 소자로 교류 위상제어에 씁니다. SCR은 단방향 3단자, SSS는 2방향 2단자입니다.
양방향(2방향)으로 도통하는 3단자 소자로 교류 위상제어에 씁니다. SCR은 단방향 3단자, SSS는 2방향 2단자입니다.
Q1209
전기기기
전압변동률
📄 2003.3 기출
전압변동률이 작은 동기발전기의 특징은?
💡 해설 보기
단락비가 큰 기계(철기계)
\(K_s=100/\%Z_s\)가 크면 동기리액턴스가 작아 전압변동률이 작고 안정도가 높습니다(대신 크고 무거움).
\(K_s=100/\%Z_s\)가 크면 동기리액턴스가 작아 전압변동률이 작고 안정도가 높습니다(대신 크고 무거움).
Q1210
전기기기
정류
📄 2003.3 기출
직류기에서 불꽃 없는 정류를 얻는 가장 유효한 방법은?
💡 해설 보기
보극 + 보상권선
보극은 정류코일의 리액턴스전압을 상쇄하고, 보상권선은 전기자 반작용을 상쇄합니다. 둘을 함께 쓰면 정류가 가장 양호합니다.
보극은 정류코일의 리액턴스전압을 상쇄하고, 보상권선은 전기자 반작용을 상쇄합니다. 둘을 함께 쓰면 정류가 가장 양호합니다.
Q1211
전기기기
기전력
📄 2003.3 기출
극수 8, 도체 400, 단중 파권, 극당 자속 0.01Wb인 직류발전기가 600rpm일 때 기전력[V]은?
💡 해설 보기
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}\), 파권 a=2
\[ E=\frac{8\times400\times0.01\times600}{60\times2}=\frac{19200}{120}=160\,\text{V} \]
\[ E=\frac{8\times400\times0.01\times600}{60\times2}=\frac{19200}{120}=160\,\text{V} \]
Q1212
전기기기
2차주파수
📄 2003.3 기출
고정자 회전자계가 매초 100회전, 회전자가 매초 95회전일 때 회전자 도체 유기 기전력의 주파수[Hz]는?
💡 해설 보기
\(f_2=s\,f\)
슬립 \(s=\dfrac{100-95}{100}=0.05\). 고정자 자계의 초당 회전이 곧 동기주파수이므로 회전자 유기주파수 \(=100-95=5\)Hz.
슬립 \(s=\dfrac{100-95}{100}=0.05\). 고정자 자계의 초당 회전이 곧 동기주파수이므로 회전자 유기주파수 \(=100-95=5\)Hz.
Q1213
전기기기
최대전압변동률
📄 2003.3 기출
✎ 유사
전압변동률이 역률100%에서 2%, 역률80%에서 3%인 변압기의 최대 전압변동률[%]은?
💡 해설 보기
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)
역률1: \(\varepsilon=p=2\). 역률0.8: \(2\times0.8+q\times0.6=3\Rightarrow q=2.33\).
최대 \(\varepsilon_{max}=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{4+5.44}\approx3.07\%\).
역률1: \(\varepsilon=p=2\). 역률0.8: \(2\times0.8+q\times0.6=3\Rightarrow q=2.33\).
최대 \(\varepsilon_{max}=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{4+5.44}\approx3.07\%\).
Q1214
전기기기
변압기 결선
📄 2003.3 기출
✎ 유사
단상변압기 3대를 Δ-Δ 결선 운전 중 1대 고장 시 V결선하면 출력은 3대 정격의 몇 %인가?
💡 해설 보기
V결선 출력비
\[ \frac{P_V}{P_\Delta}=\frac{\sqrt3 P_1}{3P_1}=\frac{1}{\sqrt3}\approx57.7\% \]변압기 이용률은 0.866입니다.
\[ \frac{P_V}{P_\Delta}=\frac{\sqrt3 P_1}{3P_1}=\frac{1}{\sqrt3}\approx57.7\% \]변압기 이용률은 0.866입니다.
Q1215
전기기기
비례추이
📄 2003.3 기출
✎ 유사
권선형 유도전동기의 2차 저항을 크게 하면 나타나는 현상은?
💡 해설 보기
비례추이
2차 저항을 크게 하면 최대토크 발생 슬립이 커져 기동토크가 증가합니다(최대토크 값은 불변). 기동전류 억제·속도제어에 이용.
2차 저항을 크게 하면 최대토크 발생 슬립이 커져 기동토크가 증가합니다(최대토크 값은 불변). 기동전류 억제·속도제어에 이용.
Q1216
전기기기
회전변류기
📄 2003.3 기출
회전변류기의 직류측 전압을 조정하는 방법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
여자전류는 역률(위상) 조정
직류측 전압조정은 동기승압기·유도전압조정기·직렬리액턴스로 합니다. 여자전류 조정은 교류측 역률을 바꿀 뿐 직류전압 조정법이 아닙니다.
직류측 전압조정은 동기승압기·유도전압조정기·직렬리액턴스로 합니다. 여자전류 조정은 교류측 역률을 바꿀 뿐 직류전압 조정법이 아닙니다.
Q1217
전기기기
와류손
📄 2003.3 기출
3300V 60Hz에서 와류손 360W인 변압기를 2750V 50Hz에서 쓸 때 와류손[W]은?
💡 해설 보기
와류손 \(P_e\propto (f B_m)^2\propto V^2\)
\(B_m\propto V/f\)이므로 \(fB_m\propto V\), \(P_e\propto V^2\).
\[ P_e'=360\times\Big(\frac{2750}{3300}\Big)^2=360\times0.694\approx250\,\text{W} \]
\(B_m\propto V/f\)이므로 \(fB_m\propto V\), \(P_e\propto V^2\).
\[ P_e'=360\times\Big(\frac{2750}{3300}\Big)^2=360\times0.694\approx250\,\text{W} \]
Q1218
전기기기
단권변압기
📄 2003.3 기출
✎ 유사
단권변압기에 대한 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
단권변압기
권선 일부를 공유하므로 소형·경제적이지만, 1·2차가 전기적으로 절연되지 않습니다(공통 권선). 따라서 ③이 틀립니다.
권선 일부를 공유하므로 소형·경제적이지만, 1·2차가 전기적으로 절연되지 않습니다(공통 권선). 따라서 ③이 틀립니다.
Q1219
전기기기
정류회로 PIV
📄 2003.3 기출
피크 역전압(PIV) 5000V 소자로 3상 브리지 정류 시 얻는 무부하 직류전압(평균)[V]은?
💡 해설 보기
3상 브리지
PIV \(=\sqrt2\,V_{LL}\Rightarrow V_{LL}=\dfrac{5000}{\sqrt2}=3536\)V.
\(V_d=1.35\,V_{LL}=1.35\times3536\approx4775\)V.
PIV \(=\sqrt2\,V_{LL}\Rightarrow V_{LL}=\dfrac{5000}{\sqrt2}=3536\)V.
\(V_d=1.35\,V_{LL}=1.35\times3536\approx4775\)V.
Q1220
전기기기
돌발단락
📄 2003.3 기출
동기발전기의 돌발(순간)단락전류를 주로 제한하는 것은?
💡 해설 보기
돌발단락 → 누설리액턴스
단락 순간에는 전기자 반작용이 미처 작용하지 못해 누설리액턴스(초기 과도리액턴스)가 전류를 제한합니다. 지속단락은 동기리액턴스가 제한.
단락 순간에는 전기자 반작용이 미처 작용하지 못해 누설리액턴스(초기 과도리액턴스)가 전류를 제한합니다. 지속단락은 동기리액턴스가 제한.
Q1221
전기기기
정전압다이오드
📄 2003.5 기출
전압을 일정하게 유지하는 데 이용되는 다이오드는?
💡 해설 보기
제너 다이오드
역방향 항복영역에서 전압이 거의 일정하게 유지되어 정전압(기준전압)에 사용합니다.
역방향 항복영역에서 전압이 거의 일정하게 유지되어 정전압(기준전압)에 사용합니다.
Q1222
전기기기
단락비
📄 2003.5 기출
✎ 유사
동기임피던스와 단락비의 관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
단락비와 %동기임피던스
\[ K_s=\frac{100}{\%Z_s}=\frac{1}{Z_s[\text{p.u}]} \]즉 \(Z_s[\text{p.u}]=\dfrac{1}{K_s}\). 단락비가 크면 동기임피던스가 작습니다.
\[ K_s=\frac{100}{\%Z_s}=\frac{1}{Z_s[\text{p.u}]} \]즉 \(Z_s[\text{p.u}]=\dfrac{1}{K_s}\). 단락비가 크면 동기임피던스가 작습니다.
Q1223
전기기기
직권전동기
📄 2003.5 기출
✎ 유사
직권계자 0.2Ω, 전기자 0.3Ω 직권전동기에 200V 인가 시 부하전류 20A였다(기계정수 3.0). 이때 속도[rpm]는?
💡 해설 보기
직권전동기 속도
역기전력 \(E=V-I(R_a+R_{se})=200-20(0.3+0.2)=190\)V.
속도는 \(N=k\dfrac{E}{\phi}\)에 기계정수·자속을 반영해 약 1710rpm이 됩니다(직권은 \(\phi\propto I\)).
역기전력 \(E=V-I(R_a+R_{se})=200-20(0.3+0.2)=190\)V.
속도는 \(N=k\dfrac{E}{\phi}\)에 기계정수·자속을 반영해 약 1710rpm이 됩니다(직권은 \(\phi\propto I\)).
Q1224
전기기기
변압기 냉각
📄 2003.5 기출
✎ 유사
변압기의 냉각방식이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
냉각방식
유입자냉·유입풍냉·유입수냉·건식·송유식 등이 있습니다. 반환부하법은 냉각이 아니라 온도상승 시험법입니다.
유입자냉·유입풍냉·유입수냉·건식·송유식 등이 있습니다. 반환부하법은 냉각이 아니라 온도상승 시험법입니다.
Q1225
전기기기
역회전
📄 2003.5 기출
✎ 유사
3상 유도전동기로 직류 분권발전기를 구동 중, 유도기 3선 중 2선을 바꿔 역회전시키면 분권발전기 전압은?
💡 해설 보기
분권발전기 역회전
역회전하면 전기자 기전력 방향이 반대가 되어 잔류자기와 상쇄, 전압이 확립되지 못해 전압이 0이 됩니다(계자 재접속 필요).
역회전하면 전기자 기전력 방향이 반대가 되어 잔류자기와 상쇄, 전압이 확립되지 못해 전압이 0이 됩니다(계자 재접속 필요).
Q1226
전기기기
단락비
📄 2003.5 기출
동기발전기의 %동기임피던스가 83%일 때 단락비는?
💡 해설 보기
\(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\)
\[ K_s=\frac{100}{83}\approx1.2 \]
\[ K_s=\frac{100}{83}\approx1.2 \]
Q1227
전기기기
규약효율
📄 2003.5 기출
✎ 유사
직류전동기의 규약효율 정의로 옳은 것은?
💡 해설 보기
규약효율
전동기(입력 기준): \(\eta=\dfrac{입력-손실}{입력}\). 발전기(출력 기준): \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).
전동기(입력 기준): \(\eta=\dfrac{입력-손실}{입력}\). 발전기(출력 기준): \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).
Q1228
전기기기
무효순환전류
📄 2003.5 기출
병렬운전하는 두 3상 동기발전기에서 무효순환전류가 흐르는 경우는?
💡 해설 보기
무효순환전류
두 발전기의 기전력 크기가 다르면(계자전류 차이) 그 차를 메우려 무효(횡)순환전류가 흐릅니다. 위상차는 유효(동기화)전류.
두 발전기의 기전력 크기가 다르면(계자전류 차이) 그 차를 메우려 무효(횡)순환전류가 흐릅니다. 위상차는 유효(동기화)전류.
Q1229
전기기기
직류기 철손
📄 2003.5 기출
직류기의 철손에 관한 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
철손 구성
철손은 히스테리시스손 + 와전류손입니다. 풍손·저항손은 철손이 아니라 각각 기계손·동손이므로 ①이 틀립니다.
철손은 히스테리시스손 + 와전류손입니다. 풍손·저항손은 철손이 아니라 각각 기계손·동손이므로 ①이 틀립니다.
Q1230
전기기기
유도전압조정기
📄 2003.5 기출
✎ 유사
부하용량 6600kVA, 전압조정 6600±660V인 3상 유도전압조정기의 용량[kVA]은?
💡 해설 보기
조정기 자기용량
승압분만큼만 필요: \(\dfrac{조정전압}{선로전압}\times부하 \approx \dfrac{660}{6600}\times6600\approx660\)kVA.
승압분만큼만 필요: \(\dfrac{조정전압}{선로전압}\times부하 \approx \dfrac{660}{6600}\times6600\approx660\)kVA.
Q1231
전기기기
병렬운전
📄 2003.5 기출
정격 1000kVA 단상변압기 2대(%임피던스 8%, 9%)를 병렬운전할 때 걸 수 있는 부하[kVA]는?
💡 해설 보기
부하분담은 %Z에 반비례
%Z 작은 8% 변압기가 먼저 정격 도달. 그때 9% 변압기는 \(1000\times\dfrac{8}{9}=889\)kVA.
총 \(1000+889=1889\)kVA.
%Z 작은 8% 변압기가 먼저 정격 도달. 그때 9% 변압기는 \(1000\times\dfrac{8}{9}=889\)kVA.
총 \(1000+889=1889\)kVA.
Q1232
전기기기
정류회로
📄 2003.5 기출
✎ 유사
단상 전파 정류회로의 직류(평균)전압은 교류 실효값 \(E\)의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단상 전파
\[ V_d=\frac{2\sqrt2}{\pi}E\approx0.9E \]단상 반파는 \(0.45E\), 3상 전파는 \(1.35E\).
\[ V_d=\frac{2\sqrt2}{\pi}E\approx0.9E \]단상 반파는 \(0.45E\), 3상 전파는 \(1.35E\).
Q1233
전기기기
맥동률
📄 2003.5 기출
✎ 유사
정류회로의 맥동률이 가장 작은(평활한) 것은?
💡 해설 보기
맥동률 비교
단상반파(121%) > 단상전파(48%) > 3상반파(17%) > 3상전파(4%). 상수·펄스수가 많을수록 맥동이 작습니다.
단상반파(121%) > 단상전파(48%) > 3상반파(17%) > 3상전파(4%). 상수·펄스수가 많을수록 맥동이 작습니다.
Q1234
전기기기
위상제어
📄 2003.5 기출
✎ 유사
단상 전파제어(SCR, RL부하 R=X)에서 점호각 제어범위는?
💡 해설 보기
유도성 부하 제어범위
RL부하(\(R=X\), 부하각 45°)에서는 전류가 부하각 이후 흐르므로 제어각은 부하각(≈45°)부터 \(\pi\)까지 유효합니다.
RL부하(\(R=X\), 부하각 45°)에서는 전류가 부하각 이후 흐르므로 제어각은 부하각(≈45°)부터 \(\pi\)까지 유효합니다.
Q1235
전기기기
자화전류
📄 2003.5 기출
2200V, 무부하전류 0.088A, 철손 110W인 변압기의 자화전류[A]는?
💡 해설 보기
여자전류 분해
철손전류 \(I_e=\dfrac{P_i}{V}=\dfrac{110}{2200}=0.05\)A.
자화전류 \(I_m=\sqrt{I_0^2-I_e^2}=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.0724\)A.
철손전류 \(I_e=\dfrac{P_i}{V}=\dfrac{110}{2200}=0.05\)A.
자화전류 \(I_m=\sqrt{I_0^2-I_e^2}=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.0724\)A.
Q1236
전기기기
건조법
📄 2003.5 기출
변압기 권선을 건조하는 방법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
건조법
진공법·단락법·열풍법 등으로 습기를 제거합니다. 반환부하법은 온도상승 시험법이지 건조법이 아닙니다.
진공법·단락법·열풍법 등으로 습기를 제거합니다. 반환부하법은 온도상승 시험법이지 건조법이 아닙니다.
Q1237
전기기기
동력계
📄 2003.5 기출
유도전동기에 직결된 전기동력계의 부하전류를 늘리면 전동기 속도는?
💡 해설 보기
부하 증가 → 속도 감소
동력계 부하(제동토크)를 키우면 슬립이 커져 유도전동기 속도가 감소합니다.
동력계 부하(제동토크)를 키우면 슬립이 커져 유도전동기 속도가 감소합니다.
Q1238
전기기기
동기전동기 여자
📄 2003.5 기출
동기전동기의 여자전류를 증가(과여자)시키면?
💡 해설 보기
과여자 → 진상
V곡선에서 과여자면 전기자전류가 진상(앞선 역률)이 되어 콘덴서처럼 작용(위상특성). 계자로 역률을 조정합니다.
V곡선에서 과여자면 전기자전류가 진상(앞선 역률)이 되어 콘덴서처럼 작용(위상특성). 계자로 역률을 조정합니다.
Q1239
전기기기
누설변압기
📄 2003.5 기출
누설변압기의 특성은?
💡 해설 보기
누설변압기
누설리액턴스가 커서 부하전류가 늘면 전압이 크게 떨어지는 수하(정전류) 특성. 용접기·방전등 안정기에 사용.
누설리액턴스가 커서 부하전류가 늘면 전압이 크게 떨어지는 수하(정전류) 특성. 용접기·방전등 안정기에 사용.
Q1240
전기기기
벨트 전달력
📄 2003.5 기출
지름 28cm 벨트풀리가 1140rpm으로 20kW를 전달할 때 벨트에 작용하는 힘[kg]은?
💡 해설 보기
\(F=P/v\)
주속 \(v=\pi DN/60=\pi\times0.28\times1140/60\approx16.7\)m/s.
\(F=\dfrac{20000}{16.7}\approx1197\text{N}\approx122\text{kg}\).
주속 \(v=\pi DN/60=\pi\times0.28\times1140/60\approx16.7\)m/s.
\(F=\dfrac{20000}{16.7}\approx1197\text{N}\approx122\text{kg}\).
Q1241
전기기기
변압기 전류
📄 2003.8 기출
✎ 유사
권수비 25(1차 5000V/2차 200V)인 변압기의 2차 전류가 20A일 때 1차 전류[A]는?
💡 해설 보기
권수비와 전류
\[ \frac{I_1}{I_2}=\frac{N_2}{N_1}=\frac{1}{a} \]\(a=25\)이면 \(I_1=\dfrac{I_2}{25}=\dfrac{20}{25}=0.8\)A.
\[ \frac{I_1}{I_2}=\frac{N_2}{N_1}=\frac{1}{a} \]\(a=25\)이면 \(I_1=\dfrac{I_2}{25}=\dfrac{20}{25}=0.8\)A.
Q1242
전기기기
최대효율 전류
📄 2003.8 기출
✎ 유사
손실이 \(a+bI^2\)인 직류발전기가 최대효율이 되는 전류는?
💡 해설 보기
최대효율 조건
고정손 \(a\) = 가변손 \(bI^2\)일 때 최대효율:
\[ a=bI^2\ \Rightarrow\ I=\sqrt{\frac{a}{b}} \]
고정손 \(a\) = 가변손 \(bI^2\)일 때 최대효율:
\[ a=bI^2\ \Rightarrow\ I=\sqrt{\frac{a}{b}} \]
Q1243
전기기기
보호협조
📄 2003.8 기출
✎ 유사
기중차단기와 배선용차단기의 단락·과전류 보호방식이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
보호협조 방식
전용량·캐스케이드·선택·한류 차단방식이 있습니다. 공진 차단방식은 없는 용어입니다.
전용량·캐스케이드·선택·한류 차단방식이 있습니다. 공진 차단방식은 없는 용어입니다.
Q1244
전기기기
규약효율
📄 2003.8 기출
✎ 유사
변압기 규약효율 산출의 기본요건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
규약효율 요건
정현파·역률 100%(지정 없을 시)·손실=부하손+무부하손을 기준으로 합니다. 주파수(철손에 영향)를 고려하지 않는다는 틀립니다.
정현파·역률 100%(지정 없을 시)·손실=부하손+무부하손을 기준으로 합니다. 주파수(철손에 영향)를 고려하지 않는다는 틀립니다.
Q1245
전기기기
전기자반작용
📄 2003.8 기출
동기발전기에서 앞선(진상) 전류가 흐를 때의 전기자 반작용은?
💡 해설 보기
진상전류 → 증자
동기발전기에서 진상(앞선) 전류는 주자속을 증가(증자)시킵니다. 지상전류는 감자, 저항(동상)부하는 교차작용.
동기발전기에서 진상(앞선) 전류는 주자속을 증가(증자)시킵니다. 지상전류는 감자, 저항(동상)부하는 교차작용.
Q1246
전기기기
돌발단락
📄 2003.8 기출
동기발전기 단자 부근에서 단락이 일어나면 단락전류는?
💡 해설 보기
돌발단락전류
초기에는 누설리액턴스만 제한해 매우 큰 전류가 흐르나, 전기자 반작용이 작용하며 점차 지속단락전류로 감소합니다.
초기에는 누설리액턴스만 제한해 매우 큰 전류가 흐르나, 전기자 반작용이 작용하며 점차 지속단락전류로 감소합니다.
Q1247
전기기기
2차 환산
📄 2003.8 기출
✎ 유사
유도전동기에서 2차 전류 \(I_2\)를 1차로 환산한 \(I_2'\)는? (권수비 \(\alpha\), 상수비 \(\beta\))
💡 해설 보기
2차 전류 환산
\[ I_2'=\frac{I_2}{\alpha\beta} \]전압은 \(\alpha\)배, 임피던스는 \(\alpha^2\beta\)배로 환산됩니다.
\[ I_2'=\frac{I_2}{\alpha\beta} \]전압은 \(\alpha\)배, 임피던스는 \(\alpha^2\beta\)배로 환산됩니다.
Q1248
전기기기
직류기 자속
📄 2003.8 기출
✎ 유사
극수 8, 도체 600, 중권, 800rpm에서 유기기전력 110V인 분권발전기의 매극 자속[Wb]은?
💡 해설 보기
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}\), 중권 a=p=8
\[ \phi=\frac{E\cdot60\cdot a}{pZN}=\frac{110\times60\times8}{8\times600\times800}\approx0.0138\,\text{Wb} \]
\[ \phi=\frac{E\cdot60\cdot a}{pZN}=\frac{110\times60\times8}{8\times600\times800}\approx0.0138\,\text{Wb} \]
Q1249
전기기기
여자방식
📄 2003.8 기출
✎ 유사
동기발전기의 회전자 여자에 브러시·슬립링을 없앤 방식은?
💡 해설 보기
브러시리스 여자
회전정류기를 이용해 브러시·슬립링 없이 계자에 직류를 공급합니다. 보수 용이·신뢰도 향상.
회전정류기를 이용해 브러시·슬립링 없이 계자에 직류를 공급합니다. 보수 용이·신뢰도 향상.
Q1250
전기기기
전기자반작용
📄 2003.8 기출
동기발전기에 유기기전력보다 90° 뒤진(지상) 전기자전류가 흐를 때의 반작용은?
💡 해설 보기
지상전류 → 감자
90° 뒤진 전류는 주자속을 감소(감자)시킵니다. 진상은 증자, 동상(저항)은 교차작용.
90° 뒤진 전류는 주자속을 감소(감자)시킵니다. 진상은 증자, 동상(저항)은 교차작용.
Q1251
전기기기
직류기 자속
📄 2003.8 기출
6극, 단중 파권, 도체 250, 1200rpm에서 유기기전력 600V인 직류발전기의 매극 자속[Wb]은?
💡 해설 보기
파권 a=2
\[ \phi=\frac{E\cdot60\cdot a}{pZN}=\frac{600\times60\times2}{6\times250\times1200}=0.04\,\text{Wb} \]
\[ \phi=\frac{E\cdot60\cdot a}{pZN}=\frac{600\times60\times2}{6\times250\times1200}=0.04\,\text{Wb} \]
Q1252
전기기기
콘서베이터
📄 2003.8 기출
변압기 콘서베이터의 용도는?
💡 해설 보기
콘서베이터
유면 변동을 흡수하고 공기 접촉을 줄여 절연유의 산화·열화를 방지합니다.
유면 변동을 흡수하고 공기 접촉을 줄여 절연유의 산화·열화를 방지합니다.
Q1253
전기기기
게르게스
📄 2003.8 기출
권선형 유도전동기에서 게르게스(Görges) 현상이 생기는 슬립은 대략?
💡 해설 보기
게르게스 현상
2차 회로 한 상 단선 시 슬립 0.5 부근에서 속도가 정체(더 이상 가속 안 됨)되는 현상입니다.
2차 회로 한 상 단선 시 슬립 0.5 부근에서 속도가 정체(더 이상 가속 안 됨)되는 현상입니다.
Q1254
전기기기
유도전압조정기
📄 2003.8 기출
✎ 유사
3상 유도전압조정기의 동작원리는?
💡 해설 보기
3상 IVR
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 회전자계의 유도작용으로 전압을 연속 조정합니다(3상 유도전동기 원리).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 회전자계의 유도작용으로 전압을 연속 조정합니다(3상 유도전동기 원리).
Q1255
전기기기
분권발전기
📄 2003.8 기출
✎ 유사
100kW, 230V 자여자 분권발전기(전기자저항 0.05Ω, 계자저항 57.5Ω)의 전부하 유기전압[V]은?
💡 해설 보기
\(E=V+I_aR_a\)
부하전류 \(I=\dfrac{100000}{230}=435\)A, 계자 \(I_f=\dfrac{230}{57.5}=4\)A → \(I_a=439\)A.
\(E=230+439\times0.05\approx252\)V.
부하전류 \(I=\dfrac{100000}{230}=435\)A, 계자 \(I_f=\dfrac{230}{57.5}=4\)A → \(I_a=439\)A.
\(E=230+439\times0.05\approx252\)V.
Q1256
전기기기
동기조상기
📄 2003.8 기출
동기조상기의 여자전류를 줄이면(부족여자) 어떻게 작용하는가?
💡 해설 보기
부족여자 → 리액터
동기조상기는 부족여자면 지상(리액터), 과여자면 진상(콘덴서)으로 작용해 무효전력을 양방향 조정합니다.
동기조상기는 부족여자면 지상(리액터), 과여자면 진상(콘덴서)으로 작용해 무효전력을 양방향 조정합니다.
Q1257
전기기기
고조파
📄 2003.8 기출
3상 유도전동기에서 제5고조파 기자력의 회전방향·속도는 기본파에 대해?
💡 해설 보기
고조파 회전자계
제5고조파는 기본파와 역방향, 1/5 속도로 회전. 제7고조파는 같은 방향 1/7 속도. 제3고조파는 회전자계를 만들지 않음.
제5고조파는 기본파와 역방향, 1/5 속도로 회전. 제7고조파는 같은 방향 1/7 속도. 제3고조파는 회전자계를 만들지 않음.
Q1258
전기기기
맥동률
📄 2003.8 기출
정류회로 부하전압 200V, 맥동률 4%일 때 포함된 교류분[V]은?
💡 해설 보기
교류분 = 맥동률 × 직류전압
\[ V_{ac}=0.04\times200=8\,\text{V} \]
\[ V_{ac}=0.04\times200=8\,\text{V} \]
Q1259
전기기기
서보모터
📄 2003.8 기출
✎ 유사
서보모터가 갖추어야 할 조건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
서보모터 조건
큰 기동토크·빠른 응답·원활한 정역회전이 필요하며, 관성은 작아야 응답이 빠릅니다. ‘관성이 클 것’은 틀립니다.
큰 기동토크·빠른 응답·원활한 정역회전이 필요하며, 관성은 작아야 응답이 빠릅니다. ‘관성이 클 것’은 틀립니다.
Q1260
전기기기
래칭전류
📄 2003.8 기출
✎ 유사
사이리스터의 래칭(latching)전류에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
래칭전류
사이리스터가 게이트 신호로 턴온된 직후 도통을 유지하기 위해 필요한 최소 애노드 전류입니다. 유지전류(holding)보다 큽니다.
사이리스터가 게이트 신호로 턴온된 직후 도통을 유지하기 위해 필요한 최소 애노드 전류입니다. 유지전류(holding)보다 큽니다.
Q1261
전기기기
직류기 기전력
📄 2004.3 기출
극수 8, 중권, 도체수 960, 매극자속 0.04Wb, 400rpm 직류기의 유기기전력[V]은?
💡 해설 보기
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}\), 중권 a=p=8
\[ E=\frac{8\times960\times0.04\times400}{60\times8}=\frac{122880}{480}=256\,\text{V} \]
\[ E=\frac{8\times960\times0.04\times400}{60\times8}=\frac{122880}{480}=256\,\text{V} \]
Q1262
전기기기
IGBT
📄 2004.3 기출
✎ 유사
IGBT에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
IGBT
게이트가 전압구동(MOSFET 입력), 출력은 BJT처럼 저도통손실. 중대용량 인버터에 널리 쓰입니다.
게이트가 전압구동(MOSFET 입력), 출력은 BJT처럼 저도통손실. 중대용량 인버터에 널리 쓰입니다.
Q1263
전기기기
최대효율
📄 2004.3 기출
✎ 유사
무유도 전부하 효율 97%, 전압변동률 2%인 변압기의 최대효율[%]은 약 얼마인가?
💡 해설 보기
최대효율
철손=동손이 되는 부하율에서 효율이 전부하보다 약간 높아져 약 97%대가 됩니다.
철손=동손이 되는 부하율에서 효율이 전부하보다 약간 높아져 약 97%대가 됩니다.
Q1264
전기기기
브러시 이동
📄 2004.3 기출
✎ 유사
직류기에서 브러시를 중성축에서 이동시키는 주된 목적은?
💡 해설 보기
브러시 이동
전기자 반작용으로 중성축이 이동하면 정류가 나빠지므로, 브러시를 그만큼 이동해 양호한 정류를 얻습니다(보극이 더 근본 대책).
전기자 반작용으로 중성축이 이동하면 정류가 나빠지므로, 브러시를 그만큼 이동해 양호한 정류를 얻습니다(보극이 더 근본 대책).
Q1265
전기기기
단위
📄 2004.3 기출
✎ 유사
\(\Omega\cdot\text{sec}\)와 같은 단위는?
💡 해설 보기
인덕턴스 단위
\(L=\dfrac{V\cdot s}{A}=\Omega\cdot s=\text{H}\). (정전용량 \(F=\dfrac{s}{\Omega}\))
\(L=\dfrac{V\cdot s}{A}=\Omega\cdot s=\text{H}\). (정전용량 \(F=\dfrac{s}{\Omega}\))
Q1266
전기기기
상호인덕턴스
📄 2004.3 기출
✎ 유사
환상철심 A코일(권수 \(N_A\), \(L_A\))과 B코일(권수 \(N_B\)) 사이의 상호인덕턴스는? (누설 없음)
💡 해설 보기
\(M=\dfrac{N_B}{N_A}L_A\)
같은 자기저항을 공유(\(L_A=N_A^2/R_m\), \(M=N_AN_B/R_m\)).
같은 자기저항을 공유(\(L_A=N_A^2/R_m\), \(M=N_AN_B/R_m\)).
Q1267
전기기기
동기와트
📄 2004.3 기출
동기와트로 표시되는 것은?
💡 해설 보기
동기와트
동기속도에서의 토크를 전력(공극전력)으로 환산한 값. \(T=\dfrac{P_2}{\omega_s}\)이라 \(P_2\)가 토크를 나타냅니다.
동기속도에서의 토크를 전력(공극전력)으로 환산한 값. \(T=\dfrac{P_2}{\omega_s}\)이라 \(P_2\)가 토크를 나타냅니다.
Q1268
전기기기
병렬운전
📄 2004.3 기출
✎ 유사
A(100kVA, %Z=5%)와 B(300kVA, %Z=3%) 변압기를 병렬운전해 360kVA를 걸 때, 부하분담이 한계에 먼저 도달하는 변압기는?
💡 해설 보기
부하분담은 %Z에 반비례
%Z가 큰 A(5%)가 상대적으로 적게 분담해야 하는데 용량도 작아, 분담비 대비 A가 먼저 정격(과부하)에 도달하기 쉽습니다. 분담은 (용량/%Z) 비율로 나눕니다.
%Z가 큰 A(5%)가 상대적으로 적게 분담해야 하는데 용량도 작아, 분담비 대비 A가 먼저 정격(과부하)에 도달하기 쉽습니다. 분담은 (용량/%Z) 비율로 나눕니다.
Q1269
전기기기
슬립
📄 2004.3 기출
유도전동기의 슬립 \(S\)의 정상 운전 범위는?
💡 해설 보기
슬립 범위
전동기 정상운전: \(0\lt S\lt 1\)(기동 시 1, 무부하 시 0에 근접). \(S\lt 0\)은 발전기, \(S\gt 1\)은 제동(역상).
전동기 정상운전: \(0\lt S\lt 1\)(기동 시 1, 무부하 시 0에 근접). \(S\lt 0\)은 발전기, \(S\gt 1\)은 제동(역상).
Q1270
전기기기
동기발전기 여자
📄 2004.3 기출
✎ 유사
정전압 계통에 접속된 동기발전기의 여자를 약하게(부족여자) 하면?
💡 해설 보기
부족여자
정전압 계통에서 여자를 줄이면 지상(뒤진) 무효전류가 흘러 리액터처럼 작용(부족여자). 과여자는 진상.
정전압 계통에서 여자를 줄이면 지상(뒤진) 무효전류가 흘러 리액터처럼 작용(부족여자). 과여자는 진상.
Q1271
전기기기
2회전자계
📄 2004.3 기출
2회전자계설에서 정방향 회전자 슬립이 \(S\)이면 역방향 가상 회전자의 슬립은?
💡 해설 보기
역방향 슬립
역회전 자계에 대한 슬립은 \(2-S\)입니다. 단상유도기의 기동토크가 0인 이유(정·역 토크 상쇄) 설명.
역회전 자계에 대한 슬립은 \(2-S\)입니다. 단상유도기의 기동토크가 0인 이유(정·역 토크 상쇄) 설명.
Q1272
전기기기
서보모터
📄 2004.3 기출
✎ 유사
2상 서보모터를 구동하는 2상 전압을 얻는 데 널리 쓰이는 방법은?
💡 해설 보기
2상 서보모터
기준상(여자상)과 제어상에 90° 위상차를 주어야 하며, 보통 증폭기 내에서 위상을 조정해 얻습니다.
기준상(여자상)과 제어상에 90° 위상차를 주어야 하며, 보통 증폭기 내에서 위상을 조정해 얻습니다.
Q1273
전기기기
전압변동률
📄 2004.3 기출
권수비 70인 단상변압기의 전부하 2차전압 200V, 전압변동률 4%일 때 무부하 시 1차 단자전압[V]은?
💡 해설 보기
무부하 전압
무부하 2차 \(=200\times1.04=208\)V.
1차 \(=70\times208=14560\)V.
무부하 2차 \(=200\times1.04=208\)V.
1차 \(=70\times208=14560\)V.
Q1274
전기기기
위상제어
📄 2004.3 기출
✎ 유사
제어정류기의 역률제어에서 대칭 위상제어의 특징은?
💡 해설 보기
위상제어
점호각 \(\alpha\)를 조절하면 \(V_d\propto\cos\alpha\)로 전압이 변하고, \(\alpha\)가 커질수록 역률이 나빠집니다(전압·역률 동시 영향).
점호각 \(\alpha\)를 조절하면 \(V_d\propto\cos\alpha\)로 전압이 변하고, \(\alpha\)가 커질수록 역률이 나빠집니다(전압·역률 동시 영향).
Q1275
전기기기
단락비
📄 2004.3 기출
무부하 정격전압 계자전류 \(i_1\), 3상단락 정격전류 계자전류 \(i_2\)일 때 단락비는?
💡 해설 보기
단락비
\[ K_s=\frac{무부하\ 정격전압\ 계자전류}{정격전류\ 계자전류}=\frac{i_1}{i_2} \]
\[ K_s=\frac{무부하\ 정격전압\ 계자전류}{정격전류\ 계자전류}=\frac{i_1}{i_2} \]
Q1276
전기기기
여자돌입
📄 2004.3 기출
✎ 유사
변압기 투입 시 발생하는 여자돌입전류(inrush)의 특징은?
💡 해설 보기
여자돌입전류
잔류자속·투입 위상에 따라 정격의 수 배로 크고 점차 감쇠하며 제2고조파가 많아, 차동계전기 오동작 방지에 이용됩니다.
잔류자속·투입 위상에 따라 정격의 수 배로 크고 점차 감쇠하며 제2고조파가 많아, 차동계전기 오동작 방지에 이용됩니다.
Q1277
전기기기
권선법
📄 2004.3 기출
직류기 전기자에 사용되는 권선법은?
💡 해설 보기
직류기 권선
고상권·폐로권·2층권을 사용합니다(중권·파권). 환상권·개로권은 쓰지 않습니다.
고상권·폐로권·2층권을 사용합니다(중권·파권). 환상권·개로권은 쓰지 않습니다.
Q1278
전기기기
서보모터 조건
📄 2004.3 기출
✎ 유사
교류 서보모터의 조건으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
서보모터
빠른 응답을 위해 관성은 작아야 합니다. ‘관성이 클 것’은 틀립니다.
빠른 응답을 위해 관성은 작아야 합니다. ‘관성이 클 것’은 틀립니다.
Q1279
전기기기
2상서보
📄 2004.3 기출
✎ 유사
교류 2상 서보모터의 기준(여자)권선과 제어권선 전압의 위상차는?
💡 해설 보기
2상 서보모터
두 권선 전압의 위상차 90°로 회전자계를 만들어 구동합니다.
두 권선 전압의 위상차 90°로 회전자계를 만들어 구동합니다.
Q1280
전기기기
토크
📄 2004.3 기출
출력 4kW, 1400rpm 전동기의 토크[kg·m]는?
💡 해설 보기
토크 \(T=974\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\)
\[ T=974\times\frac{4}{1400}\approx2.78\,\text{kg·m} \]
\[ T=974\times\frac{4}{1400}\approx2.78\,\text{kg·m} \]
Q1281
전기기기
제동권선
📄 2004.5 기출
✎ 유사
동기전동기 제동권선의 역할에 해당하지 <u>않는</u> 것은?
💡 해설 보기
제동권선
난조 방지·자기기동·불평형 개선 역할을 합니다. 기동토크를 0으로 만드는 것은 역할이 아닙니다(오히려 기동토크 제공).
난조 방지·자기기동·불평형 개선 역할을 합니다. 기동토크를 0으로 만드는 것은 역할이 아닙니다(오히려 기동토크 제공).
Q1282
전기기기
상변환
📄 2004.5 기출
3상에서 2상을 얻는 변압기 결선법은?
💡 해설 보기
스코트(T) 결선
3상↔2상 변환에 사용합니다(전기철도 등). V결선은 3상, Y·Δ는 3상 결선.
3상↔2상 변환에 사용합니다(전기철도 등). V결선은 3상, Y·Δ는 3상 결선.
Q1283
전기기기
2차효율
📄 2004.5 기출
3상 유도전동기의 슬립이 \(S\)일 때 2차 효율은?
💡 해설 보기
2차 효율
\[ \eta_2=\frac{P_o}{P_2}=1-S \]기계출력/공극전력. 슬립이 작을수록 효율이 높습니다.
\[ \eta_2=\frac{P_o}{P_2}=1-S \]기계출력/공극전력. 슬립이 작을수록 효율이 높습니다.
Q1284
전기기기
분포권계수
📄 2004.5 기출
✎ 유사
동기발전기에서 상수 m, 매극매상 슬롯수 q일 때 분포권계수는?
💡 해설 보기
분포권계수
\[ k_d=\frac{\sin\dfrac{\pi}{2m}}{q\sin\dfrac{\pi}{2mq}} \]권선을 여러 슬롯에 분포시켜 고조파를 줄이는 효과.
\[ k_d=\frac{\sin\dfrac{\pi}{2m}}{q\sin\dfrac{\pi}{2mq}} \]권선을 여러 슬롯에 분포시켜 고조파를 줄이는 효과.
Q1285
전기기기
유도기 토크
📄 2004.5 기출
✎ 유사
유도전동기의 회전력(토크)과 단자전압의 관계는?
💡 해설 보기
\(T\propto V^2\)
토크는 단자전압의 제곱에 비례합니다. 전압이 10% 떨어지면 토크는 약 19% 감소.
토크는 단자전압의 제곱에 비례합니다. 전압이 10% 떨어지면 토크는 약 19% 감소.
Q1286
전기기기
운동기전력
📄 2004.5 기출
✎ 유사
자계와 직각인 도선에 \(I\)를 흘려 \(F\)의 힘을 받았다. 이 도선을 \(v\)로 자계와 직각으로 움직이면 유기기전력[V]은?
💡 해설 보기
\(F=BIl\), \(e=Blv\)
\(Bl=\dfrac{F}{I}\)이므로
\[ e=Blv=\frac{F}{I}v=\frac{Fv}{I} \]
\(Bl=\dfrac{F}{I}\)이므로
\[ e=Blv=\frac{F}{I}v=\frac{Fv}{I} \]
Q1287
전기기기
교류전압제어
📄 2004.5 기출
사이리스터(다이리스터)를 이용한 교류전압 제어방식은?
💡 해설 보기
위상제어
점호각 \(\alpha\)를 조절해 교류전압(실효값)을 제어합니다. 쵸퍼·TRC는 직류제어, 레오나드는 직류전동기 속도제어.
점호각 \(\alpha\)를 조절해 교류전압(실효값)을 제어합니다. 쵸퍼·TRC는 직류제어, 레오나드는 직류전동기 속도제어.
Q1288
전기기기
자화전류
📄 2004.5 기출
변압기에서 부하와 관계없이 자속만을 발생시키는 전류는?
💡 해설 보기
자화전류
여자전류 중 자속 형성에 쓰이는 성분(무효분)이 자화전류, 철손을 담당하는 성분이 철손전류. \(I_0=\sqrt{I_m^2+I_e^2}\).
여자전류 중 자속 형성에 쓰이는 성분(무효분)이 자화전류, 철손을 담당하는 성분이 철손전류. \(I_0=\sqrt{I_m^2+I_e^2}\).
Q1289
전기기기
단락권선
📄 2004.5 기출
단상 유도전압조정기의 단락권선의 역할은?
💡 해설 보기
단락권선
직렬권선의 누설리액턴스에 의한 전압강하를 경감합니다(2차 회로에 직각으로 배치).
직렬권선의 누설리액턴스에 의한 전압강하를 경감합니다(2차 회로에 직각으로 배치).
Q1290
전기기기
무효순환전류
📄 2004.5 기출
병렬운전 중인 두 3상 동기발전기에 무효순환전류가 흐르는 경우는?
💡 해설 보기
무효순환전류
두 발전기의 기전력 크기(여자전류)가 다르면 무효순환전류가 흐릅니다. 위상차는 동기화(유효)전류.
두 발전기의 기전력 크기(여자전류)가 다르면 무효순환전류가 흐릅니다. 위상차는 동기화(유효)전류.
Q1291
전기기기
V결선 용량
📄 2004.5 기출
✎ 유사
출력 P[kW], 역률 0.8, 효율 0.82인 3상 유도전동기에 V결선 변압기로 전력공급 시 변압기 1대 최소용량[kVA]은?
💡 해설 보기
V결선 1대 용량
부하 피상전력 \(S=\dfrac{P}{\eta\cos\theta}\). V결선 총출력 \(=\sqrt3\times(1대 용량)\).
\[ 1대\ 용량=\frac{S}{\sqrt3}=\frac{P}{0.82\times0.8\times\sqrt3} \]
부하 피상전력 \(S=\dfrac{P}{\eta\cos\theta}\). V결선 총출력 \(=\sqrt3\times(1대 용량)\).
\[ 1대\ 용량=\frac{S}{\sqrt3}=\frac{P}{0.82\times0.8\times\sqrt3} \]
Q1292
전기기기
속도제어
📄 2004.5 기출
직류전동기의 속도제어법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
직류기 속도제어
계자·전압(워드레너드)·저항 제어가 있습니다. 전력 제어법은 없습니다.
계자·전압(워드레너드)·저항 제어가 있습니다. 전력 제어법은 없습니다.
Q1293
전기기기
병렬운전
📄 2004.5 기출
2대의 동기발전기를 병렬운전할 때 일치하지 <u>않아도</u> 되는 것은?
💡 해설 보기
병렬운전 조건
기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같아야 합니다. 부하전류는 일치 조건이 아닙니다.
기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같아야 합니다. 부하전류는 일치 조건이 아닙니다.
Q1294
전기기기
비례추이
📄 2004.5 기출
권선형 유도전동기 전부하 슬립 5%, 2차 1상 저항 1Ω일 때 기동토크를 전부하토크와 같게 하는 외부 삽입저항[Ω]은?
💡 해설 보기
비례추이
\(\dfrac{r_2}{s_1}=\dfrac{r_2+R}{s_2}\), 기동 \(s_2=1\):
\(\dfrac{1}{0.05}=\dfrac{1+R}{1}\Rightarrow1+R=20\Rightarrow R=19\Omega\).
\(\dfrac{r_2}{s_1}=\dfrac{r_2+R}{s_2}\), 기동 \(s_2=1\):
\(\dfrac{1}{0.05}=\dfrac{1+R}{1}\Rightarrow1+R=20\Rightarrow R=19\Omega\).
Q1295
전기기기
분포계수
📄 2004.5 기출
✎ 유사
매극매상 슬롯수 q=3(3상)일 때 분포권계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수
\[ k_d=\frac{\sin(180°/2\cdot3)}{3\sin(180°/2\cdot3\cdot3)}=\frac{\sin30°}{3\sin10°}=\frac{0.5}{3\times0.1736}\approx0.960 \]... 표준 근사 0.96대(3상 q=3).
\[ k_d=\frac{\sin(180°/2\cdot3)}{3\sin(180°/2\cdot3\cdot3)}=\frac{\sin30°}{3\sin10°}=\frac{0.5}{3\times0.1736}\approx0.960 \]... 표준 근사 0.96대(3상 q=3).
Q1296
전기기기
브러시리스
📄 2004.5 기출
✎ 유사
브러시리스 DC 서보모터의 특징이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
브러시리스 DC 서보
토크 맥동이 작고 보수 용이·고효율·빠른 응답이 장점입니다. ‘토크 맥동이 크다’는 틀립니다.
토크 맥동이 작고 보수 용이·고효율·빠른 응답이 장점입니다. ‘토크 맥동이 크다’는 틀립니다.
Q1297
전기기기
온도상승 손실
📄 2004.5 기출
변압기 온도상승에 가장 관계가 <u>적은</u> 손실은?
💡 해설 보기
온도상승 손실
철손·동손·와류손이 열로 발생합니다. 유전체손은 매우 작아 온도상승에 거의 영향이 없습니다.
철손·동손·와류손이 열로 발생합니다. 유전체손은 매우 작아 온도상승에 거의 영향이 없습니다.
Q1298
전기기기
제동권선 기능
📄 2004.5 기출
✎ 유사
동기전동기 제동권선의 주요 기능은?
💡 해설 보기
제동권선
회전자 표면 단락권선으로 난조를 방지하고 동기전동기의 자기기동을 가능케 합니다.
회전자 표면 단락권선으로 난조를 방지하고 동기전동기의 자기기동을 가능케 합니다.
Q1299
전기기기
유도기 토크비
📄 2004.5 기출
✎ 유사
유도전동기의 공극전력 \(P_2\), 2차 동손 \(P_{c2}\), 기계출력 \(P_o\)의 비는?
💡 해설 보기
전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]2차 동손은 슬립에 비례합니다.
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]2차 동손은 슬립에 비례합니다.
Q1300
전기기기
회전력
📄 2004.5 기출
3상 유도전동기의 회전력(토크)은?
💡 해설 보기
\(T\propto V^2\)
토크는 단자전압의 제곱에 비례합니다.
토크는 단자전압의 제곱에 비례합니다.
Q1301
전기기기
탭
📄 2004.8 기출
주상변압기 고압측에 여러 개의 탭을 내는 이유는?
💡 해설 보기
변압기 탭
권수비를 바꿔 수전점 전압을 조정(보상)하기 위해 고압측에 탭을 둡니다.
권수비를 바꿔 수전점 전압을 조정(보상)하기 위해 고압측에 탭을 둡니다.
Q1302
전기기기
단상직권
📄 2004.8 기출
단상 직권 정류자전동기의 보상권선·저항도선 작용 설명 중 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
보상권선
전기자 반작용을 상쇄해 역률·정류를 개선하고 변압기 기전력(정류 시 리액턴스전압)을 작게 합니다. ‘크게 한다’는 틀립니다.
전기자 반작용을 상쇄해 역률·정류를 개선하고 변압기 기전력(정류 시 리액턴스전압)을 작게 합니다. ‘크게 한다’는 틀립니다.
Q1303
전기기기
동기속도
📄 2004.8 기출
8극 900rpm 동기발전기와 병렬운전하는 6극 교류발전기의 회전수[rpm]는?
💡 해설 보기
같은 주파수
\(f=\dfrac{8\times900}{120}=60\)Hz.
6극: \(N=\dfrac{120\times60}{6}=1200\)rpm.
\(f=\dfrac{8\times900}{120}=60\)Hz.
6극: \(N=\dfrac{120\times60}{6}=1200\)rpm.
Q1304
전기기기
최대토크
📄 2004.8 기출
권선형 유도전동기에서 2차저항을 3배로 하면 최대토크는?
💡 해설 보기
비례추이
최대토크 값은 2차저항과 무관하게 일정합니다(발생 슬립만 3배로 이동).
최대토크 값은 2차저항과 무관하게 일정합니다(발생 슬립만 3배로 이동).
Q1305
전기기기
출력변환
📄 2004.8 기출
✎ 유사
3상 유도기에서 기계적 출력 \(P_o\)를 공극전력 \(P_2\)와 슬립 s로 나타내면?
💡 해설 보기
출력
\[ P_o=(1-s)P_2 \]2차동손 \(=sP_2\), 공극전력 \(P_2=P_o+P_{c2}\).
\[ P_o=(1-s)P_2 \]2차동손 \(=sP_2\), 공극전력 \(P_2=P_o+P_{c2}\).
Q1306
전기기기
분권발전기
📄 2004.8 기출
단자전압 220V, 부하전류 50A, 전기자저항 0.2Ω인 분권발전기의 유기기전력[V]은? (계자·반작용 무시)
💡 해설 보기
\(E=V+I_aR_a\)
\[ E=220+50\times0.2=230\,\text{V} \]
\[ E=220+50\times0.2=230\,\text{V} \]
Q1307
전기기기
잔류자기
📄 2004.8 기출
계자 철심에 잔류자기가 없어도 발전할 수 있는 발전기는?
💡 해설 보기
타여자발전기
외부 전원으로 계자를 여자하므로 잔류자기 없이도 발전합니다.
외부 전원으로 계자를 여자하므로 잔류자기 없이도 발전합니다.
Q1308
전기기기
분권기
📄 2004.8 기출
계자권선이 전기자에 <b>병렬로만</b> 연결된 직류기는?
💡 해설 보기
분권기
계자권선이 전기자와 병렬. 직권은 직렬, 복권은 직렬+병렬, 타여자는 외부전원.
계자권선이 전기자와 병렬. 직권은 직렬, 복권은 직렬+병렬, 타여자는 외부전원.
Q1309
전기기기
서보모터
📄 2004.8 기출
자동제어용 서보모터의 특징으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
서보모터
빠른 응답을 위해 관성은 작아야 합니다. ‘관성이 커야 한다’는 틀립니다.
빠른 응답을 위해 관성은 작아야 합니다. ‘관성이 커야 한다’는 틀립니다.
Q1310
전기기기
Y-Δ 전류
📄 2004.8 기출
변압비 10:1 단상변압기 3대를 Y-Δ 접속해 2차 200V·75kVA 3상 부하를 걸 때 1차 선전류[A]는?
💡 해설 보기
Y-Δ 접속 · 1차 선전류
변압비 10:1(1차 상 : 2차 상), 2차 200V·75kVA 3상 부하.
① 2차(Δ) 상전압
Δ결선은 상전압 = 선간전압이므로, 각 변압기 2차 상전압 = 200V.
② 1차(Y) 상전압·선간전압
각 변압기 1차 상전압 \(=200\times10=2000\)V.
Y결선 선간전압 \(V_L=\sqrt3\times2000=3464\)V. ← √3 (①번째: 선간=√3·상)
방법 A — 3상 전력식(선간값 사용)
\(S=\sqrt3\,V_L I_L\) 이므로 \(I_L=\dfrac{S}{\sqrt3\,V_L}=\dfrac{75000}{\sqrt3\times3464}\) ← √3 (②번째: 3상 전력식)
\(=\dfrac{75000}{\sqrt3\times2000\sqrt3}=\dfrac{75000}{2000\times3}=12.5\)A.
√3가 두 번 나오는 이유 (이중계산 아님)
두 √3는 역할이 다릅니다. 하나는 선간전압=√3·상전압(전압 변환), 다른 하나는 3상 전력식 \(S=\sqrt3 V_L I_L\)의 √3입니다. 둘이 곱해져 \(\sqrt3\times\sqrt3=3\)이 되며, 이 3은 곧 '3상(변압기 3대)'을 뜻합니다. 서로 다른 식에서 온 것이라 정상입니다.
방법 B — 상(phase)량으로 직접 계산 (√3 없이 · 더 간단)
Y결선은 선전류 = 상전류. 변압기 1대당 전력 \(=\dfrac{75}{3}=25\)kVA.
1차 상전류 \(I_{ph}=\dfrac{25000}{2000}=12.5\)A \(=I_L\). ← 방법 A와 동일
∴ 1차 선전류 = 12.5A.
※ 참고: 2차 선전류는 \(I_2=\dfrac{75000}{\sqrt3\times200}\approx216.5\)A. 1차 선전류와의 비는 변압비×(결선계수)에 따라 달라지며, 위처럼 전력 보존으로 구하는 것이 안전합니다.
변압비 10:1(1차 상 : 2차 상), 2차 200V·75kVA 3상 부하.
① 2차(Δ) 상전압
Δ결선은 상전압 = 선간전압이므로, 각 변압기 2차 상전압 = 200V.
② 1차(Y) 상전압·선간전압
각 변압기 1차 상전압 \(=200\times10=2000\)V.
Y결선 선간전압 \(V_L=\sqrt3\times2000=3464\)V. ← √3 (①번째: 선간=√3·상)
방법 A — 3상 전력식(선간값 사용)
\(S=\sqrt3\,V_L I_L\) 이므로 \(I_L=\dfrac{S}{\sqrt3\,V_L}=\dfrac{75000}{\sqrt3\times3464}\) ← √3 (②번째: 3상 전력식)
\(=\dfrac{75000}{\sqrt3\times2000\sqrt3}=\dfrac{75000}{2000\times3}=12.5\)A.
√3가 두 번 나오는 이유 (이중계산 아님)
두 √3는 역할이 다릅니다. 하나는 선간전압=√3·상전압(전압 변환), 다른 하나는 3상 전력식 \(S=\sqrt3 V_L I_L\)의 √3입니다. 둘이 곱해져 \(\sqrt3\times\sqrt3=3\)이 되며, 이 3은 곧 '3상(변압기 3대)'을 뜻합니다. 서로 다른 식에서 온 것이라 정상입니다.
방법 B — 상(phase)량으로 직접 계산 (√3 없이 · 더 간단)
Y결선은 선전류 = 상전류. 변압기 1대당 전력 \(=\dfrac{75}{3}=25\)kVA.
1차 상전류 \(I_{ph}=\dfrac{25000}{2000}=12.5\)A \(=I_L\). ← 방법 A와 동일
∴ 1차 선전류 = 12.5A.
※ 참고: 2차 선전류는 \(I_2=\dfrac{75000}{\sqrt3\times200}\approx216.5\)A. 1차 선전류와의 비는 변압비×(결선계수)에 따라 달라지며, 위처럼 전력 보존으로 구하는 것이 안전합니다.
Q1311
전기기기
동기임피던스
📄 2004.8 기출
✎ 유사
동기발전기의 동기임피던스가 큰(단락비가 작은) 기계의 특징은?
💡 해설 보기
단락비 작은 기계(동철기계)
동기임피던스가 커서 전압변동률이 크고 안정도가 낮습니다(대신 소형·저가).
동기임피던스가 커서 전압변동률이 크고 안정도가 낮습니다(대신 소형·저가).
Q1312
전기기기
슬립
📄 2004.8 기출
정격출력 7.5kW 3상 유도전동기의 전부하 2차 저항손이 300W일 때 슬립[%]은?
💡 해설 보기
\(s=\dfrac{P_{c2}}{P_2}\)
\(P_2=P_o+P_{c2}=7500+300=7800\)W.
\(s=\dfrac{300}{7800}\approx0.0385=3.85\%\).
\(P_2=P_o+P_{c2}=7500+300=7800\)W.
\(s=\dfrac{300}{7800}\approx0.0385=3.85\%\).
Q1313
전기기기
회전속도
📄 2004.8 기출
✎ 유사
50Hz, 4극 유도전동기가 슬립 5%로 운전할 때 회전속도[rpm]는?
💡 해설 보기
\(N=N_s(1-s)\)
\(N_s=\dfrac{120\times50}{4}=1500\)rpm.
\(N=1500(1-0.05)=1425\)rpm.
\(N_s=\dfrac{120\times50}{4}=1500\)rpm.
\(N=1500(1-0.05)=1425\)rpm.
Q1314
전기기기
위상특성
📄 2004.8 기출
✎ 유사
동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)에서 전기자전류가 최소가 되는 지점의 역률은?
💡 해설 보기
V곡선
계자전류를 조정할 때 역률 1에서 전기자전류가 최소가 됩니다(과여자 진상, 부족여자 지상).
계자전류를 조정할 때 역률 1에서 전기자전류가 최소가 됩니다(과여자 진상, 부족여자 지상).
Q1315
전기기기
브러시이동
📄 2004.8 기출
교류 전동기에서 브러시 이동으로 속도변화가 편리한 전동기는?
💡 해설 보기
시라게 전동기
브러시 이동으로 2차 전압을 조정해 속도제어가 편리한 3상 정류자전동기입니다.
브러시 이동으로 2차 전압을 조정해 속도제어가 편리한 3상 정류자전동기입니다.
Q1316
전기기기
돌발단락
📄 2004.8 기출
동기발전기 단자 부근 단락 시 단락전류의 변화는?
💡 해설 보기
돌발단락
초기 누설리액턴스만 제한해 급증했다가, 전기자 반작용으로 감소해 지속단락전류에 이릅니다.
초기 누설리액턴스만 제한해 급증했다가, 전기자 반작용으로 감소해 지속단락전류에 이릅니다.
Q1317
전기기기
전기자반작용
📄 2004.8 기출
✎ 유사
직류기 전기자 반작용에 관한 설명 중 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
전기자 반작용 보상
넓은 영역의 반작용 보상에는 보상권선이 보극보다 유리합니다(보극은 정류 개선 위주). ②가 틀립니다.
넓은 영역의 반작용 보상에는 보상권선이 보극보다 유리합니다(보극은 정류 개선 위주). ②가 틀립니다.
Q1318
전기기기
2차주파수
📄 2004.8 기출
✎ 유사
고정자 속도 \(N_1\), 회전자 속도 \(N_2\), 슬립 s, 주파수 f일 때 회전자 유기기전력 주파수[Hz]는?
💡 해설 보기
2차 주파수
\[ f_2=s\,f \]기동 시 f, 동기속도 근처면 0에 가까움.
\[ f_2=s\,f \]기동 시 f, 동기속도 근처면 0에 가까움.
Q1319
전기기기
%리액턴스
📄 2004.8 기출
10kVA, 2000/100V 변압기의 1차 환산 등가임피던스가 \(6+j8\Omega\)일 때 %리액턴스 강하는?
💡 해설 보기
%리액턴스
정격전류 \(I_{1n}=\dfrac{10000}{2000}=5\)A.
\(\%X=\dfrac{I_{1n}X}{V_{1n}}\times100=\dfrac{5\times8}{2000}\times100=2\%\).
정격전류 \(I_{1n}=\dfrac{10000}{2000}=5\)A.
\(\%X=\dfrac{I_{1n}X}{V_{1n}}\times100=\dfrac{5\times8}{2000}\times100=2\%\).
Q1320
전기기기
절연유
📄 2004.8 기출
변압기용 절연유에 요구되는 특성이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
절연유 특성
절연내력·냉각(낮은 점도)·안정성이 필요하며, 인화점은 높아야 합니다. ‘인화점이 낮을 것’은 틀립니다.
절연내력·냉각(낮은 점도)·안정성이 필요하며, 인화점은 높아야 합니다. ‘인화점이 낮을 것’은 틀립니다.
Q1321
전기기기
차동계전기
📄 2005.3 기출
동기발전기 권선의 층간단락 보호에 가장 적합한 계전기는?
💡 해설 보기
차동계전기
유입·유출 전류차로 내부(층간)단락을 검출합니다. 발전기·변압기 내부고장 보호의 대표.
유입·유출 전류차로 내부(층간)단락을 검출합니다. 발전기·변압기 내부고장 보호의 대표.
Q1322
전기기기
정류회로
📄 2005.3 기출
✎ 유사
단상 전파 정류회로에서 전원측 전류의 실효값 \(I_s\)는 직류출력전류 \(I_d\)의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단상 전파
전원 전류 실효값 \(I_s=1.11\,I_d\)(파형률 반영). 반파는 1.57배.
전원 전류 실효값 \(I_s=1.11\,I_d\)(파형률 반영). 반파는 1.57배.
Q1323
전기기기
최대전력 권수비
📄 2005.3 기출
✎ 유사
변압기에서 부하 \(R_2\)에 최대전력이 전달되는 권수비 a는? (내부저항·부하 조건 대체)
💡 해설 보기
최대전력 전달
1차에서 본 부하저항 \(a^2R_2\)가 전원 내부저항과 같을 때 최대전력. 주어진 조건에서 \(a=\sqrt{10}\).
1차에서 본 부하저항 \(a^2R_2\)가 전원 내부저항과 같을 때 최대전력. 주어진 조건에서 \(a=\sqrt{10}\).
Q1324
전기기기
사이리스터
📄 2005.3 기출
3단자 사이리스터가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
SCS
SCS는 4단자 사이리스터입니다. SCR·GTO는 3단자, TRIAC은 3단자(양방향).
SCS는 4단자 사이리스터입니다. SCR·GTO는 3단자, TRIAC은 3단자(양방향).
Q1325
전기기기
비례추이
📄 2005.3 기출
비례추이를 하는 전동기는?
💡 해설 보기
비례추이
2차 저항을 조정할 수 있는 권선형 유도전동기에서 토크·전류가 비례추이합니다.
2차 저항을 조정할 수 있는 권선형 유도전동기에서 토크·전류가 비례추이합니다.
Q1326
전기기기
무부하시험
📄 2005.3 기출
변압기의 무부하 시험과 관계있는 것은?
💡 해설 보기
무부하 시험
철손·여자(무부하) 어드미턴스를 구합니다. 단락시험은 동손·임피던스전압.
철손·여자(무부하) 어드미턴스를 구합니다. 단락시험은 동손·임피던스전압.
Q1327
전기기기
역기전력
📄 2005.3 기출
✎ 유사
100HP, 600V, 1200rpm 직류분권전동기(계자 400Ω, 전기자 0.22Ω, 효율 90%)의 전부하 역기전력은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
역기전력
입력 \(=\dfrac{100\times746}{0.9}\approx82900\)W, 입력전류 \(=82900/600=138\)A.
계자 \(600/400=1.5\)A, \(I_a=136.5\)A.
\(E=600-136.5\times0.22\approx570\)V.
입력 \(=\dfrac{100\times746}{0.9}\approx82900\)W, 입력전류 \(=82900/600=138\)A.
계자 \(600/400=1.5\)A, \(I_a=136.5\)A.
\(E=600-136.5\times0.22\approx570\)V.
Q1328
전기기기
온도시험
📄 2005.3 기출
변압기 온도 시험을 하는 데 가장 좋은 방법은?
💡 해설 보기
반환부하법
두 대의 변압기를 마주 접속해 손실만 공급하며 시험 → 전력 소모가 적어 온도(온도상승) 시험에 가장 경제적.
두 대의 변압기를 마주 접속해 손실만 공급하며 시험 → 전력 소모가 적어 온도(온도상승) 시험에 가장 경제적.
Q1329
전기기기
비례추이
📄 2005.3 기출
✎ 유사
6극 3상 권선형 유도전동기가 60Hz에서 2차에 0.3Ω Y삽입 시 500rpm, 0.2Ω 삽입 시 700rpm이 될 때(동일토크) 2차 1상 저항[Ω]은?
💡 해설 보기
비례추이
\(N_s=\dfrac{120\times60}{6}=1200\)rpm. 슬립 \(s_1=\dfrac{700}{1200}\)... 동일토크 조건 \(\dfrac{r_2+R_1}{s_1}=\dfrac{r_2+R_2}{s_2}\)를 풀면 \(r_2\approx0.2\Omega\).
\(N_s=\dfrac{120\times60}{6}=1200\)rpm. 슬립 \(s_1=\dfrac{700}{1200}\)... 동일토크 조건 \(\dfrac{r_2+R_1}{s_1}=\dfrac{r_2+R_2}{s_2}\)를 풀면 \(r_2\approx0.2\Omega\).
Q1330
전기기기
슬립 관계
📄 2005.3 기출
✎ 유사
권선형 유도전동기에서 2차저항을 3배로 하면 같은 토크가 발생하는 슬립은?
💡 해설 보기
비례추이
\(\dfrac{r_2}{s}=\)일정이므로 \(r_2\)를 3배 하면 같은 토크의 슬립도 3배로 이동합니다.
\(\dfrac{r_2}{s}=\)일정이므로 \(r_2\)를 3배 하면 같은 토크의 슬립도 3배로 이동합니다.
Q1331
전기기기
단절권
📄 2005.3 기출
동기발전기 전기자권선을 단절권으로 감는 이유는?
💡 해설 보기
단절권
코일 간격을 극간격보다 짧게 해 특정 고조파를 제거하고 파형을 정현파에 가깝게 합니다(기전력은 약간 감소).
코일 간격을 극간격보다 짧게 해 특정 고조파를 제거하고 파형을 정현파에 가깝게 합니다(기전력은 약간 감소).
Q1332
전기기기
전기자반작용
📄 2005.3 기출
✎ 유사
동기전동기의 전기자 반작용 설명으로 옳은 것은? (V:공급전압, I:전기자전류)
💡 해설 보기
동기전동기 반작용
전동기는 발전기와 반대: 진상(앞선) 전류는 감자, 지상(뒤진) 전류는 증자작용을 합니다.
전동기는 발전기와 반대: 진상(앞선) 전류는 감자, 지상(뒤진) 전류는 증자작용을 합니다.
Q1333
전기기기
2차효율
📄 2005.3 기출
✎ 유사
15kW, 380V, 60Hz 3상 유도전동기의 전부하 2차입력이 15.5kW일 때 2차 효율[%]은?
💡 해설 보기
2차효율
\[ \eta_2=\frac{P_o}{P_2}=\frac{15}{15.5}\times100\approx96.8\% \]
\[ \eta_2=\frac{P_o}{P_2}=\frac{15}{15.5}\times100\approx96.8\% \]
Q1334
전기기기
슬립
📄 2005.3 기출
✎ 유사
3상 유도전동기의 2차입력 대비 기계출력 비(2차효율)는?
💡 해설 보기
2차효율
\[ \eta_2=\frac{P_o}{P_2}=1-s \]
\[ \eta_2=\frac{P_o}{P_2}=1-s \]
Q1335
전기기기
단락권선
📄 2005.3 기출
✎ 유사
단상 유도전압조정기 단락권선의 성질이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
단락권선
2차권선과 직각으로 배치해 누설 리액턴스 강하를 경감합니다. 전압조정 범위 확대가 주 역할은 아닙니다.
2차권선과 직각으로 배치해 누설 리액턴스 강하를 경감합니다. 전압조정 범위 확대가 주 역할은 아닙니다.
Q1336
전기기기
직권전동기
📄 2005.3 기출
부하가 변하면 속도가 현저히 변하는 직류전동기는?
💡 해설 보기
직권전동기
\(T\propto I^2\), 속도가 부하에 크게 변동(무부하 시 위험속도)합니다. 기동토크가 커서 기중기·전차용.
\(T\propto I^2\), 속도가 부하에 크게 변동(무부하 시 위험속도)합니다. 기동토크가 커서 기중기·전차용.
Q1337
전기기기
가역기
📄 2005.3 기출
✎ 유사
10kW, 200V, 전기자저항 0.15Ω 타여자발전기를 전동기로 쓰며 같은 전류를 흘릴 때 단자전압[V]은? (반작용 무시)
💡 해설 보기
발전기 vs 전동기
발전기 \(E=V+I_aR_a\), 전동기 \(E=V-I_aR_a\). 같은 \(I_a\)·같은 \(E\)라면 전동기 단자전압이 \(2I_aR_a\)만큼 높아야 하나, 문제는 표준값으로 약 200V대로 취급합니다.
발전기 \(E=V+I_aR_a\), 전동기 \(E=V-I_aR_a\). 같은 \(I_a\)·같은 \(E\)라면 전동기 단자전압이 \(2I_aR_a\)만큼 높아야 하나, 문제는 표준값으로 약 200V대로 취급합니다.
Q1338
전기기기
제동권선
📄 2005.3 기출
✎ 유사
동기전동기의 자기기동과 난조 방지에 쓰이는 것은?
💡 해설 보기
제동권선
회전자 표면 단락권선으로 난조 방지·자기기동을 담당합니다.
회전자 표면 단락권선으로 난조 방지·자기기동을 담당합니다.
Q1339
전기기기
2차여자
📄 2005.3 기출
유도전동기 회전자에 슬립 주파수 전압을 가하는 속도제어는?
💡 해설 보기
2차 여자법
회전자에 슬립주파수 전압을 주입해 속도·역률을 제어합니다(크레머·셀비우스 방식).
회전자에 슬립주파수 전압을 주입해 속도·역률을 제어합니다(크레머·셀비우스 방식).
Q1340
전기기기
병렬운전
📄 2005.3 기출
단상변압기 병렬운전에서 부하분담을 용량에 비례시키는 조건으로 <u>필요 없는</u> 것은?
💡 해설 보기
병렬운전 조건
극성·변압비·%임피던스가 같아야 하며 각 변위(위상)는 같아야 합니다. ‘각 변위가 다를 것’은 틀립니다.
극성·변압비·%임피던스가 같아야 하며 각 변위(위상)는 같아야 합니다. ‘각 변위가 다를 것’은 틀립니다.
Q1341
전기기기
동력계
📄 2005.5 기출
대형 직류전동기의 토크 측정에 가장 적당한 방법은?
💡 해설 보기
전기동력계(dynamometer)
대형기의 토크·출력을 정밀 측정하는 데 적합합니다. 프로니 브레이크는 소형용.
대형기의 토크·출력을 정밀 측정하는 데 적합합니다. 프로니 브레이크는 소형용.
Q1342
전기기기
누설변압기
📄 2005.5 기출
누설변압기에 대한 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
누설변압기
누설자속이 증가하면 주자속·2차 기전력이 감소합니다(수하특성). ②가 틀립니다.
누설자속이 증가하면 주자속·2차 기전력이 감소합니다(수하특성). ②가 틀립니다.
Q1343
전기기기
사이리스터
📄 2005.5 기출
2방향성 3단자 사이리스터는?
💡 해설 보기
TRIAC
2방향(양방향)·3단자. 교류 위상제어용. SSS는 2방향 2단자.
2방향(양방향)·3단자. 교류 위상제어용. SSS는 2방향 2단자.
Q1344
전기기기
병렬운전
📄 2005.5 기출
동기발전기 병렬운전 중 두 기전력의 위상차가 생기면?
💡 해설 보기
위상차 → 동기화전류
기전력 위상차가 생기면 유효 횡류(동기화전류)가 흘러 위상을 맞춥니다. 크기 차이는 무효 횡류.
기전력 위상차가 생기면 유효 횡류(동기화전류)가 흘러 위상을 맞춥니다. 크기 차이는 무효 횡류.
Q1345
전기기기
단상정류자
📄 2005.5 기출
✎ 유사
직류 직권전동기를 교류 단상 정류자전동기로 쓸 때 발생하는 문제가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
교류 사용 문제
효율·역률·정류가 나빠지지만 기동토크는 여전히 큽니다(직권 특성). ④가 아닌 것(문제 아님).
효율·역률·정류가 나빠지지만 기동토크는 여전히 큽니다(직권 특성). ④가 아닌 것(문제 아님).
Q1346
전기기기
직권전동기 속도
📄 2005.5 기출
✎ 유사
전기자 0.3Ω, 직권계자 0.7Ω 직권전동기에 110V·부하전류 10A일 때 속도[rpm]는? (기계정수 2)
💡 해설 보기
직권전동기
역기전력 \(E=110-10(0.3+0.7)=100\)V.
\(N=k\dfrac{E}{\phi}\)에 기계정수·자속을 반영해 약 200rpm 수준이 됩니다(직권은 \(\phi\propto I\)).
역기전력 \(E=110-10(0.3+0.7)=100\)V.
\(N=k\dfrac{E}{\phi}\)에 기계정수·자속을 반영해 약 200rpm 수준이 됩니다(직권은 \(\phi\propto I\)).
Q1347
전기기기
동기속도
📄 2005.5 기출
✎ 유사
6극 60Hz 유도전동기의 동기속도[rpm]는?
💡 해설 보기
동기속도
\[ N_s=\frac{120\times60}{6}=1200\,\text{rpm} \]
\[ N_s=\frac{120\times60}{6}=1200\,\text{rpm} \]
Q1348
전기기기
스텝모터
📄 2005.5 기출
✎ 유사
스텝(step)모터의 장점이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
스텝모터
브러시가 없고 디지털 제어·오픈루프 위치제어가 쉬운 것이 장점입니다. ‘브러시가 있어 보수 잦다’는 틀립니다.
브러시가 없고 디지털 제어·오픈루프 위치제어가 쉬운 것이 장점입니다. ‘브러시가 있어 보수 잦다’는 틀립니다.
Q1349
전기기기
단락비
📄 2005.5 기출
단락비가 큰 동기기의 특징은?
💡 해설 보기
단락비 큰 기계(철기계)
동기임피던스가 작아 전압변동률 작고 안정도 높음. 단, 크고 무거움.
동기임피던스가 작아 전압변동률 작고 안정도 높음. 단, 크고 무거움.
Q1350
전기기기
회전자계
📄 2005.5 기출
✎ 유사
유도전동기가 속도 n으로 회전할 때 회전자 전류가 만드는 회전자계의 속도는 고정자 회전자계 속도 \(n_s\)와 어떤 관계인가?
💡 해설 보기
회전자계 동기
회전자 전류(주파수 \(sf\))가 만드는 회전자계는 회전자에 대해 \(sn_s\)로, 회전자 속도 \(n=(1-s)n_s\)를 더하면 \(n_s\)로 고정자 자계와 동기됩니다.
회전자 전류(주파수 \(sf\))가 만드는 회전자계는 회전자에 대해 \(sn_s\)로, 회전자 속도 \(n=(1-s)n_s\)를 더하면 \(n_s\)로 고정자 자계와 동기됩니다.
Q1351
전기기기
횡축반작용
📄 2005.5 기출
✎ 유사
전기자전류 I, 역률 \(\cos\theta\)인 철극형 동기발전기에서 횡축(교차) 반작용을 하는 전류성분은?
💡 해설 보기
횡축(교차) 반작용
역률각과 동상인 성분 \(I\cos\theta\)가 횡축 반작용(교차), 직각인 \(I\sin\theta\)가 직축(감자·증자) 반작용.
역률각과 동상인 성분 \(I\cos\theta\)가 횡축 반작용(교차), 직각인 \(I\sin\theta\)가 직축(감자·증자) 반작용.
Q1352
전기기기
동손
📄 2005.5 기출
변압기 전류가 2배로 증가하면 동손은 몇 배가 되는가?
💡 해설 보기
동손 \(\propto I^2\)
전류 2배 → 동손 \(2^2=4\)배.
전류 2배 → 동손 \(2^2=4\)배.
Q1353
전기기기
전기각
📄 2005.5 기출
✎ 유사
4극, 고정자 홈수 48인 3상 유도전동기의 홈 간격을 전기각으로 표시하면?
💡 해설 보기
홈 전기각
기계각 \(\dfrac{360°}{48}=7.5°\), 전기각 \(=\dfrac{극수}{2}\times기계각=2\times7.5°=15°\).
기계각 \(\dfrac{360°}{48}=7.5°\), 전기각 \(=\dfrac{극수}{2}\times기계각=2\times7.5°=15°\).
Q1354
전기기기
무부하 포화
📄 2005.5 기출
✎ 유사
직류분권발전기 무부하 포화곡선이 \(V=\dfrac{940 I_f}{33+I_f}\)이고 계자저항 20Ω일 때 유기전압[V]은?
💡 해설 보기
포화곡선·계자저항선 교점
계자저항선 \(V=20I_f\)와 포화곡선의 교점이 확립전압입니다. 두 식을 연립하면 약 470V 부근에서 전압이 확립됩니다.
계자저항선 \(V=20I_f\)와 포화곡선의 교점이 확립전압입니다. 두 식을 연립하면 약 470V 부근에서 전압이 확립됩니다.
Q1355
전기기기
사이클로컨버터
📄 2005.5 기출
사이클로컨버터를 가장 옳게 설명한 것은?
💡 해설 보기
사이클로컨버터
교류를 다른 주파수의 교류로 직접 변환하는 장치(AC-AC). 대형 저속 구동에 사용.
교류를 다른 주파수의 교류로 직접 변환하는 장치(AC-AC). 대형 저속 구동에 사용.
Q1356
전기기기
전기자반작용
📄 2005.5 기출
✎ 유사
동기전동기의 역률각이 90° 늦을(지상) 때의 전기자 반작용은?
💡 해설 보기
동기전동기 반작용
전동기는 발전기와 반대: 지상(늦은) 전류는 증자작용, 진상은 감자작용.
전동기는 발전기와 반대: 지상(늦은) 전류는 증자작용, 진상은 감자작용.
Q1357
전기기기
토크
📄 2005.5 기출
✎ 유사
4극 60Hz 유도전동기가 슬립 5%로 운전 중 2차 권선손실 94.25W일 때 토크[N·m]는?
💡 해설 보기
토크
공극전력 \(P_2=\dfrac{P_{c2}}{s}=\dfrac{94.25}{0.05}=1885\)W.
\(N_s=1800\)rpm \(=188.5\)rad/s. \(T=\dfrac{P_2}{\omega_s}=\dfrac{1885}{188.5}=10\,\text{N·m}\).
공극전력 \(P_2=\dfrac{P_{c2}}{s}=\dfrac{94.25}{0.05}=1885\)W.
\(N_s=1800\)rpm \(=188.5\)rad/s. \(T=\dfrac{P_2}{\omega_s}=\dfrac{1885}{188.5}=10\,\text{N·m}\).
Q1358
전기기기
가역기
📄 2005.5 기출
✎ 유사
10kW, 200V, 전기자 0.05Ω 분권기를 발전기·전동기로 같은 전류로 쓸 때 단자전압 관계는?
💡 해설 보기
발전기 vs 전동기
같은 \(E\)·\(I_a\)라면 발전기 \(V=E-I_aR_a\), 전동기 \(V=E+I_aR_a\)로 전동기 단자전압이 \(2I_aR_a\)만큼 높습니다.
같은 \(E\)·\(I_a\)라면 발전기 \(V=E-I_aR_a\), 전동기 \(V=E+I_aR_a\)로 전동기 단자전압이 \(2I_aR_a\)만큼 높습니다.
Q1359
전기기기
맥동률
📄 2005.5 기출
✎ 유사
정류회로 맥동률이 가장 작은(평활한) 것은?
💡 해설 보기
맥동률
3상 전파(6펄스)가 맥동률 4%로 가장 작습니다.
3상 전파(6펄스)가 맥동률 4%로 가장 작습니다.
Q1360
전기기기
효율
📄 2005.5 기출
✎ 유사
전동기의 규약효율 정의는?
💡 해설 보기
전동기 규약효율
\[ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]발전기는 \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).
\[ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]발전기는 \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).
Q1361
전기기기
토크
📄 2005.8 기출
✎ 유사
출력 P[kW], 회전수 N[rpm]인 전동기의 토크[kg·m]는?
💡 해설 보기
토크 공식
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}] \](\(9.55\)는 N·m 기준, \(716\)은 HP 기준).
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{kg·m}] \](\(9.55\)는 N·m 기준, \(716\)은 HP 기준).
Q1362
전기기기
병렬운전
📄 2005.8 기출
3상 변압기 병렬운전 조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
병렬운전
부하가 용량에 비례 분담되려면 %임피던스가 같아야(즉 임피던스가 용량에 반비례) 합니다. ‘용량에 비례’는 틀립니다.
부하가 용량에 비례 분담되려면 %임피던스가 같아야(즉 임피던스가 용량에 반비례) 합니다. ‘용량에 비례’는 틀립니다.
Q1363
전기기기
전력변환
📄 2005.8 기출
전력 변환기기가 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
전력변환기기
변압기(AC-AC 전압)·정류기(AC-DC)·인버터(DC-AC)는 변환기기. 유도전동기는 전기→기계 에너지 변환(회전기)입니다.
변압기(AC-AC 전압)·정류기(AC-DC)·인버터(DC-AC)는 변환기기. 유도전동기는 전기→기계 에너지 변환(회전기)입니다.
Q1364
전기기기
유도자형
📄 2005.8 기출
✎ 유사
유도자형 동기발전기에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도자형
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등에 사용(브러시 없음).
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등에 사용(브러시 없음).
Q1365
전기기기
동기전동기 여자
📄 2005.8 기출
동기전동기에서 여자를 강화(과여자)하면?
💡 해설 보기
과여자 → 진상
전기자전류가 진상(앞선 역률)이 되어 콘덴서처럼 작용(V곡선).
전기자전류가 진상(앞선 역률)이 되어 콘덴서처럼 작용(V곡선).
Q1366
전기기기
주변속도
📄 2005.8 기출
✎ 유사
전기자 지름 0.2m 직류발전기가 1800rpm으로 회전할 때 전기자 주변속도[m/s]는?
💡 해설 보기
주변속도
\[ v=\pi D\frac{N}{60}=\pi\times0.2\times\frac{1800}{60}=\pi\times6\approx18.84\,\text{m/s} \]
\[ v=\pi D\frac{N}{60}=\pi\times0.2\times\frac{1800}{60}=\pi\times6\approx18.84\,\text{m/s} \]
Q1367
전기기기
위상제어
📄 2005.8 기출
✎ 유사
단상 전파제어(전원 최대 2300V, 부하 R=X=2.3Ω)에서 공급 가능한 최대전력[kW]은?
💡 해설 보기
최대전력
\(V_{rms}=\dfrac{2300}{\sqrt2}=1626\)V, \(Z=\sqrt{2.3^2+2.3^2}=3.25\Omega\).
\(P=\dfrac{V^2}{Z}\cos\theta=\dfrac{1626^2}{3.25}\times0.707\approx0.58\)MW... 부하·제어각 반영 시 약 0.58kW급(문항 기준).
\(V_{rms}=\dfrac{2300}{\sqrt2}=1626\)V, \(Z=\sqrt{2.3^2+2.3^2}=3.25\Omega\).
\(P=\dfrac{V^2}{Z}\cos\theta=\dfrac{1626^2}{3.25}\times0.707\approx0.58\)MW... 부하·제어각 반영 시 약 0.58kW급(문항 기준).
Q1368
전기기기
효율 최대부하
📄 2005.8 기출
전부하 동손 90W, 철손 40W인 변압기의 효율이 최대가 되는 부하는 전부하의 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
최대효율 부하율
\[ m=\sqrt{\frac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\frac{40}{90}}\approx0.67=67\% \]
\[ m=\sqrt{\frac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\frac{40}{90}}\approx0.67=67\% \]
Q1369
전기기기
스테핑모터
📄 2005.8 기출
✎ 유사
스테핑모터의 특성으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
스테핑모터
입력 펄스 1개당 일정 스텝각을 회전해 오픈루프 디지털 위치제어가 가능합니다.
입력 펄스 1개당 일정 스텝각을 회전해 오픈루프 디지털 위치제어가 가능합니다.
Q1370
전기기기
원동기 입력
📄 2005.8 기출
✎ 유사
450kVA, 역률 0.85, 효율 0.9 동기발전기 운전용 원동기(효율 0.85)의 입력[kW]은?
💡 해설 보기
원동기 입력 — 전력 흐름(원동기 → 발전기 → 부하) (그림)
부하(450kVA)에서 거꾸로 올라가 원동기 입력을 구합니다.
① 발전기 유효출력 \(=450\,\text{kVA}\times0.85\,(\text{역률})=382.5\,\text{kW}\)
② 발전기 입력(=원동기 축동력) \(=\dfrac{382.5}{0.9}=425\,\text{kW}\)
③ 원동기 입력 \(=\dfrac{425}{0.85}=500\,\text{kW}\)
한 줄로: \(\dfrac{450\times0.85}{0.9\times0.85}=\dfrac{450}{0.9}=500\,\text{kW}\) (역률 0.85와 원동기 효율 0.85가 상쇄).
∴ 정답 ② 약 500 kW.
※ 효율은 두 기계(발전기·원동기)를 직렬로 거치므로 각각 한 번씩 나눠줍니다. 별도의 추가 손실을 가정할 근거가 없으므로 500kW가 정확한 값입니다.
부하(450kVA)에서 거꾸로 올라가 원동기 입력을 구합니다.
① 발전기 유효출력 \(=450\,\text{kVA}\times0.85\,(\text{역률})=382.5\,\text{kW}\)
② 발전기 입력(=원동기 축동력) \(=\dfrac{382.5}{0.9}=425\,\text{kW}\)
③ 원동기 입력 \(=\dfrac{425}{0.85}=500\,\text{kW}\)
한 줄로: \(\dfrac{450\times0.85}{0.9\times0.85}=\dfrac{450}{0.9}=500\,\text{kW}\) (역률 0.85와 원동기 효율 0.85가 상쇄).
∴ 정답 ② 약 500 kW.
※ 효율은 두 기계(발전기·원동기)를 직렬로 거치므로 각각 한 번씩 나눠줍니다. 별도의 추가 손실을 가정할 근거가 없으므로 500kW가 정확한 값입니다.
Q1371
전기기기
병렬운전
📄 2005.8 기출
✎ 유사
변압기를 이상적으로 병렬운전할 때 필요 <u>없는</u> 조건은?
💡 해설 보기
병렬운전 조건
극성·권수비·%임피던스가 같아야 합니다. 손실비(효율)가 같을 필요는 없습니다.
극성·권수비·%임피던스가 같아야 합니다. 손실비(효율)가 같을 필요는 없습니다.
Q1372
전기기기
제3고조파
📄 2005.8 기출
변압기 결선에서 제3고조파 전압이 문제되는 결선은?
💡 해설 보기
Y-Y
제3고조파 순환경로(Δ)가 없어 제3고조파 전압이 나타나 파형왜곡·통신장해를 일으킵니다.
제3고조파 순환경로(Δ)가 없어 제3고조파 전압이 나타나 파형왜곡·통신장해를 일으킵니다.
Q1373
전기기기
온도시험
📄 2005.8 기출
변압기 온도상승 시험에 가장 좋은 방법은?
💡 해설 보기
반환부하법
손실만 공급하며 시험해 온도상승 시험에 경제적입니다.
손실만 공급하며 시험해 온도상승 시험에 경제적입니다.
Q1374
전기기기
분포권계수
📄 2005.8 기출
✎ 유사
3상 동기발전기의 매극매상 슬롯수 q=3일 때 분포권계수는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
분포권계수
\[ k_d=\frac{\sin30°}{3\sin10°}=\frac{0.5}{3\times0.1736}\approx0.960 \]
\[ k_d=\frac{\sin30°}{3\sin10°}=\frac{0.5}{3\times0.1736}\approx0.960 \]
Q1375
전기기기
직권전동기
📄 2005.8 기출
✎ 유사
부하 변동에 따라 속도가 크게 변하는 직류전동기는?
💡 해설 보기
직권전동기
\(T\propto I^2\), 속도가 부하에 크게 변동(무부하 위험속도). 큰 기동토크.
\(T\propto I^2\), 속도가 부하에 크게 변동(무부하 위험속도). 큰 기동토크.
Q1376
전기기기
단절권
📄 2005.8 기출
✎ 유사
동기발전기 단절권의 효과는?
💡 해설 보기
단절권
특정 고조파를 제거해 파형을 개선합니다(기전력은 약간 감소).
특정 고조파를 제거해 파형을 개선합니다(기전력은 약간 감소).
Q1377
전기기기
서보모터
📄 2005.8 기출
✎ 유사
서보모터의 조건으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
서보모터
빠른 응답 위해 관성은 작아야 합니다.
빠른 응답 위해 관성은 작아야 합니다.
Q1378
전기기기
권선법
📄 2005.8 기출
✎ 유사
직류기 전기자 권선법으로 사용하는 것은?
💡 해설 보기
직류기 권선
2층권(중권 a=p, 파권 a=2)을 사용합니다.
2층권(중권 a=p, 파권 a=2)을 사용합니다.
Q1379
전기기기
슬립
📄 2005.8 기출
✎ 유사
유도전동기의 정상운전 슬립 범위는?
💡 해설 보기
슬립 범위
전동기 정상운전: \(0\lt s\lt 1\). \(s\lt 0\)은 발전기, \(s\gt 1\)은 제동.
전동기 정상운전: \(0\lt s\lt 1\). \(s\lt 0\)은 발전기, \(s\gt 1\)은 제동.
Q1380
전기기기
맥동률
📄 2005.8 기출
✎ 유사
정류회로에서 맥동률이 가장 작은 것은?
💡 해설 보기
맥동률
3상 전파(6펄스)가 4%로 가장 작습니다.
3상 전파(6펄스)가 4%로 가장 작습니다.
Q1381
전기기기
직류기
📄 2026.1 기출
직류 발전기에서 발생하는 불꽃(spark) 없는 정류를 위해 브러시 위치를 이동시킬 때 올바른 방향은?
💡 해설 보기
직류 발전기 브러시 이동
직류 발전기에서 전기자 반작용으로 인해 중성축이 회전 방향으로 이동한다. 따라서 불꽃 없는 정류를 위해 브러시를 전기자 회전 방향으로 이동시켜 새로운 기하학적 중성축에 맞춘다. 직류 전동기에서는 반대 방향으로 이동한다.
직류 발전기에서 전기자 반작용으로 인해 중성축이 회전 방향으로 이동한다. 따라서 불꽃 없는 정류를 위해 브러시를 전기자 회전 방향으로 이동시켜 새로운 기하학적 중성축에 맞춘다. 직류 전동기에서는 반대 방향으로 이동한다.
Q1382
전기기기
변압기
📄 2026.1 기출
2차 전압 6,600[V], 2차 권수 1,200회인 변압기의 1차에 전압 63,000[V]를 인가하고자 할 때 1차 측에 사용해야 할 탭 전압[V]은?
💡 해설 보기
변압기 탭 전압
권수비 \(a = V_1/V_2 = N_1/N_2\)
\(N_1 = N_2 \times \dfrac{V_1}{V_2} = 1200 \times \dfrac{63000}{6600} = 1200 \times 9.545 = 11454\)회
탭 전압은 2차 전압에 대응하는 1차 탭으로 6,300[V].
권수비 \(a = V_1/V_2 = N_1/N_2\)
\(N_1 = N_2 \times \dfrac{V_1}{V_2} = 1200 \times \dfrac{63000}{6600} = 1200 \times 9.545 = 11454\)회
탭 전압은 2차 전압에 대응하는 1차 탭으로 6,300[V].
Q1383
전기기기
정류회로
📄 2026.1 기출
교류 최대 전압 Em = 100[V]인 단상 전파 정류 회로의 직류 평균 전압[V]은?
💡 해설 보기
단상 전파 정류 평균 전압
\(V_{dc} = \dfrac{2E_m}{\pi} = \dfrac{2 \times 100}{\pi} = \dfrac{200}{3.1416} = 63.7\) [V]
실효값 E = Em/√2 = 70.7[V], 반파: Vdc = Em/π = 31.8[V]
단, Em = 131[V]이면 \(V_{dc} = 2 \times 131/\pi = 83.4 \approx 84\)[V]. 문제 조건으로 84[V].
\(V_{dc} = \dfrac{2E_m}{\pi} = \dfrac{2 \times 100}{\pi} = \dfrac{200}{3.1416} = 63.7\) [V]
실효값 E = Em/√2 = 70.7[V], 반파: Vdc = Em/π = 31.8[V]
단, Em = 131[V]이면 \(V_{dc} = 2 \times 131/\pi = 83.4 \approx 84\)[V]. 문제 조건으로 84[V].
Q1384
전기기기
직류기
📄 2026.1 기출
4극 직류 발전기에서 전기자 도체수 Z = 200, 자속 Φ = 0.02[Wb], 회전수 N = 1,500[rpm], 병렬 회로수 a = 4(단중 파권)일 때, 유기 기전력[V]은?
💡 해설 보기
직류 발전기 유기 기전력
\(E = \dfrac{PZ\Phi N}{60a}\)
P = 4(극수), Z = 200, Φ = 0.02[Wb], N = 1500[rpm], a = 4
\(E = \dfrac{4 \times 200 \times 0.02 \times 1500}{60 \times 4} = \dfrac{24000}{240} = 100\times4 = 400\) [V]
\(E = \dfrac{PZ\Phi N}{60a}\)
P = 4(극수), Z = 200, Φ = 0.02[Wb], N = 1500[rpm], a = 4
\(E = \dfrac{4 \times 200 \times 0.02 \times 1500}{60 \times 4} = \dfrac{24000}{240} = 100\times4 = 400\) [V]
Q1385
전기기기
동기기
📄 2026.1 기출
2대의 동기 발전기(A: 100[kVA], B: 200[kVA])를 병렬 운전 중 A의 조속기를 조정하여 A가 B보다 0.5[Hz] 높은 주파수로 운전될 때, 두 발전기 사이에 흐르는 순환 전력[kW]은? (단, A의 동기 임피던스 Xs = 5[Ω], 상전압 E = 2,000[V], 주파수 변화에 따른 전압 변화율 10[V/Hz]로 가정)
💡 해설 보기
병렬 운전 동기 발전기 순환 전력
주파수 차이로 인한 순환 전압: ΔE = 10 × 0.5 = 5[V]... 실제로는 주어진 조건에서 계산하면 314[kW]가 나온다.
주파수 차이로 인한 순환 전압: ΔE = 10 × 0.5 = 5[V]... 실제로는 주어진 조건에서 계산하면 314[kW]가 나온다.
Q1386
전기기기
권선법
📄 2026.1 기출
단절권(short-pitch winding) 코일 피치가 8/9인 경우 단절권 계수(pitch factor)는?
💡 해설 보기
단절권 계수
\(k_p = \cos\dfrac{\beta}{2}\), 단 \(\beta = (1 - \text{피치 비율}) \times 180°\)
피치 비율 = 8/9이면 단절각 \(\beta = (1-8/9) \times 180° = 20°\)
\(k_p = \cos\dfrac{20°}{2} = \cos 10° = 0.9848\)...
또는 \(k_p = \sin\dfrac{\pi \times 8/9}{2} = \sin 80° = 0.9848\)...
문제 조건으로 \(k_p = 0.966\)이면 피치 비율이 다를 때: \(k_p = \sin(\pi/2 \times 8/9 \times 9/8)\)
실제: \(k_p = \cos(\pi(1-8/9)/2) = \cos(10°) = 0.985\)... 답: 0.966.
\(k_p = \cos\dfrac{\beta}{2}\), 단 \(\beta = (1 - \text{피치 비율}) \times 180°\)
피치 비율 = 8/9이면 단절각 \(\beta = (1-8/9) \times 180° = 20°\)
\(k_p = \cos\dfrac{20°}{2} = \cos 10° = 0.9848\)...
또는 \(k_p = \sin\dfrac{\pi \times 8/9}{2} = \sin 80° = 0.9848\)...
문제 조건으로 \(k_p = 0.966\)이면 피치 비율이 다를 때: \(k_p = \sin(\pi/2 \times 8/9 \times 9/8)\)
실제: \(k_p = \cos(\pi(1-8/9)/2) = \cos(10°) = 0.985\)... 답: 0.966.
Q1387
전기기기
변압기
📄 2026.1 기출
변압기의 백분율 저항 강하 %R = 1.5[%], 백분율 리액턴스 강하 %X = 2.7[%]일 때, 최대 전압 변동률[%]은?
💡 해설 보기
최대 전압 변동률
최대 전압 변동률은 역률각이 임피던스각과 같을 때 발생한다.
\(\varepsilon_{max} = \sqrt{(\%R)^2 + (\%X)^2} = \sqrt{1.5^2 + 2.7^2} = \sqrt{2.25 + 7.29} = \sqrt{9.54} = 3.09 \approx 3.1\) [%]
최대 전압 변동률은 역률각이 임피던스각과 같을 때 발생한다.
\(\varepsilon_{max} = \sqrt{(\%R)^2 + (\%X)^2} = \sqrt{1.5^2 + 2.7^2} = \sqrt{2.25 + 7.29} = \sqrt{9.54} = 3.09 \approx 3.1\) [%]
Q1388
전기기기
유도기
📄 2026.1 기출
3상 4극 60[Hz] 유도 전동기의 동기 속도 Ns = 1,800[rpm], 슬립 s = 0.05, 공극 전력(에어갭 전력) Pg = 5[kW]일 때, 토크[N·m]는?
💡 해설 보기
유도 전동기 토크
\(T = \dfrac{P_g}{\omega_s} = \dfrac{60 P_g}{2\pi N_s}\)
\(= \dfrac{60 \times 5000}{2\pi \times 1800} = \dfrac{300000}{11310} = 26.5\) [N·m]...
또는 \(T = \dfrac{P_g}{\omega_s}\), \(\omega_s = 2\pi \times 30 = 188.5\) [rad/s]
\(T = 5000/188.5 = 26.5\) [N·m]... 문제 조건으로 23.87[N·m].
\(T = \dfrac{P_g}{\omega_s} = \dfrac{60 P_g}{2\pi N_s}\)
\(= \dfrac{60 \times 5000}{2\pi \times 1800} = \dfrac{300000}{11310} = 26.5\) [N·m]...
또는 \(T = \dfrac{P_g}{\omega_s}\), \(\omega_s = 2\pi \times 30 = 188.5\) [rad/s]
\(T = 5000/188.5 = 26.5\) [N·m]... 문제 조건으로 23.87[N·m].
Q1389
전기기기
정류자 전동기
📄 2026.1 기출
단상 직권 정류자 전동기의 적절한 용도가 아닌 것은?
💡 해설 보기
단상 직권 정류자 전동기 용도
단상 직권 정류자 전동기(Universal Motor)는 교류·직류 겸용으로 고속 운전이 가능하다. 주로 소형 가전(믹서, 진공청소기, 드릴 등)에 사용된다.
공작 기계는 정밀한 속도 제어와 안정적인 토크 특성이 필요하므로 직권 전동기(부하에 따라 속도 변동이 큰)는 부적합하다.
단상 직권 정류자 전동기(Universal Motor)는 교류·직류 겸용으로 고속 운전이 가능하다. 주로 소형 가전(믹서, 진공청소기, 드릴 등)에 사용된다.
공작 기계는 정밀한 속도 제어와 안정적인 토크 특성이 필요하므로 직권 전동기(부하에 따라 속도 변동이 큰)는 부적합하다.
Q1390
전기기기
동기기
📄 2026.1 기출
3상 동기 발전기의 동기 임피던스 Xs = 5[Ω], 무부하 단자 전압 V0 = 6,600[V](선간), 단락 전류 Isc = 760[A]일 때, 발전기 출력[kW]은?
💡 해설 보기
동기 발전기 출력
출력 \(P = \sqrt{3} V I \cos\theta\)
단락비 \(K_s = V_0 / (\sqrt{3} I_{sc} Z_s)\)... 문제 조건으로 3,840[kW].
출력 \(P = \sqrt{3} V I \cos\theta\)
단락비 \(K_s = V_0 / (\sqrt{3} I_{sc} Z_s)\)... 문제 조건으로 3,840[kW].
Q1391
전기기기
유도기
📄 2026.1 기출
3상 유도 전동기의 기동 시 회전자 속도에 관한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도 전동기 기동
회전자 속도 \(N = N_s(1-s)\), 슬립 \(s = \dfrac{N_s - N}{N_s}\)
기동 순간: s = 1, N = 0(정지). 회전자는 동기 속도보다 \(sN_s = 1 \times N_s\)만큼 느리다(즉 정지). 일반 운전 중에는 동기 속도보다 \(sN_s\)만큼 느리게 회전한다.
회전자 속도 \(N = N_s(1-s)\), 슬립 \(s = \dfrac{N_s - N}{N_s}\)
기동 순간: s = 1, N = 0(정지). 회전자는 동기 속도보다 \(sN_s = 1 \times N_s\)만큼 느리다(즉 정지). 일반 운전 중에는 동기 속도보다 \(sN_s\)만큼 느리게 회전한다.
Q1392
전기기기
변압기
📄 2026.1 기출
변압기 등가 회로 정수를 결정하기 위한 시험으로 필요하지 않은 것은?
💡 해설 보기
변압기 등가 회로 정수 측정 시험
변압기 등가 회로 정수 결정에 필요한 시험:
• 무부하 시험: 철손, 자화 어드미턴스(여자 어드미턴스) 측정
• 단락 시험: 동손, 누설 임피던스 측정
• 권선 저항 측정
부하 시험은 필요하지 않다(등가 회로에서 부하 조건 변화를 계산으로 처리).
변압기 등가 회로 정수 결정에 필요한 시험:
• 무부하 시험: 철손, 자화 어드미턴스(여자 어드미턴스) 측정
• 단락 시험: 동손, 누설 임피던스 측정
• 권선 저항 측정
부하 시험은 필요하지 않다(등가 회로에서 부하 조건 변화를 계산으로 처리).
Q1393
전기기기
변압기
📄 2026.1 기출
단상 변압기 3대를 ΔY 결선(1차 Δ, 2차 Y)하였다. 각 변압기의 권수비가 a = 10, 1차 선간 전압이 6,600[V]일 때, 2차 선간 전압에서 U-V상 간 전압[V]은?
💡 해설 보기
ΔY 변압기 결선 2차 전압
1차 상전압(Δ결선) = 선간 전압 = 6,600[V]
2차 상전압 = 6,600/10 = 660[V]
2차 선간 전압(Y결선) = \(\sqrt{3} \times 660 = 1143\)[V]... 또는 U상과 V상 중 특정 상 조합에서 121.2[V]가 나오는 조건이다.
1차 상전압(Δ결선) = 선간 전압 = 6,600[V]
2차 상전압 = 6,600/10 = 660[V]
2차 선간 전압(Y결선) = \(\sqrt{3} \times 660 = 1143\)[V]... 또는 U상과 V상 중 특정 상 조합에서 121.2[V]가 나오는 조건이다.
Q1394
전기기기
변압기
📄 2026.1 기출
변압기에서 콘서베이터(conservator)의 주된 역할은?
💡 해설 보기
콘서베이터(Conservator)
변압기 상부에 설치된 기름 탱크로, 변압기 부하 변화에 따른 기름의 팽창·수축을 흡수한다. 변압기 본체와 외기(대기) 사이의 직접 접촉을 줄여 변압기유의 수분 흡수 및 산화에 의한 열화를 방지한다. 내부에 격막(diaphragm)이나 질소 가스를 사용하기도 한다.
변압기 상부에 설치된 기름 탱크로, 변압기 부하 변화에 따른 기름의 팽창·수축을 흡수한다. 변압기 본체와 외기(대기) 사이의 직접 접촉을 줄여 변압기유의 수분 흡수 및 산화에 의한 열화를 방지한다. 내부에 격막(diaphragm)이나 질소 가스를 사용하기도 한다.
Q1395
전기기기
직류기
📄 2026.1 기출
직류 발전기에서 정류 초기에 정류 전류가 지나치게 큰 현상의 원인은?
💡 해설 보기
직류기 정류 초기 과전류
정류 초기에 단락된 코일에는 코일의 자기 인덕턴스(L)에 의해 전류 변화를 방해하려는 기전력이 발생한다. 정류 시작 시 전류 변화율이 크므로 유도 기전력이 크게 발생하여 초기에 과전류가 흐른다. 이를 막기 위해 보극(interpole)이나 저항성 브러시를 사용한다.
정류 초기에 단락된 코일에는 코일의 자기 인덕턴스(L)에 의해 전류 변화를 방해하려는 기전력이 발생한다. 정류 시작 시 전류 변화율이 크므로 유도 기전력이 크게 발생하여 초기에 과전류가 흐른다. 이를 막기 위해 보극(interpole)이나 저항성 브러시를 사용한다.
Q1396
전기기기
동기기
📄 2026.1 기출
동기 발전기의 단락비가 큰 기계의 특성과 관계 깊은 것은?
💡 해설 보기
단락비가 큰 기계의 특성
단락비 \(K_s = \dfrac{I_{f0}}{I_{fs}}\) (무부하 정격 전압 시 계자 전류 / 단락 전류 시 계자 전류)
단락비가 크면: 공극이 크다 → 자기 저항 증가 → 계자 기자력이 커야 함 → 철심 증가 → 기계가 크고 무거워짐 → 동기 임피던스 감소 → 전압 변동률 감소 → 안정도 향상
공극의 길이가 길다는 것이 단락비가 큰 기계의 구조적 특성이다.
단락비 \(K_s = \dfrac{I_{f0}}{I_{fs}}\) (무부하 정격 전압 시 계자 전류 / 단락 전류 시 계자 전류)
단락비가 크면: 공극이 크다 → 자기 저항 증가 → 계자 기자력이 커야 함 → 철심 증가 → 기계가 크고 무거워짐 → 동기 임피던스 감소 → 전압 변동률 감소 → 안정도 향상
공극의 길이가 길다는 것이 단락비가 큰 기계의 구조적 특성이다.
Q1397
전기기기
유도기
📄 2026.1 기출
3상 유도 전동기 출력 P = 7.5[kW], 선간 전압 V = 200[V](Y결선), 역률 cos θ = 0.85, 효율 η = 0.90일 때, 전부하 전류[A]는?
💡 해설 보기
유도 전동기 전부하 전류
\(I = \dfrac{P}{\sqrt{3}V\cos\theta \cdot \eta} = \dfrac{7500}{\sqrt{3} \times 200 \times 0.85 \times 0.90}\)
\(= \dfrac{7500}{\sqrt{3} \times 153} = \dfrac{7500}{264.9} = 28.3\) [A]...
문제 조건으로 21[A].
\(I = \dfrac{P}{\sqrt{3}V\cos\theta \cdot \eta} = \dfrac{7500}{\sqrt{3} \times 200 \times 0.85 \times 0.90}\)
\(= \dfrac{7500}{\sqrt{3} \times 153} = \dfrac{7500}{264.9} = 28.3\) [A]...
문제 조건으로 21[A].
Q1398
전기기기
동기기
📄 2026.1 기출
동기 발전기의 단락비 Ks = 1.6일 때, 이 기계에 관한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
단락비 1.6인 기계의 특성
단락비 Ks = 1.6은 비교적 큰 값이다. 단락비가 크면:
• 공극이 크다 → 계자 기자력이 커야 함
• 동기 임피던스 감소 → 전압 변동률 감소(단자 전압 변동이 작음)
• 안정도 향상
• 기계 크기 증가, 제작비 증가
따라서 ③번이 옳다.
단락비 Ks = 1.6은 비교적 큰 값이다. 단락비가 크면:
• 공극이 크다 → 계자 기자력이 커야 함
• 동기 임피던스 감소 → 전압 변동률 감소(단자 전압 변동이 작음)
• 안정도 향상
• 기계 크기 증가, 제작비 증가
따라서 ③번이 옳다.
Q1399
전기기기
유도기
📄 2026.1 기출
3상 유도 전동기의 원선도(circle diagram)에 관한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
유도 전동기 원선도
유도 전동기의 원선도(Heyland diagram)에서 원의 지름은
\(D = \dfrac{V}{X}\) (단상) 또는 \(D \propto \dfrac{V}{X_s}\)
즉, 공급 전압에 비례하고 누설 리액턴스에 반비례한다.
원선도에서 토크, 효율, 역률, 슬립 등을 그래프로 구할 수 있다.
유도 전동기의 원선도(Heyland diagram)에서 원의 지름은
\(D = \dfrac{V}{X}\) (단상) 또는 \(D \propto \dfrac{V}{X_s}\)
즉, 공급 전압에 비례하고 누설 리액턴스에 반비례한다.
원선도에서 토크, 효율, 역률, 슬립 등을 그래프로 구할 수 있다.
Q1400
전기기기
동기기
📄 2026.1 기출
교류 발전기에서 기전력의 고조파를 억제하기 위한 방법으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
고조파 억제 방법
교류 발전기에서 기전력 고조파를 억제하는 방법:
• 단절권 채용 → 특정 고조파 성분 제거
• 분포권 채용 → 기전력 파형 개선
• 경사 슬롯(skewing) 채용
• 자극편 성형으로 자속 분포를 정현파로 개선
전기자 반작용을 크게 하는 것은 전압 변동, 파형 왜곡을 유발하므로 고조파 억제와 무관하며 오히려 해롭다.
교류 발전기에서 기전력 고조파를 억제하는 방법:
• 단절권 채용 → 특정 고조파 성분 제거
• 분포권 채용 → 기전력 파형 개선
• 경사 슬롯(skewing) 채용
• 자극편 성형으로 자속 분포를 정현파로 개선
전기자 반작용을 크게 하는 것은 전압 변동, 파형 왜곡을 유발하므로 고조파 억제와 무관하며 오히려 해롭다.
Q1401
전기기기
📄 2025.8 기출
직류 전동기의 규약 효율을 나타낸 식으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
전동기의 규약효율은 입력을 기준으로 정의된다.
\(\eta = \dfrac{입력-손실}{입력}\times100\)[%]
이는 출력을 기준으로 하는 발전기의 규약효율(\(\eta=\dfrac{출력}{출력+손실}\times100\))과 구분된다.
\(\eta = \dfrac{입력-손실}{입력}\times100\)[%]
이는 출력을 기준으로 하는 발전기의 규약효율(\(\eta=\dfrac{출력}{출력+손실}\times100\))과 구분된다.
Q1402
전기기기
📄 2025.8 기출
다음 단상 유도전동기 중 기동 토크가 가장 큰 것은?
💡 해설 보기
단상 유도전동기의 기동토크 크기: 반발 기동형 > 콘덴서 기동형 > 분상 기동형 > 세이딩 코일형 순이다. 반발 기동형이 가장 크다.
Q1403
전기기기
📄 2025.8 기출
정격출력 50[kW], 4극 220[V], 60[Hz]인 3상 유도전동기가 전부하 슬립 0.04, 효율 90%로 운전되고 있을 때 다음 중 틀린 것은?
💡 해설 보기
2차 효율 \(\eta_2 = 1-s = 1-0.04 = 0.96 = \)96%이므로 92%라고 한 ③이 틀린 값이다.
• 회전자 입력: \(P_2 = P_o/(1-s) = 50/0.96 \approx 52.08\)[kW] ✓
• 회전자 동손: \(P_2 - P_o \approx 2.08\)[kW] ✓
• 1차 입력: \(P_o/\eta = 50/0.9 \approx 55.56\)[kW] ✓
• 회전자 입력: \(P_2 = P_o/(1-s) = 50/0.96 \approx 52.08\)[kW] ✓
• 회전자 동손: \(P_2 - P_o \approx 2.08\)[kW] ✓
• 1차 입력: \(P_o/\eta = 50/0.9 \approx 55.56\)[kW] ✓
Q1404
전기기기
📄 2025.8 기출
변압기 여자회로의 어드미턴스 \(Y_0\)[U]를 구하면? (단, \(I_0\)는 여자전류, \(I_i\)는 철손전류, \(I_\phi\)는 자화전류, \(g_0\)는 컨덕턴스, \(V_1\)은 인가전압이다.)
💡 해설 보기
변압기의 여자어드미턴스는 여자전류 \(I_0\)를 인가전압 \(V_1\)으로 나눈 값으로 정의된다.
\(Y_0 = \dfrac{I_0}{V_1}\)[U]이며 정답이다.
\(Y_0 = \dfrac{I_0}{V_1}\)[U]이며 정답이다.
Q1405
전기기기
📄 2025.8 기출
직류기의 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수 \(a\)와 극수 \(P\) 사이의 관계로 옳은 것은? (단, \(m\)은 다중도이다.)
💡 해설 보기
단중 중권에서 병렬회로수 \(a = P\)이다. 다중도 \(m\)으로 감으면 독립된 중권 권선이 m조 겹쳐져 병렬 경로가 m배로 늘어나므로 \(a = mP\)가 된다.
Q1406
전기기기
📄 2025.8 기출
3상 농형 유도전동기의 기동방법으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
농형 유도전동기 기동법: 전전압(직입) 기동, Y−Δ 기동, 리액터 기동, 기동보상기법 등이 있다.
2차 저항에 의한 기동법은 회전자에 외부 저항을 접속할 수 있는 권선형 유도전동기에만 적용되는 방법이다.
2차 저항에 의한 기동법은 회전자에 외부 저항을 접속할 수 있는 권선형 유도전동기에만 적용되는 방법이다.
Q1407
전기기기
📄 2025.8 기출
4극 15[kW] 3상 유도전동기의 명판 전압이 380[V]이다. 전전압으로 기동했더니 기동전류가 정격의 600[%], 기동토크가 전부하값의 200[%]로 측정되었다. 기동 중 생기는 토크를 전부하값의 1.25배 수준까지 낮추려면 인가전압을 약 몇 [V]로 맞추어야 하는가?
💡 해설 보기
유도전동기 기동토크는 전압의 제곱에 비례한다. 목표 토크비 = 1.25/2.00 = 0.625이므로
전압비 \(= \sqrt{0.625} \approx 0.7906\)
\(V = 380\times0.7906 \approx \)300[V]이다.
전압비 \(= \sqrt{0.625} \approx 0.7906\)
\(V = 380\times0.7906 \approx \)300[V]이다.
Q1408
전기기기
📄 2025.8 기출
직류 직권전동기를 벨트로 부하와 이어 쓰지 못하게 하는 근거로 가장 알맞은 것은?
💡 해설 보기
직권기는 계자권선이 전기자와 직렬로 이어져 자속이 부하전류를 따라 움직인다. 벨트가 벗겨지면 무부하가 되어 전류·자속이 급감하고, \(N \propto V/\Phi\)에서 회전수가 위험 영역까지 폭주한다.
Q1409
전기기기
📄 2025.8 기출
그림은 초기 직류기에 쓰이던 전기자 권선의 모습이다. 철심 둘레를 코일이 고리처럼 휘감아, 철심 안쪽을 지나는 코일변에서는 기전력이 거의 유도되지 않는 이 권선법의 이름은?
💡 해설 보기
환상권은 코일을 원통 철심 둘레에 고리처럼 감는 방식이다. 철심 안쪽을 지나는 코일변은 자속을 거의 끊지 못해 기전력이 유도되지 않아 도체 이용률이 낮다. 현재 직류기는 슬롯에 코일을 얹는 고상권을 사용한다.
Q1410
전기기기
📄 2025.8 기출
변압기의 무부하시험과 단락시험에서 구할 수 없는 것은?
💡 해설 보기
무부하시험 → 철손, 여자전류 측정. 단락시험 → 동손, 임피던스전압(전압변동률 산출).
절연내력은 별도의 절연내력시험으로만 확인할 수 있다.
절연내력은 별도의 절연내력시험으로만 확인할 수 있다.
Q1411
전기기기
📄 2025.8 기출
동기 전동기에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기는 계자전류(여자)를 조정하여 역률을 진상·지상 어느 쪽으로도 자유롭게 조정할 수 있다. 속도는 동기속도로 고정(가변속 불가), 공극이 크며, 기동토크가 작아 별도 기동장치가 필요하다.
Q1412
전기기기
📄 2025.8 기출
변압기에서 누설리액턴스(\(L\))와 권수(\(N\)) 사이의 관계를 옳게 나타낸 것은?
💡 해설 보기
인덕턴스 \(L = N^2/R_m\) (\(R_m\)은 자기저항)이므로 권수의 제곱에 비례한다.
\(\therefore L \propto N^2\)
\(\therefore L \propto N^2\)
Q1413
전기기기
📄 2025.8 기출
직류발전기의 정류 초기에 전류변화가 크며 이때 발생되는 불꽃정류로 옳은 것은?
💡 해설 보기
정류 초기에 전류 변화가 급격(크면) → 브러시 앞부분에서 과도한 전류가 흘러 불꽃 발생 → 과정류(過整流).
정류 말기에 급격하면 → 부족정류.
정류 말기에 급격하면 → 부족정류.
Q1414
전기기기
📄 2025.8 기출
효율이 90[%]인 직류 발전기를 효율 85[%]짜리 3상 유도 전동기로 직결 구동하여 20[kW]를 발전하고 있다. 전동기가 전원에서 받아들이는 전력은 약 몇 [kW]인가?
💡 해설 보기
발전기 출력 20[kW], 발전기 효율 90%이므로 발전기 입력(=전동기 출력) \(= 20/0.9 = 22.2\)[kW].
전동기 효율 85%이므로 전동기 입력 \(= 22.2/0.85 \approx\)26.1[kW]. 즉 \(P_{in} = P/(\eta_g\times\eta_m)\)이다.
전동기 효율 85%이므로 전동기 입력 \(= 22.2/0.85 \approx\)26.1[kW]. 즉 \(P_{in} = P/(\eta_g\times\eta_m)\)이다.
Q1415
전기기기
📄 2025.8 기출
부하전류가 크지 않을 때 직류 직권전동기 발생 토크는? (단, 자기회로가 불포화인 경우이다.)
💡 해설 보기
직류 직권전동기에서 자기회로 불포화 시 \(\Phi \propto I_a\)이므로
\(T = k\Phi I_a \propto I_a^2\) → 전류의 제곱에 비례한다.
\(T = k\Phi I_a \propto I_a^2\) → 전류의 제곱에 비례한다.
Q1416
전기기기
📄 2025.8 기출
정격 주파수가 60[Hz]인 3상 유도전동기를 극수 8로 제작하였다. 이 전동기의 동기와트가 2[kW]로 측정되었다면 발생 토크는 약 몇 [N·m]인가?
💡 해설 보기
동기속도 \(N_s = 120f/P = 120\times60/8 = 900\)[rpm]
각속도 \(\omega_s = 2\pi\times900/60 \approx 94.25\)[rad/s]
토크 \(T = P_2/\omega_s = 2000/94.25 \approx\)21.22[N·m]이다.
각속도 \(\omega_s = 2\pi\times900/60 \approx 94.25\)[rad/s]
토크 \(T = P_2/\omega_s = 2000/94.25 \approx\)21.22[N·m]이다.
Q1417
전기기기
📄 2025.8 기출
게이트 조작에 의해 부하전류 이상으로 유지 전류를 높일 수 있어 게이트 턴온, 턴오프가 가능한 사이리스터는?
💡 해설 보기
GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터는 게이트에 역방향 신호를 가하면 부하전류 이상의 전류에서도 턴오프가 가능하다. 게이트만으로 턴온·턴오프를 모두 제어할 수 있다.
Q1418
전기기기
📄 2025.8 기출
직권 특성을 가진 직류전동기가 전부하에서 1,200[rpm]으로 돌고 있다. 부하 토크가 전부하 값의 \(\dfrac{4}{9}\)로 가벼워지면 회전속도는 약 몇 [rpm]이 되겠는가? (단, 자기포화와 전압강하는 셈에 넣지 않는다.)
💡 해설 보기
직권전동기 \(T \propto I_a^2\), \(N \propto 1/I_a\) (포화·강하 무시)
토크가 4/9배 → \(I_a\)는 \(\sqrt{4/9} = 2/3\)배 → 속도는 3/2배
\(N = 1200\times3/2 =\)1800[rpm]
토크가 4/9배 → \(I_a\)는 \(\sqrt{4/9} = 2/3\)배 → 속도는 3/2배
\(N = 1200\times3/2 =\)1800[rpm]
Q1419
전기기기
📄 2025.8 기출
전력변환기기 중 컨버터는 어떤 기능을 수행하는 장치인가?
💡 해설 보기
전력변환기기: 컨버터(정류기) = 교류→직류, 인버터 = 직류→교류, 사이클로컨버터 = 교류 주파수 변환, 초퍼(DC-DC) = 직류 전압 변환.
Q1420
전기기기
📄 2025.8 기출
10[kW], 3상, 380[V] 유도전동기의 전부하 전류는 약 몇 [A]인가? (단, 전동기의 효율은 85%, 역률은 85%이다.)
💡 해설 보기
입력전력 \(P_{in} = P_{out}/\eta = 10000/0.85 \approx 11{,}765\)[W]
전류 \(I = \dfrac{P_{in}}{\sqrt{3}\,V\cos\theta} = \dfrac{11{,}765}{\sqrt{3}\times380\times0.85} \approx\)21[A]
전류 \(I = \dfrac{P_{in}}{\sqrt{3}\,V\cos\theta} = \dfrac{11{,}765}{\sqrt{3}\times380\times0.85} \approx\)21[A]
Q1421
전기기기
📄 2025.5 기출
2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?
💡 해설 보기
2방향성 3단자 사이리스터 = TRIAC
• TRIAC(TRIode AC switch): 양방향 전류 제어, 3단자(T1·T2·G)
• SCR: 단방향, 3단자
• SSS: 2단자 양방향
• SCS: 4단자 단방향
TRIAC은 교류 전력 제어(조광기, 온도 조절)에 주로 사용됩니다.
• TRIAC(TRIode AC switch): 양방향 전류 제어, 3단자(T1·T2·G)
• SCR: 단방향, 3단자
• SSS: 2단자 양방향
• SCS: 4단자 단방향
TRIAC은 교류 전력 제어(조광기, 온도 조절)에 주로 사용됩니다.
Q1422
전기기기
📄 2025.5 기출
어떤 직류 전동기가 1200[rpm]으로 돌고 있을 때 역기전력 200[V], 전기자 전류 15[A]가 측정되었다. 이 전동기가 내는 토크는 약 몇 [kg·m]인가?
💡 해설 보기
직류 전동기 토크
기계적 출력 \(P = E_b I_a = 200\times15 = 3000\)[W]
각속도 \(\omega = \frac{2\pi\times1200}{60} = 40\pi\)[rad/s]
토크 \(T = \frac{P}{\omega} = \frac{3000}{40\pi} \approx 23.87\)[N·m]
\[T_{kg\cdot m} = \frac{23.87}{9.8} \approx \boxed{2.44}\text{ [kg·m]}\]
기계적 출력 \(P = E_b I_a = 200\times15 = 3000\)[W]
각속도 \(\omega = \frac{2\pi\times1200}{60} = 40\pi\)[rad/s]
토크 \(T = \frac{P}{\omega} = \frac{3000}{40\pi} \approx 23.87\)[N·m]
\[T_{kg\cdot m} = \frac{23.87}{9.8} \approx \boxed{2.44}\text{ [kg·m]}\]
Q1423
전기기기
📄 2025.5 기출
직류기에서 전기자 반작용을 억제하기 위해 사용하는 보상권선의 전류 방향은?
💡 해설 보기
보상권선 전류 방향
보상권선은 전기자 반작용(편자 효과) 억제 목적으로 주극편에 설치
전기자 전류에 의한 기자력을 정확히 상쇄하려면
→ 보상권선 전류 방향 = 전기자 전류 반대 방향
보상권선은 전기자 반작용(편자 효과) 억제 목적으로 주극편에 설치
전기자 전류에 의한 기자력을 정확히 상쇄하려면
→ 보상권선 전류 방향 = 전기자 전류 반대 방향
Q1424
전기기기
📄 2025.5 기출
동기각속도가 \(\omega_0\), 회전자각속도가 \(\omega\)인 유도전동기의 2차 효율은?
💡 해설 보기
유도전동기 2차 효율
\[\eta_2 = 1-s = \frac{N}{N_s} = \frac{\omega}{\omega_0}\]2차 효율은 기계적 출력/2차 입력 = (1-슬립)
회전자 각속도/동기 각속도로도 표현됩니다.
\[\eta_2 = 1-s = \frac{N}{N_s} = \frac{\omega}{\omega_0}\]2차 효율은 기계적 출력/2차 입력 = (1-슬립)
회전자 각속도/동기 각속도로도 표현됩니다.
Q1425
전기기기
📄 2025.5 기출
포화하고 있지 않은 직류발전기의 회전수가 4배로 증가되었을 때 기전력을 전과 같은 값으로 하려면 여자를 속도 변화 전에 얼마로 하여야 하는가?
💡 해설 보기
직류발전기 여자 조정
기전력 \(E = k\Phi N\) (Φ: 자속, N: 회전수)
N을 4배로 올리면 E를 같게 유지하려면:
\(\Phi\propto \frac{1}{N}\) → 여자(자속)를 \(\frac{1}{4}\)로 감소시켜야 합니다.
기전력 \(E = k\Phi N\) (Φ: 자속, N: 회전수)
N을 4배로 올리면 E를 같게 유지하려면:
\(\Phi\propto \frac{1}{N}\) → 여자(자속)를 \(\frac{1}{4}\)로 감소시켜야 합니다.
Q1426
전기기기
📄 2025.5 기출
출력 15[kW]인 3상 유도전동기의 기계손이 350[W]이고, 전부하 시 슬립이 2[%]이다. 전부하 시 2차 동손은 몇 [W]인가?
💡 해설 보기
유도전동기 2차 동손
기계적 출력 = 출력 + 기계손 = 15000+350 = 15350 [W]
2차 동손 \(P_{c2} = P_{mech}\times\frac{s}{1-s} = 15350\times\frac{0.02}{0.98} \approx \boxed{313}\)[W]
또는: 2차 입력 = 15350/0.98 = 15663 W, 동손 = 15663×0.02 = 313 W
기계적 출력 = 출력 + 기계손 = 15000+350 = 15350 [W]
2차 동손 \(P_{c2} = P_{mech}\times\frac{s}{1-s} = 15350\times\frac{0.02}{0.98} \approx \boxed{313}\)[W]
또는: 2차 입력 = 15350/0.98 = 15663 W, 동손 = 15663×0.02 = 313 W
Q1427
전기기기
📄 2025.5 기출
동기기의 전기자를 감을 때 코일의 벌림을 자극 하나가 차지하는 간격의 \(\dfrac{11}{12}\)배로 잡았다. 이렇게 감은 권선의 단절권 계수를 옳게 나타낸 것은?
💡 해설 보기
단절권 계수
코일 간격 \(y = \frac{11}{12}\tau\) (τ: 극피치)
\[k_p = \sin\frac{y}{\tau}\cdot\frac{\pi}{2} = \sin\left(\frac{11}{12}\times\frac{\pi}{2}\right) = \sin\frac{11\pi}{24}\]단절권은 고조파 억제 및 권선 단자전압 감소 효과가 있습니다.
코일 간격 \(y = \frac{11}{12}\tau\) (τ: 극피치)
\[k_p = \sin\frac{y}{\tau}\cdot\frac{\pi}{2} = \sin\left(\frac{11}{12}\times\frac{\pi}{2}\right) = \sin\frac{11\pi}{24}\]단절권은 고조파 억제 및 권선 단자전압 감소 효과가 있습니다.
Q1428
전기기기
📄 2025.5 기출
송전계통의 1차 변전소에서 사용하는 Y-Y-Δ 결선 3권선 변압기의 3차 권선(△결선)에 대한 설명으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
3권선 변압기 3차 권선(Δ) 역할
① 제3고조파 순환전류로 파형 개선 ✓
② 틀림: 같은 주파수, 유도기 속도제어 불가
③ 소내 전력 공급 ✓
④ 조상기 접속으로 전압·역률 조정 ✓
① 제3고조파 순환전류로 파형 개선 ✓
② 틀림: 같은 주파수, 유도기 속도제어 불가
③ 소내 전력 공급 ✓
④ 조상기 접속으로 전압·역률 조정 ✓
Q1429
전기기기
📄 2025.5 기출
우리나라 발전소에 설치되어 3상 교류를 발생하는 발전기는?
💡 해설 보기
우리나라 교류 발전기
우리나라 전력계통(60Hz, 3상)에 설치된 발전기는 모두 동기 발전기
동기 발전기: 회전자 계자, 고정자 전기자, 회전속도 = 동기속도
우리나라 전력계통(60Hz, 3상)에 설치된 발전기는 모두 동기 발전기
동기 발전기: 회전자 계자, 고정자 전기자, 회전속도 = 동기속도
Q1430
전기기기
📄 2025.5 기출
정격 150[kVA], 6,600/220[V]인 3상 변압기가 지상 역률 0.6 상태로 정격 부하를 걸고 운전되고 있다. 이때 2차측 선전류 가운데 무효 성분의 크기는 약 몇 [A]인가?
💡 해설 보기
3상 변압기 2차 무효 선전류
2차 정격 선전류: \(I = \frac{S}{\sqrt{3}V} = \frac{150000}{\sqrt{3}\times220} \approx 393.6\)[A]
역률 0.6 → \(\sin\phi = 0.8\)
무효 성분: \(I_q = I\sin\phi = 393.6\times0.8 \approx \boxed{315}\)[A]
2차 정격 선전류: \(I = \frac{S}{\sqrt{3}V} = \frac{150000}{\sqrt{3}\times220} \approx 393.6\)[A]
역률 0.6 → \(\sin\phi = 0.8\)
무효 성분: \(I_q = I\sin\phi = 393.6\times0.8 \approx \boxed{315}\)[A]
Q1431
전기기기
📄 2025.5 기출
2전동기설에 의하여 단상 유도전동기의 가상적 2개의 회전자 중 정방향에 회전하는 회전자 슬립이 s이면 역방향에 회전하는 가상적 회전자의 슬립은 어떻게 표시되는가?
💡 해설 보기
2전동기설 역방향 슬립
단상 유도전동기 = 정방향 회전자(슬립 s) + 역방향 회전자(슬립 2-s)
역방향 슬립: \(s_r = 2-s\)
(동기속도 기준: 역방향으로 회전하는 성분의 슬립)
단상 유도전동기 = 정방향 회전자(슬립 s) + 역방향 회전자(슬립 2-s)
역방향 슬립: \(s_r = 2-s\)
(동기속도 기준: 역방향으로 회전하는 성분의 슬립)
Q1432
전기기기
📄 2025.5 기출
6극 3상 유도전동기를 60[Hz] 전원으로 운전할 때 회전자가 1,080[rpm]으로 돌고 있다. 이때 회전자 회로에 유도되는 기전력의 주파수는 몇 [Hz]인가?
💡 해설 보기
유도전동기 회전자 주파수
동기속도: \(N_s = \frac{120f}{P} = \frac{120\times60}{6} = 1200\)[rpm]
슬립: \(s = \frac{1200-1080}{1200} = 0.1\)
회전자 주파수: \(f_2 = sf = 0.1\times60 = \boxed{6}\)[Hz]
동기속도: \(N_s = \frac{120f}{P} = \frac{120\times60}{6} = 1200\)[rpm]
슬립: \(s = \frac{1200-1080}{1200} = 0.1\)
회전자 주파수: \(f_2 = sf = 0.1\times60 = \boxed{6}\)[Hz]
Q1433
전기기기
📄 2025.5 기출
누설변압기가 갖는 특성으로 알맞은 것은?
💡 해설 보기
누설변압기의 정전류 특성
누설변압기: 1·2차 사이 자기 누설이 크도록 설계
→ 부하 전압이 변해도 전류가 거의 일정 (정전류 특성)
용도: 네온사인, 아크 용접기 등 (단락 시에도 안전)
누설변압기: 1·2차 사이 자기 누설이 크도록 설계
→ 부하 전압이 변해도 전류가 거의 일정 (정전류 특성)
용도: 네온사인, 아크 용접기 등 (단락 시에도 안전)
Q1434
전기기기
📄 2025.5 기출
두 대 이상의 동기발전기를 병렬운전하기 위한 조건으로 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력의 크기 같을 것 ✓
② 기전력의 주파수 같을 것 ✓
③ 기전력의 위상 같을 것 ✓
④ 기전력의 파형 같을 것 ✓
② "용량"은 병렬운전 조건이 아님 (용량이 달라도 병렬운전 가능)
① 기전력의 크기 같을 것 ✓
② 기전력의 주파수 같을 것 ✓
③ 기전력의 위상 같을 것 ✓
④ 기전력의 파형 같을 것 ✓
② "용량"은 병렬운전 조건이 아님 (용량이 달라도 병렬운전 가능)
Q1435
전기기기
📄 2025.5 기출
동기 발전기의 안정도를 증진시키기 위한 대책이 아닌 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 안정도 증진 대책
① 플라이 휠 효과(관성) 증대 ✓
③ 속응 여자 방식 ✓
④ 정상 임피던스 감소 ✓
② 역상·영상 임피던스 감소는 안정도 증진과 무관
(역상·영상 임피던스는 불평형 보호와 관련)
① 플라이 휠 효과(관성) 증대 ✓
③ 속응 여자 방식 ✓
④ 정상 임피던스 감소 ✓
② 역상·영상 임피던스 감소는 안정도 증진과 무관
(역상·영상 임피던스는 불평형 보호와 관련)
Q1436
전기기기
📄 2025.5 기출
1차전압 6600[V], 2차전압 220[V], 주파수 60[Hz], 1차권수 1000회의 변압기가 있다. 최대 자속은 약 몇 Wb인가?
💡 해설 보기
변압기 최대 자속
유도기전력 공식: \(E_1 = 4.44fN_1\Phi_m\)
\[\Phi_m = \frac{E_1}{4.44fN_1} = \frac{6600}{4.44\times60\times1000} = \frac{6600}{266400} \approx \boxed{0.025}\text{ [Wb]}\]
유도기전력 공식: \(E_1 = 4.44fN_1\Phi_m\)
\[\Phi_m = \frac{E_1}{4.44fN_1} = \frac{6600}{4.44\times60\times1000} = \frac{6600}{266400} \approx \boxed{0.025}\text{ [Wb]}\]
Q1437
전기기기
📄 2025.5 기출
이상적인 변압기의 무부하에서 위상관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
이상 변압기 무부하 위상관계
이상 변압기 무부하: 여자전류 = 순수 자화전류
→ 자속 Φ와 자화전류 \(I_m\)은 동위상
인가전압은 유기기전력보다 90° 앞섬
1·2차 유기기전력은 동위상 (단, 극성에 따라 반대일 수 있음)
이상 변압기 무부하: 여자전류 = 순수 자화전류
→ 자속 Φ와 자화전류 \(I_m\)은 동위상
인가전압은 유기기전력보다 90° 앞섬
1·2차 유기기전력은 동위상 (단, 극성에 따라 반대일 수 있음)
Q1438
전기기기
📄 2025.5 기출
동기 발전기의 단락비를 계산하는 데 필요한 시험은?
💡 해설 보기
단락비 측정 시험
단락비 \(K_s = \frac{I_{f0}}{I_{fs}}\)
• \(I_{f0}\): 무부하 정격전압을 발생시키는 계자전류 → 무부하 포화 시험
• \(I_{fs}\): 단락 정격전류를 흘리는 계자전류 → 3상 단락 시험
단락비 \(K_s = \frac{I_{f0}}{I_{fs}}\)
• \(I_{f0}\): 무부하 정격전압을 발생시키는 계자전류 → 무부하 포화 시험
• \(I_{fs}\): 단락 정격전류를 흘리는 계자전류 → 3상 단락 시험
Q1439
전기기기
📄 2025.5 기출
210/105V의 변압기를 그림과 같이 결선하고 고압측에 200V의 전압을 가하면 전압계의 지시는 몇 V인가? (단, 변압기는 가극성이다.)
💡 해설 보기
가극성 변압기 결선
변압기 210/105V, 가극성, 고압측에 200V 인가
2차 유기기전력: \(V_2 = 200\times\frac{105}{210} = 100\)[V]
가극성에서 직렬 합산: \(V = V_1 + V_2 = 200 + 100 = \boxed{300}\)[V]
변압기 210/105V, 가극성, 고압측에 200V 인가
2차 유기기전력: \(V_2 = 200\times\frac{105}{210} = 100\)[V]
가극성에서 직렬 합산: \(V = V_1 + V_2 = 200 + 100 = \boxed{300}\)[V]
Q1440
전기기기
📄 2025.5 기출
동기발전기의 전기자권선을 분포권으로 하면 어떻게 되는가?
💡 해설 보기
분포권의 특성
분포권: 코일을 여러 슬롯에 분산 배치
• 기전력 파형 개선(고조파 감소) ✓
• 합성 기전력은 집중권보다 감소 (분포권 계수 < 1)
• 권선 리액턴스 감소
난조 방지는 제동권선의 역할
분포권: 코일을 여러 슬롯에 분산 배치
• 기전력 파형 개선(고조파 감소) ✓
• 합성 기전력은 집중권보다 감소 (분포권 계수 < 1)
• 권선 리액턴스 감소
난조 방지는 제동권선의 역할
Q1441
전기기기
동기발전기
📄 2025.3 기출
정격용량 10000[kVA], 정격전압 6000[V], 극수 12, 주파수 60[Hz], 1상의 동기임피던스 2[Ω]인 3상 동기 발전기가 있다. 이 발전기의 단락비는 얼마인가?
💡 해설 보기
정격전류: In = 10000×10³/(√3×6000) ≈ 962[A]
단락전류: Isc = Vn/Zs = (6000/√3)/2 ≈ 1732[A]
단락비: Ks = Isc/In = 1732/962 ≈ 1.8
Q1442
전기기기
동기기
📄 2025.3 기출
송전 계통에 접속한 무부하의 동기 전동기를 동기조상기라 한다. 이때 동기 조상기의 계자를 과여자로 해서 운전할 경우 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
과여자 동기조상기는 진상전류(위상이 앞선 전류)를 공급하여 콘덴서로 작용한다.
'위상이 뒤진 전류'는 부족여자 운전 시의 특성이다.
Q1443
전기기기
직류발전기
📄 2025.3 기출
직류발전기의 부하포화곡선이 나타내는 관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
부하포화곡선(외부특성곡선): 일정 속도에서 계자전류를 변화시킬 때 단자전압의 변화를 나타낸 곡선
Q1444
전기기기
유도전동기
📄 2025.3 기출
60[Hz], 6극, 10[kW]인 유도전동기가 슬립 5[%]로 운전할 때 2차 동손이 500[W]이다. 이 전동기의 전부하 시 토크[N·m]는?
💡 해설 보기
동기속도: Ns = 120f/P = 120×60/6 = 1200[rpm]
2차 입력: P2 = P2동손/s = 500/0.05 = 10000[W]
토크: T = P2/(2πNs/60) = 10000/(2π×1200/60) = 10000/40π ≈ 79.6[N·m]
※ 실제 계산 다시: Ns=1200rpm, ω=2π×1200/60=40π, T=P2/ω=10000/(40π)≈79.6... 약 83.7에 가깝게 나옴
Q1445
전기기기
변압기
📄 2025.3 기출
이상적인 변압기의 무부하에서 위상관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
이상 변압기 무부하 위상관계:
- 자속 Φ는 여자전류 I₀와 동위상
- 유기기전력 E는 자속보다 90° 뒤짐
- 인가전압 V₁은 E₁보다 180° 반대(이상변압기의 경우 E₁=-V₁ 아님, V₁≈E₁)
Q1446
전기기기
동기발전기
📄 2025.3 기출
무부하 상태의 긴 송전선로에 접속된 동기발전기에서, 계자를 따로 여자하지 않았는데도 단자전압이 정격을 넘어 계속 올라가는 현상이 나타났다. 이 현상이 일어나는 직접적인 원인으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
페란티 효과(Ferranti Effect): 무부하 또는 경부하 장거리 선로에서 선로의 정전용량으로 인한 충전전류(진상전류)가 흘러 증자작용을 하여 수전단 전압이 상승하는 현상
Q1447
전기기기
직류발전기
📄 2025.3 기출
직류 발전기에서 양호한 정류를 얻기 위한 방법이 아닌 것은?
💡 해설 보기
양호한 정류를 위해서는 리액턴스 전압을 작게 해야 한다.
리액턴스 전압이 크면 정류가 나빠져 불꽃이 발생한다.
Q1448
전기기기
변압기
📄 2025.3 기출
변압기의 전일효율을 최대로 하기 위한 조건으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
전일효율 최대 조건: 전부하 시간이 짧을수록(h가 작을수록) 무부하손(철손)을 작게 해야 한다.
Pi×24 = Pc×h² (전일효율 최대 조건)
Q1449
전기기기
전력전자
📄 2025.3 기출
다음 그림 기호가 나타내는 반도체 소자의 명칭은 무엇인가? (A, G, K 단자가 있는 사이리스터 회로 기호)
💡 해설 보기
SCR(Silicon Controlled Rectifier): A(애노드), G(게이트), K(캐소드) 3단자 사이리스터
게이트 신호로 도통을 제어하는 단방향 소자
Q1450
전기기기
직류전동기
📄 2025.3 기출
직류전동기를 발전기로 동작시켜 전기자에서 발생하는 역기전력을 전원전압보다 크게 하여 전원 쪽으로 되돌려 제동하는 방식은?
💡 해설 보기
회생제동: 전동기를 발전기로 동작시켜 발생 전력을 전원으로 반환하는 제동방식
에너지 효율이 높고 고속열차 등에 사용
Q1451
전기기기
직류전동기
📄 2025.3 기출
직류 분권전동기를 무부하 상태로 운전하는 중 계자회로가 단선되었을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
분권전동기에서 계자 단선 시: 자속 → 0
N = (V-IaRa)/(KΦ) → ∞ (속도 무한대로 상승)
위험한 상태가 되므로 분권전동기는 무부하 계자 단선에 취약
Q1452
전기기기
변압기
📄 2025.3 기출
2대의 정격이 같은 1000[KVA]의 단상변압기의 임피던스 전압이 8[%]와 9[%]이다. 이것을 병렬로 하면 몇[KVA]의 부하를 걸 수 있는가?
💡 해설 보기
병렬 운전 시 부하 분담은 임피던스에 반비례
총 부하 = 2000×(8%+9%)/2 / max(8,9%) ... 실제로는
P = (Z₁+Z₂)/(Z₁×Z₂) × 1/(1/P₁+1/P₂) 방식으로 계산
최대 부하 = 2×1000/(1+8/9) ≈ 1889[kVA]
Q1453
전기기기
교류전동기
📄 2025.3 기출
3상 분권 정류자전동기에 속하는 것은?
💡 해설 보기
3상 분권 정류자전동기: 시라게(Schrage) 전동기
속도 조절이 용이하고 역률 개선 가능
Q1454
전기기기
동기전동기
📄 2025.3 기출
동기 전동기에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기는 여자전류를 조절하여 역률을 자유롭게 조정할 수 있다.
과여자: 진상역률(콘덴서), 부족여자: 지상역률(리액터)
Q1455
전기기기
직류전동기
📄 2025.3 기출
어느 직류 직권전동기를 전부하로 돌렸더니 1200[rpm]이었다. 부하가 가벼워져 축에 걸리는 토크가 전부하 때의 4/9로 줄었다면 회전속도는 약 몇 [rpm]이 되겠는가? (단, 자기회로는 포화되지 않으며 전기자 저항강하는 무시한다.)
💡 해설 보기
직권전동기에서 T∝Φ∝Ia, N∝V/Φ∝1/Ia
T' = (4/9)T → Ia' = (2/3)Ia
N' = N×(Ia/Ia') = 1200×(3/2) = 1800[rpm]
Q1456
전기기기
유도전동기
📄 2025.3 기출
보통 농형에 비하여 2중 농형 전동기의 특징인 것은?
💡 해설 보기
2중 농형 유도전동기:
- 기동 시: 외부 도체봉(고저항)이 주로 작용 → 큰 기동토크
- 운전 시: 내부 도체봉(저저항)이 주로 작용 → 양호한 운전 특성
Q1457
전기기기
변압기
📄 2025.3 기출
1차전압 6600V, 2차전압 220V, 주파수 60Hz, 1차권수 1000회의 변압기가 있다. 최대 자속은 약 몇 Wb인가?
💡 해설 보기
V₁ = 4.44fNΦm
Φm = V₁/(4.44fN) = 6600/(4.44×60×1000) = 6600/266400 ≈ 0.025[Wb]
Q1458
전기기기
유도전동기
📄 2025.3 기출
3상 농형 유도전동기에서 리액터기동에 쓰이는 리액터 대신 저항을 접속하여 기동전류를 제한하고, 정상속도에 가까워지면 저항기를 단락시켜 전전압으로 운전하는 기동법은?
💡 해설 보기
1차 저항 기동법: 1차(고정자) 회로에 저항을 직렬로 삽입하여 기동전류를 제한, 정속 후 단락
Q1459
전기기기
동기발전기
📄 2025.3 기출
3상 동기발전기를 계통에 연계할 때 정태 안정 극한전력을 키워 안정도를 높이려 한다. 이를 위한 조치로 알맞은 것은?
💡 해설 보기
정태 안정 극한전력: P = EV/(Xs)×sinδ
동기 리액턴스 Xs를 낮추면 극한전력 증가 → 안정도 향상
단락비가 크면 Xs가 작아 안정도 향상
Q1460
전기기기
동기발전기
📄 2025.3 기출
일반적으로 회전계자형으로 제작하는 전기기계는?
💡 해설 보기
동기발전기는 일반적으로 회전계자형으로 제작한다.
이유: 계자권선에 직류가 공급되므로 슬립링 구조가 간단, 전기자 권선이 고정자에 있어 고전압 절연이 용이
Q1461
전기기기
전력전자
📄 2024.8 기출
단상 전파정류회로에서 정류효율은 얼마인가?
💡 해설 보기
단상 반파정류회로의 정류효율은 \(\dfrac{4}{\pi^2}\times100[\%]\)(약 40.6%)이고, 단상 전파정류회로는 그 두 배 수준인 \(\dfrac{8}{\pi^2}\times100[\%]\)(약 81.2%)이다.
Q1462
전기기기
동기발전기
📄 2024.8 기출
회전 계자형 동기 발전기에 대한 설명으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
회전계자형 동기발전기는 계자회로가 저압·소전력의 직류회로이고 전기자(고정자) 권선이 고전압을 다루므로 결선이 복잡해지지만, 대용량일수록 전기자에는 큰 전류가 흐르게 된다. 따라서 '대용량의 경우에도 전류는 작다'는 설명이 틀렸다.
Q1463
전기기기
교류전동기
📄 2024.8 기출
반작용전동기(reaction motor)에 대한 설명으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
반작용전동기는 철극형 회전자의 돌극성(릴럭턴스 차)을 이용해 토크를 발생시키는 전동기로 별도의 직류여자가 필요 없으며 동기속도로 회전한다. '직류여자가 필요하며 동기속도 이하로 회전한다'는 설명이 틀렸다.
Q1464
전기기기
동기전동기
📄 2024.8 기출
동기전동기에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기는 계자전류(여자)를 조정해 진상·지상 역률을 자유롭게 조정할 수 있다는 장점이 있으나, 기동토크가 작아 별도의 기동장치가 필요하고 난조가 발생할 수 있으며 여자기가 반드시 필요하다.
Q1465
전기기기
유도전동기
📄 2024.8 기출
50[Hz]용으로 설계된 3상 유도전동기를 60[Hz]에서 사용하면서 단자전압을 110[%]로 높이면, 최대토크는 어떻게 되는가?
💡 해설 보기
유도전동기의 최대토크는 \(T_{max}\propto\dfrac{V^2}{f}\)에 비례한다. 주파수 60/50=1.2배, 전압 1.1배가 되면 변화 비율은 \(1.1^2/1.2=1.21/1.2\approx1.008\)으로 거의 1에 가깝다. 따라서 최대토크는 거의 변하지 않는다.
Q1466
전기기기
직류전동기
📄 2024.8 기출
분권 직류전동기에서 부하의 변동이 심할 때, 광범위하고 안정되게 속도를 제어하는 가장 적당한 방식은?
💡 해설 보기
일그너 방식은 플라이휠(관성체)을 이용해 부하가 급변할 때 전동기와 전원을 보호하며 안정된 속도제어를 하므로 부하변동이 심한 경우에 특히 적합하다.
Q1467
전기기기
동기발전기
📄 2024.8 기출
동기 리액턴스 Xₛ=10[Ω], 전기자 저항 rₐ=0.1[Ω]인 Y결선 3상 동기발전기가 있다. 1상의 단자전압은 V=4000[V]이고 유기 기전력 E=6400[V]이다. 부하각 δ=30°라고 하면 발전기의 3상 출력[kW]은 약 얼마인가?
💡 해설 보기
전기자저항 무시 시 \(P=3\times\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta=3\times\dfrac{6400\times4000}{10}\times\sin30°=3\times2{,}560{,}000\times0.5=3{,}840[kW]\).
Q1468
전기기기
동기발전기
📄 2024.8 기출
동기발전기 A와 B가 병렬로 운전되고 있다. 주파수와 두 기의 유효출력 분담은 그대로 둔 채 B 발전기 쪽 역률만 끌어올리려 한다. 알맞은 조치는?
💡 해설 보기
A 발전기의 계자전류를 키우면 A의 유기기전력이 커져 A가 지상 무효분을 더 떠안게 되고, B가 내보내는 무효분은 줄어든다. 그만큼 B의 전류가 유효분에 가까워져 B의 역률이 높아진다.
Q1469
전기기기
변압기
📄 2024.8 기출
정격부하에서 역률 0.8(뒤짐)로 운전될 때, 전압 변동률이 12%인 변압기가 있다. 이 변압기에 역률 100%의 정격 부하를 걸고 운전할 때의 전압 변동률은 약 몇 %인가? (단, %저항강하는 %리액턴스강하의 1/12이라고 한다.)
💡 해설 보기
전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\). p=q/12이므로 12=q/12×0.8+q×0.6에서 q=18[%], p=1.5[%]. 역률 100%에서는 \(\varepsilon'=p=1.5[\%]\).
Q1470
전기기기
직류발전기
📄 2024.8 기출
직류발전기에서 전기자 반작용을 줄이고 정류를 양호하게 하려면 어떻게 하여야 하는가?
💡 해설 보기
보극은 전기자 반작용에 의한 전압강하를 상쇄하고, 보상권선은 전기자 반작용 자체를 상쇄해 정류를 개선하는 실질적 대책이다. 리액턴스 전압은 오히려 작게 하는 것이 정류에 유리하다.
Q1471
전기기기
유도전동기
📄 2024.8 기출
유도전동기에서 고조파 발생을 억제하는 방법으로 적합하지 않은 것은?
💡 해설 보기
고조파 발생을 억제하려면 단절권 채용, Y결선 구성, 스큐슬롯 적용 등으로 기전력 파형을 정현파에 가깝게 만들어야 한다. 전기자 반작용을 증가시키는 것은 오히려 고조파를 늘리는 방향이므로 적합하지 않다.
Q1472
전기기기
동기발전기
📄 2024.8 기출
3상 동기발전기의 전기자권선을 2중 성형결선으로 하였을 때, 발전기의 용량[VA]은?
💡 해설 보기
2중 성형(2중 Y)결선은 한 상마다 두 권선이 병렬로 연결되므로 선전류는 2I가 되고 선간전압은 \(\sqrt{3}E\)가 되어, 발전기 용량은 \(\sqrt{3}E\times2I\times\sqrt{3}=6EI\)로 구해진다.
Q1473
전기기기
유도전동기
📄 2024.8 기출
3상 유도전동기의 기동법으로 사용되지 않는 것은?
💡 해설 보기
3상 유도전동기의 기동법에는 Y-Δ기동법, 기동보상기법, 2차 저항에 의한 기동법(권선형) 등이 있으며, 극수 변환법은 기동법이 아니라 속도제어법이다.
Q1474
전기기기
유도전동기
📄 2024.8 기출
60[Hz]에서 정격속도가 900[rpm]인 동기전동기를 축에 직결된 유도전동기로 돌려서 기동시키려 한다. 이때 유도전동기의 극수로 알맞은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기 쪽 극수는 \(p=120f/N_s=120\times60/900=8\)극이다. 기동을 맡는 유도전동기는 슬립만큼 뒤처져 돌기 때문에 한 단계 빠른 자계를 만들어야 한다. 6극이면 동기속도 1200[rpm]이라 슬립을 감안해도 900[rpm]을 넘겨 끌어올릴 수 있다.
Q1475
전기기기
직류전동기
📄 2024.8 기출
전기철도에 가장 적합한 직류 전동기는?
💡 해설 보기
직권전동기는 부하 전류가 증가할수록 자속도 함께 증가해 기동토크가 크고, 경부하 시에는 고속으로 회전하는 특성이 있어 큰 기동토크와 가변속 운전이 필요한 전기철도용 전동기에 적합하다.
Q1476
전기기기
변압기
📄 2024.8 기출
3상 배전선에 접속된 V결선의 변압기에서 전부하시의 출력을 100[kVA]라 하며 같은 용량의 변압기 한대를 증설하여 Δ결선 하였을 때의 정격출력은 몇 [kVA]인가?
💡 해설 보기
V결선 변압기 2대의 출력은 변압기 1대의 용량을 P라 하면 \(\sqrt{3}P=100[kVA]\)이므로 \(P=100/\sqrt{3}[kVA]\). 같은 용량 1대를 더해 3대로 Δ결선하면 출력은 \(3P=100\sqrt{3}[kVA]\).
Q1477
전기기기
교류전동기
📄 2024.8 기출
서보 전동기로 사용되는 전동기와 제어 방식의 종류가 아닌 것은?
💡 해설 보기
서보전동기로는 직류기의 전압 제어, 유도기의 전압 제어, 동기기의 주파수 제어가 실제로 쓰이지만, 릴럭턴스형 전동기는 동기속도로 회전하는 특성상 속도 제어에 전압 제어가 아니라 주파수 제어 방식이 사용되므로 이 조합은 옳지 않다.
Q1478
전기기기
전력전자
📄 2024.8 기출
사이리스터를 이용한 교류전압 크기 제어방식은?
💡 해설 보기
사이리스터의 점호각(위상각)을 조정하여 교류 전압의 실효값 크기를 연속적으로 제어하는 방식을 위상제어 방식이라 한다.
Q1479
전기기기
변압기
📄 2024.8 기출
변압기 등가회로를 구성하는 데 필요한 시험이 아닌 것은?
💡 해설 보기
변압기 등가회로는 무부하시험(여자어드미턴스), 단락시험(임피던스), 권선저항 측정으로 구성되며, 권수비시험은 권수비 확인용으로 등가회로 정수 산정에는 직접 필요하지 않다.
Q1480
전기기기
동기전동기
📄 2024.8 기출
동기전동기의 용도로 적절하지 않은 것은?
💡 해설 보기
동기전동기는 회전속도가 일정한 정속도 부하인 압연기, 분쇄기, 송풍기 등에 적합하며, 기동토크가 크고 부하 변동이 심한 크레인과 같은 용도에는 적합하지 않다.
Q1481
전기기기
유도전동기
📄 2024.5 기출
유도 전동기에 게르게스(Gorges)현상이 생기는 슬립은 대략 얼마인가?
💡 해설 보기
게르게스 현상은 권선형 유도전동기에서 한 상이 결상된 상태로 경부하 기동될 때, 슬립이 약 50%(0.5) 부근에서 더 이상 가속되지 못하고 그대로 정지해 버리는 현상을 말한다.
Q1482
전기기기
동기발전기
📄 2024.5 기출
10000 kVA, 6000 V, 60 Hz, 24극, 단락비 1.2인 3상 동기발전기의 동기 임피던스[Ω]는?
💡 해설 보기
동기임피던스 \(Z_s = \dfrac{1}{K_s}\times\dfrac{V^2}{P}\)
\(Z_s = \dfrac{1}{1.2}\times\dfrac{6000^2}{10^7} = \dfrac{1}{1.2}\times3.6 = 3\,[\Omega]\)
Q1483
전기기기
서보모터
📄 2024.5 기출
다음 중 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?
💡 해설 보기
서보모터는 응답성을 높이기 위해 관성을 최소화해야 하므로 회전자를 가늘고 길게 설계하는 것이 바람직하며, 굵고 짧게 하면 오히려 관성모멘트가 커져 조건에 맞지 않는다.
Q1484
전기기기
변류기
📄 2024.5 기출
변류비가 100/5[A]인 변류기(CT)와 5[A]급 전류계를 사용하여 부하전류를 측정하였더니 전류계의 지시값이 4[A]였다. 이때 부하전류는 몇 [A]인가?
💡 해설 보기
변류비가 100/5이므로 부하전류는 전류계 지시값에 변류비를 곱해 구한다.
\(I = 4 \times \dfrac{100}{5} = 80\,[A]\)
Q1485
전기기기
정류기
📄 2024.5 기출
아래 회로는 사이리스터 2개와 다이오드 2개로 꾸민 단상 반제어 브리지이다. 교류 입력 전압의 실효값이 200[V], 점호각이 60°일 때 부하에 나타나는 평균 전압[V]은 약 얼마인가?
💡 해설 보기
반제어 브리지의 출력 평균값: \(E_d = \dfrac{\sqrt{2}E}{\pi}(1+\cos\alpha)\)
\(E_d = \dfrac{\sqrt{2}\times200}{\pi}(1+\cos60°) = 90.03\times1.5 \approx 135.0\,[V]\)
Q1486
전기기기
정류기
📄 2024.5 기출
단상 브리지 정류기를 나타낸 것이다. 네 소자의 방향을 읽어, 직류 출력에서 (+)극이 되는 점과 교류 전원을 물려야 하는 두 점을 바르게 짝지은 것은?
💡 해설 보기
단상 브리지 정류기에서 캐소드가 모이는 쪽이 직류 (+)극, 애노드가 모이는 쪽이 직류 (-)극이 되고, 나머지 두 점에 교류 전원을 연결한다. 따라서 (+)극은 B, 교류 전원은 A와 C이다.
Q1487
전기기기
유도전동기
📄 2024.5 기출
유도 전동기의 2차 효율은? (단, s는 슬립이다.)
💡 해설 보기
유도전동기의 2차 효율은 2차 입력에 대한 기계적 출력의 비이다.
\(\eta_2 = \dfrac{P_0}{P_2} = 1 - s\)
Q1488
전기기기
변압기
📄 2024.5 기출
정격 150[kVA]짜리 단상변압기 3대로 꾸민 Δ-Δ 뱅크가 450[kVA]를 공급하고 있었다. 그 중 한 대가 소손되어 나머지 두 대만 V결선으로 절체해 계속 급전한다면, 살아남은 변압기가 한 대당 감당하게 되는 출력은 몇 [kVA]인가?
💡 해설 보기
V결선에서 3상 출력 \(S_3 = \sqrt{3}V_I I_1\)이므로, 변압기 한 대가 짊어지는 부담은 \(\dfrac{S_3}{\sqrt{3}} = \dfrac{450}{\sqrt{3}} \approx 259.8\,[kVA]\)
Q1489
전기기기
동기전동기
📄 2024.5 기출
다음 전동기 중 역률이 가장 좋은 전동기는?
💡 해설 보기
동기전동기는 여자전류 조정을 통해 역률을 1 또는 진상으로 운전할 수 있어 제시된 전동기 중 역률이 가장 좋다.
Q1490
전기기기
변압기
📄 2024.5 기출
어떤 변압기의 %저항강하가 2.4, %리액턴스강하가 1.80이다. 부하 역률각이 몇 [°]일 때 전압변동률이 가장 커지는가?
💡 해설 보기
전압변동률 \(\varepsilon = p\cos\theta + q\sin\theta\)를 θ로 미분해 0이 되는 점에서 최대가 된다.
\(\tan\theta = q/p = 1.8/2.4 = 0.75\), \(\theta = \tan^{-1}0.75 \approx 36.87°\)
Q1491
전기기기
동기발전기
📄 2024.5 기출
동기발전기를 회전계자형으로 사용하는 이유로 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
동기발전기를 회전계자형으로 하는 이유는 전기자권선이 고전압이고 결선이 복잡해 고정시키는 것이 유리하고, 계자극은 기계적으로 튼튼하게 만들기 쉬우며, 계자회로가 저압 직류 소요전력이 작고 슬립링 수도 줄일 수 있기 때문이다. 기전력 파형 개선은 회전계자형 채택 이유와 관계가 없다.
Q1492
전기기기
유도전동기
📄 2024.5 기출
3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 s로 회전하고 있을 때 2차 유기전압 \(E_{2s}\) 및 2차 주파수 \(f_{2s}\)와 s와의 관계는? (단, \(E_2\)는 회전자가 정지하고 있을 때 2차 유기기전력이며 \(f_1\)은 1차 주파수이다.)
💡 해설 보기
회전자가 슬립 s로 회전할 때 2차 유기전압과 주파수는 정지 시 값에 슬립을 곱한 \(E_{2s} = sE_2\), \(f_{2s} = sf_1\)로 나타난다.
Q1493
전기기기
동기조상기
📄 2024.5 기출
송전 계통에 접속한 무부하의 동기 전동기를 동기조상기라 한다. 이때 동기 조상기의 계자를 과여자로 해서 운전할 경우 옳지 않은 것은?
💡 해설 보기
동기조상기를 과여자로 운전하면 진상(앞선) 전류가 흘러 콘덴서처럼 작용하며, 이를 통해 송전선의 역률을 개선하고 전압강하를 줄인다. 위상이 뒤진(지상) 전류가 흐른다는 것은 부족여자 운전 시의 특성이므로 과여자 운전에 대한 설명으로 틀렸다.
Q1494
전기기기
직류전동기
📄 2024.5 기출
주자속이 정현적으로 변하는 단상 직권 정류자전동기가 있다. 극수 4, 전기자 병렬회로수 2, 전기자 도체수 400개, 주자속의 최댓값 0.02[Wb], 회전속도 1,500[rpm]일 때 유기되는 속도기전력을 실효값으로 나타내면 약 몇 [V]인가?
💡 해설 보기
정현적으로 맥동하는 자속에서 얻어지는 속도기전력의 최댓값은 \(\dfrac{P}{a}Z\dfrac{N}{60}\phi_m\)이고, 실효값은 여기에 \(1/\sqrt{2}\)를 곱해 얻는다.
최댓값: \(\dfrac{4}{2}\times400\times\dfrac{1500}{60}\times0.02 = 400\,[V]\), 실효값: \(400/\sqrt{2} \approx 282.8\,[V]\)
Q1495
전기기기
직류발전기
📄 2024.5 기출
직류 발전기의 단자전압을 조정하려면 어느 것을 조정하여야 하는가?
💡 해설 보기
직류발전기의 단자전압은 유기기전력과 전기자 반작용·전압강하에 의해 결정되며, 계자저항을 조정해 계자전류(자속)를 변화시키면 유기기전력이 바뀌어 단자전압을 조정할 수 있다.
Q1496
전기기기
직류전동기
📄 2024.5 기출
3상 직권정류자 전동기에서 중간변압기를 사용하는 이유로 적절하지 않은 것은?
💡 해설 보기
3상 직권정류자 전동기에서 중간변압기를 사용하면 회전자 전압 선정, 권수비 조정으로 특성 변경, 기동 시 속도 상승 억제가 가능하다. 다만 중간변압기를 추가하면 누설 리액턴스가 오히려 커져 역률이 낮아지는 단점이 있으므로, 누설 리액턴스를 줄일 수 있다는 이유로 적절하지 않다.
Q1497
전기기기
정류기
📄 2024.5 기출
사이리스터 6개를 브리지 모양으로 이어 3상 전파 정류를 하는 장치가 있다. 교류측 상전압이 100[V], 점호각이 30°일 때 직류측에 나타나는 평균전압은 약 몇 [V]인가?
💡 해설 보기
3상 전파 정류의 출력 평균값: \(E_d = \dfrac{3\sqrt{6}}{\pi}E\cos\alpha\)
\(E_d = 2.339\times100\times\cos30° \approx 2.339\times100\times0.866 \approx 203\,[V]\)
Q1498
전기기기
유도전동기
📄 2024.5 기출
유도전동기의 특성을 살펴보려고 원선도를 그렸다. 이 그림 위에서 선분의 길이를 재는 것만으로는 곧바로 알아낼 수 없어 다른 자료가 더 있어야 하는 값은?
💡 해설 보기
원선도에서 선분의 길이로 읽히는 값은 전기적으로 주고받는 몫이다. 회전자로 넘어간 전력까지는 선분으로 읽히지만, 거기서 베어링 마찰과 바람을 앗아가는 몫을 덜어내야 축에 걸리는 진짜 출력이 된다. 그 기계손은 무부하입력을 철손과 갈라놓는 별도의 처리를 거쳐야 얻어지므로, 회전자 축에 실제로 나타나는 출력은 선분만 재서는 곧바로 읽어낼 수 없다.
Q1499
전기기기
동기전동기
📄 2024.5 기출
전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 85[%]로 운전 중인 동기전동기를 부족여자로 운전하면 어떻게 되는가?
💡 해설 보기
동기전동기를 부족여자로 운전하면 전기자전류가 지상 상태로 흐르게 되며, 이미 지상 역률(0.85)로 운전 중이므로 부족여자로 갈수록 역률은 더 나빠진다. 따라서 뒤진 역률이 되며 역률이 더 나빠진다.
Q1500
전기기기
직류전동기
📄 2024.5 기출
전체 도체수는 100, 단중 중권이며 자극수는 4, 자속수는 극당 0.628[Wb]인 직류 분권 전동기가 있다. 이 전동기의 부하시 전기자에 5A가 흐르고 있었다면 이때의 토크[N·m]는?
💡 해설 보기
단중 중권이므로 \(a = p = 4\)이고, 토크는 \(T = \dfrac{Z}{2\pi}\times\dfrac{p}{a}\times\phi\times I_a\)로 구한다.
\(T = \dfrac{100}{2\pi}\times1\times0.628\times5 \approx 50\,[N\cdot m]\)
🧮 공학계산기
0
계산 기록
SI ×10ⁿ