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전기산업기사 · 전기기기 과목

전기산업기사 직류기 개념 정리

중요도 ★★★★☆ · 20% (추정)

AI 작성 · 검수 완료

AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.

개요

직류 발전기의 유기 기전력은 극수, 도체 수, 자속, 회전 속도에 비례하고 병렬 회로 수에 반비례합니다. 중권은 병렬 회로 수가 극수와 같고, 파권은 항상 2 입니다. 같은 기계라도 권선 방식에 따라 기전력이 달라지므로 병렬 회로 수를 먼저 확인해야 합니다.

분권 발전기는 전기자 전류가 부하 전류와 계자 전류로 나뉩니다. 그래서 유기 기전력은 단자 전압에 전기자 전류 × 전기자 저항을 더해 구합니다. 무부하 전압과 정격 전압의 차이를 정격 전압으로 나눈 것이 전압 변동률입니다.

브러시 아래에서 전류 방향이 바뀌는 정류가 나쁘면 불꽃이 생기는데, 보극이 이를 막아 줍니다. 직류 전동기의 속도는 전압 제어, 계자 제어, 저항 제어로 바꿀 수 있으며, 워드 레오나드 방식과 일그너 방식은 넓은 범위를 부드럽게 조절하는 전압 제어입니다.

핵심 개념

  • 유기 기전력

    E = pZΦN ÷ (60a). 중권 a = p, 파권 a = 2.

    외우는 요령권선 방식을 먼저 확인합니다.

  • 분권 발전기 전류

    Ia = 부하 전류 + 계자 전류, If = 단자 전압 ÷ 계자 저항.

    외우는 요령E = V + IaRa.

  • 전압 변동률

    (무부하 전압 - 정격 전압) ÷ 정격 전압 × 100.

    외우는 요령분모는 정격 전압입니다.

  • 보극

    주자극 사이에 두어 리액턴스 전압을 상쇄하고 정류를 좋게 합니다.

    외우는 요령보상 권선은 전기자 반작용 대책입니다.

  • 워드 레오나드 방식

    전동기에 거는 전기자 전압을 바꾸는 전압 제어 방식입니다.

    외우는 요령일그너 방식도 전압 제어입니다.

자주 나오는 포인트

  • 중권 a = p, 파권 a = 2
  • 분권 발전기는 Ia = I + If
  • 보극은 정류 개선
  • 워드 레오나드 = 전압 제어

대표 문제 3개

검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.

예상문제검수 완료전기기기 › 직류기★★★★☆

문제 1. 극수 4, 전기자 도체 수 400, 1극당 자속 0.01Wb, 회전 속도 1,200rpm 인 중권 직류 발전기의 유기 기전력은 몇 V 인가?

  1. ① 160V
  2. ② 80V
  3. ③ 320V
  4. ④ 40V
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ② 80V

핵심: E = pZΦN ÷ (60a), 중권 a = p, 파권 a = 2

  1. 중권이므로 병렬 회로 수 a = 극수 p = 4
  2. E = (4 × 400 × 0.01 × 1,200) ÷ (60 × 4)
  3. 분자 = 19,200, 분모 = 240
  4. E = 19,200 ÷ 240 = 80V

검산: 80 × 240 = 19,200 으로 맞습니다.

틀린 선지

  • 160V: 파권(병렬 회로 수 a = 2)으로 계산한 값입니다. 중권은 병렬 회로 수가 극수와 같습니다.
  • 320V: 병렬 회로 수를 1 로 놓고 계산한 값입니다.
  • 40V: 병렬 회로 수를 8 로 잘못 넣은 값입니다.
예상문제검수 완료전기기기 › 직류기★★★★☆

문제 2. 직류기에서 주자극 사이에 보극을 설치하는 주된 목적은?

  1. ① 정류를 좋게 하기 위해
  2. ② 계자 자속을 늘려 출력을 키우기 위해
  3. ③ 회전 속도를 높이기 위해
  4. ④ 전기자 저항을 줄이기 위해
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ① 정류를 좋게 하기 위해

핵심: 보극: 정류 개선(리액턴스 전압 상쇄)

정류는 브러시 아래에서 코일의 전류 방향이 바뀌는 과정입니다. 이때 생기는 리액턴스 전압 때문에 불꽃이 생기는데, 보극이 이를 상쇄하는 전압을 만들어 정류를 좋게 합니다. 보극은 전기자 반작용도 일부 줄여 줍니다.

틀린 선지

  • 계자 자속을 늘려 출력을 키우기 위해: 자속은 주자극(계자)이 만듭니다. 보극은 정류용입니다.
  • 회전 속도를 높이기 위해: 보극은 속도 제어 장치가 아닙니다.
  • 전기자 저항을 줄이기 위해: 보극은 저항과 관계가 없습니다.
예상문제검수 완료전기기기 › 직류기★★★★☆

문제 3. 직류 발전기의 무부하 전압이 242V, 정격 부하 때 단자 전압이 220V 일 때 전압 변동률은 몇 % 인가?

  1. ① 약 9.1%
  2. ② 22%
  3. ③ 1.1%
  4. ④ 10%
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ④ 10%

핵심: 전압 변동률 = (무부하 전압 - 정격 전압) ÷ 정격 전압 × 100

  1. 전압 차이 = 242 - 220 = 22V
  2. 전압 변동률 = 22 ÷ 220 × 100 = 10%

검산: 220V 의 10% 는 22V, 220 + 22 = 242V 로 맞습니다.

틀린 선지

  • 약 9.1%: 무부하 전압 242V 로 나눈 값입니다. 전압 변동률은 정격 전압으로 나눕니다.
  • 22%: 전압 차이 22V 를 그대로 %로 쓴 값입니다.
  • 1.1%: 242 ÷ 220 을 그대로 쓴 값입니다.
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