전기산업기사 · 회로이론 과목
전기산업기사 다상 교류와 회로망 개념 정리
중요도 ★★★★☆ · 30% (추정)
AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
개요
3상 교류는 크기가 같고 위상이 120° 씩 다른 세 전압으로 이루어집니다. Y 결선은 선전류와 상전류가 같고 선간 전압이 상전압의 √3 배이며, Δ 결선은 반대로 전압이 같고 선전류가 상전류의 √3 배입니다. 문제에서 결선 방식을 먼저 확인하고 상전압과 상전류를 구하는 습관이 중요합니다.
3상 전력은 선간 전압과 선전류로 구할 때 √3 을 곱하고, 한 상의 전력으로 구할 때는 3을 곱합니다. 2전력계법은 전력계 두 대로 3상 전력을 재는 방법으로, 두 지시값의 합이 전체 전력이고 한쪽이 0 이면 역률은 0.5 입니다.
회로망 정리는 복잡한 회로를 단순하게 바꾸는 도구입니다. 테브난의 정리는 회로를 전압원과 직렬 임피던스로, 노튼의 정리는 전류원과 병렬 임피던스로 바꿉니다. 중첩의 정리와 테브난 임피던스를 구할 때 쉬게 할 전압원은 단락, 전류원은 개방합니다.
핵심 개념
Y 결선
선간 전압 = √3 × 상전압, 선전류 = 상전류입니다.
외우는 요령380V 배전의 상전압은 약 220V 입니다.
Δ 결선
선간 전압 = 상전압, 선전류 = √3 × 상전류입니다.
외우는 요령Δ 부하는 각 상에 선간 전압이 그대로 걸립니다.
3상 전력
P = √3 × V선 × I선 × cosθ = 3 × I상² × R 입니다.
외우는 요령√3 대신 3을 곱하는 실수가 많습니다.
2전력계법
두 전력계 지시값의 합이 3상 유효 전력입니다. P1 = VIcos(30° - θ), P2 = VIcos(30° + θ).
외우는 요령한쪽이 0 이면 역률 0.5.
테브난·노튼 정리
테브난은 전압원 + 직렬 임피던스, 노튼은 전류원 + 병렬 임피던스로 회로를 바꿉니다.
외우는 요령전원을 없앨 때 전압원은 단락, 전류원은 개방.
자주 나오는 포인트
- Y·Δ 결선의 전압·전류 관계를 구분한다.
- Δ 부하 전력은 상전류를 먼저 구해 3 × I² × R 로 계산한다.
- 2전력계법에서 한쪽 지시값이 0 이면 역률 0.5.
- 테브난 등가 회로에서 부하 전류 = 개방 전압 ÷ (테브난 저항 + 부하).
헷갈리는 것 비교: Y 결선과 Δ 결선
| 구분 | Y 결선 | Δ 결선 |
|---|---|---|
| 선간 전압 | √3 × 상전압 | 상전압과 같음 |
| 선전류 | 상전류와 같음 | √3 × 상전류 |
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 선간 전압이 380V 인 평형 3상 Y 결선 전원의 상전압은 약 몇 V 인가?
- ① 380V
- ② 220V
- ③ 127V
- ④ 658V
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ② 220V
핵심: Y 결선: 상전압 = 선간 전압 ÷ √3
Y 결선에서는 선간 전압이 상전압의 √3 배입니다.
- 상전압 = 380 ÷ √3
- = 380 ÷ 1.732 ≒ 219V, 약 220V
- 확인: 220 × 1.732 ≒ 381V 로 선간 전압과 맞습니다.
틀린 선지
- 380V: Δ 결선처럼 상전압과 선간 전압이 같다고 본 값입니다.
- 658V: √3 으로 나누지 않고 곱한 값입니다.
- 127V: √3 으로 두 번 나눈 값입니다.
문제 2. 평형 3상 Δ 결선 부하의 상전류가 10A 일 때 선전류는 약 몇 A 인가?
- ① 10A
- ② 30A
- ③ 5.77A
- ④ 17.3A
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ④ 17.3A
핵심: Δ 결선: 선전류 = √3 × 상전류
Δ 결선에서는 전압은 선간과 상이 같고, 전류는 선전류가 상전류의 √3 배입니다.
- 선전류 = √3 × 10
- = 1.732 × 10 ≒ 17.3A
- 확인: Y 결선은 반대로 전류가 같고 전압이 √3 배입니다.
틀린 선지
- 10A: Y 결선처럼 선전류와 상전류가 같다고 본 값입니다.
- 5.77A: √3 을 곱하지 않고 나눈 값입니다.
- 30A: √3 대신 3을 곱한 값입니다.
문제 3. 선간 전압 200V, 선전류 10A, 역률 0.8 인 평형 3상 부하의 소비 전력은 약 몇 kW 인가?
- ① 2.77kW
- ② 1.6kW
- ③ 4.8kW
- ④ 3.46kW
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ① 2.77kW
핵심: 3상 전력 P = √3 × 선간 전압 × 선전류 × 역률
선간 전압과 선전류로 3상 전력을 구할 때는 √3 을 곱합니다.
- P = √3 × V × I × cosθ
- P = 1.732 × 200 × 10 × 0.8
- P ≒ 2,771W ≒ 2.77kW
- 확인: 피상 전력 1.732 × 200 × 10 ≒ 3,464VA 에 역률 0.8 을 곱한 값과 같습니다.
틀린 선지
- 4.8kW: √3 대신 3을 곱한 값입니다.
- 3.46kW: 역률 0.8 을 곱하지 않은 피상 전력(kVA)입니다.
- 1.6kW: √3 을 곱하지 않아 단상처럼 계산한 값입니다.