수력발전
전기기사 필기 2005년 2회 22번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 발·변전 일반 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
어떤 수력발전소의 안내날개의 열림 등 기타조건은 불변으로 하여 유효낙차가 저하되면 수차의 효율이 저하 된다면, 이런 경우에는 원래 출력의 약 몇 가 되는가?
선택지 분석
53
정답 상세 해설
수차의 출력은 유효낙차의 1.5제곱과 효율의 곱에 비례하므로, 주어진 변화율을 적용하여 계산하면 원래 출력의 약 53%가 됩니다.
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Step 1: 수차의 출력 는 유량 , 유효낙차 , 효율 에 대하여 의 관계를 가집니다.
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Step 2: 안내날개의 열림 등 기타 조건이 불변일 때, 유량 는 유효낙차 의 제곱근에 비례()합니다. 따라서 출력 가 됩니다.
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Step 3: 유효낙차가 30% 저하되었으므로 새로운 낙차 이고, 효율이 10% 저하되었으므로 새로운 효율 입니다.
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Step 4: 새로운 출력 의 비율을 계산하면 이 됩니다. 따라서 원래 출력의 약 53%가 됩니다.
2
58
오답 함정 분석
효율 저하(10%)를 고려하지 않고 유효낙차 저하에 따른 출력 변화율(0.7^1.5 ≒ 0.585)만 계산한 오답입니다.
3
63
오답 함정 분석
유량 변화를 고려하지 않고 출력이 단순히 낙차와 효율의 곱에만 비례한다고 잘못 가정하여 계산(0.7 × 0.9 = 0.63)한 오답입니다.
4
68
오답 함정 분석
출력 비례식의 지수 관계를 무시하고 단순 산술적인 감산 오류로 도출된 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
안내날개의 열림이 불변일 때 유량은 왜 유효낙차의 제곱근에 비례하나요?
토리첼리의 정리(Torricelli's theorem)에 의해 유속 로 낙차의 제곱근에 비례하며, 단면적이 일정할 때 유량 이므로 유량 역시 낙차의 제곱근에 비례하게 됩니다.
Q.
수차의 출력 공식을 어떻게 적용해야 하나요?
수력발전소의 출력 [kW] 공식을 사용합니다. 조건에 따라 가 에 비례함을 대입하여 의 비례식을 세워 풀이합니다.