직류발전기의 종류와 특성 및 운전

전기기사 필기 2005년 2회 55번

Q: 계자 저항선이란 무엇인가요?

계자 저항선은 단자 전압 $V$와 계자 전류 $I_f$의 관계를 옴의 법칙($V = I_f R_f$)으로 나타낸 직선을 의미합니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 직류기
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

직류분권 발전기의 무부하 포화곡선이

V = \frac{940 I _{f}}{33 + I _{f}}

이고,

I_{f}

는 계자전류

[A]

V

는 무부하 전압

[V]

로 주어질 때 계자회로의 저항이

20 [Ω]

이면 몇

[V]

의 전압이 유기되는가?

유사 문제 링크

2003-3-q55 2018-2-q58 2017-3-q49 2003-3-q48 2011-3-q57

선택지 분석

140[V]

오답 함정 분석

계자 전류를 7[A]로 잘못 계산하거나, 저항값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

160[V]

오답 함정 분석

계자 전류나 무부하 포화곡선의 수식을 잘못 연립하여 도출된 오답입니다.

280[V]

정답 상세 해설

직류분권 발전기의 무부하 상태에서 유기 기전력은 계자 저항선과 무부하 포화곡선이 만나는 점에서 결정됩니다.

•

Step 1. 계자회로의 전압 방정식 세우기 무부하 상태에서 단자 전압

V

는 계자회로에 걸리는 전압과 같으므로

V = I_{f} R_{f}

입니다. 계자 저항

R_{f} = 20 [Ω]

이므로

V = 20 I_{f}

가 됩니다.

•

Step 2. 무부하 포화곡선과 연립하여 계자 전류 구하기 주어진 무부하 포화곡선 식

V = \frac{940 I _{f}}{33 + I _{f}}

와

V = 20 I_{f}

를 연립합니다.

20 I_{f} = \frac{940 I _{f}}{33 + I _{f}}

20 (33 + I_{f}) = 940

(단,

I_{f} \neq = 0

)

660 + 20 I_{f} = 940

20 I_{f} = 280

I_{f} = 14 [A]

•

Step 3. 유기되는 전압 계산하기 구한 계자 전류

I_{f} = 14 [A]

를 전압 방정식에 대입합니다.

V = 20 \times 14 = 280 [V]

따라서 유기되는 전압은 280[V]입니다.

300[V]

오답 함정 분석

계자 전류를 15[A]로 잘못 계산하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

직류분권 발전기에서 무부하 전압은 어떻게 결정되나요?

무부하 전압은 발전기의 무부하 포화곡선과 계자 저항을 나타내는 직선(계자 저항선)이 교차하는 지점에서 결정됩니다.

계자 저항선이란 무엇인가요?

계자 저항선은 단자 전압

V

와 계자 전류

I_{f}

의 관계를 옴의 법칙(

V = I_{f} R_{f}

)으로 나타낸 직선을 의미합니다.

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