직류발전기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2006년 3회 47번

Q: 단중 파권과 단중 중권의 병렬 회로수는 어떻게 다른가요?

단중 파권의 병렬 회로수 $a$는 극수와 관계없이 항상 2입니다. 반면, 단중 중권의 병렬 회로수 $a$는 극수 $p$와 같습니다.

Q: 유기기전력 공식은 무엇인가요?

직류 발전기의 유기기전력 $E$는 $E = \frac{pZ\Phi N}{60a}$ 로 계산합니다. 여기서 $p$는 극수, $Z$는 총 도체수, $\Phi$는 극당 자속, $N$은 분당 회전수(rpm), $a$는 병렬 회로수입니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 직류기
인지 유형	calculation
난이도	Level 4

Q문제

4극, 회전수 1,800rpm인 직류 발전기가 있다. 축방향의 길이가 0.4m, 전기자 지름이 0.6m, 전기자 코일수가 24, 한 개의 코일 권수가 18, 공극의 평균 자속밀도가

0.1 [W b / m^{2}]

일 때 유기기전력은 약 몇 [V]인가? (단, 권선법은 단중 파권일 때이다.)

유사 문제 링크

2009-2-q59 2003-1-q43 2007-3-q43 2015-3-q56 2015-1-q44

선택지 분석

204

오답 함정 분석

유기기전력 계산 시 도체수나 자속 계산을 잘못 적용한 오답입니다.

244

오답 함정 분석

병렬 회로수를 중권(a=p=4)으로 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

407

오답 함정 분석

원주율이나 회전수 등의 상수를 누락하거나 잘못 적용한 오답입니다.

488

정답 상세 해설

결론: 유기기전력은 약 488[V]입니다.

•

Step 1: 총 도체수 및 병렬 회로수 산정 - 총 도체수

Z = 코일수 \times 코일 권수 = 24 \times 18 = 432

로 계산합니다. - 단중 파권이므로 병렬 회로수

a = 2

입니다.

•

Step 2: 극당 자속 계산 - 극당 자속

Φ = \frac{평균 자속밀도 \times 원통 표면적}{극수} = \frac{B \times π D L}{p}

입니다. -

Φ = \frac{0.1 \times π \times 0.6 \times 0.4}{4} = 0.006 π [Wb]

입니다.

•

Step 3: 유기기전력 계산 - 유기기전력

E = \frac{pZ Φ N}{60 a}

공식을 적용합니다. -

E = \frac{4 \times 432 \times 0.006 π \times 1800}{60 \times 2} = 155.52 π \approx 488.58 [V]

입니다. - 따라서 약 488[V]가 됩니다.

자주 묻는 질문

단중 파권과 단중 중권의 병렬 회로수는 어떻게 다른가요?

단중 파권의 병렬 회로수

a

는 극수와 관계없이 항상 2입니다. 반면, 단중 중권의 병렬 회로수

a

는 극수

p

와 같습니다.

극당 자속은 어떻게 구하나요?

극당 자속은 전기자 표면의 전체 자속을 극수로 나누어 구합니다. 전체 자속은 평균 자속밀도에 원통의 표면적(

π \times 지름 \times 길이

)을 곱하여 계산합니다.

유기기전력 공식은 무엇인가요?

직류 발전기의 유기기전력

E

는

E = \frac{pZ Φ N}{60 a}

로 계산합니다. 여기서

p

는 극수,

Z

는 총 도체수,

Φ

는 극당 자속,

N

은 분당 회전수(rpm),

a

는 병렬 회로수입니다.

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