변압기의 손실, 효율, 온도상승 및 정격
전기기사 필기 2008년 3회 41번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 변압기 |
|---|---|
| 인지 유형 | trap |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
변압기의 부하 전류 및 전압이 일정하고, 주파수가 낮아 졌을 때의 현상으로 옳은 것은?
선택지 분석
1
철손 감소
오답 함정 분석
전압이 일정할 때 철손은 주파수와 반비례 관계에 있으므로 주파수가 낮아지면 철손은 증가합니다.
철손 증가
정답 상세 해설
Step 1: 변압기의 유도 기전력 공식 V ≈ 4.44 f N B_m A에서 전압 V가 일정할 때 최대 자속 밀도 B_m은 주파수 f에 반비례합니다 (B_m ∝ 1/f).
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Step 2: 철손의 대부분을 차지하는 히스테리시스손(P_h)은 f ∙ B_m^1.6에 비례하므로, 전압이 일정할 때 P_h ∝ f ∙ (1/f)^1.6 = 1/f^0.6이 되어 주파수에 반비례하는 특성을 가집니다.
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Step 3: 따라서 주파수가 낮아지면 히스테리시스손이 증가하게 되어 전체적인 철손이 증가하게 됩니다.
3
동손 감소
오답 함정 분석
동손은 부하 전류의 제곱과 권선 저항의 곱(I^2R)으로 결정되며 주파수 변화와는 직접적인 상관관계가 없습니다.
4
동손 증가
오답 함정 분석
문제에서 부하 전류가 일정하다고 명시하였으므로 동손은 변화하지 않고 일정하게 유지됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
주파수가 낮아지면 왜 철손이 증가하나요?
전압이 일정할 때 주파수가 낮아지면 변압기 철심의 자속 밀도가 높아지며, 이로 인해 히스테리시스손이 커져 전체 철손이 증가합니다.
Q.
와류손은 주파수 변화에 영향을 받지 않나요?
공급 전압이 일정하다면 주파수가 변하더라도 와류손은 이론적으로 일정하게 유지됩니다.