직류기의 손실, 효율, 온도상승 및 정격

전기기사 필기 2008년 3회 52번

Q문제

무부하 전압이

120 [V]

인 분권 발전기의 전압 변동률이

5 [%]

이다. 이 발전기의 정격 전압은 약 얼마인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

125.4

전압 변동률 공식을 잘못 적용하여 정격 전압을 무부하 전압보다 높게 계산한 오답입니다.

119.3

전압 변동률 계산 시 분모를 무부하 전압으로 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

114.3

발전기의 정격 전압은 약

114.3 [V]

입니다.

•

Step 1: 전압 변동률(

ϵ

)의 공식은

ϵ = \frac{V _{0} - V _{n}}{V _{n}} \times 100 [%]

입니다. (단,

V_{0}

는 무부하 전압,

V_{n}

은 정격 전압)

•

Step 2: 주어진 값인 무부하 전압

V_{0} = 120 [V]

, 전압 변동률

ϵ = 5 [%]

를 공식에 대입합니다.

0.05 = \frac{120 - V _{n}}{V _{n}}

•

Step 3: 식을 정리하여 정격 전압

V_{n}

을 구합니다.

0.05 V_{n} = 120 - V_{n}

1.05 V_{n} = 120

V_{n} = \frac{120}{1.05} \approx 114.2857 [V]

•

따라서 정격 전압은 약

114.3 [V]

가 됩니다.

109.4

전압 변동률 공식을 잘못 변형하여 계산 과정에서 오류가 발생한 오답입니다.

전압 변동률 공식에서 분모는 왜 정격 전압인가요?

전압 변동률은 기준이 되는 정격 상태(정격 전압)에서 부하가 변동할 때 전압이 얼마나 변하는지를 나타내는 지표이기 때문에 정격 전압을 기준으로 계산합니다.

분권 발전기에서 무부하 전압이 정격 전압보다 항상 높은가요?

네, 일반적인 분권 발전기에서는 부하 전류가 흐를 때 전기자 저항에 의한 전압 강하가 발생하므로 무부하 전압이 정격 전압보다 높게 나타납니다.