직류전동기의 종류와 특성
전기기사 필기 2009년 2회 43번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
43. 직류 직권 전동기의 회전수를 반으로 줄이면 토크는 몇 배가 되는가?
선택지 분석
1
0.25
오답 함정 분석
회전수와 토크가 비례한다고 잘못 생각하여 (1/2)^2 = 0.25배로 계산한 오답입니다.
2
0.5
오답 함정 분석
회전수와 토크가 정비례한다고 잘못 생각하여 1/2 = 0.5배로 계산한 오답입니다.
4
정답 상세 해설
직류 직권 전동기에서 토크는 회전수의 제곱에 반비례하므로, 회전수를 반으로 줄이면 토크는 4배가 됩니다.
•
Step 1: 직류 직권 전동기에서 토크(τ)는 전기자 전류(Ia)의 제곱에 비례합니다. (τ ∝ Ia^2)
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Step 2: 회전수(N)는 자속(Φ)에 반비례하며, 직권 전동기에서 자속은 전기자 전류에 비례하므로 회전수는 전기자 전류에 반비례합니다. (N ∝ 1/Φ ∝ 1/Ia)
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Step 3: 위 두 관계식을 종합하면 토크는 회전수의 제곱에 반비례한다는 것을 알 수 있습니다. (τ ∝ 1/N^2)
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Step 4: 따라서 회전수(N)를 1/2로 줄이면, 토크(τ)는 (1 / (1/2))^2 = 2^2 = 4배가 됩니다.
4
2
오답 함정 분석
회전수와 토크가 단순 반비례한다고 잘못 생각하여 1/(1/2) = 2배로 계산한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
직류 직권 전동기에서 토크와 회전수는 어떤 관계가 있나요?
직류 직권 전동기에서 토크는 회전수의 제곱에 반비례합니다. 이는 토크가 전류의 제곱에 비례하고, 회전수는 전류에 반비례하기 때문입니다.
Q.
직류 분권 전동기라면 결과가 어떻게 되나요?
직류 분권 전동기에서는 자속이 일정하므로 토크는 전기자 전류에 비례하고, 회전수는 부하에 관계없이 거의 일정하게 유지됩니다. 따라서 직권 전동기와 같은 제곱 반비례 관계가 성립하지 않습니다.