유도전동기의 등가회로 및 특성
전기기사 필기 2010년 1회 41번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 유도전동기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
41. 4극 60[Hz]의 유도 전동기가 슬립 5[%]로 전부하 운전하고 있을 때 2차 권선의 손실이 94.25[W]라고 하면 토크는 약 몇 [N·m]인가?
선택지 분석
1
1.02
오답 함정 분석
토크의 단위를 [N·m]가 아닌 [kg·m]로 잘못 계산하여 도출된 오답입니다.
2
2.04
오답 함정 분석
토크의 단위를 [kg·m]로 착각하고, 극수 적용을 잘못하여 도출된 오답입니다.
10.0
정답 상세 해설
유도 전동기의 2차 입력과 동기 속도를 이용하여 토크를 구하는 문제입니다.
•
Step 1: 동기 속도(N_s)를 계산합니다. N_s = 120f / p = (120 * 60) / 4 = 1800[rpm]입니다.
•
Step 2: 2차 입력(P_2)을 계산합니다. 2차 동손(P_c2)과 슬립(s)의 관계식 P_c2 = s * P_2를 이용하면, P_2 = P_c2 / s = 94.25 / 0.05 = 1885[W]입니다.
•
Step 3: 토크(T)를 계산합니다. 토크 T = P_2 / ω_s = (60 / 2πN_s) * P_2 공식을 사용합니다. T = 60 / (2 * 3.14 * 1800) * 1885 ≒ 10.0[N·m]입니다.
4
20.0
오답 함정 분석
극수를 8극으로 잘못 대입하여 동기 속도를 절반으로 계산한 결과 도출되는 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
2차 입력과 2차 동손, 기계적 출력의 관계는 어떻게 되나요?
유도 전동기에서 2차 입력(P_2), 2차 동손(P_c2), 기계적 출력(P_m)의 비는 P_2 : P_c2 : P_m = 1 : s : (1-s)입니다.
Q.
토크를 구할 때 왜 회전자 속도가 아닌 동기 속도를 사용하나요?
2차 입력(P_2)을 기준으로 토크를 계산할 때는 동기 속도(N_s)를 사용하며, 기계적 출력(P_m)을 기준으로 계산할 때는 회전자 속도(N)를 사용합니다. 두 경우 모두 계산된 토크 값은 동일합니다.