직류발전기의 종류와 특성 및 운전
전기기사 필기 2012년 1회 45번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
정격이 5[kW], 100[V], 50[A], 1800[rpm]인 타여자 직류 발전기가 있다. 무부하시의 단자전압은? (단, 계자전압 50[V], 계자전류 5[A], 전기자 저항 0.2[] 브러시의 전압강하는 2[V]이다.)
선택지 분석
1
100
오답 함정 분석
정격 부하 시의 단자전압을 무부하 단자전압으로 착각한 오답입니다.
112
정답 상세 해설
타여자 직류 발전기의 무부하 단자전압은 유기 기전력과 같습니다.
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Step 1: 정격 부하 시의 유기 기전력(E) 계산. 유기 기전력 E = V + I_a * R_a + e_b 입니다. 여기서 단자전압 V = 100[V], 전기자 전류 I_a = 50[A], 전기자 저항 R_a = 0.2[\Omega], 브러시 전압강하 e_b = 2[V] 입니다. E = 100 + (50 * 0.2) + 2 = 112[V] 입니다.
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Step 2: 무부하 시 단자전압(V_0) 도출. 무부하 상태에서는 전기자 전류가 0이 되므로 전압강하가 발생하지 않습니다. 따라서 무부하 단자전압 V_0는 유기 기전력 E와 동일한 112[V]가 됩니다.
3
115
오답 함정 분석
전기자 전류나 저항 값을 잘못 대입하여 전압강하를 과다 계산한 오답입니다.
4
120
오답 함정 분석
전압강하 계산 시 계자 전류 등 무관한 값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
타여자 직류 발전기에서 무부하 단자전압이 유기 기전력과 같은 이유는 무엇인가요?
무부하 상태에서는 부하가 연결되어 있지 않아 전기자 전류가 0이 됩니다. 따라서 전기자 저항에 의한 전압강하가 발생하지 않으므로, 발전기 내부에서 생성된 유기 기전력이 그대로 단자전압으로 나타납니다.
Q.
문제에 주어진 계자전압과 계자전류는 계산에 왜 사용하지 않나요?
타여자 발전기는 계자 회로가 전기자 회로와 분리되어 독립적으로 전원을 공급받습니다. 유기 기전력 계산 시에는 전기자 회로의 전압강하만 고려하므로 계자 회로의 값은 필요하지 않습니다.