직류발전기의 종류와 특성 및 운전

전기기사 필기 2014년 2회 58번

Q문제

600 [r p m]

으로 회전하는 타여자 발전기가 있다. 이 때 유기기전력은

150 [V]

, 여자전류는

5 [A]

이다. 이 발전기를

800 [r p m]

으로 회전하여

180 [V]

의 유기기전력을 얻으려면 여자전류는 몇

[A]

로 하여야 하는가? (단, 자기회로의 포화현상은 무시한다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

3.2

회전수와 유기기전력의 비례 관계를 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

3.7

여자전류와 유기기전력의 관계를 잘못 설정하여 도출된 오답입니다.

4.5

타여자 발전기의 유기기전력은 회전수와 자속(여자전류)에 비례하므로, 이를 이용해 새로운 여자전류를 계산하면 4.5[A]가 됩니다.

•

Step 1: 유기기전력 공식 설정 타여자 발전기의 유기기전력

E

는

E = k Φ N

입니다. 자기회로의 포화현상을 무시하므로 자속

Φ

는 여자전류

I_{f}

에 비례합니다. 따라서

E = K^{'} I_{f} N

으로 나타낼 수 있습니다.

•

Step 2: 비례 상수 계산 초기 조건(

E_{1} = 150 [V]

I_{f 1} = 5 [A]

N_{1} = 600 [r p m]

)을 대입합니다.

150 = K^{'} \times 5 \times 600

K^{'} = \frac{150}{3000} = 0.05

•

Step 3: 새로운 여자전류 계산 변경된 조건(

E_{2} = 180 [V]

N_{2} = 800 [r p m]

)을 대입하여

I_{f 2}

를 구합니다.

180 = 0.05 \times I_{f 2} \times 800

180 = 40 \times I_{f 2}

I_{f 2} = \frac{180}{40} = 4.5 [A]

5.2

회전수 증가에 따른 여자전류 감소를 고려하지 않고 비례식을 잘못 세운 오답입니다.

자기회로의 포화현상을 무시한다는 조건은 어떤 의미인가요?

자속이 여자전류에 정비례하여 증가한다는 의미입니다. 포화현상이 있다면 여자전류가 증가해도 자속이 비례해서 증가하지 않으므로 단순 비례식을 사용할 수 없습니다.

타여자 발전기에서 유기기전력은 어떤 요소들에 의해 결정되나요?

유기기전력은 기계적 상수, 1극당 자속, 그리고 전기자의 회전 속도에 비례하여 결정됩니다.