직류발전기의 구조 및 원리
전기기사 필기 2015년 2회 46번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
60kW, 4극, 전기자 도체의 수 300개, 중권으로 결선된 직류 발전기가 있다. 매극당 자속은 0.05Wb이고, 회전속도는 1200rpm이다. 이 직류 발전기가 전부하에 전력을 공급할 때 직렬로 연결된 전기자 도체에 흐르는 전류[A]는?
선택지 분석
1
32
오답 함정 분석
유도 기전력이나 총 전기자 전류 계산 과정에서 수식을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.
2
42
오답 함정 분석
중권 결선의 병렬 회로 수 조건을 잘못 이해하여 계산된 잘못된 전류값입니다.
50
정답 상세 해설
직류 발전기의 유도 기전력과 전기자 전류를 구하여 병렬 회로당 흐르는 전류를 계산합니다.
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Step 1: 유도 기전력(E) 계산
유도 기전력 공식은 E = (pZΦN) / (60a) 입니다. 중권이므로 병렬 회로 수 a는 극수 p와 같습니다(a = p = 4).
E = (4 × 300 × 0.05 × 1200) / (60 × 4) = 300[V] 입니다.
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Step 2: 총 전기자 전류(I_a) 계산
전부하 전력 P = E × I_a 이므로, I_a = P / E = 60,000 / 300 = 200[A] 입니다.
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Step 3: 직렬로 연결된 전기자 도체에 흐르는 전류(I_c) 계산
전기자 도체 1개에 흐르는 전류는 총 전기자 전류를 병렬 회로 수로 나눈 값입니다.
I_c = I_a / a = 200 / 4 = 50[A] 입니다.
4
57
오답 함정 분석
전력 단위를 kW에서 W로 변환하지 않거나, 병렬 회로로 나누는 과정을 누락하여 발생한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
중권 결선에서 병렬 회로 수는 어떻게 되나요?
중권(Lap winding) 결선에서 병렬 회로 수(a)는 극수(p)와 항상 같습니다. 참고로 파권 결선에서는 극수에 관계없이 병렬 회로 수가 항상 2입니다.
Q.
직렬로 연결된 전기자 도체에 흐르는 전류는 무엇을 의미하나요?
총 전기자 전류가 병렬 회로 수만큼 나뉘어 흐르므로, 도체 1개(직렬 회로 1개)에 흐르는 전류는 총 전기자 전류를 병렬 회로 수로 나눈 값(I_a / a)을 의미합니다.