직류전동기의 종류와 특성
전기기사 필기 2015년 2회 48번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
직류 전동기의 역기전력이 220V, 분당 회전수가 1200rpm일 때, 토크가 15kg·m가 발생한다면 전기자 전류는 약 몇 A인가?
선택지 분석
1
54
오답 함정 분석
토크 계산 공식에서 상수(0.975)나 역기전력 값을 잘못 적용하여 계산된 오답입니다.
2
67
오답 함정 분석
회전수나 역기전력의 단위를 혼동하거나 비례식을 잘못 세워 도출된 오답입니다.
84
정답 상세 해설
직류 전동기의 토크 공식을 이용하여 전기자 전류를 계산하면 약 84A가 도출됩니다.
•
Step 1: 직류 전동기의 토크(τ) 공식은 τ = 0.975 * (P / N) = 0.975 * (E * Ia / N) [kg·m] 입니다. (여기서 P는 기계적 출력, E는 역기전력, Ia는 전기자 전류, N은 분당 회전수입니다.)
•
Step 2: 주어진 값(역기전력 E = 220V, 회전수 N = 1200rpm, 토크 τ = 15kg·m)을 공식에 대입합니다.
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Step 3: 15 = 0.975 * (220 * Ia / 1200) 식을 Ia에 대해 정리하여 계산합니다. Ia = (15 * 1200) / (0.975 * 220) = 18000 / 214.5 ≒ 83.91A 이므로, 약 84A입니다.
4
96
오답 함정 분석
토크 공식을 역산하는 과정에서 분모와 분자를 뒤바꾸거나 계산 실수를 하여 도출된 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
직류 전동기의 토크 공식에서 0.975라는 상수는 어떻게 나온 것인가요?
기계적 출력 P = ωτ = (2πN / 60) * τ [N·m] 입니다. 여기서 토크의 단위를 [kg·m]로 변환하기 위해 중력가속도 9.8m/s²로 나누면 τ [kg·m] = (60 / (2π * 9.8)) * (P / N) ≒ 0.975 * (P / N) 이 도출됩니다.
Q.
역기전력과 전기자 전류의 곱은 무엇을 의미하나요?
역기전력(E)과 전기자 전류(Ia)의 곱인 E * Ia는 전동기에서 발생하는 기계적 출력(P)을 의미합니다. 이는 전기적 에너지가 기계적 에너지로 변환된 총량을 나타냅니다.