직류전동기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2015년 3회 52번

Q: 직류 전동기의 토크 공식은 어떻게 되나요?

직류 전동기의 토크 $\tau$는 $\frac{p Z \Phi I_a}{2 \pi a} [N \cdot m]$ 로 계산합니다. 여기서 $p$는 자극수, $Z$는 총 도체수, $\Phi$는 극당 자속, $I_a$는 전기자 전류, $a$는 병렬 회로수입니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 직류기
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

전체 도체수는 100, 단중 중권이며 자극수는 4, 자속수는 극당

0.628 [W b]

인 직류 분권 전동기가 있다. 이 전동기의 부하시 전기자에

5 A

가 흐르고 있었다면 이때의 토크

[N \cdot m]

는?

유사 문제 링크

2006-3-q45 2022-1-q51 2010-1-q50 2020-1-q45 2021-3-q42

선택지 분석

12.5

오답 함정 분석

병렬 회로수(a)를 잘못 적용하거나 수식 계산 과정에서 오류가 발생한 오답입니다.

오답 함정 분석

토크 공식의 분모에 있는 2를 누락하거나 잘못 계산한 오답입니다.

정답 상세 해설

직류 전동기의 토크는 50[N·m]입니다.

•

Step 1: 직류 전동기의 토크 공식을 확인합니다. 토크

τ = \frac{pZ Φ I _{a}}{2 π a} [N \cdot m]

입니다.

•

Step 2: 문제에서 주어진 조건을 대입합니다. 단중 중권이므로 병렬 회로수

a

는 자극수

p

와 같습니다 (

a = p = 4

). 따라서 공식은

τ = \frac{Z Φ I _{a}}{2 π}

로 간소화됩니다.

•

Step 3: 전체 도체수

Z = 100

, 자속수

Φ = 0.628 [W b]

, 전기자 전류

I_{a} = 5 [A]

를 대입하여 계산합니다.

τ = \frac{100 \times 0.628 \times 5}{2 \times 3.14} = \frac{314}{6.28} = 50 [N \cdot m]

입니다.

100

오답 함정 분석

토크 공식에서 분모의

π

값을 누락하거나 잘못된 상수를 곱하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

단중 중권과 단중 파권의 차이는 무엇인가요?

단중 중권은 병렬 회로수(a)가 자극수(p)와 같으며 대전류 저전압 기기에 사용됩니다. 반면, 단중 파권은 병렬 회로수(a)가 항상 2이며 소전류 고전압 기기에 사용됩니다.

직류 전동기의 토크 공식은 어떻게 되나요?

직류 전동기의 토크

τ

는

\frac{pZ Φ I _{a}}{2 π a} [N \cdot m]

로 계산합니다. 여기서

p

는 자극수,

Z

는 총 도체수,

Φ

는 극당 자속,

I_{a}

는 전기자 전류,

a

는 병렬 회로수입니다.

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