직류전동기의 종류와 특성

전기기사 필기 2017년 3회 47번

직류 전동기의 토크는 계자속($\Phi$)과 전기자 전류($I_a$)의 곱에 비례합니다. 공식으로는 $\tau = k \Phi I_a$ 로 표현됩니다.

Q문제

직류 전동기의 전기자 전류가

10 A

일 때

5 k g \cdot m

의 토크가 발생하였다. 이 전동기의 계자속이

80%

로 감소되고, 전기자 전류가

12 A

로 되면 토크는 약 몇

k g \cdot m

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

5.2

계자속 감소 비율과 전기자 전류 증가 비율을 잘못 곱하거나 더하여 계산한 오답입니다.

4.8

직류 전동기의 토크는 계자속과 전기자 전류의 곱에 비례합니다.

•

Step 1: 토크 비례식 설정 토크

τ = k Φ I_{a}

이므로,

τ \propto Φ I_{a}

입니다.

•

Step 2: 변화된 조건 대입 초기 상태에서

τ_{1} = 5

I_{a 1} = 10

Φ_{1} = Φ

입니다. 변화된 상태에서

I_{a 2} = 12

Φ_{2} = 0.8Φ

입니다.

•

Step 3: 새로운 토크 계산

\frac{τ _{2}}{τ _{1}} = \frac{Φ _{2} I _{a 2}}{Φ _{1} I _{a 1}} = \frac{0.8Φ \times 12}{Φ \times 10} = \frac{9.6}{10} = 0.96

입니다. 따라서

τ_{2} = 0.96 \times τ_{1} = 0.96 \times 5 = 4.8 [k g \cdot m]

입니다.

4.3

전기자 전류의 변화를 고려하지 않고 계자속의 변화만 적용하거나 계산 실수를 한 오답입니다.

3.9

전기자 전류가 감소한 것으로 착각하여 비례식을 잘못 세운 오답입니다.

직류 전동기의 토크는 어떤 요소들에 비례하나요?

직류 전동기의 토크는 계자속(

Φ

)과 전기자 전류(

I_{a}

)의 곱에 비례합니다. 공식으로는

τ = k Φ I_{a}

로 표현됩니다.

계자속이 감소하면 토크는 무조건 감소하나요?

전기자 전류가 일정하다면 계자속이 감소할 때 토크도 감소합니다. 하지만 본 문제처럼 전기자 전류가 함께 증가하는 경우에는 두 변화율의 곱에 따라 전체 토크의 증감이 결정됩니다.