변압기의 손실, 효율, 온도상승 및 정격

전기기사 필기 2017년 3회 50번

Q문제

정격전압, 정격 주파수가

6600/220 V

60 H z

, 와류손이

720 W

인 단상 변압기가 있다. 이 변압기를

3300 V

50 H z

의 전원에 사용하는 경우 와류손은 약 몇

W

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

120

와류손이 주파수에 비례한다고 잘못 가정하여 계산한 오답입니다.

150

전압과 주파수의 변화율을 잘못 조합하여 계산한 오답입니다.

180

변압기의 와류손은 주파수와 무관하며 전압의 제곱에 비례합니다.

•

Step 1: 와류손

P_{e}

와 전압

V

, 주파수

f

의 관계를 확인합니다. 와류손

P_{e} \propto (f B_{m})^{2}

이며, 인가전압

V \propto f B_{m}

이므로

P_{e} \propto V^{2}

가 됩니다. 즉, 와류손은 주파수와 무관하고 전압의 제곱에만 비례합니다.

•

Step 2: 변경된 전압에 따른 와류손 비례식을 세웁니다.

P_{e 2} = P_{e 1} \times (\frac{V _{2}}{V _{1}})^{2}

•

Step 3: 주어진 값을 대입하여 최종 와류손을 계산합니다.

P_{e 2} = 720 \times (\frac{3300}{6600})^{2} = 720 \times (\frac{1}{2})^{2} = 720 \times \frac{1}{4} = 180 W

200

단순 계산 실수 또는 잘못된 비례식을 적용한 오답입니다.

와류손은 왜 주파수와 무관한가요?

와류손은 주파수의 제곱과 최대 자속 밀도의 제곱에 비례합니다. 변압기에서 인가전압이 일정할 때 최대 자속 밀도는 주파수에 반비례하므로, 이를 대입하면 주파수 항이 상쇄되어 결과적으로 전압의 제곱에만 비례하게 됩니다.

히스테리시스손은 전압과 주파수에 어떤 관계가 있나요?

히스테리시스손은 주파수에 비례하고 최대 자속 밀도의 1.6~2.0제곱에 비례합니다. 전압이 일정할 때 주파수가 감소하면 최대 자속 밀도가 증가하여 전체적으로 히스테리시스손은 증가하는 경향을 보입니다.