직류기의 손실, 효율, 온도상승 및 정격
전기기사 필기 2018년 1회 50번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
직류발전기가 90% 부하에서 최대효율이 된다면 이 발전기의 전부하에 있어서 고정손과 부하손의 비는?
선택지 분석
1
1.1
오답 함정 분석
최대효율 조건을 잘못 이해하여 부하율의 역수나 다른 비율로 계산한 오답입니다.
2
1.0
오답 함정 분석
전부하에서 최대효율이 발생하는 것으로 착각하여 고정손과 부하손이 같다고 판단한 오답입니다.
3
0.9
오답 함정 분석
부하손이 부하율의 제곱에 비례한다는 사실을 누락하고 부하율 자체를 비율로 착각한 오답입니다.
0.81
정답 상세 해설
직류발전기의 전부하에 있어서 고정손과 부하손의 비는 0.81입니다.
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Step 1: 최대효율 발생 조건 확인. 직류기에서 최대효율은 고정손(Pi)과 부하손(Pc)이 같을 때 발생합니다. 임의의 부하율 m에서의 부하손은 m^2 * Pc이므로, 최대효율 조건은 Pi = m^2 * Pc입니다.
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Step 2: 고정손과 전부하 부하손의 관계식 도출. 문제에서 90% 부하(m=0.9)일 때 최대효율이 된다고 하였으므로, Pi = (0.9)^2 * Pc = 0.81 * Pc가 성립합니다.
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Step 3: 고정손과 부하손의 비 계산. 전부하에서의 고정손과 부하손의 비는 Pi / Pc입니다. 따라서 0.81 * Pc / Pc = 0.81이 됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
직류발전기에서 최대효율이 발생하는 조건은 무엇인가요?
직류발전기의 최대효율은 부하에 관계없이 일정하게 발생하는 고정손(철손 등)과 부하의 제곱에 비례하여 변하는 부하손(동손)이 같아질 때 발생합니다.
Q.
부하손은 왜 부하율의 제곱에 비례하나요?
부하손의 대부분을 차지하는 동손은 전류의 제곱에 비례(I^2 * R)하기 때문입니다. 부하율이 m배가 되면 전류도 m배가 되므로, 동손은 m^2배가 됩니다.