변압기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2019년 1회 44번

Q문제

1차 전압

6600 V

, 2차 전압

220 V

, 주파수

60 Hz

, 1차 권수

1200

회인 경우 변압기의 최대 자속(

Wb

)은?

유사 문제 링크

선택지 분석

0.36

기전력 공식의 상수 4.44나 주파수, 권수 등의 값을 잘못 대입하여 도출된 오답입니다.

0.63

변압기 기전력 공식에서 분모와 분자를 반대로 계산하거나 변수를 누락한 오답입니다.

0.012

계산 과정에서 주파수나 권수 값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

0.021

변압기의 1차 유도 기전력 공식을 이용하여 최대 자속을 계산할 수 있습니다.

•

Step 1: 변압기의 1차 유도 기전력 공식은

E_{1} = 4.44 f N_{1} Φ_{m}

입니다. (단,

E_{1}

: 1차 전압,

f

: 주파수,

N_{1}

: 1차 권수,

Φ_{m}

: 최대 자속)

•

Step 2: 주어진 값(

E_{1} = 6600 V

f = 60 Hz

N_{1} = 1200

)을 공식에 대입하여 최대 자속

Φ_{m}

에 대해 정리합니다.

•

Step 3:

Φ_{m} = \frac{E _{1}}{4.44 f N _{1}} = \frac{6600}{4.44 \times 60 \times 1200} = \frac{6600}{31968} \approx 0.02064... Wb

이므로, 약

0.021 Wb

가 됩니다.

변압기 기전력 공식에서 4.44라는 상수는 어떻게 나온 것인가요?

교류 전압이 정현파로 변화할 때, 평균 기전력에 파형률(1.11)을 곱하여 실효값을 구하는 과정에서 도출됩니다. 기본 공식인

E = 4 f N Φ_{m}

에 파형률 1.11을 곱하여

4.44 f N Φ_{m}

이 됩니다.

2차 전압 값은 계산에 사용되지 않나요?

네, 사용되지 않습니다. 1차 전압과 1차 권수가 주어졌으므로 1차 측 기전력 공식을 통해 최대 자속을 바로 구할 수 있습니다. 2차 측 공식을 사용하려면 2차 권수를 먼저 구해야 합니다.