직류발전기의 종류와 특성 및 운전

전기기사 필기 2019년 2회 41번

Q문제

100 V, 10 A, 1500 r p m

인 직류 분권발전기의 정격 시의 계자전류는

2 A

이다. 이 때 계자 회로에는

10Ω

의 외부저항이 삽입되어 있다. 계자권선의 저항(

Ω

)은?

유사 문제 링크

선택지 분석

계자회로 전체 저항을 구하는 과정이나 외부저항을 차감하는 과정에서 수식을 잘못 적용한 오답입니다.

직류 분권발전기의 계자권선 저항은 단자전압과 계자전류, 외부저항의 관계를 이용하여 계산합니다.

•

Step 1: 직류 분권발전기에서 계자회로는 전기자 및 부하와 병렬로 연결되어 있으므로, 계자회로에 걸리는 전압은 단자전압과 같습니다. 따라서 계자회로 전체 저항(

R_{f_t o t a l}

)은 단자전압(

V

)을 계자전류(

I_{f}

)로 나누어 구합니다.

R_{f_t o t a l} = \frac{V}{I _{f}} = \frac{100}{2} = 50 [Ω]

•

Step 2: 계자회로 전체 저항은 계자권선의 저항(

R_{f}

)과 외부저항(

R_{e x t}

)이 직렬로 연결된 합과 같습니다.

R_{f_t o t a l} = R_{f} + R_{e x t}

•

Step 3: 주어진 외부저항이

10Ω

이므로, 계자권선의 저항을 계산합니다.

R_{f} = R_{f_t o t a l} - R_{e x t} = 50 - 10 = 40 [Ω]

계자전류나 단자전압의 값을 잘못 대입하여 전체 저항을 잘못 산출한 오답입니다.

100

단자전압 값 자체를 계자권선 저항으로 착각하거나 옴의 법칙을 완전히 잘못 적용한 오답입니다.

직류 분권발전기에서 계자회로에 걸리는 전압은 왜 단자전압과 같나요?

분권발전기는 계자권선과 전기자권선이 병렬로 연결된 구조이기 때문입니다. 병렬회로에서는 각 가지(branch)에 걸리는 전압이 동일하므로, 계자회로 양단에 걸리는 전압은 발전기의 단자전압과 같습니다.

문제에 주어진 10A와 1500rpm은 계산에 사용되지 않나요?

네, 사용되지 않습니다. 10A는 정격 부하전류이고 1500rpm은 정격 속도를 의미하지만, 계자권선의 저항을 구하기 위해서는 단자전압, 계자전류, 외부저항 정보만 필요합니다. 문제 해결에 불필요한 정보가 포함된 형태입니다.