직류발전기의 종류와 특성 및 운전

전기기사 필기 2019년 2회 57번

Q: 분권발전기에서 전기자 전류는 어떻게 구하나요?

분권발전기에서 전기자 전류($I_a$)는 부하로 공급되는 정격 전류($I$)와 계자 회로로 흐르는 계자 전류($I_f$)의 합으로 구합니다. 즉, $I_a = I + I_f$ 입니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 직류기
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

정격전압

220 V

, 무부하 단자전압

230 V

, 정격출력이

40 k W

인 직류 분권발전기의 계자저항이

22Ω

, 전기자 반작용에 의한 전압강하가

5 V

라면 전기자 회로의 저항(

Ω

)은 약 얼마인가?

유사 문제 링크

2014-2-q51 2006-2-q53 2003-3-q51 2017-1-q57 2015-2-q43

선택지 분석

0.026

정답 상세 해설

직류 분권발전기의 전기자 저항은 유도 기전력 공식을 통해 도출합니다.

•

Step 1: 전기자 전류(

I_{a}

)를 계산합니다. 정격 부하 전류

I = \frac{P}{V} = \frac{40000}{220} \approx 181.82 A

이고, 계자 전류

I_{f} = \frac{V}{R _{f}} = \frac{220}{22} = 10 A

이므로, 전기자 전류

I_{a} = I + I_{f} = 181.82 + 10 = 191.82 A

입니다.

•

Step 2: 유도 기전력(

E

)을 확인합니다. 무부하 단자전압은 부하가 없을 때의 전압으로 유도 기전력

E

와 같으므로

E = 230 V

입니다.

•

Step 3: 전기자 저항(

R_{a}

)을 계산합니다. 유도 기전력 공식

E = V + I_{a} R_{a} + e_{a}

에 대입하면

230 = 220 + 191.82 \times R_{a} + 5

가 됩니다. 이를 정리하면

191.82 \times R_{a} = 5

이며,

R_{a} = \frac{5}{191.82} \approx 0.026Ω

입니다.

0.028

오답 함정 분석

계자 전류를 누락하여 전기자 전류를 부하 전류와 동일하게 계산할 경우 도출되는 오답입니다.

0.035

오답 함정 분석

전기자 반작용에 의한 전압강하를 유도 기전력 공식에 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

0.042

오답 함정 분석

무부하 단자전압과 정격전압의 차이를 잘못 해석하여 계산한 오답입니다.

자주 묻는 질문

무부하 단자전압을 유도 기전력으로 간주하는 이유는 무엇인가요?

무부하 상태에서는 부하 전류가 0이므로 전기자 저항에 의한 전압강하가 거의 발생하지 않습니다. 따라서 무부하 단자전압은 발전기 내부에서 유도된 기전력과 사실상 동일한 값을 가집니다.

분권발전기에서 전기자 전류는 어떻게 구하나요?

분권발전기에서 전기자 전류(

I_{a}

)는 부하로 공급되는 정격 전류(

I

)와 계자 회로로 흐르는 계자 전류(

I_{f}

)의 합으로 구합니다. 즉,

I_{a} = I + I_{f}

입니다.

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