선로정수
전기기사 필기 2020년 2회 27번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전선로의 전기적 특성 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
전선의 표피 효과에 대한 설명으로 알맞은 것은?
선택지 분석
전선이 굵을수록, 주파수가 높을수록 커진다.
정답 상세 해설
표피 효과는 교류 전류가 전선의 중심부보다 표면으로 집중되어 흐르는 현상으로, 전선의 굵기, 주파수, 도전율, 투자율이 클수록 심화됩니다.
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Step 1: 침투 깊이(Skin Depth)의 개념을 이해합니다. 침투 깊이 δ는 주파수(f), 투자율(μ), 도전율(σ)의 제곱근에 반비례하며, 이 깊이가 얕을수록 표피 효과는 커집니다.
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Step 2: 주파수와의 관계를 분석합니다. 주파수가 높을수록 침투 깊이가 작아져 전류가 표면으로 더 쏠리게 되므로 표피 효과가 커집니다.
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Step 3: 전선의 굵기와의 관계를 분석합니다. 전선이 굵을수록 내부 인덕턴스에 의한 방해 작용이 커져 전류가 표면으로 밀려나는 현상이 두드러지므로 표피 효과가 커집니다.
2
전선이 굵을수록, 주파수가 낮을수록 커진다.
오답 함정 분석
주파수가 낮아지면 침투 깊이가 깊어져 전류가 내부까지 고르게 흐르므로 표피 효과는 작아집니다.
3
전선이 가늘수록, 주파수가 높을수록 커진다.
오답 함정 분석
전선이 가늘수록 전류가 흐를 수 있는 공간 자체가 좁아 표면 집중 현상인 표피 효과의 영향이 상대적으로 적습니다.
4
전선이 가늘수록, 주파수가 낮을수록 커진다.
오답 함정 분석
전선이 가늘고 주파수가 낮을수록 전류는 단면에 균일하게 흐르려 하므로 표피 효과는 최소화됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
표피 효과가 발생하면 전선의 저항은 어떻게 되나요?
전류가 흐르는 유효 단면적이 줄어들기 때문에 전선의 실효 저항이 증가하게 됩니다.
Q.
직류(DC) 송전에서도 표피 효과를 고려해야 하나요?
아니요. 직류는 주파수가 0이므로 전류가 전선 단면에 균일하게 흐르며 표피 효과가 발생하지 않습니다.
Q.
표피 효과를 줄이기 위한 방법은 무엇인가요?
전선을 가늘게 나누어 꼬아 만든 연선을 사용하거나 중공 연선(가운데가 빈 전선)을 사용하여 재료의 효율성을 높일 수 있습니다.