직류전동기의 종류와 특성
전기기사 필기 2020년 2회 43번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
단자전압 110V, 전기자 전류 15 A, 전기자 회로의 저항 2Ω, 정격속도 1800rpm으로 전부하에서 운전하고 있는 직류 분권전동기의 토크는 약 몇 Nㆍm인가?
선택지 분석
1
6.0
오답 함정 분석
역기전력이나 기계적 출력을 잘못 계산하여 도출된 오답입니다.
6.4
정답 상세 해설
직류 분권전동기의 토크는 기계적 출력을 각속도로 나누어 계산합니다.
•
Step 1: 역기전력(E)을 계산합니다.
역기전력 E = V - I_a * R_a = 110 - (15 * 2) = 110 - 30 = 80[V] 입니다.
•
Step 2: 기계적 출력(P)을 계산합니다.
기계적 출력 P = E * I_a = 80 * 15 = 1200[W] 입니다.
•
Step 3: 토크(T)를 계산합니다.
토크 T = P / ω = P / (2πN / 60) = 1200 / (2 * π * 1800 / 60) = 1200 / 60π = 20 / π ≒ 6.366[N·m] 입니다. 따라서 약 6.4[N·m]가 됩니다.
3
10.08
오답 함정 분석
토크 계산 시 단위를 혼동하거나 출력 계산에 단자전압을 그대로 사용하여 도출된 오답입니다.
4
11.14
오답 함정 분석
토크 공식의 계수나 회전수 단위를 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
직류 분권전동기의 역기전력은 어떻게 구하나요?
직류 분권전동기에서 역기전력(E)은 단자전압(V)에서 전기자 저항에 의한 전압강하(I_a * R_a)를 뺀 값으로 구합니다. 즉, E = V - I_a * R_a 입니다.
Q.
토크의 단위가 kg·m일 때와 N·m일 때 공식이 어떻게 다른가요?
토크 T[kg·m] = 0.975 * (P / N) 이며, T[N·m] = 9.55 * (P / N) 또는 P / ω 로 계산합니다. 1[kg·m]는 약 9.8[N·m]에 해당합니다.