이상전압과 방호

전기기사 필기 2020년 3회 30번

Q문제

파동임피던스

Z_{1} = 500Ω

인 선로에 파동임피던스

Z_{2} = 1500Ω

인 변압기가 접속되어 있다. 선로로부터

600 k V

의 전압파가 들어왔을 때, 접속점에서의 투과파 전압

(k V)

은?

유사 문제 링크

선택지 분석

300

반사파 전압을 구하는 공식을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

600

임피던스 변화를 고려하지 않고 입사파 전압을 그대로 투과파 전압으로 착각한 오답입니다.

900

접속점에서의 투과파 전압은 900kV입니다. 진행파가 파동임피던스가 다른 접속점을 지날 때 발생하는 투과파 전압 공식을 통해 계산합니다.

•

Step 1: 투과파 전압 공식 확인 투과파 전압

e_{t} = \frac{2 Z _{2}}{Z _{1} + Z _{2}} e_{i}

입니다. (여기서

Z_{1}

은 선로의 파동임피던스,

Z_{2}

는 변압기의 파동임피던스,

e_{i}

는 입사파 전압입니다.)

•

Step 2: 주어진 값 대입 및 계산 주어진 값

Z_{1} = 500Ω

Z_{2} = 1500Ω

e_{i} = 600 k V

를 공식에 대입합니다.

e_{t} = \frac{2 \times 1500}{500 + 1500} \times 600 = \frac{3000}{2000} \times 600 = 1.5 \times 600 = 900 [k V]

입니다.

1200

투과계수를 잘못 산정하여 입사파 전압의 2배로 계산한 오답입니다.

투과파 전압과 반사파 전압의 차이는 무엇인가요?

투과파 전압은 파동임피던스가 다른 매질로 넘어가는 전압이며, 반사파 전압은 경계면에서 원래의 매질로 되돌아오는 전압입니다.

투과파 전압 공식에서 분자에 2가 곱해지는 이유는 무엇인가요?

접속점에서의 전압은 입사파 전압과 반사파 전압의 합과 같으며, 이를 임피던스 관계로 정리하면 투과파 전압은 입사파 전압의

\frac{2 Z _{2}}{Z _{1} + Z _{2}}

배가 되기 때문입니다.