직류발전기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2020년 3회 47번

기계상수 K는 극수(p), 총 도체수(Z), 병렬 회로수(a)에 의해 $K = \frac{pZ}{60a}$로 결정되며, 발전기가 제작되면 변하지 않는 상수입니다.

Q문제

포화되지 않은 직류발전기의 회전수가

4

배로 증가되었을 때 기전력을 전과 같은 값으로 하려면 자속을 속도 변화전에 비해 얼마로 하여야 하는가?

유사 문제 링크

선택지 분석

1/2

회전수가 4배 증가할 때 자속을 1/2로 하면 기전력은 2배가 되므로 오답입니다.

1/3

회전수가 4배 증가할 때 자속을 1/3으로 하면 기전력은 4/3배가 되므로 오답입니다.

1/4

직류발전기의 유도 기전력은 자속과 회전수의 곱에 비례하므로, 기전력을 일정하게 유지하려면 회전수가 4배 증가할 때 자속은 1/4배가 되어야 합니다.

•

Step 1: 직류발전기의 유도 기전력 공식은

E = K Φ N

입니다. (단,

K

는 기계상수,

Φ

는 자속,

N

은 회전수)

•

Step 2: 기전력

E

를 전과 같은 값으로 유지해야 하므로,

E = K Φ_{1} N_{1} = K Φ_{2} N_{2}

가 성립합니다.

•

Step 3: 회전수가 4배로 증가하여

N_{2} = 4 N_{1}

이 되므로,

K Φ_{1} N_{1} = K Φ_{2} (4 N_{1})

에서

Φ_{2} = \frac{1}{4} Φ_{1}

이 됩니다. 따라서 자속은

1/4

로 해야 합니다.

1/8

회전수가 4배 증가할 때 자속을 1/8로 하면 기전력은 1/2배가 되므로 오답입니다.

직류발전기의 유도 기전력 공식에서 기계상수 K는 어떻게 결정되나요?

기계상수 K는 극수(p), 총 도체수(Z), 병렬 회로수(a)에 의해

K = \frac{pZ}{60 a}

로 결정되며, 발전기가 제작되면 변하지 않는 상수입니다.

문제에서 '포화되지 않은 직류발전기'라는 조건은 왜 필요한가요?

자기 회로가 포화되지 않아야 자속이 계자 전류에 비례하여 선형적으로 변화할 수 있다는 것을 의미하기 때문입니다.