동기기의 손실, 효율, 온도상승 및 정격

전기기사 필기 2021년 2회 51번

Q문제

와전류 손실을 패러데이 법칙으로 설명한 과정 중 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

와전류가 철심 내에 흘러 발열 발생

와전류에 의한 발열은 줄의 법칙(I²R)에 따른 실제 현상이므로 패러데이 법칙을 통한 설명 과정으로 적절합니다.

유도기전력 발생으로 철심에 와전류가 흐름

유도기전력이 전위차를 형성하여 폐회로인 철심에 전류를 흐르게 하는 것은 전자기학의 기본 원리입니다.

와전류 에너지 손실량은 전류밀도에 반비례

와전류 손실은 전류밀도의 제곱에 비례하므로 반비례한다는 설명은 물리적 사실과 다릅니다.

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Step 1: 패러데이 전자기 유도 법칙에 따라 시간에 따라 변화하는 자속이 강자성체 철심을 관통하면 유도기전력이 발생합니다.

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Step 2: 발생한 유도기전력에 의해 철심 내부에는 소용돌이 형태의 와전류가 흐르게 됩니다.

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Step 3: 와전류 손실(Pe)은 줄의 법칙에 의해 Pe = ρ·J² (ρ: 저항률, J: 전류밀도)로 표현되며, 손실량은 전류밀도의 제곱에 비례하여 발생합니다.

시변 자속으로 강자성체 철심에 유도기전력 발생

시간에 따라 변화하는 자속이 기전력을 유도한다는 것은 패러데이 법칙의 핵심 정의입니다.

와전류 손실을 줄이기 위한 가장 대표적인 방법은 무엇인가요?

철심을 얇은 강판으로 겹쳐서 만드는 성층 철심을 사용하여 와전류가 흐르는 경로의 저항을 높임으로써 손실을 억제합니다.

와전류 손실은 주파수와 어떤 관계가 있나요?

와전류 손실은 주파수의 제곱에 비례하여 증가하는 특성을 가집니다.

와전류 손실은 철심의 두께와 어떤 관계가 있나요?

와전류 손실은 철심 두께의 제곱에 비례하므로, 성층 철심의 두께를 얇게 할수록 손실이 크게 감소합니다.