직류전동기의 종류와 특성

전기기사 필기 2022년 2회 51번

Q: 직류전동기의 토크는 어떤 요소들에 의해 결정되나요?

직류전동기의 토크는 계자의 자속($\Phi$)과 전기자전류($I_a$)의 곱에 비례합니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 직류기
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

직류 분권전동기의 전기자전류가

10 A

일 때

5 N \cdot m

의 토크가 발생하였다. 이 전동기의 계자의 자속이

80%

로 감소되고, 전기자전류가

12 A

로 되면 토크는 약

N \cdot m

인가?

유사 문제 링크

2021-2-q50 2013-3-q51 2022-2-q43 2008-1-q42 2019-1-q45

선택지 분석

3.9

오답 함정 분석

자속 감소율만 고려하거나 전기자전류 변화를 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

4.3

오답 함정 분석

비례식을 잘못 세워 계산 과정에서 오류가 발생한 오답입니다.

4.8

정답 상세 해설

직류전동기의 토크는 자속과 전기자전류의 곱에 비례하므로, 변화된 비율을 적용하여 계산하면 4.8

N \cdot m

입니다.

•

Step 1. 직류전동기의 토크 공식은

T = k Φ I_{a}

입니다. (여기서

T

는 토크,

Φ

는 자속,

I_{a}

는 전기자전류)

•

Step 2. 처음 상태의 토크

T_{1} = 5

, 전기자전류

I_{a 1} = 10

이므로, 비례상수와 자속의 곱

k Φ_{1} = \frac{T _{1}}{I _{a 1}} = \frac{5}{10} = 0.5

입니다.

•

Step 3. 자속이 80%로 감소(

Φ_{2} = 0.8 Φ_{1}

)하고 전기자전류가 12A(

I_{a 2} = 12

)로 변했을 때의 토크

T_{2}

를 계산합니다.

•

Step 4.

T_{2} = k Φ_{2} I_{a 2} = k (0.8 Φ_{1}) (12) = 9.6 \times (k Φ_{1}) = 9.6 \times 0.5 = 4.8 N \cdot m

입니다.

5.2

오답 함정 분석

자속이 감소했음에도 증가한 것으로 착각하거나 수식을 잘못 적용한 오답입니다.

자주 묻는 질문

직류전동기의 토크는 어떤 요소들에 의해 결정되나요?

직류전동기의 토크는 계자의 자속(

Φ

)과 전기자전류(

I_{a}

)의 곱에 비례합니다.

자속이 감소하면 토크는 무조건 감소하나요?

전기자전류가 일정하다면 자속 감소 시 토크도 감소합니다. 하지만 전기자전류가 함께 변화하는 경우, 두 변화율의 곱에 따라 최종 토크가 결정됩니다.

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