6극 파권의 전기자가 도체 250개로 되어 있다. 매분 1200 회전한다고 하면 유도 기전력을 600[V]로 하는 데 필요한 자속은 몇 [Wb]인가?
- 0.04
- 0.16
- 0.25
- 0.31
정답과 해설 보기
정답 ① · 파권의 유도 기전력 공식은 입니다. 여기서 파권은 병렬 회로수 (극수)이므로 식은 이 됩니다.
전기자 유도 기전력 E=PφZN/120이므로 φ=120E/(PZN)=120×600/(6×250×1200)=0.04Wb.
개념 한 쪽
전기공사산업기사 권선의 종류 — 중권과 파권
직류기 전기자 권선은 감는 방식에 따라 중권과 파권으로 나뉜다. 같은 도체를 어떻게 이어 감느냐에 따라 병렬회로 수가 달라지고, 그 결과 전압과 전류의 특성이 갈린다. 병렬회로 수 하나로 권선 종류와 계산 문제가 함께 풀린다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「권선의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 자속 계산 | 1 | 유도 기전력 식에서 필요한 자속 수치 구하기 |
| 권선법 고르기 | 1 | 소전류·고전압을 얻을 수 있는 권선법 고르기 |
| 역할 요소 고르기 | 1 | 직류기 정류작용에서 전압 정류를 일으키는 것 고르기 |
뜻
중권은 코일을 겹쳐 감는 방식으로 병렬회로 수 a가 극수 P와 같다. 병렬회로가 많으므로 전압은 낮고 큰 전류를 흘릴 수 있어 대전류·저전압용이다. 파권은 코일을 한 방향으로 길게 이어 감아 병렬회로 수가 극수와 무관하게 2로 고정된다. 직렬로 이어지는 도체가 많아 고전압·소전류용이다.
도체의 굵기와 권수, 극수가 같아도 감는 방법이 다르면 특성이 달라진다. 같은 전기자 전류라도 병렬회로 수로 나눈 값이 각 회로에 흐르는 전류가 되므로, 중권과 파권에서 그 값이 달라진다. 균압 접속은 중권에서 병렬회로 사이의 전위를 고르게 하는 장치이고, 개로권은 교류기에 쓰는 권선이다.
유도 기전력은 극수·자속·도체 수·회전수로 정해진다. E = PφZN/120에서 자속을 목표 변수로 두면 φ = 120E/(PZN)으로 정리된다. 같은 전기자를 중권에서 파권으로 바꾸면 병렬회로 수가 극수에서 2로 줄어, 직렬로 이어지는 도체 수가 늘어 전압은 오르고 전류는 줄어든다.
권선 종류는 다른 계산에도 연결된다. 발전기 기전력은 자속과 회전수의 곱에 비례하므로, 포화하지 않은 영역에서 회전수를 절반으로 줄여 같은 기전력을 유지하려면 자속과 여자전류를 두 배로 한다. 전동기 회전수는 전원전압이 아니라 전기자 저항에 의한 전압강하를 뺀 역기전력에 비례한다.
예제
권선 문제는 중권과 파권의 병렬회로 수를 뒤바꾸는 함정이 많다. 소전류·고전압 조건에서 중권을 고르게 하거나, 병렬회로 수를 극수와 무관하다고 하면 틀린다. 4극 중권에서 전기자 전류를 병렬회로 수로 나누지 않고 파권의 2로 나눈 값이 대표 오답이 된다.
권선을 바꾸는 문제는 병렬회로 수의 비만 잡으면 전압과 전류가 서로 역수로 변한다. 증권에서 파권으로 바꾸면 병렬회로 수가 8에서 2로 줄어 전압은 4배, 전류는 4분의 1이 된다. 이 비를 적용하지 않은 배율이 오답으로 나온다.
대표 기출 3문항
전기자 도체의 굵기, 권수 및 극수가 같을 때 소전류, 고전압을 얻을 수 있는 권선법은?
- 단중 중권
- 단중 파권
- 균압 접속
- 개로권
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 동일한 굵기·권수·극수일 때 소전류·고전압을 얻는 권선법을 묻고 있다. 파권은 권선이 직렬로 많이 이어져 전체 턴수가 커져 단위권당 전압이 증가하므로 고전압·소전류 특성을 가진다.
중권은 병렬회로가 많아 대전류·저전압, 파권은 직렬 턴수가 많아 고전압·소전류이다.
직류기의 정류작용에서 전압 정류의 역할을 하는 것은?
- 탄소
- 보상권선
- 보극
- 리액턴스 전압
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 직류기에서 전압 정류 역할을 하는 요소를 찾는 것이다. 전압 정류는 단락 코일에 유도되는 리액턴스 전압을 상쇄하기 위해 간극권선(보극)이 반대 방향의 전압을 유도하여 이루어지므로 보극이 그 역할을 한다.
전압 정류는 보극(간극권선)이 단락 코일의 리액턴스 전압을 상쇄할 반대 전압을 유도해 일으킨다.
자주 묻는 물음
- 중권과 파권은 각각 어떤 용도에 쓰나요?
- 중권은 병렬회로 수가 극수와 같아 대전류·저전압용이고, 파권은 병렬회로 수가 2로 고정되어 고전압·소전류용이다. 소전류·고전압을 얻으려면 단중 파권을 고른다.
- 4극 단중 중권에서 전기자 전류가 20A이면 각 병렬회로에 흐르는 전류는 얼마인가요?
- 중권의 병렬회로 수는 극수와 같은 4이므로 20을 4로 나눈 5A가 각 병렬회로에 흐른다. 파권의 2로 나눈 10A는 대표 함정값이다.
- 권선을 중권에서 파권으로 바꾸면 전압과 전류는 어떻게 변하나요?
- 병렬회로 수가 극수에서 2로 줄어 직렬 도체 수가 늘어나므로 전압은 병렬회로 수의 역비로 오르고 전류는 같은 비로 줄어든다. 8극 증권에서 파권으로 바꾸면 전압은 4배, 전류는 4분의 1이 된다.
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