전력공학 및 전기기기: 연습 문제와 시험 문제

3상 계통, 변압기, 교류 전력과 역률 개선: 회로이론 다음에 배우는 전력공학.

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이 강의의 주제

전력공학 및 전기기기 시험 팁

전압이 선간 전압인지 상전압인지 항상 확인하세요.
3상 전체 전력은 √3·V_L·I_L·cos φ, 또는 상당 전력의 세 배입니다.
이상 변압기는 전력을 그대로 유지합니다. 전압은 권수비만큼 낮아지고 전류는 그만큼 커집니다.

예제 풀이

3상 전력쉬움

평형 Δ 결선 부하의 상당 임피던스는 24 + j7 Ω이다. 이 부하에 선간 전압 400 V의 평형 3상 전원이 공급된다. 선전류의 크기 I_L을(를) 구하시오.

V_L = 400 VZ = 24 + j7 Ω 상당

구하는 값: I_L (A)

힌트 보기

Δ 결선에서 각 임피던스는 두 선 사이에 연결됩니다.
따라서 각 임피던스에는 선간 전압 전체가 걸리고, I_L = √3·I_ph입니다.
I_ph = 400/25 = 16 A.

정답과 단계별 풀이 보기

평형 3상 계통: Y(성형) 결선에서는 선간 전압이 상전압의 √3배, V_L = √3·V_ph이고, 선전류는 상전류와 같습니다. Δ(삼각) 결선에서는 선간 전압이 상전압과 같고 선전류는 상전류의 √3배, I_L = √3·I_ph입니다. 전체 전력은 한 상 전력의 세 배입니다: P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ.

임피던스의 크기

|Z| = √(24² + 7²) = 25 Ω

상전류

각 임피던스는 두 선 사이에 연결되어 V_L이 걸립니다.

I_ph = V_L/|Z| = 400/25 = 16 A

선전류

I_L = √3·I_ph = √3·16 = 27.71 A

답

I_L = 27.71 A

변압기보통

출력 저항이 256 Ω인 증폭기가 이상 변압기를 통해 4 Ω 스피커를 구동한다. 최대 전력 전달을 위해 증폭기에서 본 스피커는 256 Ω으로 보여야 한다. 권수비 a = N₁/N₂을(를) 구하시오.

R_s = 256 ΩR_L = 4 Ω

구하는 값: a

힌트 보기

1차 측에서 보면 부하는 a²·R_L로 보입니다.
a²·R_L을 증폭기의 출력 저항과 같게 놓으세요.
a² = 256/4.

정답과 단계별 풀이 보기

이상 변압기: 전압은 권수의 비를, 전류는 그 역비를 따릅니다: V₁/V₂ = N₁/N₂ = a, I₁/I₂ = N₂/N₁ = 1/a이므로 입력 전력과 출력 전력이 같습니다, V₁·I₁ = V₂·I₂. 2차 측의 부하 임피던스 Z는 1차 측에서 보면 a²·Z로 보입니다.

환산 부하 정합

a²·4 = 256

a = √(256/4) = √64 = 8

답

a = 8

연습 방법

“이 강의 연습하기”는 실제 시험처럼 모든 주제의 문제를 섞어서 냅니다.
문제마다 값이 새로 바뀌므로 답이 아니라 푸는 방법을 익히게 됩니다.
막혔나요? 먼저 작은 힌트를 열고, 필요할 때만 전체 해설을 보세요.
모의고사는 제한 시간이 있고 힌트가 없으며, 끝나면 점수와 함께 전체 풀이를 검토할 수 있습니다.

이 강의의 계산기

RLC 임피던스 계산기 역률 개선 계산기 3상 전력 계산기 변압기 권수비 계산기 전압 강하 계산기