해설 보기
정답전기자, 계자, 정류자 — 직류기의 3대 구성 요소입니다.
핵심 개념
직류기의 3대 구성 요소 — 전기자·계자·정류자
직류기(직류발전기·직류전동기)는 크게 세 부분으로 이루어집니다. 계자(field)는 주자속을 만드는 부분이고, 전기자(armature)는 그 자속을 끊으며 기전력을 유기하거나 토크를 발생시키는 회전 도체 부분이며, 정류자(commutator)는 브러시와 함께 전기자의 교류 기전력을 직류로 바꿔 주는 부분입니다. 이 세 가지를 흔히 직류기의 3요소라고 부르며, 여기에 브러시를 더해 4요소로 설명하기도 합니다. 반면 단락환(농형 회전자의 end ring), 셰이딩코일(단상 유도전동기 기동장치), 여자기(동기발전기의 계자 전원 공급 장치)는 모두 직류기 고유의 구성 요소가 아닙니다.
선지별 해설
①단락환(end ring)은 농형 유도전동기 회전자에서 도체 막대의 양끝을 단락시키는 부품입니다. 직류기의 구성 요소가 아니므로 옳지 않습니다.
②여자기(exciter)는 동기발전기의 계자권선에 직류를 공급하는 별도 장치입니다. 직류기 자체의 주요 구성 요소로 열거하기에는 적절하지 않습니다.
③계자에서 주자속을 만들고, 전기자에서 기전력·토크가 발생하며, 정류자가 교류를 직류로 정류합니다. 직류기의 3대 요소를 정확히 나열했으므로 정답입니다.
④셰이딩코일은 단상 유도전동기에서 이동자계를 만들어 기동시키는 장치이고, 자속을 만드는 계자가 빠져 있어 직류기 구성으로 옳지 않습니다.
해설 보기
정답V2 = 20[V], |Z_L| = √2[Ω]이므로 I2 = 20/√2 = 10√2[A]입니다.
핵심 개념
변압기 권수비와 2차 전류 계산
이상 변압기에서 권수비 a는 a = N1/N2 = V1/V2 이므로, 2차 전압은 V2 = V1/a로 구합니다. 그 다음 2차측에 걸린 부하 임피던스의 크기를 이용해 옴의 법칙으로 2차 전류를 구하면 됩니다. 이때 부하가 복소 임피던스 Z = R + jX로 주어지면 전류 크기는 |I| = |V| / |Z| 이고 |Z| = √(R² + X²) 입니다. 이 문제에서는 권수비가 100:20, 즉 a = 5이므로 2차 전압은 100/5 = 20[V]이고, 부하 임피던스 크기는 |1 + j| = √(1² + 1²) = √2[Ω]입니다. 따라서 2차 전류는 20/√2 = 10√2 ≈ 14.14[A]가 됩니다. 60[Hz]라는 조건은 임피던스가 이미 Ω 값으로 주어져 있으므로 계산에 직접 쓰이지 않는 부수 정보입니다.