해설 보기
정답E ∝ φN 에서 N이 4배가 되면 φ는 1/4배가 되어야 곱이 일정하게 유지됩니다.
핵심 개념
직류 발전기 유기 기전력과 자속·회전수 관계
직류 발전기의 유기 기전력은 E = (pZ/60a)·φ·N 으로 표현되며, 기계 상수를 묶으면 E ∝ φ·N 즉 자속과 회전수의 곱에 비례합니다. 따라서 회전수 N을 바꾸면서 기전력 E를 이전과 같은 값으로 유지하려면, 자속 φ를 회전수 변화와 반대로 조정해 곱을 일정하게 맞춰야 합니다. 이 문항은 E ∝ φN 이라는 비례 관계 하나만 정확히 세우면 풀리는 문제입니다.
선지별 해설
①1/2배로 하면 φN = (1/2)×4 = 2배가 되어 기전력이 2배로 커집니다. 이전 값을 유지하지 못하므로 틀렸습니다.
②2배로 하면 φN = 2×4 = 8배가 되어 기전력이 8배가 됩니다. 유지 조건과 정반대로 크게 벗어나므로 틀렸습니다.
③E ∝ φN 에서 E를 일정하게 두면 φ ∝ 1/N 입니다. N이 4배가 되었으므로 φ = 1/4배로 줄여야 φN = (1/4)×4 = 1 로 곱이 이전과 같아 기전력이 유지됩니다.
④4배로 하면 φN = 4×4 = 16배가 되어 기전력이 16배로 폭증합니다. 자속을 줄여야 할 상황에서 오히려 늘리는 것이므로 틀렸습니다.
해설 보기
정답직권 전동기는 계자 전류가 전기자 전류와 같아 φ ∝ Ia 가 되고, T ∝ φIa = Ia² 특성을 가집니다.
핵심 개념
직류 전동기 종류별 토크-전류 특성
직류 전동기의 토크는 T ∝ φ·Ia 입니다. 직권 전동기는 계자 권선이 전기자와 직렬로 연결되어 계자 전류가 곧 전기자 전류이므로, 자기포화 전 영역에서 φ ∝ Ia 가 되어 T ∝ Ia² 로 전기자 전류의 제곱에 비례합니다. 반면 분권·타여자 전동기는 계자 자속이 전기자 전류와 무관하게 거의 일정하여 T ∝ Ia 로 1차 비례합니다. 이 특성 차이가 이 문항의 핵심입니다.
선지별 해설