해설 보기
정답분상기동형 단상유도전동기 — 주권선과 90° 배치된 보조권선의 전류 위상차로 기동토크를 발생시킵니다.
핵심 개념
단상 유도전동기의 기동 방식
단상 유도전동기는 고정자 권선이 하나뿐이면 교번자계만 생겨 스스로 기동하지 못합니다. 그래서 회전자계 비슷한 것을 인위적으로 만들어 주는 기동 장치가 필요하며, 그 방식에 따라 분상기동형, 콘덴서기동형, 셰이딩코일형, 반발기동형 등으로 나뉩니다. 이 중 분상기동형은 주권선(운전권선)과 전기적으로 90° 떨어진 위치에 저항이 크고 리액턴스가 작은 보조권선(기동권선)을 설치해, 두 권선에 흐르는 전류 사이에 위상차를 만들어 기동토크를 얻습니다. 기동이 끝나면 원심력 스위치가 보조권선을 분리합니다. 기동토크 크기는 대체로 반발기동형 > 콘덴서기동형 > 분상기동형 > 셰이딩코일형 순입니다.
선지별 해설
①반발기동형은 회전자에 정류자와 브러시를 두고 브러시를 단락시켜 얻는 반발력으로 기동하는 방식입니다. 권선 전류의 위상차를 이용하는 방식이 아니므로 이 문제의 설명과 맞지 않습니다.
②반발유도형은 반발전동기의 구조에 농형 권선을 함께 두어 기동은 반발식, 운전은 유도식으로 하는 형식입니다. 역시 정류자·브러시의 반발작용이 기동 원리이므로 보조권선의 위상차 설명과는 다릅니다.
③분상기동형은 주권선과 전기적으로 90° 위치에 R/X 비가 큰 보조권선을 배치해 두 전류에 위상차를 만들고, 이로써 회전자계를 형성해 기동토크를 얻습니다. 문제의 설명과 정확히 일치하므로 정답입니다.
④셰이딩코일형은 고정자 자극의 일부에 단락된 구리 고리(셰이딩코일)를 끼워 그 부분의 자속을 지연시켜 이동자계를 만드는 방식입니다. 별도의 보조권선과 원심력 스위치가 없고 기동토크도 가장 작습니다.
해설 보기
정답MOSFET이 BJT보다 속도가 빨라 고속 회로에 더 적합하다는 설명은 옳지 않습니다 — 동일 조건에서 고속 특성은 BJT가 우수합니다.
핵심 개념
BJT와 MOSFET의 특성 비교 (양극성 vs 단극성 소자)
BJT는 전자와 정공 두 종류의 캐리어가 모두 동작에 관여하는 양극성(bipolar) 소자로, 베이스 전류로 컬렉터 전류를 제어하는 전류 구동 소자입니다. 반면 MOSFET은 채널의 다수캐리어만 이동하는 단극성(unipolar) 소자이며, 산화막으로 절연된 게이트 전압으로 드레인 전류를 제어하는 전압 구동 소자입니다. 이 구조 차이 때문에 MOSFET은 입력 임피던스가 매우 크고 소자 면적이 작아 고밀도 집적에 유리하지만, 상호컨덕턴스(gm)와 전류 구동 능력이 큰 BJT가 같은 조건에서 고속 스위칭·고주파 동작에는 더 유리하다는 점을 함께 기억해야 합니다.