3상 전력 문제에서 한 단계 더 나아가면 전류를 구하거나 역률을 계산하는 문제가 등장한다. 이 단계에서는 단순히 공식을 대입하는 것이 아니라, 전력과 전류 사이의 관계를 정확히 이해해야 한다.
3상 유효전력 공식은 P = √3 × VL × IL × cosθ이다. 이 식을 변형하면 전류를 구할 수 있다.
IL = P / (√3 × VL × cosθ)
즉, 유효전력과 전압, 역률이 주어지면 선전류를 바로 구할 수 있다. 시험에서는 전류를 구하라는 문제가 매우 자주 출제되며, 이 공식을 정확히 변형할 수 있어야 한다.
예를 들어 유효전력이 15kW이고 선간전압이 380V, 역률이 0.8인 3상 부하가 있다고 하면 선전류는 다음과 같이 계산된다.
IL = 15000 / (√3 × 380 × 0.8)
√3을 1.732로 계산하면 약 28.5A 정도가 된다. 이처럼 전류 문제는 공식 변형만 정확히 하면 어렵지 않다.
다음으로 중요한 것은 역률을 구하는 문제이다. 역률은 유효전력과 피상전력의 비율이므로 다음과 같이 표현된다.
cosθ = P / S
3상에서는 피상전력이 S = √3 × VL × IL이므로, 역률은 다음과 같이 구할 수 있다.
cosθ = P / (√3 × VL × IL)
즉, 전력과 전압, 전류를 알고 있다면 역률을 직접 계산할 수 있다.
시험에서는 종종 유효전력과 전류, 전압이 주어진 뒤 역률을 구하라는 문제가 출제된다. 이때는 위 공식을 그대로 적용하면 된다. 또한 역률이 주어지지 않은 상태에서 전력 삼각형을 이용해 간접적으로 구하는 문제도 자주 나온다.
3상에서 전류와 역률은 매우 밀접한 관계를 가진다. 같은 유효전력을 공급하더라도 역률이 낮으면 더 큰 전류가 흐르게 된다. 이는 전선 손실 증가와 설비 과부하로 이어진다. 따라서 산업 현장에서는 항상 역률을 높게 유지하는 것이 중요하다.
이 개념은 이전에 배운 역률 개선과도 연결된다. 역률이 개선되면 동일한 전력을 더 적은 전류로 공급할 수 있게 된다. 따라서 전류 계산 문제와 역률 개념은 항상 함께 이해해야 한다.
정리하면 3상 전류 계산은 유효전력 공식을 변형하는 것이 핵심이다. 그리고 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 이해하면 된다. 이 두 개념을 정확히 연결하면 대부분의 3상 계산 문제를 해결할 수 있다.
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