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바빠도 공부/전기기사83

전기기사 강의 12: 무한 직선 도체와 솔레노이드의 자계 전류가 흐르는 도체 주위에는 자계가 생긴다. 자계의 세기는 기호 H로 쓰고 단위는 A/m이다. 자속밀도는 기호 B로 쓰고 단위는 T, 즉 테슬라이다. B와 H의 관계는 B = μH이다. μ는 투자율이고 진공 투자율 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m이다. 앙페르의 주회적분법칙은 폐곡선을 따라 자계 세기를 적분하면 그 곡선이 감싼 전류와 같다는 법칙이다. 식은 ∮H·dl = I이다. 이 법칙은 대칭성이 좋은 도체에서 자계를 구할 때 쓴다. 무한히 긴 직선 도체에 전류 I가 흐른다고 하자. 도체에서 거리 r만큼 떨어진 점의 자계 세기는 H = I/(2πr)이다. 자계 방향은 오른손 법칙으로 정한다. 엄지손가락을 전류 방향으로 향하게 하면 나머지 손가락이 감는 방향이 자계 방향이다. 자속밀도는 B = μ₀I/(2π.. 2026. 11. 2.

전기기사 강의 11: 접지공사 종류와 접지저항 — 제1종·제2종·제3종·특별 제3종 접지는 고장 전류를 대지로 흘려보내는 설비다. 기기 외함에 전압이 걸려도 사람이 만졌을 때 몸을 통해 흐르는 전류를 줄이는 것이 목적이다. 대지전압 상승을 억제하는 역할도 한다. 접지공사는 종류마다 요구하는 접지저항값이 다르다. 시험에서는 종류와 저항값을 짝짓는 문제가 자주 나온다. 제1종 접지공사는 고압 및 특별고압 전기기기의 철대와 외함에 시설한다. 접지저항값은 10Ω 이하이다. 특별고압 계기용 변성기의 2차측 접지도 제1종으로 보는 경우가 있다. 고압 계통의 고장 전류가 외함에 걸렸을 때 대지전압을 낮게 유지하는 것이 핵심이다. 제2종 접지공사는 고압 또는 특별고압 전로와 저압 전로를 변압기로 결합하는 경우에 시설한다. 변압기 저압측의 중성점이나 단자에 접지한다. 목적은 혼촉 방지이다. 고압측이 저.. 2026. 10. 31.

전기기사 강의 10: 전달함수와 블록선도 — G(s) = Y(s)/X(s)로 제어계를 읽는 법 제어공학에서 시스템은 입력과 출력의 관계로 본다. 전달함수는 출력의 라플라스 변환을 입력의 라플라스 변환으로 나눈 값이다. 식은 G(s) = Y(s)/X(s)이다. 초기조건은 0으로 둔다. 전달함수만 알면 입력이 들어왔을 때 출력이 어떻게 변하는지 계산할 수 있다. 가장 기본은 1차 지연 요소다. 전달함수는 G(s) = K/(Ts+1)이다. K는 정상 이득, T는 시정수다. 계단 입력이 들어가면 출력은 지수 함수로 목표값에 다가간다. 식은 y(t) = K(1 − e^(−t/T))이다. t = T에서 출력은 최종값의 63.2%에 도달한다. t = 4T가 되면 98.2%에 도달한다. 시험에서는 시정수 T를 묻는 문제가 단골이다. 계산 예시를 하나 직접 풀어본다. K = 2, T = 0.5초인 1차 지연계에 .. 2026. 10. 30.

전기기사 강의 9: 송전선로 전압강하와 전력손실 — 전압을 올리면 손실이 제곱으로 준다 송전선로를 공부할 때 핵심 질문은 하나다. 같은 전력을 보내는데 왜 전압을 높이는가. 답은 손실 공식에 있다. 전력손실은 전류의 제곱에 비례하고, 전류는 전압에 반비례한다. 그래서 전압을 2배로 올리면 손실은 4분의 1이 된다. 3상 송전전력부터 정리한다. P = √3 × V × I × cosθ다. V는 선간전압, I는 선전류, cosθ는 역률이다. 이 식을 전류에 대해 풀면 I = P ÷ (√3 × V × cosθ)가 된다. 전력이 고정되면 전압이 오를수록 전류는 그만큼 줄어든다. 전력손실은 3상 합계로 계산한다. Pl = 3 × I² × R이다. R은 1상의 저항이다. 위 전류식을 대입하면 Pl = P² × R ÷ (V² × cos²θ)가 된다. 분모에 V²이 들어간다. 전압 2배는 손실을 4분의 1.. 2026. 10. 29.

전기기사 강의 8: 3상 교류 전력 — Y결선과 Δ결선, P = √3 VL IL cosθ 3상 교류는 전기기사 필기에서 회로이론과 전력공학을 가로지르는 단골 주제다. 단상은 전압이 0이 되는 순간이 있지만 3상은 세 상의 합이 일정하게 전력을 전달한다. 같은 전력을 보낼 때 전선 사용량이 줄고 전동기 회전도 부드러워진다. 그래서 발전과 송전은 3상이 기본이다. 나는 처음에 선간전압과 상전압을 자꾸 뒤섞어서 틀렸다. 결선부터 그림으로 구분하면 실수가 줄었다. Y결선은 세 권선의 한쪽 끝을 한 점에 모은 형태다. 이 모인 점이 중성점이다. 선간전압 VL은 상전압 Vp의 √3배다. 식은 VL = √3 × Vp다. 선전류 IL은 상전류 Ip와 같다. 식은 IL = Ip다. 중성선이 있으면 각 상에 단상 부하를 따로 연결할 수 있다. 380V 선간전압의 Y결선에서 상전압은 380 ÷ √3으로 약 22.. 2026. 10. 28.

전기기사 강의 7: 역률 개선 — 콘덴서 용량 Qc = P(tanθ1 − tanθ2) 계산법 역률은 유효전력 P를 피상전력 S로 나눈 값이다. 식으로는 cosθ = P / S이다. 역률이 낮다는 말은 같은 유효전력을 보내는 데 더 큰 전류가 흐른다는 뜻이다. 전류가 커지면 선로 손실 I²R이 커진다. 전압강하도 커진다. 변압기와 발전기 용량도 더 많이 잡아먹는다. 그래서 전기기사 필기 전력공학에서는 역률 개선이 단골 문제로 나온다. 역률을 개선하는 가장 기본적인 방법은 전력용 콘덴서를 병렬로 연결하는 것이다. 부하는 대부분 지상 부하이다. 지상 부하는 전류가 전압보다 뒤진다. 콘덴서는 진상 전류를 공급한다. 진상 전류가 부하의 지상 무효전력을 상쇄한다. 유효전력은 변하지 않는다. 무효전력만 줄어든다. 피상전력도 줄어든다. 전류도 줄어든다. 개선에 필요한 콘덴서 용량 공식은 Qc = P(tanθ1.. 2026. 10. 27.

전기기사 강의 6: 3상 유도전동기의 슬립과 토크 — 동기속도에서 실제 속도를 빼는 법 3상 유도전동기는 고정자 권선에 3상 교류가 흐르면 회전자계가 생기고, 회전자는 그 회전자계를 쫓아가며 돈다. 회전자계의 속도가 동기속도이고, 실제 회전자의 속도는 항상 동기속도보다 작다. 회전자가 회전자계와 같은 속도로 돌면 둘 사이에 상대운동이 사라져 유도기전력이 생기지 않기 때문이다. 이 속도 차이가 바로 슬립의 출발점이다. 동기속도는 Ns = 120f/p [rpm]으로 구한다. f는 전원 주파수, p는 극수이다. 60Hz 전원에 4극 전동기가 연결되면 Ns = 120×60/4 = 1800rpm이 된다. 시험에서는 극수를 2극, 4극, 6극처럼 그대로 넣는지, 상수 120을 잊지 않는지가 갈린다. 슬립은 s = (Ns - N)/Ns로 정의한다. Ns가 동기속도, N이 실제 회전자 속도이다. 백분율로.. 2026. 10. 26.

전기기사 강의 5: 변압기 전압변동률과 최대효율 조건 변압기는 전자기유도로 전압을 바꾸는 정지 기기다. 1차 권수를 N1, 2차 권수를 N2라 하면 권수비는 a = N1/N2다. 이상 변압기에서는 V1/V2 = N1/N2 = I2/I1이 성립한다. 실제 변압기는 권선 저항과 누설 리액턴스를 가지므로 부하가 걸리면 2차 전압이 떨어진다. 2차로 환산한 등가 임피던스는 r = r1 + a²r2, x = x1 + a²x2로 쓴다. 여기서 r1, x1은 1차 권선 저항과 누설 리액턴스, r2, x2는 2차 값이다. 전압변동률은 무부하 2차 전압 V20과 전부하 2차 전압 V2의 차이를 무부하 전압으로 나눈 값이다. 식은 ε = (V20 − V2)/V20 × 100%다. 근사식은 지상 부하에서 ε ≒ I2(r cosθ + x sinθ)/V20 × 100%다. θ는 .. 2026. 10. 25.

전기기사 강의 4: R-L-C 직렬 공진 — f₀ = 1/(2π√LC) 전 시간(강의 3)에는 전자기유도에서 코일의 인덕턴스 L을 다뤘다. 코일은 교류에서 저항처럼 보이는 리액턴스 X_L = ωL을 만들고, 주파수가 높을수록 그 값이 커진다. 이번 시간에는 축전기(강의 2)와 코일을 같은 교류 회로에 직렬로 연결했을 때 일어나는 공진 현상을 다룬다. 공진은 시험에서 공식과 숫자로 직접 묻는 단골 출제 구간이다. 리액턴스 두 개, 방향이 반대다 교류에서 코일의 리액턴스는 X_L = ωL = 2πfL이다. 주파수 f가 커지면 X_L도 커진다. 축전기의 리액턴스는 X_C = 1/(ωC) = 1/(2πfC)이다. 주파수 f가 커지면 X_C는 작아진다. 이 둘이 직렬로 있으면 전체 임피던스는 Z = R + j(X_L − X_C)가 된다. 허수부의 부호는 X_L이 위상 +90°, X_.. 2026. 10. 24.

전기기사 강의 3: 전자기유도 — 패러데이 법칙과 인덕턴스 L = μN²S/l 전류가 흐르면 자기장이 생긴다. 자석이 코일 근처에서 움직이면 반대로 전류가 생긴다. 이 현상이 전자기유도다. 패러데이 전자기유도 법칙은 한 줄로 정리된다. 코일을 통과하는 자속 Φ이 변하면 유도기전력 e가 생긴다. 식으로는 e = -N(dΦ/dt). N은 코일 권수, Φ는 자속(단위 Wb, 웨버)이다. 마이너스 부호가 핵심이다. 이게 렌츠 법칙이다. 유도기전력은 자속의 변화를 방해하는 방향으로 생긴다. 자석의 N극을 코일에 밀어 넣으면 코일은 자석을 밀어내는 방향으로 전류를 만든다. 자석을 떼어내면 반대로 끌어당기는 방향으로 전류가 흐른다. 변화를 거스른다는 점만 기억하면 부호 문제는 풀린다. 자속 Φ은 자속밀도 B와 면적 S의 곱이다. Φ = BS. 균일한 자기장에서 코일 면적 0.01 m²에 자속밀.. 2026. 10. 24.

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