본문 바로가기
반응형

스터디/전기기사34

교류 이론 제5편 – 저항·코일·콘덴서 회로에서 전압과 전류의 관계 교류 회로의 특징을 가장 분명하게 보여주는 요소는 바로 저항, 코일, 콘덴서이다. 이 세 가지는 단독으로 사용될 때도 각기 다른 성질을 가지며, 교류에서 전압과 전류의 관계를 완전히 다르게 만든다. 전기기사 공부에서 이 부분을 제대로 이해하면 이후에 나오는 임피던스, 전력, RLC 회로 해석이 훨씬 수월해진다. 먼저 저항만 존재하는 교류 회로를 살펴보면, 직류와 거의 동일한 성질을 가진다. 교류 전압이 인가되면 전류도 같은 순간에 증가하고 감소하며, 전압과 전류 사이에는 시간적인 지연이 발생하지 않는다. 즉, 전압과 전류는 같은 위상을 가지며 위상차는 0도이다. 이러한 특성 때문에 저항 회로에서는 전압과 전류의 관계를 이해하는 데 별도의 복잡한 개념이 필요하지 않다. 다음으로 코일, 즉 인덕터가 포함된 .. 2026. 1. 14.
교류 이론 제4편 – 위상차와 벡터(페이저) 표현의 의미 교류 회로를 이해하는 과정에서 많은 수험생들이 가장 낯설어하는 개념이 바로 위상차이다. 직류에서는 전압과 전류가 항상 같은 방향과 같은 크기로 유지되기 때문에 이런 개념이 필요하지 않았지만, 교류에서는 전압과 전류가 시간에 따라 변화하면서 서로 다른 타이밍으로 움직이게 된다. 이 시간적인 어긋남을 각도로 표현한 것이 위상차이며, 교류 해석의 핵심 개념이라고 할 수 있다. 위상이란 사인파가 기준이 되는 파형에 대해 어느 위치에 있는지를 나타내는 상태를 의미한다. 두 개의 교류 파형이 있을 때, 같은 순간에 최대값에 도달하면 위상이 같다고 하고, 한쪽이 먼저 최대값에 도달하면 앞선다고 표현한다. 반대로 늦게 도달하면 뒤진다고 말한다. 이 차이를 시간으로 표현할 수도 있지만, 교류에서는 주기성이 있기 때문에.. 2026. 1. 12.
교류 이론 제3편 – 최대값·평균값·실효값의 개념과 왜 실효값을 쓰는가 교류를 공부하다 보면 처음으로 헷갈리기 시작하는 지점이 바로 최대값, 평균값, 실효값이라는 세 가지 값이다. 직류에서는 전압이나 전류가 항상 일정하기 때문에 하나의 값만으로도 충분했지만, 교류는 시간에 따라 끊임없이 변화하기 때문에 어느 한 순간의 값만으로는 전기의 크기를 제대로 표현할 수 없다. 그래서 교류에서는 목적에 따라 서로 다른 기준값이 사용된다. 먼저 최대값은 교류 파형에서 가장 높은 순간의 값이다. 사인파 기준으로 보면 파형의 꼭대기에 해당하며, 기호로는 Vm 또는 Im으로 표현된다. 최대값은 파형의 형태를 이해하거나 수식을 전개할 때는 자주 등장하지만, 실제 전력 계산이나 기기 용량을 판단하는 기준으로는 거의 사용되지 않는다. 왜냐하면 최대값은 아주 짧은 순간의 값이기 때문에 실제 에너지의.. 2026. 1. 9.
교류 이론 제2편 – 교류 파형과 사인파의 수학적 표현 교류를 본격적으로 이해하기 위해서는 반드시 교류 파형, 그중에서도 사인파의 형태와 의미를 정확히 알아야 한다. 전기기사 시험에서 교류는 대부분 사인파를 기준으로 설명되며, 이후 배우게 되는 임피던스, 위상, 전력 계산 역시 모두 사인파를 전제로 전개된다. 교류 전압이나 전류를 시간에 따라 그래프로 나타내면 물결처럼 부드럽게 오르내리는 곡선이 나타나는데, 이를 교류 파형이라고 한다. 이 중 가장 기본이 되는 파형이 바로 **사인파(Sine Wave)**이다. 사인파는 발전기에서 교류가 발생할 때 자연스럽게 생성되는 파형으로, 에너지 전달이 안정적이고 분석이 용이하다는 장점이 있다.사인파 교류는 수학적으로 다음과 같은 식으로 표현된다.전압의 경우v = Vm sin(ωt)전류의 경우i = Im sin(ωt)여.. 2026. 1. 8.
직류기 이론 8편: 직류기의 특성 곡선과 직류기 이론 종합 정리 직류기 이론을 종합적으로 이해하기 위해 반드시 정리해야 할 부분이 바로 특성 곡선이다. 특성 곡선은 직류기의 전압, 전류, 속도, 토크 사이의 관계를 시각적으로 나타낸 것으로, 앞에서 학습한 여자 방식, 속도 특성, 토크 특성, 손실과 효율, 전기자 반작용 등의 내용을 하나로 묶어주는 역할을 한다. 전기기사 시험에서도 직류기의 특성 곡선은 단독 문제로 출제되기보다는, 운전 특성을 해석하거나 용도에 맞는 전동기를 선택하는 문제 형태로 자주 등장한다. 직류 발전기의 특성 곡선은 무부하 특성, 내부 특성, 외부 특성으로 구분된다. 무부하 특성은 부하가 없는 상태에서 계자 전류에 따른 단자 전압의 변화를 나타내며, 발전기의 포화 특성을 이해하는 데 중요한 자료가 된다. 내부 특성은 전기자 반작용과 내부 전압 .. 2026. 1. 2.
직류기 이론 7편: 직류 전동기의 속도 제어 방법과 운전 특성 직류 전동기는 다른 전동기에 비해 속도 제어가 비교적 간단하고 제어 특성이 우수하다는 장점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 정밀한 속도 조절이 필요한 산업 현장에서 오랫동안 사용되어 왔다. 전기기사 시험에서도 직류 전동기의 속도 제어 방법은 단순한 암기 문제가 아니라, 각 제어 방식이 속도와 토크 특성에 어떤 영향을 미치는지를 이해하고 있는지를 묻는 형태로 자주 출제된다. 따라서 속도 제어의 원리를 전동기의 내부 동작과 연계하여 정리해 두는 것이 중요하다. 직류 전동기의 속도는 기본적으로 전기자에 인가되는 전압과 계자 자속의 크기에 의해 결정된다. 이 관계를 바탕으로 직류 전동기의 속도 제어 방법은 크게 전기자 전압 제어 방식과 계자 제어 방식으로 나눌 수 있다. 전기자 전압 제어는 전기자에 인가되는 .. 2025. 12. 29.
직류기 이론 6편: 직류 전동기의 기동 방식과 기동저항기의 필요성 직류 전동기를 처음 기동할 때는 정상 운전 상태와 전혀 다른 전기적 조건이 형성되며, 이 과정에서 발생하는 과도 전류를 어떻게 제어하느냐가 직류기의 안전한 운전을 좌우한다. 직류기 이론에서 기동 방식은 단순한 운전 절차가 아니라, 전동기의 보호와 수명, 그리고 전원 설비의 안정성까지 영향을 미치는 중요한 요소이다. 전기기사 시험에서도 직류 전동기의 기동 시 전류가 왜 크게 흐르는지, 그리고 이를 억제하기 위한 방법이 무엇인지에 대해 반복적으로 출제된다. 직류 전동기가 정지 상태에 있을 때는 회전으로 인해 발생하는 역기전력이 존재하지 않는다. 정상 운전 중에는 전동기의 회전에 의해 역기전력이 발생하여 전기자 전류를 제한하는 역할을 하지만, 기동 순간에는 이 역기전력이 0에 가깝기 때문에 전기자 회로에는 .. 2025. 12. 28.
직류기 이론 5편: 전기자 반작용과 보극·보상권선의 역할 직류기를 실제로 운전할 때 가장 중요한 문제 중 하나는 부하가 걸릴수록 자계 분포가 왜곡되고, 이로 인해 정류 상태가 악화된다는 점이다. 이러한 현상의 근본 원인이 바로 전기자 반작용이며, 직류기 이론에서 전기자 반작용은 정류 문제와 직결되는 핵심 개념으로 다뤄진다. 전기기사 시험에서도 전기자 반작용의 영향과 이를 억제하기 위한 보극과 보상권선의 역할을 묻는 문제가 반복적으로 출제되기 때문에, 단순 정의를 넘어서 원인과 결과의 흐름을 정확히 이해하는 것이 중요하다. 전기자 반작용이란 전기자 권선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계가 주자극의 자계와 상호 작용하면서 전체 자계 분포를 왜곡시키는 현상을 의미한다. 무부하 상태에서는 주자극에 의해 비교적 대칭적인 자계가 형성되지만, 부하가 증가하여 전기자 전.. 2025. 12. 27.
직류기 이론 4편: 직류기의 손실, 효율 그리고 정류 문제의 이해 직류기의 성능을 평가할 때 가장 중요한 기준 중 하나는 손실과 효율이며, 이와 함께 반드시 함께 이해해야 할 요소가 바로 정류 문제이다. 직류기는 구조적으로 정류자와 브러시를 사용하기 때문에 다른 전기기기에 비해 손실 요소가 다양하고, 정류 상태에 따라 성능과 수명이 크게 달라진다. 전기기사 시험에서는 직류기의 손실을 단순 분류 문제로 묻는 데서 그치지 않고, 효율 계산과 정류 불량의 원인 및 대책을 함께 묻는 경우가 많기 때문에 이 세 가지 개념을 하나의 흐름으로 정리해 두는 것이 중요하다. 직류기의 손실은 크게 전기적 손실, 기계적 손실, 그리고 부하에 따라 변화하는 손실로 나눌 수 있다. 전기적 손실에는 전기자 권선과 계자 권선에서 발생하는 동손이 포함되며, 이는 전류의 제곱에 비례하여 증가하는 .. 2025. 12. 16.
직류기 이론 3편: 직류 전동기의 속도 특성과 토크 특성 직류 전동기의 가장 큰 장점은 부하 변화에 따른 속도와 토크의 특성을 비교적 자유롭게 제어할 수 있다는 점이며, 이러한 특성 때문에 직류기는 오랫동안 산업 현장의 핵심 구동 장치로 사용되어 왔다. 전기기사 시험에서도 직류 전동기의 속도 특성과 토크 특성은 공식 암기뿐 아니라, 여자 방식에 따른 변화와 실제 운전 특성의 해석 능력을 묻는 문제로 자주 출제된다. 따라서 단순히 결과만 외우기보다는, 전류와 자속의 변화가 속도와 토크에 어떤 영향을 미치는지를 흐름으로 이해하는 것이 중요하다. 직류 전동기의 속도는 전기자에 인가되는 전압, 전기자 전류, 그리고 계자 자속의 크기에 의해 결정된다. 일반적으로 전기자 전압이 증가하면 속도는 증가하고, 계자 자속이 강해질수록 속도는 감소하는 경향을 보인다. 이는 직류.. 2025. 12. 16.
반응형