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스터디/전기기사34

16편 – 삼상 유도전동기의 구조와 회전자계 생성 원리 삼상 유도전동기는 산업 현장에서 가장 널리 사용되는 전동기이며, 전기기사를 준비하는 과정에서도 반드시 명확하게 이해해야 하는 핵심 장치다. 특히 전동기의 기초 원리 중 하나인 ‘회전자계의 생성’은 유도기뿐 아니라 동기기, 변압기 이해로도 연결되며 전기 기초 이론 전체를 묶는 중요한 연결고리 역할을 한다. 삼상 유도전동기의 기본 원리를 설명하려면 먼저 그 구조를 차근차근 뜯어볼 필요가 있다. 이 전동기는 크게 고정자와 회전자로 이루어져 있으며, 고정자는 철심과 고정자 권선으로 구성되어 삼상의 전압이 공급되는 부분이다. 반면 회전자는 두 가지 타입, 즉 **와운드형(권선형)**과 **케이지형(스크롤 케이지형)**이 존재하는데, 실제 현장에서는 케이지형 회전자가 압도적으로 많이 쓰인다. 그 이유는 구조가 간.. 2025. 12. 10.
14편 – 변압기의 절연과 내전압 시험의 원리 변압기는 고전압과 저전압을 동시에 다루는 장치이기 때문에 절연 성능이 매우 중요하고, 이 절연 성능이 변압기의 수명과 안전성에 직접적인 영향을 미친다. 전력 설비 중 절연의 중요성을 가장 크게 다루는 분야가 바로 변압기인데, 이는 내부 구조가 고전압 권선, 저전압 권선, 철심, 절연유, 절연지 등 여러 절연체로 이루어져 있기 때문이다. 이러한 절연체들은 서로 다른 역할을 수행하면서 전기적 간섭을 방지하고, 외부 이상전압이나 내부 전압 스트레스에도 견딜 수 있는 수준의 강도가 요구된다. 변압기는 운전 중 높은 전압이 걸리기 때문에 권선과 권선 사이, 권선과 철심 사이, 절연유와 탱크 사이 등 다양한 부분에 전기적 스트레스가 존재하며, 이를 안전하게 유지하기 위해 절연 구조가 정교하게 설계된다. 변압기 절.. 2025. 12. 9.
13편 – 변압기의 온도상승과 냉각 방식의 이해 변압기는 전력 계통에서 장시간 연속 운전을 해야 하는 대표적인 장치이기 때문에 내부에서 발생하는 열을 어떻게 관리하고 냉각하느냐가 매우 중요한 요소가 된다. 변압기 내부에서는 동손과 철손이 지속적으로 발생하면서 온도가 상승하게 되고, 이 온도는 절연물의 노화와 성능 저하에 직결된다. 절연물은 일정 온도 이상에서는 급격하게 열화가 진행되기 때문에 변압기의 수명을 좌우하는 가장 중요한 요인 중 하나가 바로 온도상승이다. 일반적으로 변압기의 수명은 절연물의 수명이라고 말할 정도로 절연체가 받은 열적 스트레스가 전체 장치의 내구성과 안정성에 큰 영향을 미친다. 변압기의 온도상승은 보통 권선 온도상승과 유입유 온도상승으로 구분되며, 각각 규정된 허용 온도 범위가 있으며 이를 넘어서는 경우 변압기가 위험한 상태로.. 2025. 12. 6.
11편 – 변압기의 병렬운전 조건과 전압균형의 원리 변압기의 병렬운전은 전기설비에서 매우 중요한 개념으로, 하나의 변압기만으로는 감당하기 어려운 부하를 안정적으로 공급하기 위해 두 대 이상을 함께 연결하여 운전하는 방식이다. 전력계통에서는 부하가 갑자기 증가할 수도 있고, 변압기 한 대가 고장이나 점검으로 인해 운전이 불가능한 상황이 발생할 수 있기 때문에 여러 대의 변압기를 병렬로 연결해 두면 안정성과 신뢰성을 대폭 높일 수 있다. 하지만 아무 변압기나 단순히 선만 연결한다고 해서 문제 없이 병렬운전이 되는 것은 아니며, 특정 조건을 만족하지 못하면 부하 공유가 제대로 이루어지지 않고 변압기 내부에 순환전류가 흐르거나 과부하가 발생하는 등 위험한 상황이 생길 수 있다. 그래서 전기기사 시험에서도 변압기 병렬운전 조건은 매우 중요한 이론으로 자주 등장한다.. 2025. 12. 5.
10편 – 변압기의 등가회로와 임피던스의 비밀 전기기사에서 변압기는 가장 기본적이면서도 동시에 반드시 깊게 이해해야 하는 핵심 파트 중 하나인데, 그중에서도 등가회로와 임피던스 개념은 처음 접할 때 복잡해 보이지만 실제로는 변압기가 어떻게 동작하고 어떤 손실이 생기며, 부하 조건에 따라 전압이 어떻게 변화하는지 설명해주는 가장 중요한 도구다. 변압기는 1차 권선과 2차 권선 사이에서 전자유도 작용에 의해 전압과 전류를 교환하는 기계이지만, 실제 변압기 안에서는 이상적인 변환만 이루어지는 것이 아니라, 권선의 저항과 누설 리액턴스, 자화전류, 철손 등 다양한 요소가 동시에 발생한다. 변압기를 등가회로로 표현하는 것은 이러한 실제 요소들을 하나의 회로로 단순화해서 이해하고 계산할 수 있게 만드는 과정으로, 전기기사 시험에서 매우 높은 비중으로 출제되는 .. 2025. 12. 4.
9편 – 동기기의 기본 원리와 동기 속도의 비밀 전기기사에서 동기기는 유도기와 함께 반드시 이해해야 하는 핵심 기계인데, 동기기는 구조와 원리에서 유도기와는 완전히 다른 특징을 가지고 있기 때문에 처음 접하는 수험생들에게는 다소 낯설게 느껴지기도 한다. 그러나 동기기의 본질을 이해하면 이 기계가 왜 ‘동기기’라고 불리는지, 왜 전력계통에서 필수적인 역할을 하는지 자연스럽게 이해할 수 있게 된다. 동기기는 발전기와 전동기로 모두 사용될 수 있으며, 교류 발전소에서 사용하는 거의 모든 발전기가 동기 발전기이기 때문에 전력계통의 뿌리를 이루는 기계라고 해도 과언이 아니다. 동기기의 가장 중요한 특징은 바로 회전자가 고정자에서 만들어지는 회전자기장과 동기(speed) 즉, 동일한 속도로 회전한다는 점이다. 이 말은 곧 회전자와 고정자의 자기장이 서로 맞물려.. 2025. 12. 4.
전기기사 이론 정리 8편 – 유도기 원리와 토크의 비밀 전기기사를 공부할 때 유도기는 가장 핵심적인 챌린지 중 하나로 많은 수험생들이 처음 접할 때 어려움을 느끼는 영역이지만, 실제로 그 원리를 차근차근 이해하면 매우 논리적이고 흥미로운 구조를 가진 기계라는 것을 발견하게 된다. 유도기, 특히 삼상 유도전동기는 현대 산업에서 없어서는 안 될 존재로, 공장 자동화 설비, 엘리베이터, 펌프, 컨베이어 시스템 등 모든 곳에서 동작하고 있기 때문에 전기기사 시험에서도 높은 비중을 차지한다. 유도기의 기본 원리는 고정자에 삼상 교류를 공급하면 고정자 내부에 회전하는 자기장이 만들어지고, 이 회전 자기장이 회전자 도체를 절단하면서 유도기 내부에서 전압과 전류가 자동으로 생성되는 구조로 되어 있다. 그래서 유도기는 ‘유도되어 돌아가는 전동기’라는 의미를 갖고 있으며, .. 2025. 12. 3.
7장. 정전기 유도와 전기력선이 보여주는 보이지 않는 힘의 지도 전기기사 이론을 공부하다 보면 전기력선과 전기장이라는 개념이 반복적으로 등장한다. 처음에는 다소 추상적으로 느껴지지만, 이 두 개념은 전기의 세계를 눈으로 볼 수 있게 만들어주는 지도와 같다. 정전기 유도는 물체가 직접 접촉하지 않아도 전하의 분포가 변하는 현상으로 설명되며, 이는 전기력선이 존재하기 때문에 가능한 자연스러운 과정이다. 전하는 그저 고정된 점으로만 존재하는 것이 아니라 주변 공간 전체에 영향을 미치며, 그 영향력이 공간 속에 펼쳐져 있는 보이지 않는 전기장으로 나타나는 것이다. 전기장이란 전하가 주변에 만들어내는 ‘힘의 공간’이며, 그 공간 안에 새로운 전하가 들어오면 자연스럽게 힘을 받는다. 즉, 전기장은 전하가 존재한다는 사실만으로도 이미 주변 공간을 변화시키는 일종의 에너지 구조라.. 2025. 12. 3.
6장. 교류 전력의 본질 – 유효전력과 무효전력이 만들어내는 보이지 않는 흐름 교류 회로를 이해하는 데 있어 전력을 단순히 ‘전기가 일을 하는 양’이라고만 생각하면 절대 전체 구조를 이해할 수 없다. 직류 회로에서는 전압과 전류가 일정하게 흐르기 때문에 전력은 P = VI라는 아주 단순한 공식으로 설명되지만, 교류 회로에서는 전압과 전류가 끊임없이 변화하고 위상까지 서로 달라지기 때문에 단순한 곱셈만으로는 정확한 전력을 알 수 없다. 교류 시스템에서는 전압과 전류가 서로 같은 시점에 최대가 되는지, 혹은 전류가 늦게 따라오는지에 따라 실제로 일을 하는 전력과 그렇지 않은 전력이 나뉘게 된다. 이러한 구조가 바로 유효전력(real power), 무효전력(reactive power), 그리고 피상전력(apparent power)이라는 개념을 만들어내며, 전기기사 공부에서 교류 회로를.. 2025. 12. 1.
5장. 임피던스가 지배하는 교류 회로의 깊은 세계 전기기사 이론에서 교류 전기의 기본 개념을 익혔다면 이제 교류 회로가 왜 직류 회로와 완전히 다른 양상을 띠는지 이해하는 단계에 들어서야 한다. 그 중심에는 바로 임피던스라는 개념이 자리하고 있으며, 이 개념은 단순히 전류의 흐름을 방해하는 저항의 확장이라기보다는 교류에서 전압과 전류의 관계를 한층 더 복합적이고 실질적으로 설명하는 새로운 시각을 제공한다. 직류에서는 전기 흐름을 방해하는 요소가 저항 하나뿐이었다면, 교류에서는 전류의 위상까지 영향을 주는 리액턴스라는 요소가 함께 존재한다. 즉, 교류 회로에서는 단순히 전류의 크기만이 아니라 언제 흐르느냐, 즉 시점이 얼마나 앞서는지 혹은 뒤처지는지가 매우 중요한 역할을 하게 되며, 이 모든 요소를 하나로 묶어주는 개념이 바로 임피던스다. 임피던스는 저.. 2025. 12. 1.
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