개념 한 쪽
전기기능장 3상 및 다상 교류 — △결선 선전류와 2전력계법
3상 교류는 크기가 같고 위상이 120도씩 다른 전압을 묶어 쓰는 방식이다. △결선에서는 선간전압과 상전압이 같고 선전류가 상전류의 √3배가 된다. 교류의 위상 관계와 평균값·실효값, 병렬 회로의 전류 합성도 함께 묻는다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
뜻
어떤 소자에 전압과 전류가 같은 위상으로 흐르면 그 소자는 저항이다. 반대로 전류가 전압보다 90도 위상이 앞서면 용량성 회로로 판단한다.
정현파 교류의 평균값은 실효값에 0.9를 곱한 값이다. 실효값이 314V이면 평균값은 약 283V가 된다.
전원과 부하가 모두 △결선인 3상 평형 회로에서 선간전압은 상전압과 같다. 부하 임피던스가 6+j8Ω이면 그 크기를 구해 상전류를 계산한 뒤 √3을 곱해 선전류를 구한다. 코일에 전류를 흘리려면 유도 리액턴스 XL = ωL을 구해 전압을 정한다.
병렬 RLC 회로에 흐르는 전원 전류는 저항 전류와 리액턴스 전류를 벡터로 합한 값이다. 결합 계수가 1인 두 코일을 반대방향으로 직렬 연결하면 유기 기전력이 상쇄되어 합성 인덕턴스는 0이 된다.
평형 3상 회로의 역률은 두 전력계의 지시값으로 구한다. 두 지시값이 1kW와 2kW일 때 2전력계법으로 계산하면 역률은 약 86.6%가 된다.
예제
선지 판단은 전압과 전류가 동상이면 저항, 전류가 90도 앞서면 용량성 회로로 고르는지, △결선에서 선전류가 상전류의 √3배라고 읽는지, 평균값을 실효값의 0.9배로 계산하는지, 병렬 RLC의 전원 전류를 각 소자 전류의 벡터 합으로 구하는지, 역직렬로 연결한 결합계수 1인 두 코일의 합성 인덕턴스를 0으로 판단하는지에서 갈린다.
자주 묻는 물음
- △결선에서 선전류와 상전류의 관계는 어떻게 되나요?
- △결선에서는 선간전압과 상전압이 같고, 선전류는 상전류의 √3배입니다. 부하 임피던스의 크기로 상전류를 먼저 구한 뒤 √3을 곱해 선전류를 계산합니다.
- 전류가 전압보다 90도 앞서면 어떤 회로인가요?
- 용량성 회로입니다. 커패시터의 충전과 방전 특성 때문에 전류가 전압보다 위상이 앞서며, 전압과 전류가 동위상이면 저항만 있는 회로로 봅니다.
- 2전력계법으로 3상 평형 부하의 역률을 어떻게 구하나요?
- 두 전력계의 지시값을 이용해 역률을 계산합니다. 지시값이 1kW와 2kW인 경우 2전력계법의 관계식에 대입하면 역률은 약 86.6%가 됩니다.
전기기능장 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.