보상권선 (Compensating Winding)
보상권선 (Compensating Winding)는 직류기의 원리와 구조 단원의 개념이다. 공개 문항 4개를 한데 묶었다.
개념 설명
전기자 반작용 방지를 위해 전기자와 직렬 연결
전기자 반작용을 방지하기 위해 사용되며, 주극의 극간 슬롯에 설치하여 전기자 권선과 직렬로 연결하고 전류의 방향을 반대로 흘려보낸다.
관련 문항 4개
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문항 1 직류기에서 전기자 반작용을 방지하기 위한 보상 권선의 전류 방향은 어떻게 되는가?
정답과 해설
정답 2번
보상권선은 전기자 반작용 자속을 없애는 것이 목적이라, 전기자 권선과 반대 방향으로 전류를 흘려야 서로 상쇄된다.
풀이
정답 근거: 보상권선은 전기자 반작용으로 발생하는 자속을 상쇄하기 위해 자극편에 설치하며, 전류 방향은 전기자 권선의 전류 방향과 반대로 흘려야 전기자기자력을 정확히 상쇄할 수 있다.
오답 소거: ①같은 방향이면 오히려 전기자 반작용을 강화시키게 되어 목적에 어긋나고, ③④계자 권선의 전류 방향과 비교하는 것은 보상권선의 역할 정의와 직접 관련이 없다.
핵심 공식: 전기자 반작용 상쇄 조건 = 보상권선 전류 방향 ↔ 전기자 전류 방향 (반대).
암기팁: '보상은 반대로 걸어야 상쇄된다'로 암기한다.
처음이라면
스피커에서 소음이 날 때, 반대 파형의 소리를 만들어 소음을 지우는 '노이즈 캔슬링'을 생각해보세요. 전기기(전기를 돌려 힘을 만드는 기계)도 마찬가지예요.
전기자 권선(회전하는 부분)에 전류가 흐르면 꼬리를 흔들듯 불필요한 자속(자기의 흐름)이 생깁니다. 이게 '전기자 반작용'이에요.
이걸 없애려면 똑같은 방향으로 하나 더 만들면 오히려 두 배가 되겠죠?
반대 방향의 자속을 만들어야 서로 부딪혀 사라집니다(상쇄).
그래서 보상권선(자극편에 심는 추가 코일)에는 전기자 권선과 '반대 방향'의 전류를 흘립니다.
이런 문제가 나오면 → '보상은 반대로 걸어야 상쇄된다'를 떠올리면 됩니다.
한 걸음 더
보상권선은 전기자 기자력을 상쇄하기 위해 자극편에 설치하며, 전기자 권선과 반대 방향으로 전류를 흘려 자속을 제거한다.
오답: ① 같은 방향이면 반작용 자속이 강화됨. ③④ 계자 권선 방향과의 비교는 무관함.
이 유형 패턴: 보상권선 = 전기자 전류와 '반대' 방향.
꿀팁: 정류자 극(브러시 화살 이동 방향 = 회전 방향)과 구분해서 암기할 것.
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문항 2 직류기의 전기자 반작용의 영향을 보상하는 데 효과가 큰 것은?
정답과 해설
정답 4번
전기자 반작용 보상에는 전기자와 직렬로 결선되는 보상 권선이 가장 효과적이다.
풀이
정답 근거: 보상권선은 전기자 권선과 직렬로 접속되어 전기자 반작용을 상쇄하는 자속을 만들어내므로, 전기자 반작용을 보상하는 데 가장 효과가 크다(대형기에 사용).
오답 소거: 탄소브러시는 정류 개선용, 보극은 정류 개선 및 국부적 반작용 완화용이지만 전체 반작용 보상 효과는 보상권선보다 작고, 균압고리는 순환전류 방지용으로 목적이 다르다.
핵심 개념: 전기자 반작용 보상 효과 크기=보상권선>보극.
암기팁: '보상권선=반작용을 직접 상쇄하는 가장 강력한 대책'으로 기억한다.
처음이라면
전기자에 전류가 흐르면 전기자 도체 주변에 자기장이 생겨 주 자속을 밀고 비스듬히 뒤틀어 버리는 현상을 '전기자 반작용'이라고 합니다. 이것을 그대로 두면 정류가 나빠지고 단자 전압도 떨어집니다.
이를 없애는 가장 강력한 장치가 보상 권선입니다. 주극의 극면 홈에 파 묻은 이 권선은 전기자 권선과 직렬로 연결되어, 전기자 전류가 커질수록 반대 방향 자속을 똑같이 크게 만들어 반작용을 직접 상쇄합니다. 주로 대형 기계에 사용됩니다.
보극(②)도 반작용 완화에 도움이 되지만 주 역할은 정류 개선이고 효과는 보상 권선보다 작습니다. 탄소 브러시(①)는 정류 개선용, 균압 고리(③)는 순환 전류 방지용으로 목적 자체가 다릅니다.
이런 문제가 나오면 → '반작용 보상 최강 = 보상 권선'을 바로 떠올리세요.
한 걸음 더
전기자 권선과 직렬로 결선되어 반작용 자속을 직접 상쇄하는 보상 권선이 가장 효과적이다.
보극은 정류 개선·국부적 완화용으로 효과가 더 작고, 브러시·균압고리는 목적이 다르다.
이 유형은 반작용 대책의 효과 크기 순서를 묻는 패턴이다.
꿀팁: '보상 권선 > 보극' 순서만 외우면 된다.
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문항 3 직류기의 전기자 반작용에 가장 유효한 보상 방법은?
정답과 해설
정답 2번
전기자 반작용 보상 대책 중 보상권선이 반대 자속으로 자속 왜곡을 직접 상쇄해 가장 유효하다.
풀이
정답 근거: 보상권선은 전기자 권선과 직렬 접속되어 전기자 반작용에 의한 자속 왜곡을 직접 상쇄하는 반대 자속을 만들어내므로, 전기자 반작용에 가장 유효한 보상 방법이다(대형·고속기에 사용).
오답 소거: 보극 설치는 정류 개선 위주로 반작용 상쇄 효과는 보상권선보다 작고, 브러시 이동·균압고리 설치는 각각 정류·순환전류 대책으로 목적이 다르다.
핵심 개념: 전기자 반작용 대책 중 최상위=보상권선.
암기팁: '보상권선=반작용을 상쇄하는 가장 확실한 방법'으로 기억한다.
처음이라면
전기자 반작용이란, 전기자(회전부) 전류가 만든 자기장이 주 자극의 자속을 밀어붙여 자속 분포를 일그러뜨리는 현상이에요.
이를 막는 방법 중 가장 확실한 것이 보상권선 설치예요. 보상권선은 주 극의 극면에 감겨 전기자 권선과 '직렬'로 연결되므로, 전기자 전류와 크기가 같고 방향이 반대인 자속을 만들어 반작용을 직접 상쇄합니다. 그래서 대형·고속기에 사용돼요.
① 보극 설치는 주로 정류(코일 전류 방향 전환) 개선용이라 반작용 상쇄 효과는 보상권선보다 작습니다.
이런 문제가 나오면 → '반작용 최고 대책 = 보상권선'으로 ②를 고르세요.
한 걸음 더
보상권선은 전기자권선과 직렬 접속되어 반작용 자속과 크기 같고 방향 반대인 자속으로 왜곡을 직접 상쇄하므로 가장 유효하다.
보극은 정류 개선이 주목적이라 상쇄 효과가 작고, 브러시 이동·균압고리는 각각 정류·순환전류 대책이라 소거된다.
이 유형은 반작용 대책의 '가장 유효'를 묻는 고정 패턴이다.
꿀팁: '반작용=보상권선, 정류=보극' 역할 분리로 암기.
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문항 4 직류 발전기에서 전기자 반작용을 없애는 방법으로 옳은 것은?
정답과 해설
정답 2번
전기자 반작용 대책은 보극 설치와 보상권선 설치이며, 보상권선이 가장 확실하다.
처음이라면
전기자 반작용이란 전기자(회전하는 부분) 전류가 만드는 자속이 주자극의 자속을 밀고 눌러 자기장을 일그러뜨리는 현상입니다. 그 결과 중성점이 이동하고 정류(커뮤테이션)가 나빠집니다.
이를 없애는 방법은 ① 브러시를 이동한 중성점 위치로 옮기기, ② 중성축에 보극(정류극) 설치, ③ 주자극 표면에 보상권선 설치(가장 확실한 방법) 등입니다.
따라서 보극과 보상권선을 모두 설치하는 것이 정답입니다. ①은 '중성점이 아닌 곳으로' 이동한다고 했으니 반대이고, ③ 브러시 압력은 반작용과 무관하며, ④처럼 보상권선을 빼면 대책이 불완전합니다.
이런 문제가 나오면 → '전기자 반작용 대책 = 보극 + 보상권선(가장 확실)'로 외우세요.
한 걸음 더
전기자 반작용 대책: 중성축에 보극 설치 + 주자극 표면에 보상권선 설치(가장 확실), 브러시는 이동한 중성점으로 옮긴다.
①은 중성점 '이외'로 옮긴다 했으니 반대이고, ③ 브러시 압력은 무관, ④는 보상권선을 빼서 불완전하다.
대책 3종(브러시 이동·보극·보상권선)을 묻는 단골 유형.
꿀팁: '보상권선 = 가장 확실' — 이 단어가 보이면 정답 후보로 찍어라.