동기발전기의 회전속도

관련 문항 5개

1. 문항 1 전기기기 · 동기기

   극수 10, 동기 속도 600rpm인 동기 발전기에서 나오는 전압의 주파수는 몇 Hz인가?

   1. 50
   2. 60
   3. 80
   4. 120

   정답과 해설

   정답 1번

   동기속도 공식을 뒤집어 주파수 = (동기속도 × 극수) ÷ 120으로 계산하면 50Hz가 나온다.

   풀이

   정답 근거: 동기속도 공식 $N_s=\frac{120f}{P}$에서 주파수 $f=\frac{N_sP}{120}=\frac{600\times10}{120}=50\text{Hz}$로 계산된다.

   이는 우리나라의 상용주파수 60Hz와 다른 값이므로 실전 시험에서 자주 헷갈리는 포인트이다.

   오답 소거: 60, 80, 120Hz는 극수나 동기속도를 잘못 대입한 계산 실수에서 나온 값이다.

   핵심 공식: $N_s=\frac{120f}{P}$, $f=\frac{N_sP}{120}$. 암기팁: '동기속도×극수를 120으로 나눈다'로 주파수를 역산해서 구하는 순서를 암기한다.

   처음이라면

   선풍기 모터를 생각해보세요. 모터 안에는 자석의 개수(극수)가 있고, 그 자석이 얼마나 빨리 도느냐(동기 속도, 분당 회전수)에 따라 전기의 파장이 초당 몇 번 반복되는지(주파수)가 정해져요.

   공식은 $N_s = \frac{120f}{P}$인데, 우리가 구하려는 건 주파수 $f$니까 식을 뒤집어서

   $f = \frac{N_s \times P}{120}$

   값을 넣어보면

   $f = \frac{600 \times 10}{120}$

   $f = \frac{6000}{120} = 50$Hz

   이런 문제가 나오면 → '극수 × 동기속도 ÷ 120'을 바로 떠올리자!

   한 걸음 더

   공식: $N_s = \frac{120f}{P}$ → $f = \frac{N_s \cdot P}{120}$

   풀이: $f = \frac{600 \times 10}{120} = 50$Hz

   오답 분석: 60Hz는 우리나라 상용주파수라는 상식에만 의존해 찍은 값, 120은 공식의 계수를 그대로 답으로 고른 실수다.

   이 유형 패턴: 동기속도·극수·주파수 중 하나를 숨기고 나머지 둘로 구하는 3각 공식 문제.

   꿀팁: '600×10=6000, 120으로 나누면 50'처럼 계산 전에 120이 약분되는지 먼저 확인하면 빠르다.

   • 동기발전기의 회전속도
2. 문항 2 전기기기 · 동기기

   동기 속도 1800rpm, 주파수 $60\text{Hz}$인 동기 발전기의 극 수는 몇 극인가?

   1. 2
   2. 4
   3. 8
   4. 10

   정답과 해설

   정답 2번

   동기속도 공식 $N_s=\frac{120f}{P}$를 뒤집어 극수를 구하면 $P=\frac{120\times60}{1800}=4$극이다.

   풀이

   정답 근거: 동기속도 $N_s=\frac{120f}{P}$에서 극수 $P=\frac{120f}{N_s}=\frac{120\times60}{1800}=4$극.

   오답 소거: 공식을 뒤집어 계산하거나 단위를 착각하면 2극, 8극 등 오답이 나온다.

   핵심 공식: $N_s=\frac{120f}{P}$. 암기팁: 상용 60Hz에서 극수별 동기속도(2극=3600, 4극=1800, 6극=1200, 8극=900rpm)를 표처럼 외워두면 빠르게 계산 가능하다.

   처음이라면

   선풍기 모터를 생각해 보세요. 모터 안에는 자석(극)이 몇 개 들어있는데, 극 수가 많아지면 빙글빙글 도는 속도(동기속도)가 느려져요. 반대로 극 수가 적으면 빨리 돌죠.

   동기속도(일정한 회전 속도)를 구하는 공식은 $N_s=\frac{120f}{P}$인데, 이 문제는 거꾸로 극 수를 구하는 거예요.

   공식을 뒤집으면: 극 수 = 120 × 주파수 ÷ 동기속도

   $P=\frac{120 \times 60}{1800}$

   $P=\frac{7200}{1800}=4$

   그래서 정답은 4극, ②번!

   이런 문제가 나오면 → "동기속도와 주파수가 주어졌구나, $N_s=\frac{120f}{P}$를 뒤집자!" 하고 떠올리면 됩니다.

   한 걸음 더

   동기속도 공식 $N_s=\frac{120f}{P}$에서 극수를 구하려면:

   $P=\frac{120f}{N_s}=\frac{120\times60}{1800}=4$극

   오답 이유: ①은 $\frac{60}{1800}\times60$처럼 숫자를 잘못 조합한 경우, ③⑧은 120 대신 다른 수를 넣거나 나눗셈 순서를 바꿔 나온 오답이다.

   이 유형 패턴: $N_s$와 $f$가 주어지면 무조건 $P=\frac{120f}{N_s}$를 대입.

   시험 꿀팁: 60Hz에서 2극=3600, 4극=1800, 6극=1200, 8극=900rpm을 외우면 계산 없이 바로 답 가능.

   • 동기발전기의 회전속도
3. 문항 3 전기기기 · 동기기

   동기발전기는 무엇에 의하여 회전수가 결정되는가?

   1. 역률과 극수
   2. 주파수와 역률
   3. 주파수와 극수
   4. 정격전압과 극수

   정답과 해설

   정답 3번

   동기속도는 Ns=120f/P로 주파수와 극수만으로 결정되며, 역률·전압은 무관하다.

   풀이

   동기발전기의 회전수(동기속도 Ns)는 전원(계통) 주파수 f와 발전기의 극수 P에 의해서만 결정되며, 다음 관계식을 따른다.

   $$N_s = \frac{120f}{P}[\mathrm{rpm}]$$ 역률이나 정격전압은 회전수 결정과 무관한 변수이다.

   핵심 공식: Ns = 120f / P

   암기팁: '동기속도는 f와 P의 함수'라는 문구를 그대로 암기.

   [참고] 전기기능사 시험에서는 이러한 정의와 수치를 정확히 구분하여 묻는 문제가 자주 출제되므로, 관련 용어와 규정값을 서로 짝지어 반복 학습해 두는 것이 실전에서 큰 도움이 된다.

   처음이라면

   동기발전기는 '계통 주파수(f)에 맞춰 정확히 맞물려 돈다'는 뜻의 이름입니다. 이 회전속도를 동기속도(Ns)라 하고, 공식 Ns = 120f / P [rpm]로 계산합니다. f는 주파수[Hz], P는 극수(자석 극의 수)입니다.

   예를 들어 60Hz, 4극이면 Ns = 120×60/4 = 1800rpm으로 딱 정해집니다. 이처럼 회전수를 결정하는 변수는 주파수와 극수 단 둘뿐입니다.

   ①의 역률, ④의 정격전압은 회전수와 아무 관계 없는 값이므로 답에서 제외됩니다.

   이런 문제가 나오면 → '동기속도 = 120f/P' 공식에서 변수가 f와 P뿐임을 떠올려 바로 고르세요.

   한 걸음 더

   동기속도 공식 Ns=120f/P(rpm)에 쓰이는 변수는 주파수 f와 극수 P뿐이므로 회전수는 주파수와 극수로 결정된다.

   역률·정격전압은 동기속도와 무관하므로 이들을 포함한 나머지 선지는 모두 탈락한다.

   이 유형은 '동기속도의 결정 인자'를 순수 개념으로 묻는 패턴이다.

   꿀팁: '동기속도는 f와 P의 함수' 한 문장으로 통째로 암기.

   • 동기 발전기
   • 동기발전기의 회전속도
4. 문항 4 전기기기 · 동기기

   동기속도 30[rps] 인 교류 발전기 기전력의 주파수가 60[Hz] 가 되려면 극수는?

   1. 2
   2. 4
   3. 6
   4. 8

   정답과 해설

   정답 2번

   f=PN/120에 N=1800rpm(30rps×60), f=60Hz를 대입하면 P=4극.

   처음이라면

   교류 발전기에서 주파수 f[Hz], 극수 P, 회전수 N[rpm]은 f = PN / 120 으로 연결됩니다. 이 공식 하나로 풀리는 계산 문제입니다.

   먼저 단위를 맞춥니다. 동기속도가 30[rps](초당 회전수)이므로 분당 회전수로 바꾸면 30 × 60 = 1,800[rpm]입니다.

   공식을 극수에 대해 정리한 P = 120f / N 에 값을 넣으면 P = 120 × 60 / 1,800 = 7,200 / 1,800 = 4, 즉 4극입니다.

   rps(초당)와 rpm(분당)을 헷갈리지 않도록 주의하세요. rps가 나오면 반드시 60을 곱해 rpm으로 바꾼 뒤 공식에 대입해야 합니다.

   이런 문제가 나오면 → f = PN/120을 외우고, rps는 ×60으로 rpm 변환 후 대입한다.

   한 걸음 더

   f = PN/120 → P = 120f/N. N = 30rps = 1,800rpm이므로 P = 120×60/1800 = 4극

   오답 2·6·8극은 rps→rpm 변환을 빠뜨리거나 공식 분모를 잘못 쓸 때 나오는 값들이다.

   이 유형은 동기속도 공식의 단위 변환(rps↔rpm)을 노리는 단골 계산 패턴이다.

   꿀팁: 'f = P×N/120', rps가 보이면 무조건 ×60으로 rpm 먼저 바꿔라.

   • 동기 발전기
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5. 문항 5 전기기기 · 동기기

   4극에서 60HZ의 주파수를 얻으려면 동기 발전기의 회전수를 얼마로 하여야 하는가?

   1. 1800[rpm]
   2. 1600[rpm]
   3. 1400[rpm]
   4. 1200[rpm]

   정답과 해설

   정답 1번

   동기속도 공식 Ns=120f/P에 대입하면 4극 60Hz는 1800rpm이다.

   풀이

   동기발전기의 회전수(동기속도) Ns는 주파수 f와 극수 P의 관계식으로 구한다.

   $$N_s = \frac{120f}{P}$$ f=60[Hz], P=4극이므로 Ns = (120×60)/4 = 7200/4 = 1800[rpm]이다.

   이는 60[Hz] 계통에서 4극기의 표준 회전수로 자주 출제되는 값이다.

   핵심 공식: Ns = 120f / P

   암기팁: '60Hz 표준 동기속도: 2극-3600, 4극-1800, 6극-1200'을 통째로 암기.

   [참고] 전기기능사 시험에서는 이러한 정의와 수치를 정확히 구분하여 묻는 문제가 자주 출제되므로, 관련 용어와 규정값을 서로 짝지어 반복 학습해 두는 것이 실전에서 큰 도움이 된다.

   처음이라면

   동기발전기는 극수와 주파수가 정해지면 회전수도 정해집니다. 이 회전수를 동기속도(Ns)라 하고 공식은 Ns = 120f / P입니다. f는 주파수[Hz], P는 극수입니다.

   주어진 값을 대입하면 f = 60, P = 4이므로 Ns = (120 × 60) / 4 = 7200 / 4 = 1800[rpm]입니다.

   ④ 1200rpm은 6극일 때 값이므로 대표적인 함정입니다. 60Hz 표준 동기속도는 '2극 3600, 4극 1800, 6극 1200, 8극 900'입니다.

   이런 문제가 나오면 → 공식 Ns = 120f/P에 바로 대입해 계산하세요.

   한 걸음 더

   동기속도 공식 Ns = 120f/P에 f=60, P=4를 대입하면 Ns = 7200/4 = 1800[rpm]

   ②1600, ③1400은 나올 수 없는 허수치이고, ④1200은 6극(7200/6)일 때 값이므로 소거된다.

   동기속도 문제는 숫자 대입형으로 거의 고정 출제된다.

   꿀팁: '60Hz 동기속도 2극 3600 → 4극 1800 → 6극 1200 → 8극 900'을 통째로 암기.

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