동기기의 전기자 반작용

관련 문항 5개

1. 문항 1 전기기기 · 동기기

   동기 발전기에서 역률각이 90∘ 늦을 때의 전기자 반작용은?

   1. 증자 작용
   2. 편자 작용
   3. 교차 작용
   4. 감자 작용

   정답과 해설

   정답 4번

   역률각이 90° 늦으면(지상) 전기자 반작용기전력이 주자속을 상쇄하는 방향으로 작용하므로 감자 작용이다.

   풀이

   동기 발전기에서: 역률 1(위상각 0∘)일 때: 교차 자화 작용 (주자속에 수직) 역률 0 (위상각 90∘) 늦을 때(지상): 감자 작용 (주자속을 상쇄) 역률 0 (위상각 90∘) 앞설 때(진상): 증자 작용 (주자속을 증가)

   처음이라면

   전기자 반작용(전류가 흐르면서 생기는 자기장이 본래 자석의 자기장에 영향을 주는 것)은 전류의 위상(전압과 전류의 시간차)에 따라 3가지로 나뉩니다.

   역률 100%(역률각 0°): 자기장이 서로 엇갈려서 → 교차 작용

   역률각 90° 늦음(전류가 전압보다 늦게 흐름): 전류가 만든 자기장이 본래 자기장을 약하게 만듦 → 감자 작용

   역률각 90° 앞섬(전류가 전압보다 먼저 흐름): 자기장을 강하게 만듦 → 증자 작용

   이 문제는 '90° 늦을 때'를 물었으므로 자속을 감소시키는 감자 작용입니다.

   이런 문제가 나오면 → '늦으면 감(나빠서 줄어듦), 앞서면 증(좋아서 늘어남)'으로 외우자!

   한 걸음 더

   전기자 반작용은 역률각에 따라 결정된다.

   ψ = 0°: 교차 작용

   ψ = +90°(지상, 늦음): 감자 작용

   ψ = -90°(진상, 앞섬): 증자 작용

   ① 증자는 진상 90°일 때, ③ 교차는 역률 100%일 때의 작용이므로 오답.

   이 유형 패턴: '늦으면 감자, 앞서면 증자, 역률 100%면 교차' 3단 암기로 즉답.

   시험 꿀팁: 편자(②)라는 선택지는 실제로 존재하지 않는 용어이므로 소거 대상.

   • 동기기의 전기자 반작용
2. 문항 2 전기기기 · 동기기

   동기발전기의 전기자 반작용 현상이 아닌 것은?

   1. 포화 작용
   2. 증자 작용
   3. 감자 작용
   4. 교차자화 작용

   정답과 해설

   정답 1번

   전기자 반작용은 부하 역률에 따라 감자(지상)·증자(진상)·교차자화(역률 100%) 작용 셋뿐이고, 포화작용은 별개의 자기포화 현상이다.

   풀이

   정답 근거: 동기 발전기의 전기자 반작용은 부하의 역률에 따라 감자작용(지상 역률), 증자작용(진상 역률), 교차자화작용(역률 1)으로 나뉩니다.

   포화작용은 자기회로의 자기포화 특성을 나타내는 별개의 현상으로 전기자 반작용의 종류가 아닙니다.

   오답 소거: 증자·감자·교차자화 작용은 모두 실제 전기자 반작용의 형태입니다.

   핵심 공식: 없음(반작용 분류).

   암기팁: '전기자반작용=감자·증자·교차자화(포화작용은 별개 개념)'.

   처음이라면

   전기(전기자)가 흐르면 자석의 성질이 변하는데, 이를 '전기자 반작용'이라고 해요. 마치 팝콘 기계(발전기)를 돌리는데 옆에서 바람(전류가 만드는 자기장)이 불어서 본래 바람(자계)이 흔들리는 것과 같아요.

   이 반작용은 부하의 역률(전기가 얼마나 알차게 쓰이는지 정도)에 따라 세 가지로 나뉩니다:

   ① 역률 100% → 교차자화 작용 (본래 자계를 비틀어버림)

   ② 지상 역률(늦는 전류) → 감자 작용 (자계를 약하게 함)

   ③ 진상 역률(빠른 전류) → 증자 작용 (자계를 강하게 함)

   '포화 작용'은 자석이 더 이상 강해지지 못하는 자기 포화(꽉 찬 상태) 현상이라 전기자 반작용이 아니에요.

   이런 문제가 나오면 → '감자·증자·교차자화' 세 가지만 외우고, 포화는 이형(별개)으로 걸러내면 됩니다.

   한 걸음 더

   전기자 반작용은 부하 역률에 따라 3가지:

   • 역률 100% → 교차자화 작용
   • 지상 역률 → 감자 작용
   • 진상 역률 → 증자 작용

   ① 포화작용은 자기회로의 자기포화 특성에 관한 별개 현상이라 반작용이 아니다. ②③④는 모두 실제 반작용의 형태이다.

   이 유형 패턴: 반작용 3종(감자·증자·교차자화)을 역률과 매칭해서 묻거나, 이형 하나를 섞어 내는 문제.

   꿀팁: '진상=증자, 지상=감자'로 라임을 맞춰 외우면 헷갈리지 않는다.

   • 동기기의 전기자 반작용
3. 문항 3 전기기기 · 동기기

   3상 동기발전기에서 전기자 전류가 무부하 유도기전력보다 π/2[rad] 앞선 경우($X_{c}$만의 부하)의 전기자 반작용은?

   1. 횡축반작용
   2. 증자작용
   3. 감자작용
   4. 편자작용

   정답과 해설

   정답 2번

   전류가 기전력보다 90° 앞서는 진상(콘덴서) 부하일 때 전기자 반작용은 계자자속을 도와주는 증자작용이다.

   풀이

   정답 근거: 전기자 전류 $I_a$가 무부하 유도기전력 $E_0$보다 위상이 $\pi/2$(90°) 앞서는 경우는 콘덴서(용량성, $X_c$)만의 부하를 연결한 경우이며, 이때 전기자 반작용은 계자자속을 강화하는 방향으로 작용하는 증자작용이 나타난다.

   오답 소거: 횡축반작용은 전류와 기전력이 동상(저항 부하)일 때, 감자작용은 전류가 90° 뒤질 때($X_L$만의 부하), 편자작용은 문제에 해당하지 않는 개념이다.

   핵심 공식: 전기자 반작용 - 동상: 교차자화(횡축), 지상 90°: 감자작용, 진상 90°: 증자작용.

   암기팁: '진상(앞섬)=진(進)한다=자속을 도와 증자', '지상(뒤짐)=감자'로 암기한다.

   처음이라면

   전기 요금을 아끼려고 콘덴서(전기를 저장했다 놓주는 부품)를 연결하는 경우를 생각해보세요. 이런 부하에서는 전기자 전류(코일에 흐르는 전류)가 기전력(전기를 만드는 힘)보다 90도(π/2) 앞서게 흐릅니다.

   전류가 앞서면, 전류가 만드는 자기장이 원래 계자자속(자석이 만드는 자기장)을 도와주는 방향이 됩니다.

   즉, 자석의 힘이 더 세지지는 것 → '증자작용(자속이 증가되는 작용)'입니다.

   정리하면:

   • 전류와 기전력이 같은 위상(저항 부하) → 횡축반작용
   • 전류가 90° 뒤짐(코일 부하) → 감자작용
   • 전류가 90° 앞섬(콘덴서 부하) → 증자작용 ★정답

   이런 문제가 나오면 → '앞서면(진상) 자석을 도와준다(증자), 뒤지면(지상) 자석을 약화시킨다(감자)'로 외우면 바로 풀립니다.

   한 걸음 더

   전기자 반작용은 전류 위상에 따라 결정된다. $I_a$가 $E_0$보다 $\pi/2$ 진상($X_c$ 부하) → 증자작용, 동상($R$ 부하) → 횡축반작용, $\pi/2$ 지상($X_L$ 부하) → 감자작용.

   문제는 진상 90° 조건이므로 답은 증자작용이다.

   ① 횡축은 동상(저항 부하), ③ 감자는 지상(코일 부하)일 때 나타나는 현상이다.

   이 유형 패턴: '진상 = 증자(進→增), 지상 = 감자'로 진/증, 지/감을 짝지어 암기.

   꿀팁: 순수 리액턴스($X_c$, $X_L$)만 있으면 반드시 증자 또는 감자 둘 중 하나다.

   • 동기기의 전기자 반작용
4. 문항 4 전기기기 · 동기기

   동기발전기의 전기자 반작용에 대한 설명으로 틀린 사항은?

   1. 전기자 반작용은 부하 역률에 따라 크게 변화된다.
   2. 전기자 전류에 의한 자속의 영향으로 감자 및 자화현상과 편자현상이 발생된다.
   3. 전기자 반작용의 결과 감자현상이 발생될 때 반작용 리액턴스의 값은 감소된다.
   4. 계자 자극의 중심축과 전기자전류에 의한 자속이 전기적으로 90 ° 를 이룰 때 편자현상이 발생된다.

   정답과 해설

   정답 3번

   감자현상은 합성 자속을 줄여 전압강하를 일으킬 뿐, 반작용 리액턴스 값 자체는 변하지 않는다.

   처음이라면

   전기자 반작용이란 부하 전류가 흐르며 전기자 권선이 만드는 자속이 계자 자속에 영향을 주는 현상인데, 그 결과는 부하의 역률에 따라 달라집니다(①).

   역률 100%이면 교차 자화(편자현상), 지상 전류면 감자(자속 감소), 진상 전류면 증자(자속 증가)가 일어나므로 ②와 ④는 옳은 설명입니다.

   반작용 리액턴스는 권선의 감기 수와 배치, 즉 기계 구조로 정해지는 값이지 감자·증자 현상에 따라 커졌다 작아지는 게 아닙니다. 감자현상이 생기면 합성 자속이 줄어 전압이 떨어질 뿐입니다.

   이런 문제가 나오면 → '리액턴스는 구조가 정하는 상수, 감자·증자는 자속의 증감(전압 강하·상승)'임을 기억하자.

   한 걸음 더

   반작용 리액턴스는 권선 구조에 의해 정해지는 상수로, 감자·증자 현상으로 값이 변하지 않는다. 감자현상은 합성 자속 감소에 따른 전압강하를 일으킬 뿐이다

   ①부하 역률에 따라 감자·증자·편자로 구분되고, ②감자·자화·편자 서술, ④90° 위상차에서 편자 발생도 모두 옳다.

   이 유형은 전기자 반작용의 세 현상과 리액턴스 개념을 섞어 내는 패턴이다.

   꿀팁: '리액턴스는 구조 상수, 감자·증자는 자속 증감' — 리액턴스가 변한다는 선지는 무조건 의심.

   • 동기기의 전기자 반작용
5. 문항 5 전기기기 · 동기기

   동기발전기의 전기자 반작용의 원인은 무엇인가?

   1. 전기자전류
   2. 동기리액턴스
   3. 여자전류
   4. 히스테리시스손

   정답과 해설

   정답 1번

   전기자 반작용은 전기자전류(Ia)가 만드는 자속이 주자속에 영향을 주는 현상이다.

   풀이

   전기자 반작용은 전기자 권선(고정자 권선)에 전류(Ia)가 흐를 때 발생하는 자속이 계자(주자속)에 영향을 주어 자속을 증가·감소시키거나 뒤틀리게 하는 현상이다.

   원인은 전기자 전류 그 자체이며, 그 영향의 크기와 위상은 부하의 역률(뒤짐/앞섬/동상)에 따라 감자작용, 증자작용, 교차자화작용 등으로 나타난다.

   핵심 공식: 전기자 반작용의 원인 = 전기자전류 Ia

   암기팁: '전기자 전류가 흐르면 반드시 반작용 자속이 생긴다'로 인과관계 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

   비유하자면 '손님(전기자 전류)이 들어오니 방안 공기(자기장)가 흔들린다'는 것입니다. 발전기에 부하가 걸려 전기자 권선(고정자 코일)에 전류 Ia가 흐르면, 이 전류도 자속을 만듭니다.

   이 전기자 자속이 계자의 주자속과 만나 자속을 줄이거나(감자), 늘리거나(증자), 뒤틀리게(교차자화) 합니다. 이 현상이 전기자 반작용이며, 원인은 바로 전기자전류입니다.

   ② 동기리액턴스는 반작용을 리액턴스로 환산한 '결과'이지 원인이 아닙니다. ③ 여자전류는 계자 쪽, ④ 히스테리시스손은 철심 손실로 무관합니다.

   이런 문제가 나오면 → '반작용의 원인 = 전기자전류'만 기억하세요.

   한 걸음 더

   전기자 반작용은 전기자(고정자) 전류 Ia가 만든 자속이 계자의 주자속에 작용해 감자·증자·교차자화 작용을 일으키는 현상이다. 원인은 전기자전류

   ②동기리액턴스는 반작용을 등가회로상 리액턴스로 치환한 결과이고, ③여자전류는 계자측, ④히스테리시스손은 철심손이라 원인이 아니다.

   '~의 원인은?' 유형은 인과관계만 확인하면 된다.

   꿀팁: '전류가 흐르면 반작용 자속 발생' — 원인은 언제나 Ia.

   • 동기기의 전기자 반작용