변압기 무부하손
변압기 무부하손은 변압기 이론 및 특성 단원의 개념이다. 공개 문항 3개·암기법 1개를 한데 묶었다.
개념 설명
변압기 무부하 시 대부분의 손실은 철손이다.
변압기의 2차 측에 부하가 걸리지 않은 상태에서 발생하는 손실로, 대부분이 철손(히스테리시스손, 와류손)이다.
암기법
무부철
변압기 무부하손 대부분은 철손
앞글자 따기 변압기 무부하손
관련 문항 3개
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문항 1 변압기의 무부하손에서 가장 큰 비중을 차지하는 손실은?
정답과 해설
정답 3번
변압기 무부하손(고정손)의 대부분은 철심에서 나는 철손이고, 부하손은 동손이다.
풀이
변압기의 손실은 크게 무부하손(고정손)과 부하손(가변손)으로 구분된다.
무부하손은 부하 전류와 관계없이 항상 발생하는 손실로, 철심에서 생기는 철손이 그 대부분을 차지한다.
철손은 다시 자속의 반전에 의한 히스테리시스손과 와전류에 의한 와류손으로 이루어진다.
부하손은 부하 전류가 권선 저항을 흐를 때 생기는 동손(구리손)이 주가 되며, 부하 전류의 제곱에 비례한다.
변압기는 회전 부분이 없는 정지기이므로 회전기와 달리 풍손·마찰손은 거의 없다.
따라서 무부하 상태에서 가장 큰 비중을 차지하는 손실은 철손이다.
변압기의 최대 효율은 철손과 동손이 같아지는 부하에서 나타난다.
처음이라면
변압기 손실은 크게 둘로 나뉩니다. 부하(전기를 쓰는 쪽)와 관계없이 항상 나는 '무부하손(고정손)'과, 부하 전류가 커질수록 늘어나는 '부하손(가변손)'입니다.
무부하손의 정체는 대부분 철심에서 나는 철손입니다. 철손은 자속 방향이 계속 바뀌며 생기는 히스테리시스손과 와전류손을 합한 것으로, 부하가 없어도 여자(자석화)만 시키면 발생합니다. 그래서 무부하손 ≈ 철손입니다.
반면 권선(코일) 저항으로 나는 동손(구리손)은 부하 전류의 제곱에 비례하는 부하손이므로 ①②는 답이 될 수 없고, 변압기는 회전부가 없는 정지기라 ④풍손도 거의 없습니다.
이런 문제가 나오면 → '무부하손=철손, 부하손=동손' 두 단어만 외우면 바로 풀립니다.
한 걸음 더
무부하손(고정손)은 부하와 무관한 손실로, 철심의 철손(히스테리시스손+와류손)이 그 대부분이다. 권선 저항손은 부하 전류 제곱에 비례하는 부하손이고, 정지기인 변압기엔 풍손도 거의 없어 나머지 선지는 소거된다.
최대 효율이 철손=동손인 부하에서 나온다는 사실도 같이 자주 출제된다.
꿀팁: '무(無)부하면 철(鐵)손, 부하 있으면 동(銅)손'으로 통째로 암기.
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문항 2 다음 중 변압기 무부하손의 대부분을 차지하는 것은?
정답과 해설
정답 3번
변압기 무부하손의 대부분은 부하와 무관하게 발생하는 철손(히스테리시스손+와류손)이다.
풀이
정답 근거: 변압기의 무부하손(부하와 무관하게 발생하는 손실)은 대부분 철심에서 발생하는 철손(히스테리시스손+와류손)이 차지한다.
오답 소거: 동손(저항손)은 부하전류가 흐를 때 권선 저항에서 발생하는 부하손이며, 유전체손은 절연물에서 발생하는 미미한 손실로 무부하손의 대부분을 차지하지 않는다.
핵심 공식: 변압기 손실 철손(무부하손) 동손(부하손).
암기팁: '무부하손=철손', '부하손=동손'으로 손실을 부하 유무 기준으로 구분해 암기한다.
처음이라면
변압기의 손실은 크게 둘로 나뉩니다. 철심에서 나는 철손(히스테리시스손+와류손)과, 코일 저항에서 나는 동손(=저항손)입니다.
무부하손이란 부하에 전기를 공급하지 않아도 항상 발생하는 손실입니다. 부하전류와 무관하게 1차측에는 계속 자속이 철심을 통과하므로 철손은 멈추지 않습니다. 그래서 무부하손의 대부분은 철손이다.
반면 동손은 부하전류가 흐를 때 생기므로 부하손이고, 유전체손은 절연물에서 나는 아주 작은 손실이라 대부분을 차지하지 못합니다.
이런 문제가 나오면 → '무부하손 = 철손, 부하손 = 동손' 두 짝만 외우면 됩니다.
한 걸음 더
무부하에서도 철심의 자화에는 철손(히스테리시스+와류)이 항상 발생하므로 무부하손 ≈ 철손.
동손(=저항손)은 부하전류에 비례하는 부하손이고, 유전체손은 절연물의 미미한 손실이라 모두 소거된다.
이 유형은 '무부하손/부하손 구분'이라는 단골 암기 패턴이다.
꿀팁: '무(부하)는 철(손), 부하는 동(손)' — 무철부동으로 외운다.
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문항 3 1 차 전압 13,200[V], 무부하 전류 0.2[A], 철손 100[W] 일 때 여자 어드미턴스는 약 몇 [ ℧ ] 인가?
정답과 해설
정답 1번
여자 어드미턴스 크기는 무부하 전류÷1차 전압: Y₀=I₀/V₁=0.2/13,200≈1.5×10⁻⁵[℧]
처음이라면
여자 어드미턴스(여자 임피던스의 역수)는 무부하 전류를 1차 전압으로 나눈 값입니다.
공식 Y₀ = I₀ / V₁에 I₀ = 0.2[A], V₁ = 13,200[V]를 대입하면 Y₀ = 0.2 / 13,200 ≈ 1.515×10⁻⁵[℧]이 됩니다.
철손 100[W]은 이 크기 계산에는 쓰지 않는 조건이니 혼동하지 마세요. 계산 결과와 일치하는 보기는 ①이고, ③④처럼 10⁻³이 나오면 지수를 잘못 잡은 함정입니다.
이런 문제가 나오면 → '어드미턴스 = 전류 ÷ 전압'만 떠올려 0.2/13200을 바로 계산하면 됩니다.
한 걸음 더
Y₀ = I₀/V₁ = 0.2/13,200 ≈ 1.515×10⁻⁵[℧]
철손 100[W]은 크기 계산에 불필요한 조건이고, 나머지 보기는 지수 계산을 잘못했을 때 나오는 오답입니다.
이 유형은 공식 대입 한 줄로 끝나는 순계산 문제입니다.
꿀팁: 0.2/13200 = 2/132,000 ≈ 1.5×10⁻⁵로 어림하면 빠릅니다.