전압변동률

관련 문항 5개

1. 문항 1 전기기기 · 직류기

   무부하 전압 137[V], 정격전압 $100[\text{V}]$인 발전기의 전압 변동률은 몇 $[\%]$인가?

   1. 21[%]
   2. 37[%]
   3. 54[%]
   4. 63[%]

   정답과 해설

   정답 2번

   전압변동률=(무부하전압−정격전압)/정격전압×100이고, 분모는 항상 정격전압(37%).

   풀이

   정답 근거: 전압변동률 $\epsilon=\frac{V_0-V_n}{V_n}\times100=\frac{137-100}{100}\times100=37\%$이다.

   오답 소거: 무부하전압과 정격전압을 반대로 넣거나 분모를 무부하전압으로 잘못 두면 21%, 54% 등 오답이 나온다.

   핵심 공식: $\epsilon=\frac{V_0-V_n}{V_n}\times100\%$. 암기팁: '변동률은 항상 정격전압(기준값)을 분모로 나눈다'로 기억한다.

   처음이라면

   전압 변동률은 '정격 부하 때의 정격전압에서 부하를 완전히 빼면(무부하) 전압이 몇 % 올라가는가'를 나타내는 값입니다.

   공식: ε = (V₀ − Vn) / Vn × 100 [%] (V₀: 무부하 전압, Vn: 정격전압)

   대입하면 (137 − 100) / 100 × 100 = 37%입니다.

   가장 흔한 실수는 분모에 무부하 전압 137을 넣는 것인데, 그러면 (137−100)/137 ≈ 21%가 나와 ①을 고르게 됩니다. 변동률의 기준값은 정격전압으로 정해져 있습니다.

   이런 문제가 나오면 → '분모는 항상 정격전압'을 확인하고, 큰 수(무부하 전압)를 분모에 두지 않도록 주의합니다.

   한 걸음 더

   ε = (V₀−Vn)/Vn×100 = (137−100)/100×100 = 37%

   분모를 무부하 전압 137으로 잘못 잡으면 21%, 계산 순서를 뒤집으면 다른 오답이 된다.

   전압변동률 문제는 '분모 = 정격전압' 하나로 승부가 난다.

   꿀팁: '기준은 정격' — 변동률은 항상 정격전압 기준 백분율로 통일해 암기.

   • 전압변동률
2. 문항 2 전기기기 · 직류기

   발전기의 전압 변동률을 표시하는 식은? (단, $V_0$: 무부하 전압, $V_n$: 정격 전압)

   1. $\epsilon = \left(\frac{V_0}{V_n} - 1\right) \times 100[\%]$
   2. $\epsilon = \left(1 - \frac{V_0}{V_n}\right) \times 100[\%]$
   3. $\epsilon = \left(\frac{V_n}{V_0} - 1\right) \times 100[\%]$
   4. $\epsilon = \left(1 - \frac{V_n}{V_0}\right) \times 100[\%]$

   정답과 해설

   정답 1번

   전압 변동률 ε=(V₀−Vn)/Vn×100=(V₀/Vn−1)×100[%]로 분모는 기준인 정격 전압이다.

   풀이

   정답 근거: 전압변동률은 부하를 제거했을 때 무부하전압 $V_0$가 정격전압 $V_n$보다 얼마나 커지는지를 백분율로 나타낸 것으로 $\epsilon=\frac{V_0-V_n}{V_n}\times100=(\frac{V_0}{V_n}-1)\times100[\%]$이다.

   오답 소거: 나머지 식들은 분모·분자를 바꾸거나 뺄셈 순서를 반대로 적용한 잘못된 변형이다.

   핵심 공식: $\epsilon=(\frac{V_0}{V_n}-1)\times100[\%]$, 전압변동률이 클수록 부하변화에 취약한 발전기이다.

   암기팁: 분모는 항상 '기준값(정격전압)'이라는 점을 기억하면 식을 헷갈리지 않는다.

   처음이라면

   발전기에 부하가 걸리면 내부 저항 때문에 단자 전압이 떨어지고, 부하를 빼면(무부하) 전압이 다시 올라갑니다. 전압 변동률은 '무부하 전압이 정격 전압보다 얼마나 큰가'를 %로 나타낸 값입니다.

   식으로 쓰면 ε = (V₀ − Vn)/Vn × 100[%]이고, 이를 정리하면 (V₀/Vn − 1) × 100[%]이 됩니다.

   핵심은 분모가 기준값인 정격 전압 Vn이라는 점입니다. 무부하 전압 V₀는 항상 정격보다 크므로 변동률은 양(+)수가 나옵니다.

   ④처럼 (1 − Vn/V₀)은 값이 비슷해 보여도 기준(분모)이 틀린 잘못된 식입니다.

   이런 문제가 나오면 → '분모 = 정격 전압, 앞에 무부하 전압'만 기억하면 됩니다.

   한 걸음 더

   ε=(V₀−Vn)/Vn×100=(V₀/Vn−1)×100[%]이 표준 정의식이다

   나머지 선지는 분모를 V₀로 바꾸거나 뺄셈 순서를 뒤집은 변형 오답이다.

   변동률·전압조정률류는 모두 '변화량 ÷ 기준값(정격)' 구조로 출제되는 패턴이다.

   꿀팁: '분모는 항상 기준인 정격 전압' 한 줄만 외우면 ②~④가 자동 소거된다.

   • 전압변동률
3. 문항 3 전기기기 · 직류기

   정격 전압이 $100[\text{V}]$인 직류 발전기가 있다. 무부하 전압 $104[\text{V}]$일 때 이 발전기의 전압 변동률 $[\%]$은?

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

   정답과 해설

   정답 2번

   전압 변동률 ε=(무부하 전압−정격 전압)/정격 전압×100[%]이다.

   풀이

   정답 근거: 직류 발전기의 전압 변동률 $\epsilon=\frac{V_{NL}-V_R}{V_R}\times100=\frac{104-100}{100}\times100=4[\%]$이므로 정답은 4이다.

   오답 소거: 3[%]는 분자 계산 오류, 8·10[%]는 다른 무부하 전압 값을 가정하거나 계산 배수를 잘못 적용한 값이다.

   핵심 공식: 전압 변동률 $\epsilon=\frac{V_{NL}-V_R}{V_R}\times100[\%]$. 암기팁: '(무부하-정격)/정격×100 = 전압변동률'로 암기한다.

   처음이라면

   직류 발전기의 전압 변동률은 무부하 전압(부하를 뗐을 때의 전압)과 정격 전압(정상 사용 전압)의 차이가 정격 전압의 몇 %인지 나타내는 값입니다.

   공식: ε = (무부하 전압 − 정격 전압) ÷ 정격 전압 × 100 [%]

   대입: (104 − 100) ÷ 100 × 100 = 4 [%]입니다.

   ③ 8, ④ 10은 다른 값을 대입했거나 계산을 잘못한 값입니다. 분모에 반드시 '정격 전압(100V)'이 들어간다는 점만 기억하면 됩니다.

   이런 문제가 나오면 → '(무부하 − 정격) ÷ 정격 × 100' 순서만 외우면 됩니다.

   한 걸음 더

   ε=(V_NL−V_R)/V_R×100=(104−100)/100×100=4%.

   오답 소거: 8·10은 분모를 무부하 전압으로 잡거나 값을 잘못 대입한 경우다.

   이 유형은 분모를 정격 전압(기준값)으로 잡는지가 승부처이다.

   꿀팁: '변동률은 항상 정격 기준 %'로 통일해 암기한다.

   • 전압변동률
4. 문항 4 전기기기 · 직류기

   직류기에서 전압 변동률이 (－) 값으로 표시되는 발전기는?

   1. 분권 발전기
   2. 과복권 발전기
   3. 타여자 발전기
   4. 평복권 발전기

   정답과 해설

   정답 2번

   과복권 발전기는 직렬계통 과보상으로 전부하 전압이 더 커져 전압 변동률 ε이 음(-)이 된다.

   처음이라면

   전압 변동률 ε = (무부하 전압 − 정격 전압) / 정격 전압 × 100 [%]입니다. 보통 발전기는 부하가 걸리면 전압이 떨어지므로 ε이 (+)가 나옵니다.

   그런데 복권 발전기는 직렬 계통 권선이 있어서 부하 전류가 커질수록 이 권선이 만드는 자속(자기장)이 커지고, 그만큼 전압을 끌어올립니다.

   '과복권'은 이 보상이 지나쳐서 오히려 전부하 전압이 무부하 전압보다 높아진 상태입니다. 그러면 식의 분자 (무부하 − 전부하)가 음수가 되어 ε이 (-)로 표시됩니다. 평복권은 거의 0, 분권·타여자는 (+)입니다.

   이런 문제가 나오면 → '변동률 음(-)=과복권, 0=평복권'으로 묶어 외워라.

   한 걸음 더

   ε=(무부하−정격)/정격×100에서 과복권기는 직렬계통 과보상으로 전부하 전압이 더 크므로 ε<0.

   분권·타여자는 (+), 평복권은 ≒0이라 음(-)이 되는 것은 과복권뿐이다.

   복권기 3형태의 부하 특성(과복권 상승, 평복권 일정, 과소복권 하강)을 묻는 패턴이다.

   꿀팁: '음(-)은 과복권, 0은 평복권, 양(+)은 나머지'.

   • 전압변동률
5. 문항 5 전기기기 · 동기기

   정격전압 220[V], 무부하 전압 253[V]인 발전기의 전압변동률[%]은?

   1. 13
   2. 15
   3. 10
   4. 20

   정답과 해설

   정답 2번

   전압변동률 = (무부하전압 − 정격전압) ÷ 정격전압 × 100 = (253−220)/220×100 = 15%.

   풀이

   발전기의 전압 변동률은 무부하 전압에서 부하 전압(정격전압)을 뺀 값을 부하 전압(정격전압)으로 나눈 백분율로 구합니다.

   공식은 (무부하 전압 - 정격전압) / 정격전압 × 100 입니다.

   주어진 값을 대입하면 (253 - 220) / 220 × 100 = 33 / 220 × 100이 되며, 이를 계산하면 약 15.0[%]가 산출됩니다.

   이는 발전기가 부하를 완전히 차단했을 때 전압이 얼마나 상승하는지를 나타내는 지표입니다.

   처음이라면

   전압변동률은 '부하를 걸었다 뗐을 때 전압이 얼마나 변하는가'를 나타내는 값입니다.

   발전기는 부하를 완전히 빼면(무부하) 전압이 올라갑니다. 이 상승 폭을 정격전압 기준으로 백분율로 나타낸 것이 전압변동률입니다.

   공식: 전압변동률 = (무부하전압 − 정격전압) / 정격전압 × 100

   대입: (253 − 220) / 220 × 100 = 33/220 × 100 ≈ 15[%]

   핵심은 나누는 수가 정격전압(220V)이라는 점입니다. 무부하전압(253V)으로 나누면 약 13%가 나와 ①으로 잘못 고르기 쉽습니다.

   이런 문제가 나오면 → '무부하−정격을 정격으로 나눈다'만 정확히 외우면 됩니다.

   한 걸음 더

   ε = (무부하전압 − 정격전압)/정격전압 × 100 = (253 − 220)/220 × 100 = 15%.

   분모가 정격전압 220V임이 핵심이고, 무부하전압 253으로 나누면 13%(①)이 나오는 함정이다.

   전압변동률·슬립·효율 계산은 '기준이 되는 분모(정격값)'를 묻는 패턴으로 반복 출제된다.

   꿀팁: '무부하 뺄셈, 정격 나눗셈' 두 단어로 공식 고정.

   • 전압변동률