개념 한 쪽
농기계의 전기계기와 측정공구는 적절한 유지보수와 안전 운용에 필수적이다. 측정도구는 용도에 따라 외경·내경·깊이·틈새·액체의 농도 등을 판정하며, 전기량 계산과 전기계 장치의 기능을 이해해야 고장을 예방하고 장비를 보호한다.
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출제기준 단원 「전기계기의 사용 및 취급」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 측정공구 기능 판별 | 1 | 여러 치수를 한 기구로 측정할 수 있는지를 고르는 문제 |
| 장비별 기능 매칭 | 1 | 역류 방지 장치의 이름과 기능을 가려내는 문제 |
| 전기량 계산 | 1 | 전류와 시간으로 전기량을 계산하는 기본 공식 적용 문제 |
측정공구는 각기 다른 물리량을 재는 목적으로 설계되어 있으므로, 도구의 특성과 측정 항목을 구분하여 사용해야 한다. 버어니어 캘리퍼스는 외경·내경·깊이를 하나의 기구로 측정할 수 있는 범용 도구이고, 마이크로미터는 주로 정밀한 외경 측정에 적합하며, 다이얼 게이지는 변위나 진동 측정에 쓰인다. 피치 게이지는 나사 피치나 틈새 확인에 특화되어 있다.
틈새 측정은 시크니스 게이지(Feeler gauge)를 사용하여 수행한다. 피스톤링 엔드 갭 같이 링 끝단 사이의 간격을 확인할 때에는 얇은 금속판들을 이용해 틈새 두께를 '끼워서 느끼는' 방식으로 측정한다. 마이크로미터나 다이얼 게이지는 틈새 측정에는 적합하지 않으므로 목적에 맞는 공구를 선택해야 한다.
액체의 농도 확인은 그 물질의 밀도 변화에 의존하는 경우가 많다. 냉각장치의 부동액 농도는 비중계로 측정하며, 부동액 농도가 높아질수록 비중계의 눈금이 더 높이 뜨는 원리를 이용한다. 온도계나 바로미터, 길이 측정 도구로는 농도를 직접 판단할 수 없다.
전기 관련 기초 지식으로는 전기량과 전류, 전압, 저항의 관계를 이해해야 한다. 전기량(Q)은 전류(I)와 시간(t)의 곱 Q=I×t로 구하며, 문제풀이에서는 시간을 초(s) 단위로 환산하는 것이 중요하다. 또한 발전기와 축전지 회로에서는 발전기 전압이 축전지 전압보다 낮을 때 발생할 수 있는 역류를 차단하는 장치가 필요하다.
발전기와 축전지 사이의 역류 방지는 컷아웃 릴레이가 담당한다. 컷아웃 릴레이는 발전기 전압이 축전지 전압보다 높을 때만 회로를 연결하고, 그렇지 않으면 차단하여 축전지의 불필요한 방전을 막는다. 전압 조정기나 계자코일과 같은 다른 부품은 각기 다른 역할을 수행하므로 기능을 혼동하면 안 된다.
전기량 계산 예시: 5[A] 전류를 20분 동안 흘렸다면 시간을 초로 환산하여 계산한다. 20분은 20×60=1200초이므로 전기량 Q는 5×1200=6000[C]가 된다. 단위 환산 실수를 방지하기 위해 항상 시간을 초로 변환하는 절차를 먼저 수행한다.
측정공구 선택 예시: 한 가지 기구로 외경·내경·깊이를 모두 측정해야 한다면 버어니어 캘리퍼스를 선택해야 한다. 반대로 틈새 두께를 측정해야 한다면 시크니스 게이지를 사용하여 끼워서 확인하는 방법을 사용한다. 부동액 농도 판단이 필요하면 비중계를 사용하여 액체의 비중에 따라 농도를 판정한다.
다음 측정 기구 중 길이 외경 내경 등을 1개의 기구로서 측정할 수 있는 것은?
정답 ② · 버어니어 캘리퍼스(버니어 calipers)는 아웃서바(외경), 인사이드 서바(내경), 뎁스 바(깊이) 등을 하나의 기구로 다양하게 측정할 수 있는 범용 측정 도구입니다. 반면 다이얼 게이지나 마이크로미터는 주로 특정 목적에 국한되어 사용되므로 제시된 정답이 정확합니다.
버어니어 캘리퍼스는 외경, 내경, 깊이 측정이 모두 가능한 범용 측정기이므로 정답이다.
발전기가 정지되어 있거나 발생전압이 낮을 때 축전지에서 발전기로 전류가 역류하는 것을 막는 것은?
정답 ③ · 컷 아웃 릴레이는 발전기의 전압이 축전지 전압보다 높을 때만 회로를 연결하고, 낮거나 발전기가 정지했을 때는 회로를 차단하여 축전지로부터의 역류를 방지하는 장치입니다. 따라서 문제의 설명에 부합하며 정답은 맞습니다.
컷아웃릴레이는 발전 전압이 축전지 전압보다 낮을 때 역류를 차단하여 축전지를 보호한다.
어떤 전지를 써서 5[A]의 전류를 20분간 흘렸다면 전지에서 나오는 전기량은 몇 [C]인가?
정답 ① · 전기량(Q)은 전류(I)와 시간(t)의 곱으로 구합니다. 전류 5[A]를 20분간 흘렸으므로 시간을 초 단위로 환산하면 20분 × 60초 = 1200초입니다.
전기량(C)은 전류(A)와 시간(s)의 곱이므로, 5A×1200s=6000C가 된다.
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