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공조냉동기계기사 직류 및 교류 전력 측정 — 피상·유효·무효전력·전력계

이 세트는 직류와 교류에서 전력을 재고 계산하는 법을 다룬다. 전압과 전류의 곱으로 구하는 유효전력, 피상전력과 무효전력의 단위와 관계, 교류 전력계가 가리키는 값, 역률을 개선할 때 필요한 콘덴서 용량이 중심이다.

2026-10-19 기준 · 공조냉동기계기사 대시보드

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뜻

직류에서 전력은 전압과 전류를 곱한다. 110V, 12A이면 110×12=1320W이고, 1000으로 나누어 1.32kW다. 저항을 알고 있으면 전류의 제곱에 저항을 곱해도 같은 값을 얻는다.

교류에서는 전압과 전류가 위상차를 가질 수 있어 전력을 세 가지로 나눈다. 유효전력은 실제로 일을 하는 성분으로 P=VIcosθ이고 단위는 kW다. 무효전력은 위상차에 따라 오가는 성분으로 Q=VIsinθ이고 단위는 kvar다. 피상전력은 전압과 전류를 그대로 곱한 값으로 S=VI이고 단위는 kVA다. 피상전력은 유효전력과 무효전력의 벡터 합이다.

교류 전력계는 순간값이나 최대값이 아니라 한 주기 동안의 평균 전력을 가리킨다. 3전력계법으로 3상 전력을 잴 때도 각 전력계가 가리키는 값은 평균 전력이다.

역률이 낮으면 같은 유효전력을 보내는 데 더 큰 피상전력이 필요하다. 콘덴서를 설치해 역률을 높이면 무효전력의 차이만큼을 콘덴서가 공급한다. 1000kW 부하의 역률을 80%에서 95%로 올릴 때 필요한 콘덴서 용량은 P(tanθ₁-tanθ₂)로 구한다. tanθ₁은 약 0.75, tanθ₂는 약 0.329이므로 1000×(0.75-0.329)로 약 421kVA다.

예제

출제 패턴은 네 가지다. ① 직류 유효전력 — P=VI이며, 110V·12A이면 1320W 곧 1.32kW다. ② 단위 — kVA는 피상전력, kW는 유효전력, kvar는 무효전력이다. ③ 무효전력 — Q=VIsinθ로 나타낸다. ④ 역률 개선 — P(tanθ₁-tanθ₂)이며, 1000kW·80→95%이면 약 421kVA다.

자주 묻는 물음

직류와 교류의 유효전력은 어떻게 구하나요?
직류는 전압×전류다. 110V, 12A이면 1320W 곧 1.32kW다. 교류의 유효전력은 전압×전류×역률이며, 전압과 전류의 위상차가 있으면 그만큼 값이 작아진다.
피상전력·유효전력·무효전력은 어떻게 다른가요?
피상전력은 전압과 전류를 그대로 곱한 값으로 kVA, 유효전력은 일을 하는 성분으로 kW, 무효전력은 위상차에 의한 성분으로 kvar다. 피상전력은 유효전력과 무효전력의 벡터 합이다.
역률을 개선하는 콘덴서 용량은 어떻게 구하나요?
유효전력에 역률 개선 전후의 탄젠트 값 차를 곱한다. 1000kW에서 80%를 95%로 올리면 tanθ가 약 0.75에서 0.329로 줄어 1000×(0.75-0.329)로 약 421kVA다.
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