플레밍의 왼손법칙에 따르는 것은?
- 전동기
- 발전기
- 정류기
- 용접기
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 플레밍의 왼손법칙이 적용되는 장치를 묻고 있다. 왼손법칙은 전류와 자기장 사이에서 힘이 발생해 전기에너지를 기계적 에너지로 변환하는 원리를 나타내므로 전동기(모터)에 해당한다.
플레밍의 왼손법칙은 전류와 자계가 만나 힘을 발생시키는 전동기의 원리를 설명하는 법칙이다.
개념 한 쪽
승강기기사 직류발전기의 병렬운동 및효율 — 직권·분권 특성과 균압모선
직류발전기는 권선 방식에 따라 전압과 부하 특성이 달라 병렬운전 시 취급 방식이 달라진다. 직권·복권 발전기는 병렬 운전 시 균압모선을 설치해야 하고, 분권발전기는 하강 특성으로 인해 균압모선 없이도 병렬 운전이 가능한 특성이 있다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「직류발전기의 병렬운동 및효율」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 손의 법칙과 기기 매칭 | 1 | 왼손·오른손 법칙을 전동기·발전기로 연결하여 기기 종류를 고르기 |
| 발전기 회전 방향 영향 | 1 | 직류발전기 역회전 시 발전 여부와 정류자 영향 판단하기 |
| 병렬운전·균압모선 필요 판단 | 1 | 발전기 권선 방식에 따라 균압모선 필요성을 구별하기 |
뜻
직류발전기는 계자 권선의 결선 방식에 따라 직권, 분권, 복권 등으로 구분된다. 각 방식은 부하 변화에 따른 전압 특성이 다르므로 병렬 운전이나 적용 기기 선택에 영향을 준다.
직권발전기와 복권발전기는 부하가 증가할 때 전압 특성이 불안정하거나 급격히 변하는 경향을 보여 병렬 운전 시 전압 평준화 장치가 필요하다. 이 평준화 장치가 균압모선으로, 병렬 연결된 발전기들의 전압을 강제적으로 평준화하여 안정적 병렬 운전을 가능하게 한다.
분권발전기는 부하 증가에 따라 전압이 비교적 완만하게 하강하는 특성을 보여 자연스러운 전압 하강 특성을 가진다. 이 때문에 분권발전기는 병렬 운전 시 별도의 균압모선 없이도 안정적으로 운전할 수 있다.
정류자는 직류 출력을 얻는 핵심 부품이며, 보극은 전기자 반작용에 의한 자속 왜곡을 보정하고 정류 시 스파크를 억제하여 안정적인 전압 정류 역할을 한다. 권선 방식과 정류자의 동작을 함께 고려해야 병렬 운전 시 발생 가능한 문제를 이해할 수 있다.
발전기의 회전 방향 변화는 권선 연결 방식에 따라 전압 발생 여부와 특성에 영향을 준다. 분권발전기는 역회전 시 계자 전류와 기전력의 극성 반전으로 자기 증감이 소멸하여 발전이 이루어지지 않을 수 있다는 점을 유의한다.
예제
직류발전기 여러 대를 병렬로 운전할 때, 직권발전기만으로 구성하면 부하 변동에 따른 전압 불안정으로 각 발전기의 전압이 들쭉날쭉해지므로 균압모선을 설치해야 한다. 반면 분권발전기를 병렬로 연결하면 각 발전기의 전압-부하 특성이 하강형이라 별도의 균압모선 없이도 병렬 운전이 가능하다.
정류자와 보극의 역할을 검토하는 문제에서는 보극이 스파크 억제와 자속 보정 역할을 수행한다는 점으로 정답을 확인한다. 직류기의 구성 요소를 묻는 문제에서는 전기자·계자·정류자가 핵심 구성임을 근거로 삼는다.
대표 기출 3문항
직류발전기를 역회전 시키면?
- 단락이 일어난다.
- 정회전 때와 같다.
- 발전하지 않는다.
- 과대 전압이 유기된다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 직류발전기는 전기자 내부에 영구자석이나 별도의 전원을 통해 자계(Field)가 형성되어 있고, 그 자계를 코일이 회전하며 끊어 전류를 발생시키는 원리입니다. 만약 회전 방향을 역으로 바꾸더라도 자계와 코일의 상대 운동은 그대로 발생하므로 전류는 유도되나, 이는 정회전 때와 동일하게 정상적인 발전이 이루어지는 것입니다.
직류발전기는 역회전 시에도 자계와 전기자의 상대 운동이 유지되므로 정상적으로 전압이 유도된다.
플레밍의 오른손 법칙에 따라 기전력이 발생하는 원리를 이용한 기기는?
- 교류 발전기
- 교류 전동기
- 교류 정류기
- 교류 용접기
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 기전력이 발생하는 원리를 이용한 기기를 묻고 있다. 오른손 법칙은 도체가 자기장을 가로질러 움직일 때 유도 기전력이 발생하는 방향을 나타내며 이는 발전기의 원리와 직접 관련된다.
플레밍의 오른손 법칙은 도체가 자속을 자를 때 발생하는 기전력의 방향을 결정하는 발전 원리이다.
자주 묻는 물음
- 왜 직권·복권 발전기는 균압모선이 필요한가?
- 직권 및 복권 발전기는 부하가 증가할 때 전압 특성이 급격하거나 불안정해 병렬 운전 시 전압 평형이 깨지기 쉬우므로 각 발전기의 전압을 평준화하는 균압모선을 설치하여 안정적으로 병렬 운전하게 한다.
- 분권발전기는 병렬 운전 시 어떤 이점이 있나?
- 분권발전기는 부하 증가에 따른 전압 하강 특성이 있어 병렬 운전 시 전압 변화가 완만하므로 별도의 균압모선 없이도 안정적으로 병렬 운전할 수 있다는 이점이 있다.
- 직류기에서 전압 정류를 보조하는 부품은 무엇인가?
- 보극은 전기자 반작용으로 인한 자속 왜곡을 보정하고 정류 시 브러시와 정류자 사이의 스파크를 억제하여 전압 정류를 안정화하는 역할을 한다.
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