개념 한 쪽
공조냉동기계산업기사 전기회로 및 전기기기의 절연저항 측정 — 전류·전하량과 옴의 법칙
절연저항을 재려면 회로의 전류와 전압, 저항 관계를 먼저 읽어야 한다. 전류의 정의와 전하량 적분, 옴의 법칙, 저항 변화에 따른 전류, 위상차가 있는 전력, 절연저항의 기준과 측정 계기를 본다.
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뜻
전류는 단위 시간에 흐르는 전하량이다. I=Q/t이므로 15C의 전기가 3초 동안 흐르면 전류는 5A이다. 전류가 시간에 따라 변할 때 통과한 전체 전기량은 전류를 시간으로 적분해 구한다. i=2t²+8t가 0초에서 3초까지 흐르면 Q=∫(2t²+8t)dt=[(2/3)t³+4t²]로 18+36=54C이다.
옴의 법칙 I=V/R에서 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다. 전압이 일정할 때 저항이 10% 감소하면 전류는 1/0.9배인 약 1.11배가 된다.
교류회로에서 위상차가 있으면 소비전력은 피상전력에 역률을 곱한다. 단상 220V, 15A, 위상차 30도이면 P=VIcosθ=220×15×0.866≈2.86kW이다.
절연저항은 전류 누설을 막는 저항이므로 클수록 양호하다. 측정에는 고전압을 인가하는 메거(절연저항계)를 쓰고, 인가 전압은 선로의 정격전압에 따라 500V, 1,000V, 2,500V 등에서 고른다. 400V 이상인 저압전로는 0.4MΩ 이상이어야 한다.
절연내력시험은 전동기를 운전하지 않은 정지 상태에서 고전압을 인가해 절연 성능을 확인한다.
예제
선지 판단은 전류를 전하량÷시간으로 정의해 15C·3초에 5A를 얻는지, 전류식을 적분해 전기량 54C를 구하는지, 옴의 법칙에서 전류가 전압에 비례하고 저항에 반비례한다고 보는지, 저항 10% 감소에 전류 1.11배를 적용하는지, 위상차 30도에서 cos30°를 곱해 2.86kW를 얻는지, 절연저항 측정에 메거를 쓰고 400V 이상 저압전로 기준을 0.4MΩ으로 짚는지에서 갈린다. 전류·전하량·옴의 법칙을 맞게 연결한 선지가 맞고, 전류를 전하량×시간으로 계산한 선지와 절연저항이 작을수록 좋다고 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 15C의 전기가 3초 동안 흐르면 전류는 얼마인가요?
- 5A입니다. 전류는 단위 시간당 전하량이므로 I=Q/t로 15÷3을 계산합니다.
- 저항이 10% 감소하면 전류는 어떻게 되나요?
- 약 1.11배가 됩니다. 전압이 일정할 때 전류는 저항에 반비례하므로 1/0.9배가 됩니다.
- 절연저항을 측정할 때 인가 전압은 어떻게 정하나요?
- 선로의 정격전압에 맞춰 500V·1,000V·2,500V 등에서 선택합니다. 항상 같은 전압을 쓰는 것이 아닙니다.
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