전압변동률 정의식에서 나누는 값은?

정격 부하(전부하) 전압입니다. 무부하 전압이 아닌 점이 오답 보기의 단골 소재입니다.

전압비로 변동률을 구하는 방법은?

무부하 권수비와 정격 부하 권수비의 차를 무부하 값으로 나눕니다. (33.6−33)/33 ≈ 1.8%처럼 계산합니다.

근사식 ε = p cosθ + q sinθ의 p와 q는?

p는 백분율 저항강하, q는 백분율 리액턴스강하입니다. 지상 역률 부하 기준의 식입니다.

개념 한 쪽

전기산업기사 전압변동률의 계산 — 기본식·p cosθ+q sinθ·최대가 되는 역률 조건

변압기의 전압변동률을 묻는 문항은 셋으로 압축된다 — 무부하와 정격 부하 전압을 직접 비교하는 기본식, 백분율 저항·리액턴스 강하를 쓰는 근사식, 그리고 변동률이 최대가 되는 역률 조건 tanθ = q/p를 거꾸로 쓰는 문제다.

2026-10-20 기준 · 전기산업기사 대시보드

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시험에 이렇게 나온다

출제기준 단원 「전압변동률의 계산」의 공개 문제 6개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.

묻는 꼴	문제 수	무엇을 묻나
기본식 대입	2	정의식 계산(4.35%)과 전압비(권수비)를 이용한 계산(1.8%)
근사식 활용	2	p·q 대입(3.4%)과 최대 조건 역산 후 재계산(4.8%)
발전기 확장	2	E = V + IaRa로 무부하 전압을 구해 정의식 적용(12.5%)

뜻

전압변동률의 정의식은 ε = (무부하 2차 전압 − 정격 부하 2차 전압) ÷ 정격 부하 전압 × 100[%]다. 무부하 240V·정격 부하 230V라면 (240−230)/230 ≈ 4.35%처럼, 빼는 값보다 나누는 값이 정격 부하 전압이라는 점이 계산의 첫 관문이다. 같은 식을 전압비에 그대로 쓸 수도 있다 — 무부하에서 33:1이던 권수비가 정격 부하에서 33.6:1로 벌어졌다면 (33.6−33)/33 ≈ 1.8%로 변동률이 나온다.

역률이 낮은 부하에서는 근사식 ε = p cosθ + q sinθ를 쓴다(지상 역률 기준). p는 백분율 저항강하, q는 백분율 리액턴스강하다 — p = 2%, q = 3%에 역률 80%(cosθ = 0.8, sinθ = 0.6)를 넣으면 1.6 + 1.8 = 3.4%가 된다.

역률 조건을 거꾸로 묻는 문항이 마지막 축이다 — 변동률을 최대로 만드는 역률은 tanθmax = q/p를 만족한다. 역률 100%에서 잰 변동률이 3%라면 p = 3이고, 최대가 되는 역률이 60%라면 q/p = 4/3에서 q = 4다. 이 값으로 역률 80%의 변동률을 구하면 3×0.8 + 4×0.6 = 4.8%가 된다. 참고로 정의식은 발전기에도 그대로 쓰인다 — 직류 분권발전기(200kW·200V·전기자저항 0.025Ω)면 정격전류 1000A, 유도기전력 E = 225V를 구해 (225−200)/200 = 12.5%로 계산한다.

예제

① 기본식 — (240−230)/230 × 100 ≈ 4.35%. ② 근사식 — p = 2, q = 3, 역률 80%: 2×0.8 + 3×0.6 = 3.4%. ③ 역률 역산 — p = 3, q = 4: 역률 80%에서 4.8%.

대표 기출 3문항

어떤 단상 변압기의 2차 무부하전압이 240V이고 정격 부하시의 2차 단자전압이 230V이다. 전압변동률은 약 몇 % 인가?

2.35
3.35
4.35
5.35

정답과 해설 보기

정답 ③ · 전압변동률 $\varepsilon=\dfrac{V_{20}-V_{2n}}{V_{2n}}\times100=\dfrac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%$ 이다. 핵심공식: $\varepsilon(\%)=\dfrac{\text{무부하전압}-\text{정격부하전압}}{\text{정격부하전압}}\times100$ .

전압변동률(%) = (무부하전압-부하전압)/부하전압 ×100 = 10/230 ≈ 4.35%.

어떤 변압기의 부하역률이 60%일 때 전압변동률이 최대라고 한다. 지금 이 변압기의 부하역률이 100%일 때 전압변동률을 측정 했더니 3%였다. 이 변압기의 부하역률이 80% 일 때 전압변동률은 몇 % 인가?

정답과 해설 보기

정답 ③ · 전압변동률 $\varepsilon\approx p\cos\theta+q\sin\theta+\dfrac{(q\cos\theta-p\sin\theta)^2}{200}$ 에서 최대가 되는 조건은 $\tan\theta_{max}=q/p$ 이다. 역률 100%일 때 $\varepsilon=p=3\%$ 이므로 $p=3$ , 최대가 되는 역률이 60%( $\sin\theta=0.8$ )이므로 $\tan\theta_{max}=0.8/0.6=4/3=q/p$ 에서 $q=4$ .

ε=p·cosθ+q·sinθ+(q·cosθ−p·sinθ)²/200, 최대조건 tanθ=q/p, 역률 80%에서 약 4.8%.

200kW, 200V의 직류 분권발전기가 있다. 전기자 권선의 저항이 0.025Ω일 때 전압변동률은 몇 % 인가?

6.0
12.5
20.5
25.0

정답과 해설 보기

정답 ② · 전압변동률 $\varepsilon = \dfrac{E-V}{V}\times 100\,(\%)$ 이다. 정격전류 $I_a = \dfrac{P}{V} = \dfrac{200000}{200} = 1000\,\text{A}$ , 유도기전력 $E = V + I_a R_a = 200 + 1000\times 0.025 = 225\,\text{V}$ .

전압변동률 ε=(E−V)/V×100[%]이고, 발전기는 E=V+IaRa로 구한다.

자주 묻는 물음

전압변동률 정의식에서 나누는 값은?: 정격 부하(전부하) 전압입니다. 무부하 전압이 아닌 점이 오답 보기의 단골 소재입니다.
전압비로 변동률을 구하는 방법은?: 무부하 권수비와 정격 부하 권수비의 차를 무부하 값으로 나눕니다. (33.6−33)/33 ≈ 1.8%처럼 계산합니다.
근사식 ε = p cosθ + q sinθ의 p와 q는?: p는 백분율 저항강하, q는 백분율 리액턴스강하입니다. 지상 역률 부하 기준의 식입니다.

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전기산업기사 전압변동률의 계산 — 기본식·p cosθ+q sinθ·최대가 되는 역률 조건

시험에 이렇게 나온다

뜻

예제

대표 기출 3문항

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