빅초이의 자본주의생존기

얼마 전 조승연 작가님이 애덤 그랜트라는 분을 인터뷰하는 영상이 유튜브에 올라왔습니다.

정확히 기억은 안 나지만 영상 초반을 보자마자 바로 책이 읽고 싶다는 생각이 들더라고요.

그래서 도서관에 부리나케 달려가서 빌려왔더랬죠.

요즘 아무것도 하기 싫고, 뭔가를 배워도 계속 제자리걸음을 하고 있다는 느낌이 들던 차에

개인적으로 유용한 인사이트를 몇 가지 얻어서요.

블로그에 공유해보고 싶었어요.

목적이 있는 불편함을 증폭시키기

우리가 위에 보이는 과녁 한 가운데에 총알을 맞추고 싶은 사람이라고 생각해 보죠.

가운데 맞추기 위해선 어떻게 해야 할까요? 가운데로 많이 쏴봐야 되지 않을까요?

근데 많은 사람들이 총을 과녁에 쏘는 행동 대신에

총을 잘 쏘는 방법을 먼저 유튜브에서 찾아보고,

초보자가 쏘기 좋은 총은 어떤 것들이 있고,

심지어 총을 쏘다가 일어날 수 있는 사고에 대해 염려하는 등의 행동에 많은 시간을 쏟는다고 지적해요.

(책에서 나온 예시는 아닙니다만)

사실 어떻게 보면 집에 가만히 앉아서 영상을 찾아보고,

인터넷에 정보를 검색해보는 행위는

사격장에 가서 총을 직접 쏘는 것과 비교했을 때는 매우 편한 일이라고 볼 수도 있을 거 같아요.

어찌 보면 어떤 것을 잘하기 위해 우리가 할 수 있는 가장 쉬운 일인 거죠.

그것이 의미가 없다는 것은 아니지만

결국 우리의 목적을 이루기 위해서 해야 할 행동을 하기 위해선

불편함을 감수할 수 있는 용기가 필요한 거 같아요.

저는 예전에 게임 개발을 했었어요. 단순한 흥미와 호기심 때문에 시작한 일이었지만

결국 마음속 깊은 곳에는 '게임 개발로 성공하고 싶다'라는 욕구가 있었던 거 같아요.

근데 저는 유튜브에서 골드메탈님 영상을 보며, 따라 만들면서 매일매일 시간을 보냈습니다.

게임을 만들어 배포를 하고, 피드백도 받으면서 게임을 만들어봐야 되는데,

공부하면 할수록 부족함이 느껴지고, 그러다 보니 문법을 공부하고

최신 기술을 학습하는 등 목적 달성과는 거리가 먼 행동만 하고 있더라고요.

게임개발로 돈을 벌고 싶으면서

영상 보면서 따라 만드는 게 쉽고 재밌으니까 불편함을 감수하려고 하지 않았던 거죠.

자신에게 맞는 방식으로 뭔가를 해나가는 것만큼이나 중요한 게

내가 왜 그 행동을 하고 있는지에 대한 목적을 깨닫는 것과,

그 목표를 달성하기 위해서라면 기꺼이 불편한 상황 속에

나를 던져 넣는 과감함도 가져야 된다는 인사이트를 얻을 수 있었습니다.

새로운 언어를 배우는 첫날부터 말하기를 한다는 아이디어는 학습에 대한 내 생각을 바꿔놓았다.
코딩도 첫날부터 만들 수 있고,
가르치기도 첫날부터 할 수 있고,
코치도 첫날부터 할 수 있다고 말이다.
기량을 연습하기에 앞서 편안함을 느끼지 않아도 된다.
기량을 연습하면 점점 편안해진다.

주도적으로 성장을 추구하는 '스펀지형 인간'

저는 성장에 대한 욕구가 꽤 강한 편입니다.

그러나 주도적으로 적극적으로 배워나갈 때보다

타인에 의해 자극을 받고 행동할 때가 더 많다고 느꼈어요.

예를 들어 전기 현장에서 일을 하다 보면 누가 대놓고 알려주지 않거든요.

근데 내가 적극적으로 찾아보고, 학습해 나가기보단

사수가 말할 때까지 기다리거나,

질문을 하고, 형편없는 답변을 들었을 때 그냥 받아들일 때가 꽤 있더라고요.

더 알아볼 생각은 안 하고, 그냥 거기서 사고가 멈추는 거죠.

이런 사람을 책에서는 '찰흙'에 비교하는데요.

성장에 대한 욕구도 있고, 충분히 변화하지만

누가 만져주지 않으면 변하지 않는 찰흙처럼 주도성은 떨어진다고 지적해요.

한 투창 선수의 예를 들면서 적극적으로 배워나가길 주저하지 않고,

스펀지처럼 학습해나가다 보면 위대한 성과를 낼 수도 있다고 말합니다.

내가 어떤 일을 잘하고 싶다고 마음을 먹었다면

그것을 잘하기 위해 적극적인 태도로 학습해 나가야 되겠다는 생각을 하게 됐습니다.

전기일을 잘하고 싶다?

알려주지 않아도 잘하는 방법을 찾아보고,

직접 해볼 수 있는 기회도 만들 수 있는 좋은 환경에 살고 있으니

적극적으로 행동하자!

우연히 교보문고에서 김창완 님의 책을 집어 들게 됐다. 내게는 별에서 온 그대에서 변호사 역할을 맡았던 그 모습이 마음속에 남아있는 거 같다. 그래서 보면 반갑고, 정겹고 그렇다. 

찌그러져도 동그라미라니. 생각 해본 적도 없는 얘기다. 동그라미를 그려본 적도 별로 없지만, 찌그러진 동그라미는 생각도 안 해본 거 같은데, 무슨 얘기일까 궁금했던 거 같다.

기분은 날씨 같은 것이라고. 
어떤 날은 아침에 눈이 번쩍 떠지는 게 힘이 펄펄 나는가 하면
또 어떤 날은 몸이 진흙으로 만들어진 것 같은 때가 있습니다.

몸이 힘들면 마음이 가라앉기 마련입니다.
그러나 그 것 때문에 불행하다고 생각할 필요는 없습니다.
그냥 날씨 같은 거라고 여기면 되는 거예요.
바람 불다, 비가 오다 그러다 햇살이 비추기도 하는 거거든요.
또 그러다 흐리기도 하고.

책 도입부를 읽으면서 김창완 님 특유의 말투가 머릿속에서 울리는 거 같았다. 말을 어쩜 이렇게 예쁘게 할까? 담백하다는 표현이 맞는 건가. 어쨌든. 뭘 보고 자라야 이런 글을 쓸 수 있을까 잠시 생각했다. 많이 써봐야겠지 뭐.

열심히 괴로워 하는 사람들을 위로해 주는 책

학창 시절을 너무 허투루 보냈다고 생각하는 편이라 20대 후반부터는 꽤 열심히 살았던 거 같다. 시간은 한정된 자원이라는 미국 월스트리트 어딘가 사는지 마는지 하는 사람들의 조언에, 시간을 빼곡하게 채워서 살았다.

미라클 모닝, 아침 명상, 아침 운동, 출근길 스픽으로 영어회화 공부, 점심시간에는 프로그래밍 공부, 집에 와서는 독서, 아이들 재우고 게임 개발... 딱히 싫지는 않았던 거 같다. 스스로 열심히 살아간다는 것에 대한 만족감도 있었고, 뭔가 성장하고 있다는 즐거움도 있었으니까.

문제는 강박이었다. 빼곡한 투두리스트 중 뭐 하나라도 빠트려놓은 날은 시작부터 어그러지기 시작했다. 사람 사는 게 계획대로 될 수 없는 건데, 내 계획이 틀어지면 그것이 짜증 났다. 당연히 겉으로 드러났고, 부정적인 감정은 쉽게 사람들을 괴롭혔겠지. 아내나 아이들, 내가 만나는 사람들을 꽤 힘들게 했던 거 같다.

다행히도 이런 강박적인 태도가 문제라는 것은 빨리 알아차렸다. 그래서 최근 몇 개월 동안은 조급해하지 않고, 마음에 여유를 갖자는 태도로 하루하루를 보내왔던 거 같다. 그러던 와중에 만난 찌그러져도 동그라미라는 책은 꼭 나를 위로해 주는 거 같았다.

세상살이라는 게 그렇게 자로 잰 듯 떨어지지 않습니다.
좀 여유롭게 생각하세요.

너무 매일매일에 집착하지 마십시오.
그렇다고 위에 그린 동그라미를 네모라고 하겠습니까,
세모라고 하겠습니까?

그저 다 찌그러진 동그라미들입니다.
우리의 일상도!

전기 현장 조공으로 일하게 되면서 어리바리를 타고 있다. 나름 사장으로 일하면서 남 눈치 안 보면서 10년을 일했는데, 다시 눈칫밥 먹으면서 일하는게 쉽지는 않다.

평생 공구 한 번 만져본 적 없거나, 나처럼 40을 바라보는 나이에 노가다판에 입문하는 사람들을 위해 오늘은 전기 조공들이 현장에서 사용하는 몇 가지 공구들을 정리해볼까한다. 

후렉시블 (Flexible)

후레시맨? 첨에 후렉시볼 가져와! 라고 선임 기공의 고성을 들었을 때가 떠오른다. 뭘 가르쳐 주고 화를 내든가... 한글 명칭으로는 금속제 가요 전선관이라고도 한다. 영어를 좀 하시는 분들은 Flexible이라는 말을 알거다. 유연한이라는 뜻을 가진 단어다. 말그대로 이 관은 유연하게 이리저리 스르르 뱀처럼 움직인다. 조공으로 일한지 얼마 안되서 다른건 안써봤고, 내가 있는 현장에서 자주 쓰이는 GW 전선관이 사용된다. 

혹시 궁금한 사람이 있을까봐 약자를 알려주자면 General Water Proof Flexible. 표준형 일반 방수 전선관이라는 뜻이다. 내열, 내유, 내한, 내화학성에 우수하다고 한다.

임팩 (임팩트 드릴)

이케아 가구를 조립할 정도의 관심이라면 전동 드라이버는 사용해봤을거다. 임팩트 드릴은 전동 드라이버처럼 생겼지만 말그대로 충격을 주면서 움직이는 도구다. 고속 회전을 하며, '충격력'을 발생시켜 강력한 힘으로 나사를 조여주기도 하고, 단단한 재료를 뚫을 때 사용한다.

나는 주로 트레이를 설치하거나, 분전함에 직결 피스를 박을 때 사용하고 있다.

앙카 (앙카볼트)

보통 앙카라고 부른다. Anchor가 배를 고정하는 닻을 의미하는 말인 거처럼, 콘크리트를 뚫은 뒤에 분전함이나 볼라드처럼 단단히 고정시켜야 하는 경우에 사용되는 도구다. 

볼트 아래 부분이 팽창하면서 단단하게 고정된다고 한다. 아래 움짤을 확인해보자.

아시바 (비계)

높은 곳에서 공사할 수 있도록 임시로 설치한 가설물이다. 일본에서 넘어온 말이고, 보통 시스템 비계라고 부른다고 한다. 나같은 경우에는 현장에서 이동식 바퀴를 달아서 사용하는 '이동식 비계'를 가끔 사용한다. 

건설현장에서 흔히 볼 수 있는 파이프 건축물이라고 생각하면 된다.

뺀찌 (펜치)

정식명칭은 펜치인데, 뺀찌라고 많이들 부르시더라. 손가락으로 세게 잡을 수 없는 물건들을 집을 때 사용된다. 노가다 필수템이다.

오늘은 여기까지만 정리해본다. 12시간을 넘게 서서 일했더니 너무 졸렵다. 또 생각나면 온다. 수고

무효전력과 관련된 문제를 풀 때는 피상전력, 유효전력, 무효전력에 대해 알아야 한다. 

피상전력이란?

피상전력 (Apparent Power)이란 교류 전력 시스템에서 전압과 전류의 곱으로 나타나는 전체 전력을 의미한다고 한다. 피상전력은 유효전력과 무효전력을 포함하며, 이를 통해 전력 시스템의 전력 흐름을 이해할 수 있다.

유효전력과 무효전력

1. 유효전력 (Real Power, P):

• 실제로 유용한 일을 하는 전력. 즉, 실제로 소비되거나 생성되는 전력
• 단위는 와트(W).
• 전기 기기들이 실제로 소비하는 전력으로, 열, 빛, 운동 에너지 등으로 변환된다.

2. 무효전력 (Reactive Power, Q):

• 전력 시스템에서 에너지를 저장하고 방출하는 역할을 한다. 전자기장이나 전기장을 형성하는 데 사용되는 전력이며, 실제로 일을 수행하지 않지만 시스템의 전압과 전류를 유지하는 데 필요하다.
• 단위는 Var(Volt-Ampere Reactive).

피상전력을 구하는 공식

피상전력(S)은 전압과 전류의 복소수의 곱으로 구한다. 혹시 나처럼 복소수를 접한 지 오래되어 헷갈리는 사람들을 위해 간단히 짚고 넘어가자면,

전압 v = 5 +j2 처럼 실수부(5)와 허수부(j2)로 이루어진 수이다. 그렇다면 켤레 복소수란 무엇일까? 전류 i는 4 - j2로 허수부 앞에 음수 -가 붙어있는 것을 알 수 있는데, 허수부의 부호를 반대로 바꾼 복소수를 켤레 복소수라고 한다.

피상전력을 다음과 같이 표기하기도 하는데,

여기서,

• S는 피상전력 (단위: VA, Volt-Ampere)
• P는 유효전력 (단위: W, Watt)
• Q는 무효전력 (단위: Var, Volt-Ampere Reactive)

계산해 보기

복소수의 곱은 분배법칙으로 계산하면 된다. 그런데 두 번째 줄에 보면 j2와 j2가 곱해진 값이 아래줄에서 -4가 되는 것을 볼 수 있는데, 복소수에서 허수의 제곱은 -1이 성립된다. 이유까지 파고들면 너무 복잡하니 외우는 것이 좋을 거 같다. 궁금한 분은 검색해서 알아보시길...

어찌 됐든 피상전력 S = 16 + j18 [VA]에서 16이 유효전력, j18 부분이 무효전력을 나타낸다. 그러므로 무효전력 Var은 18이다.

1. 정류기: 전력을 제어하기 위한 반도체 소자를 이용하여 교류를 직류로 변환하는 장치.
2. PN 접합 다이오드: P형 반도체와 N형 반도체를 접합하여 만든 소자로, 특정 방향으로만 전류가 흐르게 함. 이를 통해 교류를 직류로 변환할 수 있음.
3. SCR (실리콘 제어 정류기): 플러스와 마이너스 전압을 걸고 게이트에 신호를 주면 도통되는 소자. 도통된 이후에는 신호를 끊어도 계속 도통 상태를 유지하며, 반대로 전압을 걸거나 유지 전류 이하로 전류를 흐르게 하면 꺼짐.

   

4. GTO (게이트 턴 오프): SCR과 유사하지만, 게이트 신호로 켜고 끌 수 있는 소자.

   

5. 트라이액(TRIAC): 양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 소자. 교류를 제어할 수 있음.

   

6. 제너 다이오드: 제너 다이오드는 특정 역방향 전압(항복 전압)을 초과할 때 전류를 흐르게 하여 전압을 일정하게 유지하는 특성을 가지고 있다. 이를 항복 특성이라고 한다. 

   

예시

CPU가 5V에서 작동한다고 가정해보자. 만약 전압이 5V를 초과하면 CPU가 고장 날 수 있다. 이때 제너 다이오드를 사용하면, 전압이 6V를 초과할 때 전류가 흐르게 되어 과도한 전압을 막을 수 있다. 전압이 항복 전압을 초과하면 전류를 통과시켜 후미단의 중요한 소자를 보호한고, 전압을 일정하게 유지한다.

항복 특성

• 항복 전압: 특정 역방향 전압을 초과할 때 전류를 흐르게 하는 전압.
• 역방향 전압: 전압이 반대 방향으로 걸렸을 때, 제너 다이오드는 항복 전압 이상이 되면 전류를 통과시킴.

연습 문제 및 답변

1. PN 접합 다이오드의 주 기능은 무엇인가?
   • PN 접합 다이오드는 특정 방향으로만 전류가 흐르게 하는 정류 작용을 한다. 이를 통해 교류를 직류로 변환할 수 있다.
2. SCR이 도통 상태를 유지하기 위한 최소 전류를 무엇이라 하는가?
   • SCR이 도통 상태를 유지하기 위한 최소 전류를 유지 전류(holding current)라고 한다.
3. GTO와 SCR의 차이점을 설명하라.
   • SCR은 게이트에 신호를 주어 켤 수 있지만, 꺼질 때는 전류가 유지 전류 이하로 떨어지거나 역전압이 걸려야 한다. 반면 GTO는 게이트 신호로 켜고 끌 수 있어 더 자유롭게 제어할 수 있다.
4. 트라이액이 양방향으로 전류를 흐르게 할 수 있는 이유는 무엇인가?
   • 트라이액은 양쪽에 화살표가 있는 구조로, 양방향으로 전류를 흐르게 할 수 있다. 따라서 교류를 제어할 수 있다.
5. 제너 다이오드는 어떤 상황에서 전류를 흐르게 하는가?
   • 제너 다이오드는 역방향 전압이 항복 전압을 초과할 때 전류를 흐르게 하여, 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.

단락비

1. 정의: 단락비(Ks)는 정상 상태의 정격전류(In)와 단락 상태의 전류(Is)의 비율을 말한다. 이는 퍼센트 임피던스(%Z)와 관련이 있다.
   • 정상 상태의 전류: 정격 전류.
   • 단락 상태의 전류: 단락 전류.

   • 

2. 계산 방법: 정상 상태의 회로 임피던스를 통해 단락비를 계산할 수 있음.
   • 예시: 정격 전류가 1A, 단락 전류가 100A이면 단락비는 100.
   • 퍼센트 임피던스를 통해 계산: 퍼센트 임피던스가 1%이면 단락비는 100.

     

3. 특징: 단락비가 클수록 전압 변동률, 전기자 반작용, 임피던스가 작아져서 전기적으로 우수하다.

부하란 무엇일까?

부하란 전기 회로에서 전력을 소비하는 장치를 말한다. 

V곡선(위상 특성 곡선)

1. 정의: 동기 전동기를 무부하 상태에서 운전할 때의 계좌 전류와 전기자 전류의 관계를 나타낸 곡선.
   • V곡선에서 역률이 1일 때 전기자 전류는 항상 최소이다.
2. 특징:
   • 과여자: 계좌 전류가 증가하여 전기자 전류가 증가함 (진상).
   • 부족 여자: 계좌 전류가 감소하여 전기자 전류가 증가함 (지상).
   • V자 형태로 나타나며, 위상 특성 곡선이라고도 함.
3. 용도: 전기자의 전류와 역률 조절을 통해 전동기의 효율을 높임.

동기 전동기

1. 기동 방법:
   • 자기 기동법: 기동 권선을 사용하여 시작.
   • 유도 전동기법: 유도 전동기를 이용하여 기동, 동기기보다 2극 적은 극수를 사용.
2. 특징:
   • 속도 제어가 어렵고 일정한 속도로 운전됨.
   • 역률 조절 가능: 전기자 전류 조절을 통해 진상/지상 역률 조절.
3. 장점:
   • 진상과 지상 역률 모두 보상이 가능함.
   • 전력용 콘덴서보다 효율적임.

연습 문제

1. 단락비가 1.2인 동기 발전기의 퍼센트 동기 임피던스는?
   • ( \frac{100}{1.2} = 83.3% )
2. 단락비가 큰 동기 발전기의 특징이 아닌 것은?
   • 전기자 반작용이 크다 (틀림, 작아짐).
3. 동기 전동기를 부족 여자로 운전하면?
   • 리액터로 작용.

동기발전기 특성 시험과 병렬 운전

1. 무부하 포화곡선 = 무부하 특성곡선:

   

   
   
   • 동기 발전기의 계자 전류가 증가함에 따라 단자 전압이 증가하다가 포화 상태에 이르는 특성을 나타냄.
   • 이상적으로는 계자 전류가 증가하면 단자 전압도 계속 증가하지만, 실제로는 포화 상태에 도달하여 더 이상 증가하지 않음.
   • 표에서 휘어지는 곡선이 무하 포화곡선임.
2. 포화율 공식:
   

   

   
   
   
   • 여기서, ( AB )는 포화 전 단자 전압이고, ( BC )는 포화 상태에서의 단자 전압임.
3. 3상 단락곡선:

   

   
   
   • 단자 전압을 단락시킨 상태에서 계자 전류를 0부터 천천히 올리면서 단락 전류와의 관계를 그래프로 나타냄.
   • 3상의 경우 철심이 포화되면 전기자 반작용 때문에 감자작용이 발생하고, 자기포화가 일어나지 않게.
4. 전압 변동률:
   • 정격 분해 무부하 전압에서 전격 전압을 뺀 값을 전격 전압으로 나누어 전압 변동률을 계산함.
   • 전압 변동률 공식:
     

     

     
     
     
     • 여기서, ( V_{0} )는 무부하 전압이고, ( V_{N} )은 전격 전압임.

병렬 운전

1. 병렬 운전 조건 표:

- 용량, 전류, 출력은 달라도 된다.

2. 무효 순환 전류:
   • 기전력의 크기가 다를 때 생기는 전류로, 부하로 전류를 흘리지 않기 때문에 무효 순환 전류라고 함.
   • 위상이 다를 때도 무효 순환 전류가 발생할 수 있음.
3. 유효 순환 전류:
   • 위상이 다를 때 발생하며, 상이 같아지려는 전류를 유효 순환 전류 또는 동기화 전류라고 함.
4. 난조와 난조 방지법:
   • 난조는 부하가 증가할 때 속도가 떨어졌다가 다시 원래대로 돌아오는 현상으로, 속도 조절이 어려운 상태를 말함.
   • 난조의 원인: 부하의 급작스러운 변동에 의해 공진 작용에 의한 진동이 계속 증대하게 됨. 이 것을 난조라 하며, 정도가 심해지면 동기 운전을 이탈하게 되는데, 이를 동기 이탈(탈조)라고 함.
   • 방지 대책: 제동권선을 설치, 플라이휠 설치, 관성을 크게, 조속기의 성능을 둔하게, 단락비 크게, 동기 임피던스를 작게.
5. 안정도 향상 방법:

   

   
   
   • 단락비를 크게, 동기 임피던스를 작게, 관성모멘트를 크게, 신속한 조속기, 빠른 응답의 여자 방식.

연습 문제 정리

1. 무부하 포화곡선과 포화율 계산:
   • 포화율은 AB분의 BC로 계산.
   • 무부하 포화곡선은 계자 전류와 단자 전압 관계. 계단으로 외움.
2. 병렬 운전 조건 확인:
   • 전압, 주파수, 상순(위상), 파형이 같아야 함.
   • 출력과 용량은 달라도 무방.
3. 기전력 크기와 순환 전류:
   • 기전력 크기가 다를 때는 무효 순환 전류가 흐름.
   • 위상이 다를 때는 유효 순환 전류가 발생.
4. 난조 방지와 안정도 향상:
   • 제동권선 설치, 관성모멘트 크게, 둔한 조속기, 고조파 제거.
   • 안정도 향상을 위해 단락비 크게, 동기 임피던스 작게.

1. 동기기의 정의와 원리

• 동기기는 교류 발전기라고도 부른다.  대부분의 교류 발전기는 회전 계자형을 사용하여 안정적이고 구조가 간단하다는 특징이 있다. 
• 동기 속도란 발전기에서 자석이 회전하면서 생기는 속도이다. 아래 공식으로 계산할 수 있으며, 여기서 (f)는 주파수(Hz), (P)는 극수를 뜻한다.

2. 동기기의 특성

• 동기기(교류 발전기)는 전기자를 고정시키고 계자 자극을 회전시켜 기전력을 만들어 내는 특징이 있다.

  

• 전기자 반작용은 전기자 전류가 자속을 변화시키는 현상이다. 교차 자화 작용(횡축 반작용), 감자 작용(직축 반작용), 증자 작용(직축 반작용)이 있다.
• 교차 자화 작용은 기자력과 자속이 직각이 되는 현상이다.
• 감자 작용은 자속이 감소되어 유도 기전력이 작아지는 현상이다.
• 증자 작용은 자속이 증가되어 유도 기전력이 커지는 현상이다.

전기자 반작용 문제는 위 그래프를 이해하면 관련 문제를 모두 해결할 수 있다고 한다. 그래프의 오른쪽 상단에 표시된 감자 작용부터 시작하며 1사분면이다. 1사분면과 4사분면은 전동기를, 2사분면과 3사분면은 발전기를 나타낸다.

1사분면의 전압(V)부터 크기가 반시계 방향으로 이동함에 따라 점점 커진다고 생각하면 된다. 예를 들어, 발전기에서 감자 작용이 일어나는 시점을 묻는 문제를 생각해 보면, 감자 작용은 2사분면에 위치한다. 이는 전압(V)이 전류(I)보다 클 때 발생하는 현상이다. 

- 정리 : 1사분면(I > V), 2사분면(V > I), 3사분면(I > V), 4사분면(V > I)

3. 전기자 권선법

• 집중권과 분포권: 집중권은 기전력이 크지만 고주파가 발생하여 분포권이 선호됨. 분포권은 파형 개선에 유리하다.
• 전절권과 단절권: 전절권은 유기 기전력이 크지만, 단절권이 고주파 제거와 파형 개선에 유리하여 주로 사용된다.
• 권선법에서는 분단(분포권, 단절권)이 주로 사용된다.

4. 출제 문제 정리

1. 동기 발전기에서 계자 자속에 의한 유기 기전력과 전기자에 흐르는 부하전류가 동상인 경우의 전기자 반작용은? 

-> 교차 자화 작용(역률100%)

유도전동기의 특성

1. 비례추이

• 정의: 슬립(s)과 2차 저항(R) 사이의 비례 관계를 이용하여 전동기의 기동 특성 및 속도 제어를 가능하게 하는 특성을 비례추이라 한다.
• 기동 시: 2차 저항을 증가시키면 슬립이 증가하여 기동 전류가 줄어들고 기동 토크가 증가함. 이를 통해 보다 원활한 기동이 가능해진다.
• 속도 제어: 2차 회로에 저항을 넣어 슬립을 조절하여 전동기의 속도를 제어할 수 있다. 이는 주로 기중기, 권상기, 승강기 등에서 사용된다.

2. 원선도

• 정의: 유도 전동기의 특성을 나타내는 그래프. 전류 및 회전력, 역률, 효율, 슬립, 토크 등을 구할 수 있다.
• 작성 방법: 구속 시험과 무부하 시험을 통해 전동기의 특성을 파악하고 원선도를 작성할 수 있다.

3. 유도전동기의 출력

4. 토크 특성

• 토크와 전압의 관계: 유도 전동기의 토크는 공급 전압의 제곱에 비례한다. 전압이 절반으로 감소하면 토크는 1/4로 감소한다.
• 최대 토크: 최대 토크의 크기는 변하지 않으며, 토크의 발생 시점만 변한다.

4. 유도 전동기 토크를 구하는 공식

이 공식은 토크를 출력 전력과 회전 속도에 따라 계산하는 간단한 방법이다.

문제 예시

1. 문제: 유도 전동기의 출력 전력이 1500W이고 회전 속도가 1500rpm일 때, 토크를 구하라.
2. 풀이:

출제 문제 정리

1. 문제: 비례추이를 이용하여 속도 제어가 되는 전동기는?
   • 답: 권선형 유도 전동기.
2. 문제: 권선형 유도 전동기에서 2차 저항을 2배로 하면 슬립은 어떻게 되는가?
   • 답: 슬립도 2배 증가.
3. 문제: 권선형 유도 전동기에서 최대 토크의 크기는 저항의 변화에 따라 어떻게 되는가?
   • 답: 최대 토크의 크기는 변하지 않음.

단상유도 전동기의 원리와 기동법

주요 개념

1. 단상유도 전동기와 3상유도 전동기의 차이점:
   • 3상유도 전동기: 회전자계가 생성되어 원판이 회전한다.
   • 단상유도 전동기: 단상 파형만 존재하여 초기 기동을 위한 기동 장치가 필수적이다.
2. 교번자계:
   • 단상유도 전동기에서 자기장이 좌우로만 움직이는 것을 뜻한다. 회전 방향을 결정하지 못하고 양쪽으로 회전하려는 힘이 같다.
3. 기동장치:
   • 보조 코일 및 기동용 콘덴서: 주 코일 외에 보조 코일을 추가하고, 보조 코일에 기동용 콘덴서를 연결하여 회전 자계를 만든다.
   • 기동용 콘덴서: 초기 기동 시에만 필요하며, 원심력 스위치로 일정 속도 도달 후 분리된다.
4. 기동 방식의 종류(토크 순서): 
   • 반발형: 기동 토크가 가장 크다. 반발 기동형과 유도형이 있으며, 기동형이 토크가 가장 크다. 
   • 콘덴서 기동형: 중간 정도의 기동 토크, 역률과 효율이 좋음. 역률과의 효율이 좋다는 언급 되는 문제가 자주 출제되는 경향이 있다.

     

   • 분상기동형: 토크가 작은 편. 원심력 걔폐기를 이용하며, 회전 방향을 바꾸기 위해선 주권선과 보조권선 중 하나를 전원에 반대로 접속시킨다.

     

   • 셰이딩 코일형: 가장 작은 기동 토크. 회전 방향을 바꿀 수 없는 단점.
   • 반콘분셰를 기억하자. 토크의 크기와 관련된 문제가 출제된다고 한다.
5. 단상 직권 정유자 전동기:
   • 만능 전동기, 유니버설 전동기라고도 하며, 교류와 직류에서 모두 사용 가능하다.

주요 출제 문제 정리

1. 단상유도 전동기의 역회전 방법: 주 코일 또는 보조 코일의 방향을 반대로 한다. 둘 다 방향을 바꿔선 안된다.
2. 보조 코일의 역할: 기동 토크를 생성하기 위함.
3. 원심력 스위치 작동 시기(분상기동형): 동기 속도의 80% 내외에서 작동.
4. 단상유도 전동기의 용도: 선풍기, 펌프, 헤어드라이기 등.
5. 역률과 효율이 좋은 전동기: 콘덴서 기동형.
6. 기동 토크 순서: 반발 기동형 > 반발 유도형 > 콘덴서 기동형 > 분산기동형 > 셰이딩 코일형.
7. 기동장치에 의한 분류: 분산기동형, 콘덴서 기동형, 셰이딩 코일형.