빅초이의 자본주의생존기

전기기기의 종류

전기기능사 필기를 준비하면서 알아둬야 하는 전기기기는 크게 다섯 가지로 나눌 수 있다:

1. 직류기 (Dynamo): 직류로 작동하는 기계로, 직류 발전기와 직류 전동기가 있다.
2. 변압기 (Transformer): 교류 전압을 변환하는 장치로, 전압을 올리거나 내릴 수 있다.
3. 유도기 (Induction Machine): 교류 전동기로, 단상 유도기와 삼상 유도기가 있다.
4. 동기기 (Synchronous Machine): 교류 발전기로, 동기 속도로 회전하는 기계이다.
5. 정류기 (Rectifier): 전력 변환 장치로, 직류를 교류로, 교류를 직류로 변환할 수 있다.

직류기의 구조와 작동 원리

직류기 내부에는 N극과 S극의 자석이 있고, 그 사이에 도체가 놓여 있다. 도체가 회전하면 자속이 끊어지면서 유도기전력이 발생한다. 플레밍의 오른손 법칙에 따라 유도기전력이 발생하며, 이 전압이 직류로 변환된다.

유도기전력

직류 발전기에서 유도기전력은 다음 식으로 구할 수 있다:

• ( P ): 극수 (짝수로 이루어짐, 예: 2극, 4극)
• ( Z ): 총 도체 수
• ( Φ ): 자속
• ( N ): 회전수 (분당 회전수, RPM)
• ( A ): 병렬 회로 수 (*파권: 2, 중권: 극수와 동일)

직류기의 구성 요소

1. 계자 (Field): 자속을 생성하는 부분으로, 자석의 역할을 한다.
2. 전기자 (Armature): 자속을 끊으며 전기를 생성하는 부분으로, 도체가 회전한다.
3. 정류자 (Commutator): 교류를 직류로 변환하는 부분으로, 전류의 방향을 일정하게 유지한다.
4. 브러시 (Brush): 전기자와 외부 회로를 연결하는 부분으로, 탄소 브러시가 사용된다.

전기자 권선법

• 환상권: 코일을 안팎으로 감는 방법
• 고상권: 코일을 바깥에만 감는 방법

중권과 파권

• 중권 (Lap Winding): 병렬 회로 수가 극수와 같다. 전압이 낮고 전류가 큰 경우 유리하다.
• 파권 (Wave Winding): 병렬 회로 수가 2이다. 전류가 작고 전압이 큰 경우 유리하다.

비교표

중권과 파권의 차이점

• 중권 (Lap Winding)
  • 병렬회로수는 극수와 동일하다.
  • 브러쉬 수도 극수와 동일하다.
  • 주로 저전압 대전류용으로 사용되며, 4극 이상의 경우에 많이 사용된다.
  • 균압환이 필요하다.
• 파권 (Wave Winding)
  • 병렬회로수는 2이다.
  • 브러시 수도 2이다.
  • 주로 고전압 소전류용으로 사용된다.
  • 균압환이 불필요하다.

기출문제에 나오는 내용 정리

1. 직류기의 주요 구성 요소: 계자, 전기자, 정류자
2. 전기자 권선: 철심과 구리 권선으로 이루어짐
3. 브러시의 역할: 전기자 권선과 외부 회로를 전기적으로 접속
4. 계자의 역할: 자속 생성
5. 병렬 회로 수: 파권일 때 2, 중권일 때 극수와 동일
6. 직류기의 주요 구성 요소가 아닌 것: 보극
7. 직류 발전기 전기자의 구성: 권선과 철심
8. 브러시의 역할: 전기자 권선과 외부 회로 접속
9. 계자의 역할: 자속 생성
10. 파권의 병렬 회로 수: 2
11. 중권의 병렬 회로 수: 극수와 동일