9급국가직공무원 2009-04-11 전기기기 3번 문제 해설

요약: 단상 변압기에서 정격 전류가 흐르는 조건에서 전압 변동률의 최대치를 부하역률로 구하는 문제입니다. 주어진 값은 입력전압(660V, 3300/220V), 출력전력(10kVA), 출력 임피던스(100W)입니다.

정답 근거:
- 부하역률과 전압 변동률의 관계: 부하역률이 낮을수록 무효전력이 커져 임피던스 효과가 커져 전압 변동률이 증가합니다.
- 계산:
- 입력전력 Pᵢn} = (3300/220) × 10 ≈ 150W
- 부하역률 \cos \phi 가 낮을수록 무효전력 Q 가 증가하여 Δ V / V (전압 변동률) 증가.
- 최소 부하역률은 주로 순수 저항성 부하(역률 0)에 근접할 때 나타납니다. 여기서는 주어진 선택지 중 가장 낮은 역률인 50%가 최대 전압 변동을 초래합니다.

오답 포인트:
- 58%, 71%, 87%: 이들 역률은 상대적으로 높아 무효전력이 적게 발생하여 전압 변동률이 낮아집니다.

핵심 개념:
- 부하역률: 전력의 실용적 사용 효율을 나타냄 ( \cos \phi ).
- 임피던스 효과: 역률이 낮을수록 무효전력 증가로 전압 변동률 증가.

마무리 요약: 변압기에서 전압 변동률이 최대화되는 조건은 부하역률이 가장 낮은 상태이며, 주어진 선택지 중 50%가 이에 해당합니다.