전기기기 중요공식 Matrix

✅ 이 글에서 얻는 것: 전기기사 필기 전기기기 파트(직류기·변압기·유도전동기·동기발전기)를 문제번호-정답-풀이-암기포인트 표로 한 번에 정리합니다.
✅ 핵심 결론: 자주 틀리는 포인트는 “공식 자체”보다 조건(무부하/부하/슬립/결선/%Z/부하각) 해석에서 갈리며, 표 형태로 반복하면 실수가 급격히 줄어듭니다.
✅ 시험 포인트: 분권/직권 특성, %임피던스·시험(무부하/단락), 슬립↑→전류↑, 동기 출력 P=EV/Xssin⁡δP=EV/X_s \sin\deltaP=EV/Xs​sinδ·병렬운전 조건 등 단골 문장을 바로 정답으로 연결하세요.

📘 시험 대비 오답노트 (챕터별 표 정리본)
Ⅰ. 직류기 (DC Machine)
문제 번호	주제	정답	풀이	암기 포인트
1	분권 전동기 특성 (무부하)	속도 일정	N∝(V−IaRa)/ϕ, 무부하 시 Ia 작고 ϕ 일정	분권 = 정속도, 직권 = 위험
2	기동 시 브러시 필요한 전동기	반발 기동형	브러시 = 정류 필요할 때만 등장	유도전동기엔 브러시 없음
3	직류 분권 발전기 설명	여자전류로 전압 조정 가능	단자전압↑ → 계자전류↑ ❌ (반대)	분권 발전기 = 여자전류로 전압 조정
4	단상 직권 정류자 전동기 종류	복권 직권형 ❌	단상 직권 = 직권/보상 직권/유도 보상 직권	단상 직권 종류 구분
5	직류 발전기 정류자 평균 전압	9.5 V	E=pZΦN/60a, 평균전압 = pE/k	정류자 평균전압 공식
6	속도–토크 곡선	직류 분권 전동기	속도 일정, 토크 ∝ 전류²	분권 = 정속, 직권 = 위험
7	직류 직권 전동기 속도 제어	초퍼	직류 전압 직접 제어 → 초퍼	DC 속도제어 = 초퍼
Ⅱ. 변압기 (Transformer)
문제 번호	주제	정답	풀이	암기 포인트
8	변압기 %임피던스	%Z=(Pn·X)/V²×100	Zpu=Z/Zbase, Zbase=V²/P	단락 강도 지표
9	변압기 자속밀도	B=E4.44fSN	E=4.44fNϕ, ϕ=BS → 공식 변환	변압기 = 4.44, 단위 변환 주의
10	V결선 자기용량	7.87 kVA	S단상=½ SV결선	V결선 총용량 ÷ 2
11	변압기 %리액턴스	2%	%X=(Pn·X)/V²×100	%임피던스 = 기준용량/전압²
12	단권 변압기 V결선 자기용량	31.49 kVA	자기용량=2/√3((Vh-Vl)/Vh)P	단권 변압기 = 차전압 핵심
13	변압기 효율 계산	96.40%	출력 6000 W, 동손 101.25 W, 입력 6221.25 W → 효율 96.4%	출력 ∝ m, 동손 ∝ m², 고정손 일정
14	원선도의 지름	E/x에 비례	리액턴스 ↓ → 전류 ↑ → 원 커짐	원선도 지름 ∝ 임피던스 역수
15	권선 접속 회로 전압	1375 V	E=R1/(R1+R2)·E전체=5/12·3300	저항 분압 = R비로 전압 분배
Ⅲ. 유도전동기 (Induction Motor)
문제 번호	주제	정답	풀이	암기 포인트
16	단상 반발 유도 전동기	효율↓, 역률↑	반발 작용 → 기동 토크 큼, 손실↑ → 효율↓, 위상 보정 → 역률↑	반발유도 = 역률↑, 효율↓
17	VVVF 제어 적용 전동기	유도 전동기	V/f 일정 제어 → 자속 일정	VVVF = 유도전동기 전용
18	부하 증가 시 현상	1차 전류 감소 ❌	부하↑ → 슬립↑ → 전류↑	부하 증가 = 전류 증가
19	2중 농형 유도전동기	기동 토크 큼	외측 고저항 → 기동, 내측 저저항 → 운전	2중 농형 = 기동 특화
20	토크 계산	10 Nm	Ns=1800 rpm, Pg=94.25/0.05=1885 W, T≈10 Nm	토크 = 공극전력 / 동기속도
21	고조파 회전자계	제5고조파	같은 방향: 2m+1, 반대 방향: 2m-1	역방향 = 5, 11, 17…
Ⅳ. 동기발전기 (Synchronous Generator)
문제 번호	주제	정답	풀이	암기 포인트
22	안정도 증가 방법	리액턴스 ↑ → 안정도 ↓	안정도 ↑: 단락비↑, 관성↑, 응답 빠르게, 임피던스↓	리액턴스는 작을수록 안정
23	전기각 계산	90°	전기각=(극수/2)×기계각=12/2×15=90°	전기각 = (극수/2)×기계각
24	출력식 (비돌극형)	P=EV/Xs·sinδ	동기발전기 출력은 부하각 sinδ에 비례	동기 출력 = EV/X·sinδ
25	병렬 운전 시 동기화 전류	위상차 있을 때 발생	위상차 → 동기화 전류, 크기 차 → 무효 순환전류	병렬운전 4대 조건 암기
26	제동 권선 작용	난조 방지	속도 변동 → 제동권선 전류 유기 → 감쇠 토크 발생	제동권선 = 난조 방지