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어떤 부하가 실효치 100 [V]의 교류 전원에 연결될 때, 지상 역률… | [7급 국가직 회로이론] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 회로이론] 24년 1회차
어떤 부하가 실효치 100 [V]의 교류 전원에 연결될 때, 지상 역률 0.6의 36 [W]를 소비한다. 이 역률을 지상 역률 0.8로 개선하기 위해 부하에 병렬로 연결해야 하는 커패시터의 용량[μF]은? (단, 정현파 교류 전원의 각주파수 ω=300\omega=300 [rad/sec]이다)
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해설

필요한 커패시터 용량은 7 μF이다. 개선 전후 무효전력의 차를 커패시터가 공급하면 된다.

개선 전: 피상전력 S1=360.6=60 VAS_1=\dfrac{36}{0.6}=60\,\mathrm{VA}, 무효전력 Q1=60×0.8=48 varQ_1=60\times0.8=48\,\mathrm{var}
개선 후: Q2=36×0.60.8=27 varQ_2=36\times\dfrac{0.6}{0.8}=27\,\mathrm{var}

보상 무효전력 QC=48−27=21 varQ_C=48-27=21\,\mathrm{var}
C=QCωV2=21300×1002=7×10−6 FC=\dfrac{Q_C}{\omega V^2}=\dfrac{21}{300\times100^2}=7\times10^{-6}\,\mathrm{F}

  • 6 μF는 보상 무효전력이 18 var에 그쳐 역률이 0.8에 못 미친다.
  • 8 μF는 24 var를 보상해 목표 역률을 넘어선다.
  • 9 μF는 27 var를 보상해 목표보다 더 과하게 개선된다.

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