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그림의 환상 직류 배전선로에서 각 구간 왕복저항은 0.1[Ω], 급전점… | 전기기사 실기 2024년 2회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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그림의 환상 직류 배전선로에서 각 구간 왕복저항은 0.1[Ω], 급전점 A 전압은 100[V], 부하점 B·D의 부하전류는 각각 30[A], 50[A]이다. 부하점 B의 전압[V]을 구하시오.
문제이미지
해설
A→B 전류를 I1I_1, A→D 전류를 I2I_2로 두고 키르히호프 전압법칙을 적용하면
0.1I1+0.1(I130)+0.1(I130)0.1I2=00.1I_1+0.1(I_1-30)+0.1(I_1-30)-0.1I_2=00.3I10.1I2=60.3I_1-0.1I_2=6

전류 분배 I1+I2=30+50=80[A]I_1+I_2=30+50=80\,[\mathrm{A}]

연립 : 0.4I1=140.4I_1=14I1=35[A]I_1=35\,[\mathrm{A}], I2=45[A]I_2=45\,[\mathrm{A}]

B점 전압 VB=VAI1R=10035×0.1=96.5[V]V_B=V_A-I_1R=100-35\times0.1=96.5\,[\mathrm{V}]
답 : 96.5 [V]


[해설]

환상(루프) 배전선로는 급전점 A에서 전류가 양쪽으로 갈라져 나가 한 바퀴 돌아오는 폐로이므로, 두 방향 전류를 미지수로 두고 전류의 분배식과 폐로 전압강하식을 연립하는 것이 정석 풀이다.

A에서 나가는 두 전류의 합은 두 부하전류의 합과 같아 I1+I2=30+50=80[A]I_1+I_2=30+50=80\,[\mathrm{A}]이고, 부하점 B를 지난 구간에는 30A가 빠진 I130I_1-30이 흐른다. 이를 반영해 각 구간의 왕복저항 0.1Ω에 대한 전압강하를 폐로를 따라 한 바퀴 합하면 0이 된다는 키르히호프 전압법칙 식이 세워진다.

두 식을 연립하면 0.4I1=140.4I_1=14에서 I1=35[A]I_1=35\,[\mathrm{A}]가 나오고, B점 전압은 A~B 구간의 전압강하만 빼면 되므로 VB=10035×0.1=96.5[V]V_B=100-35\times0.1=96.5\,[\mathrm{V}]다. 어느 전류가 어느 구간을 어느 방향으로 흐르는지 부호와 구간 배정을 맞추는 것이 채점 포인트다.

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