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그림처럼 전류계 3개로 부하전력을 측정한다. 부하와 병렬로 저항 R이 … | 전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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그림처럼 전류계 3개로 부하전력을 측정한다. 부하와 병렬로 저항 R이 접속되고, A₃=전체 전류, A₁=부하 전류, A₂=저항 R 전류이다. 지시값 A₁=7[A], A₂=4[A], A₃=10[A], R=25[Ω]일 때 다음을 구하시오.

(1) 부하전력 P[W]
(2) 부하역률
문제이미지
해설
3전류계법 : 전체전류 A₃는 부하전류 A₁과 저항전류 A₂의 벡터합이므로 제2코사인법칙을 적용한다.

(1) 부하전력
P=R2(A32−A12−A22)P = \dfrac{R}{2}\left(A_3^{2} - A_1^{2} - A_2^{2}\right)
=252(102−72−42)=252×35=437.5= \dfrac{25}{2}\left(10^{2} - 7^{2} - 4^{2}\right) = \dfrac{25}{2}\times 35 = 437.5 [W]

(2) 부하역률
cos⁡θ=A32−A12−A222 A1A2=352×7×4=0.625\cos\theta = \dfrac{A_3^{2} - A_1^{2} - A_2^{2}}{2\,A_1 A_2} = \dfrac{35}{2\times 7\times 4} = 0.625
∴ 역률 = 0.625 = 62.5[%]


[해설]

3전류계법에서는 저항전류 A2와 부하전류 A1의 벡터합이 전체전류 A3이다. 그래서 제2코사인법칙으로 역률각을 구한다.

벡터 관계와 부하 전압은 다음과 같다.
A32=A12+A22+2A1A2cos⁡θA_3^{2} = A_1^{2} + A_2^{2} + 2A_1A_2\cos\theta
V=A2RV = A_2R

부하전력은 P=VA1cos⁡θP = VA_1\cos\theta에 위 두 식을 대입해 구한다.
P=R2(A32−A12−A22)P = \dfrac{R}{2}\left(A_3^{2} - A_1^{2} - A_2^{2}\right)
=252(100−49−16)=252×35= \dfrac{25}{2}\left(100 - 49 - 16\right) = \dfrac{25}{2}\times 35
=437.5= 437.5 [W]

부하역률은 코사인법칙 식을 cosθ에 대해 정리해 구한다.
cos⁡θ=A32−A12−A222A1A2=352×7×4\cos\theta = \dfrac{A_3^{2} - A_1^{2} - A_2^{2}}{2A_1A_2} = \dfrac{35}{2\times 7\times 4}
=0.625= 0.625 (62.5[%])

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