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1[전기기사 필기] 24년 2회차
어떤 변압기의 %저항강하가 2.4, %리액턴스강하가 1.8이다. 부하 역률각이 몇 [°]일 때 전압변동률이 가장 커지는가?
1
45.00
2
36.87
3
53.13
4
30.96
해설
전압변동률은 부하 역률각 θ\theta에 대해 ε=pcos⁡θ+qsin⁡θ\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta로 쓰인다. θ\theta로 미분해 −psin⁡θ+qcos⁡θ=0-p\sin\theta+q\cos\theta=0이 되는 지점에서 값이 꼭대기에 닿으므로 tan⁡θ=qp=1.82.4=0.75\tan\theta=\dfrac{q}{p}=\dfrac{1.8}{2.4}=0.75, 곧 θ=tan⁡−10.75≈36.87∘\theta=\tan^{-1}0.75\approx36.87^\circ다.
검산해 보면 이때 cos⁡θ=0.8, sin⁡θ=0.6\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6이라 ε=2.4×0.8+1.8×0.6=3.0\varepsilon=2.4\times0.8+1.8\times0.6=3.0이 나오고, 이는 p2+q2=2.42+1.82=3.0\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2.4^2+1.8^2}=3.0과 정확히 맞아떨어져 꼭대기 값임이 확인된다. 45∘45^\circ를 넣으면 (2.4+1.8)×0.7071≈2.97(2.4+1.8)\times0.7071\approx2.97로 도리어 작아진다.
두 값의 비를 뒤집어 tan⁡−12.41.8\tan^{-1}\dfrac{2.4}{1.8}을 구하면 53.13∘53.13^\circ, 분모에 꼭대기 값 3.03.0을 잘못 넣어 tan⁡−11.83.0\tan^{-1}\dfrac{1.8}{3.0}을 구하면 30.96∘30.96^\circ가 나오니 주의한다.

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