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1[전기기사 필기] 25년 3회차
직권 특성을 가진 직류전동기가 전부하에서 1200[rpm]1200[\mathrm{rpm}]으로 돌고 있다. 부하 토크가 전부하 값의 49\dfrac{4}{9}로 가벼워지면 회전속도는 약 몇 [rpm][\mathrm{rpm}]이 되겠는가? (단, 자기포화와 전압강하는 셈에 넣지 않는다.)
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800
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1200
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2700
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1800
해설

직권기는 계자권선이 전기자와 한 줄로 이어져 있어 자속이 전기자전류를 따라 움직인다. 그래서 T∝ΦIa∝Ia2T\propto\Phi I_a\propto I_a^{2}이고, 포화와 강하를 무시하면 N∝VΦ∝1IaN\propto\dfrac{V}{\Phi}\propto\dfrac{1}{I_a}다.

토크가 49\dfrac{4}{9}배가 되려면 IaI_a는 49=23\sqrt{\dfrac{4}{9}}=\dfrac{2}{3}배여야 하고, 속도는 그 역수인 32\dfrac{3}{2}배가 된다. 따라서 N=1200×32=1800[rpm]N=1200\times\dfrac{3}{2}=1800[\mathrm{rpm}]이다.

독립 역산 — 얻은 답에서 거슬러 올라가면 Ia′Ia=NN′=12001800=23\dfrac{I_a'}{I_a}=\dfrac{N}{N'}=\dfrac{1200}{1800}=\dfrac{2}{3}이고 토크비는 (23)2=49\left(\dfrac{2}{3}\right)^{2}=\dfrac{4}{9}로 주어진 조건이 그대로 되살아난다. 한 줄로 쓰면 N∝T−1/2N\propto T^{-1/2}이므로 1200×(49)−1/2=18001200\times\left(\dfrac{4}{9}\right)^{-1/2}=1800으로도 같다.

2700 은 속도를 토크에 그대로 반비례시킨 값(1200×941200\times\frac{9}{4}), 800 은 제곱근 관계를 거꾸로 잡은 값, 1200 은 분권기처럼 속도가 거의 변하지 않는다고 본 값이다.

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