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전선의 굵기가 균일하고 부하가 송전단에서 말단까지 균일하게 분포되어 있… | [전기공사기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기공사기사 필기] 18년 2회차
전선의 굵기가 균일하고 부하가 송전단에서 말단까지 균일하게 분포되어 있을 때 배전선 말단에서 전압강하는? (단, 배전선 전체저항 R, 송전단의 부하전류는 I이다.)
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해설

부하가 선로에 균등하게 분포되어 있으면 송전단에서 말단으로 갈수록 전류가 직선적으로 줄어 말단에서는 0이 된다. 송전단 전류를 I, 선로 전체저항을 R, 전체 길이를 l이라 하면 송전단에서 거리 x 지점의 전류는 I(1xl)I\left(1-\dfrac{x}{l}\right) 이고, 단위길이당 저항은 R/l이다.

미소구간의 전압강하를 전 구간에 걸쳐 적분하면 e=0lI(1xl)Rldx=12IRe=\int_{0}^{l} I\left(1-\dfrac{x}{l}\right)\dfrac{R}{l}\,dx=\dfrac{1}{2}IR 이 된다. 즉 말단 전압강하는 같은 크기의 부하가 말단에 집중되었을 때의 1/2이다.

함께 정리해 둘 것은 전력손실로, 균등분포부하의 손실은 집중부하의 1/3(P=13I2RP_{\ell}=\dfrac{1}{3}I^{2}R)이다. 전압강하 1/2, 전력손실 1/3로 짝지어 외워두면 두 값을 바꿔 쓰는 실수를 막을 수 있다.

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