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[온라인강의] 2022년 실기 기출문제 1회 6번 문제

정*만2026.06.16답변완료

1차 단자 전압을 구하는 문제인데 보통 1차 단자 전압은

2차 전압 * 권수비(a)로 구하는 것으로 알고 있는데

이 문제의 경우 전압 변동율을 이용 무부하 단자 전압을 구하고

무부하 단자 전압 * 권수비를 곱하여 1차 단자전압을 구했는데 왜 그런지

좀 더 구체적인 설명을 부탁드립니다.

답변김대호2026.06.17 13:44

반갑습니다. 김대호교수 입니다.

변압기의 1차 전압(

V_{1}

)을 구할 때 정격부하 2차 전압(

V_{r}

)에 단순히 권수비(

a

)를 곱하지 않고, 전압변동률을 이용해 '무부하 2차 전압(

V_{r 0}

)'을 먼저 구한 뒤 권수비를 곱해야 하는 이유는 변압기 내부의 자체적인 전압 강하 때문입니다.

1. 변압기 내부의 전압 강하 발생 우리가 흔히 아는 이상적인 권수비 공식

a = V _{2} V _{1}

는 변압기 내부에 저항이나 손실이 전혀 없는 상태, 즉 전류가 흐르지 않는 무부하 상태일 때 성립합니다. 하지만 변압기 2차측에 부하를 연결하여 전류가 흐르기 시작하면, 변압기가 자체적으로 가지고 있는 내부 임피던스(저항과 리액턴스) 때문에 변압기 내부에서 전압 강하가 발생합니다. 결과적으로 부하 측에 실제 도달하는 정격부하 2차 전압(

V_{r}

)은 내부에서 깎여나간 전압 때문에 원래 변압기가 만들어낸 순수한 전압보다 작아지게 됩니다.

2. 전압변동률(

δ

) 공식의 진정한 의미 자료에 명시된 전압변동률 공식은

δ = V _{r} V _{r 0} - V _{r} \times 100 [%]

입니다.

$V_{r 0}$ : 무부하 상태에서의 수전단(2차) 전압
$V_{r}$ : 정격부하 상태에서의 수전단(2차) 전압

만약 1차 전압(

V_{1}

)을 구하기 위해 부하로 인해 이미 전압이 떨어져 버린 2차 단자 전압(

V_{r}

)에 권수비(

a

)를 바로 곱해버리면, 변압기 내부에서 발생한 전압 강하분을 무시한 채 계산하는 꼴이 되므로 실제보다 훨씬 낮은 오답이 나옵니다.

3. 올바른 1차 전압(

V_{1}

) 산출 순서 1차측에 실제로 인가된 전압을 정확하게 역산하려면 반드시 다음 순서를 거쳐야 합니다.

1단계 (복원): 문제에 주어진 전압변동률( $δ$ )과 정격부하 2차 전압( $V_{r}$ )을 공식에 대입하여, 내부 전압 강하가 발생하기 전의 순수한 2차 생성 전압인 무부하 2차 전압( $V_{r 0}$ )을 역산하여 복원해 냅니다.
2단계 (환산): 이렇게 구한 순수한 무부하 전압( $V_{r 0}$ )은 권수비가 완벽히 적용되는 전압이므로, 여기에 권수비( $a$ )를 곱하여( $V_{1} = a \times V_{r 0}$ ), 최종적으로 1차측 단자 전압을 도출합니다.

💡 핵심 요약: 정격부하 2차 전압(

V_{r}

)은 이미 전압을 깎아먹고 남은 결과물입니다. 1차측 전압을 정확히 구하려면 깎아먹기 전의 원래 전압인 무부하 2차 전압(

V_{r 0}

)을 전압변동률 공식으로 찾아낸 다음, 거기에 권수비를 곱해야 정확한 물리적 수치가 완성됩니다.

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