오정호 수험생님, 반갑습니다.

결론부터 말씀드리면, 출력은 3상 교류 전압·전류의 '위상차(벡터합)'가 적용되어 sqrt(3)배가 되지만, 철손과 동손은 변압기 내부에서 발생하는 '열에너지(스칼라량)'이므로 위상차와 관계없이 단순히 변압기 2대분의 손실(2배)을 그대로 더해주는 것입니다.

• 철손의 본질: 철손은 변압기 철심에 전압이 인가되었을 때 히스테리시스손과 와전류손에 의해 철심 자체에서 발생하는 열 손실입니다.
• 위상과의 무관성: 철손은 전압의 위상각이나 부하의 역률과 전혀 상관없이, **'철심에 정격전압이 걸려 있는가'**에 의해서만 결정되는 무부하 손실입니다.
• V결선의 상태: V결선은 물리적인 단상 변압기 2대의 1차 권선에 각각 정격전압이 인가되어 있는 상태입니다.
• 따라서 변압기 1대당 발생하는 철손을 P_i라고 한다면, 독립된 2개의 철심에서 각각 발생한 열(와트, W)을 물리적으로 합산하는 것이므로 위상 계산 없이 단순 대수합인 **2 * P_i**가 됩니다.

• 동손의 본질: 동손은 변압기 권선(동선)에 전류가 흐를 때 저항(R)에 의해 발생하는 **줄열(Joule heat, P = I^2 * R)**입니다.
• 전부하 V결선 시 전류: 단상 변압기 1대의 정격전류를 I_n이라 할 때, V결선으로 전부하 운전을 하게 되면 2대의 변압기 권선 내부에는 각각 정격전류 I_n이 그대로 흐르게 됩니다.
• 위상과 줄열의 관계:
  • 3상 선로로 나가는 전류는 두 변압기 간에 30도의 위상차가 존재하여 선로 출력 전력은 sqrt(3) * V * I로 합성됩니다.
  • 그러나 **각 변압기 내부 권선에서 발생하는 열(I^2 * R)**은 전류의 위상각(각도)과 관계없이 **'실효 전류 크기의 제곱(I_n^2)'**에만 비례합니다.
• 따라서 1번 변압기 권선에서 발생하는 열 I_n^2 * R = P_c와 2번 변압기 권선에서 발생하는 열 I_n^2 * R = P_c는 **단순한 열에너지의 합(스칼라 합)**이 되므로 **2 * P_c**가 됩니다.