(화질 개선) [자막] 회로이론 26강 92~93P

간략한 요약

본 강의는 대칭 3상 교류의 기본 개념과 Y결선, 델타 결선의 특징을 설명합니다. 3상 교류는 단상 교류와 달리 세 개의 상을 가지며, 각 상은 주파수가 같고 위상이 다릅니다. 대칭 3상 교류는 각 상의 크기가 같고 위상차가 동일한 특징을 가집니다. Y결선과 델타 결선은 3상 교류를 연결하는 대표적인 방식으로, 각각 선간 전압과 상전압, 선전류와 상전류 간의 관계에서 차이를 보입니다.

• 3상 교류의 기본 개념과 대칭 조건 이해
• Y결선과 델타 결선의 특징 및 차이점 파악
• 선간 전압, 상전압, 선전류, 상전류의 관계 이해

소개

최종인 원장은 7장에서 대칭 3상 교류에 대해 설명합니다. 2장, 3장, 4장에서 배운 단상 교류를 바탕으로 3상 교류의 개념을 소개하며, 3상 교류가 회로 이론, 전기 기기, 전력 공학, 실기 등 전기 전반에 걸쳐 중요하게 사용됨을 강조합니다. 강의에서는 대칭 3상 교류의 정의와 평형 상태에 대해 설명하고, 비대칭 또는 불평형 상태는 고장이나 사고 시 발생할 수 있음을 언급합니다.

대칭 3상 교류의 기본

평형 3상 교류는 주파수가 같고 위상이 다른 여러 개의 기전력이 동시에 존재하는 교류 방식입니다. 각 상의 기전력 크기가 같고 인접한 기전력 사이의 위상차가 동일할 때 대칭이라고 합니다. 순시 전력의 총합이 맥동하지 않는 것이 평형 상태의 특징입니다. 강의에서는 3상 교류를 설명하기 전에 단상 교류를 복습하고, 발전기에서 3상을 동시에 회전시키는 것이 효율적임을 설명합니다. 3상 교류는 각 상이 120도씩 위상차를 가지며, A상, B상, C상으로 구분됩니다.

3상 교류의 전압 및 위상 관계

A상을 기준으로 B상은 120도, C상은 240도 늦습니다. 이러한 위상 관계는 파형으로도 표현할 수 있으며, B상은 A상보다 120도 늦지만 240도 앞선다고 볼 수도 있습니다. 매 순간 각 상의 전압을 더하면 0이 되는데, 이는 3상 교류의 중요한 특징입니다. 강의에서는 VA + VB + VC = 0임을 벡터도를 통해 증명하고, 극형식과 삼각함수 형식을 사용하여 이를 확인합니다.

Y결선

3상 교류는 단상처럼 직렬로 연결하지 않고 Y 또는 델타 모양으로 연결합니다. Y결선은 스타 결선 또는 성형 결선이라고도 하며, 3상 3선식 또는 3상 4선식으로 구성됩니다. Y결선에서는 상전압(VP)과 선간 전압(VL), 상전류(IP)와 선전류(IL)라는 용어가 사용됩니다. 선간 전압은 선과 선 사이의 전압, 상전압은 상 자체의 전압을 의미합니다. Y결선에서 선전류는 상전류와 같지만, 선간 전압은 상전압과 다릅니다.

Y결선의 전압 및 전류 관계

Y결선에서 선전류는 상전류와 같고, 선간 전압은 상전압의 루트 3배이며 위상이 30도 앞섭니다. 즉, VL = √3 * VP이고, 위상차는 30도입니다. 강의에서는 벡터도를 통해 이러한 관계를 설명하고, 선간 전압이 상전압보다 크고 위상이 앞선다는 것을 시각적으로 보여줍니다.

델타 결선

델타 결선은 환형 결선이라고도 하며, 델타 모양으로 연결됩니다. 델타 결선에서는 선간 전압(VL)과 상전압(VP)이 같고, 선전류(IL)와 상전류(IP)가 다릅니다. Y결선과는 반대로 전압이 같고 전류가 다른 특징을 가집니다. 델타 결선에서 선전류는 상전류의 루트 3배이며 위상이 30도 뒤집니다. 즉, IL = √3 * IP이고, 위상차는 -30도입니다.

Y결선과 델타 결선 비교

Y결선에서는 IL = IP이고 VL = √3 * VP이며, 델타 결선에서는 VL = VP이고 IL = √3 * IP입니다. 이러한 관계는 전기 기기를 사용하고 다양한 전기 작용을 이해하는 데 중요합니다. 강의에서는 Y결선과 델타 결선의 차이점을 명확하게 정리하고, 전기 공부에 필수적인 개념임을 강조합니다.