정현파 교류의 발생 원인과 전기각 | 3상 전원 사용 이유

 

 

전기를 공부하다 보면 정현파라는 단어를 무수히 접하게 됩니다.

정현파 교류가 발생하는 원인을 단상과 3상을 통해 알아보겠습니다.

또한, 평형 3상 전류 또는 전압 합성을 통해 전기각을 설명하겠습니다.

 

핵심요약입니다.

1. 정현파 : 주기를 가진 함수, 주로 사인함수(sine)
2. 단상 : 전압의 크기는 쇄교 하는 자속의 양에 비례
3. 3상 : 코일을 각각 120 º의 전기각으로 배치
4. 평형 3상 전압 또는 전류 합성은 0

 

 

1. 정현파 교류

 

 

 

#단상 교류

단상의 경우는 한 개의 코일이 자계 내에서 회전하여 교류전압을 발생시킵니다.

이때, 발생하는 전압의 크기는 코일이 회전하면서 쇄교 하는 자속의 양에 비례합니다.

 

• 회전각의 정현(sine)에 비례

 

단상 교류

 

#3상 교류

3상의 경우는 3개의 코일을 각각 120 º의 전기각을 가지고 배치합니다.

이러한 배치를 통해 3상 전압이 발생합니다.

 

3상 교류

 

#3상 전류 또는 전압 합성

평형 3상 전압 또는 전류를 합성하면 0이 됩니다.

수식과 예를 들어 설명하겠습니다.

 

$ea = Em\ \sin\theta$

$eb = Em\ \sin\left(\theta-120˚\right)$,  $ea+eb+ec = 0$

$ec = Em\ \sin\left(\theta-240˚\right)$

 

임의의 각 $\theta=17˚$, $Em=100V$인 경우 계산해 보겠습니다.

 

$ea = Em\ \sin\theta\ =100\ \sin17˚=29.2$

$eb = Em\ \sin\left(\theta-120˚\right)=100\ \sin\left(17˚-120˚\right)=-97.4$

$ec=Em\ \sin\left(\theta-240˚\right)=100\ \sin\left(17˚-240˚\right)=68.2$

$ea+eb+ec=29.2-97.4+68.2=0$

 

수식을 통해 알아본 3상 전원의 장점은 다음과 같습니다.

 

• 임의의 어떤 각도에서도 평형 3상 전압 또는 전류의 합은 0
• 회전자계를 쉽게 얻을 수 있음

 

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지금까지 정현파의 발생과 수식을 통해 3상 전원의 장점을 알아보았습니다.

우리가 교류를 사용하는 이유에 대해 이해하는 시간이 되었으면 합니다.

 

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