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공조냉동기계기사 시운전 및 안전관리 · 비정현파 교류

Non-Sinusoidal AC

비정현파는 기본파(f)에 그 정수배 주파수의 고조파(2f · 3f …)가 겹친 파형이다. 고조파가 얼마나 섞였는지는 왜형률 = √(V2² + V3² + …)/V1 로 나타내고, 순수한 정현파는 0 이다. 고조파의 차수 n 이 올라가면 코일의 리액턴스는 n 배, 콘덴서의 리액턴스는 1/n 배가 되어 회로가 고조파에 다르게 반응한다. 그림은 기본파(흰 선)에 한 고조파(파랑)를 더한 합성파(주황)이고, 차수 슬라이더는 고조파의 주기 수를, 크기 슬라이더는 그 진폭과 왜형률을 바꾼다.

기본파 위에 얹힌 고조파

n차 고조파의 주파수는 기본파의 n배다. 정현파는 왜형률 0, 파형률(실효값 ÷ 평균값) 약 1.11, 파고율(최댓값 ÷ 실효값) √2 이고, 고조파가 섞이면 이 값들이 달라진다.

👀 파형을 재는 지표
①왜형률: 기본파에 대한 고조파 실효값의 비
②파형률 = 실효값 / 평균값, 정현파 1.11
③파고율 = 최댓값 / 실효값, 정현파 √2
④왜형률의 분모는 기본파 V1

차수와 크기 바꾸기

3
30 %
💡 지금 파형
①3차, 크기 30%
②고조파가 하나뿐이면 왜형률 = 그 고조파 ÷ 기본파
③반파 대칭인 구형파 · 삼각파에는 홀수 차 고조파만 있다
④3상에서는 3의 배수 차 고조파가 중성선에 모여 흐른다

왜형률 식

왜형률
왜형률 = √(ΣVn≥22)V1
분모는 기본파 실효값
n차 리액턴스
XLn = nωL, XCn = 1nωC
n차 고조파에서 코일은 n 배, 콘덴서는 1/n 배

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①비정현파(고조파, 왜형률)
②왜형률 분모 = 기본파
③정현파: 왜형률 0, 파형률 1.11, 파고율 √2
④n차에서 XL 은 n 배
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 왜형률의 분모는? (답: 기본파 실효값 V1)
②[기출유형] 정현파의 왜형률은? (답: 0)
③[기출유형] 3차 고조파에서 XL 은? (답: 기본파의 3배)

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