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전기기사 전기응용 · 전기기기 재료 (공사)

Electrical Equipment Materials

전기 기기 재료는 권선의 구리, 철심의 규소강판, 절연물의 내열 등급이 모여 기기 성능을 만든다. 변압기 · 전동기 · 콘덴서마다 주재료 조합이 달라 손실 · 내열 · 기계적 강도가 갈린다. 재료 특성을 알면 기기가 왜 과열되고 고장 나는지도 읽기 쉬워요. 기기 종류 슬라이더를 1 · 2 · 3 으로 옮기면 변압기 · 전동기 · 콘덴서의 부품과 부품마다 쓰는 재료가 계통도로 나와요.

전기 기기는 재료 특성의 집합

🔍 기기 성능은 재료가 정한다
① 도체 재료: 전기동(Cu)을 권선 · 모선 · 단자에 쓴다
② 자성 재료: 규소강판으로 변압기 · 전동기 철심을 만든다
③ 절연 재료: 절연유 · 에폭시 · 에나멜이 전기적으로 갈라놓는다
④ 구조 재료: 강판 · 주물로 외함과 틀을 만들어요

기기별 구성 재료

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🔑 핵심 재료 포인트
① 변압기는 규소강판(철손 감소)과 절연유(냉각 + 절연)의 조합이 핵심이다
② 전동기는 고정자 · 회전자 철심 모두 규소강판을 겹쳐 쌓아 와전류를 줄인다
③ 콘덴서는 유전체 종류가 용량 · 수명 · 손실을 정해요

핵심 재료 특성

규소강판
Si 3 ~ 4% 첨가 → 저항률이 올라 철손 감소
방향성(GO)은 변압기, 무방향성(NO)은 전동기 · 발전기에 쓴다
전기동 (Cu)
도전율 100% IACS(연동 기준)
권선 · 모선 · 접지선의 표준 도체이고, 권선에는 풀림(어닐링) 처리한 연동을 쓴다
절연 등급
Y(90°C) → A(105) → E(120) → B(130) → F(155) → H(180)
전동기 절연은 F종(155 °C)이 지금의 표준이다
절연유
광유: 절연 파괴 전압 30 kV 이상, 인화점 140 °C 이상
변압기의 냉각과 절연을 함께 맡고, 산가 · 절연 파괴 전압을 정기적으로 시험한다

영구 자석과 특수 재료

🧲 영구 자석 재료
① 페라이트: 싸고 가벼워 소형 모터에 쓴다
② 알니코(AlNiCo): 온도에 안정해 계기에 쓴다
③ 네오디뮴(NdFeB): 자력이 가장 강해 BLDC · 서보 모터 · 전기차에 쓴다
④ 사마륨코발트(SmCo): 고온과 부식에 강해 군사 · 우주용에 써요
초전도 재료
임계 온도 Tc 아래에서 저항 = 0, 자속을 밀어냄
MRI, 자기 부상 열차, SMES(초전도 에너지 저장)

정리: 자주 나오는 것

규소강판
GO(변압기) / NO(전동기)
Si 3 ~ 4%, 철손 감소
절연 등급
F종 = 155 °C
전동기 표준
🎯 시험 포인트
① 규소강판: 방향성(GO)은 변압기, 무방향성(NO)은 전동기
② 절연 등급은 허용 온도 순서로 Y < A < E < B < F < H
③ 절연유 열화 판정은 절연 파괴 전압 · 산가 · 수분 시험으로 한다
④ NdFeB 자석은 자력이 가장 강해 BLDC · 서보 · 전기차 모터에 쓴다
⑤ 전기동과 알루미늄의 도전율은 100% 와 61% 이고, 가공선은 알루미늄 계열이에요
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