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전기기능사 전기기기 · 변압기 원리와 구조

Transformer Principle

변압기는 전자 유도로 교류 전압을 바꾸어 전력을 넘겨 주는, 움직이는 부분이 없는 기기다. 권수비와 철심 · 권선 구조, 내철형 · 외철형 같은 종류가 원리의 뼈대이고, 뒤에 나오는 특성 · 결선 · 시험 단원이 모두 여기서 출발한다. 권선 수의 비가 곧 전압의 비라는 것부터 손에 익혀 둬요. 1차 권선 수 슬라이더를 3 ~ 15턴으로 옮기면 그림 왼쪽 빨간 코일 수와 위쪽의 권수비 · 전압이 바뀌고, 2차는 5턴으로 고정되어 있어요.

변압기란

💡 변압기를 한마디로
①변압기는 교류 전압을 올리거나 내리는 기기다
②발전소의 전기를 멀리 보낼 때는 전압을 올려 선로 손실을 줄인다
③집 가까이 오면 전압을 220 V 로 낮춰 안전하게 쓴다
④원리는 전자 유도다. 한쪽 코일에 교류가 흐르면 철심의 자속이 바뀌어 다른 쪽 코일에 전압이 생겨요

전자 유도와 권수비

10턴
변압기 기본 식
V1V2 = N1N2 = a
1차 전압 : 2차 전압 = 1차 권선 수 : 2차 권선 수
🔑 권수비의 뜻
①권선 수가 많은 쪽의 전압이 높다
②N₁ > N₂ 이면 강압 변압기(전압을 낮춤)다
③N₁ < N₂ 이면 승압 변압기(전압을 올림)다
④전력은 거의 그대로 넘어가므로 V₁I₁ ≈ V₂I₂ 예요

변압기 구조

구조

변압기의 세 구성 요소

변압기 종류

분류

내철형과 외철형 비교
구분내철형외철형
철심 구조철심이 안쪽, 권선이 철심을 감쌈철심이 권선 바깥을 감쌈
자속 경로1개2개
장점절연이 쉬움기계적 강도가 큼
용도고전압용저전압 대전류용
📋 기능사 시험에서 묻는 것
①내철형: 철심이 안쪽에 있고 권선이 바깥에서 감싸 절연이 쉬워 고전압에 쓴다
②외철형: 철심이 권선을 바깥에서 감싸 기계적 강도가 크고 저전압 대전류에 쓴다
③단상 변압기는 자기 회로가 하나다
④3상 변압기는 세 자기 회로를 한 철심에 합쳐요

정리

권수비 식
a = N1N2 = V1V2 = I2I1
권수비 a = 1차 권선 수 / 2차 권선 수
전력 보존
P1 ≈ P2 → V1 I1 ≈ V2 I2
이상적인 변압기에서 1차 전력 ≈ 2차 전력
🎯 시험에서 묻는 것
①변압기는 전자 유도로 전압을 바꾼다
②V₁/V₂ = N₁/N₂(권수비)
③전압이 올라가면 전류는 내려간다(전력 보존)
④철심은 규소 강판을 겹쳐 와전류손을 줄인다
⑤내철형은 고전압용, 외철형은 저전압 대전류용이에요
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