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전기기능사 전기설비 · 전기응용시설 공사

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전기응용 공사는 조명·동력·전열 등 실제 부하 설비 설계·시공이에요. 조도 계산, 전동기 용량, 전열 부하 산정이 계산 축이에요. 이론 회로를 현장 부하로 연결하는 단원이에요. 조명·동력 계산 칸에서 응용 설계가 보여요.

전기응용의 범위

💡 전기응용 = 전기 에너지를 빛·힘·열로 변환
①조명설비: 전기 → 빛 (LED, 형광등, HID)
②동력설비: 전기 → 운동 (전동기)
③전열설비: 전기 → 열 (히터, 보일러)
④기타: 전기철도, 전기용접, 냉난방, 엘리베이터

응용 분류

전기응용 분야 분류

조명설비: 조도계산과 광원

광속법 조도계산
F = E × AU × M
F: 총 광속[lm], E: 소요조도[lx], A: 면적[m²], U: 조명률, M: 보수율
등 수 계산
N = FFL
N: 등 수, F: 총 광속, FL: 1등당 광속[lm]

광원 종류

광원 종류별 비교
광원효율(lm/W)수명(시간)특징
LED80~20030,000~50,000고효율·장수명·친환경
형광등(FL)60~1008,000~15,000안정기 필요
메탈할라이드(HID)75~1006,000~12,000고휘도·옥외조명
나트륨등(HPS)80~15012,000~24,000도로조명·황색광
백열등10~201,000단종 추세·저효율

조도 기준

장소별 권장 조도 (KS A 3011)
사무실
300~750 lx
교실
300~600 lx
공장(정밀작업)
300~750 lx
복도·계단
50~150 lx
비상조명
바닥면 기준
1 lx 이상

동력설비: 전동기 용량산정

전동기 출력(펌프)
P = 9.8 × Q × Hη [W]
Q: 유량[m³/s], H: 양정[m], η: 효율
전동기 출력(컨베이어)
P = F × vη [W]
F: 반송력[N], v: 속도[m/s], η: 효율

동력 배선

전동기 배선 기준
전선 굵기
1대 전동기 분기회로
정격전류 × 1.25배 이상
차단기 용량
기동전류 고려
정격전류 × 3배 이하
과부하보호
모든 전동기에 필수
열동계전기(THR) 설치
역상(역전) 방지
3상 전동기 회전방향 점검
상 순서 확인

조명 설계 실무

조명 설계

조명설비 설계 시 고려사항
조명률(U)
실지수·반사율에 따라 결정
0.4~0.7 (실내 일반)
보수율(M)
청소주기·환경에 따라 감소
0.6~0.8
균제도
조도 균일성 확보
최소조도/평균조도 ≥ 1/3
글레어(눈부심)
눈부심 방지 설계
UGR ≤ 19 (사무실)
연색성(CRI)
색상 재현력: LED 확인 필수
Ra 80 이상 (일반)

배광 방식

조명 배광 방식 비교
방식상향/하향적용 장소
직접조명하향 90~100%사무실·공장
반직접조명하향 60~90%교실·회의실
전반확산조명상하 50:50복도·로비
간접조명상향 90~100%호텔·미술관

전열·기타 전기응용

전열설비

전열설비 기준
3kW 이상
다른 부하와 혼용 금지
전용 분기회로
발열체 이격
불연재 위에 설치
가연물과 이격 설치
온도과승방지
과열 시 전원 자동 차단
자동차단장치
전기온수기
수중 히터 감전 방지
접지 + 누전차단기

기타 응용

전기응용 분야 비교
분야핵심 설비시험 포인트
전기철도급전선·전차선·귀선직류 1,500V / 교류 25kV
전기용접아크용접기·스폿용접기2차 전압 80V 이하
냉난방히트펌프·EHP·GHPCOP(성능계수) 계산
엘리베이터전동기·제어반·안전장치비상정지·과부하감지
📌 전기철도 기초
①급전 방식: 직류 1,500V(도시철도), 교류 25kV(고속철도)
②전차선에서 팬터그래프로 집전
③귀선(레일)을 통해 변전소로 복귀
④누설전류에 의한 전식(電蝕) 방지 대책 필요

총정리

광속법
F = E × AU × M, N = FFL
총 광속 구한 뒤 → 1등당 광속으로 나누면 등 수
전동기 출력(펌프)
P = 9.8QHη [W]
양수 펌프 전동기 용량 계산
🎯 시험 포인트
①광속법: F=EA/(UM), 등수 N=F/F_L
②LED: 80~200lm/W, 수명 30,000시간 이상
③전동기: 전선 1.25배, 차단기 3배 이하
④전열기 3kW 이상: 전용 분기회로 필수
⑤전기철도: 직류 1,500V(도시), 교류 25kV(고속)
📝 대표 기출문제
①[기출유형] 바닥면적 100m², 소요조도 300lx, 조명률 0.5, 보수율 0.7일 때 총 광속을 구하시오. (답: F=300×100/(0.5×0.7)≒85,714 lm)
②[기출유형] LED 조명의 장점 3가지를 쓰시오. (답: 고효율, 장수명, 친환경-수은 미사용)
③[기출유형] 양수 펌프 전동기 출력 공식을 쓰시오. (답: P=9.8QH/η [W])
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