영광스런 입사를 축하드립니다.

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1 영광스런 입사를 축하드립니다

2 정 : 정성과 성 : 성의를 다해 우 : 우수인재를 양성하겠습니다
HP : / `

3 발전기초입문반 발전기(전기이론)

4 순 서 전기기초이론 전자력의 발생 전자유도 직류 교류

5 전기에 관한 역사 16C 전기의 존재 확인(천둥번개, 마찰전기) 17C 정전유도작용 발견(게리케)
전기 기초 이론 전기에 관한 역사 16C 전기의 존재 확인(천둥번개, 마찰전기) 17C 정전유도작용 발견(게리케) 1752 피뢰침 발견(프랭클린) 1785 쿨롱의 법칙 발견(쿨롱) 1820 앙페르법칙 발견(앙페르) 1831 페르데이전자유도법칙 발견(페르데이) 1866 발전기 발명(지멘스) 1879 백열전구 발명(에디슨) 1881 전차의 실용화 1897 전기가 전자의 흐름임을 발견(톰슨)

6 마찰전기 두 물질 사이의 마찰에 의해 생기는 전기적 현상 전기 기초 이론 발생원리
어느 한 쪽 물질의 전자가 다른 쪽 물질로 이동 현 상 플래스틱 책받침을 헝겊으로 문지르면 헝겊이 달라붙는 것 공기가 건조한 겨울 셔츠나 스웨터 벗을 때 바작바작 소리

7 전기 기초 이론

8 전기 기초 이론 물질의 구성 물질  분자  원자  양성자, 중성자, 전자

9 전기 기초 이론 원자의 구조

10 전기 기초 이론 금속 에서의 전자 ① 금속의 최외각 전자는 1-3 개 정도의 숫자로 불안정한 상태로 존재 함  전자를 이탈하기 쉬움  이탈한 전자를 자유 전자라 함 ② 원자핵과 속박전자는 그 무게와 구속력 때문에 결합 내에서의 이동은 거의 없지만 자유 전자는 격자 사이를 자유롭게 이동하면서 돌아다님 외부 전계에 의한 자유전자의 이동이 용이하기 때문에 도전율 및 열 전도도가 높음

11 전기 기초 이론 용어 정의

12 전기 (Electricity) 전하 (Q, 단위:C) 전류 (I or A, 단위:A) 전기 기초 이론
- 전자나 이온들의 움직임에 따라 생기는 에너지의 한 형태 전하 (Q, 단위:C) - 대전에 의해 물체가 가지는 전기의 량 - 1C은 전자 6.25x1018 개의 전하량 - 전자 1개의 전하량은 x10-19 C 전류 (I or A, 단위:A) - 전자의 흐름 - 도체의 단면을 단위시간에 흐르는 전하량 - 1A는 1초 동안 1[C]의 전하가 이동하는 전기량

13 기전력, 전압, 전위차 전압 (Voltage) 전위차 (Voltage) 전기 기초 이론
기전력 (Electro-motive Force) - 전위차를 지속시켜 전류를 계속 흐르게 하는 힘 - 건전지, 발전기 등 전원설비의 능력에 해당 전압 (Voltage) - 전기회로에 전류를 흐르게 하는 전기적 압력 - 기준점(0V)을 기준으로 한 특정점의 전기적 압력 전위차 (Voltage) - 전기회로의 특정 두점간의 전압차

14 전기 기초 이론 기전력, 전압, 전위차 전압 A 기전력 전압 B

15 전기기초 이론 전류의 방향 전류는 전자의 이동과 반대 전류의 방향 : (+)쪽에서 (-)쪽으로 흐르는 방향
물의 흐름과 비교하여 규정 (높은 쪽 → 낮은 쪽) 나. 전류(電流) 정(＋)과 부(－)로 대전된 두 도체에 가느다란 도선을 연결하면 두 대전체 사이에는 전위차에 의하여 전하의 이동이 나타난다. 이 전하의 이동을 전류라 한다. 전류의 크기는 도체를 통과하는 단위 시간당 전하의 양으로 표시된다. 그 단위로서 암페어[A]를 사용하며 1[A]는 1초 동안에 1[C : Coulomb]의 전하가 이동할 때 흐르는 전류의 크기이다. 따라서 t[초]동안에 q[C]의 전하가 일정한 속도로 이동하였을 때 전류의 크기 I[A]는 다음과 같다.

16 교류 (Alternating Current)
전기 기초 이론 직류와 교류 직류 (Direct Current) - 시간에 따라 방향 및 크기가 변하지 않는 전류, 전압 교류 (Alternating Current) - 시간에 따라 크기 및 방향이 주기적으로 변하는 전류, 전압

17 자기와 자계(자장) 자기 자계, 자장 (Magnetic Field) 전기 기초 이론 - 자석이 철편을 끌어당기는 성질
- 자석의 자력이 작용하는 공간 - 자계의 세기 : 磁界중의 한 점에 1[Wb] 점자극을 놓았을 때, 작용하는 힘의 크기 및 방향 ([AT/m] 또는 [N/Wb])

18 자력선(磁力線, Line of Magnetic Force)
전기 기초 이론 자력선(磁力線, Line of Magnetic Force) 磁場의 크기와 방향을 표시한 가상의 線 磁力線은 N극에서 나와 S극으로 돌아감

19 자력선(磁力線, Line of Magnetic Force)
전기 기초 이론 자력선(磁力線, Line of Magnetic Force) 다른 극 사이 같은 극 사이 말굽 자석 원형 자석의 전기력선

20 자속 및 자속밀도 전기 기초 이론 자속(磁束, Magnetic Flux)
＋m[Wb]의 자극에서는 항상 m개 磁力線이 나온 다고 가정 단위 : 웨버[Wb] 사용 자속밀도(滋速密度, Magnetic Flux Dencity ) 단위면적당 통과하는 자속수 [Wb/㎡]

21 전류와 자기 도체에 전류가 흐르면 도체 주변에 자장이 발생 전기 기초 이론 磁場의 방향
전류에 의해 생기는 자장의 방향은 전류방향에 의해 결정 오른나사 법칙 및 앙페르의 오른손법칙

22 전기 기초 이론 전류와 자기

23 전류와 자기 자장의 세기 도선 둘레 어느 점에 있어서의 자장의 세기는, 전류의 크기에 전기 기초 이론
비례하고, 전류가 흐르는 지점에서 그 점까지의 거리에 반비례

24 전기 기초 이론 전자석 코일에 전류를 흘리면 磁場이 형성 磁場속에 철심을 넣으면 철심이 磁化

25 전기 기초 이론 전자력

26 전류에 의한 전자력 磁場내에 있는 도체에 전류를 흘릴 때 작용하는 힘 전류와 磁界와의 사이에 작용하는 힘 전기 기초 이론

27 전류에 의한 전자력의 방향 전기 기초 이론 플레밍의 왼손법칙 電磁力의 크기 전류의 방향과 磁場의 방향 사이에는 직각 관계 형성
도체가 磁場과 직각인 경우 F = BLI [N] 도체가 磁場과 각 θ인 경우 F = BLI sinθ [N]

28 전기 기초 이론 전직선도체가 자장내에서 받는 힘의 작용

29 전기 기초 이론 직류전동기 정류자 필요 믹서기나 청소기 등 고속회전체에 사용 속도조정 용이

30 교류전동기 교류전동기 영구자석 대신 전자석에 의한 교류의 回轉磁界 이용 냉장고, 세탁기, 선풍기 등 이용

31 전기 기초이론 전자 유도

32 전자유도(1) 전기 기초 이론 磁界의 변화에 의해 도체에 起電力이 발생 이 起電力을 誘導起電力, 흐르는 전류를 誘導電流
코일 속을 통과하는 磁束 변화시의 電磁誘導

33 전자유도(2) 전자유도의 방향 (Lenz’s Law) 전기 기초 이론
유기기전력의 방향은 원 磁束의 변화를 방해하는 방향으로 발생

34 전기 기초 이론 전자유도(3) 유도기전력의 크기 자속의 단위시간당 변화량과 코일의 권수에 비례

35 전기 기초 이론 전자유도(3) 유도기전력의 방향에 관한 법칙 플레밍의 오른손 법칙

36 전기 기초 이론 직류발전기

37 전기 기초 이론 기본 법칙

38 오옴의 법칙 전류, 전압, 전기저항을 하나의 관계로 정립 전류의 크기는 전압에 비례하고, 도체의 저항에 반비례
전기 기초 이론 오옴의 법칙 전류, 전압, 전기저항을 하나의 관계로 정립 전류의 크기는 전압에 비례하고, 도체의 저항에 반비례 전류[A] = 전압[V] / 저항[Ω] I = V / R , V = I · R

39 직류회로(3) 電 力 電力量 전기 기초 이론 전류가 1초간에 하는 일(에너지), 전류의 작업 능률
電 力 전류가 1초간에 하는 일(에너지), 전류의 작업 능률 1[W] = 1[J/S] 電力量 일정시간 동안 전기가 하는 일의 양 전력량 = 전력(P) × 시간(t) 1 KWh는 1 KW의 전력을 1 시간 사용했을 때의 전력량

40 교류회로(1) 正弦波 交流 전기 기초 이론 정현파 형태의 교류 파형, 가장 순수한 파형 도체에 발생하는 기전력
e = 2Blv sinθ = Em Sinθ [V]

41 位相差(Phase Difference)
전기 기초 이론 교류회로(2) 週期와 주파수 1Cycle : 교류 파형이 변화하여 처음 상태로 되는 것 주 기 : 1 Cycle 변화하는데 걸리는 시간 (T) 주파수 : 1[Sec] 동안 반복되는 Cycle의 수 (f) 週期와 주파수의 관계 位相差(Phase Difference) 전기적인 파형에서 어떤 임의의 기점에 대한 상대적인 위치의 差

42 교류회로(3) 전기 기초 이론 평균값(Main Value) 실효값(Effective Value)
교류 순시값의 1주기 동안의 평균 정현파 경우 1주기 평균값은 0 이므로, 1/2주기 평균값 사용 실효값(Effective Value) 실효값은 교류전류가 흐를 때 하는 일의 크기에 따라 정해짐 그 교류와 같은 열작용을 생기게 하는 직류의 값으로 표시 된것 정현파 교류인 경우

43 전기 기초 이론 전기 소자

44 R, L, C 소자의 이해 저항 R : 에너지 소비 소자 인덕턴스 L : 에너지 저장 방출 정전용량 C : 에너지 저장 방출
전기 기초 이론 R, L, C 소자의 이해 저항 R : 에너지 소비 소자 인덕턴스 L : 에너지 저장 방출 정전용량 C : 에너지 저장 방출

45 R, L, C 소자의 전압 과 전류의 관계 전기 기초 이론 저항 ( R ) 회로 인덕턴스 ( L ) 회로
v = iR 인덕턴스 ( L ) 회로 v = L · (di/dt) 정전용량 ( C ) 회로 v = 1/C · (∮i · dt)

46 R, L, C 소자의 전압 전류 관계 저항 R 인덕턴스 L 정전용량 C 전기 기초 이론
파형, 주파수, 위상을 변화시키는 성질이 없는 무유도성 전압과 전류는 최대값만 다르고 위상은 같음 인덕턴스 L 전류의 흐름을 제한하는 일종의 교류 저항 (유도 리액턴스) 전류는 전압보다 90도 만큼 뒤진 위상(遲相) 정전용량 C 전류의 흐름을 제한하는 일종의 교류 저항 (용량 리액턴스) 전류는 전압보다 90도 만큼 앞선 위상(進相)

47 전기 기초 이론 R, L, C 소자의 전력 전력 p = v · i

48 R, L, C 소자의 전력 전기 기초 이론 저항 R 인덕턴스 L 정전용량 C
발생되는 전력은 전원에서 부하로 공급되어 모두 소비 저항에 공급된 전기적 에너지가 모두 열에너지로 소비 일을 하는데 유용하게 사용되는 有效電力 인덕턴스 L 전원으로 되돌아오는 전력량(-)과 부하에 공급하는 전력량(+) 상쇄 반환하기 전까지 공급받은 전력은 에너지 형태로 코일 자체에 축적 일을 하는데 사용되지 않는 無效電力 정전용량 C 양(+)의 전력과 음(-)의 전력 상호 상쇄 반환되기 전까지는 에너지 형태로 C 자체에 축적 일을 하는데 사용되지 않는 進相 無效電力

49 실제의 계통 부하 R, L, C 조합 회로 전기 기초 이론 저항성분에 유도성 및 용량성 리액턴스 결합
순수한 유도성, 용량성 회로만큼 큰 위상차가 생기지 않음

50 교류전력의 종류 전기 기초 이론 有效電力(Active Power) 無效電力(Reactive Power)
공급된 전력이 부하에서 모두 유효한 에너지로 이용된 전력 P = V I cosθ[W] 터빈에 공급되는 증기의 양으로 조정 無效電力(Reactive Power) 코일, 콘덴서 등에서 전원에 반환되어 이용되지 않는 전력 Pr = V I sinθ [Var] 발전기 회전자에 공급되는 界磁電流로 조정 皮相電力(Apparent Power) 역률을 고려하지 않은 전압과 전류의 실효치 곱 발전기, 변압기 및 케이블 등의 정격 또는 용량으로 표시

51 전기 기초 이론 역 률(1) 전원에서 공급된 전력이 부하에서 유효하게 이용되는 비율
역 률(1) 전원에서 공급된 전력이 부하에서 유효하게 이용되는 비율 cosθ로 표시 (θ는 전압과 전류의 相差角) 저항부하 회로 : Θ = 0, 역률 = 1, P = V I 전열기 등 (유효전력 소비) 유도성부하 회로 : 遲相 역률 전동기, 코일성분 (무효전력 흡수) 용량성부하 회로 : 進相 역률 가공전선과 대지 , 케이블과 케이블 사이 (무효전력 발생)

52 역 률(2) 전기 기초 이론 역률저하시 영향 역률 개선 방법 부하에 공급되어 반환되는 무효전력분 증가
역 률(2) 역률저하시 영향 부하에 공급되어 반환되는 무효전력분 증가 일정한 유효전력 공급 위해 전류용량 증대 ⇒ 송전손실 증가 역률 개선 방법 負荷에 병렬로 콘덴서 설치 동기조상기 설치 분로리액터(Shunt Reactor) 설치 발전기 회전자로 界磁전류 조정