소방수리학 · 약제화학 및 소방전기 - 2

 

 

제3장 소방전기

【직류회로】

 

39. 전력​

          여기서, P : 전력[W], V : 전압[V], I : 전류[A], R : 저항 [Ω]

 ※ 전력 : 전기장치가 할 수 있는 일률 (1초당 출력(일할 수 있는 능력))

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40. 줄의 법칙 (Joule's Law)​

             여기서, H : 발열량[cal], P : 전력[W], t : 시간[s], V : 전압[V], I : 전류[A], R : 저항[Ω]

  ※ 줄의 법칙 : 전류의 열작용

  ※ 옴의 법칙

          여기서, V : 전압[V], I : 전류 [A], R : 저항 [Ω]

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41. 전열기의 용량

           860Pηt = M (T2 - T1)

          여기서, P : 용량[kW], η : 효율, t : 소요시간[h], M : 질량 [㎏], T2 : 상승후 온도 [℃], T1 : 상승전 온도 [℃]

 ※ 전압​

           여기서, V : 전압[V], W : 일 [J], Q : 전기량 [C]

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42. 단위 환산

  ① 1W = 1J/s   ② 1J = 1N·m   ③ 1㎏f = 9.8N   ④ 1Wh = 860cal   ⑤ 1BTU=252cal

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43. 물질의 종류

물질	종 류
도체	구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은 (Ag)
반도체	실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 탄소(C), 아산화동
절연체	유리, 플라스틱, 고무, 페놀수지

 [초스피드] 반실게탄아 (반듯하게 실하게 탄생한 아기)

  ※ 실리콘 : '규소'라고도 부른다.

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44. 여러가지 법칙

법 칙	내 용
플레밍의 오른손 법칙	도체운동에 의한 유기기전력의 방향 결정
플레밍의 왼손 법칙	전자력의 방향 결정
렌츠의 법칙	전자유도현상에서 코일에 생기는 유도기전력의 방향 결정
페러데이의 법칙	유기기전력의 크기 결정
암페르의 법칙	전류에 대한 자계의 방향을 결정하는 법칙

  ※ 플레밍의 오른손 법칙 칙: 발전기에 적용 (오발)

  ※ 플레밍의 왼손 법칙 : 전동기에 적용

  ※ 앙페르의 법칙 : '암페어의 오른 나사의 법칙'이라고도 한다.

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45. 전지의 작용

전지의 작용	현 상
국부작용	① 전극의 불순물로 인하여 기전력이 감소하는 현상 ② 전지를 쓰지 않고 오래두면 못 쓰게 되는 현상
분극현상 (성극작용)	① 일정한 전압을 가진 전지에 부하를 걸면 단자전압이 저하하는 현상 ② 전지에 부하를 걸면 양극 표면에 수소가스가 생겨 전류의 흐름을 방해하는 현상

 [초스피드] 불못국 (불못에 들어가면 국물도 없다)

                 성분단수 (성분이 나빠서 단수시켰다)

  ※ 전류의 3대 작용

    ① 발열작용 (열작용)

    ② 자기작용

    ③ 화학작용

  [초스피드] 발전자화 (발전체가 자화됐다)

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【정전계】

46. 정전용량​

  여기서, C : 정전용량[F], A : 극판의 면적[㎡], d : 극판간의 간격 [m],  ε : 유전율 [F/m](ε=εo ·εs)

※ 정전용량 : '커패시턴스(capacitance)'라고도 한다.

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47. 정전계와 자기

 

 

  ※ 정전에너지 : 콘덴서를 충전할 때 발생하는 에너지, 다시 말하면 콘덴서를 충전할 때 짧은 시간이지만 콘덴서에 나타나는 역전

                          압과 반대로 전류를 흘리는 것이므로 에너지가 주입되는데 이 에너지를 말한다.

【자기】

48. 자석이 받는 회전력

         T = MH sinθ = mHL sinθ [N·m]

   여기서, T : 회전력[N·m], M : 자기모멘트[Wb·m], H : 자계의 세기 [AT/m], θ : 이루는 각 [rad], m : 자극의 세기 [Wb], L : 자석의

               길이 [m]

  ※ 자기 : 자기력이 생기는 원인, 자석이 금속을 끌어 당기는 성질

  ※ 물리학에서 Moment란 그 식 안에 Distance(거리)와 Physical quantity(물리량)를 곱한 값이다. 이를 통해 Moment는 어떤

       방식으로 이 물리량이 놓여지는지 / 정렬되는지 설명한다. 원리상으론 어떤 물리량도 Distance를 곱해서 Moment로 표현할

       수 있다.

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49. 자기력

         F = NI = HL = Rm Φ [AT]

  여기서, F : 자기력 [AT], N : 코일권수 I : 전류[A], H : 자계의 세기 [AT/m],  L : 자로의 길이 [m], Rm : 자기저항[AT/Wb],

              Φ : 자속 [Wb]

  ※ 자기장 : 자속을 발생시키는 원동력, 코일의 권수와 전류의 곱으로 나타낸다.

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50. 자계

가. 무한정 직선전류의 자계​

       여기서, H : 자계의 세기 [AT/m], I : 전류 [A], r : 거리

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나. 원형 코일 중심의 자계​

   여기서, H : 자계의 세기 [AT/m], N : 코일권수, I : 전류[A], a : 반지름[m]

  ※ 원형 코일 : 코일내부의 자장의 크기는 모두 같다.

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 다. 무한장 솔레노이드에 의한 자계

   ① 내부 자계 : Hi = nI [AT/m]

   ② 외부 자계 : He = 0

        여기서, n : 1m당 권수, I : 전류 [A]

  [초스피드] 무솔 외0 (무술을 익히려면 외워라)

 ※ 솔레노이드 : 도체에 코일을 일정하게 감아 놓는 것

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 라. 환상 솔레노이드에 의한 자계

   ① 내부 자계 : Hi = (NI)/(2πa) [AT/m]

   ② 외부 자계 :: He = 0

          여기서, N : 코일의 권수, I : 전류[A], a : 반지름 [m]

  [초스피드] 한솔 외0 (한솔에 취직하려면 외워라)

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51. 유도기전력​

   여기서, e : 유도기전력[V], N : 코일권수, dΦ : 자속의 변화량 [Wb], dt : 시간의 변화량 [s], L : 자기인덕턴스 [H],

               di : 전류의 변화량 [A],   B : 자속밀도 [Wb/㎡], l : 도체의 길이 [m], v : 도체의 이동속도 [m/s],  θ : 이루는 각 [rad]

 ※유도기전력 : 전자유도에 의해 발생된 기전력으로서 유기기전력이라고도 한다.

 ※ 자속 : 자극에서 나오는 전체의 자기력선의 수

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52. 상호 인덕턴스​

             여기서, M : 상호인덕턴스 [H], k : 결합계수, L1,L2 : 자기인덕턴스 [H]

  ⊙ 이상적인 결합, 완전결합시 : k=1

  ⊙ 두 코일 직교시 : k = 0

  [초스피드] 1이완상 (일반적인 이완상태)

                   0직상 (영문도 없이 직상층에서 발화했다)

  ※ 상호인덕턴스 : 1차 전류의 시간변화량과 2차 유도전압의 비례상수

  ※ 결합계수 : 누설자속에 의한 상호인덕턴스의 감소비율

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【교류 회로】

53. 순시값 · 평균값 · 실효값

 

   [초스피드] 평637 (평소에 육상선수는 칠칠맞다)

                   실707 (실제로 칠공주는 칠면조를 좋아한다)

  ※ 순시값 : 교류의 임의의 시간에 있어서 전압 또는 전류값

  ※ 평균값 : 순시값을 반주기에 대하여 평균을 취한 값

  ※ 실효값 : 교류의 크기를 교류의 동일한 일을 하는 직류의 크기로 나타냈을 때의 값 일반적으로 사용하는 값이다.

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54. RLC의 접속

 

         ※ 저항(R) : 동상,

              인덕턴스(L) : 전압이 전류보다 90° 앞선다.

              커패시턴스(C) :: 전압이 전류보다 90° 뒤진다.

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53. 전력

 

 

  ※ 유효전력 : 전원에서 부하로 실제 소비되는 전력

  ※ 무효전력 : 실제로는 아무런 일을 하지 않아 부하에서는 전력으로 이용할 수 없는 전력

  ※ 피상전력 : 교류의 부하 또는 전원의 용량을 표시하는 전력

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56. Y결선 · Δ결선

 

  ※ 선간전압 : 부하에 전력을 공급하는 선들 사이의 전압

  ※ 선전류 : 3상교류회로에서 단자로의 유입 또는 유출되는 전류

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57. 분류기 · 배율기

 

  ※ 분류기 : 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 전류계와 병렬로 연결하는 저항

  ※ 배율기 : 전압계의 측정범위를 확대하기 위해 전압계와 직렬로 연결하는 저항

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제4장 소방관련 전기공사재료 및 전기제어

【소방관련 전기공사재료】

 

58. 전선 단면적의 계산

 

     여기서, A : 전선의 단면적 [㎟], L : 전선의 길이 [m],  I : 전부하전류 [A], e : 각 선간의 전압강하 [V]

  ※ 소방펌프 : 3상 3선식, 기타 : 단상 2선식

  ※ 예비전원 : 상용전원 고장시 또는 용량부족시 최소한의 기능을 유지하기 위한 전원

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59. 축전지의 비교표

구 분	연축전지	알칼리축전지
기전력	2.05 ~ 2.08 [V]	1.32 [V]
공칭전압	2.0 [V]	1.2 [V]
공칭용량	10 [Ah]	5 [Ah]
충전시간	길다	짧다
수명	5~15년	15~20년
종류	클래드식, 페이스트식	소결식, 포켓식

 [초스피드] 연2 10 (연이어 열차가 온다)

   ※ 기전력 : 전류를 연속해서 흘리기 위해 전압을 연속적으로 만들어 주는 힘

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60. 전동기의 용량

 가. 일반설비의 전동기 용량 산정

         Pηt = 9.8 kHQ [kW]

          여기서, P : 전동기 용량 [kW], η : 효율, t : 시간 [s], K : 여유계수,  H : 양정 [m], Q : 양수량 [㎥]

 나. 제연설비(배연설비)의 전동기 용량​

        여기서, P : 배연기의 동력 [kW], Pt : 전압[풍압] [㎜Aq,㎜H2O),  Q : 풍량 [㎥/min], K : 여유율, η : 효율

 ※ 단위 환산

      ① 1lpm : 10-3㎥/min ② 1㎜Aq = 10-3 mAq ③ 1HP = 0.746 kW

 ※ 제연설비와 배연설비

      ① 제연설비 : 화재실의 연기를 배출함과 동시에 신선한 공기를 공급하는 설비

      ② 배연설비 : 화재실의 연기를 배출하는 설비

 ※ lpm : liter per minute의 줌말

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61. 전동기의 속도

 가. 동기속도

       Ns = 120f / P [rpm]

        여기서, Ns : 동기속도 [rpm], P : 극수, f : 주파수 [Hz]

  나. 회전속도​

            여기서, N : 회전속도 [rpm], P : 극수, f : 주파수 [Hz], s : 슬립

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62. 역률개선용 전력용 콘덴서의 용량​

          여기서, Q : 콘덴서의 용량 [kVA], P : 유효전력[kW], cosθ1 : 개선전 역률, cosθ2 : 개선후 역률, sin θ1 : 개선전 무효율 ,

                       sin θ2 : 개선후 무효율

  ※ 슬립 : 유도전동기의 회전자 속도에 대한 고정자가 만든 회전자계의 늦음의 정도를 말하며, 평상 운전에서 슬립은 4~8% 정도

                 이며 슬립이 클수록 회전속도는 느려진다.

  ※ 역률개선용 전력용 콘덴서 : 전동기와 병렬로 연결

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63. 자가발전설비

 가. 발전기의 용량​

    여기서, Pn : 발전기 정격출력 [kVA], e : 허용전압강하, XL : 과도리액턴스,  P : 기동용량 [kVA]

 나. 발전기용 차단용량​

           여기서, Ps : 발전기용 차단용량 [kVA], Pn : 발전기 용량[kVA], XL : 과도리액턴스

 [초스피드] 발차 125 (발에 물이 차면 일일이 오도록 하라)

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64. 조명

         FUN = EAD

        여기서, F : 광속[lm], U : 조명률, N : 등개수, A : 단면적[㎡], E : 조도 [lx],  D : 감광보상율 (D = 1/M), M : 유지율 [%]

  ※ 감광보상율 : 먼지 등으로 인하여 빛이 감소되는 것을 보상해 주는 비율

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65. 실지수​

       여기서, X : 가로의 길이[m], Y : 세로의 길이[m], H : 작업대에서 광원까지 높이 [m]

  ※ 실지수(방지수) : 방의 크기와 모양에 대한 광속의 이용척도를 나타내는 수치

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【전기제어】

66. 제어량에 의한 분류

분 류	종 류
프로세스 제어 (Process control)	온도, 압력, 유량, 액면 [암기] 프온압유액 (프레온의 압력으로 우유액이 쏟아졌다)
서보기구 (Servo mechanism)	위치, 방위, 자세 [암기] 서위방자 (스위스는 방자하다)
자동조정 (Automatic regulation)	전압, 전류, 주파수, 회전속도, 장력

67. 불대수의 정리

 

68. 시퀀스 회로와 논리회로

 

 

  ※ 논리회로 : 집적회로를 논리기호를 사용하여 알기 쉽도록 표현해 놓은 회로

  ※ 진리표 : 논리대수에 있어서 ON, OFF 또는 동작, 부동작 상태를 1과 0으로 나타낸 표

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#부울대수 #시퀀스 #논리회로