아낌없이 주는 나무

【 아크용접기 】

▣ 변압기 1차측 개폐기 : 점검 및 사고시 회로를 분리하기 위함

 ① 용접변압기는 절연변압기를 사용한다.

 ② 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 300[V] 이하이다.

 ③ 용접변압기의 1차측 전로에는 용접변압기의 가까운 곳에 쉽게 개폐할 수 있는

     개폐기를 시설한다.

 ④ 용접변압기 2차측 전로중에서 용접변압기로 부터 용접전극에 이르는 부분 및

     용접변압기로 부터 피용접물에 이르는 부분은 다음에 의하여 시설한다.

   ⊙ 전로는 용접시 흐르는 전류를 안전하게 통할 수 있어야 한다.

 ⑤ 용접기 외함 및 피용접물 이와 전기적으로 접속되는 받침대(점방), 금속체는

     규정에 준하는 접지공사를 한다.

​

【 도로 등의 전열장치 】 전열 : 전기 가열

​

▣ 발열선을 도로, 주차장 또는 조영제에 고정하여 시설하는 경우에는 다음에 따라야 한다.

① 발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 300[V]이하로 한다.

② 발열선은 사람이 접촉할 우려가 없고 또한 손상을 받을 우려가 없도록 콘크리트 기타

    견고한 내열성이 있는 것 안에 시설해야 한다.

③ 발열선은 80˚[C]를 넘지 않도록 한다.

④ 발열선은 다른 전기설비, 약전류전선, 수관, 가스관이나 이와 유사한 것에 전기적,

    자기적, 또는 열적인 장해를 주지 않도록 시설해야 한다.

  ※ 발열선 ⇒ 전기적, 자기적, 열적 장해 ×

⑤ 발열선에 전기를 공급하는 전로에는 전용의 개폐기 및 과전류 차단기를 시설해야 한다.

    또한 전로에 지락이 생겼을 때 자동으로 전로를 차단하는 장치를 시설해야 한다.

​

예제 1. 가반형의 용접점 등을 사용하는 아크용접장치의 용접변압기의 1차측 전로의

   대지전압은 ? 300[V] 이하

​

예제 2. 다음중에서 아크 용접장치의 시설기준으로 옳지 않은 것은 ? ②

  ① 용접변압기는 절연 변압기를 사용해야 한다.

  ② 용접변압기의 1차측 대지전압이 400[V]이다.

  ③ 용접변압기의 1차측 전로에는 용접변압기 가까운 곳에 쉽게 개폐할 수 있는

      개폐기를 시설한다.

  ④ 용접기의 2차측 전로중 용접변압기로 부터 용접전극에 이르는 전로는 용접시

      흐르는 전류를 안전하게 통할 수 있는 전선을 사용한다.

​

예제 3. 도로 등의 전열장치에 대한 설명으로 맞지 않은 것은 ? ④

  ① 발열선의 전기공급은 전로의 대지전압이 300[V]이하이어야 한다.

  ② 콘크리트 기타 견고한 내열성이 있는 것 안에 시설해야 한다.

  ③ 발열선은 그 온도가 80˚[C]를 넘지 않도록 한다.

  ④ 발열선은 다른 약전류 전선 등에 자기적인 자극을 주어야 한다.

​

예제 4. 발열선을 도로, 주차장 또는 조영재의 고정재에 고정하여 시설하는 경우

  발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 ? 300[V] 이하

​

【 소세력 회로 】​

▣ 전자개폐기의 조작회로, 초인벨, 경보벨 등에 접속하는 전로로서 최대 사용전압이

    60[V] 이하인 것은 다음에 따라 시설한다.

 ① 사용전압

   ⊙ 소세력회로에 전기를 공급하기 위한 절연변압기의 사용전압은 대지전압 300[V]

       이하로 한다.

     * 사용전압 : 60[V]

     * 대지전압 : 300 [V]

 ② 전압장치

   ⊙ 소세력회로에 전기를 공급하기 위한 변압기는 절연변압기를 사용한다.

   ⊙ 절연변압기의 2차 단락전류는 소세력 회로의 최대 전압에 따라 아래표에서

       정한 값 이하 일 것. 다만, 그 변압기 2차측 전로에 아래표에서 정한 값 이하의

       과전류 차단기를 시설한 경우에는 그러하지 아니하다.

[소세력 회로의 최대 사용전압의 구분]

예제 1. 전자개폐기 조작회로, 또는 초인벨, 경보벨 등에 접속하는 전로로서 최대 사용전압

   이 60[V] 이하인 것으로 대지전압이 몇 [V]이하 강전류 전선은 사용하는 전선로와 변압

   기 로 결합되는 것을 소세력 회로라고 하는가 ? 300[V] 이하

​

예제 2. 전자개폐기 조작회로 또는 초인벨, 경보벨 등에 접속하는 전로로서 최대 사용전압

   이 몇 [V]이하인 것으로 대지전압이 300[V] 이하인 강전류 전선을 사용하는 전로와

   변압기로 결합되는 것을 소세력 회로라고 하는가 ? 60[V]

​

예제 3. 최대 사용전압이 15 [V]를 넘고 30[V] 이하인 소세력 회로에 사용하는 절연변압기

   2차 단락전류 같이 제한을 받지 않는 경우는 2차측에 시설하는 과전류 차단기의 용량이

   몇 [A] 이하인 경우인가 ? ③ 3 [A] 이하

​

【 전기부식 방식시설 】 방식 : 부식방지

  ※ 전기가 지중에 있은 금속체 시설에 누설이 되면 금속체 시설은 전류가 유입하는 쪽에는

     부식이 발생하지 않고 전류가 유출하는 쪽에 부식이 발생하게 된다.

​

▣ 전기부식 방지시설은 지중 또는 수중에 시설하는 금속체의 부식을 방지하기 위해 지중

    또는 수중에 시설하는 양극과 피방식체간에 방식전류를 통하게 하는 시설을 말한다.

 ① 전기부식방지회로의 전압 등

   ⊙ 전기부식방지회로는 사용전압은 직류 60[V] 이하일 것

 ② 지중에 매설하는 양극의 매설깊이는 0.75[m] 이상일 것

 ③ 지표 또는 수중에서 1[m]간의 임의의 2점간 전위차는 5[V]를 넘지 않아야 한다.

   ※ 양극과 1[m] 떨어진 점간의 전위차는 10[V]를 넘지 않아야 한다.

​

예제 1. 지중 또는 수중에 시설되는 금속체 부식방지를 위한 전기부식 방지회로의

   사용전압은 직류 몇 [V]이하인가 ? ③ 60 [V]

​

예제 2. 전기부식 방지시설은 지표 또는 수중에서 1 [m] 간격의 임의의 2점간 전위차가

    몇 [V]를 넘으면 안되는가 ? 5 [V]

​

【 특수장소 】 - 특수장소에서 전기설비 시설

 ▣ 화약류 저장소 이외의 곳에 전용의 개폐기 및 과전류차단기를 각극에 시설하고

     지락이 생겼을 때 차단하거나 경보하는 장치를 시설한다.

​

예제 1. 다음중에서 폭연성 분진이 많은 장소의 저압 옥내배선에 적합한 배성공사

   방법은 ? ① 금속관 공사

​

예제 2. 폭연성 분진 또는 화약류 분말이 전기설비가 발화원인이 되어 폭발할 우려가

   있는 곳의 저압 옥내전기설비는 어느 공사방법에 의하는가 ? ④ 금속관 공사

​

예제 3. 폭연성 분진 또는 화약류 분말이 존재하는 곳에 저압 옥내 배선은 어는 공사

   방법에 의하는가 ? ③ 금속관 공사

   ① 캡타이어 케이블 공사      ③ 금속관 공사

​

예제 4. 석탄을 제조하는 공장으로 먼지가 쌓여 있는 상태에서 폭파될 때 폭발할 우려가

   있는 곳에 저압 옥내 배선을 설치하고자 한다. 다음중 적절한 공사방법은 ? ①

    ① 박강전선관 - 케이블 공사    ② 합성수지관 공사 - 케이블공사

​

예제 5. 다음중 가연성 분진에 전기설비가 발화원인이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에

   시공할 수 있는 저압옥내배선공사방법은 ? ④ 금속관 공사

​

예제 6. 소매성 점분 기타의 가연성 분진이 존재하는 곳에 저압옥내배선으로 적합하지

   않은 공사방법은 ? ②

  ① 합성수지관 공사    ② 가요전선관 공사    ③ 금속관 공사    ④ 케이블 공사

​

예제 7. 석유류를 저장하는 장소에 전등 배선 공사에서 시설방법이 아닌 것은 ? ①

  ① 애자공사    ② 케이블 공사    ③ 금속관 공사    ④ 합성수지관 공사

​

예제 8. 화약류 저장소에 대한 전기설비시설에 대한 설명으로 틀린 것은 ? ②

 ① 전로의 대지전압은 300[V] 이하이다.

 ② 전기 기계 · 기구는 개방형이다.

 ③ 지락 차단장치 또는 경보장치를 한다.

 ④ 전용의 개폐기 및 과전류 차단기를 시설한다.

​

【 전시회, 쇼 및 공연장의 전기설비 】

 ▣ 무대, 무대마루 및 오케스트라 박스, 영사실 기타 사람이 무대등에 접촉할 우려가 있는

     곳에 시설하는 저압 옥내배선 공급을 위한 이동전선의 사용전압은 400[V] 이하이다.

​

【 의료장소 】

 ▣ 의료장소의 전로에는 정격감도전류 30[mA] 이하, 동작시간 0.03초 이내의 누전

     차단기를 시설할 것

​

1. 시설제한

  ▣ 전기 울타리는 목장, 논 밭 등 옥외에서 가축의 탈출, 또는 야생 짐승의 침입을 방지하기

      위하여 시설하는 경우를 제외하고는 시설해서는 안된다.

2. 전기울타리용 전원장치에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 250[V] 이하여야 한다.

​

3. 전기울타리의 시설

  ▣ 전기울타리는 다음에 의하고 또한 견고하게 시설해야 한다.

   ① 전기울타리는 사람이 쉽게 출입하지 않는 곳에 시설해야 한다.

   ② 전선은 인장강도가 1.38[kN] 이상, 지름 2[㎜] 이상의 경동선을 사용한다.

   ③ 전선과 이를 지지하는 기둥사이의 이격거리는 2.5[cm]이상이어야 한다.

   ④ 전선과 다른 시설물 또는 수목과의 이격거리는 30[cm] 이상이어야 한다.

   ⑤ 현장 조작 개폐기 시설

    ⊙ 울타리용 전기를 공급하는 전로에는 쉽게 개폐할 수 있는 곳에 전용개폐기를

        시설해야 한다.

   ⑥ 위험표시

     ⊙ 전기울타리, 전원장치의 외함 및 변압기 철제는 규정에 준하는 접지공사를 한다.

​

예제 1. 목장에서 가축의 탈출을 방지하기 위하여 전기울타리를 시설하는 경우에

   전선으로 경동선을 사용하였다. 전선의 굵기는 최소 몇 [㎜] 인가 ? 2[㎜] 이상

​

예제 2. 전기울타리 시설으로 옳지 않은 것은 ? ④

   ① 사람이 쉽게 출입하지 않는 곳에 시설할 것

   ② 전선과 이를 지지하는 기둥사이의 거리는 2.5[cm] 이상으로 하였다.

   ③ 전기울타리용 전원장치에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 250[V]이다.

   ④ 전선과 다른 시설물 또는 수목과의 거리는 20[cm]이상이다.

​

예제3. 전기울타리 시설에 대한 내용중에서 틀린 것은 ? ③

   ① 수목과의 이격거리를 30[cm]이상으로 하였다.

   ② 전선은 지름이 2[㎜] 이상의 경동선을 사용하였다.

   ③ 전선과 이를 지지하는 기둥과의 이격거리는 2[cm] 이다.

   ④ 전기울타리용 전원장치에 전기를 공급하는 전로에 사용전압은 250[V]이하 일 것

​

【 전기욕기 】

▣ 치료목적으로 전기적인 자극을 주기 위한 시설이다.

※ 사용전압이 극히 낮아야 한다. (감전사고를 방지하기 위해)

​

1. 전원장치

  가. 전기욕기에 전기를 공급하기 위한 전기욕기용 전원장치(내장되는 전원 변압기 2차측

       전로에 사용전압이 10[V] 이하에 한한다.)

  나. 전기욕기용 전원장치 (변압기)로 부터 욕기안의 전극까지의 배선은 공칭단면적 2.5

       [㎟] 이상의 연동선을 사용한다.

  다. 욕기내 시설 : 전기욕기의 전극은 다음에 따라 시설한다.

    ① 욕기내 전극간 거리는 1[m] 이상으로 한다.

    ② 욕기내 전극은 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 한다.

  라. 절연저항 : 전기욕기용 전원장치(변압기)로 부터 욕기안의 전극까지의 전선상호간 및

                     전선과 대지사이의 절연저항은 저압전로의 절연성능 132조에 따른다.

​

<저압전로의 절연성능>

​

예제 1. 전기욕기에 전기를 공급하기 위한 전원장치(변압기)에 내장되어 있는 전원전로의

     2차측 전로의 사용전압은 ? 10[V] 이하.

​

예제 2. 전기욕기를 시설하는 경우 전원장치로 부터 욕기안의 전극까지의 배선은 몇 [㎟]의

    전선을 사용해야 하는가 ? 2.5 [㎟] 이상

​

【 전기온상 】

 ▣ 전기온상 등

   ⊙ 식물의 재배, 또는 양잠, 부화, 육수 등의 용도로 사용하는 전열장치를 말하며, 전기용

       품 및 생활용품 안전관리법의 적용을 받는 것을 제외한다.

 ① 전기온상에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 300[V] 이하이어야 한다.

  ② 발열선의 시설

    ⊙ 발열선은 그 온도가 80˚[C]를 넘지 않아야 한다.

      ※ 전선 피복의 열화를 방지하기 위해 온도가 높지 않도록 해야 한다.

​

【 전격살충기 】 전격 : Electric Shock : 전기적 충격

① 전격살충기의 시설

  ▣ 전격살충기의 전격격자는 지표(바닥)에서 3.5[m] 이상의 높은 곳에 시설한다.

      다만, 2차측 개방전압이 7[kV]이하의 절연변압기를 사용하고 또한 보호격자 내부에

      사람의 손이 들어 갔을 경우, 또한 보호격자에 사람이 접촉될 경우 절연변압기의 1차

      측 전로를 자동으로 차단하는 보호장치를 시설한 것은 지표 또는 바닥에서 1.8[m]

      까지 감할 수 있다.

​

【 유희용 전차 】

가. 사용전압

  ▣ 유희용 전차 (유원지, 유희장 등의 기내에서 유희용으로 시설한 것을 말한다)에

      전기를 공급하기 위해 사용하는 변압기 1차 전압은 400[V]이하이어야 한다.

  ▣ 변압기 1차 전압 : 400[V] 이하

나. 전원장치

  ▣ 유희용 전차에 전기를 공급하는 전원장치는 다음에 의하여 시설할 것

   ① 전원장치 2차측 단자에 최대 사용전압은 직류는 60[V]이하이고 교류는 40[V]

       이하이다.

   ② 전원장치인 변압기는 절연변압기를 사용한다.

  ▣ 2차측 배선

    ⊙ 접촉전선은 제3레일방식에 의해 시설할 것

▣ 전차내 전로의 시설

  ① 유희용전차내의 전로는 취급자 이외의 자나 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록

     시설한다.

  ② 유희용전차내에서 승압하여 사용하는 경우는 다음에 의하여 시설한다.

    ⊙ 변압기는 절연변압기를 사용하고 2차 전압은 150[V]이하로 한다.

  ③ 유희용 전차에 전기를 공급하는 전로에는 전용의 개폐기를 시설한다.

​

예제 1. 전기온상의 발열선은 몇 ˚[C]를 넘지 않도록 시설해야 하는가 ? 80˚[C]

​

예제 2. 전격살충기는 전격격자가 지표상 또는 마루 위의 몇 [m] 이상에 시설해야

    하는가 ? 3.5[m]

​

예제 3. 2차측 개방전압이 7[kV] 이하인 절연변압기를 사용하고 절연변압기 1차측

   전로를 자동적으로 차단하는 보호장치를 시설하는 경우에 전격살충기는 전격격자를

   지표상 또는 마루 위 몇 [m] 이상 높이로 시설해야 하는가 ? 1.8[m]

​

예제 4. 유희용 전차의 시설에 대한 설명중 틀린 것은 ? ④

  ① 전로의 사용전압은 직류 60[V], 교류 40 [V] 이하일 것

  ② 전기를 공급하기 위해 사용하는 접촉전선은 제3레일방식일 것

  ③ 전기를 변성하기 위해 사용하는 변압기 1차 전압은 400[V] 이하 일 것

  ④ 전차안에 승압용 변압기의 2차 전압은 200[V] 이하일 것

​

1. 전류계 및 전압계 접속

​

▣ 전류계와 전압계의 접속방법에 대해 알아 보자

▣ 전류계는 도체에 흐르는 전류, 전하량을 측정하는 것으로 측정대상 도체에 직렬로

    접속하여 전류를 측정한다. 이는 회로를 직렬로 연결할 때에는 각각의 부하에 전압은

    분배되지만 도체에 흐르는 전류는 일정하다는 원리를 이용한 것이다.

▣ 전압계는 측정하고자 하는 부하에 병렬로 접속하여 전압을 측정한다. 이는 회로를 병렬

    로 연결하면 도체에 흐르는 전류는 각각의 도체에 따라 분배되지만 각각의 부하에 걸리

    는 전압은 일정하다는 원리를 이용한 것이다.

​

2. 배율기

▣ 배율기는 전압계의 측정범위를 확대하기 위하여 전압계에 직렬로 연결하는 저항을 말한

    다. 이는 회로에 저항을 직렬로 연결하면 전압이 분배되는 원리를 이용한 것이다.

▣ 만약 100[V]의 회로가 있고 전압계의 측정범위가 100[V]이라면 이 전압계로 회로의

   전압을 측정할 수 있을 것이다. 하지만 1000[V]의 회로를 측정범위가 100[V]인 회로

   를 측정하게 되면 과전압으로 전압계가 타버릴 것이다.  이와같이 낮은 전압계를

   이용하여 높은 전압을 측정하려면 보완 작업이 필요하게 되는데 낮은 전압계로

   높은 전압을 측정하기 위하여 사용하는 장치로 배율기의 개념을 도입하게 된다.

▣ 이렇게 측정범위가 낮은 전압계로 높은 전압을 측정할 때 배율기를 사용하게 된다.

▣ 측정범위가 낮은 전압계로 높은 전압을 측정하는 경우에는 전압계에 직렬로 배율기

   저항을 달아 전압을 배분하면 된다. 즉 전압계의 내부저항 r​v이 10[Ω] 이라 하면

   전압 측정 범위가 100[V] 전압계로 1000[V]을 전압을 측정하려는 경우 1000[V]

   에서 100[V]를 뺀 900[V]의 전압을 배율기에 분담시키면 된다. 따라서 전압은

   저항에 비례하여 분담하게 되므로 배율기는 전압계보다 9배 많은 저항을 달면 된다.

​

※ 직렬 회로의 전압 분배법칙에 따라 전압계와 배율기의 전압을 구해 보자.

  ※ 배율기의 저항 : (10-1) rv (전압계 내부저항)

     일반화하면 배율기 저항 : (m-1) × rv (전압계 내부저항)

​

예제 : 다음 회로에서 전압계로 회로 전압을 측정하기 위한 배율기의 저항을 구하시오.

   배율기 저항값 : (m-1) × rv = (5-1) × 10 = 40 [Ω]

※ 전체 전압이 500[V]이고 전압계가 100[V]이므로 배율기에는 400[V]을 분담시키면

   된다. 전압은 저항과 비례하므로 전압계의 내부저항이 10[Ω]이므로 배율기는 전압계

   보다 4배 더 전압을 부담하므로 저항도 4배 크게 하면 된다. 따라서 배율기의 전압은

   전압계의 내부저항 10[Ω] × 4 = 40[Ω], 이렇게 구해도 된다.

​

예제 : 다음 회로에서 전압계로 회로 전압을 측정하기 위한 배율기의 저항을 구하시오.

   배율기 저항값 : (m-1) × rv = (4-1) × 5 = 15 [Ω]

※ 전체 전압이 200[V]이고 전압계가 50[V]이므로 배율기에는 150[V]을 분담시키면

   된다. 전압은 저항과 비례하므로 전압계의 내부저항이 5[Ω]이므로 배율기는 전압계

   보다 3배 더 전압을 부담하므로 저항도 3배 크게 하면 된다. 따라서 배율기의 전압은

   전압계의 내부저항 5[Ω] × 3 = 15[Ω], 이렇게 구해도 된다.

​

▣ m배 확대시 배율기 저항 : (m-1) rv

​

【 일반화 】

 ▣ 배율기 : 전압계 측정범위를 확대하기 위해 전압계에 직렬로 저항을 연결한다.

     m배 확대 : (m-1) × rv (전압계 내부 저항)

  ▣ 배율기는 자신보다 높은 전압을 측정하기 위해 측정하고자 하는 전압에 대하여

      자신의 전압을 뺀 전압을 배율기에 부담하도록 하는 것이므로 전압계의 내부저항값에서

      전체 배수에서 전압계 자신 즉 1을 뺀 값을 곱하여 배율기의 저항값을 산정하게 된다. 

3. 분류기

▣ 분류기는 전류계의 측정범위를 확대하기 위하여 전류계에 병렬로 연결하는 저항을 말한

    다. 이는 회로에 저항을 병렬로 연결하면 전류가 분배되는 원리를 이용한 것이다.

▣ 만약 10[A]의 회로가 있고 전류계의 측정범위가 10[A]이라면 이 전류계로 회로의

   전류를 측정할 수 있을 것이다. 하지만 100[A]의 회로를 측정범위가 10[A]인 회로

   를 측정하게 되면 과전류로 전류계가 타버릴 것이다.

▣ 이렇게 측정범위가 낮은 전류계로 높은 전류을 측정할 때 분류기를 사용하게 된다.

▣ 측정범위가 낮은 전류계로 높은 전류를 측정하는 경우에는 전류계에 병렬로 분류기

   저항을 달아 전류를 배분하면 된다. 즉 전류계의 내부저항 ra이 10[Ω] 이라 하면

   전류 측정 범위가 10[A]인 전류계로 100[A]의 전류를 측정하려는 경우 100[A]

   에서 10[A]를 뺀 90[A]의 전류를 분류기에 분담시키면 된다. 따라서 전류는

   저항에 반비례하여 분담하게 되므로 분류기는 전류계보다 1/9배 적은

   저항을 달면 된다.

​

【 일반화 】

▣ 분류기 : 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 전류계에 병렬로 저항을 연결한다.

예제 : 다음 회로에서 전류계로 회로 전류를 측정하기 위한 분류기의 저항을 구하시오.

▣ 분류기 : 전류계의 측정 범위를 확대하기 위해 전류계에 병렬로 연결한 저항을 말한다.​

【저항의 접속 (직·병렬접속) 】

​

1. 저항의 직렬 접속

가. 저항의 직렬 접속(연결) 개념

▣ 저항을 직렬로 연결하면 전류는 일정하고 전압은 각각 분배된다.

⊙ 직렬연결 (전류일정) ⇒ 전압분배

나. 저항의 직렬 접속과 합성저항

 ▣ 저항을 직렬로 연결하면 전류는 일정하고 전압은 각각 분배되는 원리를 이용하여

     합성저항을 산정하게 된다.

▣ 합성저항 구하기

 ⊙ 먼저 키르히호프의 전압법칙에 의하여 전압상승분과 전압강하분은 같다.

      V = V1 + V2

 ⊙ 직렬연결에서 전류는 일정하고 오옴의 법칙(V = IR)을 이용하여 각 저항에

     분배되는 전압을 구한다. V1 = R1 · I, V2 = R2 · I

                                     ∴ V = V1 + V2 = R1 · I + R2 · I

 ⊙ 저항을 직렬연결하면 합성저항은 단순 대수합을 하게 된다.

     합성저항 Rt = ​R1+ R2

    ∴ V = V1 + V2 = R1 · I + R2 · I = (R1+ R2​) · I ⇒ V = Rt · I

 ⊙ 전류는 일정, 오옴의 법칙을 이용하여 각각의 저항에 분배되는 저항을 구해보자.

예제 : 다음 회로에서 합성저항 R과 V1, V2를 각각 구하여라.

2. 저항의 병렬 접속(연결) 개념

가. 저항의 병렬 접속(연결) 개념

 ▣ 저항을 병렬 접속하면 전압은 일정하고 전류는 각각 저항에 분배된다.

   ⊙ 저항 병렬연결 (전압일정) ⇒ 전류 분배

나. 저항의 병렬 접속과 합성저항

 ▣ 저항을 병렬로 연결하면 전압은 일정하고 전류는 각각 분배되는 원리를 이용하여

     합성저항을 산정하게 된다.

 ⊙ 합성저항을 구해 보자.

 ⊙ 각각의 저항에 흐르는 전류를 구해 보자.

 ⊙ 저항을 병렬 연결하면 전압은 일정하다는 것과 오옴을 법칙을 이용하여 각각의

     저항에 분배되는 전류를 구할 수 있게 된다.

▣ 위의 사항을 종합하여 보면

예제1. 다음 회로의 합성저항을 구하시오.

  ⊙ 먼저 병렬연결 합성 저항을 구하고 직렬연결 합성저항을 구한다.

예제2. 다음 회로의 각각의 저항에 걸리는 전압과 흐르는 전류를 구하시오.

  ▣ 합성저항을 구해 보자.

▣ 병렬연결 저항에 흐르는 전류를 구해 보자.

[종합정리]

 ▣ 저항 직렬연결 (전류일정) ⇒ 전압배분 ⇒ 저항크기 비례

 ▣ 저항 병렬연결 (전압일정) ⇒ 전류배분 ⇒ 저항크기 반비례

​

  ※ 저항의 병렬 접속

   ⊙ 특징 : 합성저항은 병렬 연결된 저항의 작은 저항보다 더 작다.

예제 : 다음회로의 합성저항을 구하시오.

▣ 전체 합성 저항도 무한대, 병렬 연결 저항도 무한대...

※ 위 회로에서 병렬합성저항은 1[Ω] 보다 작을 것이다. 직렬 저항 2[Ω]과 1[Ω] 보다

   작은 저항값을 합하면 2. ? [Ω]일 것으로 추정할 수 있다. 이를 근거로 객관식문제에서

   1+√3 [Ω]을 추정할 수 있다.

​

예제 : 다음 회로에서 R 에 흐르는 전류가 최소가 되는 R1의 저항값은 ?

[문제풀이]

 ▣ 전류가 최소가 될려면 합성저항이 최대가 되어야 하며 R1과 R2는 병렬연결이다.

    ※ R1과 R2는 병렬연결이므로 위 회로는 다음과 같이 등가 변환할 수 있다.

【키르히호프의 법칙 】

▣ 능동소자 (Positive)

 ⊙ 스스로 어떤 전기적 작용을 일으키는 소자를 말한다.

 ⊙ 능동소자에는 전압원, 전류원 등이 있다.

  ※ 능동소자는 기전력을 발생시키거나 전류를 발생시키는 장치를 생각하면 된다.

      전기장치로서는 발전기, 건전지 등의 기기를 생각하면 된다.

    I1 + I2 - I3 - I4 = 0

    한 점에 들어오는 전류와 한점에서 나가는 전류의 합을 같다. 

   I1 - I2 - I3 = 0, I1 = I2 + I3

2. KVL 제2법칙 [ 전압법칙 ]

 ▣ 루프를 형성하는 회로망에서 모든 기전력의 대수합은 전압강하의 대수합과 같다.

  ⊙ 하나의 폐회로 내에서 전압상승분의 합과 전압강하분의 합의 같게 된다.

      또한 전압원만을 연결한 경우에는 각각의 전압원의 극성을 고려한 전압상승순의 합과 전압

      강하분의 합의 같게 된다.

  ⊙ 전압강하 = 전압상승 ∑ V = 0

▣ V1 을 기준으로 할 때 : V1 을 기준으로 각 기전력의 극성을 비교하여 산정한다.

    V1 - V2 - V3 + V4 = 0

    V1 + V4 = V2 + V3

 ⊙ V1을 기준으로 할 때 극성이 같은 것은 전압읠 더해주고 극성이 다른 경우에는

     전압을 빼주어 합성 전압으로 "0"이 된다.

▣ V2 을 기준으로 할 때 : V2 을 기준으로 각 기전력의 극성을 비교하여 산정한다.

    V2 + V3 - V4 - V1 = 0

    V2 + V3 = V4 + V1

 ⊙ V2을 기준으로 할 때 극성이 같은 것은 전압읠 더해주고 극성이 다른 경우에는

     전압을 빼주어 합성 전압으로 "0"이 된다.

▣ 전압상승분의 대수합과 전압강하분의 대수합은 같게 된다.

   V - V1 - V2 = 0

    V = V1 + V2

​

예제 1. 아래 회로에서 R1에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

▣ 전압상승분의 대수합과 전압강하분의 대수합은 같다.

 ⊙ 전압상승분(기전력)의 대수합을 먼저 구하면

      E1 + E2 + E3 + E4 = 10 + 5 -3 + 6 = 18 [V]

 ⊙ 전압상승분 = 전압강하분 이므로 VR1 = 18 [V]

 ※ 먼저 전체 전압원에 대한 전압상승분을 계산하게 된다. 전체 전압상승분은

    극성을 고려하여 극성이 같은 것은 더해주고 극성이 다른 것은 빼 주어

    합성전압을 구하게 된다.

▣ 전류 I = 전압 [V] ÷ 저항 [R]

     I = 18 ÷ 2 = 9 [A]

​ ※ 합성저항을 구한 다음에는 전류를 구하기 위해서는 오옴법칙을 이용하여

    전류를 구하게 된다.

예제 1. 아래 회로에서 R1,R2,R3,R4 에 걸리는 전압은 각각 몇 [V] 인가 ?

▣ 전압상승분(기전력)의 대수의 합과 전압강하분의 대수의 합은 같다.

 ⊙ 기전력의 합 = E1 + E2 + E3 + E4 = 5 + 10 - 3 + 6 = 18 [V]

    ∴ 전압강하분 전체 전압의 대수의 합은 18[V]이다.

 ⊙ 그런데 전압 V = I · R 이고 직렬회로에서 전류 I는 일정하므로

     전압은 저항 R에 비례하게 된다.

     전체 전압을 구했으면 오옴의 법칙을 이용하여 저항에 걸리는 전압을 구한다.

     오옴의 법칙을 적용하기 위해서는 전류를 구해야 하는데 직렬회로에서는

      각각의 저항에 흐르는 전류는 일정하다. 따라서 전체 전류는 전압/합성저항

      으로 구할 수 있다. 즉 합성저항은 18/9 = 2[A]이다.

      이제 각각의 저항에 걸리는 전압은 V=IR에 의하여 계산할 수 있다.

      따라서 각각의 저항에 걸리는 전압은 R1= 4[V], R2 = 2[V], R3 = 6[V], R4 = 6[V]

      가 된다.

 ※ 오옴의 법칙에서 전압은 저항에 비례하여 걸리게 되므로 다음의 수식에 의해서도

     계산할 수 있다.

 ⊙ 저항 I[Ω] = 1 k로 놓으면

     1k + 3k + 3k + 2k = 9k =18

      k = 2[V]이다.

      따라서 R1 = 2 × 2 = 4[V]

      R2 = 2 × 1 = 2[V]

      R2 = 2 × 3 = 6[V]

      R2 = 2 × 3 = 6[V] 이다.

【 저항 R (Resistance) 】

가. 전기저항

​▣ 원인

 ⊙ 물질의 원자 배열 : 원자의 배열이 질서있게 배열되어 있는지 아니면 촘촘하면서도

                              불규칙하게 배열되어 있는지에 따라 저항값이 달라진다.

 ⊙ 전자의 충돌 : 고유저항의 원인은 전자의 충돌이다. 전기흐름 즉 전류는 전자의 이동인데

                       이동하는 전자가 서로 충돌하게 되면 원활히 전류가 흐를 수 없게 된다.

 ⊙ 도체의 종류, 굵기 길이에 따라 따름 : 물질의 형상에 따라 전류흐름에 영향을 주게 된다.

                       도체가 굵을 수록 저항이 작고 길이가 짧을 수록 저항은 작아진다.

​

▣ 고유저항 (ρ)

 ⊙ 각각의 물질마다 갖는 고유의 저항값

​   ※ 고유저항은 각 물질이 갖는 저항값으로 물질의 원자배열과 원자배열에 따른 전자의 충돌로

       각 물질이 갖는 고유의 저항값을 말한다. 일반적으로 저항하면 고유저항을 말한다.

▣ R ∝ ℓ, R ∝ 1/ A (단면적)

​  ⊙ 물질의 형태에 따른 저항값의 변화를 말하는 것으로 같은 도체라도 길이는 저항에 비례하고

      도체의 단면적은 저항에 반비례하게 된다. 즉 도체의 단면적이 넓을 수록, 도체의 길이가

      짧을 수록 저항은 작아진다. 

▣ 저항 표기 : R (Resistance), 단위 : Ω

[%도전율]

▣ 연동선의 도전율을 100으로 정하고 비교한 %값

  ⊙ % 도전율은 연동선을 기준으로 각각의 도체의 전류의 흐름을 비교한 값이다.

     즉, 연동선의 고유저항값을 100으로 하고 이를 기준으로 하여 각각의 저항값을

     비교하여 산정한 값이다.

▣ 경동선 (Cu+Sn) : %C = 95

 ※ 경동선의 %저항율은 95%이므로 이를 연동선의 고유저항에 적용하여 풀이하면

     경동선의 고유저항을 산정할 수 있다.

▣ 알루미늄선 (Al) : %C = 61

  ※ 알루미늄의 %저항율은 61%이므로 이를 연동선의 고유저항에 대입하면 알루미늄선의 

     고유저항을 산정할 수 있다. 

다. 오옴의 법칙

 ▣ 오옴의 법칙은 전압과 전류, 저항은 상호관계를 나타낸다.

  ⊙ 전압은 전류와 저항의 곱으로 나타낸다.  V = I · R 

  ⊙ 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다.  I = V/R

  ⊙ 저항은 전압에 비례하고 전류에 반비례한다.  R = V/I  

※ 오옴의 법칙을 생각할 때, 원하는 기호를 구하고 싶으면

    해당 기호를 가리면 해당 기호의 수식을 산정할 수 있다.

​    전압 V를 구하고 싶으면 전압 V를 가리면 I와 R만 남는다.

    I와 R은 나란히 있으므로  I × R을 하면 된다. 

    전류 I를 구하고 싶으면 I를 가리면 V와 R만 남게 되고

    V와 R사이에는 가로선이 있으므로 V/R이 된다.

    마지막으로 저항 R을 구하고 싶으면 R을 가리면

    V와 I만 남게 되고 V와 I사이에는 가로선이 있다.

    따라서 R은 V/I로 구하면 된다.

【제1강】 전류와 전압

​1. 전류

​ 가. 전류 (Electrical Current) : 전기적인 흐름

  ▣ 양(+) 또는 음(-)의 전하가 이동하는 현상을 전류라고 한다.

    ⊙ 전류는 음(-)전하가 양전하 쪽으로 이동하는 현상을 말한다.

  ▣ 단위 : 암페어 (A)

​

나. 전류의 종류

 【직류】 D.C (Direct Current) : 전류의 흐름이나 위상이 변하지 않는 것

   ※ 직류는 +이면 계속하여 +, -이면 계속하여 -를 나타내는 것을 말한다.

   ※ 전류의 단위 1[A] : 1초(sec0 동안에 1[C]의 전하가 이동한 전하량을 나타낸다.

  ▣ 표기 : 영문자 대문자로 표기 V, I

  ▣ 직류는 시간에 따라 일정한 전하량을 보인다. 이는 이상적인 직류의 모습이고

      +와 - 한쪽 방향내에서 변화하는 경우에도 직류라고 보고 있다. 

​

【교류】 AC : Alternative Current : 시간에 따라 전하량이 변한다.

  ▣ 교류의 표기 : 영문자 소문자 : v, i

  ▣ 교류 : 시간에 따라 전하량이 변화한다. 즉 시간에 따라 +극과 -극이 서로 교차하는 경우

              교류라고 한다. 그러나 +나 - 한쪽 방향에서 전하량이 변화하면 이는 교류라고

              하지는 않는다.

​

【 원자 】 

 가 원자 : 물질을 이루는 기본 입자

  ▣ 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있는데 원자핵은 다시 +성질을 갖는 양성자와

      극성을 갖지 않는 중성자로 구성된다. 중성자는 극성을 띠지 않으므로 결과적으로

      원자핵은 +극성을 띠게 된다. 전자는 원자핵을 돌고 있으며 -극성을 띠게 된다.

나. 전하 : 전기현상을 일으키는 물질의 물리적 성질

  ▣ 양성자의 질량 : 1.67 × 10-27 [kg]

  ▣ 전하의 질량 : 9.109 × 10-31 [kg]

  ▣ 전자의 전하량 : -1.602 × 10-19 [kg] ※ 삼성전자 식구

​

다. 자유전자

  ▣ 구속 전자 : 원자핵에 갖혀서 빠져나가지 못하는 전자

  ▣ 자유 전자 : 외부에서 마찰 등 물리, 화학적 작용으로 들어 오거나 나가는 전자

  ▣ 자유전자의 이동 : 전기현상이 만들어짐

​

다. 전위차

 ▣ 전위차는 두 물질이 갖는 극성의 값의 차이를 말한다.

  ▣ 전위차 : 두 도체에서의 전기적 위치에너지의 차이로 도선으로 이으면 전위차가

                  크게 되면 높은 전류를 발생하게 된다.

  ▣ 전위가 같아지면 도선으로 이어도 전류는 흐르지 않게 된다.

​

라. 기전력

  ▣ 전류를 발생시키려면 연속적으로 전위차를 발생시켜야 한다.

  ▣ 연속하여 계속적으로 전류를 흐르게 해주는 능력을 기전력이라 한다.

       ※ 기전력의 발생장치 : 전지, 발전기

  ▣ 전압과 같은 단위 [V]를 사용한다.

마. 전압의 크기

  ▣ 전압은 물을 흐르게 하는 수압과 같이 전류를 흐르게 하는 힘, 에너지를 말한다.

  ▣ 전압은 흐르는 전하량에 대한 전류가 한 일의 비로 나타낼 수 있다.

  ▣ 도체에 Q[C]의 전기량을 이동하여 W[J]의 일을 하였다면 이 때의 전위차를 말한다.

  ▣ 1[V]의 의미 : 1[C]의 전하가 이동하여 한 일이 1[J]일 때의 전압을 말한다.

     ※ 참고 : 1[J] : 1뉴턴[N]의 힘으로 물체를 1[m] 이동하였을 때 한일이나 이에 필요한

                        에너지를 말한다.

​

바. 전위 [V] : Electrical Potential

  ▣ 전위라 함은 전기적인 위치에너지를 말한다.

  ▣ 일[W] = mgh = 질량 × 중력가속도 × 높이 (위치에너지)

▣ 기전력 (E)

  ⊙ 전위차(전압)을 일정하게 유지하여 전류가 연속적으로 흐를 수 있게 하는 힘(에너지)

      기전력은 기전력 발생장치(건전지 등)에서 발생하는 전압강하를 제외한 순수한 에너지

      발생원을 말한다.

▣ 단자전압(V)

  ⊙ 저항 양 단자에 인가되는 전압 V = IR

     ※ 기전력 E = Ir + IR = 내부 전압강하 (Ir ) + 단자전압 (V)

​     ※ 단자전압은 기전력에서 기전력 발생장치의 내부전압강하를 제외한 전압 즉,

        각 단자에 실효적으로 걸리는 전압을 말한다. 

   ⊙ 애자는 절연성, 난연성, 내수성 재료의 것을 사용한다.

​

예제 1. 옥내에 시설하는 네온방전등 공사에서 관등회로의 배선을 애자공사에 의하여

   시설하는 경우 다음 설명중 옳지 않은 것은 ? ④

  ① 전선은 네온전선일 것

  ② 전선 상호간 간격은 6[cm] 이상일 것

  ③ 전선 지지점간 거리는 1[m] 이하일 것

  ④ 전선은 조영재의 앞면 또는 위면에 붙일 것

​

예제 2. 옥내의 네온방전등 공사에서 전선의 지지점간 간격은 ? 1[m] 이하.

​

2. 수중조명등

가. 사용전압

  ▣ 수영장 기타 이와 유사한 장소에 사용하는 수중 조명등에 전기를 공급하기 위하여

      절연변압기를 사용하고 그 사용전압은 다음에 의하여야 한다.

  ① 절연변압기 1차측 전로의 사용전압은 400[V] 이하로 한다.

  ② 2차측 전로의 사용전압은 150[V] 이하로 한다.

​

나. 개폐기 및 과전류 차단기

  ▣ 수중조명등의 절연변압기의 2차측 전로에는 개폐기 및 과전류차단기를 각극에 시설

      한다.

​

다. 접지

  ▣ 수중조명등의 절연변압기에는 그 2차측 전로에 사용전압이 30[V] 이하인 경우 1차

      권선과 2차 권선 사이에 금속제의 혼촉방지판을 설치하고 규정에 준하여 접지한다.

​

라. 누전차단기

  ▣ 수중조명등의 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 30 [V]를 초과하는 경우에는

      그 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 정격 감도전류 30[mA]

      이하의 누전차단기를 시설한다.

​

예제 1. 풀장용 수중조명등에 전기를 공급하는 절연변압기에 대한 설명으로 옳지 안은

   것은 ? ④

  ① 절연변압기 2차측 사용전압을 150[V] 이하이어야 한다.

  ② 절연변압기 2차측 사용전압이 30[V]이하인 경우에는 1차 권선과 2차측 권선 사이에

      금속제 혼촉방지판을 설치해야 한다.

  ③ 절연변압기 2차측 전로에는 반드시 개폐기 및 과전류차단기를 각극에 시설해야 한다.

  ④ 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 30[V]를 초과하는 경우에는 그 전로에 지락이

     생겼을 때 자동으로 전로를 차단하는 정격감도전류 50[mA] 이하의 누전차단기를

     설치해야 한다.

​

예제 2. 풀용 수중조명등에 사용되는 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 몇 [V]가 넘었

   을 경우 그 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설해야 하는

   가 ? ① 30 [V] 이하

​

예제 3. 풀용 수중조명등에 전기글 공급하기 위하여 사용되는 절연변압기는 1차측 및 2차

   측 전로의 사용전압이 각각 최대 몇 [V] 인가 ? ② 1차 400[V], 2차 150 [V]

3. 교통신호등

가. 사용전압

  ▣ 교통신호등 제어장치의 2차측 배선의 최대 사용전압은 300[V] 이하이다.

  ▣ 전선은 케이블인 경우 이외에는 공칭단면적 2.5[㎟] 이상의 연동선과 동등 이상의

      세기 및 굵기의 450/750[V] 일반용 단심 비닐 절연전선을 사용할 수 있다.

    ※ 450 / 750 [V] ⇒ 상전압 / 선간전압

​

나. 가공전선 지표상 높이 ⇒ 저 · 고압 가공전선의 시설 높이

  ▣ 가공전선의 지표상 높이는 저압 가공전선의 시설높이에 따른다.

   ① 도로 횡단 : 6[m] 이상

   ② 철도 또는 궤도 횡단 : 6.5[m] 이상

   ③ 횡단보도교 : 3.5[m] 이상 (절연전선 : 3[m] 이상)

   ④ 기본 (① ~ ③ 이외) : 5 [m] 이상

​

다. 교통신호등의 인하선

  ▣ 교통신호등의 전주에 접속하는 인하선은 다음에 의하여 시설한다.

   ① 전선의 지표상 높이는 2.5[m] 이상으로 한다.

​

라. 개폐기 및 과전류 차단기

  ▣ 교통신호등의 제어장치 전원측에는 전용의 개폐기 및 과전류 차단기를 각극에 시설

      한다.

​

마. 누전차단기

  ▣ 교통신호등 회로에서 사용전압이 150[V]를 넘는(초과하는) 경우에는 전로에 지락이

      생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 누전차단기를 시설해야 한다.

   ※ 누전차단기를 시설해야 하는 사용전압 : 150 [V]

​

바. 접지

  ▣ 교통신호등의 금속제 외함 및 신호등을 지지하는 철주 등에는 규정에 준하는 접지공사

      를 한다.

​

예제1. 교통신호등에 사용하는 전로의 사용전압은 몇 [V] 이하이어야 하는가 ?

   300[V] 이하

​

예제 2. 교통신호등 시설을 다음과 같이 하였다. 다음중 옳지 않은 것은 ? ①

  ① 교통신호등의 사용전압을 600[V]로 하였다.

  ② 교통신호등 회로의 인하선을 지표상 2.5[m]로 하였다.

  ③ 교통신호등 제어장치의 전원측에는 전용의 개폐기 및 과전류 차단기를

      각극에 시설하였다.

  ④ 교통신호등 제어장치의 금속제 외함 및 신호등을 지지하는 철주는 규정에 준하는

      접지공사를 하였다.

​

예제 3. 교통신호등 시설을 다음과 같이 하였다. 다음중 틀린 것은 ? ④

  ① 전선은 450/750[V] 일반용 단심 비닐 절연전선을 사용하였다.

  ② 신호등의 인하선을 지표상 2.5[m]로 하였다.

  ③ 전선이 도로를 횡단할 때 지표상 6[m] 높이로 하였다.

  ④ 회로의 사용전압을 400[V]로 하였다.

​

예제 4. 교통신호등 회로의 사용전압이 몇 [V]를 초과하는 경우에 전로에 지락이 생겼을 때

   자동적으로 전로를 차단하는 누전차단기를 시설해야 하는가 ? 150 [V] 이상