변압기란?

철심에 감은 2개 이상의 권선의 전자기 유도로 교류 전압을 변환하는 기기. 이상 변압기에서는 전압이 권수에 비례하고(V1/V2 = N1/N2), 전류는 권수에 반비례하여 1차측과 2차측의 전력이 같아진다. 예를 들어 권수비 10:1인 변압기에 100 V를 가하면 2차측은 10 V가 되고, 2차측에 5 A를 흘리면 1차측 전류는 0.5 A가 된다. 입력과 출력을 전기적으로 절연할 수 있으며, 스위칭 전원에서는 높은 주파수로 사용하여 소형으로 만들 수 있다. 직류 전압은 변환할 수 없다.

일본어 명칭: 変圧器

변압기은(는) 전기 회로·전자기학의 기초, 파워 일렉트로닉스 회로, 전력 반도체 등 6개 분야의 연습 문제 15개에 나와요.

분야: 파워 일렉트로닉스 회로

도전해 보기: 변압기 관련 문제

1차 권선의 권수가 1000회, 2차 권선의 권수가 100회인 이상 변압기의 1차측에 교류 100 V(실효값)를 가했다. 2차측의 전압(실효값)은?

  1. A1000 V
  2. B100 V
  3. C10 V
정답과 해설 보기

정답: C. 10 V

이상 변압기에서 전압은 권수에 비례하며, V2 = V1 × N2/N1 = 100 V × 100/1000 = 10 V입니다. 전력은 보존되므로 전류는 권수에 반비례하여, 2차측의 전류는 1차측의 10배가 됩니다. 변압기는 자속의 변화로 전압을 전달하므로 직류 전압은 변환할 수 없습니다.

권수비 N1:N2 = 10:1인 이상 변압기의 2차측에 8 Ω의 저항 부하를 연결했다. 1차측에서 본 임피던스는?

  1. A800 Ω
  2. B80 Ω
  3. C0.8 Ω
정답과 해설 보기

정답: A. 800 Ω

이상 변압기에서는 1차측의 전압이 2차측의 n = N1/N2배, 전류는 1/n배가 되므로, 1차측에서 본 임피던스 V1/I1은 2차측의 V2/I2의 n²배가 됩니다. 10² × 8 Ω = 800 Ω입니다. 이 임피던스 변환의 성질 때문에 변압기는 앰프와 스피커 사이 등의 임피던스 정합에도 사용됩니다.

해설 속 변압기

변압기이(가) 나오는 문제 (15)

  1. 1차 권선의 권수가 1000회, 2차 권선의 권수가 100회인 이상 변압기의 1차측에 교류 100 V(실효값)를 가했다. 2차측의 전압(실효값)은?
  2. 권수비 N1:N2 = 10:1인 이상 변압기의 2차측에 8 Ω의 저항 부하를 연결했다. 1차측에서 본 임피던스는?
  3. 상용 교류에서 직류를 만드는 전원에서, 변압기(트랜스)로 입력과 출력을 절연하는 절연형 컨버터가 사용되는 주된 이유는?
  4. 포워드 컨버터에서 변압기의 리셋 권선(또는 클램프 회로)이 필요한 이유로 올바른 것은?
  5. 이상 변압기에서 1차측 전압을 2차측에서 낮은 전압으로 변환했을 때, 1차측과 2차측 전류의 관계로 올바른 것은?
  6. 이상적인 B급 푸시풀 증폭 회로의 최대 전력 효율에 가장 가까운 값은?
  7. 교류 회로에서 유효 전력을 P [W], 피상 전력을 S [VA]라고 할 때, 역률을 나타내는 식은?
  8. 코일을 관통하는 자속이 변화하면 코일에 기전력이 생긴다(전자기 유도). 이 유도 기전력의 크기를 결정하는 것으로 올바른 것은?
  9. 유효 전력이 800 W, 피상 전력이 1000 VA인 교류 부하의 무효 전력은? (전압·전류는 정현파)
  10. A급 증폭 회로와 비교했을 때 B급 푸시풀 증폭 회로의 특징으로 올바른 것은 무엇입니까?
  11. 전력 변환기의 스위칭 주파수를 높이는 것의 주된 이점은?
  12. GaN 파워 디바이스의 채용이 진행되고 있는 친숙한 제품의 예로 올바른 것은?
  13. 다이오드 4개로 구성한 단상 브리지 정류 회로에 교류를 가했을 때, 어느 반주기에 전류가 흐르는 경로로 올바른 것은?
  14. 플라이백 컨버터의 동작 설명으로 올바른 것은?
  15. 전자빔 묘화 장비나 전자현미경 등을 설치할 때 진동 외에 특히 배려가 필요한 환경 요인은 무엇인가?

관련 용어

듀티비(Duty Ratio) 역률(Power Factor) GaN(질화갈륨) 강압 초퍼(벅 컨버터) 크로스오버 왜곡(crossover distortion) 스위칭 손실 SiC(탄화규소) 파워 반도체(전력 반도체) 정류 회로(Rectifier Circuit) 스너버 회로(snubber circuit)

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