[9급 국가직 전기이론 2026년 7번]

평형 3상회로에서 유효전력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
전기이론
  1. ①유효전력은 저항에서 소비되는 전력이다.
  2. ②선간전압이 증가하면 유효전력은 증가한다.
  3. ③3상회로 유효전력은 등가 단상회로 유효전력의 3배이다.
  4. ④부하의 저항은 일정하고 리액턴스의 크기가 증가하면 유효전력은 증가한다.

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정답 ④ — 유효전력은 부하의 저항 성분에서 소비되는 전력으로, 인가되는 전압이 일정할 때 부하의 리액턴스 크기가 증가하면 전체 임피던스가 커져 흐르는 전류가 감소하므로, 저항에서 소비되는 유효전력은 감소하게 됩니다. 따라서 유효전력이 증가한다는 설명은 옳지 않습니다.

선지별 오답 이유

  • ① 유효전력은 전기 에너지가 열, 빛, 기계적 에너지 등 다른 형태로 실제로 변환되어 소비되는 전력을 의미하며, 이는 회로의 저항 성분에서 발생합니다. 따라서 이 설명은 옳습니다.
  • ② 3상 평형 회로에서 유효전력은 P=3VLILcos⁡θP = \sqrt{3} V_L I_L \cos\theta 또는 P=3VphIphcos⁡θP = 3 V_{ph} I_{ph} \cos\theta로 표현됩니다. 부하 임피던스가 일정할 때 선간전압이 증가하면 상전압 및 전류가 증가하므로 유효전력은 증가합니다. 따라서 이 설명은 옳습니다.
  • ③ 평형 3상 회로의 총 유효전력은 각 상에서 소비되는 유효전력의 합과 같습니다. 각 상의 유효전력이 동일하므로, 전체 유효전력은 등가 단상회로 유효전력의 3배가 됩니다. 따라서 이 설명은 옳습니다.
  • ④ 유효전력은 P=I2RP = I^2 R 또는 P=V2R/(R2+X2)P = V^2 R / (R^2 + X^2)로 표현됩니다. 부하의 저항이 일정할 때, 리액턴스의 크기가 증가하면 전체 임피던스 Z=R2+X2Z = \sqrt{R^2 + X^2}가 커지고, 이로 인해 흐르는 전류 I=V/ZI = V/Z는 감소합니다. 결과적으로 P=I2RP = I^2 R에 의해 유효전력은 감소하게 됩니다. 따라서 이 설명은 옳지 않습니다.

관련 개념

유효전력은 실제 일로 변환되는 전력으로, 저항 성분에서 소비됩니다. 3상 평형 회로의 총 유효전력은 PT=3VphIphcos⁡θ=3VLILcos⁡θP_T = 3 V_{ph} I_{ph} \cos\theta = \sqrt{3} V_L I_L \cos\theta로 계산되며, 여기서 VphV_{ph}는 상전압, IphI_{ph}는 상전류, VLV_L은 선간전압, ILI_L은 선전류, cos⁡θ\cos\theta는 역률입니다. 리액턴스(무효분)는 회로에 흐르는 전류를 제한하지만 유효전력 자체에는 직접적인 영향을 주지 않고 무효전력을 발생시킵니다.

출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음) · AI 해설 · 자동 검증 통과

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