전기기능사 A to Z

안녕하세요! 전기기능사 필기 합격을 향해 묵묵히 전진하고 있는 50대 비전공자 독학러입니다. 지난번에 제 블로그 유입 1위를 기록했던 '필수 용어 정리 1탄'을 통해 전압, 전위, 전력 등의 기초 뼈대를 싹 조율해 보았었는데요. 전기 이론 과목의 계곡을 지나 후반부인 '교류(AC) 회로' 단원으로 진입하면, 직류와 달리 파도가 치듯 출렁이는 전기의 성질 때문에 새로운 용어들이 떼거지로 쏟아져 나와 2차 뇌정지가 찾아옵니다. 최댓값은 뭐고 실효값은 왜 따로 있는지, 주기와 주파수는 왜 자꾸 분수로 엮이는지... 오늘 그 꼬인 실타래를 일상 속 아주 명쾌한 비유로 단숨에 풀어드리겠습니다. 용어 정리 2탄 시작합니다! 1. 최댓값 vs 실효값: 회사의 '최고 매출'과 '알짜배기 순이익' 교과서에는 "교류의 순시값 중 가장 큰 값을 최댓값이라 하고, 직류와 동등한 일을 하는 열량을 실효값이라 한다..."라고 어렵게 적혀 있습니다. 다 치워버리고 '장사 매출' 에 비유해 봅시다. 교류는 전기가 플러스, 마이너스로 계속 출렁거리기 때문에 힘이 수시로 바뀝니다. 이때 파도의 가장 높은 꼭대기 지점, 즉 순간적으로 낼 수 있는 우주 제일의 파워를 '최댓값(V m )' 이라고 합니다. 하지만 매 순간 이 최고 파워를 내는 건 아니죠. 그래서 실제로 직류처럼 안정적으로 '진짜 알짜배기 평균 효율을 내는 진짜 힘'을 '실효값(V)' 이라고 부릅니다. 🔌 우리가 매일 쓰는 220V의 충격적인 진실 우리 집 콘센트에 찍히는 220V는 사실 최댓값이 아니라 '실효값' 입니다. 진짜 알짜배기 힘이 220V라는 뜻이죠. 사실 이 교류 파형의 진짜 꼭대기인 최댓값은 약 311V 에 달합니다. 공식으로 매칭하면 실효값 = 최댓값 / √2 (약 0.707 × 최댓값) 이 됩니다. 시험 문제에...

안녕하세요! 나이 쉰이 넘어 전기 책을 처음 펼치고 전기기능사 필기 독학 전선에서 고군분투 중인 비전공자 수험생입니다. 보통 전기 이론 과목은 옴의 법칙부터 시작한다고 생각하기 쉽지만, 기출문제집의 맨 첫 장을 넘기면 우리를 가장 먼저 반기는 것은 흐르는 전기가 아니라 멈춰있는 전기, 즉 '정전기'에 대한 이야기입니다. 그리고 그 정전기 파트의 대장이 바로 '쿨롱의 법칙(Coulomb's Law)' 입니다. 9 곱하기 10의 9제곱이라는 어마어마한 상숫값과 분수 공식이 튀어나와 초반부터 기를 죽이는데, 가만히 들여다보니 이 공식은 학창 시절 한 번쯤 겪어봤을 법한 '남녀 간의 자석 같은 밀당 연애' 법칙과 소름 돋게 똑같았습니다. 아주 직관적으로 풀어드릴게요! 1. 쿨롱의 법칙의 본질: 당기거나 밀어내는 연애의 힘 양전하(+)나 음전하(-)를 가진 전기 알갱이들이 공기 중에 가만히 멈춰있을 때, 서로를 끌어당기거나 밀어내는 보이지 않는 힘(정전기력)이 발생합니다. 쿨롱의 법칙은 그 힘의 크기가 정확히 얼마인지를 계산하는 공식입니다. 💑 전하들의 자석 같은 밀당 법칙 다른 극끼리는 당긴다 (정열적인 사랑): 플러스(+) 전하와 마이너스(-) 전하가 만나면 서로 눈이 맞아 강력하게 끌어당기는 힘(흡인력)이 작용합니다. 같은 극끼리는 밀어낸다 (지독한 권태기): 플러스와 플러스, 혹은 마이너스와 마이너스가 만나면 쳐다보기도 싫다며 온 힘으로 서로를 밀어내는 힘(반발력)이 작용합니다. 이 힘의 크기를 구하는 공식이 바로 그 유명한 아래의 식입니다. F = 9 × 10 9 × (Q 1 Q 2 / r 2 ) [N] 공식이 복잡해 보이지만 뼈대만 추리면 아주 단순합니다. 힘(F)은 두 사람의 매력 수준(전하량 Q 1 , Q 2 )을 곱한 것에 비례하고, 둘 사이의 거리(r)의 제곱에는 반비례한다는 뜻입니다. ...

안녕하세요! 전기기능사 필기 독학 전선에서 끈기 있게 버티고 있는 50대 비전공자 수험생입니다. 앞서 우리는 회로에서 전기가 소모되는 '소비전력'의 개념과 공식들을 정리해 보았는데요. 기출문제를 조금 더 풀다 보면 이 소비전력이 '뜨거운 열(Heat)' 로 변하는 신기한 법칙을 만나게 됩니다. 바로 '줄의 법칙(Joule's Law)' 입니다. 책에 나오는 "도체에 전류가 흐를 때 발생하는 열량은..."이라는 문장과 숫자 0.24가 들어간 공식을 보면 머리가 아파지지만, 우리가 겨울마다 등 따뜻하게 누워있는 '전기장판'과 '헤어드라이어' 의 원리를 대입하면 아주 직관적으로 이해할 수 있습니다. 쉽게 정리해 드릴게요! 1. 줄의 법칙의 근본적인 의미: 전기가 부딪치면 열이 난다! 전선에 전류(전기 알갱이)가 흐를 때, 전선 내부에 있는 저항들과 격렬하게 쾅쾅 부딪칩니다. 우리가 추운 겨울날 양손을 마주 잡고 슥슥 빠르게 비비면 손바닥이 따뜻해지는 마찰열이 나는 것처럼 , 전기 알갱이들도 저항과 부딪치며 마찰열을 만들어내는데 이것이 바로 줄열(Joule's heat)입니다. 이 원리를 극대화해서 일부러 열이 펄펄 나도록 만든 가전제품이 바로 우리가 매일 쓰는 전기장판, 헤어드라이어, 토스터기입니다. 즉, 전기를 흘려보내서 내가 원하는 '열'을 얻는 대원칙 을 수학적으로 정리한 것이 줄의 법칙입니다. 2. 💡 시험에 무조건 나오는 발열량 공식 (0.24의 비밀) 기출문제 계산 문제에서 우리를 괴롭히는 공식입니다. 발생하는 열량(H)을 구하라고 해놓고 단위는 꼭 '주(J)'가 아니라 '칼로리(cal)'로 물어봅니다. H = 0.24 × I 2 Rt [cal] (또는 H = 0.24 × Pt) 🤔 왜 하필 앞 숫자가 '0.24' 일까요? ...

안녕하세요! 전기기능사 필기 독학 전선에서 한 걸음씩 나아가고 있는 50대 비전공자 수험생입니다. 전기 이론 과목 후반부나 전기기기 과목의 발전기 파트를 공부하다 보면 이름도 생소한 '렌츠의 법칙(Lenz's Law)' 이라는 개념을 만나게 됩니다. 교과서를 펼치면 "전자유도에 의해 생기는 유도기전력은 자속의 변화를 방해하려는 방향으로..."라며 딱딱하고 재미없는 문장이 적혀 있죠. 안 그래도 침침한 눈으로 글자를 읽으려니 머리만 아파지더군요. 하지만 이 코일과 자석의 관계를 가만히 들여다보니, 학창 시절 누구나 한 번쯤 겪어봤을 법한 **'속 알 수 없는 청개구리의 밀당 연애'**와 소름 돋게 똑같았습니다. 머릿속에 그림이 쏙 박히도록 아주 재미있게 풀어드릴게요! 1. 렌츠의 법칙 핵심 요약: 코일은 지독한 청개구리다! 구리선을 동글동글 감아놓은 코일 근처로 자석(N극, S극)을 가까이 가져가거나 멀리 떨어뜨리면, 신기하게도 건전지를 연결하지 않았는데 전선에 전기가 찌릿하고 흐릅니다. 이걸 '전자유도 현상' 이라고 하고, 이때 생기는 전기를 '유도기전력' 이라고 하죠. 그럼 전기가 '어느 방향'으로 흐를까요? 그걸 밝혀낸 사람이 바로 렌츠라는 과학자이고, 그 성질은 딱 한 단어, '방해(반대)' 로 요약됩니다. 코일은 자석이 하려는 행동을 무조건 싫어하고 반대로만 움직이는 지독한 심술쟁이 청개구리입니다. 질색하는 코일의 청개구리 밀당 연애사 💔 자석이 가까이 다가올 때 (집착할 때): "야! 오지 마! 저리 가!" 자석의 N극이 코일 코앞으로 다가오면, 코일은 다가오는 걸 방해하려고 자기 입구 쪽을 똑같은 N극으로 변신 시켜 버립니다. 자석끼리 같은 극은 밀어내니까요(척력). 오지 말라고 온 힘으로 밀쳐내는 셈입니다. 자석이 멀어지며 도망갈 때 (식었을 때...

안녕하세요! 전기기능사 필기 독학 전선에서 하루하루 버텨내고 있는 50대 비전공자 수험생입니다. 전기 이론 공부가 중반을 넘어가면 피상전력, 유효전력, 무효전력이라는 무시무시한 단어들과 함께 '역률(Power Factor, 기호: cos θ)' 이라는 개념이 툭 튀어나옵니다. 코사인 세타니 뭐니 하면서 삼각함수 그래프가 나오니까 나이 쉰 넘은 제 머리는 순간 굳어버렸고, 도대체 왜 전력에 '가짜 전력'이 섞여 있다는 건지 도무지 이해가 안 가더군요. 하지만 퇴근 후 갈증을 달래려 '시원한 캔맥주' 를 컵에 따르다가 소름 돋는 비유를 깨닫고 단숨에 마스터했습니다. 아주 속 시원하게 풀어드릴게요! 1. 전력 3형제와 역률의 비밀: 컵에 따른 맥주와 거품 교과서의 복잡한 벡터 도형은 다 지워버리세요. 지금 머릿속에 시원한 유리컵 한 장과 그 안에 가득 찬 맥주를 떠올려 봅시다. 🍺 맥주 한 컵으로 이해하는 전력 3형제 피상전력(Pa, 단위: VA): 컵에 담긴 '맥주+거품'의 전체 총량 발전소나 한전에서 우리 집 콘센트까지 밀어 넣어준 전기의 겉보기 총량입니다. 유효전력(P, 단위: W): 거품 밑에 깔린 진짜 마실 수 있는 '시원한 맥주 액체' 형광등을 밝히고 모터를 돌리는 등, 우리 가전제품이 실제로 일하는 데 100% 사용한 진짜 전력입니다. 무효전력(Pr, 단위: Var): 마실 수 없고 입술만 적시는 '맨 위의 맥주 거품' 전선이나 코일을 타고 왔다 갔다만 할 뿐, 실제로 일은 하나도 안 하고 자리만 차지하는 가짜 전력입니다. 그렇다면 오늘의 주인공 역률(cos θ) 은 무엇일까요? 바로 "전체 컵 양(피상전력) 중에서 진짜 마실 수 있는 액체 맥주(유효전력)가 차지하는 비율" 을 말합니다! 맥주를 기가 막히게 잘 따라서 거품이 살짝만 앉았다면 역률이 ...

안녕하세요! 전기기능사 필기 독학 전선에서 한 뼘씩 성장하고 있는 50대 비전공자 수험생입니다. 그동안 제 공부 일기를 통해 전기 회로를 방해하는 저항(R), 츤데레 같은 코일(L), 전기 물탱크인 콘덴서(C)의 개념을 차례대로 정리해 왔었는데요. 전기 이론 후반부 기출문제를 풀다 보면 이 3대장 부품이 한 기판에 나란히 직렬로 연결되어 있을 때 일어나는 기묘한 현상이 툭 튀어나옵니다. 이름하여 'RLC 직렬 공진(Resonance)' 입니다. 수식과 꼴 보기 싫은 분수 루트 공식이 쏟아져서 뇌정지가 오기 딱 좋은 구간인데, '놀이터 그네' 원리를 대입하니 신기하게 무릎이 탁 쳐지더군요. 쉽게 알려드릴게요! 1. RLC 직렬 공진의 진짜 의미: 놀이터 그네 밀어주는 타이밍 교과서에는 "유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 크기가 같아져서 허수 성분이 상쇄되고..."라고 어렵게 적혀 있습니다. 비전공자 눈높이로 완전히 뼈대만 추려봅시다. 코일(L)과 콘덴서(C)는 회로 안에서 영원의 라이벌입니다. 코일은 전류의 변화를 방해하고, 콘덴서는 전압의 변화를 방해하죠. 성질이 정반대라 둘은 맨날 치고받고 싸웁니다. 그런데 어떤 특정한 주파수 타이밍이 되면, 코일의 방해 힘과 콘덴서의 방해 힘의 크기가 칼같이 똑같아져서 둘의 힘이 0으로 비겨버리는 순간 이 옵니다. 이걸 '공진'이라고 부릅니다. 🎠 놀이터 그네 타기로 이해하는 공진 원리 아이를 그네에 태우고 뒤에서 밀어줍니다. 그네가 앞으로 갔다가 내 쪽으로 되돌아오는 주기가 있죠? 그네가 맨 뒤까지 와서 앞으로 막 출발하려는 그 찰나의 타이밍에 맞춰서 손으로 툭 밀어주면 , 큰 힘을 들이지 않아도 그네가 하늘 높이 엄청나게 크게 흔들립니다. 이처럼 외부에서 밀어주는 타이밍(주파수)과 물체 본연의 타이밍이 딱 맞아떨어져서 에너지가 극대화되는 현상이 바로 공진입니다. 회로에서 이 타이밍이 맞아떨어지면 싸움꾼인 코...