안녕하세요! 울산 폴리텍 석유화학전기과에서 공부 중인 늦깎이 비전공자 학생입니다. ⚡
드디어 전기기능사 필기 시험이 코앞으로 다가왔어요. 솔직히 처음에 공식들 펼쳐놓고 멍했거든요. "이게 다 뭐야…" 싶었죠.
문제 풀다 보니, CBT에는 진짜 단골로 나오는 패턴이 있더라고요.
오늘은 제가 직접 정리한 핵심 공식 20선을 파트별로 깔끔하게 묶어드릴게요.
비전공자도 이해할 수 있게 "왜 이 공식이 나왔는지" 까지 같이 설명해볼게요. 😊
1️⃣ 회로 이론 — 개념 + 공식을 세트로!
🔹 1. 휘트스톤 브리지 평형 조건
P × R = Q × X
대각선에 있는 저항끼리 곱한 값이 같으면 브리지가 평형 상태입니다. 평형 상태에선 검류계에 전류가 흐르지 않아요. 시험에서는 보통 미지 저항 X를 구하라는 형태로 나옵니다.
🔹 2. R-L 직렬 회로 위상차
tanθ = ωL / R
코일(L)이 클수록 전압이 전류보다 많이 앞서게 됩니다. 💡 세트 암기: R-C 직렬은 tanθ = 1 / (ωCR)
🔹 3. 비정현파 실효값
V = √(V₁² + V₃² + V₅² + ···)
기본파 + 고조파가 섞인 복잡한 파형의 실효값을 구할 때 씁니다. ⚠️ DC 성분(V₀)이 있으면 루트 안에 V₀²도 더해야 해요!
🔹 4. 정현파 실효값
Vrms = Vm / √2 ≈ 0.707 × Vm
우리가 콘센트에서 쓰는 220V가 바로 이 실효값이에요. 최대값은 사실 약 311V인 거죠. 💡 평균값은 Vavg = (2/π) × Vm ≈ 0.637 × Vm — 세트로 외우세요!
🔹 5. 병렬 회로 전류 분배
전류는 저항에 반비례하여 흐른다
저항이 작은 쪽으로 전류가 더 많이 흐릅니다. 물이 좁은 길보다 넓은 길로 더 잘 흐르는 것과 같은 원리예요.
🔹 6. 상호 인덕턴스
M = k × √(L₁ × L₂)
k = 결합계수 (0 ≤ k ≤ 1) 누설 자속이 없으면 k = 1 → 완전 결합 상태
🔹 7~8. 전도율 & 고유저항 단위
| 고유저항 ρ | [Ω·m] | 전기 흐르기 어려운 정도 |
| 전도율 σ | [℧/m] 또는 [S/m] | σ = 1 / ρ |
🔹 9. 콘덴서 정전용량
Q = C × V 에너지: W = ½ × C × V²
C가 클수록 같은 전압에서 더 많은 전하를 저장할 수 있어요.
🔹 10. 자기 인덕턴스 에너지
W = ½ × L × I²
코일에 전류가 흐를 때 자기장 형태로 에너지를 저장합니다. Q = CV 에너지 공식이랑 형태가 비슷하니까 같이 외우면 편해요.
2️⃣ 전기 기기 — 원리 + 수치를 연동해서 외우기
🔹 11. 유도전동기 동기속도
Ns = 120f / P
f = 주파수(Hz), P = 극수 우리나라 주파수는 60Hz. 4극 전동기면 → Ns = 1,800 [rpm]
🔹 12. 유도전동기 실제속도 & 슬립 범위
N = Ns × (1 - s)
| 전동기 | 0 < s < 1 |
| 발전기 | s < 0 |
| 제동기 | s > 1 |
🔹 13. 변압기 임피던스 전압
정격전류가 흐를 때 변압기 내부에서 발생하는 전압강하. %임피던스 형태로 출제되는 경우가 많아요.
🔹 14~15. 주파수와 철손·자속밀도
| 철손 | ↓ 감소 | V = 4.44 × f × N × Φ 에서 f↑ → Φ↓ → 손실 감소 |
| 자속밀도 B | ↓ 감소 | B ∝ Φ 이므로 동일하게 감소 |
⭐ V = 4.44 × f × N × Φ 이 공식 하나로 두 관계를 동시에 이해할 수 있어요!
🔹 16. 정류 회로 다이오드 수
| 단상 반파 | 1개 |
| 단상 전파 (브리지) | 4개 |
| 3상 전파 | 6개 |
🔹 17. 변압기 권수비
a = N₁/N₂ = V₁/V₂ = I₂/I₁
⚠️ 전류는 반대! N₁/N₂ = I₂/I₁ — 많이 헷갈리는 부분이니까 주의하세요.
🔹 18. 원선도 작성에 필요한 시험
| ① 무부하시험 | 회전수 측정 |
| ② 구속시험 | |
| ③ 저항 측정 |
시험에 "회전수 측정" 넣어서 틀리게 만드는 선지가 자주 나와요. 주의!
3️⃣ 3상 교류 및 결선 — 헷갈리면 표로 정리
🔹 19. Y-Δ 결선 변환 & 전압·전류 관계
| 임피던스 변환 | ZY | ZΔ = 3 × ZY |
| 선간전압 | √3 × 상전압 (30° 앞섬) | = 상전압 |
| 선전류 | = 상전류 | √3 × 상전류 (30° 뒤짐) |
🔹 20. 3상 전력
P = √3 × V × I × cosθ
V = 선간전압, I = 선전류 기준입니다.
✅ 전기 설비 법규 — 숫자 암기가 합격의 열쇠!
| 합성수지관 지지점 거리 | 1.5m 이하 |
| 금속덕트 지지점 거리 | 3m 이하 |
| 가공전선 도로 횡단 높이 | 6m 이상 |
| 가공전선 철도 횡단 높이 | 6.5m 이상 ⭐ |
| 기초 안전율 (일반) | 2.0 이상 |
| 제3종 접지 대상 | 400V 미만 기기 외함 |
마치며
저도 이 공식들 처음 봤을 때 머릿속에 하나도 안 들어오더라고요. 😅 근데 파트별로 묶고, "왜?" 를 한 줄씩 붙여놓으니까 훨씬 기억에 오래 남더라고요.
필기 시험은 결국 단골 포인트를 얼마나 확실하게 가져가느냐 싸움인 것 같아요. 저도 같이 열심히 해볼게요. 다들 합격해봅시다! 💪
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