전기

히터 결선 방법에 따른 발열량의 비교

히터 결선 방법에 따른 발열량의 비교

1]

먼저 정격소비전력 100W, 정격전압은 380V인 백열전구를 생각하여 봅시다.

그 백열전구의 저항값 R= (380^2)/100 = 1444오옴이 됩니다.p=v^2*R P=vI

그 저항 R은 웬만해서는 변화가 없은 값입니다.  물론 실제의 상황에서는 여러가지 외란에 의하여 그 값은 변하지만, 여기서는 외란이 없다고 가정합시다.

정격소비전력 100W는 어느경우에나 그 백열전구가 100W 의 전력을 소비한다라는 뜻은 아니올시다.  

100W를 넘겨서 소비되지 않도록 백열전구를 조심히 사용하라는 뜻입니다.

만일 100W를 넘겨서 소비가 되면 그 백열전구는 소손이 된다라는 뜻입니다.

정격전압도 마찬가지로 380볼트를 넘겨서 390이라든지 400볼트 등의 전압을 그 백열 전구에 가하면 그 백열전구는 소손이 된다라는 뜻입니다. 

즉 최대로 100W 이고 최대로 380볼트라는 말이며 따라서 그 저항값은 그 2개의 최대값에 어울리게 1444오옴이 되는 것이올시다.

만일 그 백열전구에 200볼트를 가하면 그 백열전구는 어떻게 될까요?

그 백열전구의 빛은 380볼트를 가할 때에 비하여 희미해집니다. 왜 그럴까요?

그것은 380볼트를 가할 때보다 전력소모가 적어진다는 것을 의미합니다.

즉, 220볼트를 가할 때에 그 백열전구에 흐르는 전류 = 220/1444 = 0.1523암페어 따라서 그 전구에서 소모되는 전력은p=vi. 220 * 0.1523 = 33. 518W 이 됩니다.

380를 그 전구에 가하면 그 전구에 흐르는 전류 = 380/1444 = 0.26316암페어 따라서 그 전구에서 소모되는 전력은 380*0.26316 = 100W 가 됩니다.

내가 히터을 설명하기에 앞서 백열전구의 이야기를 먼저 꺼낸 것은 정격소비전력과 정격전압이라는 것의 정확한 의미를 파악하기 위하여 그러한 것이올시다.

2]

이제 그러면 3상 히터에 대하여 살펴봅시다.

대개의 3상 히터를 구입하여 그 단자함의 뚜껑을 열어보면 그 히터의 결선을 델타와 Y결선으로 서로 바꿀 수 있도록 되어 있습니다. 

즉, 단상히터 3개를 조합하여 델타와 Y로 결선을 할 수가 있도록 한 것이지요. 

비록 3상 델타결선을 한 히터의 용량이 13KW(정격소비전력)이라고는 하나, 분명히 단상 히터에도 정격소비전력과 정격 전압이 있을 것입니다.  

그리고 그 단상히터 3개를 델타결선을 하든 Y결선을 하든 지에 상관없이 그 단상히터의 저항값은 변함이 없을 것입니다.

3상 380볼트의 전원에 델타결선을 하여 연결하면 각각의 단상히터에는 380볼트의 전압을 가하게 되는 형국이 될 것이고, 그 3상 380볼트의 전원을 Y결선으로 바꾼

히터에 연결하면 각각의 단상히터에는 220볼트의 전압이 가해지는 형국이 될 것 입니다.  

위의 백열전구와 똑 같은 원리로 인하여 Y 결선이 되면 그 발열량이 적이집니다. 대략 델타결선일 때의33.5% 정도가 됩니다. 

델타결선이든 Y결선이든 단상히터 각각에서 내는 열의 합산으로 물체가 가열이 되는 것입니다. 

즉, 델타결선일 때의 각각의 단상히터의 전력소모량과  Y결선일 때 각각의 단상히터에서 소모되는 전력량을 비교하면 그 답을 쉽게 구할 수가 있지요.

3]

간혹 질문하신 분처럼,  Y 결선일 때 전류값이 더 커지는 것으로 착각을 하시는 분들이 종종있습니다만,  동일한 전원에 모터든 히터든 Y결선일 때의 전류값은 델타결선일

때 비하여 작아집니다.