전기기기를 운전하지 않고 무부하 상태에서 발생하는 손실을 “무부하손”이라고 합니다.
이 글에서는 무부하손의 정의, 종류, 발생 원인, 그리고 전기기기에서 무부하손이 가지는 의미에 대해 자세히 설명합니다.
무부하손 정의
무부하손은 전기기기를 가동하되 실제 부하(load)를 연결하지 않은 상태에서 발생하는 에너지 손실입니다.
주로 전동기나 변압기와 같은 기기에서 측정되며, 기기의 효율을 결정하는 주요 요소 중 하나입니다.
무부하손이 발생하는 원인
무부하 상태임에도 손실이 발생하는 이유는 다음과 같습니다:
1. 철손(=히스테리시스손 + 와류손)
변압기나 전동기의 철심(Core)에서 발생하는 손실로, 다음 두 가지로 나눌 수 있습니다.
- 히스테리시스손: 교류 자속의 변화로 인해 철심 내부에서 분자 마찰이 발생하며 생기는 손실
- 와류손: 철심 내부에 유도된 전류(와류)가 흐르며 생기는 손실
2. 기계적 손실
- 베어링 마찰손
- 회전체 공기저항(풍손)
이러한 손실은 회전하는 부품에서 기계적인 마찰이나 공기저항으로 인해 발생합니다.
무부하손과 부하손의 차이점
| 구분 | 무부하손 | 부하손 |
|---|---|---|
| 부하 유무 | 부하 없음 | 부하 있음 |
| 주요 원인 | 철손, 마찰손 | 동손, 부하에 의한 손실 |
| 예시 | 변압기 철손, 모터 회전 마찰손 | 모터의 전류에 의한 코일 발열 |
왜 무부하손이 중요한가?
- 효율 분석: 전기기기의 에너지 효율을 계산할 때 기본 데이터가 됩니다.
- 설계 최적화: 무부하손이 적을수록 고효율 기기로 설계할 수 있습니다.
- 경제적 운영: 에너지 손실을 줄이면 전기요금도 절감됩니다.
결론
무부하손은 기기를 실제로 사용하지 않아도 발생하는 중요한 손실입니다. 특히 변압기, 유도전동기, 발전기 등 다양한 전기기기에서 무시할 수 없는 손실이므로, 이를 이해하고 관리하는 것은 전기 설비 운영의 핵심입니다.