안녕하세요. 유튜브로 전기기기를 공부하고 있는 취준생입니다 :)

현재 직류 발전기의 종류와 특성 곡선 및 특징에 대한 내용을 공부하고 있는데 일부 무부하 운전 특징과 무부하 운전의 필요성 그리고 직권 발전기의 외부 특성 곡선에 대해 이해가 안되는 부분이 있습니다.

Q1. 직권 발전기의 외부 특성 곡선 (I-V)

부하가 있을 때 직권 발전기 회로는

Ia=If=I 이므로 부하 전류 I 가 증가한다는 건 계자 전류 If 가 증가한다는 내용이기도 하므로 주자속 Φ 가 증가. 따라서 유기기전력 E 역시 증가하나 계자 철심의 자기 포화로 인해 E 역시 점점 증가하다가 변화율이 줄어듭니다.

위의 내용을 토대로 그린 그래프가 직권 발전기의 외부 특성 곡선이라 하는데

전류가 증가하기 때문에 전기자와 계자에서 발생하는 전압강하들도 역시 증가하지만 유기기전력의 증가하는 양이 훨씬 크므로 V 는 대체적으로 증가하는게 맞다고 생각합니다.

그러나 자기포화 이후 유기기전력의 변화율은 작고 부하 전류가 계속 증가하면 전압강하는 꾸준히 커지므로 어느 순간부터는 감소하는게 맞지 않을까? 라는 생각이 들더라고요. 이에 대해 궁금합니다!

Q2. '무부하 운전은 왜 하는걸까?' 그리고 타여자 및 분권 발전기의 무부하 운전의 특징

다양한 직류 발전기들의 무부하 운전 시의 특징에 대해 공부하다가 궁금한 게 생겼는데

무부하(No-load)라는 용어는 말그대로 부하가 없다 즉 부하 전류 I=0 인 상황 (단자 개방) 인데

타여자 발전기를 예로 들면 I=0이므로 전기자 전류 Ia 역시 0 이므로 V₀=E 이다. 라는데 수식만 놓고 보면 그럴싸하게 보이지만

무부하일 때의 회로를 그리면서 애초에 단자가 개방되어 있는 상태라서 유기기전력을 부하에 전달할 수 없기도 하고 결국 단자전압 V 라는건 부하 전류 I 가 있어야 발생하는 전압강하가 아닌가? 라는 의문이 들었습니다. 그래서인지 V₀=E 라는 수식이 납득이 되지도 않고 무슨 이득이 있다고 무부하 운전을 하지? 라는 생각이 들었습니다.

마찬가지로 분권 발전기의 무부하 운전 역시 완전하게 이해가 되지가 않습니다.

물론 계자 권선에서 발생하는 전압강하나 부하의 단자전압 V 나 병렬이니 If×Rf=V 인건 이해가 되서 무부하 시 V₀ 라는건 계자 권선의 전압강하인가? 라는 생각을 하면서 수식을 쓰다보니 어느 정도 납득이 됩니다. 물론 추측이기 때문에 제 스스로 이게 정답이라고 섣불리 판단할 수 없다는 점을 인지하고 있어서 확신할 수가 없네요