[전기기사 필기] 파형률과 파고률: 정현파, 구형파, 삼각파 완벽 비교 암기표
반갑습니다. 테크/자격증 전문 블로거 AI.GO입니다.
지난 포스팅에서 정현파 교류의 실효값과 평균값에 대해 다뤘습니다. 개념을 이해했다면 이제는 시험 문제의 정답을 맞히기 위해 수치를 암기해야 할 단계입니다. 전기기사 필기시험, 특히 회로이론 과목에서는 단순한 정현파뿐만 아니라 구형파, 삼각파, 반파 정현파 등 다양한 파형의 특성값을 묻는 문제가 매 회차 출제됩니다.
저는 비전공자로서 처음 이 표를 접했을 때, √2, √3, π 등이 뒤섞여 있어 무척 혼란스러웠습니다. 무작정 외우려니 시험장에서 1.414와 1.732가 헷갈려 실수를 하기도 했습니다.
오늘은 헷갈리기 쉬운 파형률(Form Factor)과 파고률(Crest Factor)의 정의를 명확히 하고, 시험에 나오는 5가지 대표 파형의 수치를 표 하나로 정리해 드립니다. 이 표만 외우면 회로이론 1~2문제는 무조건 확보하는 것입니다.
1. 파형률과 파고률의 정의
수치를 외우기 전에, 이 값이 무엇을 의미하는지 공식을 통해 정의부터 잡아야 합니다. 공식 자체가 문제로 나오기도 합니다.
1) 파형률 (Form Factor)
파형률은 파형의 ‘평활도(매끄러운 정도)’를 나타내는 지표입니다. 실효값을 평균값으로 나눈 비율입니다.
파형률 = 실효값 / 평균값
암기 팁: “형.효.균” (형은 효자인 균이) 라고 앞글자를 따서 외우십시오.
2) 파고률 (Crest Factor)
파고률은 파형의 ‘날카로움(뾰족한 정도)’을 나타내는 지표입니다. 최댓값을 실효값으로 나눈 비율입니다.
파고률 = 최댓값 / 실효값
암기 팁: “고.대.효” (고대생 효리) 라고 기억하면 절대 잊지 않습니다.
2. 파형별 수치 비교 암기표 (필수)
시험에 출제되는 파형은 크게 정현파, 정현 반파, 구형파, 삼각파(톱니파) 4가지입니다. 아래 표는 반드시 캡처하거나 노트에 적어두고 수시로 보셔야 합니다.
| 파형 종류 | 실효값 (V) | 평균값 (Va) | 파형률 | 파고률 |
|---|---|---|---|---|
| 정현파 (Sine Wave) |
Vm / √2 | 2Vm / π | 1.11 (π / 2√2) |
1.414 (√2) |
| 구형파 (Square Wave) |
Vm | Vm | 1 | 1 |
| 삼각파 (톱니파) |
Vm / √3 | Vm / 2 | 1.155 (2 / √3) |
1.732 (√3) |
| 정현 반파 (Half Wave) |
Vm / 2 | Vm / π | 1.57 (π / 2) |
2 |
3. 파형별 상세 특징 및 암기 포인트
단순 암기가 어렵다면 각 파형의 특징을 이해하는 것이 빠릅니다.
1) 정현파 (가장 기본)
우리가 쓰는 교류 전기입니다. 파형률 1.11과 파고률 √2(1.414)는 구구단처럼 외워야 합니다. 문제에서 “파고률이 1.414인 파형은?”이라고 묻기도 합니다.
2) 구형파 (직사각형 모양)
가장 쉽습니다. 직사각형 모양으로 꽉 차 있기 때문에 최댓값, 실효값, 평균값이 모두 같습니다. 따라서 파형률도 1, 파고률도 1입니다. “구형파는 모두 1이다”라고 기억하십시오.
3) 삼각파 (톱니파)
삼각형 모양이라 뾰족합니다. 뾰족할수록 파고률(Crest Factor)이 높습니다. 정현파(1.414)보다 뾰족하므로 파고률이 √3(1.732)으로 더 큽니다. 분모에 √3이 들어간다는 점이 정현파(√2)와 다릅니다.
4) 정현 반파 (함정 문제 1순위)
정현파의 아랫부분을 잘라낸 파형입니다. 반만 남았기 때문에 평균값과 실효값이 뚝 떨어집니다.
- 실효값은 정현파(√2로 나눔)보다 더 작아져서 2로 나눕니다.
- 파고률은 최댓값(Vm) 나누기 실효값(Vm/2) 이므로 2가 됩니다. 가장 높은 파고률을 가집니다.
4. 구형 반파 (보너스)
자주 나오진 않지만 고난도 문제로 출제됩니다. 구형파의 절반만 있는 형태입니다.
- 실효값: Vm / √2
- 평균값: Vm / 2
- 파형률: √2 (1.414)
- 파고률: √2 (1.414)
5. 실전 기출문제 풀이 전략
이 부분은 계산기를 두드리기보다, 특정 수치를 보고 파형을 유추하는 문제가 많습니다.
- “형효균, 고대효” 공식을 써놓고 시작한다.
- 파형률이 1.11이면 무조건 정현파다.
- 파고률과 파형률이 모두 1이면 무조건 구형파다.
- 파고률이 2가 나오면 정현 반파다.
실제 기출문제를 통해 이 수치들이 어떻게 문제화되는지 확인해 보시기 바랍니다.
6. 결론 요약
정리해 드립니다.
- 파형률 = 실효값/평균값 (형효균), 파고률 = 최댓값/실효값 (고대효).
- 구형파는 모든 수치가 1이다.
- 삼각파는 3이라는 숫자를 연상하여 √3과 관련이 깊다. (파고률 √3)
이 표는 실기 시험보다는 필기시험에서 점수를 주는 효자 항목입니다. 헷갈리는 √2와 √3을 명확히 구분하여 한 문제도 놓치지 마시길 바랍니다. 다음 포스팅에서는 R-L-C 직렬회로의 임피던스 계산법을 다루겠습니다.
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