계산 문제 정복! 전기기사 시험에 자주 나오는 핵심 공식 20가지 가이드

2025 전기기사 핵심 공식 치트키

⭐ 전기기사 2025년 최신 대비 핵심 공식 노트!
방대한 전기 이론 중 매년 반드시 출제되는 '필수 치트키 공식'만 모았습니다. 계산 문제 정복을 위한 가장 확실한 지름길입니다!

전기기사 필기 시험은 **'시간과의 싸움이자, 공식 적용 능력의 싸움'**입니다. 복잡한 계산 문제를 빠르게 해결하려면 공식을 정확히 외우는 것을 넘어, 문제 유형에 맞춰 변형하여 적용할 수 있어야 합니다.

그래서 오늘은 2025년 시험을 완벽하게 준비할 수 있도록, **빈출도 1순위 핵심 공식**들을 과목별로 엄선했습니다. 각 공식의 **핵심 개념과 활용 팁**까지 함께 정리했으니, 지금 바로 암기 노트에 옮겨 적어보세요! 파이팅! 💪

1. 전기자기학 및 회로이론: 기본의 틀을 잡는 핵심 공식 ⚡

모든 전기 과목의 기본이 되는 회로이론과 자기학 공식입니다. 특히 임피던스, 공진, 전력, 쿨롱의 법칙은 절대 빠지지 않습니다.

필수 공식 테이블 (회로/자기학)

공식 이름	핵심 공식	암기 Tip
R-L 직렬 임피던스 ($Z$)	$$Z = \sqrt{R^2 + (\omega L)^2} [\Omega]$$	피타고라스 정리! 리액턴스 $X_L = \omega L$은 $+j$
공진 주파수 ($f_0$)	$$f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}} [Hz]$$	$\sqrt{LC}$는 분모에, $\omega_0 = 1/\sqrt{LC}$ 기억!
전력 (피상 전력, $P_a$)	$$P_a = P + j Q = \sqrt{P^2 + Q^2} [VA]$$	$P=유효$, $Q=무효$. $P_a$는 복소 평면의 벡터 합!
쿨롱의 법칙 ($F$)	$$F = 9 \times 10^9 \frac{Q_1 Q_2}{\epsilon_s r^2} [N]$$	$9 \times 10^9$ 상수와 유전율 $\epsilon_s$ 위치 주의

💡 핵심 Tip! 임피던스(Z)의 극좌표 표현
계산기 활용을 위해 직각좌표계 $Z = R + jX$를 극좌표계 $Z = |Z| \angle \theta$로 변환하는 연습을 하세요. $\theta = \arctan(\frac{X}{R})$는 필수입니다!

2. 전력공학: 안정적인 전력 공급을 위한 뼈대 공식 🔌

전력공학은 **전력 손실, 안정도, 단락 계산** 문제에 집중해야 합니다. 이 3가지 공식이 배점 비중이 가장 높습니다.

전력 손실률 ($P_L$): 승압 효과와 직접 연결되는 공식입니다. 전압 $V$의 제곱에 반비례!
$$P_L = \frac{P_{loss}}{P} \approx \frac{R P}{V^2 \cos^2 \theta} \times 100\%$$
정태 안정 극한 전력 ($P_{max}$): 전력계통 안정도 파트의 핵심. 리액턴스 $X$가 작을수록 안정도는 증가!
$$P_{max} = \frac{E_s E_r}{X} \sin \delta [W]$$
3상 단락 전류 ($I_s$): 계통의 보호 협조 및 차단기 용량 산정의 기초. 퍼센트 임피던스법을 이용합니다.
$$I_s = I_n \times \frac{100}{\%Z} [A]$$
가공 송전선로 인덕턴스 ($L$): 전선 배치 및 거리에 따른 특성 계산.
$$L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{D}{r} [\text{mH/km}]$$

3. 전기기기: 회전하는 기계의 원리를 담은 핵심 공식 ⚙️

전기기기는 **직류기, 변압기, 유도기, 동기기** 4가지 기기에 대한 공식만 확실히 외워도 과락을 면할 수 있습니다. 속도, 기전력, 슬립 공식은 필수입니다.

1. 동기 속도 ($N_s$): 유도기와 동기기 모두의 기본 속도. 극수 $P$와 주파수 $f$의 관계를 기억하세요.
$$N_s = \frac{120 f}{P} [\text{rpm}]$$
2. 유도기 슬립 ($s$)과 속도 ($N$): 유도 전동기 문제의 90% 이상은 슬립을 이용합니다.
$$s = \frac{N_s - N}{N_s} \quad \text{그리고} \quad N = N_s (1 - s)$$
3. 변압기 권수비 ($a$): 모든 변수(전압, 전류, 임피던스) 관계를 한 번에 정리합니다.
$$a = \frac{N_1}{N_2} = \frac{V_1}{V_2} = \frac{I_2}{I_1} = \sqrt{\frac{Z_1}{Z_2}}$$
4. 직류기 유기 기전력 ($E$): 직류 발전기의 기본 출력 공식입니다.
$$E = K \phi N \quad (\text{단, } K = \frac{PZ}{60a})$$

⚠️ 주의하세요! 유도기 2차 회로 계산
유도기 계산 시 2차 저항 $R_2$를 슬립이 반영된 **등가저항 $\frac{R_2}{s}$**으로 변환하는 것이 핵심입니다. 이 변환을 잊으면 오답으로 이어집니다!

4. 제어공학 및 설비기술: 시스템과 안전 공식 모음 🛡️

제어공학은 라플라스 변환, 안정도 판별 공식이, 설비기술에서는 접지 및 배선 용량 공식이 중요합니다.

최종값 정리 ($f(\infty)$): 제어 시스템의 최종 상태(정상 상태) 값을 계산하는 공식입니다.
$$f(\infty) = \lim_{s \to 0} s F(s)$$
안정도 (Gain Margin, $GM$): 주파수 응답 안정도를 판별하는 중요한 지표입니다.
$$GM = \frac{1}{|G(j\omega_{pc})|} \quad (\omega_{pc}: \text{위상 교차 주파수})$$
2종 접지 저항 ($R_2$): 지락 시 2차측 접지 저항의 허용 기준을 정합니다. (현행 KC 기준 전 150V 이하에 적용되는 옛 규정의 계산 원리)
$$R_2 \le \frac{150}{I} [\Omega] \quad (I: \text{변압기 2차측 지락 전류})$$

5. 오옴의 법칙 계산기 (기초 다지기) 🧮

모든 공식의 시작, 오옴의 법칙 ($V=IR$)을 연습해 보세요. 값을 두 개 입력하면 나머지 하나의 값이 자동 계산됩니다.

오옴의 법칙 ($V=IR$) 계산기 🔢

전압 (V):

전류 (I):

저항 (R):

자주 묻는 질문 ❓

Q: 2025년 대비 공식 암기 우선순위를 다시 정한다면?

A: **회로이론 (기초)**와 **전기기기 (빈출)** 공식이 최우선입니다. 이 두 과목이 계산 문제의 뼈대를 이루며, 이후 **전력공학**과 **제어공학**을 보강하는 순서로 학습하는 것을 추천합니다.

Q: 공식 암기 외에 계산 문제를 빠르게 푸는 팁이 있나요?

A: 공식을 이용해 문제를 풀 때는 **단위 변환($k, M, \mu, n$ 등)** 실수가 가장 많습니다. 계산기 입력 전에 단위를 꼭 확인하세요. 또한, **문제에서 구하는 값**이 $P, V, I, Z$ 중 무엇인지 명확히 파악하는 연습이 중요합니다.

Q: 실기 시험에서도 이 공식들을 그대로 사용하나요?

A: 네, 필기에서 암기한 계산 공식들이 실기에서도 기본이 됩니다. 다만, 실기는 **풀이 과정과 단위**를 정확하게 작성해야 하므로, 공식을 단순히 암기하는 것을 넘어 **유도 과정**까지 이해해야 합니다.

2025년 전기기사 시험은 **정확성**과 **효율성**이 합격을 결정합니다. 오늘 정리해 드린 핵심 공식들만 확실하게 숙지하셔도 계산 문제에서 시간을 크게 절약하고 고득점을 할 수 있을 거예요. 꾸준함이 정답입니다! 혹시 다른 과목의 공식이나 특정 유형의 문제 풀이 팁이 필요하다면 언제든지 다시 문의해주세요! 👍