3상 동기발전기의 무부하 단자전압은 다음 공식을 사용해 계산합니다:
\(E_{ph} = 4.44 \cdot f \cdot N_{ph} \cdot \Phi \cdot k_w\)
여기서:

\( f \): 주파수 \( f = \frac{P \cdot n}{120} \), \( P \)는 극수, \( n \)는 회전수)
\( N_{ph} \): 1상당 코일수
\( \Phi \): 1극의 유효자속
\( k_w \): 권선계수

1. 주파수 계산
극수 \( P = 4 \), 회전수 \( n = 1800 \, \text{rpm} \)이므로:
\(f = \frac{4 \cdot 1800}{120} = 60 \, \text{Hz}\)
2. 1상당 코일수 확인
1상의 코일수는 \( N_{ph} = 83 \)으로 주어졌습니다. Y결선이므로 각 상의 코일수는 그대로 사용됩니다.
3. 전기자 유도전압 계산
공식에 값을 대입:
\(E_{ph} = 4.44 \cdot 60 \cdot 83 \cdot 0.3 \cdot 0.96\)
계산:

\( 4.44 \cdot 60 = 266.4 \)
\( 266.4 \cdot 83 = 22,111.2 \)
\( 22,111.2 \cdot 0.3 = 6,633.36 \)
\( 6,633.36 \cdot 0.96 = 6,367.63 \, \text{V} \)

4. 단자전압 계산
Y결선이므로 선간 전압은:
\(E_L = \sqrt{3} \cdot E_{ph} \approx 1.732 \cdot 6,367.63 \approx 11,029 \, \text{V} \approx 11 \, \text{kV}\)
결론
무부하 단자전압은 약 11kV로, 선택지 ③번이 정답입니다.