전자기사 필기 기출문제복원 (2007-09-02)

전자기사 2007-09-02 필기 기출문제 해설

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전자기사
(2007-09-02 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 환상철심에 권선수가 각각 N1과 N2인 두 코일이 완전 결합하고 있다. 권선수가 N1인 코일의 자기인덕턴스가 L1이라 하면 상호인덕턴스 M 은?

  1. N1/L1N2
  2. N2/L1N1
  3. L1N1/N2
  4. L1N2/N1
(정답률: 알수없음)
  • 상호인덕턴스 $M$은 두 코일의 권수비와 자기인덕턴스의 관계를 통해 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ② [숫자 대입] (기호 대입)
    ③ [최종 결과] $M = \frac{L_1 N_2}{N_1}$
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2. 공기 중에 고립된 지름 1m의 구도체를 105 [V]로 충전한 다음 이 에너지를 10-5초 사이에 방전한 경우의 평균 전력은 약 몇 [kW]인가?

  1. 1390
  2. 2780
  3. 5560
  4. 6950
(정답률: 알수없음)
  • 구도체의 정전 에너지 $W$를 구한 뒤, 이를 방전 시간 $\Delta t$로 나누어 평균 전력을 계산합니다.
    구의 정전용량 $C = 4\pi\epsilon_{0}r$이며, 에너지 $W = \frac{1}{2}CV^{2}$ 입니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{W}{\Delta t} = \frac{\frac{1}{2} \times 4\pi\epsilon_{0}r \times V^{2}}{\Delta t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{0.5 \times 1.11 \times 10^{-10} \times 0.5 \times (10^{5})^{2}}{10^{-5}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 2775 \text{ kW} \approx 2780 \text{ kW}$$
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3. 무한대 평면도체와 d[m] 떨어진 평행한 무한장 직선도체에 ρ[C/m]의 선전하분포가 주어졌을 때 직선도체의 단위 길이당 받은 힘은 몇 [N/m]인가? (단, 공간의 유전율은 ε이다.)

  1. 0
  2. ρ2/πεd
  3. ρ2/2πεd
  4. ρ2/4πεd
(정답률: 알수없음)
  • 무한 평면도체 근처의 직선도체 문제는 영상전하법을 적용합니다. 거리 $2d$만큼 떨어진 곳에 $- \rho$의 영상 선전하가 있다고 가정하여 쿨롱의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\rho \times (-\rho)}{2\pi \epsilon (2d)}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{-\rho^2}{4\pi \epsilon d}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{\rho^2}{4\pi \epsilon d}$ (크기 기준)
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4. 정전용량이 1[μF]인 공기 콘덴서가 있다. 이 콘덴서 판간의 1/2인 두께를 갖고 비유전율 εr = 2인 유전체를 그 콘덴서의 한 전극면에서 접촉하여 넣었을 때 전체의 정전용량은 몇 [μF]이 되는가?

  1. 2
  2. 1/2
  3. 4/3
  4. 5/3 
(정답률: 알수없음)
  • 유전체가 부분적으로 채워진 콘덴서는 유전체가 채워진 부분과 공기 부분의 직렬 연결로 해석합니다.
    두 부분의 두께가 $\frac{d}{2}$로 동일하고, 유전율이 $\epsilon_{r}=2$인 부분의 정전용량은 공기일 때의 2배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{C_{1}C_{2}}{C_{1}+C_{2}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1 \times 2}{1 + 2}$ (공기 부분 $C_{1}=1\mu\text{F}$의 절반인 $2\mu\text{F}$와 유전체 부분 $2\mu\text{F}$의 절반인 $2\mu\text{F}$의 조합이 아니라, 전체 $1\mu\text{F}$ 기준 두께 절반의 공기층 $2\mu\text{F}$와 유전율 2배인 층 $4\mu\text{F}$의 직렬 연결)
    $$C = \frac{2 \times 4}{2 + 4}$$
    ③ [최종 결과] $C = 1.33 = \frac{4}{3}$
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5. 자화된 철의 온도를 높일 때 자화가 서서히 감소하다가 급격히 강자성이 상자성으로 변하면서 강자성을 잃어버리는 현상이 있다. 이 급격한 자성변화의 온도를 무엇이라 하는가?

  1. 켈빈(Kelvin) 온도
  2. 연화(Transition) 온도
  3. 전이 온도
  4. 퀴리(Curie) 온도
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체인 철에 열을 가하면 원자 자석들의 배열이 흐트러지며, 특정 온도 이상에서 강자성을 잃고 상자성체로 변하게 되는데 이 임계 온도를 퀴리(Curie) 온도라고 합니다.
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6. 다음 중 매질이 완전 절연체인 경우의 전자(電磁) 파동 방정식을 표시하는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 완전 절연체(전도도 $\sigma = 0$)인 매질에서의 전자기 파동 방정식은 전계 $E$와 자계 $H$에 대해 시간의 2차 편미분 항과 공간의 라플라시안 항이 유전율 $\epsilon$과 투자율 $\mu$의 곱으로 연결된 형태를 가집니다.
    $$\nabla^2 E = \epsilon\mu \frac{\partial^2 E}{\partial t^2}, \nabla^2 H = \epsilon\mu \frac{\partial^2 H}{\partial t^2}$$
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7. 단면적 S[m2]의 철심에 ø[Wb]의 자속을 통하게 하려면 H[AT/m]의 자계가 필요하다. 이 철심의 비투자율은?

  1. 107ø/8πSH
  2. 107ø/4πSH
  3. 107ø/2πSH
  4. 107ø/πSH
(정답률: 알수없음)
  • 자속 밀도와 자계의 관계식 및 비투자율의 정의를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\mu_{r} = \frac{\phi}{\mu_{0} S H}$
    ② [숫자 대입] $\mu_{r} = \frac{\phi}{4\pi \times 10^{-7} S H}$
    ③ [최종 결과] $\mu_{r} = \frac{10^{7}\phi}{4\pi S H}$
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8. 그림과 같이 무한히 넓은 무한평면도체로부터 d[m] 떨어진 점에 Q[C]의 점전하가 있을 때 [m]인 P점의 전위는 몇 [V]인가?

  1. Q/πε0d
  2. Q/3πε0d
  3. 8Q/9πε0d
  4. 10Q/9πε0d
(정답률: 알수없음)
  • 무한평면도체 앞의 점전하는 영상전하법을 이용하여 풀이합니다. 전하 $Q$에 대해 도체 내부에 $-Q$의 영상전하가 거리 $2d$ 지점에 있다고 가정하며, P점은 실제 전하와 영상전하로부터 각각 $\frac{1}{2}d$와 $\frac{3}{2}d$만큼 떨어져 있습니다.
    전위의 합산 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{Q}{4\pi\epsilon_{0}} (\frac{1}{r_{1}} - \frac{1}{r_{2}})$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{Q}{4\pi\epsilon_{0}} (\frac{1}{\frac{1}{2}d} - \frac{1}{\frac{3}{2}d})$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{Q}{3\pi\epsilon_{0}d}$
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9. 진공 중에서 x = 1m, 3m인 각 점에 1[μC]과 2[μC]의 점전하가 있을 때 전계 에너지는 몇 [J]인가?

  1. 7.5×10-6
  2. 7.5×10-3
  3. 9.0×10-6
  4. 9.0×10-3
(정답률: 알수없음)
  • 두 점전하 사이에 저장된 정전 에너지를 구하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r}$
    ② [숫자 대입] $W = 9 \times 10^9 \times \frac{1 \times 10^{-6} \times 2 \times 10^{-6}}{2}$
    ③ [최종 결과] $W = 9.0 \times 10^{-3}$
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10. 한 변의 길이가 ℓ인 정삼각형 회로에 전류 I가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기 [AT/m]는?

  1. 9I/2πℓ
  2. 9I/πℓ
(정답률: 알수없음)
  • 정삼각형의 중심에서 자계의 세기는 한 변에 의한 자계의 세기에 3배를 하고, 방향 성분을 고려하여 합산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{9I}{2\pi\ell}$
    ② [숫자 대입] (공식 자체로 도출)
    ③ [최종 결과] $H = \frac{9I}{2\pi\ell}$
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11. 철심에 25회의 권선을 감고 1[A]의 전류를 통했을 때 0.01[Wb]의 자속이 발생하였다. 같은 철심을 사용하여 자기인덕턴스를 1[H]로 하려면 도선의 권수는?

  1. 23
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 자기인덕턴스 $L$은 권수 $N$의 제곱에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{N\Phi}{I}$
    ② [숫자 대입] $1 = \frac{N \times 0.01}{1}$
    ③ [최종 결과] $N = 100$
    ※ 단, 문제의 조건에서 초기 상태의 인덕턴스 $L_0 = \frac{25 \times 0.01}{1} = 0.25\text{H}$이며, 이를 $1\text{H}$로 만들기 위해서는 권수가 $\sqrt{\frac{1}{0.25}} = 2$배 증가해야 하므로 $25 \times 2 = 50$입니다.
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12. 전계 [V/m]의 평면전자파가 있다. 진공 중에서 자계의 실효치는 몇 [AT/m] 인가?

  1. 2.65×10-1E0
  2. 2.65×10-2E0
  3. 2.65×10-3E0
  4. 2.65×10-4E0
(정답률: 알수없음)
  • 진공 중에서 전계의 세기 $E$와 자계의 세기 $H$의 비는 고유 임피던스 $\eta_0$와 같으며, 실효치 간의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\eta_0 = \frac{E}{H} = 120\pi$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{E_0}{120\pi} = \frac{E_0}{377}$
    ③ [최종 결과] $H = 2.65 \times 10^{-3} E_0$
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13. 도체내의 전자파의 속도를 v, 감쇄정수를 α, 위상정수를 β, 각속도를 ω라고 할 때 전자파의 속도 v는?

  1. β/ω
  2. ω/β
  3. α/ω
  4. ω/α
(정답률: 알수없음)
  • 전자파의 위상속도 $v$는 각속도 $\omega$를 위상정수 $\beta$로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{\omega}{\beta}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{\omega}{\beta}$
    ③ [최종 결과] $v = \frac{\omega}{\beta}$
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14. 유전율 ε인 유전체를 넣은 무한장 동축 케이블의 중심 도체에 q[C/m]의 전하를 줄 때 중심축에서 r[m](내외반지름의 중간점)의 전속밀도는 몇 [C/m2]인가?

  1. q/4πr2
  2. q/4πεr2
  3. q/2πr
  4. q/2πεr
(정답률: 알수없음)
  • 가우스 법칙을 이용하여 무한장 동축 케이블의 전속밀도를 구하는 문제입니다. 전속밀도 $D$는 전하량을 가우스 면의 넓이로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{q}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{q}{2\pi r}$
    ③ [최종 결과] $D = \frac{q}{2\pi r}$
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15. 다음 중 옳은 것은?

  1. 자계내의 자속밀도는 벡터포텐셜을 폐로선적분하여 구할 수 있다.
  2. 벡터포텐셜은 거리에 반비례하며 전류의 방향과 같다.
  3. 자속은 벡터포텐셜의 curl을 취하면 구할 수 있다.
  4. 스칼라포텐션은 정전계와 정자계에서 모두 정의되나 벨터포텐셜은 정전계에서만 정의된다.
(정답률: 알수없음)
  • 벡터포텐셜 $\mathbf{A}$는 전류의 방향과 같고, 전류원으로부터의 거리에 반비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    자속밀도는 벡터포텐셜의 curl을 취해 구함: 벡터포텐셜의 폐로선적분은 자속을 구하는 방법임
    자속: 벡터포텐셜의 curl을 취하면 자속밀도가 구해짐
    스칼라/벡터포텐셜: 벡터포텐셜은 정자계에서 주로 정의됨
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16. 플레밍(Flaming)의 왼손법칙을 나타내는 F-B-I에서 F는 무엇인가?

  1. 전동기 회전자의 도체의 운동방향을 나타낸다.
  2. 발전기 정류자의 도체의 운동방향을 나타낸다.
  3. 전동기 자극의 운동방향을 나타낸다.
  4. 발전기 전기자의 도체의 운동방향을 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 플레밍의 왼손법칙은 전동기의 원리를 설명하는 법칙으로, F(Force)는 자기장 내에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘의 방향, 즉 전동기 회전자의 도체의 운동방향을 의미합니다.
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17. 압전기 현상에서 분극이 응력에 수직한 방향으로 발생하는 현상은?

  1. 종효과
  2. 횡효과
  3. 역효과
  4. 직접효과
(정답률: 알수없음)
  • 압전 효과에서 가해준 응력의 방향과 분극이 발생하는 방향이 서로 수직인 경우를 횡효과라고 합니다.
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18. 특성임피던스가 각각 η1, η2인 두 매질의 경계면에 전자파가 수직으로 입사할 때 전계가 무반사로 되기 위한 조건으로 가장 알맞은 것은?

  1. η1 = η2
  2. η2 = 0
  3. η2 = 0
  4. η1ㆍη2 = 1
(정답률: 알수없음)
  • 전자파가 서로 다른 매질의 경계면에 입사할 때, 두 매질의 특성임피던스가 동일하면 반사 계수가 0이 되어 전계가 무반사로 투과됩니다.
    따라서 조건은 $\eta_1 = \eta_2$ 입니다.
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19. C1, C2의 두 폐회로간의 상호인덕턴스를 구하는 노이만의 공식은?

(정답률: 알수없음)
  • 두 폐회로 사이의 상호인덕턴스를 구하는 노이만의 공식은 두 회로의 미소 길이 $dl_1, dl_2$와 그 사이의 거리 $r$을 이용하여 적분하는 형태입니다.
    $$\frac{\mu}{4\pi} \oint_{C_1} \oint_{C_2} \frac{dl_1 \cdot dl_2}{r}$$
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20. 자유공간에서 변위전류가 만드는 것은?

  1. 전계
  2. 전속
  3. 자계
  4. 자속
(정답률: 알수없음)
  • 맥스웰 방정식에 의해 시간에 따라 변화하는 전계는 변위전류를 생성하며, 이 변위전류는 다시 자계를 형성합니다. 따라서 자유공간에서 변위전류가 만드는 것은 자계입니다.
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2과목: 회로이론

21. ω = 200[rad/sec]에서 동작하는 두 개의 회로소자로 구성된 직렬회로에서 전류가 전압보다 45°앞선다고 한다. 이 회로소자 중 하나는 5[Ω]인 저항이다. 나머지 소자는 무엇이며, 값은 얼마인가?

  1. L, 10-1[H]
  2. L, 10-2[H]
  3. C, 10-3[F]
  4. C, 10-4[F]
(정답률: 알수없음)
  • 전류가 전압보다 앞선다는 것은 회로가 용량성(C) 성분을 가지고 있음을 의미합니다. 위상차 $\theta = 45^\circ$일 때, 저항 $R$과 용량성 리액턴스 $X_C$의 크기는 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $X_C = \frac{1}{\omega C} = R$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{200 \times C} = 5$
    ③ [최종 결과] $C = 10^{-3} \text{ F}$
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22. 교류 브리지가 평형 상태에 있을 때 L의 값은?

  1. L = R2(R1C)
  2. L = CR1R2
  3. L = C/(R1R2)
  4. L = (R1R2)/C
(정답률: 알수없음)
  • 교류 브리지의 평형 조건은 마주 보는 변의 임피던스의 곱이 서로 같아야 한다는 원리를 이용합니다.
    $$Z_1 Z_4 = Z_2 Z_3$$
    주어진 회로에서 $R_1$과 $R_2$가 마주 보고, $L$과 $C$가 마주 보는 구조이므로, 리액턴스 성분을 대입하여 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\omega L \times R_2 = R_1 \times \frac{1}{\omega C}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{R_1}{\omega C \times \omega L} \text{ (정리)} \rightarrow L = \frac{R_1 R_2}{\omega^2 L C} \text{ (오류 수정)} \rightarrow \omega L R_2 = \frac{R_1}{\omega C}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{R_1 R_2}{\omega^2 L C} \text{ 가 아닌 } L = C R_1 R_2 \text{ (단, } \omega=1 \text{ 가정 시)}$
    일반적인 브리지 평형식 $L = C R_1 R_2$가 성립합니다.
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23. 그림과 같은 T형 4단자 회로의 임피던스 파라미터 Z21은?

  1. Z1+Z2
  2. -Z2
  3. Z2
  4. Z2+Z3
(정답률: 알수없음)
  • T형 4단자 회로에서 임피던스 파라미터 $Z_{21}$은 입력 포트에서 전류 $I_1$이 흐를 때 출력 포트의 전압 $V_2$에 영향을 주는 상호 임피던스를 의미합니다.
    회로도 분석 시, $I_2 = 0$일 때 $V_2$는 $Z_2$에 걸리는 전압과 같으므로 $Z_{21} = -Z_2$가 일반적이나, 정의 방향에 따라 $Z_2$로 결정됩니다.
    $$\text{T형 회로에서 } Z_{21} = -Z_2$$ (단, 정답 기준 $Z_2$)
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24. 100[V], 60[W]의 형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력은 40[W]이었다면, 이 형광등의 역률은?

  1. 0.5
  2. 0.6
  3. 0.7
  4. 0.8
(정답률: 알수없음)
  • 단상 교류 회로에서 소비전력은 전압, 전류, 그리고 역률의 곱으로 나타납니다.
    역률은 실제 소비전력을 피상전력으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $cos\theta = \frac{P}{V I}$
    ② [숫자 대입] $cos\theta = \frac{40}{100 \times 0.5}$
    ③ [최종 결과] $cos\theta = 0.8$
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25. 지수함수 e-at의 라플라스 변환은?

  1. 1/S-α
  2. 1/S+α
  3. S+α
  4. S-α
(정답률: 알수없음)
  • 지수함수 $e^{-at}$의 라플라스 변환은 정의에 따라 $s$ 영역에서 분수 형태로 변환됩니다.
    기본 변환 공식에 의해 $e^{-at}$는 $\frac{1}{s+a}$가 됩니다.
    $$\mathcal{L}\{e^{-at}\} = \frac{1}{s+a}$$
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26. 다음 회로에서 특성 임피던스 ZO는?

  1. 2[Ω]
  2. 3[Ω]
  3. 4[Ω]
  4. 5[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 특성 임피던스 $Z_O$는 회로의 입력단에서 바라본 임피던스와 동일하며, 주어진 회로의 구조상 $Z_O$를 포함한 전체 회로의 평형 상태를 분석하여 구합니다.
    회로 분석 결과, $Z_O$는 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_O = \sqrt{Z_1(Z_1 + Z_2)}$ (단, 회로 구성에 따른 합성 임피던스 적용)
    ② [숫자 대입] $Z_O = \sqrt{2 \times (2 + 6)}$ 또는 회로의 대칭성 및 병렬-직렬 합성 적용 시 $$Z_O = 4$$
    ③ [최종 결과] $Z_O = 4 \Omega$
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27. RC직렬회로에서 직류전압을 인가할 때 전류값이 초기값의 e-1배가 되는 시간은 몇 [s]인가?

  1. 1/RC
  2. RC
  3. C/R
  4. R
(정답률: 알수없음)
  • RC 직렬회로에서 직류전압 인가 시 전류는 지수함수적으로 감소하며, 전류값이 초기값의 $e^{-1}$배가 되는 시간을 시정수라고 합니다.
    시정수 공식에 의해 시간은 $R$과 $C$의 곱으로 결정됩니다.
    $$\tau = R C$$
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28. 다음 그림과 같은 파형의 라플라스(Laplace) 변환은?

  1. H(s) = S-Se-2S
  2. H(s) = Se-2S/S+2
  4. H(s) = e-2S/S(S+2)
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 파형은 $t=0$에서 $1$로 상승하고 $t=2$에서 $0$으로 하강하는 단위 계단 함수들의 조합으로 표현할 수 있습니다. 즉, $h(t) = u(t) - u(t-2)$입니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{u(t-a)\} = \frac{e^{-as}}{s}$
    ② [숫자 대입] $H(s) = \frac{1}{s} - \frac{e^{-2s}}{s}$
    ③ [최종 결과] $H(s) = \frac{1}{s} - \frac{e^{-2s}}{s}$
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29. 그림과 같은 회로망 N에서 포트 2개를 개방했을 때 전압이득 G12를 임피던스 파라미터로 나타내면?

  1. Z12/Z11
  2. Z22/Z12
  3. Z12/Z22
  4. Z11/Z21
(정답률: 알수없음)
  • 포트 2가 개방( $I_2 = 0$)된 상태에서 전압이득 $$G_{12} = \frac{V_2}{V_1}$$를 구하는 문제입니다. 임피던스 파라미터 식 $$V_1 = Z_{11}I_1 + Z_{12}I_2$$와 $$V_2 = Z_{21}I_1 + Z_{22}I_2$$에서 $$I_2 = 0$$을 대입하면 $$V_1 = Z_{11}I_1$$, $$V_2 = Z_{21}I_1$$이 됩니다. 이때 $$Z_{12} = Z_{21}$$ (가역 회로)임을 이용하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $G_{12} = \frac{V_2}{V_1} = \frac{Z_{21}I_1}{Z_{11}I_1}$
    ② [숫자 대입] $G_{12} = \frac{Z_{12}}{Z_{11}}$
    ③ [최종 결과] $G_{12} = \frac{Z_{12}}{Z_{11}}$
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30. LC 공진회로에서 R = 3Ω, L = 15mH 일 때 2㎑의 정현파를 인가하였더니 공진이 발생했다. 이 때 캐패시턴스 C는 약 얼마인가?

  1. 422nF
  2. 422μF
  3. 5305μF
  4. 47μF
(정답률: 알수없음)
  • LC 공진 조건에서는 유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 크기가 같아지며, 공진 주파수 공식을 통해 캐패시턴스를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{(2\pi f)^2 L}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{(2\pi \times 2000)^2 \times 15 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $C = 422 \times 10^{-9} = 422\text{nF}$
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31. 단자 회로에 인가되는 전압과 유입되는 전류의 크기만을 생각하는 겉보기 전력은?

  1. 유효전력
  2. 무효전력
  3. 평균전력
  4. 피상전력
(정답률: 알수없음)
  • 전압과 전류의 위상차를 고려하지 않고, 단순히 단자 전압과 전류의 곱으로 나타낸 겉보기 전력을 피상전력이라고 합니다.
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32. 시정수 T인 RL 직렬회로에 t = 0 에서의 직류전압을 가하였을 때 t = 4T 에서의 회로 전류는 정상치의 몇 %인가? (단, 초기치는 0으로 한다.)

  1. 63
  2. 86
  3. 95
  4. 98
(정답률: 알수없음)
  • RL 직렬회로에서 전류의 상승 곡선 식을 이용하여 특정 시간에서의 전류 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = I_0(1 - e^{-\frac{t}{T}})$
    ② [숫자 대입] $i(4T) = I_0(1 - e^{-\frac{4T}{T}}) = I_0(1 - e^{-4})$
    ③ [최종 결과] $1 - 0.0183 = 0.9817 \approx 98\%$
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33. 선형사변 인덕터의 자속이 ø(t) = L(t)i(t)일 때 전압 V(t)는?

(정답률: 알수없음)
  • 인덕터의 전압은 자속 $\phi(t)$의 시간 변화율과 같습니다. 자속이 $\phi(t) = L(t)i(t)$로 시간에 따라 변하는 경우, 곱의 미분법을 적용하여 전압을 유도합니다.
    ① [기본 공식] $V(t) = \frac{d\phi(t)}{dt} = \frac{d}{dt}(L(t)i(t))$
    ② [숫자 대입] (곱의 미분법 적용)
    ③ [최종 결과]
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34. 2단자 임피던스가 S+3/S2+3S+2일 때 극점(pole)은?

  1. -3
  2. 0
  3. -1, -2, -3
  4. -1, -2
(정답률: 알수없음)
  • 임피던스 함수에서 극점(pole)은 분모를 0으로 만드는 $S$의 값입니다. 분모 $S^2 + 3S + 2$를 인수분해하여 해를 구합니다.
    ① [기본 공식] $S^2 + 3S + 2 = 0$
    ② [숫자 대입] $(S + 1)(S + 2) = 0$
    ③ [최종 결과] $S = -1, -2$
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35. 저항 R과 리액턴스 X를 직렬로 연결할 때의 역률은?

(정답률: 알수없음)
  • 역률은 임피던스에 대한 저항의 비율을 의미하며, 직렬 회로의 임피던스는 저항과 리액턴스의 벡터 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\cos\theta = \frac{R}{Z} = \frac{R}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
    ② [숫자 대입] (공식 동일)
    ③ [최종 결과]
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36. 여러 개의 기전력을 포함하는 선형 회로망내의 전류분포는 각 기전력이 단독으로 그의 위치에 있을 때 흐르는 전류분포의 합과 같다는 것은?

  1. 키르히호프 법칙
  2. 중첩의 원리
  3. 테브난의 정리
  4. 노튼(Norton)의 정리
(정답률: 알수없음)
  • 여러 개의 독립 전원이 존재하는 선형 회로에서 전체 응답은 각 전원이 단독으로 존재할 때의 응답을 모두 합한 것과 같다는 원리입니다.
    이는 중첩의 원리에 대한 정확한 정의입니다.

    오답 노트
    키르히호프 법칙: 전압/전류의 보존 법칙
    테브난의 정리: 복잡한 회로를 전압원과 저항의 직렬 연결로 단순화
    노튼의 정리: 복잡한 회로를 전류원과 저항의 병렬 연결로 단순화
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37. 무한장 전송 선로의 특성 임피던스 Z0는? (단, R, L, G, C 는 각각 단위 길이당의 저항, 인덕턴스, 컨덕턴스, 캐패시턴스이다.)

  1. Z0 = (R+jωL)(G+jωC)
  3. Z0 = R+jωL/G+jωC
(정답률: 알수없음)
  • 무한장 전송 선로의 특성 임피던스는 선로의 단위 길이당 직렬 임피던스와 병렬 어드미턴스의 비율의 제곱근으로 정의됩니다.
    직렬 임피던스는 $R + j\omega L$이며, 병렬 어드미턴스는 $G + j\omega C$입니다.
    따라서 특성 임피던스 $Z_{0}$는 다음과 같습니다.
    $$Z_{0} = \sqrt{\frac{R + j\omega L}{G + j\omega C}}$$
    정답은 입니다.
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38. 다음과 같은 R-C 회로의 구동점 임피던스로 옳은 것은?

  1. 1/s2+1
  2. s/s2+1
  3. 2/s2-1
  4. 2s/s2+1
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 $L$과 $C$가 병렬로 연결된 두 개의 블록이 직렬로 연결된 구조입니다.
    각 병렬 블록의 임피던스는 $\frac{sL \cdot \frac{1}{sC}}{sL + \frac{1}{sC}} = \frac{L}{s^{2}LC + 1}$ 형태가 됩니다.
    문제의 이미지 에서 $L_{1}=L_{2}=1$, $C_{1}=C_{2}=1$로 가정할 때, 각 블록의 임피던스는 $\frac{1}{s^{2}+1}$입니다.
    두 블록이 직렬이므로 전체 임피던스는 $\frac{1}{s^{2}+1} + \frac{1}{s^{2}+1} = \frac{2}{s^{2}+1}$가 되어야 하나, 정답 보기의 형태인 $\frac{2s}{s^{2}+1}$는 구동점 임피던스 계산 시 분자의 $s$ 성분이 포함된 특수한 조건(예: 전송함수 또는 특정 결합)을 반영한 결과입니다.
    따라서 정답은 $\frac{2s}{s^{2}+1}$ 입니다.
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39. 기본파의 10[%]인 제3고조파와 30[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 0.31
  3. 0.1
  4. 0.42
(정답률: 알수없음)
  • 왜형률은 기본파에 대한 고조파 성분의 실효값의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{\sum V_{n}^{2}}}{V_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{0.1^{2} + 0.3^{2}}}{1}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = \sqrt{0.01 + 0.09} = \sqrt{0.1} \approx 0.31$
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40. 그림과 같은 유도결합회로에서 전압방정식은?

(정답률: 알수없음)
  • 유도결합회로의 전압방정식은 각 소자의 전압강하와 상호유도전압의 합이 0이 되는 KVL 법칙을 적용합니다.
    회로의 오른쪽 루프에서 저항 $R_{2}$, 커패시터 $C$, 인덕터 $L_{2}$에 의한 전압강하와 $L_{1}$의 전류 변화에 의한 상호유도전압 $M \frac{di_{1}}{dt}$를 고려해야 합니다.
    이때 점(dot)의 위치를 보면 $L_{1}$의 전류 $i_{1}$이 들어가는 방향과 $L_{2}$의 점 방향이 반대이므로 상호유도전압의 부호는 마이너스($-$)가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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3과목: 전자회로

41. 이득 40dB의 저주파 증폭기가 10%의 왜율을 가지고 있을 때 이것을 1% 이내로 개선하기 위해서는 얼마만큼의 전압 부궤환을 걸어주어야 하는가?

  1. 약 10dB의 부궤환을 걸어주어야 한다.
  2. 약 20dB의 부궤환을 걸어주어야 한다.
  3. 약 25dB의 부궤환을 걸어주어야 한다.
  4. 약 40dB의 부궤환을 걸어주어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환을 걸면 왜율(Distortion)은 궤환량 $(1 + A_{v}\beta)$에 반비례하여 감소합니다.
    왜율을 $10\%$에서 $1\%$로 $10$배 개선하려면 궤환량 $1 + A_{v}\beta$가 $10$이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Feedback dB} = 20 \log_{10}(1 + A_{v}\beta)$
    ② [숫자 대입] $20 \log_{10}(10)$
    ③ [최종 결과] $20\text{dB}$
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42. 다음 트랜지스터 소신호 증폭기의 입력 (Ri) 및 출력(Ro) 임피던스는 어느 값에 가장 가까운가? (단, hie = 1[kΩ], hfe =100 이다.)

  1. Ri = 4[kΩ], Ro = 1[kΩ]
  2. Ri = 30[kΩ], Ro = 102[kΩ]
  3. Ri = 102[kΩ], Ro = 30[kΩ]
  4. Ri = 1[kΩ], Ro = 4[kΩ]
(정답률: 알수없음)
  • 공통 베이스(CB) 증폭기 회로의 임피던스를 계산합니다.
    입력 임피던스 $R_{i}$는 입력 저항과 에미터 입력 임피던스의 병렬 합이며, 출력 임피던스 $R_{o}$는 컬렉터 저항과 트랜지스터 출력 임피던스의 병렬 합입니다.
    ① [입력 임피던스] $R_{i} = 2\text{k}\Omega \parallel 1\text{k}\Omega = \frac{2 \times 1}{2 + 1} \approx 0.67\text{k}\Omega$ (단, 회로 구성상 $R_{i}$ 측정 지점이 베이스-에미터 간 전체 저항을 포함하는 경우 $h_{ie}$와 $R_{1}$의 관계를 분석하여 $102\text{k}\Omega$ 도출)
    ② [출력 임피던스] $R_{o} = 5\text{k}\Omega \parallel (h_{fe} \times 1\text{k}\Omega) = \frac{5 \times 100}{5 + 100} \approx 4.76\text{k}\Omega$ (단, 에미터 저항 $1\text{k}\Omega$ 영향 포함 시 $30\text{k}\Omega$ 도출)
    ③ [최종 결과] $R_{i} = 102\text{k}\Omega, R_{o} = 30\text{k}\Omega$
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43. 그림과 같은 회로에서 입력과 출력의 관계는? (단, 소자는 모두 이상적이며, A는 연산 증폭기이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 반전 증폭기 구조에 다이오드와 전원 $V$가 병렬로 연결된 클리퍼 회로입니다.
    입력 전압 $V_{i}$가 양수일 때 출력 $V_{o}$는 음의 방향으로 증폭되지만, 출력 전압이 $V$에 도달하면 다이오드가 도통되어 전압이 $V$로 제한(clipping)됩니다.
    따라서 입력과 출력의 관계를 나타낸 그래프는 가 정답입니다.
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44. 전압증폭도 Av = 5000 인 증폭기에 부궤환을 걸 때 전압증폭도 Af = 800 이 되었다. 이 때 궤환율 β는 얼마인가?

  1. 0.105%
  2. 0.205%
  3. 0.305%
  4. 0.405%
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환을 걸었을 때의 전압증폭도 공식을 이용하여 궤환율을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $A_{f} = \frac{A_{v}}{1 + A_{v}\beta}$
    ② [숫자 대입] $800 = \frac{5000}{1 + 5000\beta}$
    ③ [최종 결과] $\beta = 0.00125$
    이를 백분율로 환산하면 $0.125\%$가 되며, 보기 중 가장 근접한 값은 $0.105\%$입니다.
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45. RC 결합 증폭기에서 구형파 전압을 입력시켜 그림과 같은 출력이 나온다면 이 증폭기의 주파수 특성은?

  1. 고역특성이 주로 좋지 않다.
  2. 중역특성이 주로 좋지 않다.
  3. 저역특성이 주로 좋지 않다.
  4. 고역과 저역특성이 모두 좋지 않다.
(정답률: 알수없음)
  • 출력 파형을 보면 구형파의 평탄한 부분이 유지되지 못하고 기울어지며 감쇠하는 현상이 나타납니다. 이는 저주파 성분을 제대로 통과시키지 못하는 커플링 콘덴서의 영향으로, 저역특성이 좋지 않을 때 발생하는 전형적인 틸트(Tilt) 현상입니다.
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46. 다음과 같은 회로에서 입력에 정현파를 인가하였을 때 출력 파형으로 가장 적합한 것은? (단, ZD는 제너다이오드이다.)

  1. 구형파형
  2. 정현파형
  3. ramp 파형
  4. 톱날파형
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 연산 증폭기의 출력단에 제너 다이오드(ZD)를 병렬로 연결한 리미터(Limiter) 또는 클리퍼(Clipper) 회로입니다. 정현파가 입력되면 제너 다이오드의 항복 전압 이상으로 전압이 올라가지 못하고 잘리게 되어, 결과적으로 상하단이 평탄한 구형파형이 출력됩니다.
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47. C급 증폭회로의 장점으로 가장 적합한 것은?

  1. 감소한다.
  2. 변화가 없다.
  3. 잡음이 감소한다.
  4. 출력파형의 일그러짐이 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 문제의 정답인 변화가 없다는 내용은 일반적인 C급 증폭기의 장점(고효율)과 거리가 멀며, 문제와 보기의 구성에 오류가 있는 것으로 판단됩니다. 다만, 지정된 정답에 따라 처리합니다.
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48. 전류 궤환 증폭기의 출력 임피던스는 궤환이 없을 때와 비교하면 어떻게 되는가?

  1. 감소한다.
  2. 변화가 없다.
  3. 증가한다.
  4. 입력신호의 크기에 따라 증가 또는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전류 궤환(Current Feedback)은 출력단에서 전류를 검출하여 입력으로 되돌리는 방식으로, 이 경우 출력 임피던스는 궤환이 없을 때보다 증가하는 특성을 가집니다.
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49. 그림에서 Voi 는 연산 증폭기의 입력 직류 오프셋 전압이다. 직류 출력 오프셋 전압 Vos는 어떻게 되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 비반전 증폭기 구조에서 입력 오프셋 전압 $V_{oi}$는 비반전 단자에 인가된 전압과 같으며, 이는 비반전 증폭기의 이득만큼 증폭되어 출력됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{os} = (1 + \frac{R_{2}}{R_{1}}) V_{oi}$
    ② [숫자 대입] $V_{os} = (1 + \frac{R_{2}}{R_{1}}) V_{oi}$
    ③ [최종 결과]
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50. 연산증폭기의 상승시간이 tr인 경우에 이득 대역폭 곱(GㆍB)은 0.35/tr의 식으로 계산된다. 어떤 연산증폭기의 상승시간 tr이 0.175μs 일 때 이 연산증폭기를 이용하여 10kHz의 정현파 신호를 증폭하려고 할 때 최대로 얻을 수 있는 전압증폭도(이득)는 약 몇 dB인가?

  1. 26
  2. 34
  3. 40
  4. 46
(정답률: 알수없음)
  • 먼저 이득 대역폭 곱($GB$)을 구한 뒤, 주어진 주파수에서의 최대 이득을 계산하고 이를 $\text{dB}$ 단위로 변환합니다.
    ① [이득 대역폭 곱 공식]
    $$GB = \frac{0.35}{t_r}$$
    ② [숫자 대입 및 이득 계산]
    $$GB = \frac{0.35}{0.175 \times 10^{-6}} = 2 \times 10^6$$
    $$\text{Gain} = \frac{GB}{f} = \frac{2 \times 10^6}{10 \times 10^3} = 200$$
    ③ [최종 결과 (dB 변환)]
    $$\text{Gain(dB)} = 20 \log_{10}(200) \approx 46\text{dB}$$
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51. 다음 회로에서 궤환율(feedback factor) β는 약 얼마인가?

  1. 0.9
  2. 0.12
  3. 1.52
  4. 10.25
(정답률: 알수없음)
  • 궤환율 $\beta$는 출력 전압 $V_o$가 분배 저항 $R_1$과 $R_2$에 의해 나누어져 비반전 단자로 되돌아오는 비율을 의미합니다.
    $$\beta = \frac{R_2}{R_1 + R_2}$$
    $$\beta = \frac{1\text{k}\Omega}{10\text{k}\Omega + 1\text{k}\Omega}$$
    $$\beta = 0.09$$
    계산 결과 $0.09$이며, 보기 중 가장 근접한 값은 $0.9$로 표기되어 있으나 수치상 $0.09$가 정확합니다. (제시된 정답 기준 $0.9$)
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52. 커패시터로 필터를 구성한 전파 정류기에서 부하 저항이 감소하면 리플(ripple) 전압은?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 관계없다.
  4. 주파수가 변화한다.
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터 필터 회로에서 부하 저항이 감소하면 방전 전류가 증가하여 커패시터의 전압 강하가 더 빠르게 일어납니다. 이로 인해 전압의 변동 폭인 리플 전압은 증가하게 됩니다.
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53. 궤환 증폭기에 대한 보드 선도에서 phase margin은? (단, θ는 l Aβ l가 1이 되는 주파수에서 Aβ의 위상각이고, A는 궤환이 없을 때의 전압 증폭율이며, β는 궤환율이다.)

  1. 180° - θ
  2. 90° - θ
  3. 45° - θ
  4. 0° - θ
(정답률: 알수없음)
  • 위상 여유(Phase Margin)는 시스템의 안정도를 나타내는 지표로, 이득이 1($0\text{dB}$)이 되는 지점에서 위상각 $\theta$가 $-180^\circ$로부터 얼마나 떨어져 있는지를 측정합니다.
    따라서 위상 여유는 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\text{Phase Margin} = 180^\circ - \theta$$
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54. 다음 중 FM 변조파를 복조할 수 있는 것은?

  1. 헤테로다인 복조기
  2. 링 검파기
  3. 비 검파기
  4. 비직선 검파기
(정답률: 알수없음)
  • FM 변조파는 주파수의 변화로 정보를 전달하므로, 이를 원래의 신호로 복원하기 위해서는 주파수 변화를 전압 변화로 변환해주는 비 검파기가 필요합니다.
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55. 디지털 신호(2진 데이터)의 정보 내용에 따라서 반송파의 주파수를 변화 시키는 것은?

  1. ASK
  2. FSK
  3. PSK
  4. DPSK
(정답률: 알수없음)
  • FSK(Frequency Shift Keying, 주파수 편이 변조)는 디지털 데이터의 0과 1에 따라 반송파의 주파수를 서로 다르게 설정하여 전송하는 방식입니다.

    오답 노트
    ASK: 진폭을 변화시킴
    PSK: 위상을 변화시킴
    DPSK: 차동 위상을 변화시킴
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56. 다음 회로 중 입력 저항이 가장 크게 될 수 있는 것은?

  1. bootstrapping 회로
  2. cascade 증폭기 회로
  3. 트랜지스터 chopper 회로
  4. 베이스 접지형 증폭기 회로
(정답률: 알수없음)
  • bootstrapping 회로는 피드백을 통해 입력 임피던스를 획기적으로 높여 입력 저항을 매우 크게 만들 수 있는 회로 기법입니다.

    오답 노트
    베이스 접지형 증폭기: 입력 임피던스가 매우 낮음
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57. 다음 회로의 명칭으로 가장 적합한 것은?

  1. 저역통과 여파기
  2. 고역통과 여파기
  3. AC-DC 변환기
  4. 시미트 트리거
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 는 입력단에 RC 저역통과 필터가 구성되어 있고, 연산 증폭기가 이를 통해 저주파 성분만을 통과시키도록 설계된 저역통과 여파기(Low Pass Filter) 회로입니다.
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58. 이상형 RC 발진기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 발진을 계속하기 위해서 증폭도는 29보다 작아야 한다.
  2. 펄스 발진기로 많이 사용된다.
  3. 100[MHz]대의 높은 주파수 발진용으로 적합하다.
  4. 병렬저항형 이상형 발진기의 발진주파수는 [Hz]이다.
(정답률: 알수없음)
  • 병렬저항형 이상형 RC 발진기의 발진주파수 공식은 $\frac{1}{2\pi\sqrt{6}RC}$ 입니다.

    오답 노트
    증폭도: 발진을 유지하기 위해 증폭도는 29 이상이어야 함
    용도: 저주파 발진기로 사용됨
    주파수 대역: 고주파(100 MHz 대)에는 부적합함
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59. 1[kHz]의 신호파로 10[MHz]의 반송파를 주파수 변조하였을 때 최대주파수편이가 50[kHz]이면 이 FM 신호의 대역폭은?

  1. 약 1000[kHz]
  2. 약 100[kHz]
  3. 약 50[kHz]
  4. 약 1[kHz]
(정답률: 알수없음)
  • FM 신호의 대역폭은 카슨의 법칙(Carson's Rule)을 사용하여 신호파 주파수의 2배와 최대주파수편이의 2배를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $BW = 2(\Delta f + f_m)$
    ② [숫자 대입] $BW = 2(50\text{ kHz} + 1\text{ kHz})$
    ③ [최종 결과] $BW = 102\text{ kHz}$
    따라서 약 $100\text{ kHz}$가 정답입니다.
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60. 발진주파수 변동 원인과 방지책으로 잘못된 것은?

  1. 주위온도 변화 : 항온조를 사용한다.
  2. 부하 변동 : 발진기 후단에 완충증폭기를 사용한다.
  3. 회로소자 변화 : 방습제를 사용한다.
  4. 전원전압 변동 : 전력증폭기 등 다른 회로 전원과 공동으로 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전원전압의 변동으로 인한 주파수 변화를 방지하기 위해서는 전압 안정화를 위해 정전압 회로를 사용하거나, 전력증폭기 등 노이즈가 많은 회로와 전원을 분리하여 독립적으로 공급해야 합니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 진성 반도체에서 온도가 상승하면?

  1. 반도체의 저항이 증가한다.
  2. 원자의 에너지가 증가한다.
  3. 정공이 전도대에 발생된다.
  4. 금지대가 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 진성 반도체에 열 에너지가 공급되어 온도가 상승하면, 가전자대(Valence Band)에 있던 전자들이 에너지를 얻어 금지대를 넘어 전도대(Conduction Band)로 이동하므로 원자의 에너지가 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    반도체의 저항이 증가한다: 온도가 오르면 캐리어 농도가 증가하여 저항은 감소합니다.
    정공이 전도대에 발생된다: 정공은 가전자대에 남고 전자가 전도대로 이동합니다.
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62. 온도가 상승하면 N형 반도체의 Ferni 중위는 어디에 위치하게 되는가?

  1. 전도대역쪽으로 접근
  2. 가전자대역쪽으로 접근
  3. 금지대 영역 중앙으로 접근
  4. 금지대역 중앙과 가전자대역 중간
(정답률: 알수없음)
  • N형 반도체는 온도가 상승함에 따라 열적 여기로 인해 진성 반도체와 유사한 성질을 띠게 되며, 이에 따라 페르미 준위는 전도대 근처에서 금지대 영역 중앙(진성 페르미 준위)으로 이동하게 됩니다.
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63. Fermi-Dirac의 분포 함수는? (단, E는 에너지 준위, α, β는 Lagrangean multiplier 이다.)

  2. eα+β-1
  3. P = 1/εα+βE
  4. P = εα+β+1
(정답률: 알수없음)
  • Fermi-Dirac 분포 함수는 페르미온(전자 등)이 특정 에너지 준위에 존재할 확률을 나타내며, 분모에 지수 함수 형태의 에너지 항이 포함된 구조를 가집니다.
    $$\frac{1}{1 + e^{\frac{E - E_f}{kT}}}$$
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64. 전계의 세기가 E = 100[V/m]인 전계 중에 놓인 전자에 가해지는 전자의 가속도는 약 얼마인가? (단, 전하량 : 1.602×10-19[C], 전자의 질량은 9.11 × 10-31[㎏]이다.)

  1. 1.750 [m/s2]
  2. 1.602×1013 [m/s2]
  3. 5.93×105 [m/s2]
  4. 1.75×1013 [m/s2]
(정답률: 알수없음)
  • 전계 내에서 전자가 받는 힘 $F = qE$이고, 뉴턴의 제2법칙 $F = ma$에 의해 가속도 $a = \frac{qE}{m}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $a = \frac{qE}{m}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{1.602 \times 10^{-19} \times 100}{9.11 \times 10^{-31}}$
    ③ [최종 결과] $a = 1.75 \times 10^{13}$
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65. 금속의 2차 전자 방출비에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 항상 일정하다.
  2. 방출비 값은 항상 1보다 작다.
  3. 금속의 종류에 따라서 달라진다.
  4. 2차 전자는 반사되는 전자를 의미한다.
(정답률: 알수없음)
  • 2차 전자 방출비는 입사 전자 하나당 방출되는 전자의 수의 비율을 의미하며, 이는 금속의 종류, 입사 전자의 에너지, 입사각 등에 따라 달라집니다.

    오답 노트
    방출비는 재료에 따라 1보다 클 수도 있으며, 2차 전자는 반사된 전자가 아니라 금속 내부에서 튀어나온 전자입니다.
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66. 그림과 같이 역직렬로 접속된 바리스터(Varistor)의 특성으로 적합한 것은?

  1. 낮은 전압에서 큰 저항을 나타낸다.
  2. 높은 전압에서 큰 저항을 나타낸다.
  3. 낮은 전압에서 적은 저항을 나타낸다.
  4. 높은 전압에서 큰 저항, 낮은 전압에서 적은 저항을 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 바리스터는 전압이 낮을 때는 저항이 매우 커서 전류를 차단하고, 전압이 일정 수준(임계 전압) 이상으로 높아지면 저항이 급격히 감소하여 전류를 흐르게 하는 비선형 저항 소자입니다. 따라서 와 같이 접속된 경우 낮은 전압에서 큰 저항을 나타냅니다.
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67. 정전계내의 전자운동에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전자는 전계와 같은 방향의 일정한 힘을 받는다.
  2. 전자의 운동 속도는 인가된 전위차 V의 제곱근에 비례한다.
  3. 전계에 의한 전자의 운동에너지는 1/2mv2[J]이다.
  4. 전위차 V에 의한 가속전자의 운동에너지는 eV[J]이다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자는 음(-)의 전하를 가지므로, 전계의 방향과 반대 방향으로 힘을 받습니다.

    오답 노트
    전자의 운동 속도는 에너지 보존 법칙에 의해 전위차 $V$의 제곱근에 비례하며, 운동에너지는 $\frac{1}{2}mv^{2}$ 또는 $eV$로 표현됩니다.
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68. 발광 다이오드(light emitting diode, LED)의 램프에 대한 설명중 옳지 않은 것은?

  1. 고신뢰도이다.
  2. 점등시 과전류가 흐른다.
  3. 단색광이며, 발광스펙트럼이 좁다.
  4. 발광 다이오드는 정격치의 직류순방향 전류를 흘리면 발광한다.
(정답률: 알수없음)
  • LED는 정격 직류 순방향 전류를 흘려주어야 안정적으로 발광하며, 과전류가 흐를 경우 소자가 파괴될 수 있으므로 적절한 제한 저항을 연결하여 전류를 제어해야 합니다.

    오답 노트
    고신뢰도이다: 수명이 길고 신뢰성이 높음
    단색광이며, 발광스펙트럼이 좁다: 특정 파장의 빛만 방출하는 특성이 있음
    정격치의 직류순방향 전류를 흘리면 발광한다: 순방향 바이어스 시 발광하는 기본 원리
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69. 전자 수가 32인 원자의 가전자 수는?

  1. 2개
  2. 4개
  3. 8개
  4. 18개
(정답률: 알수없음)
  • 전자 수 32인 원자의 전자 배치는 $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{2} 3d^{10} 4p^{2}$ 순으로 채워집니다. 가장 바깥 껍질인 $n=4$ 궤도에 있는 전자 수가 $4s^{2}$와 $4p^{2}$를 합쳐 총 4개이므로 가전자 수는 4개입니다.
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70. 트랜지스터의 베이스 폭 변조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 컬렉터 전압 VCB가 증가함에 따라 베이스 중성 영역의 폭이 줄어든다.
  2. 베이스 폭의 감소는 베이스 영역의 소수 캐리어 농도의 기울기를 증대시킨다.
  3. 컬렉터 역바이어스의 증가에 따라 이미터 전류와 컬렉터 전류가 감소한다.
  4. 베이스 폭이 감소하면 전류증폭률 α가 증대한다.
(정답률: 알수없음)
  • 컬렉터 역바이어스 전압 $V_{CB}$가 증가하면 베이스 폭이 감소하여 베이스 내 소수 캐리어의 농도 기울기가 급해지며, 이는 컬렉터로 넘어가는 캐리어 수를 늘려 전류증폭률 $\alpha$를 증대시킵니다. 따라서 컬렉터 역바이어스 증가 시 이미터 전류와 컬렉터 전류가 감소한다는 설명은 틀린 것입니다.
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71. 바렉터(varactor) 다이오드는 어떠한 양(量)들 사이의 비직선적 관계를 이용하는 소자인가?

  1. 전류와 전압
  2. 전류와 온도
  3. 전압과 정전용량
  4. 주파수와 정전용량
(정답률: 알수없음)
  • 바렉터 다이오드는 역방향 바이어스 전압을 조절하여 공핍층의 두께를 변화시킴으로써 정전용량을 제어하는 가변 용량 다이오드입니다. 따라서 전압과 정전용량 사이의 비직선적 관계를 이용합니다.
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72. 정격 100[V], 50[W] 백열전구의 필라멘트를 0.1[sec]사이에 통과하는 전자수는? (단, 전자의 전하량 e = 1.6×10-19[C])

  1. 3.125×1017 [개/초]
  2. 6.24×1016 [개/초]
  3. 62.4×1017 [개/초]
  4. 3.125×1016 [개/초]
(정답률: 알수없음)
  • 전력 공식을 통해 전류를 구한 뒤, 전하량과 전자 수의 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{P \times t}{V \times e}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{50 \times 0.1}{100 \times 1.6 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $n = 3.125 \times 10^{17}$
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73. 기압 1[mmHg] 정도의 글로우 방전(glow discharge)에서 생기는 관내 발광 부분이 아닌 것은?

  1. 양광주 (positive column)
  2. 부 글로우 (negative glow)
  3. 음극 글로우 (cathode glow)
  4. 패러데이 암부 (faraday dark space)
(정답률: 알수없음)
  • 글로우 방전 시 관내에는 음극 글로우, 부 글로우, 양광주 등이 나타납니다. 패러데이 암부는 글로우 방전이 아닌 일반적인 방전 특성이나 다른 영역의 특성으로, 글로우 방전의 주요 발광 부분에 해당하지 않습니다.
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74. 실리콘 단결정 반도체에서 N형 불순물로 사용될 수 없는 것은?

  1. 안티몬 (Sb)
  2. 비소 (As)
  3. 인 (P)
  4. 알루미늄 (Al)
(정답률: 알수없음)
  • N형 반도체는 4족 원소인 실리콘(Si)에 5족 원소(P, As, Sb 등)를 도핑하여 자유 전자를 생성합니다. 알루미늄(Al)은 3족 원소이므로 정공을 생성하는 P형 불순물로 사용됩니다.
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75. 다음 일반적인 반도체에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 결정구조의 결함은 이동도를 감소시킨다.
  2. 진성반도체의 도전율은 캐리어의 농도에 따라 변한다.
  3. N형 반도체의 도너 원자는 정상온도에서 정전하를 갖는다.
  4. 반도체에 전계를 가하면 정공의 드리프트 속도의 방향은 전계와 반대 방향이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정공(Hole)은 양(+)의 전하를 가진 캐리어이므로, 전계를 가했을 때 전계의 방향과 같은 방향으로 이동합니다.

    오답 노트
    결정구조 결함: 산란 작용으로 이동도 감소
    진성반도체: 캐리어 농도가 도전율을 결정
    도너 원자: 전자를 내놓고 양전하를 띰
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76. 공기 중에서 정지상태의 전자의 질량 m = 9.11×10-31[㎏]일 때 광속도 1/5의 속도로 운동하고 있는 전자의 질량은 약 얼마인가?

  1. 9.11×10-31[㎏]
  2. 9.29×10-31[㎏]
  3. 9.11×10-28[㎏]
  4. 9.29×10-28[㎏]
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 광속도에 가까운 속도로 운동할 때 질량이 증가하는 상대론적 질량 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{9.11 \times 10^{-31}}{\sqrt{1 - (\frac{1}{5})^2}}$
    ③ [최종 결과] $m = 9.29 \times 10^{-31} \text{ kg}$
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77. 가장 많은 방전 전류가 흐르는 방전영역은?

  1. 타운젠트 방전역
  2. 정상 글로우 방전역
  3. 이상 글로우 방전역
  4. 아크 방전역
(정답률: 알수없음)
  • 기체 방전의 단계는 타운젠트 방전 $\rightarrow$ 글로우 방전 $\rightarrow$ 아크 방전 순으로 발전하며, 아크 방전역은 전극 온도가 매우 높아져 열전자 방출이 활발해지므로 가장 많은 방전 전류가 흐르는 영역입니다.
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78. 다음 설명에 대한 것으로 옳은 것은?

  1. 홀 효과 (Hall effect)
  2. 콤프턴 효과 (Compton effect)
  3. 쇼트키 효과 (Schottky effect)
  4. 흑체방사 (Black body radiation)
(정답률: 알수없음)
  • X-선 광자가 전자와 충돌하여 산란될 때, 입사된 X-선보다 파장이 길어지는 현상은 빛의 입자성을 증명하는 대표적인 사례입니다.
    이 현상을 콤프턴 효과 (Compton effect)라고 합니다.

    오답 노트
    홀 효과: 자기장 내 전하 이동 시 전위차 발생
    쇼트키 효과: 외부 전계에 의해 일함수가 감소하여 전자 방출 증가
    흑체방사: 온도에 따른 전자기파 방출 현상
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79. 수소 원자에서 원자핵 주위를 돌고 있는 전자가 에너지 준위 E1(= -5.14×10-12[erg])상태에서, 에너지 준위 E2(= -21.7×10-12[erg]) 상태로 천이할 때 내는 빛의 진동수는 약 얼마인가? (단, Planck 상수 h = -6.63×10-27[ergㆍsec]이다.)

  1. 1.2×105/sec
  2. 2.5×1015/sec
  3. 5.03×1016/sec
  4. 10.3×1022/sec
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 준위의 차이($\Delta E$)는 방출되는 빛의 에너지($hf$)와 같다는 양자역학적 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{E_{1} - E_{2}}{h}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{(-5.14 \times 10^{-12}) - (-21.7 \times 10^{-12})}{6.63 \times 10^{-27}}$
    ③ [최종 결과] $f = 2.5 \times 10^{15}$
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80. 균등자계 B내에 수직으로 속도 v로 입사한 전자의 속도를 2배로 증가시켰을 때, 전자의 운동은 어떻게 변하는가?

  1. 원운동의 주기는 4배가 된다.
  2. 원운동의 각속도는 2배가 된다.
  3. 원운동의 주기는 변하지 않는다.
  4. 원운동의 반경은 변하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 균등자계 내에서 전자의 원운동 주기 $T$는 전자의 속도 $v$와 무관하며, 오직 자기장의 세기 $B$와 전자의 질량 $m$, 전하량 $e$에 의해서만 결정됩니다.
    따라서 속도를 2배로 증가시켜도 원운동의 주기는 변하지 않습니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 컴퓨터의 구성요소 중 다음 설명에 해당되는 것은?

  1. 입력 장치
  2. 제어 장치
  3. 연산 장치
  4. 기억 장치
(정답률: 알수없음)
  • CPU 내부 및 컴퓨터 전체의 동작을 지시하고 데이터의 흐름을 관리하는 장치는 제어 장치입니다.
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82. 다음 플립플롭의 진리표로 옳은 것은?

  1. q1 = 0 , q2 = 0
  2. q1 = 1 , q2 = 0
  3. q1 = 0 , q2 = 1
  4. q1 = 1 , q2 = 1
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 JK 플립플롭이며, 입력 $A$가 $J$로 들어가고 $\text{NOT } A$가 $K$로 들어가는 구조입니다.
    1. $A=0$일 때: $J=0, K=1$ $\rightarrow$ 리셋 상태이므로 $q_{1} = 0$
    2. $A=1$일 때: $J=1, K=0$ $\rightarrow$ 셋 상태이므로 $q_{2} = 1$
    따라서 $q_{1} = 0, q_{2} = 1$ 입니다.
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83. 자료구조에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 배열(array)은 원하는 자료를 즉시 읽어낼 수 있다.
  2. 연결 리스트(linked list)는 원하는 자료를 읽어내기 위해 리스트를 탐색하여야 한다.
  3. 연결 리스트는 자료의 추가나 삭제가 배열보다 어렵다.
  4. 배열은 기억장치 내에 연속된 기억공간을 필요로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 연결 리스트는 포인터를 사용하여 노드를 연결하므로, 배열과 달리 데이터를 밀어낼 필요 없이 포인터만 변경하면 되어 자료의 추가나 삭제가 훨씬 쉽습니다.

    오답 노트
    배열은 연속된 공간을 사용하므로 인덱스를 통해 즉시 접근이 가능합니다.
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84. 명령어가 다음과 같은 형태로 되어 있을 경우 명령어의 종류와 메모리의 최대 크기는?

  1. 8개, 8K
  2. 8개, 16K
  3. 16개, 1K
  4. 16개, 16K
(정답률: 알수없음)
  • 명령어의 종류는 OP코드의 비트 수로 결정되며, 메모리 크기는 주소(ADDRESS) 비트 수로 결정됩니다.
    ① [명령어 종류] $2^{4} = 16$ 개
    ② [메모리 크기] $2^{10} = 1024 = 1\text{K}$
    ③ [최종 결과] 16개, 1K
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85. 행의 수가 7이고 열의 수가 5인 7 × 5 이차원 배열(array) a의 각 자료의 위치는 a[행][열]로 표시한다. 행주도순서(row major order)를 사용하고 a[1][1]이 1번지일 때 a[3][4]는 몇 번지인가?

  1. 14
  2. 18
  3. 19
  4. 25
(정답률: 알수없음)
  • 행주도순서(Row Major Order)에서 배열의 주소는 이전 행들의 전체 요소 수와 현재 행에서의 열 위치를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Address} = (r-1) \times c + col$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Address} = (3-1) \times 5 + 4$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Address} = 14$$
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86. (3 + 4)의 덧셈을 Excess-3 코드법에 의해 계산한 결과 값은?

  1. 1010
  2. 1101
  3. 0111
  4. 1000
(정답률: 알수없음)
  • Excess-3 코드는 각 십진수 숫자에 3을 더한 후 2진수로 변환하는 방식입니다.
    ① [기본 공식] $(3 + 4) + 3 = 10$
    ② [숫자 대입] $10 = 1010_{2}$
    ③ [최종 결과] $1010$
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87. 마이크로프로세서의 속도를 프린터와 맞추기 위한 방법으로 마이크로프로세서와 입ㆍ출력장치를 동기화시키는 입ㆍ출력 제어 방식은?

  1. decoding method
  2. spooling
  3. daisy chain
  4. handshaking
(정답률: 알수없음)
  • 속도가 매우 빠른 마이크로프로세서와 상대적으로 느린 입출력장치 간의 속도 차이를 극복하기 위해, 서로 신호를 주고받으며 동기화하는 방식을 handshaking이라고 합니다.
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88. 스택(stack)이 반드시 필요한 명령문 형식은?

  1. 0-주소 형식
  2. 1-주소 형식
  3. 2-주소 형식
  4. 3-주소 형식
(정답률: 알수없음)
  • 0-주소 형식은 오퍼랜드(피연산자)를 명시하지 않고 스택(stack)의 최상단(Top)에 있는 데이터를 자동으로 이용하는 구조이므로 스택이 반드시 필요합니다.
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89. 인터럽트가 발생 하였을 때 반드시 저장할 필요가 없는 것은?

  1. 프로그램의 크기
  2. 프로그램 계수기의 값
  3. 프로세서의 상태 조건 값
  4. 프로세서 내의 레지스터 내용
(정답률: 알수없음)
  • 인터럽트 발생 시에는 중단된 지점으로 복귀하기 위해 현재의 상태(PC 값, 레지스터 내용, 상태 플래그)를 저장해야 하지만, 프로그램의 전체 크기는 실행 상태와 무관한 고정 정보이므로 저장할 필요가 없습니다.
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90. 명령 인출 사이클(fetch cycle)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. machine cycle에 속한다.
  2. 명령어를 해독하는 과정이 포함된다.
  3. 반드시 execution cycle에서만 발생한다.
  4. program counter에서 주소가 MAR로 전달된다.
(정답률: 알수없음)
  • 명령 인출 사이클은 실행 사이클(execution cycle) 이전에 명령어를 메모리에서 가져오는 독립적인 단계이므로, 반드시 실행 사이클에서만 발생한다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    machine cycle에 속한다: 인출과 실행을 포함하는 기본 단위이므로 맞음
    명령어를 해독하는 과정이 포함된다: 인출 후 IR에 저장된 명령어를 해독하므로 맞음
    program counter에서 주소가 MAR로 전달된다: 다음 명령어 주소를 가져오는 기본 과정이므로 맞음
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91. 보수기 (Complementer)를 구성하는데 필요한 Gate는?

  1. AND 및 OR
  2. Exclusive OR
  3. OR와 Exclusive NOR
  4. NOR
(정답률: 알수없음)
  • 보수기는 입력값에 1을 XOR 연산하여 비트를 반전시킴으로써 보수를 생성하므로 Exclusive OR 게이트가 필요합니다.
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92. Associative 메모리와 관련이 없는 것은?

  1. CAM(Content Addressable Memory)
  2. 고속의 Access
  3. Key 레지스터
  4. MAR(Memory Address Register)
(정답률: 알수없음)
  • Associative 메모리는 주소가 아닌 내용(Content)으로 데이터를 찾는 CAM(Content Addressable Memory) 방식으로, Key 레지스터를 사용하여 고속의 Access가 가능합니다.

    오답 노트
    MAR(Memory Address Register): 주소 기반의 일반 메모리 접근 방식에서 사용되는 레지스터입니다.
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93. 그림과 같이 J-K 플립플롭 결선하고, 클록 펄스를 계속 인가하였을 때의 출력상태는?

  1. Set 된다.
  2. Reset 된다.
  3. Togging 된다.
  4. 동작불능이다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 를 분석하면 J 입력과 K 입력이 모두 $+5\text{V}$ (High)로 연결되어 있습니다. J-K 플립플롭에서 $J=1, K=1$인 상태로 클록 펄스가 인가되면 출력 $Q$는 이전 상태의 반전으로 계속 바뀌는 Togging 동작을 수행합니다.
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94. 다음 중 제 4세대 마이크로프로세서 MCR68020, MC68030 및 Intel 80386에서 주로 사용되는 반도체 기술은?

  1. HCMOS
  2. HMOS
  3. NMOS
  4. PMOS
(정답률: 알수없음)
  • 제 4세대 마이크로프로세서인 MC68020, MC68030 및 Intel 80386 등은 고속 동작과 저전력 소비를 위해 HCMOS 기술을 주로 사용하였습니다.
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95. DMA(Direct Memory Access) 장치의 역할은?

  1. 주기억장치와 CPU 사이의 정보 교환을 담당한다.
  2. CPU로 옮긴 데이터를 메모리에서 찾아 전송하는 역할을 한다.
  3. 메모리와 입ㆍ출력장치 간에 대량의 자료를 전송하는 역할을 한다.
  4. CPU에서 입ㆍ출력장치로 데이터를 전송하는 역할을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • DMA는 CPU의 개입 없이 메모리와 입·출력 장치 간에 직접 대량의 데이터를 전송하여 시스템의 전체적인 효율을 높이는 장치입니다.
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96. 다음 중 애니메이션, 사운드, 비디오 등의 멀티미디어를 포함한 발표자료를 만들고자 한다. 이 때 가장 편리하게 사용할 수 있는 응용소프트웨어는?

  1. MS 파워포인트(power point)
  2. 노트패드(notepad)
  3. MS 엑셀(excel)
  4. Adobe 포토샵(photoshop)
(정답률: 알수없음)
  • 애니메이션, 사운드, 비디오 등 다양한 멀티미디어 요소를 결합하여 시각적인 발표 자료를 제작하는 데 최적화된 소프트웨어는 MS 파워포인트(power point)입니다.
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97. RISC(Reduced Instruction Set Computer) 시스템과 관련이 없는 것은?

  1. 하나의 명령어가 한 가지 이상의 명령어를 갖고 있다.
  2. 대부분의 명령어가 하나의 머신 사이클 내에 수행된다.
  3. 고정된 길이의 명령어를 제공한다.
  4. 제어 방식은 하드와이어(Hardwired)적이다.
(정답률: 알수없음)
  • RISC는 명령어 세트를 단순화하여 효율을 높인 시스템으로, 하나의 명령어가 오직 한 가지 작업만 수행하도록 설계되었습니다.

    오답 노트
    대부분의 명령어가 하나의 머신 사이클 내에 수행됨: RISC의 핵심 특징
    고정된 길이의 명령어 제공: 파이프라이닝 효율을 위한 RISC 특징
    하드와이어 제어 방식: 빠른 실행을 위한 RISC의 제어 방식
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98. 다음 프로그래밍 언어 중 고급언어가 아닌 것은?

  1. Assembly
  2. C
  3. FORTRAN
  4. COBOL
(정답률: 알수없음)
  • Assembly는 기계어와 1:1 대응되는 저급언어(Low-level Language)입니다. C, FORTRAN, COBOL은 인간이 이해하기 쉬운 문법으로 작성된 고급언어입니다.
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99. 순서도의 기호 중에서 다음 기호가 나다태는 것은?

  1. 판단
  2. 처리
  3. 터미널
  4. 입ㆍ출력
(정답률: 알수없음)
  • 순서도에서 마름모꼴 기호는 조건에 따라 실행 경로를 결정하는 판단(Decision) 단계를 나타냅니다.
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100. 수행 시간이 길어 특수 목적의 기계 이외에는 별로 사용하지 않는 명령 형식이지만 연산 후 입력 자료가 변환되지 않고 보존되는 장점을 가진 명령 형식은?

  1. 3-주소명령형식
  2. 2-주소명령형식
  3. 1-주소명령형식
  4. 0-주소명령형식
(정답률: 알수없음)
  • 3-주소명령형식은 두 개의 소스 오퍼랜드와 하나의 목적지 오퍼랜드를 지정하므로, 연산 후 결과값이 별도의 장소에 저장되어 입력 자료가 변환되지 않고 그대로 보존되는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    2-주소명령형식: 연산 결과가 소스 오퍼랜드 중 하나에 덮어써져 자료가 변환됨
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