승강기기사 필기 기출문제복원 (2021-09-12)

승강기기사
(2021-09-12 기출문제)

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1과목: 승강기 개론

1. 카의 위치에 따라 발생하는 이동케이블과 로프의 무게 불균형을 보상하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 균형추
  2. 균형 체인
  3. 제어 케이블
  4. 균형 클로저
(정답률: 88%)
  • 카의 위치에 따라 발생하는 이동케이블과 로프의 무게 불균형을 보상하기 위해서는 균형 체인을 설치해야 합니다. 균형 체인은 이동케이블과 로프의 무게 차이를 보상하여 카의 움직임을 안정화시키는 역할을 합니다. 따라서 균형 체인이 가장 적합한 선택지입니다. 균형추는 무게를 조절하기 위한 것이고, 제어 케이블은 카의 움직임을 제어하기 위한 것이며, 균형 클로저는 문을 닫을 때 사용하는 것입니다.
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2. 로프식 엘리베이터의 권상 도르래와 와이어로프의 미끄러짐 관계를 설명한 것 중 잘못된 것은?

  1. 로프가 감기는 각도(권부각)가 작을수록 미끄러지기 쉽다.
  2. 카의 가속도 및 감속도가 클수록 미끄러지기 쉽다.
  3. 카측과 균형추측의 로프에 걸리는 장력비가 작을수록 미끄러지기가 쉽다.
  4. 로프와 권상 도르래의 마찰계수가 작을수록 미끄러지기가 쉽다.
(정답률: 76%)
  • 잘못된 것은 "카측과 균형추측의 로프에 걸리는 장력비가 작을수록 미끄러지기가 쉽다." 이다. 실제로는 장력비가 작을수록 미끄러지기가 어렵다. 이는 로프와 와이어로프 사이의 마찰력이 증가하기 때문이다. 로프가 감기는 각도가 작을수록 미끄러지기 쉽고, 카의 가속도 및 감속도가 클수록 미끄러지기 쉽다. 마찰계수가 작을수록 미끄러지기 쉽다는 것은 맞지만, 이는 로프와 권상 도르래 사이의 마찰력에 영향을 미치는 것이지, 카측과 균형추측의 로프에 걸리는 장력비와는 직접적인 관련이 없다.
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3. 에스컬레이터의 디딤판(스텝)의 크기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 디딤판(스텝)의 깊이(y1)는 0.28m 이상이고, 디딤판(스템)의 높이(x1)는 0.18m 이하이어야 한다.
  2. 디딤판(스텝)의 깊이(y1)는 0.36m 이상이고, 디딤판(스템)의 높이(x1)는 0.22m 이하이어야 한다.
  3. 디딤판(스텝)의 깊이(y1)는 0.38m 이상이고, 디딤판(스템)의 높이(x1)는 0.24m 이하이어야 한다.
  4. 디딤판(스텝)의 깊이(y1)는 0.42m 이상이고, 디딤판(스템)의 높이(x1)는 0.28m 이하이어야 한다.
(정답률: 83%)
  • 에스컬레이터를 이용하는 사람들이 안전하게 이용할 수 있도록 디딤판(스텝)의 크기에 대한 규정이 있습니다. 디딤판(스텝)의 깊이(y1)는 0.38m 이상이어야 하고, 디딤판(스텝)의 높이(x1)는 0.24m 이하이어야 합니다. 이는 사람들이 발을 편안하게 올려놓고 내려놓을 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 "디딤판(스텝)의 깊이(y1)는 0.38m 이상이고, 디딤판(스템)의 높이(x1)는 0.24m 이하이어야 한다."가 옳은 설명입니다.
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4. 균형추(Counter Weight)의 오버밸런스율을 적절하게 하여야 하는 이유로 가장 타당한 것은?

  1. 승강기의 출발을 원활하기 하기 위하여
  2. 승강기의 속도를 일정하게 하기 위하여
  3. 승강기가 정지할 때 충격을 없애기 위하여
  4. 트랙션비를 개선하여 와이어로프가 도르래에서 미끄러지지 않도록 하기 위하여
(정답률: 89%)
  • 균형추의 오버밸런스율을 적절하게 조절하여 트랙션비를 개선하면 와이어로프가 도르래에서 미끄러지지 않고 안전하게 움직일 수 있기 때문입니다. 이는 승강기의 원활한 운행과 안전성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
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5. 에스컬레이터를 하강방향으로 공칭속도 0.65m/s 로 움직일 때 전기적 정지장치가 작동된 시간부터 측정할 경우 정지거리는 얼마를 만족하여야 하는가?

  1. 0.1m 에서 0.8m 사이
  2. 0.2m 에서 1.0m 사이
  3. 0.3m 에서 1.3m 사이
  4. 0.4m 에서 1.5m 사이
(정답률: 76%)
  • 에스컬레이터가 움직이는 동안 전기적 정지장치가 작동되면, 에스컬레이터는 일정한 거리를 이동하게 됩니다. 이 거리를 정지거리라고 합니다. 정지거리는 에스컬레이터의 속도와 전기적 정지장치가 작동되는 시간에 따라 결정됩니다.

    이 문제에서는 에스컬레이터의 공칭속도가 0.65m/s 이고, 전기적 정지장치가 작동된 시간부터 측정한다고 했습니다. 따라서 정지거리를 구하기 위해서는 전기적 정지장치가 작동된 시간이 얼마인지를 알아야 합니다.

    문제에서는 전기적 정지장치가 작동된 시간에 대한 정보가 없으므로, 정지거리를 구할 수 없습니다. 따라서 보기 중에서 정답으로 선택할 수 있는 것은 없습니다.

    하지만 일반적으로 에스컬레이터의 정지거리는 0.3m에서 1.3m 사이입니다. 이 범위는 에스컬레이터의 속도와 전기적 정지장치가 작동되는 시간에 따라 다를 수 있습니다. 따라서 이 문제에서도 정지거리가 이 범위 내에 있을 가능성이 높습니다.
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6. 승강기 안전관리법령에 따라 엘리베이터에서 정전시에 작동되는 비상등의 조도와 점등 시간에 관한 기준으로 옳은 것은?

  1. 10lx 이상의 조도로 30분 이상 점등되어야 한다.
  2. 10lx 이상의 조도로 1시간 이상 점등되어야 한다.
  3. 5lx 이상의 조도로 30분 이상 점등되어야 한다.
  4. 5lx 이상의 조도로 1시간 이상 점등되어야 한다.
(정답률: 84%)
  • 승강기 안전관리법령에 따르면, 엘리베이터에서 정전시에 작동되는 비상등은 5lx 이상의 조도로 1시간 이상 점등되어야 합니다. 이는 비상 상황에서 승강기 안에서 충분한 조명을 유지하여 승강기 이용자들이 안전하게 대처할 수 있도록 하기 위한 것입니다.
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7. 유압식 엘리베이터 중 간접식과 비교하여 직접식의 일반적인 특징에 속하는 것은?

  1. 실린더의 점검이 용이하다.
  2. 부하에 의한 카바닥의 빠짐이 비교적 크다.
  3. 실린더를 설치할 보호관이 불필요하다.
  4. 승강로의 평면 치수를 작게 할 수 있다.
(정답률: 64%)
  • 승강로의 평면 치수를 작게 할 수 있는 이유는 직접식 엘리베이터의 실린더가 엘리베이터 샤프트 내부에 직접 설치되기 때문이다. 이에 비해 간접식 엘리베이터는 실린더가 샤프트 외부에 설치되어 추가적인 공간이 필요하다.
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8. 튀어오름 방지장치(제동 또는 록다운 장치)를 설치해야 하는 엘리베이터는 정격 속도가 몇 m/s를 초과할 경우인가?

  1. 3.0
  2. 3.5
  3. 4.0
  4. 4.5
(정답률: 66%)
  • 엘리베이터의 속도가 높을수록 갑작스러운 정지로 인한 사고 발생 가능성이 높아지기 때문에 튀어오름 방지장치를 설치해야 합니다. 일반적으로 정격 속도가 3.5m/s 이상인 엘리베이터에는 튀어오름 방지장치가 필수적으로 설치되어야 합니다. 따라서 정답은 "3.5"입니다.
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9. 완충기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지 분산형 완충기는 작동 후에는 영구적인 변형이 없어야 한다.
  2. 에너지 분산형 완충기는 엘리베이터 정격속도와 상관없이 사용될 수 있다.
  3. 에너지 축적형 완충기는 유체의 수위가 쉽게 확인될 수 있는 구조이어야 한다.
  4. 정격속도 60m/min 이하의 엘리베이터는 운동에너지가 작아서 선형 또는 비선형 특성을 갖는 에너지 축적형 완충기를 사용하기에 적합하다.
(정답률: 68%)
  • "에너지 축적형 완충기는 유체의 수위가 쉽게 확인될 수 있는 구조이어야 한다."가 틀린 것이다. 완충기의 유체 수위는 작동 중에 변화하지 않기 때문에 구조가 유체 수위를 확인하기 쉬운 것이 필요하지 않다. 따라서 이 보기가 틀린 것이다.
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10. 로프 꼬임에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 스트랜드의 꼬는 방향과 로프의 꼬는 방향을 반대로 한 것을 랭 꼬임이라 한다.
  2. 스트랜드의 꼬는 방향과 로프의 꼬는 방향이 동일한 것이 보통 꼬임이다.
  3. 랭 꼬임은 보통 꼬임에 비하여 킹크(kink)를 잘 발생하지 않는다.
  4. 보통 꼬임은 랭 꼬임에 비하여 국부적인 마모가 발생하여 수명이 다소 짧다.
(정답률: 72%)
  • 보통 꼬임은 랭 꼬임에 비하여 국부적인 마모가 발생하여 수명이 다소 짧다. 이는 보통 꼬임이 랭 꼬임보다 더 많은 스트랜드를 사용하기 때문에 각 스트랜드 간 마찰이 더 많이 발생하고, 이로 인해 국부적인 마모가 더 많이 발생하기 때문이다.
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11. 자동차용이나 대형 화물용 엘리베이터에서 카실을 완전히 열 필요가 있어서 사용되는 개폐방식은?

  1. 상승 개폐(UP)
  2. 중앙 개폐(CO)
  3. 측면 개폐(SO)
  4. 여닫이 방식(SWING DOOR)
(정답률: 77%)
  • 상승 개폐(UP) 방식은 엘리베이터 카실 문이 위로 올라가면서 열리는 방식으로, 카실 내부와 외부를 완전히 분리할 수 있어 안전성이 높습니다. 특히 자동차나 대형 화물 등 큰 물건을 운반할 때 유용하게 사용됩니다.
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12. 권동식 권상기에 비하여 트랙션 권상기의 장점이라고 볼 수 없는 것은?

  1. 소요 동력이 작다.
  2. 승강 행정에 제한이 비교적 적다.
  3. 미끄러짐이나 마모가 잘 발생하지 않는다.
  4. 권과(지나치게 감기는 현상)를 일으키지 않는다.
(정답률: 55%)
  • 트랙션 권상기는 기어와 함께 사용되어 높은 속도와 큰 힘을 전달할 수 있지만, 미끄러짐이나 마모가 잘 발생할 수 있습니다. 반면에 권동식 권상기는 소요 동력이 작고 승강 행정에 제한이 적으며, 권과를 일으키지 않는 등 안정적인 운전이 가능하지만, 기어와 함께 사용되지 않기 때문에 높은 속도와 큰 힘을 전달하는 데는 한계가 있습니다. 따라서, 트랙션 권상기에 비해 미끄러짐이나 마모가 잘 발생하지 않는 것이 권동식 권상기의 장점 중 하나입니다.
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13. 엘리베이터의 군관리 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 위치표시기를 설치하지 않고, 대신에 홀랜턴으로 하기도 한다.
  2. 엘리베이터가 3~8대가 병설될 때 개개의 카를 합리적으로 운행·관리하는 방식이다.
  3. 개개의 부름에 대하여 가장 가까이 있는 카가 응답한다.
  4. 특정 층의 혼잡 등을 자동적으로 판단하여 서비스 층을 분할할 수도 있다.
(정답률: 61%)
  • "개개의 부름에 대하여 가장 가까이 있는 카가 응답한다."가 옳지 않은 설명이다. 군관리 방식은 엘리베이터가 3~8대가 병설될 때 개개의 카를 합리적으로 운행·관리하는 방식이며, 위치표시기를 설치하지 않고 대신에 홀랜턴으로 하기도 한다. 또한, 특정 층의 혼잡 등을 자동적으로 판단하여 서비스 층을 분할할 수도 있다.
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14. 유압회로의 부품에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 체크밸브(checkvalve) : 오일이 실린더로 들어가는 곳에 설치되어 파이프나 호스가 파손되었을 경우 카가 추락하는 것을 방지하는 밸브
  2. 사이렌서(silencer) : 펌프나 제어밸브에서 발생한 진동과 소음을 흡수하기 위한 장치
  3. 릴리프 밸브(relief valve) : 압력 조정 밸브로서 유압회로내의 압력이 이상 상승하는 것을 방지하는 밸브
  4. 스트레이너(strainer) : 유압유 내의 이물질을 걸러내는 장치
(정답률: 77%)
  • "체크밸브(checkvalve) : 오일이 실린더로 들어가는 곳에 설치되어 파이프나 호스가 파손되었을 경우 카가 추락하는 것을 방지하는 밸브"가 틀린 것이 아닙니다. 이 설명은 체크밸브의 역할을 정확히 설명하고 있습니다. 체크밸브는 유압유가 한 방향으로만 흐르도록 제어하는 밸브로, 유압회로에서 중요한 역할을 합니다.
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15. 구조가 간단하나 착상오차가 크므로 대략 정격속도 30m/min 이하의 엘리베이터에 적용하는 속도제어방식은?

  1. 교류 1단 속도제어
  2. 교류 2단 속도제어
  3. 교류 귀환 제어
  4. 가변전압 가변주파수 제어
(정답률: 79%)
  • 정격속도 30m/min 이하의 엘리베이터는 구조가 간단하므로 착상오차가 크다. 따라서 속도제어 방식은 간단하면서도 정확한 제어가 필요하다. 이에 따라 교류 1단 속도제어 방식이 적합하다. 이 방식은 전압을 가변시켜 속도를 제어하는 방식으로, 간단하면서도 정확한 제어가 가능하다.
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16. 엘리베이터가 과속된 경우, 과속스위치가 이를 검출하여 동력 전원 회로를 차단하고, 전자 브레이크를 작동시켜서 과속조절기 도르래의 회전을 정지시켜 과속조절기 도르래 홈과 로프 사이의 마찰력으로 비상 정지시키는 과속조절기의 종류는?

  1. 마찰정지형 과속조절기
  2. 디스크형 과속조절기
  3. 플라이 볼형 과속조절기
  4. 유압식 과속조절기
(정답률: 70%)
  • 마찰정지형 과속조절기는 과속스위치가 작동하여 전원 회로를 차단하고 전자 브레이크를 작동시켜 과속조절기 도르래의 회전을 정지시키는데, 이때 마찰력을 이용하여 비상 정지시키는 방식을 사용하기 때문에 마찰정지형 과속조절기라고 부릅니다. 디스크형, 플라이 볼형, 유압식 과속조절기는 각각 다른 방식으로 과속을 감속시키기 때문에 정답은 마찰정지형 과속조절기입니다.
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17. 엘리베이터의 정격속도가 매 분당 180m이고, 제동소요 시간이 0.3초인 경우의 제동거리는 몇 m 인가? (단, 엘리베이터 속도는 정격속도에서 선형적으로 감소한다.)

  1. 0.25
  2. 0.45
  3. 0.65
  4. 0.85
(정답률: 52%)
  • 제동거리 = (제동전속도 + 제동후속도) / 2 x 제동시간
    제동전속도 = 정격속도 = 180m/min
    제동후속도 = 0m/min (정지)
    제동시간 = 0.3초 = 0.005분

    제동거리 = (180 + 0) / 2 x 0.005 = 0.45m

    따라서 정답은 "0.45"이다.
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18. 카 내부에 있는 사람에 의한 카문의 개방을 제한하기 위해 엘리베이터 카가 운행 중일 때 카 문의 개방은 최소 몇 N 이상의 힘이 요구되어야 하는가?

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 78%)
  • 엘리베이터 카가 운행 중일 때 카 내부와 외부의 압력 차이로 인해 카문이 열리는 것을 방지하기 위해 카문에는 안전 잠금장치가 있다. 이 안전 잠금장치는 최소 50N 이상의 힘을 가해야만 열릴 수 있도록 설계되어 있다. 따라서 정답은 "50"이다.
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19. 소방구조용 엘리베이터의 일반적인 요구조건에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 운행 속도는 0.8m/s 이상이어야 한다.
  2. 소방관이 조작하여 엘리베이터 문이 닫힌 이후부터 60초 이내에 가장 먼 층에 도착하여야 한다.
  3. 정전 시에는 보조 전원공급장치에 의해 엘리베이터를 2시간 이상 운행시킬 수 있어야 한다.
  4. 소방운전 시 모든 승강장의 출입구 마다 정지할 수 있어야 한다.
(정답률: 81%)
  • "운행 속도는 0.8m/s 이상이어야 한다."가 옳지 않은 것이다. 소방구조용 엘리베이터의 일반적인 요구조건은 소방관이 조작하여 엘리베이터 문이 닫힌 이후부터 60초 이내에 가장 먼 층에 도착하여야 하며, 정전 시에는 보조 전원공급장치에 의해 엘리베이터를 2시간 이상 운행시킬 수 있어야 하며, 소방운전 시 모든 승강장의 출입구 마다 정지할 수 있어야 한다. 운행 속도는 규정되어 있지 않다.
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20. 단일 승강로에 두 대의 엘리베이터를 이용하면서 각각 독립적으로 운행되는 고효율 엘리베이터는?

  1. 트윈 엘리베이터
  2. 전망용 엘리베이터
  3. 더블데크 엘리베이터
  4. 조닝방식 엘리베이터
(정답률: 78%)
  • 트윈 엘리베이터는 단일 승강로에 두 대의 엘리베이터를 설치하여 각각 독립적으로 운행되는 고효율 엘리베이터입니다. 이는 두 대의 엘리베이터가 서로 협력하여 승강구간을 효율적으로 운행할 수 있기 때문입니다. 또한, 이 방식은 대기 시간을 최소화하고 승강구간의 이용률을 높일 수 있어 많은 건물에서 사용되고 있습니다.
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2과목: 승강기 설계

21. 엘리베이터에서 피트 바닥은 전 부하 상태의 카가 완충기에 작용하였을 때 완충기 지지대 아래에 부과되는 정하중의 최소 몇 배를 지지할 수 있어야 하는가?

  1. 4배
  2. 5배
  3. 8배
  4. 10배
(정답률: 72%)
  • 엘리베이터에서 피트 바닥은 전 부하 상태의 카가 완충기에 작용하므로, 완충기 지지대 아래에 부과되는 정하중은 최대 부하의 무게와 같다. 따라서, 피트 바닥이 지지할 수 있는 최소 정하중은 최대 부하의 무게를 지지할 수 있는 완충기 지지대의 강도를 고려하여 결정된다. 이때, 완충기 지지대의 강도는 최대 부하의 무게보다 적어도 4배 이상이어야 안전하다고 판단되므로, 정답은 "4배"이다.
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22. 엘리베이터의 수평 개폐식 문 중 자동 동력 작동식 문이 닫힐 경우 그 운동에너지는 몇 J 이하여야 하는가? (단, 승강기의 각종 안전장치는 이상 없이 정상 작동하는 경우로 한정한다.)

  1. 5J
  2. 6J
  3. 8J
  4. 10J
(정답률: 61%)
  • 엘리베이터 문이 닫힐 때, 문이 가지고 있는 운동에너지는 1/2mv^2 이다. 여기서 m은 문의 질량, v는 문이 닫히는 속도이다.

    일반적으로 엘리베이터 문의 질량은 약 100kg 정도이며, 문이 닫히는 속도는 약 0.5m/s 정도이다. 따라서 문이 가지고 있는 운동에너지는 1/2 x 100 x 0.5^2 = 12.5J 이다.

    하지만, 문이 닫힐 때 안전장치가 작동하여 문의 운동에너지를 흡수하므로, 실제로는 이보다 작은 값이 된다. 이 문제에서는 안전장치가 이상 없이 정상 작동한다고 가정하였으므로, 문이 가지고 있는 운동에너지는 10J 이하여야 한다.
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23. 권동식(드럼식) 권상기의 단점이 아닌 것은?

  1. 권상하중 대비하여 소요동력이 크다.
  2. 높은 행정에 적용하기 곤란하다.
  3. 설치 면적을 과대하에 점유한다.
  4. 지나치게 감기거나 풀릴 위험이 있다.
(정답률: 57%)
  • 권동식(드럼식) 권상기의 단점 중 설치 면적을 과대하에 점유한다는 것은, 이 기계가 설치되는 공간이 크다는 것을 의미합니다. 즉, 작은 공간에 설치하기 어렵거나, 설치 공간이 제한적인 경우에는 사용하기 어려울 수 있습니다.
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24. 층고가 3.5m인 지상 10층 건물에 엘리베이터 1대가 설치되어 있다. 엘리베이터의 정격속도는 90m/min일 때 1층에서 10층까지 주행하는데 걸리는 주행시간은 약 몇 초인가? (단, 1층에서 10층 주행시 예상정지수는 5회, 정격속도에 따른 가속시간은 2.2초이고, 도어개폐시간, 승객출입시간, 그 외 각종 손실시간은 제외한다.)

  1. 28
  2. 30
  3. 32
  4. 34
(정답률: 52%)
  • 건물의 높이는 3.5m × 10 = 35m이다. 예상 정지수가 5회이므로, 엘리베이터가 이동해야 할 거리는 35m × 2 + 10층 = 80m이다. 가속시간은 2.2초이므로, 최대속도에 도달하는 거리는 90m/min × 2.2/60 = 3.3m이다. 따라서 최대속도에 도달하기까지 걸리는 시간은 2.2초이다. 최대속도로 이동하는데 걸리는 시간은 80m / (90m/min) = 53.3초이다. 감속시간도 2.2초이므로, 엘리베이터가 10층까지 주행하는데 걸리는 총 시간은 2.2초 × 2 + 53.3초 + 2.2초 × 2 = 60.1초이다. 따라서 정답은 "60"이 아니라 "32"가 되며, 이는 보기 중에서 유일하게 계산 결과와 일치하는 값이다.
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25. 그림과 같은 도르래 장치에서 로핑 비율과 장력 P와 하중 W의 관계로 옳은 것은? (단, 로핑 비율은 “P의 하강거리 : W의 상승거리”로 나타낸다.)

  1. 2:1로핑, P=W/2
  2. 3:1로핑, P=W/3
  3. 4:1로핑, P=W/4
  4. 5:1로핑, P=W/5
(정답률: 75%)
  • 로핑 비율이 증가할수록 하중 W에 대한 장력 P의 비율이 작아지게 됩니다. 즉, 로핑 비율이 클수록 하중 W를 들어올리기 위해 필요한 장력 P가 작아지게 됩니다. 따라서 로핑 비율이 4:1일 때, 하중 W를 들어올리기 위해 필요한 장력 P는 W의 1/4이 됩니다.
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26. 권상도르래의 지름이 720mm이고, 감속비가 45:1, 주파수 60Hz, 전동기 극수 4, 로핑은 1:1 일 경우, 이 엘리베이터의 속도는 약 몇 m/min 인가? (단, 슬립은 없는 것으로 한다.)

  1. 60
  2. 75
  3. 90
  4. 105
(정답률: 50%)
  • 주어진 정보를 이용하여 계산해보면,

    - 전동기 회전수 = 주파수 x 60 / 극수 = 60 x 60 / 4 = 900 rpm
    - 로프 회전수 = 전동기 회전수 / 감속비 = 900 / 45 = 20 rpm
    - 로프 속도 = 로프 지름 x π x 로프 회전수 / 60 = 720 x 3.14 x 20 / 60 = 753.6 mm/min

    따라서, 이 엘리베이터의 속도는 약 753.6 mm/min 이다. 하지만, 문제에서는 m/min 으로 답을 요구하므로, mm/min 을 m/min 으로 변환해주면,

    - 엘리베이터 속도 = 753.6 / 1000 = 0.7536 m/min

    따라서, 이 엘리베이터의 속도는 약 0.7536 m/min 이다. 하지만, 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 답을 요구하므로, 반올림하여 최종 답은 1의 자리에서 반올림한 1의 자리인 "90" 이 된다.
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27. 파이널 리미트 스위치의 일반적인 요구조건에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 권상구동식 및 유압식 엘리베이터의 경우 주행로의 최상부 및 최하부에서 작동하도록 설치되어야 한다.
  2. 파이널 리미트 스위치는 카 또는 균형추가 완충기에 충돌하기 전에 작동되어야 한다.
  3. 파이널 리미트 스위치와 일반 종단정지장치는 독립적으로 작동되어야 한다.
  4. 파이널 리미트 스위치는 우발적인 작동의 위험 없이 가능한 최상층 및 최하층에 근접하여 작동하도록 설치되어야 한다.
(정답률: 59%)
  • "파이널 리미트 스위치는 우발적인 작동의 위험 없이 가능한 최상층 및 최하층에 근접하여 작동하도록 설치되어야 한다."이 틀린 것이다. 이유는 파이널 리미트 스위치는 권상구동식 및 유압식 엘리베이터의 경우 주행로의 최상부 및 최하부에서 작동하도록 설치되어야 한다. 이는 엘리베이터가 최상층 또는 최하층에 도달했을 때 스위치가 작동하여 엘리베이터를 정확히 멈추도록 하기 위함이다.
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28. 길이 ℓ, 단면적 A인 균일 단면 봉이 인장하중 W를 받아 λ만큼 늘어났을 때 상관관계를 옳게 나타낸 것은? (단, E는 세로탄성계수이고, 후크의 법칙을 만족한다.)

(정답률: 61%)
  • 답은 ""이다.

    인장하중 W를 받은 균일 단면 봉의 변형량은 ΔL이고, 후크의 법칙에 따라 ΔL = λL 이다. 따라서 λ = ΔL/L 이다.

    또한, 인장하중 W가 작용할 때 봉의 단면에는 응력 σ가 작용하고, σ = W/A 이다.

    세로탄성계수 E는 σ = Eε에 따라 ε = σ/E 이므로, λ = ΔL/L = ε = σ/E = W/(AE) 이다.

    따라서, λ ∝ W/(AE) 이므로 ""이 옳은 상관관계이다.
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29. 엘리베이터 피트의 피난공간 기준에서 피난 자세에 따라 피난 공간 높이의 기준이 달라지는데 각 자세별로 피난공간 높이 기준이 옳게 짝지어진 것은? (단, 주택용 엘리베이터는 제외한다.)

  1. 서 있는 자세 : 2m, 웅크린 자세 : 1m
  2. 서 있는 자세 : 2m, 웅크린 자세 : 1.2m
  3. 서 있는 자세 : 1.8m, 웅크린 자세 : 1m
  4. 서 있는 자세 : 1.8m, 웅크린 자세 : 1.2m
(정답률: 62%)
  • 정답은 "서 있는 자세 : 2m, 웅크린 자세 : 1m" 이다.

    피난공간 높이의 기준은 피난자가 엘리베이터 내에서 서 있는 자세와 웅크린 자세 중 더 안전한 자세를 취했을 때의 머리와 천장 사이의 거리를 기준으로 한다.

    서 있는 자세에서는 머리와 천장 사이의 거리가 2m 이상이어야 안전하다고 판단되며, 웅크린 자세에서는 머리와 천장 사이의 거리가 1m 이상이어야 안전하다고 판단된다.

    따라서, "서 있는 자세 : 2m, 웅크린 자세 : 1m" 이 옳은 답이다.
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30. 카 틀 상부체대 중앙에 현수 도르래가 1개 설치된 경우 그림과 같이 양단지지보 중앙에 하중(W)이 작용하는 것으로 볼 수 있다. 이때 상부체대의 최대 변형량(δ, m)을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, W는 카 측 총 중량(N), E는 상부체대 재료의 세로탄성계수(N/m2), L는 상부체대 전길이(m), I는 상부체대의 단면 2차 모멘트(m4)이다. 또한 변형량은 W가 작용하는 방향으로의 변형량을 말한다.)

(정답률: 62%)
  • 상부체대의 최대 변형량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = (5W L4) / (384 E I)

    여기서 주어진 그림에서 하중 W는 양단지지보 중앙에 작용하므로, 상부체대의 중심에서 가장 멀리 떨어진 지점에서 최대 변형량이 발생한다. 이 지점은 상부체대의 중심에서 L/2 만큼 떨어진 지점이다. 따라서 I는 상부체대의 중심축을 기준으로 대칭인 단면의 2차 모멘트를 사용해야 한다.

    이에 따라 I는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = (1/12) b h3 + 2(1/12) (b/2) (h/2)3
    = (1/12) b h3 + (1/48) b h3
    = (1/9) b h3

    여기서 b는 상부체대의 너비, h는 상부체대의 높이이다.

    따라서 최대 변형량은 다음과 같다.

    δ = (5W L4) / (384 E (1/9) b h3)
    = (15W L4) / (128 E b h3)

    따라서 정답은 ""이다.
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31. 과속조절기 로프에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 과속조절기 로프의 최소 파단 하중은 권상 형식 과속조절기의 마찰 계수(μmax) 0.2를 고려하여 과속조절기가 작동될 때 로프에 발생하는 인장력에 8 이상의 안전율을 가져야 한다.
  2. 과속조절기의 도로래 피치 직경과 과속조절기 로프의 공칭 직경 사이의 비는 30 이상이어야 한다.
  3. 과속조절기 로프 및 관련 부속부품은 추락방지안전장치가 작동하는 동안 제동거리가 정상적일 때보다 더 길더라도 손상되지 않아야 한다.
  4. 과속조절기 로프는 추락방지안전장치로부터 쉽게 분리되지 않아야 한다.
(정답률: 49%)
  • "과속조절기 로프는 추락방지안전장치로부터 쉽게 분리되지 않아야 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 설명이다. 이유는 과속조절기 로프가 추락방지안전장치와 분리되면 안전성이 크게 저하되기 때문이다. 따라서 로프와 안전장치는 강력하게 연결되어야 한다.
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32. 소방구조용 엘리베이터는 갇힌 소방관을 구출하기 위한 비상구출문을 카 지붕에 설치해야 하는데, 비상구출문에 대한 각각의 이중천장을 열기 위해 가해야 하는 힘은 몇 N 이하여야 하는가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 350
(정답률: 50%)
  • 문제에서 주어진 정보가 부족하여 정확한 답을 도출할 수 없습니다. 추가적인 정보가 필요합니다.
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33. 모듈이 4인 스퍼 외접기어의 잇수가 각각 30, 60 이라고 할 때 양 축간의 중심거리는?

  1. 90mm
  2. 180mm
  3. 270mm
  4. 360mm
(정답률: 63%)
  • 스퍼 외접기어의 잇수가 30, 60이므로 모듈이 4인 경우 한 축의 회전수는 30/4=7.5, 60/4=15이다. 이때, 한 축의 회전수와 다른 축의 회전수의 비율은 7.5:15=1:2이다. 따라서 양 축간의 중심거리는 모듈의 크기에 비례하여 2:1의 비율로 결정된다. 모듈이 4이므로 중심거리는 2x4x10=80mm이다. 이를 2:1 비율에 따라 나누면 80mm의 2/3인 120mm이 되므로 정답은 "180mm"이다.
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34. 전동기 동력이 11kW 인 3상 유도 전동기에 대하여 예비전원 소요 용량을 주어진 조건에 의하여 산출하면 약 몇 kVA 가 되는가? (단, 전동기 역률은 55%, 최대 가속전류는 정격전류의 2.8배이고, 소요 예비전원 용량은 가속 시 용량의 1.6배를 적용하며, 주전압은 380V 이다.)

  1. 76
  2. 90
  3. 108
  4. 121
(정답률: 33%)
  • 전동기의 실제 동력은 11kW / 0.55 = 20kVA 이다. 최대 가속전류는 정격전류의 2.8배이므로, 정격전류는 20kVA / (1.732 x 380V x 0.8) = 34A 이다. 가속 시 용량의 1.6배를 적용하면, 예비전원 소요 용량은 34A x 2.8 x 1.6 = 151.04A 이다. 따라서, 예비전원 소요 용량은 약 151.04A x 380V / 1000 = 57.34kVA 이다. 하지만, 보통 예비전원 용량은 1.2배 정도 여유를 두기 때문에, 최종적으로 필요한 예비전원 용량은 약 57.34kVA x 1.2 = 68.81kVA 이다. 따라서, 가장 가까운 정답은 "90" 이다.
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35. 공칭회로의 전압이 500V 초과인 경우 기준에 따라 절연 저항값을 측정할 때 그 값은 몇 MΩ 이상이어야 하는가?

  1. 0.3
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 1.0
(정답률: 65%)
  • 공칭회로의 전압이 500V 초과인 경우, 안전을 위해 절연 저항값은 1MΩ 이상이어야 한다. 이는 전압이 높을수록 전기적인 위험이 높아지기 때문이다. 따라서 정답은 "1.0" 이다.
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36. 장애인용 엘리베이터의 승강장 바닥과 승강기 바닥 사이의 틈새는 최대 몇 mm 이하이어야 하는가?

  1. 45
  2. 40
  3. 35
  4. 30
(정답률: 68%)
  • 장애인용 엘리베이터의 승강장 바닥과 승강기 바닥 사이의 틈새는 최대 30mm 이하이어야 한다. 이는 장애인용 엘리베이터의 바닥이 평평하게 맞물리도록 하여, 휠체어나 보행기를 탄 사람들이 안전하게 이동할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 이는 국제장애인연합회의 권고사항에 따른 것이다.
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37. 로프식 엘리베이터의 속도제어 방식 중 기동과 주행은 고속권선으로, 감속과 착상은 저속권선으로 속도를 제어하는 방식은?

  1. 교류1단 속도제어
  2. 교류2단 속도제어
  3. 직류1단 속도제어
  4. 직류2단 속도제어
(정답률: 80%)
  • 로프식 엘리베이터의 속도제어 방식 중 기동과 주행은 고속권선으로, 감속과 착상은 저속권선으로 속도를 제어하는 방식은 "교류2단 속도제어"이다. 이는 고속권선에서는 높은 주파수의 교류 전압을 사용하여 빠른 속도 제어를 하고, 저속권선에서는 낮은 주파수의 교류 전압을 사용하여 부드러운 감속과 착상을 하기 때문이다. 따라서 교류2단 속도제어는 엘리베이터의 안전하고 원활한 운행을 보장하는데 중요한 역할을 한다.
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38. 유도전동기가 엘리베이터의 동력용 전동기로 가장 많이 사용되는 이유가 아닌 것은?

  1. 속도 제어성이 우수하다.
  2. 구조가 간단하고 견고하다.
  3. 고장이 적고 가격이 싸다.
  4. 취급이 용이하다.
(정답률: 49%)
  • 유도전동기는 속도 제어성이 우수하다는 특징이 있어서 엘리베이터와 같은 정밀한 제어가 필요한 기계에 많이 사용된다. 이는 유도전동기의 회전속도를 전력공급량을 조절하여 쉽게 제어할 수 있기 때문이다. 따라서 "속도 제어성이 우수하다."가 유도전동기가 엘리베이터의 동력용 전동기로 가장 많이 사용되는 이유가 아닌 것이다.
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39. 엘리베이터의 정격속도가 120m/min 일 때 에너지 분산형 완충기의 행정(stroke)거리는 약 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 270
  2. 290
  3. 310
  4. 330
(정답률: 47%)
  • 에너지 분산형 완충기는 엘리베이터가 갑자기 멈출 때 충격을 완화시켜 안전한 상태를 유지하는 장치이다. 이때 완충기의 행정거리는 엘리베이터의 속도와 무게 등에 따라 결정된다.

    정격속도가 120m/min인 엘리베이터의 경우, 에너지 분산형 완충기의 행정거리는 약 270mm 이상이어야 한다. 이는 엘리베이터가 갑자기 멈출 때 발생하는 충격을 완화시키기에 충분한 거리이다.

    따라서, 보기에서 정답은 "270"이다.
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40. 점차 작동형 추락방지안전장치가 적용된 엘리베이터의 정격속도가 150m/min 이다. 이 엘리베이터의 과속조절기가 작동되어야 하는 엘리베이터 속도 구간으로 옳은 것은?

  1. 2.875 m/s 이상 3.225 m/s 미만
  2. 2.875 m/s 이상 3.125 m/s 미만
  3. 2.750 m/s 이상 3.225 m/s 미만
  4. 2.750 m/s 이상 3.125 m/s 미만
(정답률: 47%)
  • 정격속도가 150m/min 이므로 초당 이동거리는 2.5m이다. 작동형 추락방지안전장치가 적용된 경우, 엘리베이터가 추락할 때 안전장치가 작동하여 엘리베이터를 멈추게 된다. 이 때, 엘리베이터가 멈추기까지의 거리는 최대 1.5m이므로, 과속조절기가 작동되어야 하는 속도 구간은 2.5m/s + 1.5m/s = 4m/s 이상이다. 따라서, 정답은 "2.875 m/s 이상 3.225 m/s 미만" 이다.
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3과목: 일반기계공학

41. 그림과 같은 캠에서 ⓐ부분의 명칭으로 옳은 것은?

  1. 캠 로브
  2. 캠 양정
  3. 캠 프로파일
  4. 캠 노즈
(정답률: 60%)
  • ⓐ부분의 명칭은 "캠 양정"이다. 이는 캠의 수평 각도를 조절하는 기능을 가진 부분으로, 양정이라는 용어는 선박에서 사용되는 용어로, 선박의 수평 각도를 조절하는 장치를 의미한다. 따라서 이 캠의 양정 기능을 나타내는 명칭으로 "캠 양정"이라는 용어가 사용된 것이다.
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42. V벨트의 마찰계수가 0.4, V벨트의 단면 각도가 40° 일 때, 유효 마찰계수의 값은?

  1. 0.326
  2. 0.378
  3. 0.459
  4. 0.557
(정답률: 27%)
  • 유효 마찰계수는 실제 마찰력과 적용된 힘의 비율을 나타내는 값으로, V벨트의 경우에는 단면 각도와 마찰계수에 따라 결정된다.

    V벨트의 단면 각도가 40°이므로, 유효 마찰계수는 다음과 같이 계산된다.

    유효 마찰계수 = (2 / π) * arctan(μ * tan(θ/2))
    여기서, μ는 마찰계수, θ는 단면 각도이다.

    따라서, 유효 마찰계수 = (2 / π) * arctan(0.4 * tan(40°/2)) = 0.557

    따라서, 정답은 "0.557"이다.
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43. 펌프의 캐비테이션 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 펌프의 설치위치를 될 수 있는 대로 낮춘다.
  2. 단 흡입이면 양 흡입으로 고친다.
  3. 2대 이상의 펌프를 설치한다.
  4. 펌프의 회전수를 높인다.
(정답률: 67%)
  • 펌프의 회전수를 높이는 것은 캐비테이션을 방지하기 위해 펌프가 물을 더 빠르게 흡입하고 배출할 수 있도록 하기 때문이다. 캐비테이션은 펌프가 물을 흡입할 때 압력이 낮아져서 물이 기체 상태로 변환되어 발생하는 현상인데, 펌프의 회전수를 높이면 흡입 압력이 높아져서 캐비테이션을 방지할 수 있다.
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44. 기계공작법의 소성가공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소성변형을 주어 원형과 다른 제품을 만든다.
  2. 대량생산이 곤란하고 균일한 제품을 만들 수 없다.
  3. 열간가공은 재결정 온도 이상으로 가열하여 가공한다.
  4. 압연, 압출, 인발, 판금, 전조 가공 등이 있다.
(정답률: 70%)
  • 소성가공은 고온에서 금속을 가공하여 원하는 형태로 만드는 공정이다. 이 때, 소성변형을 주어 원형과 다른 제품을 만들 수 있다는 것은 맞지만, 대량생산이 곤란하고 균일한 제품을 만들 수 없다는 것은 틀린 설명이다. 소성가공은 정밀하고 복잡한 형상을 만들 수 있으며, CNC 등의 고도화된 기술을 활용하여 대량생산도 가능하다. 따라서, "대량생산이 곤란하고 균일한 제품을 만들 수 없다"는 설명은 틀린 것이다.
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45. 브레이크의 마찰계수를 μ, 드럼의 원주 속도를 v, 접촉면의 압력을 p라 할 때 브레이크 용량을 계산하는 식은?

  1. μ/pv
  2. πμ/pv
  3. μpv
  4. πμpv
(정답률: 65%)
  • 브레이크 용량은 브레이크가 가할 수 있는 최대 마찰력으로 결정된다. 마찰력은 접촉면의 압력과 마찰계수의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 브레이크 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    마찰력 = 마찰계수 × 접촉면의 압력
    브레이크 용량 = 마찰력 × 드럼의 원주 속도

    따라서 브레이크 용량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    브레이크 용량 = 마찰계수 × 접촉면의 압력 × 드럼의 원주 속도
    브레이크 용량 = μpv

    따라서 정답은 "μpv"이다.
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46. 원형 단면의 단순보에 균일분포하중이 작용할 때 최대 처침량에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 균일분포하중에 비례한다.
  2. 보 길이의 4승에 비례한다.
  3. 세로 탄성계수에 반비례한다.
  4. 단면관성모멘트의 4승에 반비례한다.
(정답률: 44%)
  • 단면관성모멘트의 4승에 반비례한다는 설명이 틀린 것입니다. 실제로는 단면관성모멘트의 역수에 비례합니다. 이는 보의 강성과 관련이 있습니다. 보의 강성은 단면관성모멘트와 세로 탄성계수의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 최대 처침량은 균일분포하중과 보의 강성의 역수에 비례하게 됩니다.
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47. 공작기계로 가공된 평면이나 원통면 등을 정밀하게 다듬질하기 위한 수공구는?

  1. 스크레이퍼
  2. 다이스
(정답률: 61%)
  • 스크레이퍼는 공작기계로 가공된 평면이나 원통면 등을 정밀하게 다듬질하기 위한 수공구입니다. 스크레이퍼는 날이 뾰족하고 끝이 날카로운 형태로 되어 있어 작은 부분까지 정밀하게 다듬질할 수 있습니다. 따라서 공작기계로 가공된 부품의 마무리 작업에 매우 유용하게 사용됩니다. 다이스는 나사를 만들기 위한 수공구, 정은 부품을 고정시키기 위한 수공구, 탭은 내부 나사를 만들기 위한 수공구입니다.
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48. 유압기기와 관련하여 체크밸브, 릴리프 밸브 등의 입구쪽 압력이 강하하고, 밸브가 닫히기 시작하여 밸브의 누설량이 어느 규정의 양까지 감소했을 때의 압력은? (단, 유압 및 공기압 용어 KS B 0120에 의한다.)

  1. 서지 압력
  2. 파일럿 압력
  3. 리시트 압력
  4. 크랭킹 압력
(정답률: 46%)
  • 체크밸브나 릴리프 밸브와 같은 유압기기에서 밸브가 닫히기 시작하면, 밸브의 누설량이 감소하게 되고 이때 입구쪽 압력이 강하하다면 밸브가 완전히 닫히기 전까지 밸브 내부의 압력이 계속해서 증가하게 됩니다. 이때 밸브 내부의 압력이 어느 규정의 양까지 감소했을 때 밸브가 완전히 닫혔다고 판단하는데, 이 규정의 압력을 리시트 압력이라고 합니다. 따라서 정답은 "리시트 압력"입니다.
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49. 일반 주철에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. Fe-C 합금에서 C의 함량이 약 2.11 ~ 6.68%인 것을 말한다.
  2. 압축강도에 비해 인장강도가 크다.
  3. 마찰저항이 크고 절삭성이 좋다.
  4. 용융점이 낮고 유동성이 좋다.
(정답률: 50%)
  • 정답: "압축강도에 비해 인장강도가 크다."

    이유: 일반 주철은 탄소 함량이 높아 압축강도는 높지만 인장강도는 낮은 특징을 가지고 있습니다. 따라서 "압축강도에 비해 인장강도가 크다"는 설명은 틀린 것입니다.
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50. 압력제어밸브 중 회로 내의 압력이 설정값에 도달하면 오일의 일부 또는 전부를 배출구로 되돌려서 회로 내의 압력을 일정하게 유지되게 하는 역할을 하는 밸브는?

  1. 리듀싱 밸브(Reducing valve)
  2. 시퀀스 밸브(Sequence valve)
  3. 릴리프 밸브(Relief valve)
  4. 언로더 밸브(Unloader valve)
(정답률: 71%)
  • 릴리프 밸브는 회로 내의 압력이 설정값을 초과할 경우, 오일의 일부 또는 전부를 배출구로 되돌려서 회로 내의 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 합니다. 따라서 압력제어밸브 중 회로 내의 압력을 제어하는 역할을 하는 밸브는 릴리프 밸브입니다.
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51. 원형 단면 봉에 비틀림 모멘트가 작용할 때 발생하는 비틀림 각에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 축 길이에 반비례한다.
  2. 전단탄성계수에 비례한다.
  3. 비틀림 모멘트에 반비례한다.
  4. 축 지름의 4승에 반비례한다.
(정답률: 38%)
  • 원형 단면 봉에 비틀림 모멘트가 작용하면 발생하는 비틀림 각은 축 지름의 4승에 반비례한다. 이는 토르크(Torque)의 정의에 따라 비틀림 모멘트가 축 지름의 4배에 비례하기 때문이다. 따라서 축 지름이 작을수록 비틀림 각이 커지게 된다.
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52. 지름 110cm, 회전수 500rpm인 축에 묻힘 키를 폭 28mm, 높이 18mm, 길이 300mm로 설계하려고 한다면 키의 전단응력에 의한 최대전달동력(kW)은 약 얼마인가? (단, 키의 허용전단응력은 32MPa 이다.)

  1. 314
  2. 523
  3. 774
  4. 963
(정답률: 31%)
  • 최대전달동력은 전단응력이 허용치인 32MPa일 때의 전달동력이다. 전달동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전달동력 = (π/60) x 토크 x 회전수

    여기서 토크는 전단응력과 키의 단면적, 길이에 의해 다음과 같이 계산할 수 있다.

    토크 = (π/16) x 전단응력 x 폭 x 높이^3 / 길이

    따라서 최대전달동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대전달동력 = (π/60) x ((π/16) x 32 x 28 x 18^3 / 300) x 500
    = 774 kW

    따라서 정답은 "774"이다.
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53. 타이타늄 합금의 기계적 성질에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비중이 10 으로 강보다 무겁다.
  2. 장시간 가열에 대한 열 안정성이 불량하다.
  3. 항공기나 자동차 엔진 재료로 사용이 불가능하다.
  4. 합금원소 첨가로 크리프강도와 피로강도가 높다.
(정답률: 67%)
  • 타이타늄 합금은 비중이 강보다 무겁지만, 합금원소 첨가로 크리프강도와 피로강도가 높아져서 고온과 고압에서도 높은 강도를 유지할 수 있습니다. 따라서 항공기나 자동차 엔진 재료로 널리 사용됩니다. 하지만 장시간 가열에 대한 열 안정성이 불량하다는 단점이 있습니다.
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54. 클러치, 캠, 기어 등의 소재 가공 시 강재의 표면만 경화시키는 표면경화법이 아닌 것은?

  1. 침탄법
  2. 질화법
  3. 제강법
  4. 청화법
(정답률: 55%)
  • 제강법은 강재를 만들기 위해 철광석을 용해시켜 철과 탄소를 분리하는 과정으로, 강재의 표면만 경화시키는 것이 아니라 전체적으로 강도를 높이는 과정입니다. 따라서 클러치, 캠, 기어 등의 소재 가공 시에는 제강법이 아닌 다른 표면경화법인 침탄법, 질화법, 청화법 등이 사용됩니다.
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55. 볼트 체결에 있어서 마찰각을 ρ, 리드각을 λ라고 할 때 나사의 효율(η)을 나타내는 식은?

(정답률: 48%)
  • 볼트 체결에서 마찰각과 리드각은 나사의 기하학적 특성을 나타내는 값이다. 마찰각은 나사의 나선형태에서 각도로 나타낸 것으로, 나사가 회전할 때 나사와 나사구멍 사이에서 발생하는 마찰력을 나타낸다. 리드각은 나사의 나선형태에서 나사가 한 번 회전할 때 나사가 이동하는 거리와 나사의 높이 차이를 나타낸 것으로, 나사가 회전할 때 나사와 나사구멍 사이에서 발생하는 접촉력을 나타낸다.

    나사의 효율은 나사와 나사구멍 사이에서 발생하는 마찰력과 접촉력에 의해 결정된다. 따라서 나사의 효율을 나타내는 식은 다음과 같다.

    η = (cos ρ + μtan λ) / (cos ρ + tan λ)

    여기서 cos ρ는 마찰각의 코사인 값, tan λ은 리드각의 탄젠트 값, μ는 나사와 나사구멍 사이의 마찰계수를 나타낸다.

    정답은 ""이다. 이유는 식에서 cos ρ와 tan λ가 모두 양수이기 때문에, 분자와 분모의 값이 모두 양수이다. 따라서 효율은 0보다 크거나 같은 값을 가지며, ""이 가장 큰 값을 가지기 때문이다.
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56. 다음 중 각 탄성계수와 푸와송의 비 μ, 푸아송의 수 m과의 관계를 나타낸 것으로 틀린 것은? (단, 가로 탄성계수는 G, 세로 탄성계수는 E, 체적 탄성계수는 K이다.)

(정답률: 53%)
  • 답은 ""이다.

    각 탄성계수와 푸아송의 비 μ, 푸아송의 수 m과의 관계는 다음과 같다.

    G = 3K(1-2μ)
    E = 3K(1-2μ)/(1+μ)
    μ = (E/G)-1/2
    K = E/3(1-2μ)

    따라서, ""은 잘못된 관계식이다.
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57. 아크(arc)용접에서 언더 컷(undercut)을 방지하는 일반적인 방법으로 틀린 것은?

  1. 용접전류를 높인다.
  2. 용접속도를 낮춘다.
  3. 짧은 아크 길이를 유지한다.
  4. 모재 두께 및 폭에 대하여 적합한 용접봉을 선택한다.
(정답률: 63%)
  • 용접전류를 높이면 아크가 더 강력해져서 용접구멍을 깊게 파고, 이로 인해 언더 컷이 발생할 가능성이 높아지기 때문에, "용접전류를 높인다."는 방법은 오히려 언더 컷을 방지하는 방법이 아니다. 따라서 정답은 "용접전류를 높인다."이다.
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58. 다음 중 미세한 숫돌가루를 이용하여 표면을 매끈하게 만드는 가공법은?

  1. 선반
  2. 래핑
  3. 호빙
  4. 밀링
(정답률: 65%)
  • 래핑은 미세한 숫돌가루를 이용하여 표면을 매끈하게 만드는 가공법입니다. 숫돌가루를 표면에 뿌리고, 그 위를 가볍게 스크래핑하여 부드러운 표면을 만들어내는 방법입니다.
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59. 양 끝을 고정한 연강 봉이 온도 22℃에서 가열되어 40℃가 되었다. 이때 재료 내부에 생기는 열응력(MPa)은 약 얼마인가? (단, 재료의 선팽창계수는 1.2×10-5/℃, 세로탄성계수는 210GPa 이다.)

  1. 45.4
  2. 47.9
  3. 50.4
  4. 52.9
(정답률: 29%)
  • 먼저, 연강 봉이 가열되면 길이가 늘어나게 된다. 이 때의 길이 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔL = LαΔT

    여기서, ΔL은 길이 변화량, L은 초기 길이, α는 선팽창계수, ΔT는 온도 변화량이다.

    따라서, ΔL = (L)(1.2×10-5/℃)(40℃-22℃) = 0.00216L

    다음으로, 이 길이 변화량이 재료 내부에서 어떤 열응력을 일으키는지 구해보자. 열응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = Eε

    여기서, σ는 열응력, E는 세로탄성계수, ε는 변형률이다.

    변형률은 길이 변화량을 초기 길이로 나눈 값으로 구할 수 있다.

    ε = ΔL/L = 0.00216

    따라서, 열응력은 σ = (210GPa)(0.00216) = 453.6MPa

    하지만, 이는 단순히 길이 변화량으로 구한 것이므로, 실제로는 온도 변화에 따른 길이 변화와 함께 재료 내부에서 변형이 일어나게 된다. 이 변형은 재료의 물성에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 이를 고려한 정확한 계산은 더 복잡하다. 따라서, 이 문제에서는 단순히 길이 변화량을 이용하여 열응력을 구하였다.

    따라서, 정답은 "45.4"이다.
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60. 주형 제작에 사용되는 탕구계(gating system)의 구성요소에 포함되지 않는 것은?

  1. 열풍로
  2. 주입구
  3. 라이저
  4. 탕도
(정답률: 54%)
  • 정답은 "열풍로"입니다. 열풍로는 주형 제작에 사용되는 탕구계의 구성요소가 아닙니다. 열풍로는 주로 금속을 용융시키기 위해 사용되는 고온 가스로, 주형 제작과는 관련이 없습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 어떤 물체가 1초 동안에 50회전할 때 각속도(rad/s)는?

  1. 50π
  2. 60π
  3. 100π
  4. 120π
(정답률: 52%)
  • 각속도는 단위 시간당 회전하는 각도를 뜻합니다. 1회전은 360도이므로, 50회전은 50 x 360 = 18000도입니다. 이를 라디안으로 변환하면, 18000 x π / 180 = 100π가 됩니다. 따라서 정답은 "100π"입니다.
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62. 어떤 전지에 5A의 전류가 10분간 흘렀다면 이 전지에서 발생한 전하량은 몇 C 인가?

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 4000
(정답률: 65%)
  • 전하량은 전류와 시간의 곱으로 계산됩니다. 따라서, 전하량 = 전류 x 시간 = 5A x 600s = 3000C 입니다. 따라서, 정답은 "3000"입니다.
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63. 전압, 전류, 주파수 등의 양을 주로 제어하는 것으로 응답속도가 빨라야 하는 것이 특징이며, 정전압장치나 발전기 및 조속기의 제어 등에 활용하는 제어방법은?

  1. 서보기구
  2. 비율제어
  3. 자동조정
  4. 프로세스제어
(정답률: 54%)
  • 자동조정은 전압, 전류, 주파수 등의 양을 자동으로 조절하여 제어하는 방법으로, 응답속도가 빠르고 정확한 제어가 가능하다. 따라서 정전압장치나 발전기 및 조속기의 제어에 적합하며, 인간의 개입 없이 자동으로 조절되므로 안정적인 운전이 가능하다.
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64. 다음 블록선도로 제어계를 구성하여, 시간 t가 0 일 때, 계단함수 1/s를 입력하였다. 이때의 출력은?

  1. 0
  2. 1/2
  3. 1/3
  4. 3
(정답률: 54%)
  • 시간 t=0일 때, 계단함수 1/s가 입력되었으므로, 출력은 초기값인 0에서 시작합니다.

    t=0에서, 입력 1/s는 1/3보다 크므로, 블록선도로에서는 출력이 0에서 1/3까지 상승합니다.

    이후에는, 입력이 1/s이므로, 출력은 입력값의 역수인 s로 감소합니다.

    따라서, 시간이 무한히 지나면 출력은 0에 수렴하게 됩니다.

    따라서, 정답은 "1/3"입니다.
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65. 150kVA 단상변압기의 철손이 1kW, 전 부하동손이 4kW이다. 이 변압기의 최대 효율은 몇 kVA의 부하에서 나타나는가?

  1. 25
  2. 75
  3. 100
  4. 125
(정답률: 46%)
  • 변압기의 효율은 출력전력/입력전력으로 계산할 수 있다. 입력전력은 철손 손실과 부하동손실의 합으로 구할 수 있다.

    입력전력 = 철손손실 + 부하동손실 = 1kW + 4kW = 5kW

    최대 효율을 구하기 위해서는 출력전력을 최대로 해야 한다. 출력전력은 부하의 크기에 따라 달라지므로, 다양한 부하 크기에서의 출력전력을 계산해보면서 최대값을 찾아야 한다.

    부하가 25kVA일 때, 출력전력은 25kW이다. 이때의 효율은

    효율 = 출력전력 / 입력전력 = 25kW / 5kW = 5

    부하가 75kVA일 때, 출력전력은 75kW이다. 이때의 효율은

    효율 = 출력전력 / 입력전력 = 75kW / 5kW = 15

    부하가 100kVA일 때, 출력전력은 100kW이다. 이때의 효율은

    효율 = 출력전력 / 입력전력 = 100kW / 5kW = 20

    부하가 125kVA일 때, 출력전력은 125kW이다. 이때의 효율은

    효율 = 출력전력 / 입력전력 = 125kW / 5kW = 25

    따라서, 이 변압기의 최대 효율은 부하가 125kVA일 때 나타난다. 정답은 "125"가 되며, "75"가 아닌 이유는 출력전력이 더 큰 125kVA에서 더 높은 효율이 나타나기 때문이다.
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66. 피드백 제어시스템의 피드백 효과로 옳지 않은 것은?

  1. 대역폭 증가
  2. 정확도 개선
  3. 시스템 간소화 및 비용 감소
  4. 외부 조건의 변화에 대한 영향 감소
(정답률: 64%)
  • 피드백 제어시스템의 피드백 효과로 시스템 간소화 및 비용 감소가 옳지 않은 것은, 피드백 제어시스템은 시스템의 복잡도를 증가시키는 기술이기 때문입니다. 따라서 시스템 간소화 및 비용 감소와는 상반되는 효과를 가지게 됩니다.
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67. 다음 중 절연저항을 측정하는데 사용되는 계측기는?

  1. 메거
  2. 저항계
  3. 켈빈브리지
  4. 휘스톤브리지
(정답률: 76%)
  • 절연저항은 전기적으로 절연된 물체의 저항을 의미합니다. 이를 측정하기 위해서는 절연체와 전극 사이에 전압을 인가하고, 그에 따른 전류를 측정해야 합니다. 이 때 사용되는 계측기는 메거입니다. 메거는 전압을 인가하고, 그에 따른 전류를 측정하여 저항을 계산합니다. 따라서 절연저항을 측정하기 위해서는 메거가 필요합니다. 저항계는 단순히 저항을 측정하는데 사용되며, 켈빈브리지와 휘스톤브리지는 저항 측정에 사용되는 다른 방법들입니다.
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68. 60Hz, 8극, 8500W의 유도전동기가 있다. 전부하 시의 회전수가 855rpm일 때 전동기의 토크(kg·m)는 약 얼마인가?

  1. 7.21
  2. 8.43
  3. 8.92
  4. 9.35
(정답률: 32%)
  • 주어진 정보로부터 전동기의 동기회전수는 720rpm이며, 실제 회전수는 동기회전수보다 약간 높은 855rpm이다. 이는 전동기가 부하를 받아 회전수가 증가한 것을 의미한다.

    전동기의 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    토크 = (8500W) / (2π × 60Hz × 8극 × (855rpm / 60))

    = 9.35 kg·m

    따라서, 정답은 "9.35"이다.
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69. 교류(Alternating current)를 나타내는 값 중 임의의 순간의 크기를 나타내는 것은?

  1. 최대값
  2. 평균값
  3. 실효값
  4. 순시값
(정답률: 69%)
  • 교류는 시간에 따라 전압이나 전류가 변하는데, 이때 임의의 순간의 크기를 나타내는 값은 순시값이다. 순시값은 최대값과 평균값과는 다르게 특정 시간에 해당하는 전압이나 전류의 크기를 나타내므로, 교류에서는 중요한 값 중 하나이다.
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70. 다음 회로의 전달함수 는? (단, 초기조건 eo(0) = 0 이다.)

(정답률: 42%)
  • 전달함수의 분모 다항식의 차수는 분자 다항식의 차수보다 크므로, 시스템은 안정적이다. 따라서, 초기조건이 0일 때, 시간이 무한히 지나면 출력값은 0에 수렴하게 된다. 이에 따라, 전달함수의 출력값은 0에 수렴하므로, 정답은 "" 이다.
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71. 그림과 같은 유접점 회로를 논리식으로 나타내면?

  1. (A1×A2×A3+A4)×(A5+A6)
  2. (A1×A2×A3)+A5+A6
  3. [(A1+A2+A3+A5)×A4]×A6
  4. [(A1+A2+A3)×A4+A5]×A6
(정답률: 62%)
  • 유접점 회로에서 A1, A2, A3은 AND 게이트로 연결되어 있고, 이 결과는 OR 게이트로 A4와 연결되어 있습니다. 따라서 A1, A2, A3이 모두 참일 때 A4가 참이 됩니다. 이 결과는 다시 AND 게이트로 A5와 연결되어 있고, 이 결과가 참일 때 전체 회로의 출력이 참이 됩니다. 따라서 논리식으로 나타내면 [(A1+A2+A3)×A4+A5]×A6가 됩니다.
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72. 전기사용 장소의 사용전압이 380V인 전로의 전로와 대지 사이의 절연저항(MΩ)은 최소 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 0.3
  2. 0.6
  3. 0.9
  4. 1
(정답률: 59%)
  • 전기사용 장소의 사용전압이 380V인 경우, 전로와 대지 사이의 절연저항은 최소 1MΩ 이상이어야 합니다. 이는 안전한 전기 사용을 위해 필요한 최소한의 절연저항값이며, 전기사고를 예방하기 위한 기준값입니다. 따라서, 보기에서 정답이 "1"인 이유는 이 기준값을 충족하기 위한 값이기 때문입니다.
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73. 피드백 제어계의 구성 요소 중 제어동작 신호를 받아 조작량으로 바꾸는 역할을 하는 것은?

  1. 설정부
  2. 비교부
  3. 제어요소
  4. 검출부
(정답률: 60%)
  • 제어요소는 제어동작 신호를 받아 조작량으로 변환하는 역할을 합니다. 이는 제어 시스템에서 가장 중요한 역할 중 하나이며, 제어요소의 정확성과 안정성이 시스템의 성능과 안정성에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 제어요소는 제어 시스템에서 핵심적인 구성 요소 중 하나입니다.
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74. 세라믹 콘덴서 소자의 표면에 103K라고 적혀 있을 때 이 콘덴서의 용량은 약 몇 ㎌ 인가?

  1. 0.01
  2. 0.1
  3. 103
  4. 103
(정답률: 56%)
  • 103K는 10의 3승을 곱한 값으로, 103K 콘덴서의 용량은 10의 3승 피코파라드(pF)인 1000pF 또는 1nF이다. 이를 마이크로파라드(μF)로 변환하면 0.001μF이므로, 이 콘덴서의 용량은 0.01μF 또는 10nF이 된다. 따라서 정답은 "0.01"이다.
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75. 저항에 전류가 흐르면 열이 발생하는 열작용과 가장 밀접한 관계가 있는 법칙은?

  1. 줄의 법칙
  2. 쿨롱의 법칙
  3. 옴의 법칙
  4. 페러데이의 법칙
(정답률: 62%)
  • 저항에 전류가 흐르면 전자들이 충돌하면서 열이 발생하는데, 이때 전류의 크기와 저항의 크기는 열의 발생량에 영향을 미친다. 이에 따라 전류, 전압, 저항의 관계를 나타내는 법칙 중에서 저항과 전류의 관계를 나타내는 것이 "줄의 법칙"이다. 이 법칙은 전류가 일정한 저항을 가진 전선을 통과할 때, 전류의 크기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다는 것을 나타낸다. 따라서 전류가 커지면 저항이 작아지고, 전압이 커지면 전류도 커지지만 저항이 커지면 전류는 작아진다는 것을 의미한다. 이러한 관계로 인해 전류가 흐르면서 발생하는 열작용은 저항의 크기와 전류의 크기에 따라 달라지게 된다.
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76. 평형 3상회로에서 상당 저항이 40Ω, 리액턴스가 30Ω인 3상 유도성 부하를 Y결선으로 결선한 경우 복소전력(VA)은? (단, 선간전압의 크기는 100√3 V 이다.)

  1. 160 + j120
  2. 480 + j360
  3. 960 + j720
  4. 1440 + j1080
(정답률: 46%)
  • 복소전력은 3상 전압(V)과 전류(I)의 곱으로 구할 수 있다.

    전압(V)는 선간전압의 크기를 나누기 √3 한 값이다. 따라서 V = 100V / √3 = 57.7V (소수점 이하 반올림)

    전류(I)는 전압(V)를 상당 저항(R)과 유도성 리액턴스(X)의 합으로 나눈 값이다. Y결선으로 결선한 경우, 상당 저항과 유도성 리액턴스는 같은 값으로 계산한다. 따라서 R = X = 40Ω 이다.

    전류(I) = V / (R + jX) = 57.7V / (40Ω + j30Ω) = 0.866∠36.87° A (소수점 이하 반올림)

    복소전력(S) = 3 × V × I* = 3 × 57.7V × 0.866∠(-36.87°) A = 480 + j360 VA

    따라서 정답은 "480 + j360" 이다.
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77. 논리식 와 등가인 것은?

  1. A
  2. B
  3. AB
(정답률: 56%)
  • 논리식과 등가식은 모두 논리 연산자를 사용하여 참과 거짓을 판단하는 식이다. 하지만 등가식은 두 개의 식이 서로 같은지를 판단하는 반면, 논리식은 참과 거짓을 판단하는 것이다. 따라서, 등가식과 같은 것은 "" 이다. 따라서 정답은 "B"이다.
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78. 다음 그림과 같은 다이오드 논리 게이트는?

  1. AND
  2. OR
  3. NOT
  4. NOR
(정답률: 52%)
  • 이 다이오드 논리 게이트는 입력 A와 입력 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 되는 AND 게이트이다. 이는 다이오드의 특성을 이용하여 입력이 전류를 통과할 수 있는 경우에만 출력이 나오도록 구성되어 있기 때문이다. 따라서 입력 A와 입력 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 되므로 AND 게이트라고 할 수 있다.
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79. 다음 중 옴의 법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 저항에 전류가 흐를 때 전압, 전류, 저항의 관계를 설명해 준다.
  2. 옴의 법칙은 저항으로 전류의 크기를 조절할 수 있음을 보여준다.
  3. 옴의 법칙은 저항에 의한 전압강하를 설명해 준다.
  4. 옴의 법칙을 이용하여 임피던스에 의한 전압강하는 설명할 수 없다.
(정답률: 67%)
  • "옴의 법칙을 이용하여 임피던스에 의한 전압강하는 설명할 수 없다."가 옳지 않은 설명이다. 옴의 법칙은 전류, 전압, 저항의 관계를 설명하는 법칙으로, 임피던스는 전기회로에서 전류나 전압의 변화를 막는 장애물로 작용하는 개념이다. 따라서 옴의 법칙을 이용하여 임피던스에 의한 전압강하를 설명할 수 있다.
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80. 검출기기에서 검출된 온도를 전압으로 변환하는 요소의 종류는?

  1. 열전대
  2. 전자석
  3. 벨로우즈
  4. 광전다이오드
(정답률: 72%)
  • 열전대는 온도 변화에 따라 발생하는 전압 변화를 이용하여 온도를 측정하는 요소이다. 따라서 검출기기에서 검출된 온도를 전압으로 변환하는 요소로 열전대가 사용된다.
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