9급 국가직 공무원 전기기기 필기 기출문제복원 (2025-04-05)

9급 국가직 공무원 전기기기 2025-04-05 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 국가직 공무원 전기기기 2025-04-05 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 국가직 공무원 전기기기
(2025-04-05 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 동기발전기의 동기리액턴스가 증가할 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 단락전류가 감소한다.
  2. 최대출력이 감소한다.
  3. 철손이 감소하고 효율이 높아진다.
  4. 부하변화에 따른 단자전압 변동이 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 동기리액턴스가 증가하면 전압 강하가 커지므로 부하 변화에 따른 단자전압 변동은 오히려 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    단락전류가 감소한다: 리액턴스(임피던스) 증가 시 전류는 감소함
    최대출력이 감소한다: 출력 $P = \frac{V E}{X_s} \sin \delta$이므로 $X_s$ 증가 시 출력 감소
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 전기자저항이 0.5[Ω]인 분권직류전동기가 단자전압 220[V], 전기자전류 20[A], 토크 To[Nㆍm]로 운전 중이다. 동일한 단자전압에서 전기자전류가 40[A]로 증가했을 때, 토크[Nㆍm]는? (단, 자속은 일정하다)

  1. To/2
  2. To
  3. 2To
  4. 4To
(정답률: 알수없음)
  • 직류전동기의 토크는 자속과 전기자전류의 곱에 비례합니다. 자속이 일정할 때 토크는 전기자전류에 정비례하므로, 전류가 2배가 되면 토크도 2배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $T = k \times \Phi \times I_{a}$
    ② [숫자 대입] $T_{new} = k \times \Phi \times (2 \times 20)$
    ③ [최종 결과] $T = 2T_{o}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 동기기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 동기발전기는 주로 회전계자형이 사용된다.
  2. 동기발전기의 단락비를 크게 하면 안정도가 높아진다.
  3. 동기전동기가 무부하로 운전되면 역률을 조정할 수 없다.
  4. 동기전동기의 역률은 계자전류가 일정한 상태에서 부하에 따라 변한다.
(정답률: 알수없음)
  • 동기전동기는 무부하 상태에서도 계자전류를 조절함으로써 역률을 조정할 수 있는 '동기조정기'로 활용이 가능합니다.

    오답 노트
    동기발전기는 주로 회전계자형이 사용된다: 대전류를 인출하기 위해 계자를 회전시키는 구조가 일반적임
    동기발전기의 단락비를 크게 하면 안정도가 높아진다: 단락비가 크면 기계적 크기는 커지나 전압 변동률이 작고 안정도가 향상됨
    동기전동기의 역률은 계자전류가 일정한 상태에서 부하에 따라 변한다: 부하 변화에 따라 역률이 변하는 특성을 가짐
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 권선비가 a=N1/N2인 단상변압기 3대를 Y－△결선할 때, 선간전압의 비(V1/V2)는?

(정답률: 알수없음)
  • 단상변압기 3대를 Y-△ 결선할 때, Y결선 측의 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배이고, △결선 측의 선간전압은 상전압과 같습니다. 따라서 선간전압 비는 권선비 $a$에 $\sqrt{3}$을 곱한 값이 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{1}/V_{2} = \sqrt{3} \times a$
    ② [숫자 대입] $V_{1}/V_{2} = \sqrt{3} \times a$
    ③ [최종 결과]
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 동기전동기의 기동법 중 유도전동기의 원리에 의해 기동토크를 발생시켜 동기속도 부근까지 가속하는 기동법은?

  1. 저항 기동법
  2. 원동기 기동법
  3. 제동권선 기동법
  4. 주파수제어 기동법
(정답률: 알수없음)
  • 동기전동기는 스스로 기동할 수 없는 특성이 있어, 회전자에 제동권선을 설치하여 유도전동기의 원리로 기동토크를 발생시켜 동기속도 부근까지 가속한 후 동기속도로 끌어들이는 제동권선 기동법을 사용합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 그림과 같은 반파정류회로에서 전원전압 vs가 [V]이고, 부하저항 R이 10[Ω]일 때, 부하전류 io의 평균값[A]은? (단, 다이오드는 이상적으로 동작하며, 부하인덕턴스 L은 매우 크다)

(정답률: 알수없음)
  • 부하 인덕턴스 $L$이 매우 크면 전류 리플이 제거되어 부하전류 $i_{o}$는 일정하게 유지되는 정전류원이 됩니다. 이 경우 평균값은 전원 전압의 평균값(DC 성분)을 부하 저항으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_{o} = \frac{V_{avg}}{R} = \frac{\frac{1}{\pi} \int_{0}^{\pi} V_{m} \sin(\omega t) dt}{R} = \frac{2V_{m}}{\pi R}$
    ② [숫자 대입] $V_{m} = \sqrt{2}(100\pi), \quad I_{o} = \frac{2 \times \sqrt{2} \times 100\pi}{\pi \times 10} = \frac{200\sqrt{2}}{10}$
    ③ [최종 결과] $I_{o} = 20\sqrt{2} \text{ A}$ (해당하는 이미지 )
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 그림의 (가)와 (나) 영역에 적합한 타여자 직류전동기의 속도제어법은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 50%)
  • 타여자 직류전동기의 속도 제어에서 기저 속도($\omega_{base}$) 이하의 영역 (가)에서는 전기자 전압을 조절하여 속도를 제어하고, 기저 속도 이상의 영역 (나)에서는 계자 자속을 줄여 속도를 높이는 제어법을 사용합니다.
    따라서 (가)는 전기자전입 제어법, (나)는 계자 제어법인 의 ④번 조합이 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 그림과 같은 구동회로와 상 역기전력, 상전류를 갖는 전동기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 회전계자형 구조를 갖는다.
  2. 회전자 위치 정보가 필요하다.
  3. 공극 자속이 정현파 분포를 갖는다.
  4. 한 상은 개방되고 나머지 두 상은 직렬로 전원에 연결된다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 파형을 보면 역기전력 $e$와 전류 $i$가 사각형 모양의 파형을 갖는 블록 정류 방식의 전동기입니다. 이는 공극 자속이 정현파가 아닌 사각파(또는 사다리꼴파) 분포를 갖는 구조임을 의미하므로, 공극 자속이 정현파 분포를 갖는다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    회전계자형 구조: 파형 및 회로 구성상 적절함
    회전자 위치 정보: 정류를 위해 필수적임
    한 상 개방 및 두 상 직렬: 블록 정류의 전형적인 연결 방식임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 8극, 60[Hz], 3상 Y결선의 권선형 유도전동기가 855[rpm]으로 정격운전 중이다. 회전자 각 상저항 r2의 6배가 되는 저항을 2차측에 추가로 접속하여 동일한 정격토크로 운전할 때, 회전수[rpm]는?

  1. 585
  2. 630
  3. 675
  4. 720
(정답률: 알수없음)
  • 동일한 정격토크로 운전할 때, 슬립 $s$와 2차 저항 $r_{2}$의 곱은 일정하다는 원리를 이용합니다. 추가 저항을 포함한 총 저항이 $r_{2} + 6r_{2} = 7r_{2}$가 되므로, 새로운 슬립 $s'$는 기존 슬립 $s$의 7배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $s = \frac{N_{s} - N}{N_{s}}$
    ② [숫자 대입] $N_{s} = \frac{120 \times 60}{8} = 900, \quad s = \frac{900 - 855}{900} = 0.05, \quad s' = 0.05 \times 7 = 0.35$
    ③ [최종 결과] $N' = 900 \times (1 - 0.35) = 585 \text{ rpm}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 그림과 같은 컨버터가 정상상태로 동작하고 있을 때, 전압전달비(Vo/Vi)를 듀티비 D로 나타내면? (단, 모든 소자는 이상적으로 동작하고 인덕터의 전류는 연속이다)

(정답률: 10%)
  • 제시된 회로는 벅-부스트(Buck-Boost) 컨버터 구조로, 입력 전압을 승압 또는 강압하여 출력하는 회로입니다. 정상 상태에서 인덕터의 전압 평형 원리를 이용해 전압전달비를 도출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{V_o}{V_i} = \frac{D}{1-D}$$
    ② [숫자 대입]
    해당 문제는 기호로 표현된 수식을 찾는 문제이므로 대입 과정 생략
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{V_o}{V_i} = \frac{D}{1-D}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 5[kVA], 50[Hz] 단상변압기에 1차전압 3,000[V]를 인가하여 무부하 운전 중이다. 여자어드미턴스와 여자컨덕턴스가 각각 5×10-5[℧]와 5×10-6[℧]일 때, 여자전류[A]와 철손[W]은? (단, 권선저항과 누설리액턴스는 무시한다)

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 여자어드미턴스를 이용하여 여자전류를 구하고, 여자컨덕턴스를 이용하여 철손을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_0 = V \times Y_0$$
    $$P_i = V^2 \times G_0$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_0 = 3000 \times 5 \times 10^{-5}$$
    $$P_i = 3000^2 \times 5 \times 10^{-6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_0 = 0.15\text{ A}$$
    $$P_i = 45\text{ W}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 직류기의 전기자반작용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 자속의 분포가 왜곡된다.
  2. 발전기에서 유기기전력을 증가시킨다.
  3. 정류자편 사이의 절연이 파괴되어 불꽃이 발생할 수 있다.
  4. 전동기에서 회전방향의 반대방향으로 자기적 중성축이 이동한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기자반작용으로 인해 주자속이 감소하면 발전기에서 유기기전력 $E = k\phi\omega$ 공식에 따라 유기기전력은 오히려 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    자기적 중성축: 전동기에서는 회전방향으로 이동함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 스테핑 전동기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 피드백 장치 없이 회전시킬 수 있다.
  2. 분당 회전수와 분당 펄스수는 반비례한다.
  3. 가변릴럭턴스형, 영구자석형, 복합형으로 분류된다.
  4. 공급되는 전기적 펄스열에 따라 정해진 각도만큼 회전한다.
(정답률: 알수없음)
  • 스테핑 전동기의 분당 회전수(RPM)는 펄스수와 스텝각에 비례하므로, 분당 펄스수가 증가하면 회전수도 함께 증가하는 정비례 관계입니다.

    오답 노트
    피드백: 오픈 루프 제어가 가능하여 피드백 장치 없이 구동 가능함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 변압기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 철심이 포화되면 여자전류가 급격히 증가한다.
  2. 전압변동률은 부하의 역률에 따라 변하지 않는다.
  3. 철심의 저항률을 낮추어 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.
  4. 변압기의 온도가 최대 155°C까지 상승한다면 E종 절연재를 사용하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 변압기 철심이 자기 포화 상태에 이르면 자속의 증가량이 둔화되어 자화 리액턴스가 급격히 감소하므로, 결과적으로 여자전류가 급격히 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    전압변동률: 부하의 역률에 따라 변함
    와전류 손실: 철심의 저항률을 높여야(고저항 재료 사용) 저감됨
    E종 절연재: 최고 허용 온도가 $120^{\circ}C$이며, $155^{\circ}C$까지 견디려면 H종 절연재를 사용해야 함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 극수 P인 3상 유도전동기에서 동기속도 Ns[rpm], 회전자속도 N[rpm], 슬립 s, 2차입력 P2[W], 2차동손 Pc2[W], 기계적 동력으로 변환되는 출력 Po[W], 토크 T[N·m]라고 할 때, 관계식이 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 유도전동기의 출력 $P_o$와 2차동손 $P_{c2}$의 관계는 $P_{c2} = s P_2$이고 $P_o = (1-s) P_2$ 입니다. 따라서 $\frac{P_{c2}}{P_o} = \frac{s}{1-s}$가 성립하며, 슬립 $s = \frac{N_s - N}{N_s}$이므로 이를 대입하면 $\frac{P_{c2}}{P_o} = \frac{N_s - N}{N}$이 도출됩니다.
    따라서 정답은 $\frac{P_{c2}}{P_o} = \frac{N_s - N}{N}$을 나타낸 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 2차측 무부하전압이 220[V]인 단상변압기에 10[Ω]의 저항부하를 연결할 때, 전압변동률이 10[%]이다. 이때, 2차측 전류[A]는?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 50%)
  • 전압변동률 공식을 이용하여 부하 시 전압을 구한 뒤, 옴의 법칙으로 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_2}{R} = \frac{V_{20}(1-\epsilon)}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{220(1-0.1)}{10}$
    ③ [최종 결과] $I = 19.8 \approx 20$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 정격출력 3.5[kW], 전원주파수 60[Hz]인 4극 3상 농형유도전동기가 전부하 시 1,750[rpm]으로 운전될 때, 동기와트[kW]는? (단, 기계적 손실은 무시한다)

  1. 3.4
  2. 3.5
  3. 3.6
  4. 3.7
(정답률: 알수없음)
  • 동기와트(동기출력)는 유도전동기의 출력에 슬립의 역수를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $P_s = \frac{P_o}{1-s}$
    ② [숫자 대입] $P_s = \frac{3.5}{1-\frac{1800-1750}{1800}}$
    ③ [최종 결과] $P_s = 3.6$
    (단, 동기속도 $N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800 \text{ rpm}$, 슬립 $s = \frac{1800-1750}{1800} \approx 0.0278$)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 변압기의 단락조건과 동일한 현상이 발생하는 3상 유도전동기의 운전상태는?

  1. 구속운전
  2. 정격운전
  3. 무부하운전
  4. 플러깅운전
(정답률: 알수없음)
  • 구속운전이란 유도전동기의 회전자가 기계적으로 고정되어 회전하지 않는 상태($s=1$)를 말합니다. 이때는 2차 회로의 임피던스가 매우 낮아져 변압기의 2차측을 단락시킨 상태와 동일한 큰 전류가 흐르게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 그림과 같은 동기발전기의 페이서도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Eacosδ=Vs이면 무효전력은 0이 된다.
  2. 최대출력전력은 부하각 δ=90°에서 발생한다.
  3. 가 보다 위상이 뒤지면 양의 무효전력 값을 갖는다.
  4. XsIasinθ와 XsIacosθ는 각각 유효전력과 무효전력에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 동기발전기의 페이서도에서 $X_s I_a \sin\theta$는 전압 $V_s$와 평행한 성분으로 무효전력과 관련이 있으며, $X_s I_a \cos\theta$는 전압 $V_s$에 수직인 성분으로 유효전력과 관련이 있습니다. 따라서 $X_s I_a \sin\theta$와 $X_s I_a \cos\theta$가 각각 유효전력과 무효전력에 비례한다는 설명은 서로 바뀌어 설명되었으므로 옳지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 무부하에서 유기기전력이 200[V]인 타여자 직류발전기의 자속을 2배로 하고, 회전속도를 1/2배로 하여 부하전류가 50[A] 흐를 때, 단자전압[V]은? (단, 전기자저항은 0.1[Ω], 브러시에 의한 전압강하는 2[V]이고 전기자반작용은 무시한다)

  1. 192
  2. 193
  3. 194
  4. 195
(정답률: 알수없음)
  • 발전기의 유기기전력은 자속과 회전속도에 비례하며, 단자전압은 유기기전력에서 전기자 저항 강하와 브러시 전압 강하를 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $V = (E_{0} \times \Phi_{ratio} \times N_{ratio}) - (I_{a} \times R_{a}) - V_{brush}$
    ② [숫자 대입] $V = (200 \times 2 \times 1/2) - (50 \times 0.1) - 2$
    ③ [최종 결과] $V = 193$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

목록 다음회차 >