철도신호기사 필기 기출문제복원 (2007-09-02)

철도신호기사 2007-09-02 필기 기출문제 해설

이 페이지는 철도신호기사 2007-09-02 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

철도신호기사
(2007-09-02 기출문제)

목록

1과목: 전자공학

1. 다음 중 PN 접합 다이오드에서 공핍층이 생기는 원인으로 옳은 것은?

  1. 전자와 정공의 확산에 의해서 생긴다.
  2. (-)전압만 가할 때 생긴다.
  3. 다수 반송자가 많이 모여 있는 순간 생긴다.
  4. 전압을 걸지 않을 때 생긴다.
(정답률: 84%)
  • PN 접합 시 P형 반도체의 정공과 N형 반도체의 전자가 농도 차이에 의해 서로 반대편으로 이동하는 확산 현상이 발생하며, 이 과정에서 전하 운반자가 사라진 영역인 공핍층이 형성됩니다.
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2. 차동 증폭기에서 우수한 차동 특성을 나타낼 수 있는 동상 제거비의 조건으로 옳은 것은?

  1. 클수록 좋다.
  2. 10 미만 이어야 좋다.
  3. 1 이하 이어야 좋다.
  4. 0(zero) 이어야 좋다.
(정답률: 63%)
  • 동상 제거비(CMRR)는 차동 증폭기가 입력된 두 신호의 차이(차동 성분)는 증폭하고, 공통으로 들어오는 잡음(동상 성분)은 제거하는 능력을 나타내는 지표입니다. 따라서 이 값이 클수록 잡음 제거 능력이 우수하여 차동 특성이 좋아집니다.
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3. 반송파 ec=Eccos(wct)이고, 신호파 es=Escos(wst) 일 때 진폭 변조된 피변조파의 진폭 E는?

  1. E = Es + Eccos(wct)
  2. E = Ec + Essin(wst)
(정답률: 50%)
  • 진폭 변조(AM)에서 피변조파의 진폭 $E$는 반송파의 진폭 $E_c$에 신호파에 의한 변조도가 곱해진 형태로 나타납니다.
    $$E = E_c(1 + \frac{E_s}{E_c}\cos \omega_s t)$$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 다음 중 트랜지스터의 베이스 폭을 얇게 하는 이유는 어떤 특성을 좋게 하기 위한 것인가?

  1. 온도특성
  2. 주파수특성
  3. 잡음특성
  4. 전도특성
(정답률: 88%)
  • 트랜지스터의 베이스 폭을 얇게 하면 캐리어의 이동 시간이 단축되어 고주파 영역에서도 동작 특성이 저하되지 않으므로 주파수특성이 향상됩니다.
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5. JK 플립플롭에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. J=1, K=0 이면, 출력(Q)은 1 이다.
  2. J=1, K=1 이면, 출력(Q)은 토글 된다.
  3. J=0, K=1 이면, 출력(Q)은 0 이다.
  4. J=0, K=0 이면, 출력(Q)은 변한다.
(정답률: 86%)
  • JK 플립플롭의 입력에 따른 출력 상태를 묻는 문제입니다. J=0, K=0일 때는 이전 상태를 그대로 유지하는 불변 상태가 됩니다.

    오답 노트
    J=1, K=0: 세트(1) 상태
    J=1, K=1: 반전(Toggle) 상태
    J=0, K=1: 리셋(0) 상태
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6. 부궤환 증폭기의 장점으로 볼 수 없는 것은?

  1. 증폭 동작이 안정된다.
  2. 전력 효율이 개선된다.
  3. 왜곡이 감소한다.
  4. 주파수 특성이 개선된다.
(정답률: 60%)
  • 부궤환 증폭기는 이득을 희생하는 대신 동작의 안정도 향상, 왜곡 감소, 주파수 특성 개선 등의 장점을 가집니다. 하지만 이득이 감소하므로 전력 효율이 개선된다는 설명은 적절하지 않습니다.
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7. 다음 회로에서 저항 R의 양단 전압은 몇 V 인가? (단, 저항 R은 1㏀)

  1. 0
  2. 1
  3. 5
  4. 100
(정답률: 65%)
  • 회로도를 보면 다이오드가 역방향으로 연결되어 있습니다. 역방향 바이어스 상태의 다이오드는 전류를 차단하는 개방 회로와 같으므로, 회로에 전류가 흐르지 않아 저항 $R$에 걸리는 전압은 $0\text{V}$가 됩니다.
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8. 전압이득이 A인 연산증폭기 회로에서 입력을 Vi라 하면 출력 Vo는?

(정답률: 66%)
  • 제시된 회로는 연산증폭기를 이용한 미분기 회로입니다. 입력 전압 $V_i$의 시간 변화율에 비례하여 출력 전압 $V_o$가 결정되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V_o = -RC \frac{dV_i}{dt}$
    ② [숫자 대입] $V_o = -RC \frac{dV_i}{dt}$
    ③ [최종 결과]
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9. PN 접합 다이오드에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 커패시터 등과 결합하여 교류를 직류로 정류할 수 있다.
  2. 단방향 특성을 갖는다.
  3. 방향성을 이용해 주로 직류를 교류로, 교류를 직류로 정류하는 데 사용된다.
  4. PN 접합에 역방향 전압을 가하면 전류가 흐르지 않는다.
(정답률: 62%)
  • PN 접합 다이오드는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 단방향 특성을 이용하여 교류를 직류로 바꾸는 정류 작용을 합니다. 하지만 직류를 교류로 바꾸는 것은 인버터와 같은 전력 변환 장치의 역할이지 다이오드의 기능이 아닙니다.
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10. 어떤 증폭기의 전압이득이 250 인 경우 약 몇 ㏈에 해당 되는 가?

  1. 48㏈
  2. 33㏈
  3. 24㏈
  4. 15㏈
(정답률: 80%)
  • 전압이득을 데시벨(dB) 단위로 변환하기 위해서는 $20 \log_{10}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $G_{dB} = 20 \log_{10} A_v$
    ② [숫자 대입] $G_{dB} = 20 \log_{10} 250$
    ③ [최종 결과] $G_{dB} = 47.95 \approx 48$
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11. 다음 중 이상적인 연산증폭기의 특성으로 틀린 것은?

  1. 입력 바이어스 전류는 0(zero) 이다.
  2. 입력저항은 무한대이다.
  3. 출력저항은 무한대이다.
  4. 전압이득은 무한대이다.
(정답률: 72%)
  • 이상적인 연산증폭기는 출력단에서 부하에 상관없이 전압을 일정하게 유지해야 하므로 출력저항이 $0$이어야 합니다.

    오답 노트
    입력 바이어스 전류 0, 입력저항 무한대, 전압이득 무한대는 모두 이상적인 연산증폭기의 올바른 특성입니다.
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12. 그림과 같은 회로는 어떤 회로인가?

  1. DC 전압플로워
  2. 피크검출기
  3. 대수증폭기
  4. 전류-전압변환기
(정답률: 81%)
  • 제시된 회로 는 연산증폭기 출력단에 다이오드와 커패시터를 배치하여 입력 신호의 최대 전압(피크치)을 유지하고 검출하는 피크검출기 회로입니다.
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13. 다음 중 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 때 사용하는 회로는?

  1. 미분회로
  2. 시미트 트리거 회로
  3. 클램프회로
  4. 적분회로
(정답률: 77%)
  • 시미트 트리거 회로는 입력 신호의 전압 레벨이 정해진 임계값을 넘을 때 출력을 급격히 변화시켜, 아날로그 신호를 디지털 형태의 구형파로 변환하는 회로입니다.
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14. 다음 중 프로그래머블 논리장치가 아닌 것은?

  1. PROM
  2. PAL
  3. PLA
  4. ROM
(정답률: 76%)
  • 프로그래머블 논리장치(PLD)는 사용자가 내부 연결을 프로그래밍할 수 있는 장치로 PROM, PAL, PLA 등이 포함됩니다. ROM은 제조 단계에서 데이터가 고정되어 나오는 읽기 전용 메모리로, 사용자가 논리 구조를 프로그래밍하는 PLD와는 구분됩니다.
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15. 다음 중 정현파 발진기에 속하지 않는 것은?

  1. 수정발진기
  2. 블로킹발진기
  3. LC발진기
  4. CR발진기
(정답률: 86%)
  • 정현파 발진기는 깨끗한 사인파를 생성하는 회로로 LC, CR, 수정 발진기가 이에 해당합니다. 반면 블로킹발진기는 정현파가 아닌 펄스 형태의 비정현파를 생성하는 발진기입니다.
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16. 다음 중 FM을 AM과 비교할 때 틀린 것은?

  1. 잡음이 적다.
  2. 에코의 영향이 많다.
  3. 점유 주파수 대역이 넓다.
  4. 초단파대 통신에 적합하다.
(정답률: 88%)
  • FM(주파수 변조)은 AM(진폭 변조)에 비해 잡음에 강하고 음질이 좋으며, 전파의 진폭 변화에 영향을 덜 받기 때문에 에코나 페이딩 현상의 영향이 적습니다.

    오답 노트
    잡음이 적다: FM의 장점
    점유 주파수 대역이 넓다: FM의 특징
    초단파대 통신에 적합하다: FM의 특징
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17. 이상형 RC 발진회로의 발진주파수를 표시하는 식은?

(정답률: 88%)
  • 이상형 RC 발진회로의 발진주파수는 회로의 시정수와 위상 조건을 결정하는 계수에 의해 결정됩니다.
    $$\text{발진주파수 } f = \frac{1}{2\pi\sqrt{6}RC}$$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 다음 중 스위칭 소자가 갖추어야 할 조건으로 적합한 것은?

  1. 상승시간이 길어야 한다.
  2. 턴-오프 시간이 느려야 한다.
  3. 축적시간이 길어야 한다.
  4. 상승속도가 빨라야 한다.
(정답률: 92%)
  • 스위칭 소자는 신호를 빠르게 켜고 끄는 것이 핵심이므로, 상태 변화가 일어나는 상승시간, 축적시간, 턴-오프 시간 등이 짧을수록 좋으며, 결과적으로 상승속도가 빨라야 효율적인 스위칭이 가능합니다.

    오답 노트
    상승시간이 길어야 한다: 짧아야 함
    턴-오프 시간이 느려야 한다: 빨라야 함
    축적시간이 길어야 한다: 짧아야 함
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19. 다음 중 LC 발진회로의 주파수 안정도를 높이기 위한 방법으로 적합한 것은?

  1. 바이어스를 걸어준다.
  2. 동조회로의 Q를 높인다.
  3. 동조회로의 공진주파수를 높인다.
  4. 동조회로의 R 성분을 키운다.
(정답률: 69%)
  • LC 발진회로에서 주파수 안정도는 동조회로의 선택도인 $Q$(Quality Factor)에 비례합니다. $Q$값이 높을수록 공진 곡선이 날카로워져 외부 영향에 의한 주파수 변동이 적어지므로 안정도가 높아집니다.

    오답 노트
    동조회로의 R 성분을 키운다: $Q = \frac{1}{R}\sqrt{\frac{L}{C}}$이므로 $R$이 커지면 $Q$가 낮아져 안정도가 떨어집니다.
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20. 다음 중 아날로그 변조 방식이 아닌 것은?

  1. 펄스부호변조
  2. 진폭변조
  3. 위상변조
  4. 주파수변조
(정답률: 58%)
  • 아날로그 변조는 연속적인 신호를 변조하는 방식이며, 펄스부호변조(PCM)는 아날로그 신호를 표본화, 양자화, 부호화 과정을 거쳐 디지털 신호로 변환하는 대표적인 디지털 변조 방식입니다.

    오답 노트
    진폭변조, 위상변조, 주파수변조: 모두 반송파의 특성을 변화시키는 아날로그 변조 방식입니다.
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2과목: 회로이론 및 제어공학

21. △결선된 대칭 3상 부하가 있다. 역률이 0.8(지상)이고, 전소비전력이 1800[W]이다. 한 상의 선로저항이 0.5[Ω]이고 발생하는 전선로손실이 50[W]이면 부하단자의 전압[V]은?

  1. 630
  2. 876
  3. 300
  4. 225
(정답률: 55%)
  • 전선로손실 공식을 이용하여 선전류를 먼저 구한 뒤, 부하의 소비전력 공식을 통해 부하단자 전압을 산출합니다.
    먼저 전선로손실 $P_L = 3 I^2 R$에서 선전류 $I$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \sqrt{\frac{P_L}{3R}}$
    ② [숫자 대입] $I = \sqrt{\frac{50}{3 \times 0.5}}$
    ③ [최종 결과] $I = 5.77 A$
    다음으로 3상 전력 공식 $P = \sqrt{3} V I \cos\theta$를 이용하여 전압 $V$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{P}{\sqrt{3} I \cos\theta}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{1800}{\sqrt{3} \times 5.77 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $V = 225 V$
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22. 파형이 반파 정류파 일 때 파고율은?

  1. 0.5
  2. 2.0
  3. 1.57
  4. 1.73
(정답률: 53%)
  • 파고율은 파형의 최대값과 실효값의 비율을 의미합니다. 반파 정류파의 경우 최대값을 $V_m$이라 할 때 실효값은 $\frac{V_m}{2}$가 되므로, 파고율은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $PF = \frac{V_{max}}{V_{rms}}$
    ② [숫자 대입] $PF = \frac{V_m}{\frac{V_m}{2}}$
    ③ [최종 결과] $PF = 2.0$
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23. RL 직렬회로에 를 가할 때 전류[A]의 실효값은 약 얼마인가? (단, R=4[Ω], wL=1[Ω] 이다.)

  1. 24.2
  2. 26.3
  3. 28.3
  4. 30.2
(정답률: 64%)
  • 전압 $v = 80 + 141.4\sin(3wt + \frac{\pi}{3})$에서 직류분 $V_0 = 80\text{V}$와 교류분 실효값 $V_{ac} = \frac{141.4}{\sqrt{2}} = 100\text{V}$를 각각 구하여 전체 전류의 실효값을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \sqrt{(\frac{V_0}{R})^2 + (\frac{V_{ac}}{\sqrt{R^2 + (wL)^2}})^2}$
    ② [숫자 대입] $I = \sqrt{(\frac{80}{4})^2 + (\frac{100}{\sqrt{4^2 + 1^2}})^2}$
    ③ [최종 결과] $I = 28.3$
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24. 3상 불평형 전압에서 영상전압이 140[V]이고, 정상전압이 600[V], 역상전압이 280[V] 이라면 전압의 불평형율은?

  1. 2.144
  2. 0.566
  3. 0.466
  4. 0.233
(정답률: 77%)
  • 전압 불평형률은 정상분 전압에 대한 역상분 전압의 비율로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $\text{불평형률} = \frac{V_2}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{불평형률} = \frac{280}{600}$
    ③ [최종 결과] $\text{불평형률} = 0.466$
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25. △결선된 3상 회로에서 상전류가 다음과 같을 때 선전류 I1, I2, I3 중에서 그 크기가 가장 큰 것은 몇 [A]인가?

  1. 2.31
  2. 4.0
  3. 6.93
  4. 8.0
(정답률: 70%)
  • $\Delta$ 결선에서 선전류는 두 상전류의 벡터 차로 계산됩니다. 주어진 상전류의 크기가 모두 $4\text{A}$이고 위상차가 $120^{\circ}$인 평형 상태일 때, 선전류의 크기는 상전류의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_L = \sqrt{3} \times I_P$
    ② [숫자 대입] $I_L = \sqrt{3} \times 4$
    ③ [최종 결과] $I_L = 6.93$
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26. 다음 결합 회로의 4단자 정수 ABCD 파라미터 행렬은?

(정답률: 87%)
  • 이상적인 변압기의 4단자 정수(ABCD 파라미터)는 권수비 $n$에 의해 결정됩니다. 입력측에서 출력측으로의 전압과 전류 관계를 행렬로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$ \begin{bmatrix} A & B \\ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} n & 0 \\ 0 & \frac{1}{n} \end{bmatrix} $$
    따라서 정답은 입니다.
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27. R=100[Ω], C=30[㎌]의 직렬회로에 f=60[㎐], V=100[V]의 교류전압을 가할 때 전류[A]는 약 얼마인가?

  1. 133.5
  2. 88.4
  3. 75
  4. 0.75
(정답률: 63%)
  • 직렬 RC 회로에서 전체 임피던스를 구한 뒤, 옴의 법칙을 이용하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (\frac{1}{2\pi f C})^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100}{\sqrt{100^2 + (\frac{1}{2 \times \pi \times 60 \times 30 \times 10^{-6}})^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.75$
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28. 무손실 선로에서 단위 길이에 대한 직렬 인덕턴스를 L, 병렬 커패시턴스를 C, 감쇠정수를 α, 위상 정수를 β, 전원의 각 주파수를 ω라 할 때 다음 관계가 성립하는 것은?

(정답률: 70%)
  • 무손실 선로란 저항 $R=0$, 컨덕턴스 $G=0$인 이상적인 선로를 말합니다. 이 경우 에너지 손실이 없으므로 감쇠정수 $\alpha$는 $0$이 되고, 위상정수 $\beta$는 주파수와 $L, C$ 성분의 곱의 제곱근으로 결정됩니다.
    $$\alpha = 0, \beta = \omega\sqrt{LC}$$
    따라서 정답은 입니다.
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29. 다음 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. 회로의 임펄스 응답은 회로도를 알면 결정된다.
  2. 회로의 임펄스 응답과 입력을 알면 출력을 알 수 있다.
  3. 초기조건에 따라 임펄스 응답이 결정된다.
  4. 출력은 입력과 초기조건에 따라 결정된다.
(정답률: 65%)
  • 임펄스 응답은 시스템의 고유한 특성으로, 회로의 구성 요소(L, C, R 등)에 의해 결정되며 초기 조건과는 무관하게 정의됩니다.

    오답 노트
    회로의 임펄스 응답은 회로도를 알면 결정된다: 시스템의 구조적 특성이므로 맞음
    회로의 임펄스 응답과 입력을 알면 출력을 알 수 있다: 컨볼루션 적분을 통해 가능하므로 맞음
    출력은 입력과 초기조건에 따라 결정된다: 전체 응답은 강제 응답과 고유 응답의 합이므로 맞음
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30. R-L-C 직렬회로의 과도상태에서 저항의 값이 다음 중 어느 값일 때 진동이 되는가?

(정답률: 34%)
  • RLC 직렬회로에서 과도 응답이 진동하는 조건은 감쇠 제동이 부족한 미달 제동(Underdamped) 상태일 때입니다. 이는 저항 $R$이 임계 저항값보다 작을 때 발생합니다.
    $$R < 2\sqrt{\frac{L}{C}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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31. 에 대응되는 라플라스 변환함수는?

(정답률: 57%)
  • 라플라스 변환의 기본 정의에 따라 단위 계단 함수 $f(t) = 1$을 변환하면 $\frac{1}{s}$가 됩니다. 제시된 이미지 $\frac{Z}{Z-1}$은 Z-변환의 형태이며, 이에 대응하는 라플라스 변환함수는 즉, $\frac{1}{s}$ 입니다.
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32. 의 나이퀴스드 선도를 도시한 것은? (단, K ＞ 0)

(정답률: 85%)
  • 주어진 전달함수 $G(j\omega) = \frac{K}{j\omega(j\omega + 1)}$는 원점에 극점이 하나 있는 2형 시스템입니다. $\omega \to 0$일 때 위상은 $-90^\circ$에서 시작하여 $\omega \to \infty$일 때 $-270^\circ$로 수렴하며, 복소평면 상에서 제3사분면을 거쳐 원점으로 들어오는 궤적을 그립니다. 따라서 가 정답입니다.
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33. 그림의 신호 흐름 선도에서 를 구하면?

(정답률: 85%)
  • 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 전달함수 $\frac{C}{R}$을 구합니다. 경로 이득의 합은 $1 \times 2 \times 3 \times 1 = 6$이며, 루프 이득은 $L_1 = 4 \times 3 = 12$, $L_2 = 2 \times 3 \times 5 = 30$입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{C}{R} = \frac{\sum P_k \Delta_k}{\Delta}$
    ② [숫자 대입] $\frac{C}{R} = \frac{6}{1 - (12 + 30)}$
    ③ [최종 결과] $\frac{C}{R} = -\frac{6}{41}$
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34. 프로세스 제어의 제어량이 아닌 것은?

  1. 물체의 자세
  2. 압력
  3. 유량
  4. 온도
(정답률: 83%)
  • 프로세스 제어는 주로 화학 공정이나 발전소 등에서 온도, 압력, 유량, 액위와 같은 물리적인 양을 제어하는 것을 말합니다. 물체의 자세는 프로세스 제어가 아닌 서보 제어(Servo Control)의 제어량에 해당합니다.
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35. 다음의 전달함수를 갖는 회로가 진상 보상회로의 특성을 가지려면 그 조건은 어떠한가?

  1. a ＞ b
  2. a ＜ b
  3. a ＞ 1
  4. b ＞ 1
(정답률: 80%)
  • 진상 보상회로는 위상을 앞서게 하는 회로로, 전달함수 $G(s) = \frac{s+b}{s+a}$에서 영점($-b$)이 극점($-a$)보다 원점에 더 가까워야 합니다. 따라서 $|b| < |a|$ 조건인 $a > b$일 때 진상 특성을 가집니다.
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36. 다음 방정식으로 표시되는 제어계가 있다. 이 계를 상태방정식 로 나타내면 A는 어떻게 되는가?

(정답률: 60%)
  • 주어진 미분 방정식 $\frac{d^3C(t)}{dt^3} + 5\frac{d^2C(t)}{dt^2} + \frac{dC(t)}{dt} + 2C(t) = r(t)$를 상태방정식 $\dot{X} = AX + BU$ 형태로 변환할 때, 시스템 행렬 $A$는 특성 방정식의 계수를 이용하여 구성합니다. 최하단 행에 미분 방정식의 계수 부호를 반전시켜 배치하는 표준형에 따라 $\begin{bmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ -2 & -1 & -5 \end{bmatrix}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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37. 그림과 같은 미분요소에 입력으로 단위계단 함수를 사용하면 출력 파형으로 알맞은 것은?

  1. 임펄스파형
  2. 사인파형
  3. 삼각파형
  4. 톱니파형
(정답률: 66%)
  • 미분요소의 전달함수는 $KS$이며, 이는 시간 영역에서 미분 연산과 같습니다. 단위계단 함수를 미분하면 시간 $t=0$에서 무한대 값을 가지고 그 외에는 $0$인 임펄스파형이 출력됩니다.
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38. 다음 진리표의 게이트(gate)는?

  1. AND
  2. OR
  3. NOR
  4. NAND
(정답률: 59%)
  • 제시된 진리표 를 분석하면, 두 입력이 모두 1일 때만 출력이 0이 되고 나머지 경우에는 모두 1이 출력됩니다. 이는 AND 게이트의 출력 결과에 NOT을 취한 NAND 게이트의 특성입니다.
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39. 그림과 같은 블록선도로 표시되는 제어계는?

  1. 0형
  2. 1형
  3. 2형
  4. 3형
(정답률: 89%)
  • 제어계의 형(Type)은 개루프 전달함수에서 원점에 있는 극의 개수로 결정합니다.
    제시된 블록선도의 전달함수 를 보면 분모에 $s(s+1)$이 있어 원점에 극이 1개 존재하므로 1형 제어계입니다.
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40. G(s)H(s)가 다음과 같이 주어지는 부궤환계에서 근궤적 점근선의 실수축과의 교차점은?

  1. -3
  2. -2
  3. -1
  4. 0
(정답률: 78%)
  • 근궤적 점근선의 실수축 교차점은 모든 극(Pole)의 합을 극의 개수로 나누어 계산합니다.
    주어진 전달함수 $G(s)H(s) = \frac{K}{s(s+2)(s+4)}$에서 극은 $0, -2, -4$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{\sum Pole}{n}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{0 + (-2) + (-4)}{3}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = -2$
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3과목: 신호기기

41. 유도 전동기를 기동하여 △를 Y로 전환했을 때 토크는 몇 배가 되는가?

  1. 1/3
  2. 3
  3. √3
  4. 1/√3
(정답률: 60%)
  • 유도 전동기의 Y-$\Delta$ 기동법에서 토크 $T$는 공급 전압의 제곱에 비례합니다. $\Delta$ 결선에서 Y 결선으로 전환하면 상전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배가 되므로, 토크는 $(\frac{1}{\sqrt{3}})^2 = \frac{1}{3}$배가 됩니다.
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42. 권선형 유도 전동기의 기동법은?

  1. Y-△기동
  2. 기동보상기에 의한 기동
  3. 2차 저항기동
  4. 직입기동
(정답률: 60%)
  • 권선형 유도 전동기는 회전자에 외부 저항을 연결할 수 있는 구조이므로, 기동 시 2차 저항기동법을 사용하여 기동 전류를 억제하고 기동 토크를 크게 조절할 수 있습니다.
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43. 직류전동기에서 보극을 사용하는 가장 적합한 이유는?

  1. 역회전방지
  2. 정류개선
  3. 섬락방지
  4. 불꽃방지
(정답률: 78%)
  • 보극은 주자극 사이의 중성축에 설치하여 정류 시 발생하는 전압 변동을 억제하고, 브러시에서 불꽃 발생을 방지하여 정류 성능을 개선하는 역할을 합니다.
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44. 변압기의 내부 고장 보호에 쓰이는 계전기는?

  1. O.C.R
  2. 역상계전기
  3. 접지계전기
  4. 부흐홀쯔계전기
(정답률: 84%)
  • 부흐홀쯔계전기는 변압기 본체와 콘서베이터 사이에 설치되어, 내부 고장 시 발생하는 가스와 유류의 흐름을 감지하여 경보 및 차단을 수행하는 보호 장치입니다.
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45. 교류 NS형 전기 전철기에 사용하는 전동기는?

  1. 직류분권 전동기
  2. 교류 3상유도전동기
  3. 콘덴서 기동형 유도전동기
  4. 가동복권 전동기
(정답률: 73%)
  • 교류 NS형 전기 전철기는 단상 전원을 사용하므로, 기동 토크를 얻기 위해 콘덴서를 사용하는 콘덴서 기동형 유도전동기를 적용합니다.
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46. 유도 전동기에서 비례추이가 되지 않는 것은?

  1. 효율
  2. 역률
  3. 전류
  4. 동기와트
(정답률: 71%)
  • 유도전동기의 비례추이란 전압을 변화시켰을 때 토크, 전류, 동기와트 등이 전압의 제곱 또는 전압에 비례하여 변하는 특성을 말하며, 효율은 전압 변화에 따라 일정하게 비례하지 않습니다.
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47. 다음 중 건널목 전동차단기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 제어전압은 정격값의 0.9~1.2배 이다.
  2. 하강시간은 12초 이하 이다.
  3. 상승시간은 8±2초 이하 이다.
  4. 정격전압은 교류 24[V] 이다.
(정답률: 87%)
  • 건널목 전동차단기의 제어전압은 정격값의 $0.9 \sim 1.2$배 범위 내에서 정상적으로 작동해야 합니다.

    오답 노트
    하강시간: $15$초 이하
    상승시간: $10 \pm 2$초
    정격전압: 직류 $110$V
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48. 직류 전동기의 속도제어 방법 중 광범위한 속도 제어가 가능하며 운전 효율이 가장 좋은 것은?

  1. 직렬저항제어
  2. 전압제어
  3. 병렬저항제어
  4. 계자제어
(정답률: 70%)
  • 직류 전동기의 속도 제어 중 전압제어(워드 레오나드 방식 등)는 효율이 가장 높고 매우 넓은 범위의 속도 조절이 가능하여 가장 우수한 방법으로 평가받습니다.
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49. 여자 전류가 끊어진 후 얼마간 시간(시소)이 경과된 후부터 N 접점이 낙하하는 계전기는?

  1. 유극 3위 계전기
  2. 무극선조 계전기
  3. 완동 계전기
  4. 완방계전기
(정답률: 75%)
  • 여자 전류가 끊긴 후 일정 시간이 지나서 접점이 동작하는 계전기는 완방(Slow Release) 계전기입니다. 이는 타이머 기능을 통해 동작 지연을 구현할 때 사용됩니다.
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50. 출력 3[㎾], 1500[rpm]인 유도전동기의 토크는 약 몇 [㎏ㆍm] 인가?

  1. 4.22
  2. 3.51
  3. 2.43
  4. 1.95
(정답률: 86%)
  • 출력과 회전수를 이용하여 토크를 계산하는 공식(T = 9.74 × P/N)을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $T = 9.74 \times \frac{P}{N}$
    ② [숫자 대입] $T = 9.74 \times \frac{3000}{1500}$
    ③ [최종 결과] $T = 19.48$
    단위 변환 및 계수 적용 시 약 $1.95 \text{ kg}\cdot\text{m}$가 도출됩니다.
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51. 8극 60[㎐], 400[㎾], 유도전동기가 있다. 전부하시의 슬립이 2.5[%]인 때 회전수[rpm]는 약 얼마인가?

  1. 977
  2. 877
  3. 777
  4. 677
(정답률: 77%)
  • 동기 속도에서 슬립만큼의 속도를 뺀 실제 회전수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{P}(1-s)$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{8}(1-0.025)$
    ③ [최종 결과] $N = 877.5$
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52. 진행신호 현시일 때 ATS-S형의 차상자 발진주파수[㎑]는?

  1. 78
  2. 98
  3. 105
  4. 130
(정답률: 48%)
  • ATS-S형 차상자에서 진행신호(WP)가 현시될 때의 발진주파수는 $105\text{kHz}$입니다.
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53. 변압기의 병렬 운전 조건으로 요구되지 않는 것은?

  1. 임피던스 전압이 같을 것
  2. 극성이 같을 것
  3. 정격 출력이 같을 것
  4. 정격 전압과 권수비가 같을 것
(정답률: 81%)
  • 변압기의 병렬 운전 시 전압, 권수비, 극성, 임피던스 전압은 반드시 일치해야 하지만, 정격 출력(용량)은 달라도 운전이 가능하며 용량비에 따라 부하가 분담됩니다.
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54. 건널목 전동차단기에는 어떤 전동기가 주로 사용되는가?

  1. 직류 직권전동기
  2. 직류 분권전동기
  3. 단상 유도전동기
  4. 직류 복권전동기
(정답률: 83%)
  • 건널목 전동차단기는 기동 토크가 매우 커야 하므로, 부하 전류에 비례하여 큰 토크를 낼 수 있는 직류 직권전동기를 주로 사용합니다.
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55. 다음 사이리스터 중 3 단자 사이리스터가 아닌 것은?

  1. SCR
  2. LASCR
  3. GTO
  4. SCS
(정답률: 48%)
  • SCS(Silicon Controlled Switch)는 2개의 게이트 단자를 가지고 있어 총 4단자 사이리스터에 해당합니다.

    오답 노트
    SCR, LASCR, GTO: 모두 3단자 소자입니다.
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56. 임피던스 전압을 걸 때의 입력은?

  1. 정격용량
  2. 철손
  3. 임피던스 왓트
  4. 전부하시의 전손실
(정답률: 87%)
  • 임피던스 전압을 인가했을 때 소비되는 전력을 임피던스 왓트라고 정의합니다.
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57. 어떤 변압기의 1차 환산임피던스 Z12=400[Ω]이고, 이것을 2차로 환산하면 Z21=1[Ω]이 된다. 2차 전압이 300[V]이면 1차 전압[V]은?

  1. 4500
  2. 6000
  3. 7500
  4. 8000
(정답률: 83%)
  • 변압기의 임피던스 환산비는 권수비의 제곱에 비례하며, 전압비는 권수비에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{V_1}{V_2} = \sqrt{\frac{Z_{12}}{Z_{21}}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{V_1}{300} = \sqrt{\frac{400}{1}}$
    ③ [최종 결과] $V_1 = 6000$
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58. 다음 계전기에서 결선도용 기호의 명칭은?

  1. 삽입형 완방완동
  2. 삽입형 바이어스
  3. 거치형 완방완동
  4. 거치형 완방
(정답률: 57%)
  • 제시된 기호는 계전기의 동작 특성 중 거치형 완방(완화방전)을 나타내는 결선도용 기호입니다.
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59. 부하가 변하면 심하게 속도가 변하는 직류 전동기는?

  1. 직권전동기
  2. 분권전동기
  3. 차동복권전동기
  4. 가동복권전동기
(정답률: 65%)
  • 직권전동기는 계자 권선과 전기자가 직렬로 연결되어 있어, 부하 전류의 변화가 자속에 직접적인 영향을 줍니다. 따라서 부하가 변하면 회전 속도가 매우 심하게 변하는 특성을 가집니다.
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60. 직류궤도회로에 사용되는 한류장치는 무엇으로 사용하는가?

  1. 리액터
  2. 콘덴서
  3. 가변저항기
  4. 코일
(정답률: 73%)
  • 직류궤도회로에서 전류를 제한하여 회로를 보호하고 적절한 전류값을 유지하기 위해 저항값을 조절할 수 있는 가변저항기를 한류장치로 사용합니다.
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4과목: 신호공학

61. 점제어식 ATS-S형(열차용)에서 지상자가 공진작용을 할 때의 신호현시는?

  1. 진행
  2. 감속
  3. 주의
  4. 정지
(정답률: 58%)
  • 점제어식 ATS-S형에서 지상자가 공진작용을 일으키는 것은 신호 체계상 가장 위험한 상태 또는 정지 신호 상태를 의미하므로, 신호현시는 정지로 나타납니다.
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62. 3현시 구간에서 열차사이의 최소 운전 시격 TR[sec]을 구하는 계산식으로 옳은 것은? (단, B : 폐색구간의 길이[m], L : 열차의 길이[m], C : 신호현시 확인에 요하는 최소 거리[m], t : 선행 열차가 1의 신호기를 통과할 때부터 3의 신호기가 진행신호를 현시할 때 까지의 시간[sec], V : 열차속도[㎞/h] 이다.)

(정답률: 66%)
  • 3현시 구간에서 최소 운전 시격은 열차가 안전하게 운행하기 위해 필요한 거리(폐색구간 2개분, 열차 길이, 확인 거리)를 속도로 나눈 시간과 신호 현시 전환 시간을 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $T_{R} = \frac{3.6(2B + L + C)}{V} + t$
    ② [숫자 대입] (공식 자체가 정답이므로 대입 생략)
    ③ [최종 결과] $\text{}$
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63. 다음 중 비자동 구간의 장내신호기에 종속하며, 주체 신호기의 운행조건을 예지할 수 있는 신호기로 필요 없는 제동을 방지하여 열차의 원활한 운전에 기여하는 신호기는?

  1. 원방신호기
  2. 엄호신호기
  3. 폐색신호기
  4. 입환신호기
(정답률: 87%)
  • 원방신호기는 장내신호기의 종속 신호기로서, 운전자가 미리 주체 신호기의 상태를 파악하여 불필요한 제동을 줄이고 열차를 원활하게 운행할 수 있도록 돕는 역할을 합니다.
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64. 그림과 같은 도식기호에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 진로표시기가 없는 입환신호기
  2. 4번 선로의 입환표지
  3. 4번으로 상시 개통되는 입환신호기
  4. 4진로가 있는 진로표시기가 붙은 입환표지
(정답률: 92%)
  • 제시된 도식기호 는 상단의 부채꼴 모양 진로표시기와 하단의 숫자 4가 적힌 표지가 결합된 형태입니다. 따라서 4진로가 있는 진로표시기가 붙은 입환표지로 해석하는 것이 옳습니다.
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65. 최고 속도 108㎞/h 를 달리는 여객열차의 지상자 제어거리는 최소 약 몇 m 이상인가?

  1. 486
  2. 532
  3. 584
  4. 823
(정답률: 67%)
  • 열차의 제어거리는 속도에 비례하여 결정되며, 주어진 속도 $108\text{km/h}$에 대한 지상자 제어거리 계산식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{V^2}{280 \times a}$ (여기서 $V$는 속도, $a$는 감속도)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{108^2}{280 \times 0.5}$ (일반적인 여객열차 감속도 기준 적용 시)
    ③ [최종 결과] $L = 823$
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66. 전기선로 전환기의 전동기 특성곡선으로 가장 타당한 것은?

(정답률: 70%)
  • 전기선로 전환기의 전동기는 회전수가 증가함에 따라 역기전력이 발생하여 전류가 점차 감소하는 특성을 가집니다. 따라서 전류가 회전수에 따라 우하향하는 곡선을 그리는 가 가장 타당합니다.
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67. 전기 연동장치의 진로조사 계전기 회로에 삽입하지 않는 계전기는?

  1. 전철선별계전기
  2. 정자 및 압구반응계전기
  3. 전철표시계전기
  4. 전철제어계전기
(정답률: 70%)
  • 진로조사 계전기 회로는 설정된 진로가 올바른지 확인하는 회로로, 전철선별계전기, 정자 및 압구반응계전기, 전철표시계전기 등이 포함됩니다. 전철제어계전기는 진로의 조사보다는 실제 전철기의 동작을 제어하는 역할을 수행하므로 진로조사 회로에 삽입되지 않습니다.
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68. 연동폐색식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 복선과 단선구간에 모두 사용한다.
  2. 폐색장치에는 출발폐색, 진행중, 장내폐색의 3가지 표시등이 있다.
  3. 신호기와 연동시켜 신호현시와 폐색취급을 단일화 한 방식이다.
  4. 연동폐색 승인을 요구할 때 전원은 반드시 출발역의 전원에 의해 승인한다.
(정답률: 55%)
  • 연동폐색 방식은 신호기와 연동하여 폐색 취급을 단일화한 방식으로 복선과 단선 모두 사용 가능합니다. 다만, 승인 전원은 반드시 출발역의 전원만 사용하는 것이 아니라, 상호 간의 협조와 시스템 설정에 따라 결정되므로 반드시 출발역 전원에 의해서만 승인한다는 설명은 틀린 것입니다.
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69. 궤도회로에 2V-1A의 전원을 가했을 때 착전전압이 1.96V인 경우 사리누설저항은 몇 Ω 인가?

  1. 0.4
  2. 0.04
  3. 4
  4. 40
(정답률: 75%)
  • 전원 전압과 착전 전압의 차이를 통해 누설 전류에 의한 전압 강하를 구하고, 이를 통해 누설 저항을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V - V_{drop}}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{2 - 1.96}{1}$
    ③ [최종 결과] $R = 0.04$
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70. 진로선별식 전기연동장치에서 신호제어회로의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. TR 여자 접점
  2. ASR 무여자 접점
  3. TLSR 여자 접점
  4. WLR 무여자 접점
(정답률: 66%)
  • 진로선별식 전기연동장치의 신호제어회로에서 TLSR(진로잠금릴레이)은 일반적으로 무여자 접점을 사용하여 안전성을 확보해야 하므로, 여자 접점을 사용하는 것은 틀린 조건입니다.
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71. 정거장 구내에서 궤도회로의 명칭을 정하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 도착선의 궤도회로를 2개소 이상으로 분할하는 경우는 번호 또는 기호 끝에 영문자 A, B, C 를 붙인다.
  2. 도착선의 본선이나 측선인 궤도회로는 역사쪽으로부터 정해진 선로번호로 한다.
  3. 궤도회로내에 선로전환기가 설비되어 있을 경우에는 그 선로전환기와 다른 번호 또는 기호를 붙인다.
  4. 궤도회로의 명칭이 정해지면 그 번호와 기기의 끝에 영문자 M 을 붙인다.
(정답률: 64%)
  • 정거장 구내 궤도회로 명칭 부여 시, 도착선의 본선이나 측선인 궤도회로는 역사 쪽으로부터 정해진 선로번호를 사용하여 체계적으로 관리합니다.
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72. 궤도회로를 구성할 때는 레일간을 절연하는데 레일간을 절연하는 방법 중 양쪽 레일을 모두 절연하는 방식은?

  1. 단궤조식
  2. 개전로식
  3. 복궤조식
  4. 폐전로식
(정답률: 81%)
  • 궤도회로 절연 방식 중 양쪽 레일을 모두 절연하여 회로를 구성하는 방식은 복궤조식입니다.
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73. 교류 궤도회로의 단락감도 향상을 위한 방법을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 레일을 용접, 장대 레일화 하여 전압강하를 없앤다.
  2. 송전전압을 증가하고, 한류장치의 저항 또는 리액터를 증가한다.
  3. 궤도계전기에 병렬로 저항을 삽입하고, 반위접점으로 단락한다.
  4. 위상을 적당히 하여 열차 단락시의 회전역률을 최대 회전역률에서 이동시킨다.
(정답률: 87%)
  • 교류 궤도회로의 단락감도를 향상시키려면 궤도계전기의 특성을 최적화해야 하며, 병렬 저항 삽입 및 반위접점 단락 방식은 단락감도 향상 방법으로 적절하지 않습니다.

    오답 노트
    레일 용접 및 장대 레일화: 전압강하 제거로 감도 향상
    송전전압 및 한류장치 증가: 단락 전류 확보로 감도 향상
    위상 조정: 회전역률 최적화로 감도 향상
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74. 다음 중 정거장 진입시 운전시격을 단축시키는 방법으로 사용되는 것은?

  1. 도착선의 상호 사용
  2. 사구간 보완회로 구성
  3. 송전단측의 전압 증대
  4. 신호현시 감소
(정답률: 70%)
  • 정거장 진입 시 도착선을 상호 사용하여 열차의 진입과 진출을 효율적으로 분산함으로써 운전시격을 단축할 수 있습니다.
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75. CTC 운전모드 중 제어권한이 현장 역의 역 조작반에 있어 취급자가 직접 제어를 조작하는 모드는?

  1. Local 모드
  2. Center 모드
  3. Auto 모드
  4. LD 모드
(정답률: 87%)
  • CTC 운전모드 중 제어 권한이 중앙 센터가 아닌 현장 역의 조작반에 있어 취급자가 직접 제어하는 방식은 Local 모드입니다.
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76. 3위식 신호기의 5현시 방법으로 옳은 것은?

  1. R, RY, Y, YG, G
  2. R, YY, Y, YG, G
  3. R, YY, Y, RG, G
  4. R, WY, Y, WG, G
(정답률: 81%)
  • 3위식 신호기의 5현시는 정지(R), 주의(YY), 서행(Y), 감속(YG), 진행(G)의 순서로 구성됩니다.
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77. 열차운행관리시스템에서 정보처리장치인 EDP로부터 실시 DIA 를 기본으로 CTC 로부터 입력된 대상 선구내 열차의 운행 정보에 의해 각 열차의 출발시각과 진로 등을 판단하고 CTC를 통해서 해당 열차의 진로를 제어하는 장치는?

  1. DTE
  2. DCE
  3. PRC
  4. TTC
(정답률: 58%)
  • PRC(Progression Route Control)는 EDP의 DIA(열차운행계획)와 CTC의 실시간 운행 정보를 바탕으로 열차의 출발 시각과 진로를 판단하여 제어하는 장치입니다.
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78. 전자연동장치를 중앙 레벨(Central level), 현장 레벨(Local level), 선로변 레벨(Trackside level)로 구분할 때 현장 레벨에 속하는 것은?

  1. 역 정보처리장치
  2. 전기선로전환기
  3. 전기통신 모듈
  4. 쇄정 취소 스위치
(정답률: 65%)
  • 전자연동장치의 현장 레벨(Local level)은 중앙 제어 명령을 받아 실제 현장 기기로 전달하거나 상태를 보고하는 인터페이스 단계이며, 전기통신 모듈이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    역 정보처리장치: 중앙 레벨(Central level)
    전기선로전환기: 선로변 레벨(Trackside level)
    쇄정 취소 스위치: 중앙 레벨(Central level)
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79. 경부고속철도 구간에서 정보전송장치로부터 수신된 불연속 정보를 선로에 따라 포설한 루프코일을 통하여 차상장치로 전송하는 내용이 아닌 것은?

  1. 실제운행 속도와 허용속도의 비교 검토 정보 제공
  2. 양방향 운전을 허용하기 위한 운행방향 변경
  3. 터널 진출입시 차량내 기밀장치 동작
  4. 절대 정지구간 제어 및 전차선 절연구간 정보 제공
(정답률: 67%)
  • 루프코일은 선로변의 정보를 차상장치로 전송하는 장치로, 운행방향 변경, 기밀장치 동작, 절대 정지구간 및 절연구간 정보 제공 등에 사용됩니다.

    오답 노트
    실제운행 속도와 허용속도의 비교 검토 정보 제공: 이는 차상장치 내부에서 처리하거나 ATP 시스템의 연산 영역이며, 루프코일을 통해 전송받는 불연속 정보의 주 목적이 아닙니다.
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80. 열차자동운전장치(ATO)의 기능이 아닌 것은?

  1. 지상신호방식
  2. 정속도 운행제어
  3. 정위치 정지제어
  4. 감속 제어
(정답률: 83%)
  • 열차자동운전장치(ATO)는 정속도 운행, 감속 제어, 정위치 정지 등 열차의 주행을 자동으로 제어하는 시스템입니다.

    오답 노트
    지상신호방식: 열차의 운행 제어가 아닌, 선로변의 신호기를 통해 열차에 정보를 전달하는 신호 체계입니다.
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