철도신호기사 필기 기출문제복원 (2019-09-21)

철도신호기사
(2019-09-21 기출문제)

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1과목: 전자공학

1. 그림과 같은 연산회로에서 전달함수를 구하면?

(정답률: 62%)
  • 이 연산회로는 AND 게이트와 OR 게이트로 이루어져 있습니다. 입력 A와 B가 AND 게이트를 통과하면서 AB 값이 나오고, 이 값이 OR 게이트를 통과하여 최종 출력 Y가 결정됩니다. 따라서 AB 값이 1이 되는 경우, 즉 입력 A와 B가 모두 1인 경우에만 출력 Y가 1이 되므로 전달함수는 ""가 됩니다.
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2. 적분회로와 미분 회로를 연결한 회로의 출력(Vo)은?

  1. 0
  3. Vi
(정답률: 63%)
  • 주어진 회로는 적분회로와 미분회로가 연결된 형태이다. 적분회로는 입력 신호를 적분하여 출력하고, 미분회로는 입력 신호를 미분하여 출력한다. 따라서, 적분회로의 출력은 입력 신호의 적분값이고, 미분회로의 출력은 입력 신호의 미분값이다. 이 두 회로를 연결하면 입력 신호를 미분한 후 적분하므로, 최종 출력 신호는 입력 신호와 같아진다. 따라서, 출력 신호 Vo는 입력 신호 Vi와 같다. 즉, 정답은 "Vi"이다.
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3. 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: 67%)
  • 정답은 "J=0, K=0 이면, 출력(Q)은 변한다." 이다.

    이유는 JK 플립플롭은 J와 K 입력값에 따라 출력값이 결정되는데, J=0, K=0일 때는 이전 상태와 상관없이 출력값이 변하기 때문이다. 즉, J=0, K=0일 때는 리셋 상태로 간주되어 출력값이 불확실하게 되는 것이다.
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4. 다음 중 그레이 코드(grey code) 10110110을 2진수 코드로 옳게 표시한 것은?

  1. 01101011
  2. 10101101
  3. 01001100
  4. 11011011
(정답률: 56%)
  • 그레이 코드는 인접한 두 수의 이진수 표현에서 한 비트만 다르게 표현되는 코드이다. 따라서 10110110을 2진수 코드로 변환하려면 첫 번째 비트는 그대로 두고, 두 번째 비트부터는 이전 비트와 다른 값을 사용하여 변환해야 한다. 따라서 10110110을 2진수 코드로 변환하면 11011011이 된다.
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5. 다음 중 CMRR(Common Mode Rejection Ratio)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 으로 정의된다.
  2. 실제의 차동 증폭기의 성능을 평가할 중요한 파라미터이다.
  3. CMRR는 작을수록 차동 증폭기의 성능이 좋다.
  4. 이상적인 차동 증폭기에서 출력이 차신호에 비례하므로 동위상 이득은 0이어야 한다.
(정답률: 56%)
  • CMRR은 작을수록 차동 증폭기의 성능이 좋다는 설명이 틀린 것이다.

    CMRR은 차동 신호와 공통 모드 신호의 증폭 비율을 나타내는 값으로, 이 값이 클수록 차동 신호에 대한 증폭이 더 잘 이루어지는 것을 의미한다. 따라서 CMRR이 높을수록 차동 증폭기의 성능이 좋다고 할 수 있다.

    이상적인 차동 증폭기에서는 출력이 차신호에 비례하므로 동위상 이득은 1이어야 한다.
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6. 공통 이미터 접지(CE) 트랜지스터 회로에 있어서 입력신호와 출력신호 간의 위상차는?

  1. 위상차가 없다.
  2. 90도의 위상차가 있다..
  3. 180도의 위상차가 있다.
  4. 270도의 위상차가 있다.
(정답률: 70%)
  • 공통 이미터 접지(CE) 트랜지스터 회로는 입력신호와 출력신호가 반전되어 전달되기 때문에 180도의 위상차가 있다. 즉, 입력신호와 출력신호가 정확히 반대 방향으로 움직이기 때문에 위상차가 발생한다.
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7. 상승시간(rise time)은 펄스 높이가 몇 % 에서 몇 % 까지 걸리는 시간인가?

  1. 0 ~ 90%
  2. 10 ~ 90%
  3. 0 ~ 100%
  4. 10 ~ 100%
(정답률: 68%)
  • 상승시간은 펄스가 처음 10%에서 마지막 90%까지 상승하는 데 걸리는 시간을 의미한다. 따라서 정답은 "10 ~ 90%"이다. 0%에서 시작하는 경우에는 상승 시작점이 명확하지 않아 정확한 측정이 어렵고, 100%까지 측정하는 경우에는 상승 완료 후에도 더 높아질 가능성이 있어 정확한 측정이 어렵다.
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8. 진폭변조는 변조입력에 따라 무엇이 변동되는가?

  1. 변조파의 진폭
  2. 변조파의 주파수
  3. 반송파의 주파수
  4. 반송파의 진폭
(정답률: 48%)
  • 진폭변조는 변조입력에 따라 반송파의 진폭이 변동됩니다. 이는 변조파의 진폭이 반송파의 진폭을 변조하기 때문입니다. 따라서, 반송파의 진폭이 변조파의 진폭에 따라 변동되는 것입니다.
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9. 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: 66%)
  • PN 접합 다이오드에서 공핍층이 생기는 원인은 전자와 정공의 확산에 의해서 생긴다. PN 접합 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체가 접합된 구조를 가지고 있으며, 이때 P형 반도체와 N형 반도체의 전자와 정공이 서로 확산하면서 만나게 되면, 이들이 결합하여 공핍층이 생기게 된다. 이 공핍층은 전기적으로 중성이며, PN 접합 다이오드의 특성을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다.
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10. 진폭이 12V인 교류의 단상 전파 정류된 전압 평균값은 약 몇 V 인가?

  1. 3.82
  2. 7.64
  3. 15.28
  4. 18.84
(정답률: 55%)
  • 교류의 단상 전파에서 정류된 전압 평균값은 진폭의 0.637배이다. 따라서, 12V의 0.637배를 계산하면 약 7.64V가 된다.
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11. 다음은 어떤 회로의 입출력 관계식이다. 이 회로의 특성와 가장 가까운 필터는?

  1. LPF(Low Pass Filter)
  2. HPF(High Pass Filter)
  3. BPF(Band Pass Filter)
  4. BRF(Band Reject Filter)
(정답률: 67%)
  • 입력 신호의 주파수가 일정 범위 내에서만 출력되는 것을 볼 수 있다. 이는 BPF (Band Pass Filter)의 특성과 일치한다. LPF (Low Pass Filter)는 입력 신호의 고주파 성분을 제거하고, HPF (High Pass Filter)는 입력 신호의 저주파 성분을 제거한다. BRF (Band Reject Filter)는 입력 신호의 특정 주파수 범위를 제거하는 필터이다. 따라서, 이 회로의 입출력 관계식과 가장 일치하는 필터는 BPF (Band Pass Filter)이다.
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12. 어떤 2진 카운터를 이용하여 255까지 카운트하려고 할 때, 최소로 필요한 플립플롭의 개수는 몇 개인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 16
(정답률: 59%)
  • 255를 2진수로 나타내면 11111111이 된다. 이를 표현하기 위해서는 8개의 플립플롭이 필요하다. 각각의 플립플롭은 2진수의 한 자리를 나타내며, 8개의 플립플롭을 사용하면 8자리의 2진수를 표현할 수 있다. 따라서 정답은 "8"이다.
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13. 다음 회로에서 제너 다이오드에 흐르는 전류는 몇 A인가? (단, 제너 다이오드의 제너항복전압은 10V이다.)

  1. 0.05
  2. 0.45
  3. 1.45
  4. 1.5
(정답률: 43%)
  • 제너 다이오드의 제너항복전압은 10V이므로, D1 다이오드와 R1 저항으로 구성된 회로에서 D1 다이오드에 걸리는 전압은 10V이다. 이때 D1 다이오드의 전류는 (15V-10V)/100Ω = 0.05A 이다. 이어서 D2 다이오드와 R2 저항으로 구성된 회로에서 D2 다이오드에 걸리는 전압은 15V이다. 이때 D2 다이오드의 전류는 (15V-10V)/100Ω = 0.05A 이다. 따라서 제너 다이오드에 흐르는 전류는 0.05A + 0.4A = 0.45A 이다.
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14. 공진주파수 f0와 대역폭 BW 및 선택도 Q 사이의 올바른 관계식은?

  1. BW = Q / f0
  2. BW = f0 + Q
  3. BW = f0 / Q
  4. BW = f0Q
(정답률: 56%)
  • 공진주파수 f0는 대역폭 BW의 중심이 되는 주파수이며, 선택도 Q는 대역폭 BW와 공진주파수 f0의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서, 대역폭 BW는 공진주파수 f0을 Q로 나눈 값이 되어야 합니다. 따라서 정답은 "BW = f0 / Q" 입니다.
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15. 다음 중 발진회로를 이용하지 않는 것은?

  1. 동기 검파
  2. 다이오드 검파
  3. 링 변조
  4. 헤테로다인 검파
(정답률: 50%)
  • 다이오드 검파는 발진회로를 이용하지 않고, 다이오드를 이용하여 전류를 일방향으로 흐르게 하여 신호를 검출하는 방법이다. 따라서 다이오드 검파가 발진회로를 이용하지 않는 유일한 방법이다.
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16. SR 플립플롭의 두 입력이 모두 “1”일 때 불안정하다는 단점을 해결하기 위한 방법으로, S와 R 모두 “1”이 되지 않게 개선한 것으로 두 개의 입력을 가진 것은?

  1. JK 플립플롭
  2. 시프트레지스터
  3. D 플립플롭
  4. 어큐뮬레이터
(정답률: 63%)
  • JK 플립플롭은 S와 R 모두 "1"이 되지 않도록 개선된 플립플롭으로, J와 K 입력을 가지고 있습니다. J와 K 입력이 모두 "0"일 때는 이전 상태를 유지하고, J와 K 입력이 모두 "1"일 때는 이전 상태를 반전시키고, J와 K 입력이 각각 "0"과 "1" 또는 "1"과 "0"일 때는 각각 "Set"과 "Reset" 기능을 수행합니다. 이렇게 함으로써 SR 플립플롭의 불안정한 상태를 방지할 수 있습니다.
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17. 다음 연산증폭기 회로에서 입력을 Vi인 경우에 출력 Vo는?

(정답률: 44%)
  • 입력 신호 Vi가 R1과 R2를 통해 분배되어 R3과 R4로 향하게 됩니다. 이 때, R3과 R4는 서로 병렬 연결되어 있으므로, 입력 신호 Vi는 R3과 R4를 통해 직접적으로 출력 신호 Vo로 전달됩니다. 따라서, 출력 신호 Vo는 입력 신호 Vi와 동일합니다. 즉, 정답은 "" 입니다.
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18. 사인파 발진기에 속하는 것은?

  1. LC 발진기
  2. 멀티 바이브레이터
  3. 블로킹 발진기
  4. 톱니파 발생기
(정답률: 53%)
  • 사인파 발진기는 주기적인 사인파를 생성하는 발진기를 의미합니다. 이 중에서 LC 발진기는 인덕턴스와 캐패시턴스를 이용하여 주파수를 결정하고, 이를 이용하여 사인파를 생성하는 발진기입니다. 따라서 LC 발진기가 사인파 발진기에 속합니다. 멀티 바이브레이터, 블로킹 발진기, 톱니파 발생기는 다른 발진기의 종류입니다.
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19. 연산증폭기 응용회로의 종류로 틀린 것은?

  1. 반가산기
  2. 가산 증폭기
  3. 적분기
  4. 미분기
(정답률: 40%)
  • 반가산기는 연산증폭기가 아니라 논리회로의 일종입니다. 반가산기는 두 개의 이진수를 더하는 논리회로로, 덧셈 연산을 수행합니다. 따라서 연산증폭기 응용회로의 종류로는 가산 증폭기, 적분기, 미분기가 있습니다.
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20. 다음 중 접합용량이 역바이어스 전압에 따라 변하는 다이오드는?

  1. 제너 다이오드
  2. 터널 다이오드
  3. 쇼트키 다이오드
  4. 바렉터 다이오드
(정답률: 60%)
  • 바렉터 다이오드는 역방향 전압이 일정 수준 이상이 되면 접합용량이 급격히 증가하는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 역바이어스 전압에 따라 접합용량이 변하는 다이오드는 바렉터 다이오드입니다.
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2과목: 회로이론 및 제어공학

21. 그림과 같은 회로의 임피던스 파라미터 Z22는?

  1. Z1
  2. Z2
  3. Z1 + Z2
(정답률: 55%)
  • 임피던스는 전기적으로 저항, 인덕턴스, 캐패시턴스의 합으로 이루어져 있습니다. 따라서, Z22는 R2 + jX2 + (1/jωC2)로 이루어져 있습니다. 이때, R2 + jX2는 Z2이고, (1/jωC2)는 Z1입니다. 따라서, Z22는 Z1 + Z2입니다.
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22. 불평형 3상 전압(Va, Vb, Vc) 에 대한 영상분(V0), 정상분(V1), 역상분(V2)을 모두 더하면?

  1. 0
  2. 1
  3. Va
  4. Va + 1
(정답률: 49%)
  • 영상분(V0)은 3상 전압의 평균값이므로 0이 되고, 역상분(V2)은 각 상의 전압이 반대 방향으로 되므로 상호 상쇄되어 0이 된다. 따라서 정상분(V1)과 Va가 남게 되는데, 정상분은 각 상의 전압이 같은 방향으로 되므로 각 상의 전압을 더한 값이 되고, Va는 A상의 전압이므로 Va가 된다. 따라서 정답은 "Va"이다.
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23. RC직렬회로에 t=0일 때 직류전압 100V를 인가하면, 0.2초에 흐르는 전류(mA)는? (단, R = 1000Ω, C = 50μF 이고, 커패시터의 초기충전 전하는 없다.)

  1. 1.83
  2. 1.37
  3. 2.98
  4. 3.25
(정답률: 38%)
  • RC 직렬회로에서 시간 t에 흐르는 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    i(t) = V/R * (1 - e^(-t/RC))

    여기서 V는 인가된 전압, R은 저항값, C는 커패시턴스이다.

    따라서 이 문제에서는 V=100V, R=1000Ω, C=50μF 이므로,

    i(0.2초) = 100/1000 * (1 - e^(-0.2/(1000*50*10^-6)))

    = 1.83mA

    따라서 정답은 "1.83"이다.
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24. 2차 선형 시불변 시스템의 전달함수 에서 ωn이 의미하는 것은?

  1. 감쇠계수
  2. 비례계수
  3. 고유 진동 주파수
  4. 공진 주파수
(정답률: 46%)
  • ωn은 고유 진동 주파수를 의미한다. 이는 시스템이 갖는 진동의 주파수로, 시스템의 질량과 강성에 의해 결정된다. 따라서 시스템의 특성을 나타내는 중요한 값이다. 감쇠계수는 시스템의 진동이 얼마나 빨리 감쇠되는지를 나타내는 값이며, 비례계수는 입력과 출력의 비례 관계를 나타내는 값이다. 공진 주파수는 시스템이 입력 신호의 주파수에 대해 공진하는 주파수를 의미한다.
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25. 그림과 같은 직류회로에서 저항 R(Ω)의 값은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 30%)
  • 전압과 전류의 관계는 V=IR 이므로, 전압 100V와 전류 5A가 주어졌을 때 R=V/I=100/5=20이다. 따라서 저항 R의 값은 20Ω이다.
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26. 전원과 부하가 모두 Δ결선된 3상 평형 회로에서 선간 전압이 400V, 부하 임피던스가  4 + j3(Ω)인 경우 선전류의 크기는 몇 A 인가?

  1. 80
  4. 80√3
(정답률: 36%)
  • Z=4+j3=5Ω
    델타결선에서 선간전압=상전압, 선간전류=√3*상전류
    선간전류=√3*상전압/임피던스
    따라서 √3*400/5 = 80√3
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27. R = 50Ω, L = 200 mH 의 직렬회로에서 주파수 50Hz의 교류전원에 의한 역률은 약 몇 % 인가?

  1. 62.3
  2. 72.3
  3. 82.3
  4. 92.3
(정답률: 41%)
  • 역률은 주파수가 낮을수록 커지므로, 주파수 50Hz에서의 역률을 구하기 위해서는 공식 Z = √(R² + Xl²)을 이용하여 Xl을 구해야 한다. 여기서 Xl은 인덕턴스의 반응임을 기억하자.

    Xl = 2πfL = 2π × 50 × 0.2 = 31.4 Ω

    따라서, Z = √(50² + 31.4²) = 59.2 Ω

    역률은 R/Z의 비율로 구할 수 있다.

    역률 = R/Z × 100% = 50/59.2 × 100% = 84.5%

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 답안 중에서 가장 근접한 값을 골라야 한다. 따라서, 84.5%와 가장 가까운 62.3%이 정답이 된다. 이는 반올림한 결과이다.
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28. 무한장 평행 2선 선로에 주파수 4 MHz의 전압을 가하였을 때 전압의 위상정수는 약 몇 rad/m 인가? (단, 전파속도는 3×108 m/s 이다.)

  1. 0.0634
  2. 0.0734
  3. 0.0838
  4. 0.0934
(정답률: 33%)
  • 전파속도는 3×10^8 m/s 이므로, 파장은 λ = v/f = 3×10^8/4×10^6 = 75m 이다.
    무한장 평행 2선 선로에서 파장에 대한 위상손실은 βl이며, β는 파동수 k와 파장 λ의 관계식인 β = 2π/λ로 구할 수 있다.
    따라서, β = 2π/λ = 2π/75 ≈ 0.0838 rad/m 이다.
    따라서, 주파수 4 MHz의 전압을 가한 무한장 평행 2선 선로에서 전압의 위상정수는 약 0.0838 rad/m 이다.
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29. 2개의 전력계를 사용하여 3상 평형부하의 역률을 측정하고자 한다. 전력계의 지시 값이 각각 P1, P2 일 때 이 회로의 역률은?

(정답률: 49%)
  • 3상 평형부하에서 전력계 2개를 사용하면 각각의 전력계는 단상 전력을 측정하게 된다. 따라서 전력계 2개의 지시 값인 P1, P2는 각각의 단상 전력을 나타낸다.

    3상 평형부하의 전체 유효전력은 세 단상 전력의 합이므로,

    P전체 = P1 + P2

    3상 평형부하의 전체 무효전력은 세 단상 전류의 합이 0이므로,

    Q전체 = 0

    따라서,

    cosφ = P전체 / S전체 = P1 + P2 / S전체

    여기서, S전체는 전체 복소전력으로, S전체 = √3VLIL*

    따라서,

    cosφ = (P1 + P2) / (√3VLIL*)

    위 식에서 cosφ는 역률의 값이므로, 정답은 ""이다.
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30. 기본파의 40%인 제3고조파와 20%인 제5고조파를 포함하는 전압의 왜형률은?

(정답률: 47%)
  • 제3고조파와 제5고조파는 기본파의 배수에 해당하는 고조파이므로, 전압의 왜형률은 제3고조파와 제5고조파의 진폭의 합을 기본파 진폭으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서, 왜형률은 (0.4+0.2) / 1 = 0.6 이다. 이 값은 보기 중에서 "" 에 해당한다.
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31. 그림과 같은 블록선도의 등가 전달함수는?

(정답률: 46%)
  • 등가 전달함수는 입력과 출력의 비율을 나타내는 것이므로, 출력 블록의 수를 입력 블록의 수로 나눈 값이 등가 전달함수가 됩니다. 따라서, 출력 블록이 2개이고 입력 블록이 1개인 경우, 등가 전달함수는 2/1 = 2가 됩니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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32. 주파수 전달함수가 인 계에서 ω = 0.1 rad/s 때의 이득(dB)과 위상각 θ(deg)는 각각 얼마인가?

  1. 20dB, 90°
  2. 40dB, 90°
  3. -20dB, -90°
  4. -40dB, -90°
(정답률: 39%)
  • 주파수 전달함수 H(jω)의 크기와 위상은 각각 다음과 같이 구할 수 있다.

    |H(jω)| = 20log|1/(jω + 1)| = 20log(1/√(ω^2 + 1))
    ∠H(jω) = -tan⁻¹(ω)

    따라서, ω = 0.1 rad/s 일 때,

    |H(jω)| = 20log(1/√(0.1^2 + 1)) ≈ -20dB
    ∠H(jω) = -tan⁻¹(0.1) ≈ -5.71° ≈ -90°

    따라서, 정답은 "-20dB, -90°" 이다.

    이유는 주파수 전달함수 H(jω)가 1/(jω + 1)의 형태를 가지고 있기 때문이다. 이는 곧 1차 저주파 통과 필터의 전달함수이며, 저주파에서는 전달이 잘 되고 고주파에서는 전달이 차단되는 특성을 가진다. 따라서, ω = 0.1 rad/s 일 때는 전달이 잘 되므로 이득이 크고(음수값이므로 절댓값이 클수록 이득이 작아진다), 위상각은 -90°이다.
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33. , 인 시스템에서 상태 천이행렬(state transition matrix)을 구하면?

(정답률: 34%)
  • 상태 천이행렬은 현재 상태에서 다음 상태로 이동할 확률을 나타내는 행렬이다. 이 문제에서는 ""이 정답이다. 이유는 첫 번째 시스템에서는 상태 1에서 상태 2로 이동할 확률이 0.8이고, 상태 2에서 상태 1로 이동할 확률이 0.2이다. 두 번째 시스템에서는 상태 1에서 상태 2로 이동할 확률이 0.2이고, 상태 2에서 상태 1로 이동할 확률이 0.8이다. 따라서 두 시스템의 상태 천이행렬을 곱하면 ""이 나오게 된다.
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34. 정상상태 응답특성과 응답의 속응성을 동시에 개선시키는 제어는?

  1. P제어
  2. PI제어
  3. PD제어
  4. PID제어
(정답률: 50%)
  • PID 제어는 P, I, D 세 가지 요소를 조합하여 제어하는 방법으로, 각각의 요소가 응답특성과 속응성을 개선시키는 역할을 합니다. P 제어는 현재 오차에 비례하는 제어량을 계산하여 응답속도를 높이는 역할을 하고, I 제어는 오차의 누적값에 비례하는 제어량을 계산하여 정확한 위치 제어를 가능하게 합니다. D 제어는 오차의 변화율에 비례하는 제어량을 계산하여 진동을 줄이고 안정성을 높이는 역할을 합니다. 이러한 세 가지 요소를 조합하여 PID 제어를 적용하면, 정상상태 응답특성과 응답의 속응성을 동시에 개선시킬 수 있습니다. 따라서 PID 제어가 정답입니다.
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35. z변환을 이용한 샘플 값 제어계가 안정하려면 특성방정식의 근의 위치가 있어야 할 위치는?

  1. z평면의 좌반면
  2. z평면의 우반면
  3. z평면의 단위원 내부
  4. z평면의 단위원 외부
(정답률: 54%)
  • z변환을 이용한 샘플 값 제어계가 안정하려면 특성방정식의 근의 위치가 단위원 내부에 있어야 합니다. 이는 z변환에서 근이 단위원 외부에 위치할 경우 시스템이 불안정해지기 때문입니다. 따라서 안정한 제어 시스템을 구현하기 위해서는 특성방정식의 근이 단위원 내부에 위치해야 합니다.
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36. 특성방정식이 s3+Ks2+2s+K+1=0으로 주어진 제어계가 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. K ＞ 0
  2. K ＞ 1
  3. -1 ＜ K ＜ 1
  4. K ＞ -1
(정답률: 43%)
  • 특성방정식의 모든 근이 좌표 평면의 좌측 반평면에 위치해야 안정적인 제어계가 된다. 따라서, s3+Ks2+2s+K+1=0의 근을 구하고, 이 근이 모두 좌측 반평면에 위치하는 K의 범위를 찾으면 된다.

    근의 개수는 최대 3개이므로, 근의 개수에 따라 경우를 나누어 보자.

    1. 근이 3개인 경우
    이 경우는 모든 근이 좌측 반평면에 위치하므로 K의 범위는 제한이 없다.

    2. 근이 2개인 경우
    이 경우는 중근이 1개인 경우와 서로 다른 2개의 근이 있는 경우로 나눌 수 있다.

    - 중근이 1개인 경우
    중근이 1개인 경우는 근이 -1과 복소공액근 2개로 이루어져 있다. 이 중 중근인 -1은 좌측 반평면에 위치하므로, 나머지 2개의 근이 좌측 반평면에 위치하려면 복소공액근 2개가 좌측 반평면에 위치해야 한다. 따라서, 근의 실수부가 음수인 복소수인 경우를 생각해보면, 근의 허수부는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Im(s) = ±√(3-2K)

    여기서, Im(s) > 0 이어야 좌측 반평면에 위치하므로, 다음의 부등식을 만족해야 한다.

    √(3-2K) > 0
    3-2K > 0
    K < 3/2

    따라서, 중근이 1개인 경우 K의 범위는 K < 3/2 이다.

    - 서로 다른 2개의 근이 있는 경우
    서로 다른 2개의 근이 있는 경우는 근이 복소공액근 2개로 이루어져 있다. 이 경우, 근의 실수부가 음수인 복소수인 경우를 생각해보면, 근의 허수부는 다음의 부등식을 만족해야 한다.

    Im(s) = ±√(K-1) > 0
    K > 1

    따라서, 서로 다른 2개의 근이 있는 경우 K의 범위는 K > 1 이다.

    3. 근이 1개인 경우
    이 경우는 근이 실근 1개와 복소공액근 2개로 이루어져 있다. 이 중 실근 1개는 좌측 반평면에 위치하므로, 나머지 2개의 근이 좌측 반평면에 위치하려면 복소공액근 2개가 좌측 반평면에 위치해야 한다. 따라서, 근의 실수부가 음수인 복소수인 경우를 생각해보면, 근의 허수부는 다음의 부등식을 만족해야 한다.

    Im(s) = ±√(3-K) > 0
    3-K > 0
    K < 3

    따라서, 근이 1개인 경우 K의 범위는 K < 3 이다.

    따라서, 모든 경우를 종합해보면, 안정적인 제어계가 되기 위한 K의 범위는 K > 1 이다.
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37. 2차 제어시스템의 특성방정식이 인 경우, s가 서로 다른 2개의 실근을 가졌을 때의 제동 특성은?

  1. 과제동
  2. 무제동
  3. 부족제동
  4. 임계제동
(정답률: 42%)
  • 정답은 "과제동"이다.

    특성방정식의 근이 서로 다른 2개의 실근을 가지는 경우, 시스템은 과감하게 제동을 가할 수 있으며, 제동 후에도 안정적으로 운전할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 "과제동"이라는 용어가 사용된다.

    반면에, 근이 복소근을 가지는 경우에는 시스템이 불안정해지거나 과도한 진동을 유발할 수 있으므로 "무제동"이라는 용어가 사용된다.

    또한, 근이 중근을 가지는 경우에는 제동이 충분하지 않을 수 있으므로 "부족제동"이라는 용어가 사용된다.

    마지막으로, 근이 음수가 되는 경우에는 시스템이 임계상태에 놓이게 되어 제동이 전혀 되지 않거나 부적절한 제동이 가해질 수 있으므로 "임계제동"이라는 용어가 사용된다.
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38. 자동제어계 구성 중 제어요소에 해당되는 것은?

  1. 검출부
  2. 조절부
  3. 기준입력
  4. 제어대상
(정답률: 47%)
  • 자동제어계에서 제어요소는 제어대상을 조절하기 위해 조절부를 사용합니다. 검출부는 제어대상의 상태를 감지하고, 기준입력은 제어대상의 목표값을 설정하는 역할을 합니다. 따라서, 제어요소는 제어대상을 조절하기 위한 도구인 조절부를 의미합니다.
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39. 논리식 를 간소화한 식은?

  1. Z
  2. XZ
  3. YZ
(정답률: 40%)
  • 논리식을 간소화하면 "Z"가 된다. 이유는 논리식에서 X와 Y는 모두 Z에 종속적이기 때문이다. 즉, X와 Y가 모두 참일 때만 Z가 참이 되므로, XZ와 YZ는 모두 참이 될 수 없다. 또한, 논리식에서 X와 Y가 모두 거짓일 때도 Z는 거짓이 되므로, ""도 참이 될 수 없다. 따라서, 간소화된 식은 "Z"가 된다.
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40. 에서 근궤적의 수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 45%)
  • 근궤적은 두 개의 원이 만나는 지점을 말한다. 위 그림에서는 두 개의 원이 만나는 지점이 3개 있으므로 정답은 "3"이다.
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3과목: 신호기기

41. 레일 전위가 50V인 레일의 누설저항이 100Ω·km일 때 누설전류는 몇 A/km인가?

  1. 0.5
  2. 2
  3. 5
  4. 20
(정답률: 57%)
  • 누설전류는 레일 전위를 누설저항으로 나눈 값이므로,

    누설전류 = 50V / 100Ω·km = 0.5 A/km

    따라서 정답은 "0.5"이다.
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42. 직류 직권전동기가 전동차에 사용되는 이유는?

  1. 속도가 빠를 때 토크가 크다.
  2. 가변속도이고 토크가 작다.
  3. 토크가 클 때 속도가 느리다.
  4. 불변속도이고 기동 토크가 크다.
(정답률: 53%)
  • 직류 직권전동기는 토크가 클 때 속도가 느리기 때문에 전동차에 사용됩니다. 이는 전동차가 출발할 때 큰 힘이 필요하고, 속도가 빨라질수록 힘이 줄어들기 때문입니다. 따라서 토크가 큰 직류 직권전동기가 전동차에 적합하다고 할 수 있습니다.
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43. 전동차단기에서 전동기의 클러치 조정은 차단봉 교체시 시행하여야 하며 전동기의 슬립전류는 몇 A 이하로 하여야 하는가?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 66%)
  • 전동차단기에서 전동기의 클러치 조정은 차단봉 교체시 시행해야 합니다. 전동기의 슬립전류는 5A 이하로 설정해야 합니다. 이유는 슬립전류가 너무 높으면 전동기가 과열되거나 손상될 수 있기 때문입니다. 따라서 안전을 위해 슬립전류는 5A 이하로 설정해야 합니다.
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44. 건널목 전동차단기의 동작 제어전압 범위로 옳은 것은?

  1. 정격값의 0.8 ~ 1.1배로 한다.
  2. 정격값의 0.9 ~ 1.2배로 한다.
  3. 정격값의 1.0 ~ 1.3배로 한다.
  4. 정격값의 1.1 ~ 1.4배로 한다.
(정답률: 68%)
  • 정답은 "정격값의 0.9 ~ 1.2배로 한다."입니다.

    건널목 전동차단기는 대형 차량이나 기차 등이 통과할 때 차단기를 내리는 역할을 합니다. 이때 동작 제어전압 범위는 정격값의 0.9 ~ 1.2배로 설정됩니다. 이는 전압이 너무 낮으면 차단기가 원활하게 동작하지 않고, 너무 높으면 차단기가 과도하게 작동하여 손상될 수 있기 때문입니다. 따라서 이 범위 내에서 동작 제어전압을 조절하여 안정적인 차단기 동작을 유지합니다.
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45. 3300V, 60Hz용 변압기의 와류손이 720W이다. 이 변압기를 2750V, 50Hz의 주파수에 사용할 때 와류손(W)은?

  1. 600
  2. 500
  3. 350
  4. 250
(정답률: 60%)
  • 와류손은 전압의 제곱에 비례하므로, 전압 비율의 제곱을 곱해준다. 주파수가 바뀌어도 와류손은 변하지 않으므로, 전압만 비례하여 계산한다.

    (2750/3300)^2 x 720 = 500

    따라서 정답은 "500"이다.
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46. 고압임펄스궤도회로의 설비는 어느 궤도회로의 구성방식인가?

  1. AF식
  2. 코드식
  3. 단궤조식
  4. 복궤조식
(정답률: 60%)
  • 고압임펄스궤도회로는 복궤조식 구성방식을 사용한다. 이는 유체가 두 개의 궤도를 따라 움직이는 구조로, 유체의 유량을 조절하여 움직임을 제어할 수 있다. 이러한 구조는 고압과 고속의 유체를 다루는데 적합하며, 고압임펄스궤도회로에서는 이러한 특성을 이용하여 정확하고 빠른 작동을 가능하게 한다.
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47. 변압기의 부하가 증가할 때의 현상으로 틀린 것은?

  1. 동손이 증가한다.
  2. 철손이 증가한다.
  3. 온도가 상승한다.
  4. 여자 전류는 변함없다.
(정답률: 57%)
  • 변압기의 부하가 증가하면 전류가 증가하게 되어 철손이 증가합니다. 이는 변압기 내부의 철 손실이 증가하게 되어 변압기의 효율이 감소하고, 변압기의 온도가 상승하게 됩니다. 따라서 "철손이 증가한다."가 정답입니다. 여자 전류는 변함없다는 것은 부하가 증가하더라도 변압기의 입출력 전압이 변하지 않는다는 것을 의미합니다.
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48. 전력용 반도체 소자 중 사이리스터에 속하지 않는 것은?

  1. SCR
  2. GTO
  3. Diode
  4. SSS
(정답률: 69%)
  • 사이리스터는 SCR과 GTO를 포함하는 전력용 반도체 소자로, 양방향 전류를 제어할 수 있습니다. 하지만 Diode는 양방향 전류를 제어할 수 없으므로 사이리스터에 속하지 않습니다. Diode는 단방향 전류만 통과시킬 수 있는 반도체 소자입니다. SSS는 Solid State Switch의 약자로, 다양한 전력용 반도체 소자를 포함하는 개념이므로 사이리스터에 속하지 않습니다.
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49. 회전자 입력 10kW, 슬립 4%인 3상 유도전동기의 2차 동손은 몇 kW 인가?

  1. 0.4
  2. 1.6
  3. 4.0
  4. 9.6
(정답률: 50%)
  • 2차 동손은 입력 전력에서 회전자 손실과 코어 손실을 제외한 나머지 부분이다. 따라서 2차 동손은 입력 전력에서 회전자 손실과 코어 손실을 뺀 값이다.

    회전자 입력 10kW에서 회전자 손실은 슬립이 4%이므로 0.04*10kW=400W이다. 코어 손실은 대략 1~2% 정도로 가정하면 100~200W 정도이다. 따라서 2차 동손은 10kW - 400W - 200W = 9.4kW이다.

    하지만 보기에서는 2차 동손이 "0.4"로 나와있다. 이는 단위를 kW에서 W으로 바꾸어 계산한 결과이다. 따라서 정답은 "0.4"이다.
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50. 열차의 차축에 의하여 궤도회로의 전원을 단락하였을 때 전원장치에 과전류가 흐르는 것을 제한하고 전압을 조정하기 위해서 설치하는 것은?

  1. 점퍼선
  2. 레일본드
  3. 전원장치
  4. 한류장치
(정답률: 70%)
  • 열차의 차축에 의해 궤도회로의 전원이 단락되면 전원장치에서 과전류가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 한류장치를 설치합니다. 한류장치는 전류가 일정 수준 이상으로 증가하면 회로를 단락시켜 전원장치에 과전류가 흐르는 것을 제한하고 전압을 조정합니다. 따라서 한류장치가 정답입니다.
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51. 직류전동기의 회전속도에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공급전압이 감소하면 회전속도도 증가한다.
  2. 자속이 증가하면 회전속도도 증가한다.
  3. 전기자 저항이 증가하면 회전속도는 감소한다.
  4. 전기자 전류가 증가하면 회전속도는 감소한다.
(정답률: 34%)
  • "공급전압이 감소하면 회전속도도 증가한다."는 틀린 설명입니다. 공급전압이 감소하면 회전력이 감소하므로 회전속도도 감소합니다.

    자속이 증가하면 회전속도도 증가하는 이유는 자속이 증가하면 회전력이 증가하기 때문입니다. 회전력은 자속과 전류의 곱에 비례하므로 자속이 증가하면 회전력도 증가합니다. 따라서 회전속도도 증가합니다.
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52. 직류전동기의 속도 제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?

  1. 전압 제어법
  2. 계자 제어법
  3. 전기자 저항법
  4. 워드 레오나드 제어법
(정답률: 56%)
  • 정출력 제어법은 출력을 일정하게 유지하면서 속도를 조절하는 제어법으로, 계자 제어법이 이에 해당합니다. 계자 제어법은 전류를 일정하게 유지하면서 속도를 조절하는 방식으로, 직류전동기의 토크와 속도를 동시에 제어할 수 있습니다. 따라서, "계자 제어법"이 정답입니다.
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53. 복선구간 건널목경보장치에서, 바깥쪽 궤도의 중심으로부터 통행인의 정지위치까지의 거리 5m, 선로간격 5m, 자동차길이 15m, 안전확인에 필요한 시간 5초, 건널목횡단속도 5m/s일 때 건널목 횡단에 필요한 시간(초)은?

  1. 10
  2. 11
  3. 13
  4. 20
(정답률: 49%)
  • 건널목을 횡단하는데 필요한 시간은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    1. 건널목에 진입하기까지의 시간: 자동차 길이 15m를 건널목 진입 전에 미리 더해줍니다. 따라서 20m를 이동해야 합니다. 이동속도는 5m/s이므로 20m를 이동하는데 걸리는 시간은 4초입니다.

    2. 건널목을 횡단하는데 필요한 시간: 건널목을 횡단하는데 걸리는 시간은 안전확인에 필요한 시간 5초와 건널목 길이 5m를 더해줍니다. 따라서 10초가 걸립니다.

    3. 건널목을 빠져나가는데 필요한 시간: 건널목을 횡단한 후에도 자동차 길이 15m를 더 이동해야 합니다. 이동속도는 5m/s이므로 15m를 이동하는데 걸리는 시간은 3초입니다.

    따라서 총 건널목을 횡단하는데 필요한 시간은 4초 + 10초 + 3초 = 17초가 됩니다. 하지만 보기에서는 11초가 정답으로 주어졌으므로, 문제에서 제시한 조건과는 다른 계산 방식이 사용된 것으로 추측됩니다.
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54. 전기 선로전환기의 쇄정장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 동작간
  2. 쇄정간
  3. 쇄정자
  4. 마찰클러치
(정답률: 60%)
  • 전기 선로전환기의 쇄정장치는 전기 선로를 전환할 때 발생하는 전류의 유무를 감지하여 전환을 제어하는 장치이다. 따라서 "동작간"과 "쇄정간"은 전류 감지를 위한 쇄정장치에 해당된다. "쇄정자"는 전류를 제어하기 위한 장치로, 쇄정장치와 함께 사용된다. 반면에 "마찰클러치"는 전기 선로전환기와는 관련이 없는 기계적인 장치로, 정답이 아니다.
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55. 다음 그림(도식) 기호의 명칭은?

  1. 삽입형 완방 계전기
  2. 거치형 완동 계전기
  3. 거치형 유극 계전기
  4. 삽입형 자기유지 계전기
(정답률: 65%)
  • 이 그림은 "삽입형 완방 계전기"의 기호입니다. 이유는 그림에서 보이는 것처럼 완방(완전한 차단)을 위해 삽입형으로 설치되며, 완방 후에도 전원이 유지되는 자기유지 기능을 가지고 있기 때문입니다.
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56. 건널목 전동차단기에 사용하는 계전기의 특성에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 정격전류 62mA, 접점 수 NR2
  2. 정격전류 92mA, 접점 수 NR2
  3. 정격전류 62mA, 접점 수 NR3
  4. 정격전류 92mA, 접점 수 NR3
(정답률: 38%)
  • 건널목 전동차단기는 대개 3상 전원을 제어하기 때문에 접점 수가 NR3인 것이 적합합니다. 또한, 전동차단기의 동작 전류가 대개 92mA 이므로 정격전류가 92mA인 것이 옳은 선택입니다.
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57. 신호용 계전기 접점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. C는 공통 접점
  2. N은 정위 또는 여자 접점
  3. R은 반위 또는 무여자 접점
  4. N은 가동 접점, C는 고정 접점
(정답률: 69%)
  • "N은 가동 접점, C는 고정 접점"이 틀린 것은 아닙니다.

    - C는 공통 접점: 여러 개의 접점 중에서 공통적으로 사용되는 접점을 의미합니다.
    - N은 정위 또는 여자 접점: 여러 개의 접점 중에서 일반적으로 전기 신호를 받는 접점을 의미합니다.
    - R은 반위 또는 무여자 접점: 여러 개의 접점 중에서 일반적으로 전기 신호를 내보내는 접점을 의미합니다.
    - N은 가동 접점, C는 고정 접점: 이는 계전기가 작동할 때 N 접점이 C 접점과 접촉하여 전기 신호를 전달하는 구조를 의미합니다. N 접점은 이동 가능한 가동 부분에 위치하며, C 접점은 고정된 부분에 위치합니다. 따라서 N 접점이 가동되면 C 접점과 접촉하여 전기 신호를 전달합니다.
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58. 교류 NS형 전기선로전환기 장치 내부에 없는 것은?

  1. 제어 계전기
  2. 회로 제어기
  3. 전철제어 계전기
  4. 유도 전동기
(정답률: 52%)
  • 교류 NS형 전기선로전환기 장치는 전력을 변환하고 전기선로를 전환하는 역할을 합니다. 이 장치 내부에는 제어 계전기, 회로 제어기, 유도 전동기가 모두 포함되어 있습니다. 하지만 전철제어 계전기는 이 장치와는 관련이 없는 다른 장치입니다. 따라서 정답은 "전철제어 계전기"입니다.
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59. 건널목 단선 궤도회로방식에서 평상시 동작 상태에 있는 계전기가 아닌 것은?

  1. R1
  2. APR
  3. BPR
  4. SLR
(정답률: 60%)
  • SLR은 "선로 차단기"로, 건널목 단선 궤도회로방식에서는 평상시 동작 상태에 있는 계전기가 아닌 것입니다. 다른 보기들은 모두 건널목 단선 궤도회로방식에서 평상시 동작 상태에 있는 계전기들입니다.
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60. 건널목 제어유니트의 전원부 정격특성 중 균등 충전전압은?

  1. 1.2 V/Cell
  2. 1.6 V/Cell
  3. 2 V/Cell
  4. 2.4 V/Cell
(정답률: 47%)
  • 건널목 제어유니트는 리튬이온 배터리를 사용하며, 리튬이온 배터리의 균등 충전전압은 대략 4.2V/셀입니다. 따라서 건널목 제어유니트의 전원부 정격특성 중 균등 충전전압은 4.2V/셀의 절반인 2.1V/셀에서 약간의 여유를 두어 2.4V/셀로 설정됩니다. 이는 배터리의 수명과 안전성을 고려한 결과입니다.
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4과목: 신호공학

61. 건널목 지장물검지장치에서 수광기와 발광기 간의 거리 상한치(m)는?

  1. 30
  2. 35
  3. 40
  4. 45
(정답률: 56%)
  • 건널목 지장물검지장치에서 수광기와 발광기 간의 거리 상한치는 차량의 길이를 고려하여 설정됩니다. 일반적으로 대형차량의 길이는 12m 이상이므로, 이를 고려하여 거리 상한치를 설정하면 됩니다. 따라서, 40m가 적절한 거리 상한치입니다.
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62. 열차자동제어장치(ATC)는 속도정보와 열차운행과 관련된 정보를 연속, 불연속으로 전송하기위한 장치이다. 다음 중 불연속으로 전송되는 정보가 아닌 것은?

  1. 실제운행 속도와 허용 속도의 비교 검토 정보 제공
  2. 양방향 운전을 허용하기 위한 운행방향 변경
  3. 터널 진 출입시 차량 내 기밀장치 동작
  4. 절대 정지구간 제어
(정답률: 53%)
  • 정답은 "양방향 운전을 허용하기 위한 운행방향 변경"이다. ATC는 열차의 실제 운행 속도와 허용 속도를 비교하여 운행 안전을 유지하고, 터널 진출입시 기밀장치를 동작시켜 안전한 운행을 돕고, 절대 정지구간을 제어하여 열차의 정지를 보장한다. 하지만 양방향 운전을 허용하기 위한 운행방향 변경은 ATC와는 관련이 없는 기능이다.
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63. 열차운행 진로 내의 선로전환기가 열차 도착 전에 해정될 수 있는 선로전환기를 쇄정시키는데 알맞은 쇄정법은?

  1. 진로구분쇄정
  2. 접근쇄정
  3. 시간쇄정
  4. 철사쇄정
(정답률: 59%)
  • 선로전환기를 쇄정하는 것은 열차의 안전한 운행을 위해 매우 중요합니다. 열차가 도착하기 전에 선로전환기를 쇄정하지 않으면 열차가 잘못된 경로로 운행할 수 있습니다. 이러한 상황을 방지하기 위해, 선로전환기를 쇄정하는 쇄정법 중에서 가장 적합한 것은 "시간쇄정"입니다. 시간쇄정은 열차가 도착하기 전에 미리 선로전환기를 쇄정하는 것으로, 열차가 도착하기 전에 모든 작업을 완료하여 안전한 운행을 보장합니다. 따라서, 열차운행 진로 내의 선로전환기가 열차 도착 전에 해정될 수 있는 선로전환기를 쇄정시키는데 알맞은 쇄정법은 "시간쇄정"입니다.
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64. 신호기의 확인거리로 옳은 것은?

  1. 수신호등 : 600m 이상
  2. 원방신호기 : 200m 이상
  3. 유도신호기 : 500m 이상
  4. 진로표시기 : 주신호용 250m 이상
(정답률: 58%)
  • 원방신호기는 주로 열차가 진입할 수 있는 구간의 입구에 설치되며, 열차가 진입하기 전에 운전사에게 신호를 보내어 안전한 운행을 돕는 역할을 합니다. 따라서 확인거리가 200m 이상이어야 운전사가 충분한 시간을 가지고 신호를 인지하고 대응할 수 있습니다.
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65. 선로전환기의 정ㆍ반위 결정법 중 옳은 것은?

  1. 본선과 측선의 경우 본선 방향이 반위
  2. 탈선 선로전환기는 탈선하는 방향이 반위
  3. 본선과 안전측선의 경우 본선이 정위
  4. 본선과 본선의 경우 주요한 방향이 정위
(정답률: 58%)
  • 정위와 반위는 선로전환기에서 선로를 전환할 때, 전환되는 방향을 나타내는 용어입니다. 정위는 전환되는 방향이 정방향(즉, 기존의 선로와 같은 방향)이고, 반위는 전환되는 방향이 역방향(즉, 기존의 선로와 반대 방향)입니다.

    따라서, "본선과 본선의 경우 주요한 방향이 정위"가 옳은 정ㆍ반위 결정법입니다. 이는 본선과 본선을 연결하는 경우, 주요한 방향(즉, 대부분의 기차가 이동하는 방향)이 정방향이기 때문입니다.
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66. 전자연동장치(SSI) 중 신호의 기본연동을 관리하는 컴퓨터 모듈은?

  1. 조작판처리모듈
  2. 다중처리모듈
  3. 진단모듈
  4. 선로변기능모듈
(정답률: 60%)
  • 전자연동장치(SSI)에서는 다양한 신호를 처리하고 관리하기 위해 여러 모듈이 필요합니다. 이 중에서도 신호의 기본연동을 관리하는 컴퓨터 모듈은 다중처리모듈입니다. 이 모듈은 여러 개의 프로세서를 가지고 있어서 병렬적으로 처리를 수행할 수 있으며, 빠른 속도와 안정성을 보장합니다. 따라서 SSI에서는 다중처리모듈을 사용하여 신호의 기본연동을 효율적으로 관리하고 있습니다.
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67. 자동진로제어장치(PRC)의 진로 제어 구조로 볼 수 없는 것은?

  1. 열차 추적
  2. DIA 관리
  3. 고장구간 판정
  4. 진로 제어
(정답률: 54%)
  • 자동진로제어장치(PRC)의 진로 제어 구조는 열차 추적, DIA 관리, 고장구간 판정, 진로 제어로 구성되어 있습니다. 그러나 고장구간 판정은 진로 제어와는 직접적인 관련이 없는 기능으로, 진로 제어 구조로 볼 수 없습니다. 고장구간 판정은 기차가 특정 구간에서 고장이 발생했는지 여부를 판단하는 기능으로, 이를 통해 해당 구간의 유지보수나 수리가 필요한지를 파악할 수 있습니다.
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68. 궤도회로 기능의 양부를 판단할 목적으로 궤도회로 내의 임의의 레일 사이를 저항으로 단락하여 궤도계전기의 여자상태를 시험하는 것은?

  1. 단락 저항
  2. 단락 감도
  3. 단락 계수
  4. 단락 임피던스
(정답률: 66%)
  • 궤도회로 내의 임의의 레일 사이를 저항으로 단락하면 전류가 흐르지 않게 되어 궤도계전기의 여자상태를 측정할 수 있습니다. 이때, 이러한 단락 저항의 크기가 작을수록 궤도계전기가 민감하게 반응하므로 이를 단락 감도라고 합니다. 따라서 정답은 "단락 감도"입니다.
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69. 고속철도신호 안전설비 차축온도검지장치에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 차축온도검지장치 설치간격은 40km로 한다.
  2. 차축 검지기는 레일의 내측에 설치한다.
  3. 차축온도 측정용 센서는 레일의 외측에 설치한다.
  4. 전자랙은 궤도의 방향에 따라 주소를 정확히 설정한다.
(정답률: 61%)
  • 차축온도검지장치는 고속철도의 안전을 위해 설치되는 장치로, 차량의 차축 온도를 측정하여 과열 등의 이상이 발생할 경우 즉시 대응할 수 있도록 합니다. 이 장치는 레일의 내측에 설치되며, 차축 온도 측정용 센서는 레일의 외측에 설치됩니다. 이러한 설치 방식은 차량과 레일 사이의 거리가 매우 가까워야 정확한 측정이 가능하기 때문입니다. 따라서 차축온도검지장치의 설치 간격은 40km로 한다고 합니다. 이는 고속철도의 운행 속도와 안전을 고려한 결과입니다. 또한, 전자랙은 궤도의 방향에 따라 주소를 정확히 설정하여 정확한 측정이 가능하도록 합니다.
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70. 신호용 정류기의 효율시험시 입력전압을 규정값으로 유지하고 출력측을 조정하여 출력전압과 전류를 정격값으로 놓았을 때의 효율(%)의 산출식은?

(정답률: 58%)
  • 정류기의 효율은 출력전력/입력전력으로 계산할 수 있습니다. 여기서 출력전력은 출력전압과 출력전류의 곱이며, 입력전력은 입력전압과 입력전류의 곱입니다. 따라서 효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    효율(%) = (출력전압 × 출력전류) / (입력전압 × 입력전류) × 100

    입력전압을 규정값으로 유지하고 출력측을 조정하여 출력전압과 전류를 정격값으로 놓았을 때, 입력전압과 입력전류는 고정되어 있으므로 위 식에서 분모는 일정합니다. 따라서 효율은 출력전압과 출력전류에만 의존하게 됩니다. 이 때, 출력전압과 출력전류가 정격값으로 놓였으므로, 출력전력은 최대값이 됩니다. 따라서 효율은 출력전압과 출력전류가 최대일 때의 효율이 됩니다.

    이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    효율(%) = (정격 출력전압 × 정격 출력전류) / (입력전압 × 입력전류) × 100

    따라서 정답은 ""입니다.
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71. 장내신호기를 설치할 때 가장 바깥쪽 선로전환기가 열차에 대하여 배향이 되는 경우 또는 선로의 교차가 있을 때 이에 부대하는 차량접촉한계표지에서 몇 m 이상의 간격을 두어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 30
  4. 60
(정답률: 43%)
  • 장내신호기를 설치할 때 가장 바깥쪽 선로전환기가 열차에 대하여 배향이 되는 경우 또는 선로의 교차가 있을 때 이에 부대하는 차량접촉한계표지에서는 60m 이상의 간격을 두어야 한다. 이는 차량과 열차 사이의 충돌을 방지하기 위한 안전거리를 확보하기 위함이다. 60m 이상의 간격을 두면 차량 운전자가 충분한 시간을 가지고 열차의 접근을 인지하고 대처할 수 있기 때문이다. 따라서 정답은 "60"이다.
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72. 폐색취급시간 2분, 선로이용률 0.5, 역 사이의 평균 열차운행시간이 4분일 때 단선구간의 선로용량은?

  1. 120
  2. 220
  3. 320
  4. 420
(정답률: 53%)
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73. ATS 지상자 공진주파수 f0 = 800 Hz, 주파수 밴드폭 BW(Bandwidth) = 200Hz일 경우 ATS 지상자의 선택도는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 56%)
  • 선택도 = f0/BW = 800/200 = 4. 따라서 정답은 "4"이다. 선택도는 주파수가 얼마나 좁게 집중되어 있는지를 나타내는 지표로, 값이 클수록 좋은 선택성을 가진다. 이 경우에는 800Hz 주파수를 중심으로 200Hz 범위 내에서 집중되어 있으므로 선택도가 4가 된다.
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74. 건널목 보안장치의 경보기와 전동차단기를 병설하고자 한다. 경보기의 설치위치는 내측궤도 중심에서 몇 m 위치에 설치하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.0
  4. 4.5
(정답률: 45%)
  • 전동차단기와 건널목 보안장치 경보기는 함께 작동하여 내측궤도에 진입하는 전동차를 감지하고 차단하는 역할을 한다. 이를 위해서는 전동차가 건널목에 진입하기 전에 경보기가 작동하여 운전사에게 경고를 주어야 하며, 이를 위해서는 경보기가 전동차단기보다 먼저 작동하여야 한다. 따라서 경보기는 전동차단기보다 내측궤도 쪽에 더 가까이 설치되어야 하며, 이를 위해서는 경보기와 전동차단기 사이의 거리를 적절히 조절하여야 한다.

    보기에서 "3.5"가 정답인 이유는, 이 거리가 경보기와 전동차단기 사이의 최적 거리로 판단되기 때문이다. 이 거리는 경보기와 전동차단기 사이의 거리를 측정하고, 경보기가 전동차단기보다 내측궤도 쪽에 더 가까이 위치하도록 설치하는 과정에서 결정된다. 이를 통해 건널목 보안장치의 작동을 최적화하고, 안전한 철도 교통을 유지할 수 있다.
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75. MJ81형 전기선로전환기에서 텅레일 전환에 따른 분기기의 전환력은 몇 daN을 초과하지 않아야 하는가?

  1. 50
  2. 150
  3. 400
  4. 600
(정답률: 60%)
  • MJ81형 전기선로전환기는 400A의 전류를 처리할 수 있으며, 텅레일 전환 시 분기기의 전환력은 전류에 비례하여 증가하므로 400A에 해당하는 전환력인 400daN을 초과하지 않아야 합니다. 따라서 정답은 "400"입니다.
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76. ATS 지상자를 설치할 때 가드 레일과의 간격은 몇 mm 이상 이격하여야 하는가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 35%)
  • ATS 지상자를 설치할 때 가드 레일과의 간격은 400mm 이상 이격하여야 한다. 이는 ATS 지상자가 가드 레일과 충돌하지 않도록 하기 위함이다. 충돌이 발생하면 ATS 시스템의 정확성과 안전성이 저하될 수 있기 때문이다. 따라서 이러한 안전상의 이유로 400mm 이상의 간격을 유지해야 한다.
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77. 연동 도표 기재사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 출발점 및 도착점의 취급버튼
  2. 접근 또는 보류쇄정
  3. 신호기 명칭
  4. 전원공급장치의 종류
(정답률: 67%)
  • 연동 도표는 제어 시스템의 동작을 나타내는 도표로, 출발점과 도착점을 연결하는 선으로 구성되어 있습니다. 이때 거리가 먼 것은 제어 시스템의 동작과 직접적인 연관이 없는 "전원공급장치의 종류"입니다. 따라서 연동 도표에서는 전원공급장치의 종류를 기재하지 않습니다.
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78. 경부고속선 분기기에 설치된 MJ81형 전기선로전환기에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 사용전원은 3상 교류 380V 또는 단상 교류 220V 이다.
  2. 사용전원이 교류 380V 이고 부하가 200kg 일 때 정격전류는 7A 이하이다.
  3. 최대동정은 260mm 이다.
  4. 전동기의 절연등급은 F종 절연이다.
(정답률: 50%)
  • "사용전원이 교류 380V 이고 부하가 200kg 일 때 정격전류는 7A 이하이다."가 틀린 것은 아니다. 이는 MJ81형 전기선로전환기의 정격전류 범위 중 하나이며, 200kg 이하의 부하에서는 7A 이하의 정격전류를 가진다는 것을 의미한다.
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79. 고전압 임펄스 궤도회로장치의 구성기기가 아닌 것은?

  1. 임피던스본드
  2. 전압안정기
  3. 수신기
  4. 동조유니트
(정답률: 69%)
  • 고전압 임펄스 궤도회로장치는 전자기파를 생성하고 전송하는 장치이므로 수신기는 구성기기가 아니다. 임피던스본드는 전송선로에서 발생하는 반사파를 제거하는 역할을 하고, 전압안정기는 전압을 안정적으로 유지하는 역할을 한다. 반면에 동조유니트는 전자기파의 주파수를 일치시켜주는 역할을 하므로 구성기기가 아니다.
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80. 전철 쇄정 계전기를 나타낸 기호는?

  1. WLR
  2. WR
  3. ZR
  4. KR
(정답률: 60%)
  • 전철 쇄정 계전기를 나타내는 기호는 "WLR"이다. 이는 "W"는 전원을 나타내고, "L"은 노선을 나타내며, "R"은 쇄정 계전기를 나타낸다. "WR"은 쇄정 계전기가 아닌 신호기를 나타내는 기호이고, "ZR"과 "KR"은 다른 장비를 나타내는 기호이다.
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