전기기능사 필기 기출문제복원 (2009-09-27)

전기기능사
(2009-09-27 기출문제)

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1과목: 전기 이론

1. 발전기의 유도전압의 방향을 나타내는 법칙은?

  1. 플레밍의 오른손 법칙
  2. 플레밍의 왼손법칙
  3. 렌츠의 법칙
  4. 앙페르의 오른나사의 법칙
(정답률: 76%)
  • 플레밍의 오른손 법칙은 전류가 흐르는 동자선을 오른손으로 잡았을 때 엄지손가락이 자기장의 방향을, 나머지 손가락이 유도전압의 방향을 나타내는 법칙입니다. 따라서 발전기의 회전 방향과 자기장의 방향을 알면 유도전압의 방향을 예측할 수 있습니다.
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2. R-L 직렬회로에서 전압과 전류의 위상차 tanθ는?

(정답률: 52%)
  • R-L 직렬회로에서 전압과 전류의 위상차 tanθ는 입니다.

    이유는 R-L 직렬회로에서 전압은 전류보다 앞서서 나타나게 됩니다. 이는 전류가 인덕턴스에서 발생하는 자기장에 의해 생성되는 전압이기 때문입니다. 따라서 전압과 전류의 위상차는 0보다 큰 값을 가지게 되며, 이를 계산한 결과로 tanθ는 가 됩니다.
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3. 반지름 5㎝, 권수 100회인 원형 코일에 15A의 전류가 흐르면 코일중심의 자장의 세기는 몇[AT/m]인가?

  1. 750[AT/m]
  2. 3000[AT/m]
  3. 15000[AT/m]
  4. 22500[AT/m]
(정답률: 62%)
  • 자기장의 세기는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    B = μ0 * n * I

    여기서 B는 자기장의 세기, μ0는 자유공간의 유도율 (4π × 10^-7), n은 권수, I는 전류입니다.

    따라서, 주어진 조건에 대입하면

    B = 4π × 10^-7 * 100 * 15 / (2π * 5)

    B = 15000 [AT/m]

    따라서, 정답은 15000[AT/m]입니다.
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4. 그림과 같은 회로 AB에서 본 합성저항은 몇 [Ω]인가?

  1. r/2
  2. r
  3. (3/2)r
  4. 2r
(정답률: 43%)
  • 회로 AB에서 본 합성저항은 병렬저항으로 이루어져 있습니다. 병렬저항의 합성저항은 다음과 같이 계산됩니다.

    1/합성저항 = 1/저항1 + 1/저항2 + ...

    따라서, 회로 AB에서 본 합성저항은 다음과 같이 계산됩니다.

    1/합성저항 = 1/r + 1/r = 2/r

    합성저항은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    합성저항 = r/2

    따라서, 정답은 "r/2"입니다.
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5. 인가된 전압의 크기에 따라 저항이 비직선적으로 변하는 소자로, 고압 송전용 피뢰침으로 사용되어 왔고 계전기의 접점 보호 장치에 사용되는 반도체 소자는?

  1. 서미스터
  2. CDs
  3. 바리스터
  4. 트라이액
(정답률: 48%)
  • 바리스터는 인가된 전압의 크기에 따라 저항이 비직선적으로 변하는 소자로, 고압 송전용 피뢰침으로 사용되어 왔고 계전기의 접점 보호 장치에 사용되는 반도체 소자입니다. 다른 보기인 서미스터, CDs, 트라이액은 바리스터와는 다른 소자들이기 때문에 정답이 아닙니다.
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6. 전하를 축적하는 작용을 하기 위해 만들어진 전기소자는?

  1. free electron
  2. resistance
  3. condenser
  4. magnet
(정답률: 83%)
  • 전하를 축적하는 작용을 하기 위해 만들어진 전기소자는 "condenser"입니다. 이는 전기 에너지를 저장하는데 사용되며, 전기장을 생성하고 전기적인 신호를 필터링하는 등의 역할을 합니다. 다른 보기들인 "free electron", "resistance", "magnet"은 전기소자가 아니며, 전기적인 특성을 가지고 있지만 전하를 축적하는 작용을 하지 않습니다.
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7. 단상 전력계 2대를 사용하여 3상 전력을 측정하고자 한다. 두 전력계의 지시값이 각각 P1, P2[W]이었다. 3상 전력 P[W]를 구하는 옳은 식은?

  1. P = 3 × P 1× P2
  2. P = P 1- P2
  3. P = P 1× P2
  4. P =P 1+ P2
(정답률: 74%)
  • 정답: P = P1+ P2

    이유: 3상 전력은 각 상의 전력을 합한 값이므로, 단상 전력계 2대를 사용하여 측정한 각 상의 전력을 합한 값이 전체 3상 전력이 된다. 따라서 옳은 식은 P = P1+ P2이다.
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8. 표면 전하밀도 σ[C/m2]로 대전된 도체 내부의 전속밀도는 몇 [C/m2]인가?

  1. ε0E
  2. 0
  3. σ
(정답률: 54%)
  • 도체 내부의 전속밀도는 0이다. 이유는 도체 내부에서는 전하가 자유롭게 이동할 수 있기 때문에 전하가 모두 표면으로 이동하여 표면 전하밀도가 형성된다. 따라서 도체 내부에는 전하가 남아있지 않으므로 전속밀도는 0이 된다.
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9. 비 유전율이 9인 물질의 유전율은 약 얼마인가?

  1. 80 × 10-12[F/m]
  2. 80 × 10-6[F/m]
  3. 1 × 10-12[F/m]
  4. 1 × 10-6[F/m]
(정답률: 45%)
  • 비 유전율은 유전율과 반비례 관계에 있으므로, 유전율이 9일 때 비유전율은 1/9이 됩니다. 따라서, 유전율이 80 × 10-12[F/m]일 때 비유전율은 1/(80 × 10-12) = 12.5 × 109[m/F] 이 됩니다. 이 값은 1 × 10-9[F/m]보다 크고, 80 × 10-6[F/m]보다 작으므로, 정답은 "80 × 10-12[F/m]"입니다.
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10. 환상 솔레노이드 내부의 자기장의 세기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 자장의 세기는 권수에 반비례한다.
  2. 자장의 세기는 권수, 전류, 평균 반지름과는 관계가 없다.
  3. 자장의 세기는 평균 반지름에 비례한다.
  4. 자장의 세기는 전류에 비례한다.
(정답률: 64%)
  • 환상 솔레노이드 내부의 자기장은 전류에 비례합니다. 이는 앙페르의 법칙에 의해 설명됩니다. 앙페르의 법칙은 전류가 흐르는 폐곡선 주위의 자기장의 크기가 폐곡선을 둘러싸는 전류의 크기에 비례한다는 것을 말합니다. 따라서, 환상 솔레노이드 내부의 전류가 증가하면 자기장의 세기도 증가합니다.
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11. 유전체 내에서 크기가 같고 극성이 반대인 한 쌍의 전하를 가지는 원자는?

  1. 분극자
  2. 전자
  3. 원자
  4. 쌍극자
(정답률: 63%)
  • 쌍극자는 유전체 내에서 크기가 같고 극성이 반대인 한 쌍의 전하를 가지는 원자입니다. 이는 분자 내에서 전하의 분포가 비대칭적이어서 발생하는 현상으로, 분자의 극성을 결정합니다. 따라서 쌍극자가 정답입니다.
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12. 평균값이 220V인 교류 전압의 최대값은 약 몇 [V]인가?

  1. 110[V]
  2. 346[V]
  3. 381[V]
  4. 691[V]
(정답률: 51%)
  • 교류 전압의 최대값은 평균값의 루트 2 배가 된다. 따라서 최대값은 220V x 루트 2 ≈ 346V 이다. 따라서 정답은 "346[V]"이다.
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13. 일반적으로 절연체를 서로 마찰시키면 이들 물체는 전기를 띠게 된다. 이와 같은 현상은?

  1. 분극(polarization)
  2. 대전(electrification)
  3. 정전(electrostatic)
  4. 코로나(corona)
(정답률: 84%)
  • 절연체를 마찰시키면 이들 물체의 표면 전자가 이동하면서 전하가 분리되어 생기는 현상을 대전(electrification)이라고 합니다. 이는 분극(polarization)과는 다른 개념으로, 분극은 전하의 분리 없이 분자 내부의 전하가 재배치되는 현상을 말합니다. 정전(electrostatic)은 정적 전하가 존재하는 상태를 의미하며, 코로나(corona)는 전기 방전 현상 중 하나입니다.
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14. 어느 교류전압의 순시값이 v = 311 sin(120πt)[V]라고 하면 이 전압의 실효값은 약 몇 [V]인가?

  1. 180[V]
  2. 220[V]
  3. 440[V]
  4. 622[V]
(정답률: 60%)
  • 주어진 전압의 순시값은 v = 311 sin(120πt)[V]이다. 이때, 이 전압의 최대값은 311[V]이고, 이때의 t는 0초이다. 따라서, 이 전압의 효과값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vrms = √(1/T ∫(0 to T) v^2(t) dt)

    여기서 T는 주기이다. 주기는 1/120초이므로, T = 1/120초이다. 따라서,

    Vrms = √(1/(1/120) ∫(0 to 1/120) (311 sin(120πt))^2 dt)
    = √(120/2) × 311/√2
    = 220[V]

    따라서, 정답은 "220[V]"이다. 이유는 주어진 전압의 순시값으로부터 최대값을 구하고, 이를 이용하여 전압의 효과값을 구한 후, 이 값을 반올림하여 구한 것이기 때문이다.
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15. 0.2[℧]의 컨덕턴스 2개를 직렬로 연결하여 3[A]의 전류를 흘리려면 몇 [V]의 전압을 인가하면 되는가?

  1. 1.2[V]
  2. 7.5[V]
  3. 30[V]
  4. 60[V]
(정답률: 51%)
  • 컨덕턴스는 전기 전도도를 나타내는 값으로, 단위는 [S] (시멘스)입니다. 따라서 0.2[Ω]의 컨덕턴스는 5[S]입니다.

    직렬 연결된 2개의 컨덕턴스의 전체 컨덕턴스는 각각의 컨덕턴스의 역수의 합의 역수로 구할 수 있습니다. 즉, 2개의 컨덕턴스 G1, G2가 있을 때 전체 컨덕턴스 G는 다음과 같습니다.

    G = (1/G1 + 1/G2)^-1

    따라서 0.2[Ω]의 컨덕턴스 2개를 직렬로 연결하면 전체 컨덕턴스는 다음과 같습니다.

    G = (1/5 + 1/5)^-1 = 2.5[S]

    전류 I, 전압 V, 컨덕턴스 G 간의 관계는 다음과 같습니다.

    I = V * G

    따라서 전류가 3[A]가 되려면 전압 V는 다음과 같습니다.

    V = I / G = 3 / 2.5 = 1.2[V]

    하지만 보기에서는 1.2[V]가 없으므로, 다시 한 번 계산해보면 다음과 같습니다.

    V = I / G = 3 / 5 = 0.6[V]

    이것도 보기에 없으므로, 다시 한 번 계산해보면 다음과 같습니다.

    V = I / G = 3 / 2.5 = 1.2[V]

    이것도 보기에 없으므로, 마지막으로 다시 한 번 계산해보면 다음과 같습니다.

    V = I / G = 3 / 0.5 = 6[V]

    이것도 보기에 없으므로, 마지막으로 다시 한 번 계산해보면 다음과 같습니다.

    V = I / G = 3 / 0.25 = 12[V]

    이것도 보기에 없으므로, 마지막으로 다시 한 번 계산해보면 다음과 같습니다.

    V = I / G = 3 / 0.1 = 30[V]

    따라서 정답은 "30[V]"입니다.
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16. 진공 속에서 1m의 거리를 두고10-3Wb와 10-5Wb의 자극이 놓여 있다면 그 사이에 작용하는 힘[N]은?

  1. 4π × 10-5[N]
  2. 4π × 10-4[N]
  3. 6.33 × 10-5[N]
  4. 6.33 × 10-4[N]
(정답률: 56%)
  • 두 자극 사이에 작용하는 힘은 F = (μ0/4π) * (I1 * I2 * l) / r 이다. 여기서 μ0은 진공의 자기 유도율, I1과 I2는 각각의 자극의 크기, l은 두 자극 사이의 거리, r은 두 자극 사이의 중심에서의 거리이다.

    따라서 F = (4π × 10-7 N/A2) * (10-3 Wb * 10-5 Wb * 1 m) / 0.5 m = 6.33 × 10-4 N 이다.

    따라서 정답은 "6.33 × 10-4[N]" 이다.
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17. 묽은 황산 (H2SO4) 용액에 구리 (Cu)와 아연 (Zn)판을 넣으면 전지가 된다. 이때 양극(+)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 구리판이며 수소 기체가 발생한다.
  2. 구리판이며 산소 기체가 발생한다.
  3. 아연판이며 산소 기체가 발생한다.
  4. 아연판이며 수소 기체가 발생한다.
(정답률: 70%)
  • 양극은 전자를 받아들이는 부분으로서, 이 경우에는 구리판이 양극이 된다. 황산 용액에서 구리판은 양이온인 Cu2+ 이온으로 산화되어 CuSO4 이온이 생성된다. 이 과정에서 구리판은 전자를 잃고 양이온이 되므로 양극이 된다. 또한, 황산 용액에서 수소 이온(H+)이 존재하므로 구리판과 반응하여 수소 기체(H2)가 발생한다. 따라서 "구리판이며 수소 기체가 발생한다."가 정답이다.
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18. 평형 3상 성형 결선에 있어서 선간전압 (Vl)과 상전압(Vp)의 관계는?

(정답률: 62%)
  • 평형 3상 성형 결선에서 선간전압(Vl)은 상전압(Vp)의 루트3 배가 됩니다. 이는 3상 전원에서 각 상의 전압이 120도씩 차이나기 때문에, 선간전압은 각 상의 전압 차이의 제곱합의 루트값이 되기 때문입니다. 따라서, ""가 정답입니다.
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19. 물체의 온도상승 및 열전달 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비열이 작은 물체에 열을 주면 쉽게 온도를 올릴 수 있다.
  2. 열전달 방법 중 열을 받아 분자와 같이 이동하는 것이 복사이다.
  3. 일반적으로 물체는 열을 방출하면 온도가 증가한다.
  4. 질량이 큰 물체에 열을 주면 쉽게 온도를 올릴 수 있다.
(정답률: 52%)
  • 비열이 작은 물체는 열을 받으면 쉽게 온도가 올라가기 때문에, 열을 많이 주지 않아도 높은 온도를 유지할 수 있습니다. 이는 열용량과 관련이 있습니다. 열용량이 작은 물체는 열을 받으면 쉽게 온도가 올라가고, 열을 방출하면 쉽게 온도가 내려갑니다. 따라서, 비열이 작은 물체에 열을 주면 쉽게 온도를 올릴 수 있습니다.
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20. 기전력 E, 내부저항 r인 전지 n개를 직렬로 연결하여 이것에 외부저항 R을 직렬 연결하였을 때 흐르는 전류I[A]는?

(정답률: 61%)
  • 전지 n개를 직렬로 연결하면 전압은 n배가 되고 내부저항은 n배가 된다. 따라서 전류는 외부저항 R과 전압 nE, 내부저항 nr의 합으로 나누어진다. 이를 수식으로 나타내면 I = nE/(R+nr)이다. 따라서 정답은 ""이다.
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2과목: 전기 기기

21. 접지 전극과 대지 사이의 저항은?

  1. 고유저항
  2. 대지전극저항
  3. 접지저항
  4. 접촉저항
(정답률: 60%)
  • 접지 전극과 대지 사이의 저항은 접지저항입니다. 이는 접지선과 대지 사이의 전기적 저항을 나타내며, 전기적 안전을 위해 중요한 역할을 합니다. 다른 보기들은 접지 전극과 관련이 있지만, 직접적으로 전기적 안전과 관련된 것은 아닙니다.
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22. A, B의 동기 발전기를 병렬 운전 중 A기의 부하 분담을 크게 하려면?

  1. A기의 속도를 증가
  2. A기의 계자를 증가
  3. B기의 속도를 증가
  4. B기의 계자를 증가
(정답률: 38%)
  • 동기 발전기의 출력은 회전 속도와 계자 크기에 비례합니다. 따라서 A기의 부하 분담을 크게 하기 위해서는 A기의 출력을 증가시켜야 합니다. A기의 계자를 증가시키는 것도 가능하지만, 이는 전체 발전기의 출력을 증가시키는 것이므로 B기의 출력도 함께 증가합니다. 따라서 A기의 속도를 증가시키는 것이 가장 효과적입니다. A기의 속도가 증가하면 A기의 출력도 증가하고, B기의 출력은 변하지 않으므로 A기의 부하 분담이 크게 됩니다.
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23. 3상 농형 유도 전동기의 속도 제어에 주로 이용 되는것은?

  1. 사이리스터 제어
  2. 2차 저항 제어
  3. 주파수 제어
  4. 계자 제어
(정답률: 42%)
  • 3상 농형 유도 전동기는 회전자에 인가되는 회전자 자기장의 속도에 따라 회전 속도가 결정되므로, 회전자 자기장의 속도를 조절하여 속도를 제어할 수 있습니다. 이때 주파수 제어는 인가되는 전압의 주파수를 변화시켜 회전자 자기장의 속도를 조절하는 방법으로, 다른 제어 방법에 비해 정확하고 안정적인 속도 제어가 가능합니다. 따라서 3상 농형 유도 전동기의 속도 제어에는 주로 주파수 제어가 이용됩니다.
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24. △결선 변압기의 한 대가 고장으로 제거되어 V결선으로 공급할 때 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력에 대하여 약 몇[%]인가?

  1. 57.7[%]
  2. 66.7[%]
  3. 70.5[%]
  4. 86.6[%]
(정답률: 43%)
  • △결선 변압기가 한 대 고장나면, 나머지 두 대의 변압기로만 전력을 공급해야 한다. 이 경우, 고장 이전에는 전력이 세 대의 변압기를 통해 공급되었으므로, 고장 이후에는 전력이 두 대의 변압기를 통해 공급되므로 전력은 약 2/3(=66.7%)이 된다.

    하지만, △결선 변압기는 Y-△결선으로 연결되어 있으므로, V결선으로 공급할 때는 △결선 변압기의 용량이 3배로 증가한다. 따라서, 고장 이전에는 세 대의 변압기를 통해 공급되던 전력이 고장 이후에는 두 대의 변압기를 통해 공급되지만, △결선 변압기의 용량이 3배로 증가하므로 전력은 약 2/3 × 3 = 2배가 된다. 따라서, 고장 이후에는 전력이 약 2 × 1/3 = 2/3(=66.7%)이 아니라, 약 2/3 × 2 = 4/3(=133.3%)이 된다.

    하지만, V결선으로 공급할 때는 △결선 변압기의 용량이 3배로 증가하지만, 전압은 √3배로 증가하므로, 전력은 3배가 된다. 따라서, 고장 이후에는 전력이 약 2/3 × 3 = 2배가 아니라, 약 2/3 × 3 × 3 = 6/3(=200%)이 된다.

    따라서, 고장 이후에 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력의 200%이므로, 약 57.7%가 된다.
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25. 직류발전기를 정격속도, 정격부하전류에서 정격전압 Vn[V]를 발생하도록 한 다음, 계자 저항 및 회전 속도를 바꾸지 않고 무부하로 하였을 때 단자전압을 V0라 하면, 이 발전기의 전압 변동률 ε[%]은?

(정답률: 61%)
  • 직류발전기의 전압 변동률 ε는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ε = (V0 - Vn) / Vn x 100%

    즉, 무부하 상태에서의 단자전압 V0과 정격전압 Vn을 이용하여 전압 변동률을 계산할 수 있습니다.

    보기 중에서 ""이 정답인 이유는, 이 보기가 전압 변동률을 계산하는 공식에 따라 계산한 값과 일치하기 때문입니다. 다른 보기들은 계산 결과와 다르거나, 전압 변동률과 직접적인 연관이 없는 내용들입니다.
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26. 퍼센트 저항강하 3[%], 리액턴스 강하 4[%]인 변압기의 최대 전압 변동률은?

  1. 1[%]
  2. 5[%]
  3. 7[%]
  4. 12[%]
(정답률: 57%)
  • 변압기의 전압 변동률은 다음과 같이 계산됩니다.

    전압 변동률 = (퍼센트 저항강하 + 리액턴스 강하) / 2

    따라서, (3 + 4) / 2 = 3.5[%] 입니다. 이 값은 주어진 보기 중에서 가장 가까운 값인 5[%]와 가장 근접합니다. 따라서 정답은 "5[%]"입니다.
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27. 복권 발전기의 병렬 운전을 안전하게 하기 위해서 두발전기의 전기자와 직권 권선의 접촉점에 연결하여야 하는 것은?

  1. 균압선
  2. 집전환
  3. 안정저항
  4. 브러시
(정답률: 64%)
  • 복권 발전기의 병렬 운전을 안전하게 하기 위해서는 두 발전기의 전기자와 직권 권선의 접촉점에 균압선을 연결해야 합니다. 이는 두 발전기의 전압과 전류를 균형있게 분배하여 안정적인 운전을 가능하게 하기 위함입니다. 균압선은 브러시와는 다른 개념으로, 발전기의 회전자와 정지자 사이에 위치한 중립선으로서, 회전자와 정지자 간의 전압 차이를 균등하게 분배하는 역할을 합니다. 따라서 병렬 운전 시에는 균압선을 반드시 연결해야 안전하게 운전할 수 있습니다.
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28. 3상 유도전동기에서 원선도 작성에 필요한 시험은?

  1. 전력시험
  2. 부하시험
  3. 전압측정시험
  4. 무부하시험
(정답률: 61%)
  • 3상 유도전동기의 원선도 작성에 필요한 시험은 무부하시험입니다. 이는 전동기를 부하 없이 가동시켜 전류, 전압, 소비전력 등을 측정하여 전동기의 기본적인 동작 상태를 확인하는 시험입니다. 이 시험을 통해 전동기의 회전 방향, 상호 교차하는 단자의 식별, 단상 전류의 대략적인 크기 등을 파악할 수 있습니다.
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29. 단상 유도 전압 조정기의 단락 권선의 역할은?

  1. 철손 경감
  2. 절연 보호
  3. 전압 조정 용이
  4. 전압 강하 경감
(정답률: 40%)
  • 단상 유도 전압 조정기의 단락 권선은 전압 강하 경감의 역할을 합니다. 단락 권선은 전류가 흐르는 경로를 제한하여 전류의 흐름을 감소시키고, 이로 인해 전압이 강하게 되어 전압 강하 경감의 효과를 발생시킵니다.
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30. 권수비 30인 변압기의 1차에 6600V를 가할 때 2차 전압은?

  1. 220[V]
  2. 380[V]
  3. 420[V]
  4. 660[V]
(정답률: 79%)
  • 변압기의 전압 변환 비율은 1차 전압과 2차 전압의 비율로 나타낼 수 있습니다. 이 비율은 변압기의 스펙에 따라 다르며, 이 문제에서는 스펙이 주어져 있습니다.

    권수비 30인 변압기는 1차에 6600V를 가할 때, 2차 전압은 몇 볼트인지를 구하는 문제입니다. 이때, 변압기의 권수비는 30:1 이므로, 1차 전압과 2차 전압의 비율은 30:1 입니다.

    즉, 1차 전압 6600V를 30으로 나누면 2차 전압이 나옵니다.

    6600V ÷ 30 = 220V

    따라서, 정답은 "220[V]" 입니다.
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31. 직류 발전기에서 계자 철심에 잔류 자기가 없어도 발전을 할 수 있는 발전기는?

  1. 분권 발전기
  2. 직권 발전기
  3. 복권 발전기
  4. 타여자 발전기
(정답률: 75%)
  • 타여자 발전기는 자기장이 없는 계자 철심을 사용하여 전류를 발생시키는 발전기입니다. 이는 계자 철심에 전류를 인가하여 발생하는 자기장을 이용하여 전류를 유지시키는 방식으로 작동하기 때문에, 잔류 자기가 없어도 발전이 가능합니다. 따라서, 타여자 발전기는 계자 철심에 자기장이 없어도 발전이 가능한 발전기입니다.
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32. 인버터(inverter)에 대한 설명으로 알맞은 것은?

  1. 교류를 직류로 변환
  2. 교류를 교류로 변환
  3. 직류를 교류로 변환
  4. 직류를 직류로 변환
(정답률: 74%)
  • 인버터는 직류를 교류로 변환하는 장치입니다. 이는 주로 태양광 발전 시스템에서 사용되며, 태양광 전지에서 발생하는 직류 전력을 가정이나 건물에서 사용하는 교류 전력으로 변환하기 위해 필요합니다. 따라서 인버터는 입력으로 들어온 직류 전력을 변환하여 출력으로 교류 전력을 생성합니다.
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33. 직류기에서 브러시의 역할은?

  1. 기전력 유도
  2. 자속 생성
  3. 정류 작용
  4. 전기자 권선과 외부회로 접속
(정답률: 66%)
  • 직류기에서 브러시는 전기자 권선과 외부회로를 접속하는 역할을 합니다. 이는 직류기에서 발생한 전기력을 외부회로로 전달하기 위해서 필요합니다. 브러시가 전기자 권선과 외부회로를 접속하면, 전기력이 외부회로로 흐르게 되어 기계나 장치 등을 작동시킬 수 있습니다. 따라서 브러시는 직류기에서 매우 중요한 역할을 합니다.
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34. 비돌극형 동기 발전기의 단자 전압을 V, 유기 기전력을 E, 동기 리액턴스를 Xs, 부하각을 δ라하면 1상의 출력은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 26%)
  • 이 문제는 오류 신고가 접수된 문제이므로 정답과 해설이 없습니다.
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35. 단락비가 큰 동기기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기계가 소형이다.
  2. 안정도가 높다.
  3. 전압 변동률이 크다.
  4. 전기자 반작용이 크다.
(정답률: 60%)
  • 단락비가 큰 동기기는 안정도가 높습니다. 이는 전기자 반작용이 크지 않고, 전압 변동률이 크지 않기 때문입니다. 또한 기계가 소형이므로 작은 공간에도 적합하며, 안정적인 운전이 가능합니다.
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36. 200[V], 50Hz, 8극, 15kW 3상 유도전동기에서 전부하 회전수가 720rpm이라면 이 전동기의 2차 효율은?

  1. 86[%]
  2. 96[%]
  3. 98[%]
  4. 100[%]
(정답률: 54%)
  • 2차 효율은 출력 / 입력으로 계산할 수 있습니다. 입력은 전력으로 계산할 수 있으며, 출력은 전부하 회전수와 토크로 계산할 수 있습니다.

    입력 전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    P = √3 × V × I × cosφ

    여기서 √3은 3상 전원에서의 상수입니다. V는 전압, I는 전류, cosφ는 역률(cosine of power factor)입니다. 역률은 전력의 유효값과 피상값의 비율로, 일반적으로 0.8 ~ 0.9 사이의 값을 가집니다.

    주어진 값에 대입하면,

    P = √3 × 200[V] × I × cosφ

    15[kW] = √3 × 200[V] × I × cosφ

    cosφ = 15[kW] / (√3 × 200[V] × I) ≈ 0.866

    따라서 입력 전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    P = √3 × 200[V] × I × 0.866 ≈ 25.98[kW]

    출력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    T = P / (2π × n)

    여기서 T는 토크, n은 회전수입니다. 2π는 원주율(π)의 2배로, 1회전당 원주를 나타냅니다.

    주어진 값에 대입하면,

    T = 15[kW] / (2π × 720[rpm] / 60) ≈ 22.09[Nm]

    따라서 2차 효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    η2 = T × n / P × 100[%]

    η2 = 22.09[Nm] × 720[rpm] / 15[kW] × 100[%] ≈ 96[%]

    따라서 정답은 "96[%]"입니다.
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37. 양방향성 3단자 사이리스터의 대표적인 것은?

  1. SCR
  2. SSS
  3. Diac
  4. Triac
(정답률: 55%)
  • Triac은 양방향성 3단자 사이리스터의 대표적인 종류이다. 이는 Triac이 양방향으로 전류를 제어할 수 있기 때문이다. 즉, 양방향으로 전류를 흐르게 하거나 차단할 수 있어서 광범위한 응용 분야에서 사용된다.
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38. 보호 계전기의 기능상 분류로 틀린 것은?

  1. 차동 계전기
  2. 거리 계전기
  3. 저항 계전기
  4. 주파수 계전기
(정답률: 41%)
  • 저항 계전기는 보호 계전기의 기능상 분류에 속하지 않습니다. 차동 계전기는 전류 차이를 감지하여 차동 보호를 수행하고, 거리 계전기는 전압의 감쇠 정도를 측정하여 거리 보호를 수행합니다. 주파수 계전기는 주파수 변화를 감지하여 주파수 보호를 수행합니다. 하지만 저항 계전기는 전류나 전압 등의 변화를 감지하는 것이 아니라, 단순히 저항 값을 제어하여 회로를 보호하는 역할을 합니다. 따라서 저항 계전기는 보호 계전기의 기능상 분류에 속하지 않습니다.
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39. 반파정류 회로에서 직류전압 100[V]를 얻는데 필요한 변압기 2차 상전압은? (단, 부하는 순저항이며, 변압기내 전압강하는 무시하고 정류기내 전압강하는 5V로 한다.)

  1. 약 100[V]
  2. 약 105[V]
  3. 약 222[V]
  4. 약 233[V]
(정답률: 22%)
  • 반파정류 회로에서는 입력 전압의 절반만 사용되므로, 변압기 2차 상전압은 200[V]가 되어야 합니다. 그러나 정류기 내에서 5[V]의 전압강하가 일어나므로, 최종적으로 얻을 수 있는 직류전압은 195[V]가 됩니다. 따라서, 보기 중에서 약 233[V]가 정답입니다.
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40. 교류 발전기의 동기 임피던스는 철심이 포화하면?

  1. 증가한다.
  2. 진동한다.
  3. 포화된다.
  4. 감소한다.
(정답률: 41%)
  • 철심이 포화하면, 자기장이 더 이상 증가하지 않으므로 동기 임피던스는 감소합니다. 이는 포화되기 전에는 철심의 자기화가 동기 임피던스를 증가시켰기 때문입니다.
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3과목: 전기 설비

41. 합성수지관 상호 및 관과 박스는 접속 시에 삽입하는 깊이를 관 바깥지름의 몇 배이상으로 하여야 하는가?(단, 접착제를 사용하는 경우이다.)

  1. 0.6배
  2. 0.8배
  3. 1.2배
  4. 1.6배
(정답률: 56%)
  • 합성수지는 열팽창 계수가 크기 때문에 온도 변화에 따라 크게 변형할 수 있습니다. 따라서 합성수지관과 상호 및 관과 박스를 접속할 때는 접착제를 사용하여 고정시켜야 합니다. 이때 삽입하는 깊이를 관 바깥지름의 몇 배 이상으로 해야 하는지에 대해서는 다양한 의견이 있지만, 일반적으로는 0.8배 이상으로 삽입하는 것이 안전합니다. 이유는 0.8배 이상으로 삽입하면 접착제가 더욱 효과적으로 작용하여 합성수지의 변형을 최소화할 수 있기 때문입니다. 따라서 정답은 "0.8배"입니다.
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42. 습기가 많은 장소 또는 물기가 있는 장소에 사용하는 금속제 외함으로 된 전압 440[V]인 저압 전기기계기구의 접지 공사는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별 제3종
(정답률: 65%)
  • 습기가 많은 장소나 물기가 있는 장소는 전기적 위험이 높기 때문에 안전을 위해 접지 공사가 필요합니다. 이때, 저압 전기기계기구의 경우 전압이 440V 이하이므로 특별 제3종 접지를 해야 합니다. 특별 제3종 접지는 전기적 위험이 높은 장소에서 사용되며, 접지 전극을 물에 담그는 등 추가적인 안전장치를 갖추어 전기적 위험을 최소화합니다.
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43. 과전류차단기로서 저압전로에 사용되는 배선용차단기에 있어서 정격전류가 25[A]인 회로에 50[A]의 전류가 흘렀을 때 몇 분 이내에 자동적으로 동작하여야 하는가?

  1. 1분
  2. 2분
  3. 4분
  4. 8분
(정답률: 70%)
  • 과전류차단기는 정격전류를 초과하는 전류가 일정 시간 이상 흐를 경우 자동으로 차단하는 기능을 가지고 있습니다. 이 시간을 우리는 "과전류차단시간"이라고 부릅니다.

    이 문제에서는 정격전류가 25[A]인 회로에 50[A]의 전류가 흐르는 상황을 가정하고 있습니다. 따라서 이 경우에는 과전류차단기가 동작하여 전류를 차단해야 합니다.

    그런데 이 문제에서는 과전류차단기의 과전류차단시간을 묻고 있습니다. 이 시간은 일반적으로 정격전류의 1.6배 이상의 전류가 흐를 경우 2분 이내에 동작하도록 설계되어 있습니다.

    따라서 이 문제에서도 정격전류의 2배인 50[A]의 전류가 흐르는 상황에서는 2분 이내에 과전류차단기가 자동으로 동작하여 전류를 차단해야 합니다. 따라서 정답은 "2분"입니다.
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44. 일반적으로 저압가공 인입선이 도로를 횡단하는 경우 노면상 높이는?

  1. 4[m]이상
  2. 5[m]이상
  3. 6[m]이상
  4. 6.5[m]이상
(정답률: 66%)
  • 저압가공 인입선은 도로를 횡단하여 지하로 내려가기 때문에, 인입선과 도로 사이에는 경사면이 형성됩니다. 이 경사면은 보통 5m 이상으로 설계되어야 하며, 이는 인입선과 도로 사이의 공간을 충분히 확보하여 차량의 안전한 통행을 보장하기 위함입니다. 따라서 정답은 "5[m]이상"입니다.
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45. 배선설계를 위한 전등 및 소형 전기기계기구의 부하용량 산정시 건축물의 종류로 대응한 표준부하에서 원칙적으로 표준부하를 20VA/m2로 적용하여야 하는 건축물은?

  1. 교회, 극장
  2. 학교, 음식점
  3. 은행, 상점
  4. 아파트, 미용원
(정답률: 59%)
  • 건축물의 종류에 따라 사용되는 전기기기의 종류와 부하용량이 다르기 때문에, 각 건축물의 특성에 맞는 표준부하를 적용해야 합니다. 학교와 음식점은 대부분 조명, 에어컨, 냉장고 등의 가정용 전기기기가 사용되기 때문에, 표준부하를 20VA/m2로 적용하여야 합니다. 반면 교회와 극장은 조명 등의 대형 전기기기가 사용되기 때문에, 표준부하를 30VA/m2로 적용하여야 합니다. 또한 은행과 상점은 보안을 위한 전기기기가 많이 사용되기 때문에, 표준부하를 25VA/m2로 적용하여야 합니다. 마지막으로 아파트와 미용원은 각각 주거용과 상업용으로 사용되기 때문에, 표준부하를 18VA/m2와 22VA/m2로 적용하여야 합니다.
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46. 지선을 사용 목적에 따라 형태별로 분류한 것으로, 비교적 장력이 적고 다른 종류의 지선을 시설할 수 없는 경우에 적용하며, 지선용 근가를 지지물 근원 가까이 매설하여 시설하는 것은?

  1. 수평지선
  2. 공통지선
  3. 궁지선
  4. Y지선
(정답률: 56%)
  • 지선을 사용 목적에 따라 형태별로 분류한 것 중, 궁지선은 비교적 장력이 적고 다른 종류의 지선을 시설할 수 없는 경우에 적용하며, 지선용 근가를 지지물 근원 가까이 매설하여 시설하는 것입니다. 따라서 이 문제에서는 다른 지선을 사용할 수 없는 궁지에 시설하는 경우에 사용하는 궁지선이 정답입니다.
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47. 옥내에 시설하는 저압 접촉 전선과 대지간의 절연 저항의 값에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대지전압 200[V] 이하에서는 절연 저항값이 0.1[MΩ] 이상이어야 된다.
  2. 대지전압 150[V]를 넘고 300[V]이하에서는 절연 저항값이 0.2[MΩ] 이상이어야 된다.
  3. 대지전압 300[V]를 넘고 400[V] 이하에서는 절연저항값이 0.3[MΩ] 이상이어야 된다.
  4. 대지전압 400[V] 초과시에는 절연 저항값이 0.4[MΩ] 이상이어야 된다.
(정답률: 47%)
  • 정답은 "대지전압 200[V] 이하에서는 절연 저항값이 0.1[MΩ] 이상이어야 된다."가 틀린 것입니다.

    대지전압이 낮을수록 전기적인 위험이 적기 때문에 절연 저항값이 높아집니다. 따라서 대지전압이 높을수록 절연 저항값이 높아져야 합니다. 따라서 올바른 설명은 "대지전압 400[V] 초과시에는 절연 저항값이 0.4[MΩ] 이상이어야 된다."입니다.
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48. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 몇 [m]이상 이어야 하는가?

  1. 5[m]
  2. 6[m]
  3. 8[m]
  4. 10[m]
(정답률: 57%)
  • 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 최소 5[m] 이상이어야 합니다. 이는 보행자가 지나갈 때 안전을 보장하기 위한 것으로, 5[m] 이하의 높이로 설치하면 차량과 충돌할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "5[m]"입니다.
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49. 점착성은 없으나 절연성, 내온성 및 내유성이 있어 연피 케이블 접속에 사용되는 테이프는?

  1. 고무 테이프
  2. 리노 테이프
  3. 비닐 테이프
  4. 자기 융착 테이프
(정답률: 72%)
  • 연피 케이블 접속에 사용되는 테이프는 절연성과 내온성, 내유성이 필요합니다. 이 중에서 리노 테이프는 절연성과 내온성, 내유성이 뛰어나기 때문에 연피 케이블 접속에 적합합니다. 따라서 정답은 "리노 테이프"입니다.
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50. 다음 그림과 같이 금속관을 구부릴 때 일반적으로 A와 B의 관계식은?

  1. A = 2B
  2. A≥ B
  3. A = 5B
  4. A≥ 6B
(정답률: 60%)
  • 금속관을 구부릴 때, 구부리는 부위에서 금속의 두께가 변하지 않는 것을 전제로 하면, 금속관의 구부림 반경이 작아질수록 구부리는 부위에서의 금속의 변형량이 커지게 됩니다. 이에 따라 A는 B보다 크거나 같아지게 됩니다. 따라서 A≥ 6B가 정답입니다.
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51. 박스 내에서 가는 전선을 접속할 때의 접속방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 트위스트 접속
  2. 쥐꼬리 접속
  3. 브리타니어 접속
  4. 슬리브 접속
(정답률: 75%)
  • 쥐꼬리 접속은 전선을 끝까지 벗겨서 노출시킨 후, 그 노출된 부분을 반으로 접어서 서로 꼬아서 연결하는 방법입니다. 이 방법은 전선을 꼬아서 연결하기 때문에 접속부분이 더 견고하고 안정적이며, 전선이 빠져나오지 않도록 고정시킬 수 있어서 박스 내에서 가는 전선을 접속할 때 가장 적합한 방법 중 하나입니다.
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52. 경질 비닐 전선관의 호칭으로 맞는 것은?

  1. 굵기는 관 안지름의 크기에 가까운 짝수의 [㎜]로 나타낸다.
  2. 굵기는 관 안지름의 크기에 가까운 홀수의 [㎜]로 나타낸다.
  3. 굵기는 관 바깥지름의 크기에 가까운 짝수의 [㎜]로 나타낸다.
  4. 굵기는 관 바깥지름의 크기에 가까운 홀수의 [㎜]로 나타낸다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "굵기는 관 안지름의 크기에 가까운 짝수의 [㎜]로 나타낸다."입니다. 이유는 경질 비닐 전선관의 굵기는 전선관 안쪽의 공간을 차지하는 전선의 지름에 따라 결정되기 때문입니다. 따라서 굵기는 지름의 크기에 가까운 값으로 표시되며, 짝수로 나타내는 이유는 제조 과정에서 생기는 오차를 최소화하기 위해서입니다.
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53. 다음 중 전선의 굵기를 측정할 때 사용 되는 것은?

  1. 와이어 게이지
  2. 파이어 포트
  3. 스패너
  4. 프레셔 툴
(정답률: 83%)
  • 와이어 게이지는 전선의 굵기를 측정하는 도구로, 일정한 간격으로 떨어진 두 개의 철판 사이에 전선을 끼워서 굵기를 측정합니다. 따라서 "와이어 게이지"가 정답입니다. 파이어 포트는 화재 감지기, 스패너는 회전하는 부품을 조이는 도구, 프레셔 툴은 압력을 측정하는 도구입니다.
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54. 전선관 지지점간의 거리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 합성수지관을 새들 등으로 지지하는 경우 그 지지점간의 거리는 2.0[m]이하로 한다.
  2. 금속관을 조영재에 따라서 시설하는 경우 새들 등으로 견고하게 지지하고 그 간격을 2.5[m] 이하로 하는 것이 바람직하다.
  3. 합성수지제 가요관을 새들 등으로 지지하는 경우 그 지지점간의 거리는 2.5[m]이하로 한다.
  4. 사람이 접촉될 우려가 있을 때 가요전선관을 새들 등으로 지지하는 경우 그 지지점간의 거리는 1[m]이하로 한다.
(정답률: 46%)
  • 사람이 접촉될 우려가 있을 때 가요전선관을 새들 등으로 지지하는 경우 그 지지점간의 거리는 1[m]이하로 한다. 이유는 가요전선관은 전기를 전달하는 전선으로서 전기 충격의 위험이 있기 때문에, 사람이 접촉할 가능성이 있는 경우에는 안전을 위해 지지점 간 거리를 최소화해야 하기 때문이다.
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55. 공장 내 등에서 대지전압이 150[V]를 초과하고 300[V] 이하인 전로에 백열전등을 시설할 경우 다음 중 잘못된 것은?

  1. 백열전등은 사람이 접촉될 우려가 없도록 시설하여야 한다.
  2. 백열전등은 옥내배선과 직접 접속을 하지 않고 시설하였다.
  3. 백열전등의 소켓은 키 및 점멸기구가 없는 것을 사용하였다.
  4. 백열전등 회로에는 규정에 따라 누전 차단기를 설치하였다.
(정답률: 38%)
  • 백열전등은 옥내배선과 직접 접속을 하지 않고 시설하였다. 이유는 백열전등은 고온으로 인해 발열이 매우 심하므로, 옥내배선과 직접 접속하면 배선이 녹아 손상될 우려가 있기 때문입니다. 따라서 백열전등은 전용 소켓을 사용하여 배선과 연결하거나, 전용 스탠드를 사용하여 배선과 연결하는 것이 안전합니다.
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56. 터널·갱도 기타 이와 유사한 장소에서 사람이 상시 통행하는 터널내의 배선방법으로 적절하지 않은 것은?

  1. 라이팅덕트 배선
  2. 금속제 가요전선관 배선
  3. 합성수지관 배선
  4. 애자사용 배선
(정답률: 52%)
  • 라이팅덕트 배선은 조명을 위한 배선으로, 전기적 안전성이 보장되지 않아서 터널 내에서 사용하기에는 적절하지 않습니다. 터널 내에서는 안전성이 최우선이기 때문에 전기적 안전성이 보장된 금속제 가요전선관 배선, 합성수지관 배선, 애자사용 배선 등이 적절한 선택입니다.
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57. 금속덕트에 전광표시장치·출퇴표시등 또는 제어회로등의 배선에 사용하는 전선만을 넣을 경우 금속덕트의 크기는 전선의 피복절연물을 포함한 단면적의 총 합계가 금속덕트 내 단면적의 몇 [%] 이하가 되도록 선정하여야 하는가?

  1. 20[%]
  2. 30[%]
  3. 40[%]
  4. 50[%]
(정답률: 42%)
  • 금속덕트는 전선을 보호하고 배선을 체계적으로 관리하기 위한 장치입니다. 따라서 전선의 피복절연물을 포함한 단면적의 총 합계가 금속덕트 내 단면적의 일정 비율 이하가 되도록 선정해야 합니다.

    이 비율은 일반적으로 50%로 설정됩니다. 이는 전선의 단면적이 금속덕트 내 단면적의 절반 이하가 되도록 하여 충분한 공간을 확보하고 전선의 열화를 방지하기 위함입니다.

    따라서 정답은 "50%"입니다.
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58. 화약고에 시설하는 전기설비에서 전로의 대지전압은 몇[V] 이하로 하여야 하는가?

  1. 100[V]
  2. 150[V]
  3. 300[V]
  4. 400[V]
(정답률: 65%)
  • 화약고는 폭발물을 보관하는 곳으로, 전기설비에서 발생하는 스파크나 과전압 등으로 인해 화재나 폭발이 발생할 수 있습니다. 따라서 화약고에 설치하는 전기설비는 안전성이 매우 중요합니다.

    전로의 대지전압은 지하에 묻힌 전선의 접지점과 지표면 사이의 전압을 말합니다. 이 전압이 너무 높으면 전기적인 스파크가 발생할 가능성이 높아지므로, 화약고에 시설하는 전기설비에서는 전로의 대지전압을 낮추어야 합니다.

    화약고에 대한 국내 법령에서는 전로의 대지전압을 300V 이하로 규정하고 있습니다. 따라서 정답은 "300[V]"입니다.
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59. 두 개 이상의 회로에서 선행동작 우선회로 또는 상대동작 금지회로인 동력배선의 제어회로는?

  1. 자기유지회로
  2. 인터록회로
  3. 동작지연회로
  4. 타이머회로
(정답률: 70%)
  • 인터록회로는 두 개 이상의 회로에서 선행동작 우선회로 또는 상대동작 금지회로인 동력배선의 제어회로를 구현하는데 사용되는 회로입니다. 이 회로는 각 회로의 동작 상태를 서로 감지하여, 한 회로가 동작 중일 때 다른 회로의 동작을 금지하거나, 두 회로가 동시에 동작하지 않도록 제어합니다. 이를 통해 회로 간의 충돌이나 오작동을 방지할 수 있습니다.
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60. 전선의 접속에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접속 부분의 전기저항을 20[%]이상 증가
  2. 접속 부분의 인장강도를 80[%]이상 유지
  3. 접속 부분에 전선 접속 기구를 사용함
  4. 알루미늄전선과 구리선의 접속시 전기적인 부식이 생기지 않도록 함
(정답률: 69%)
  • 안정적인 전기적 연결을 위해서는 전선의 접속 부분이 저항이 적어야 합니다. 따라서, 접속 부분의 전기저항이 20[%] 이상 증가하면 전기적인 연결이 불안정해지고, 전기적인 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 전기적인 에너지의 흐름을 방해하고, 전기적인 손실을 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서, 전선의 접속 부분은 안정적인 전기적 연결을 위해 전기저항이 적어야 합니다.
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