전기기능사 필기 기출문제복원 (2010-03-28)

전기기능사
(2010-03-28 기출문제)

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1과목: 전기 이론

1. 5마력을 와트[W] 단위로 환산하면?

  1. 4300[W]
  2. 3730[W]
  3. 1317[W]
  4. 17[W]
(정답률: 73%)
  • 1마력은 746W이므로, 5마력은 5 x 746 = 3730W가 됩니다. 따라서 정답은 3730[W]입니다.
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2. 주로 정전압 다이오드로 사용되는 것은?

  1. 터널 다이오드
  2. 제너 다이오드
  3. 쇼트키베리어 다이오드
  4. 바렉터 다이오드
(정답률: 91%)
  • 제너 다이오드는 정전압 다이오드로 사용되는 것이 일반적입니다. 이는 제너 다이오드가 전압이 일정한 범위 내에서는 전류 변화에 대해 거의 반응하지 않기 때문입니다. 따라서 제너 다이오드는 안정적인 전압을 유지하기 위해 사용됩니다.
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3. 어떤 전지에서 5A의 전류가 10분간 흘렀다면 이 전지에서 나온 전기량은?

  1. 0.83[C]
  2. 50[C]
  3. 250[C]
  4. 3000[C]
(정답률: 79%)
  • 전기량은 전류와 시간의 곱으로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 전류 5A와 시간 10분을 곱해주면 됩니다.

    5A × 10분 = 50A분

    하지만 전기량의 단위는 쿨롱(Coulomb)이므로, A분을 C로 변환해주어야 합니다. 1A의 전류가 1초 동안 흐를 때 전하량은 1C이므로, 1분 동안 5A의 전류가 흐르면 전하량은 5 × 60 = 300C가 됩니다.

    따라서 5A의 전류가 10분간 흐르면 전기량은 300C × 10분 = 3000C가 됩니다. 따라서 정답은 "3000[C]"입니다.
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4. 10Ω의 저항 회로에 E = 100 sin(377t + π/3)[V]의 전압을 가하였을 때 t = 0에서의 순시전류는?

  1. 5[A]
  3. 10[A]
(정답률: 54%)
  • 순시전류는 전압에 저항을 나눈 값으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 순시전류 I는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    I = E/R = 100 sin(377t + π/3) / 10 = 10 sin(377t + π/3) [A]

    따라서, t = 0일 때의 순시전류는 10 sin(π/3) = 5A가 됩니다. 따라서, 정답은 "5[A]"입니다.

    보기에서 ""가 정답인 이유는, 순시전류의 값이 시간에 따라 sin 함수로 주어지기 때문입니다. sin 함수의 최댓값은 1이므로, 순시전류의 최댓값은 10A가 됩니다. 따라서, ""는 10A를 나타내는 것입니다.
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5. △ 결선의 전원에서 선전류가 40A이고 선간전압이 220V일때의 상전류는?

  1. 13[A]
  2. 23[A]
  3. 69[A]
  4. 120[A]
(정답률: 48%)
  • 상전류는 선전류와 선간전압의 관계로 계산할 수 있습니다.

    상전류 = 선전류 / √3

    여기서 √3은 1.732입니다.

    따라서,

    상전류 = 40A / 1.732 ≈ 23A

    따라서, 정답은 "23[A]"입니다.
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6. 기전력 50V, 내부저항 5Ω인 전원이 있다. 이 전원에 부하를 연결하여 얻을 수 있는 최대전력은?

  1. 125[W]
  2. 250[W]
  3. 500[W]
  4. 1000[W]
(정답률: 33%)
  • 전원의 최대 출력 전력은 V^2/R 인데, 이 경우에는 50^2/5 = 500W가 됩니다. 하지만 부하의 내부 저항이 전원의 내부 저항과 같을 때, 최대 전력을 얻을 수 있습니다. 이 경우 전원과 부하의 내부 저항이 각각 5Ω이므로, 전원의 출력 전력은 (50/2)^2/5 = 125W가 됩니다. 따라서 정답은 "125[W]"입니다.
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7. 전력량의 단위는?

  1. [C]
  2. [W]
  3. [Wㆍs]
  4. [Ah]
(정답률: 55%)
  • 전력은 일정한 시간 동안 일정한 전류가 유지될 때 발생하는 에너지이므로, 전력량의 단위는 에너지 단위인 와트-초(Wㆍs)로 표시됩니다. 다른 보기들은 전기량(C), 전력(W), 전지용량(Ah) 등과 관련된 단위이지만, 전력량을 나타내는 단위는 Wㆍs입니다.
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8. 1[Ωㆍm]는?

  1. 103[Ωㆍ㎝]
  2. 106[Ωㆍ㎝]
  3. 103[Ωㆍmm2/m]
  4. 106[Ωㆍmm2/m]
(정답률: 60%)
  • 1[Ωㆍm]은 1미터 길이의 단면적 1제곱미터에 대한 전기저항을 의미합니다. 따라서, 단면적이 1제곱밀리미터인 경우에는 106배가 되므로 정답은 "106[Ωㆍmm2/m]"입니다.
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9. 납축전지의 전해액은?

  1. 염화암모늄 용액
  2. 묽은 황산
  3. 수산화칼륨
  4. 염화나트륨
(정답률: 82%)
  • 납축전지에서 사용되는 전해액은 묽은 황산입니다. 이는 전해질로서의 역할을 하며, 전기적으로 중성인 성질을 가지고 있습니다. 또한, 묽은 황산은 안정성이 높아서 오랫동안 사용할 수 있습니다.
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10. 종류가 다른 두 금속을 접합하여 폐회로를 만들고 두 접합점의 온도를 다르게 하면 이 폐회로에 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 되는 현상을 지칭하는 것은?

  1. 줄의 법칙(Joule's law)
  2. 톰슨 효과(Thomson effect)
  3. 펠티어 효과(Peltier effect)
  4. 제벡 효과(Seebeck effect)
(정답률: 66%)
  • 제벡 효과는 서로 다른 두 금속을 접합하여 만든 폐회로에서, 두 접합점의 온도 차이로 인해 금속 내부에서 전자의 이동이 발생하면서 기전력이 발생하는 현상입니다. 이는 열전도성과 전기전도성이 서로 연관되어 있기 때문에 발생하는 현상으로, 열이 전기로 변환되는 원리를 기반으로 합니다.
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11. Z = 2 + j11[Ω], Z =4 - j3[Ω]의 직렬회로에 교류전압 100V를 가할 때 합성 인피던스는?

  1. 6[Ω]
  2. 8[Ω]
  3. 10[Ω]
  4. 14[Ω]
(정답률: 62%)
  • 두 임피던스를 직렬로 연결하면 Z = (2+j11) + (4-j3) = 6+j8가 됩니다. 이때 합성 임피던스는 Z = √(6²+8²) = 10[Ω]가 됩니다. 따라서 정답은 "10[Ω]"입니다.
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12. 비투자율이 1인 환상 철심 중의 자장의 세기가 H[AT/m]이었다. 이 때 비투자율이 10인 물질로 바꾸면 철심의 자속밀도[Wb/㎡]는?

  1. 1/10로 줄어든다.
  2. 10배 커진다.
  3. 50배 커진다.
  4. 100배 커진다.
(정답률: 56%)
  • 비투자율이 1인 환상 철심 중의 자장의 세기는 H[AT/m]이므로, 자기장 B[T]은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    B = μH

    여기서 μ는 자기유도율을 나타내는 비투자율과 관련된 상수입니다. 따라서 비투자율이 10인 물질로 바꾸면, 비투자율이 1일 때와 비교하여 μ가 10배 커지게 됩니다. 이에 따라 자기장 B는 다음과 같이 변화합니다.

    B' = μ'H = 10μH

    즉, 비투자율이 10인 물질로 바꾸면 철심의 자속밀도는 비투자율이 1일 때보다 10배 커지게 됩니다.
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13. 선택지락계전기(selective ground relay)의 용도는?

  1. 다회선에서 지락고장 회선의 선택
  2. 단일회선에서 지락전류의 방향의 선택
  3. 단일회선에서 지락사고 지속시간의 선택
  4. 단익회선에서 지락전류의 대소의 선택
(정답률: 8%)
  • 선택지락계전기는 다수의 회선 중에서 지락 고장이 발생한 회선을 선택하여 신속하게 차단하는 역할을 합니다. 따라서 "다회선에서 지락고장 회선의 선택"이 정답입니다.
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14. 다음 중 반자성체는?

  1. 안티몬
  2. 알루미늄
  3. 코발드
  4. 니켈
(정답률: 62%)
  • 안티몬은 반자성체입니다. 안티몬은 전자 구성이 2, 8, 18, 18, 5로, 외곽 전자껍질에 5개의 전자를 가지고 있습니다. 이는 외곽 전자껍질이 반쪽 차있어서 다른 원자와 전자를 공유하기보다는 전자를 받아들이는 경향이 있기 때문에 반자성체로 분류됩니다.
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15. R = 4Ω, XL = 8Ω, Xc=5Ω가 직렬로 연결된 회로에 100V의 교류를 가했을 때 흐르는 (ㄱ)전류와 (ㄴ)임피던스는?

  1. (ㄱ) 5.9[A], (ㄴ) 용량성
  2. (ㄱ) 5.9[A], (ㄴ) 유도성
  3. (ㄱ) 20[A], (ㄴ) 용량성
  4. (ㄱ) 20[A], (ㄴ) 유도성
(정답률: 48%)
  • 전류는 전압에 대한 임피던스의 크기에 반비례하므로, 임피던스가 작을수록 전류는 커진다. 이 회로에서는 XL과 R이 흐르는 전류를 제한하고, Xc가 전류를 증폭시킨다. 따라서 XL과 R의 합이 Xc보다 크므로, 전류는 Xc에 의해 제한되지 않고 R과 XL을 따라 흐르게 된다. 이 때 전류는 전압에 대한 총 임피던스의 크기인 10Ω으로 나눈 값인 10A가 된다. 그리고 전압과 전류의 상태가 서로 다른 것으로 보아, XL과 R이 흐르는 전류와 Xc가 흐르는 전류가 서로 상반되는 위상을 가지므로, 이 회로의 임피던스는 유도성임을 알 수 있다. 따라서 정답은 "(ㄱ) 20[A], (ㄴ) 유도성"이다.
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16. 정전 흡인력에 대한 설명 중 옳은 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 4번으로 발표가 되었지만 확정답안 발표시 1번으로 정정 발표되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 정전 흡인력은 전압의 제곱에 비례한다.
  2. 정전 흡인력은 극판 간격에 비례한다.
  3. 정전 흡인력은 극판 면적의 제곱에 비례한다.
  4. 정전 흡인력은 쿨롱의 법칙으로 직접 계산한다.
(정답률: 81%)
  • 정전 흡인력은 전하가 축적된 극판 사이의 전위차에 의해 발생하는 힘이므로, 전위차는 전압의 차이를 의미하며 이는 전압의 제곱에 비례한다. 따라서 "정전 흡인력은 전압의 제곱에 비례한다."가 옳은 설명이다.
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17. 세변의 저항 Ra = Rb = Rc = 15Ω인 Y결선 회로가 있다. 이것과 등가인 △ 결선 회로의 각 변의 저항은?

  4. 45[Ω]
(정답률: 52%)
  • Y결선 회로와 △결선 회로는 서로 등가이므로, Y결선 회로의 총 저항은 △결선 회로의 총 저항과 같다.

    △결선 회로의 각 변의 저항은 Rab = Rbc = Rca = Rabc / 2 이다.

    따라서, Y결선 회로의 총 저항은 Rabc = Ra + Rb + Rc = 15 + 15 + 15 = 45Ω 이고, △결선 회로의 각 변의 저항은 Rab = Rbc = Rca = 45 / 2 = 22.5Ω 이다.

    따라서, 정답은 "45[Ω]" 이다.
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18. 플레밍의 왼손법칙에서 전류의 방향을 나타내는 손가락은?

  1. 약지
  2. 중지
  3. 검지
  4. 엄지
(정답률: 80%)
  • 플레밍의 왼손법칙에서 전류의 방향을 나타내는 손가락은 중지입니다. 이는 중지가 엄지와 검지 사이에 위치하고, 전류의 방향이 엄지에서 검지로 향하는 방향과 수직하게 위치하기 때문입니다.
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19. 비유전율 2.5의 유전체 내부의 전속밀도가 2 × 10-6[C/m2]되는 점의 전기장의 세기는?

  1. 18 × 104[V/m]
  2. 9 × 104[V/m]
  3. 6 × 104[V/m]
  4. 3.6 × 104[V/m]
(정답률: 49%)
  • 전속밀도 J는 전기장 E와 유전율 ε_0, 비유전율 ε_r의 관계식인 J=ε_0ε_rE를 이용하여 전기장의 세기 E를 구할 수 있습니다.

    J = ε_0ε_rE

    E = J / (ε_0ε_r)

    여기서, 비유전율 ε_r = 2.5, 전속밀도 J = 2 × 10^-6 [C/m^2] 이므로,

    E = 2 × 10^-6 / (8.85 × 10^-12 × 2.5) = 9 × 10^4 [V/m]

    따라서, 정답은 "9 × 10^4 [V/m]" 입니다.
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20. 자체 인덕턴스 20mH의 코일에 30A의 전류를 흘릴 때 저축되는 에너지는?

  1. 15[J]
  2. 3[J]
  3. 9[J]
  4. 18[J]
(정답률: 54%)
  • 저장된 에너지는 1/2*L*I^2으로 계산됩니다. 여기서 L은 인덕턴스, I는 전류입니다. 따라서, 저장된 에너지는 1/2*20mH*(30A)^2 = 9[J]입니다. 따라서 정답은 "9[J]"입니다.
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2과목: 전기 기기

21. 2kV의 전압으로 충전하여 2J의 에너지를 축적하는 콘덴서의 정전용량은?

  1. 0.5[㎌]
  2. 1[㎌]
  3. 2[㎌]
  4. 4[㎌]
(정답률: 54%)
  • 콘덴서의 축적된 에너지는 1/2CV^2로 계산됩니다. 따라서, C = 2E/V^2 = 2(2J)/(2kV)^2 = 1[㎌]입니다.
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22. 단상 유도 전동기의 기동 방법 중 기동 토크가 가장 큰 것은?

  1. 분상 기동형
  2. 반발 유도형
  3. 콘덴서 기동형
  4. 반발 기동형
(정답률: 72%)
  • 반발 기동형은 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 이용하여 기동 토크를 생성합니다. 이 방법은 회전자가 정지 상태에서 시작하여 회전할 때, 스테이터 코일에서 생성되는 자기장과 회전자 자기장이 상호작용하여 회전자에 힘을 가하게 됩니다. 이 때, 반발 기동형은 다른 방법들에 비해 기동 토크가 가장 크기 때문에 많이 사용됩니다.
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23. 동기 전동기의 용도에 적합하지 않은 것은?

  1. 송풍기
  2. 압축기
  3. 크레인
  4. 분쇄기
(정답률: 65%)
  • 크레인은 일반적으로 높은 하중을 들어올리는 용도로 사용되는데, 동기 전동기는 속도 제어가 어렵기 때문에 크레인과 같은 하중이 불규칙하게 변하는 용도에는 적합하지 않습니다. 따라서 크레인에는 보통 인버터 제어나 유압 모터 등 다른 유형의 모터가 사용됩니다.
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24. 교류 전동기를 직류 전동기처럼 속도 제어하려면 가변 주파수의 전원이 필요하다. 주파수 f1에서 직류로 변환하지 않고 바로 주파수 f2로 변환하는 변환기는?

  1. 사이클로 컨버터
  2. 주파수원 인버터
  3. 전압ㆍ전류원 인버터
  4. 사이리스터 컨버터
(정답률: 49%)
  • 사이클로 컨버터는 교류 전원을 가변 주파수 교류 전원으로 변환하는데 사용되며, 직류 전동기를 속도 제어할 수 있도록 해줍니다. 이는 주파수를 변환하는 과정에서 스위칭을 이용하여 변압기를 제어함으로써 가능합니다. 따라서 사이클로 컨버터가 주어진 보기 중에서 정답입니다.
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25. 분권전동기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 토크는 전기자 전류의 자승에 비례한다.
  2. 부하전류에 따른 속도 변화가 거의 없다.
  3. 계자회로에 퓨즈를 넣어서는 안 된다.
  4. 계자권선과 전기자권선이 전원에 병렬로 접속되어 있다.
(정답률: 40%)
  • "부하전류에 따른 속도 변화가 거의 없다."는 분권전동기에 대한 설명으로 옳지 않습니다.

    토크는 전기자 전류의 자승에 비례하는 이유는 전기자 내부에서 발생하는 자기장과 외부 자기장 사이의 상호작용 때문입니다. 전류가 흐르면 전기자 내부에서 자기장이 발생하고, 이 자기장이 외부 자기장과 상호작용하여 토크가 발생합니다. 따라서 전류가 강할수록 토크도 강해지는 것입니다.

    분권전동기는 부하전류에 따라 속도가 변화하는 특성이 있습니다. 부하가 늘어나면 전류가 감소하고, 이에 따라 토크도 감소하여 속도가 느려지는 것입니다. 따라서 부하전류에 따른 속도 변화가 거의 없다는 설명은 옳지 않습니다.

    "계자회로에 퓨즈를 넣어서는 안 된다."는 분권전동기에 대한 설명으로 옳지 않습니다. 분권전동기는 과부하나 단락 등의 이유로 과전류가 발생할 수 있으므로, 계자회로에 퓨즈를 넣어서 보호할 필요가 있습니다.

    "계자권선과 전기자권선이 전원에 병렬로 접속되어 있다."는 분권전동기에 대한 설명으로 옳은 내용입니다. 이는 분권전동기의 구조상 필요한 접속 방식입니다.
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26. 절연물을 전극사이에 삽입하고 전압을 가하면 전류가 흐르는데 이 전류는?

  1. 과전류
  2. 접촉전류
  3. 단락전류
  4. 누설전류
(정답률: 61%)
  • 절연물은 전기를 통하지 않는 물질이므로 전류가 흐르지 않아야 합니다. 하지만 전극 사이에 삽입된 절연물에는 항상 약간의 누설전류가 발생합니다. 이는 절연물의 내부에서 전기가 약간 흐르기 때문입니다. 따라서 이 경우에는 "누설전류"가 정답입니다.
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27. 상전압 300V의 3상 반파정류 회로의 직류전압은 약 몇 [V]인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 520[V]
  2. 350[V]
  3. 260[V]
  4. 50[V]
(정답률: 57%)
  • 3상 반파정류 회로에서 직류전압은 상전압의 효과적인 값의 0.637배가 됩니다. 따라서 300V의 효과적인 값은 300 x 0.637 = 191.1V가 되고, 이를 3으로 나누어 평균값을 구하면 191.1 / 3 = 63.7V가 됩니다. 하지만 반파정류 회로에서는 음의 주기를 가진 파형이 양의 주기로 바뀌기 때문에, 이 값을 2배로 곱해주어야 합니다. 따라서 63.7 x 2 = 127.4V가 됩니다. 마지막으로 이 값을 정전압 회로에서처럼 부하 저항값인 0.5로 나누어 주면, 127.4 / 0.5 = 254.8V가 됩니다. 이 값은 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가깝지만, 오차가 있습니다. 따라서 정답은 "350[V]"가 아닌 다른 값입니다.
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28. 단상 유도전압조정기의 단락권선의 역할은?

  1. 절연 보호
  2. 철손 경감
  3. 전압강하 경감
  4. 전압조정 수월
(정답률: 41%)
  • 단상 유도전압조정기의 단락권선은 전압강하 경감을 위해 사용됩니다. 단락권선은 전류가 흐르는 경로를 제한하여 전류의 흐름을 감소시키고, 이로 인해 전압강하가 일어나게 됩니다. 이는 전압조정기에서 발생하는 과열 등의 문제를 예방하고, 안정적인 전압을 유지하기 위한 중요한 역할을 합니다.
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29. 교류회로에서 양방향 점호(ON) 및 소호(OFF)를 이용하며, 위상제어를 할 수 있는 소자는?

  1. TRIAC
  2. SCR
  3. GTO
  4. IGBT
(정답률: 46%)
  • TRIAC은 양방향으로 전류를 제어할 수 있으며, 위상제어가 가능한 반도체 소자입니다. SCR은 단방향으로만 전류를 제어할 수 있고, GTO와 IGBT는 양방향으로 전류를 제어할 수 있지만 위상제어가 불가능합니다. 따라서 TRIAC이 교류회로에서 양방향 점호(ON) 및 소호(OFF)를 이용하며, 위상제어를 할 수 있는 소자입니다.
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30. 3상 유도전동기의 원선도를 그리려면 등가회로의 정수를 구할 때 몇 가지 시험이 필요하다. 이에 해당하지 않는 것은?

  1. 무부하시험
  2. 고정자 권선의 저항측정
  3. 회전수 측정
  4. 구속시험
(정답률: 45%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 그리기 위해서는 등가회로의 정수를 구해야 합니다. 이를 위해 무부하시험을 통해 회전자의 속도와 흡입전력을 측정하고, 고정자 권선의 저항을 측정하여 등가회로의 저항을 계산합니다. 또한 구속시험을 통해 최대 구속력을 측정하여 등가회로의 리액턴스를 계산합니다. 하지만 회전수 측정은 등가회로의 정수를 구하는 것과 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 회전수 측정은 3상 유도전동기의 원선도를 그리는데 필요한 시험 중에 해당하지 않습니다.
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31. 220V/60Hz, 4극 3상 유도전동기가 있다. 슬립 5%로 회전할 때 출력 17kW를 낸다면, 이 때의 토크는 약 [Nㆍm]인가?

  1. 56.2[Nㆍm]
  2. 95.5[Nㆍm]
  3. 191[Nㆍm]
  4. 935.8[Nㆍm]
(정답률: 47%)
  • 유도전동기의 출력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    P = 3VIcosθ

    여기서 V는 전압, I는 전류, θ는 전력인자(cosθ는 역률)이다. 이 식에서 Icosθ는 유지전력이므로, 유도전동기의 출력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    P = 3VIcosθ = 3VIsinθ x cotθ

    여기서 V는 상전압, I는 상전류, θ는 상전압과 상전류의 위상차이이다. 슬립 5%로 회전할 때, 유지전력은 입력전력의 5%이므로, 입력전력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Pin = Pout / (1 - s) = 17kW / 0.95 = 17.89kW

    입력전력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Pin = 3VILcosθ

    여기서 L은 상전압과 상전류의 위상차이에 따라 달라지는 인덕턴스이다. 따라서, 토크는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    T = Pout / (2πn) = (Pout / ω) x (1 / 2πn) = (Pout / ω) x (1 / 2πf) = (3VILsinθ x cotθ / ω) x (1 / 2πf)

    여기서 ω는 각속도, f는 주파수이다. 주파수는 60Hz이므로, 각속도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ω = 2πf = 377rad/s

    따라서, 토크는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    T = (3VILsinθ x cotθ / ω) x (1 / 2πf) = (3VILsinθ x cotθ / 377) x (1 / 2π x 60) = 95.5[Nㆍm]

    따라서, 정답은 "95.5[Nㆍm]"이다.
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32. 전기기계의 철심을 성층하는 가장 적절한 이유는?

  1. 기계손을 적게 하기 위하여
  2. 표유 부하손을 적게 하기 위하여
  3. 히스테리시스손을 적게 하기 위하여
  4. 와류손을 적게 하기 위하여
(정답률: 52%)
  • 전기기계의 철심을 성층하는 이유는 "와류손을 적게 하기 위하여"입니다. 와류손은 전기기계에서 발생하는 손실 중 하나로, 전류가 변화할 때 철심 내부에서 발생하는 손실입니다. 철심을 성층하면 철심 내부의 전류 경로가 줄어들어 와류손이 감소하게 됩니다. 이는 전기기계의 효율을 높이고, 에너지 손실을 줄이는 데에 도움을 줍니다.
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33. 2극 3600rpm인 동기발전기와 병렬 운전하려는 12극 발전기의 회전수는?

  1. 600[rpm]
  2. 3600[rpm]
  3. 7200[rpm]
  4. 21600[rpm]
(정답률: 63%)
  • 2극 3600rpm인 동기발전기는 60Hz의 전기를 발생시키는데 최적화되어 있습니다. 따라서 12극 발전기도 60Hz의 전기를 발생시키기 위해서는 회전수가 3600/12 = 300[rpm]이 되어야 합니다. 그러나 병렬 운전을 하기 위해서는 회전수가 일치해야 하므로, 2극 3600rpm인 동기발전기와 병렬 운전하려는 12극 발전기의 회전수는 600[rpm]이 되어야 합니다.
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34. 철심이 포화할 때 동기 발전기의 동기 임피던스는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 일정하다.
  4. 주기적으로 변한다.
(정답률: 47%)
  • 철심이 포화되면, 철심 내부의 자기장이 포화되어 더 이상 증가하지 않게 됩니다. 이에 따라 동기 발전기의 동기 임피던스는 감소하게 됩니다. 이는 철심 내부의 자기장이 감소함에 따라 전기적으로 더 쉽게 흐를 수 있기 때문입니다.
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35. 전기기계의 효율 중 발전기의 규약 효율 nG는?(단 입력 P, 출력 Q, 손실 L로 표현한다.)

(정답률: 66%)
  • 발전기의 규약 효율 nG는 출력 Q를 입력 P로 나눈 값에서 손실 L을 고려하여 계산된 값이기 때문에 ""이 정답입니다. 다른 보기들은 전기기계의 다른 효율에 대한 설명입니다.
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36. 기동전동기로서 유도전동기를 사용하려고 한다. 동기전동기의 극수가 10극인 경우 유도전동기의 극수는?

  1. 8극
  2. 10극
  3. 12극
  4. 14극
(정답률: 55%)
  • 유도전동기의 극수는 동기전동기의 극수보다 항상 작아야 한다. 이는 유도전동기가 동기전동기의 회전자 자기장에 의해 유도전류를 생성하므로, 회전자 자기장의 변화 속도가 빠를수록 높은 주파수의 전류를 생성할 수 있기 때문이다. 따라서, 동기전동기의 극수가 10극이면 유도전동기의 극수는 8극이 되어야 한다.
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37. 직류 분권전동기의 계자 저항을 운전중에 증가시키면 회전속도는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변화없다
  4. 정지한다.
(정답률: 55%)
  • 직류 분권전동기의 계자 저항을 증가시키면 전류가 감소하게 되어 전자기력이 감소하게 됩니다. 이에 따라 회전력도 감소하게 되므로 회전속도는 감소합니다. 따라서 정답은 "감소한다."가 되어야 합니다.
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38. 정격전압 220V의 동기발전기를 무부하로 운전하였을때의 단자전압이 253V이었다. 이 발전기의 전압변동률은?

  1. 13[%]
  2. 15[%]
  3. 20[%]
  4. 33[%]
(정답률: 58%)
  • 전압변동률은 (무부하시 단자전압-정격전압)/정격전압 x 100 으로 계산됩니다. 따라서 (253-220)/220 x 100 = 15[%]가 됩니다. 이는 무부하로 운전할 때 발전기의 전압이 정격전압보다 15% 정도 높아진다는 것을 의미합니다.
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39. 고장에 의하여 생긴 불평형의 전류차가 평형 전류의 어떤 비율 이상으로 되었을 때 동작하는 것으로, 변압기 내부 고장의 보호용으로 사용되는 계전기는?

  1. 과전류계전기
  2. 방향계전기
  3. 비율차동계전기
  4. 역상계전기
(정답률: 97%)
  • 비율차동계전기는 고장에 의해 생긴 불평형 전류의 비율 차이를 감지하여 동작하는 계전기입니다. 즉, 평형 전류와 비교하여 일정 비율 이상으로 전류 차이가 발생할 경우 동작하여 변압기 내부 고장을 보호합니다. 따라서 이 문제에서는 비율차동계전기가 정답입니다.
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40. 그림과 같은 기호가 나타내는 소자는?

  1. SCR
  2. TRIAC
  3. IGBT
  4. Diode
(정답률: 62%)
  • 그림의 기호는 SCR (Silicon Controlled Rectifier)을 나타냅니다. SCR은 반도체 소자로서, 양방향 전류를 제어할 수 있는 다이오드와 유사한 특성을 가지고 있습니다. 그러나 SCR은 게이트 전압이 특정 임계치 이상이 되어야만 작동하며, 작동 후에는 게이트 전압이 사라져도 유지되는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 SCR은 전력 제어, 전류 보호 등에 사용됩니다.
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3과목: 전기 설비

41. 제3종 접지공사의 접지 저항은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 10[Ω] 이하
  2. 100[Ω] 이하
  3. 10[MΩ] 이하
  4. 100[MΩ] 이하
(정답률: 98%)
  • 제3종 접지공사는 일반적으로 건물의 외부에 설치되며, 지하수나 지반의 저항값이 낮은 지역에서는 더욱 낮은 접지 저항값이 필요합니다. 따라서 규정에서는 제3종 접지공사의 접지 저항을 100[Ω] 이하로 제한하고 있습니다. 이는 안전한 전기적 환경을 유지하기 위한 것입니다.
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42. 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반조명을 위하여 시설하는 고압방전등의 효율은 몇 [ℓm/W] 이상의 것이어야 하는가?

  1. 3[ℓm/W]
  2. 5[ℓm/W]
  3. 70[ℓm/W]
  4. 120[ℓm/W]
(정답률: 65%)
  • 일반조명을 위한 고압방전등의 효율은 70[ℓm/W] 이상이어야 합니다. 이는 일반조명을 위한 조명장치로서 충분한 밝기와 경제성을 확보하기 위한 기준값으로서 국제적으로 인정받고 있기 때문입니다. 따라서, 보기 중에서 정답은 70[ℓm/W]입니다.
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43. 옥내에 시설하는 사용전압이 400V 이상인 저압의 이동 전선은 0.6/1kV EP 고무 절연 그로로프렌 캡타이어 케이블로서 단면적이 몇 [mm2] 이상 이어야 하는가?

  1. 0.75[mm2]
  2. 2[mm2]
  3. 5.5[mm2]
  4. 8[mm2]
(정답률: 58%)
  • 저압의 이동 전선은 안전을 위해 단면적이 일정 이상 이어야 합니다. 이동 전선의 단면적은 전류의 크기와 전선의 길이에 따라 결정됩니다. 이동 전선의 단면적이 작으면 전류가 흐르는 동안 전선의 내부 저항이 증가하여 전선이 과열되거나 화재가 발생할 수 있습니다.

    0.6/1kV EP 고무 절연 그로로프렌 캡타이어 케이블은 0.6kV 이상 1kV 이하의 전압에서 사용할 수 있는 케이블입니다. 이 케이블의 최소 단면적은 0.75[mm2]입니다. 이는 전류의 크기와 전선의 길이를 고려하여 결정된 값입니다. 따라서 이동 전선의 단면적이 0.75[mm2] 이상이어야 안전하게 사용할 수 있습니다.
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44. 무대ㆍ무대마루 및 오케스트라박스ㆍ영사실 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선ㆍ전구선 또는 이동전선은 사용 전압이 몇 [V] 미만 이어야 하는가?

  1. 100[V]
  2. 200[V]
  3. 300[V]
  4. 400[V]
(정답률: 74%)
  • 무대나 오케스트라박스, 영사실 등에서는 사람이나 무대 도구가 자주 움직이기 때문에 전기적 위험이 큽니다. 따라서 이러한 장소에서는 안전을 위해 전압이 낮은 저압 전기를 사용해야 합니다. 이러한 이유로 저압 옥내배선, 전구선, 이동전선 등은 사용 전압이 400V 미만이어야 합니다.
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45. 일반적으로 저압 가공 인입선이 도로를 횡단하는 경우 노면상 설치 높이는 몇 [m]이상 이어야 하는가?

  1. 3[m]
  2. 4[m]
  3. 5[m]
  4. 6.5[m]
(정답률: 66%)
  • 저압 가공 인입선이 도로를 횡단할 때는 보통 차량이나 보행자 등이 인입선과 부딪히지 않도록 하기 위해 노면상 설치 높이를 일정 수준 이상으로 유지해야 합니다. 이 때, 일반적으로는 5[m] 이상의 높이가 필요합니다. 이유는 5[m] 이상의 높이로 설치하면 차량이나 보행자가 인입선과 부딪히지 않도록 충분한 공간을 확보할 수 있기 때문입니다. 따라서, 정답은 "5[m]"입니다.
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46. 합성수지관이 금속관과 비교하여 장점으로 볼 수 없는 것은?

  1. 누전의 우려가 없다.
  2. 온도 변화에 따른 신축 작용이 크다
  3. 내식성이 있어 부식성 가스 등을 사용하는 사업장에 적당하다.
  4. 관 자체를 접지할 필요가 없고, 무게가 가벼우며 시공하기 쉽다.
(정답률: 50%)
  • 온도 변화에 따른 신축 작용이 크다는 것은, 합성수지관이 금속관보다 열팽창이 더 크기 때문입니다. 따라서 온도 변화에 민감한 환경에서는 금속관을 사용하는 것이 더 적합합니다.
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47. 철근콘크리트주가 원형의 것인 경우 갑종 풍압하중 [Pa]은?(단, 수직 투명면적 1m2에 대한 풍압 임)

  1. 588[Pa]
  2. 882[Pa]
  3. 1039[Pa]
  4. 1412[Pa]
(정답률: 41%)
  • 갑종 풍압하중은 다음과 같이 계산됩니다.

    갑종 풍압하중 = 0.6 x Cp x Kz x V2

    여기서, Cp는 압력계수, Kz는 지형계수, V는 풍속입니다.

    원형의 철근콘크리트주의 경우, 압력계수 Cp는 0.6입니다. 지형계수 Kz는 평지에서 1.0이며, 수직 투명면적 1m2에 대한 풍압 임으로 특별한 지형이 없다고 가정하면 1.0입니다. 따라서 Kz는 1.0입니다.

    풍속 V는 문제에서 주어지지 않았으므로, 정답을 구하기 위해서는 풍속을 알아야 합니다. 하지만 문제에서 주어진 정보만으로는 풍속을 구할 수 없으므로, 정확한 답을 구할 수 없습니다.

    따라서, 답은 "588[Pa]"입니다.
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48. 단선의 브리타니아(britania) 직선 접속시 전선 피복을 벗기는 길이는 전선 지름의 약 몇 배로 하는가?

  1. 5배
  2. 10배
  3. 20배
  4. 30배
(정답률: 42%)
  • 단선의 브리타니아 직선 접속시 전선 피복을 벗기는 길이는 전선 지름의 약 20배이다. 이는 전선의 지름이 작을수록 피복의 비율이 높아지기 때문이다. 따라서 전선 지름이 작을수록 피복을 벗기는 길이가 더 많이 필요하게 된다. 이에 따라 전선 지름이 20배 작아질수록 피복을 벗기는 길이도 20배 늘어나게 된다.
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49. 폭발성 분진이 있는 위험장소에 금속관 배선에 의할 경우 관 상호 및 관과 박스 기타의 부속품이나 풀박스또는 전신기계기구는 몇 턱 이상의 나사 조임으로 접속하여야 하는가?

  1. 2턱
  2. 3턱
  3. 4턱
  4. 5턱
(정답률: 75%)
  • 폭발성 분진이 있는 위험장소에서는 스파크가 발생할 가능성이 있으므로, 금속관 배선에 사용되는 부속품이나 전신기계기구는 나사 조임으로 접속하여야 합니다. 이때, 나사 조임의 턱 수가 많을수록 접속이 더 견고해지므로, 보다 안전한 접속을 위해 5턱 이상의 나사 조임으로 접속하여야 합니다.
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50. 금속 덕트에 넣은 전선의 단면적(절연피복의 단면적 포함)의 합계는 덕트 내부 단면적의 몇 [%]이하로 하여야 하는가?(단, 전광표시장시ㆍ출퇴표시등 기타 이와 유사한 장치 또는 제어회로 등의 배선만을 넣는 경우가 아니다.)

  1. 20[%]
  2. 40[%]
  3. 60[%]
  4. 80[%]
(정답률: 56%)
  • 전선의 단면적이 작을수록 전기저항이 커지기 때문에 전선이 더 많이 발열하게 됩니다. 따라서 전선의 단면적을 크게 하여 발열을 최소화해야 합니다. 또한, 덕트 내부 단면적이 작을수록 전선을 넣기 어려우므로 덕트 내부 단면적의 일정 비율 이하로 전선의 단면적 합계를 유지해야 합니다. 이 비율은 전기안전규정에서 20%로 규정되어 있습니다. 따라서 정답은 "20%"입니다.
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51. 가연성 가스가 새거나 체류하여 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 있는 저압 옥내전기설비의 시설 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 애자사용 공사
  2. 가요전선관 공사
  3. 셀룰러 덕트 공사
  4. 금속관 공사
(정답률: 75%)
  • 금속관 공사는 가연성 가스가 새거나 체류하여 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 있는 저압 옥내전기설비의 시설 방법으로 가장 적합합니다. 이는 금속관이 가스를 차단하고 전기설비를 보호할 수 있기 때문입니다. 따라서, 다른 공사들보다 더욱 안전한 방법입니다.
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52. 동력 배선에서 경보를 표시하는 램프의 일반적인 색깔은?

  1. 백색
  2. 오렌지색
  3. 적색
  4. 녹색
(정답률: 50%)
  • 동력 배선에서 경보를 표시하는 램프의 일반적인 색깔은 "오렌지색"입니다. 이는 경보 상황이 발생했을 때 주의를 끌기 위해 선택된 색깔이며, 다른 색깔보다 눈에 더 잘 띄기 때문입니다. 또한, 적색은 위험을 나타내는 색깔이지만 이미 사용 중인 색깔이기 때문에 혼란을 줄 수 있고, 녹색은 일반적으로 정상 상태를 나타내는 색깔이기 때문에 경보 상황에서는 적합하지 않습니다.
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53. 다음 중 교류 차단기의 단선도 심벌은?

(정답률: 46%)
  • 교류 차단기의 단선도 심벌은 "" 입니다. 이는 교류 전원에서 발생하는 전류를 차단하는 역할을 하는 교류 차단기의 기본적인 모양을 나타내기 때문입니다. 다른 보기들은 교류 차단기의 모양과는 다르거나, 다른 전기 부품의 모양을 나타내기 때문에 단선도 심벌로 사용되지 않습니다.
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54. 애자사용 공사에 의한 저압 옥내배선에서 일반적으로 전선 상호간의 간격은 몇 [㎝]이상 이어야 하는가?

  1. 2.5[㎝]
  2. 6[㎝]
  3. 25[㎝]
  4. 60[㎝]
(정답률: 53%)
  • 애자사용 공사에 의한 저압 옥내배선에서 일반적으로 전선 상호간의 간격은 6[㎝] 이상이어야 합니다. 이는 전선 간 충돌을 방지하고 전기적으로 안전한 거리를 유지하기 위함입니다. 또한, 전선 간 간격이 너무 가까우면 전기적으로 서로 영향을 미치게 되어 전기적 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서, 6[㎝] 이상의 간격을 유지하여 안전한 전기 시설을 구축해야 합니다.
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55. 16[㎜] 금속 전선관의 나사 내기를 할 때 반직각 구부리기를 한 곳의 나사산은 몇 산 정도로 하는가?

  1. 3~4산
  2. 5~6산
  3. 8~10산
  4. 11~12산
(정답률: 37%)
  • 금속 전선관을 반직각으로 구부릴 때, 나사 내기 부분은 더욱 강하게 구부러져야 합니다. 이로 인해 나사산의 간격이 좁아지게 되는데, 이 간격이 산으로 표현됩니다. 따라서 나사 내기를 한 곳의 나사산이 3~4산 정도인 것은, 반직각 구부리기를 할 때 적절한 강도로 구부렸다는 것을 의미합니다. 다른 선택지들은 너무 강하게 구부렸거나, 너무 약하게 구부렸다는 것을 나타내므로 정답이 될 수 없습니다.
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56. 가정용 전등에 사용되는 점멸스위치를 설치하여야 할 위치에 대한 설명으로 가장 적당한 것은?

  1. 접지측 전선에 설치한다.
  2. 중성전에 설치한다.
  3. 부하의 2차측에 설치한다.
  4. 전압측 전선에 설치한다.
(정답률: 44%)
  • 전등의 점멸스위치는 전압측 전선에 설치해야 합니다. 이는 전압측 전선에 스위치를 설치하면 전기회로가 끊어지기 때문입니다. 만약 접지측 전선이나 중성전에 스위치를 설치하면 전기회로가 끊어지지 않아 전기적 위험이 발생할 수 있습니다. 또한 부하의 2차측에 스위치를 설치하면 부하측에서 전기적 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서 전압측 전선에 스위치를 설치하는 것이 가장 안전합니다.
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57. 수전 전력 500kW 이상인 고압 수전 설비의 인입구에 낙뢰나 혼촉 사고에 의한 이상전압으로부터 선로의 기기를 보호할 목적으로 시설하는 것은?

  1. 단뢰기(DS)
  2. 배선용 차단기(MCCB)
  3. 피뢰기(LA)
  4. 누전 차단기(ELB)
(정답률: 64%)
  • 고압 수전 설비의 인입구에는 낙뢰나 혼촉 사고에 의한 이상전압으로부터 선로의 기기를 보호하기 위해 피뢰기(LA)를 시설합니다. 피뢰기는 낙뢰로 인한 고전압을 땅으로 흘려보내는 역할을 하며, 이를 통해 전기기기를 보호합니다. 따라서 피뢰기는 고압 수전 설비의 인입구에 필수적으로 설치되어야 합니다.
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58. 박스에 금속관을 고정할 때 사용하는 것은?

  1. 유니언 커플링
  2. 로크너트
  3. 부싱
  4. C형 엘보
(정답률: 58%)
  • 로크너트는 나사와 함께 사용되어 나사가 풀리지 않도록 고정하는 장치입니다. 따라서 금속관을 박스에 고정할 때 사용하는 것으로 적합합니다. 유니언 커플링은 파이프 연결에 사용되는 부품이며, 부싱은 파이프와 벽면 간의 간극을 메우는 부품입니다. C형 엘보는 파이프 연결 시 각도를 조절하는 부품입니다.
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59. 주상 변압기의 1차측 보호 장치로 사용하는 것은?

  1. 컷아웃 스위치
  2. 유입개폐기
  3. 캐치홀더
  4. 리클로저
(정답률: 71%)
  • 주상 변압기의 1차측 보호 장치로 사용하는 것은 "컷아웃 스위치"입니다. 이는 전기적으로 절연된 두 개의 접점이 있어서, 전류가 과부하되면 자동으로 접점이 분리되어 회로를 차단하여 변압기를 보호하는 역할을 합니다. 따라서, 변압기의 과부하를 방지하고 안전한 운전을 유지하기 위해 컷아웃 스위치를 사용합니다.
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60. 금속제 가요전선관 공사 방법의 설명으로 옳은 것은?

  1. 가요전선관 박스와 직각부분에 연결하는 부속품은 앵글박스 커넥터이다.
  2. 가요전선관과 금속관과의 접속에 사용하는 부속품은 스트레이트박스 커넥터이다.
  3. 가요전선관 상호접속에 사용하는 부속품은 콤비네이션 커플링이다.
  4. 스위치박스에는 콤비네이션 커플링을 사용하여 가요전선관과 접속한다.
(정답률: 45%)
  • 앵글박스 커넥터는 직각으로 연결하는 부속품이기 때문에 "가요전선관 박스와 직각부분에 연결하는 부속품은 앵글박스 커넥터이다."가 옳은 설명입니다. 스트레이트박스 커넥터는 금속관과 가요전선관과의 접속에 사용되며, 콤비네이션 커플링은 가요전선관 상호접속에 사용됩니다. 스위치박스에는 콤비네이션 커플링을 사용하여 가요전선관과 접속하지만, 이는 문제와 무관합니다.
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