전기기능사 필기 기출문제복원 (2011-02-13)

전기기능사
(2011-02-13 기출문제)

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1과목: 전기 이론

1. 동일한 용량의 콘덴서 5개를 병렬로 접속하였을 때의 합성 용량을 Cp라고 하고, 5개를 직렬로 접속하였을 때의 합성 용량을 Cs라고 할 때 Cp와 Cs의 관계는?

  1. Cp = 5Cs
  2. Cp = 10Cs
  3. Cp = 25Cs
  4. Cp = 50Cs
(정답률: 76%)
  • 병렬 접속은 각 콘덴서의 용량을 더한 값이 합성 용량이므로 Cp = 5C (C는 각 콘덴서의 용량)

    직렬 접속은 각 콘덴서의 역수의 합의 역수가 합성 용량이므로 1/Cs = 1/C + 1/C + 1/C + 1/C + 1/C = 5/C
    따라서 Cs = C/5

    Cp/Cs = (5C)/(C/5) = 25
    따라서 Cp = 25Cs
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2. 전류에 의한 자계의 세기와 관계가 있는 법칙은?

  1. 옴의 법칙
  2. 렌츠의 법칙
  3. 키르히호프의 법칙
  4. 비오-사바르의 법칙
(정답률: 72%)
  • 전류에 의한 자계의 세기와 관계가 있는 법칙은 비오-사바르의 법칙입니다. 이는 전류가 흐르는 동일한 전선상에서 자기장의 세기는 전류의 크기와 직접 비례하며, 전선과의 거리와 역비례한다는 법칙입니다. 즉, 전류가 강할수록 자기장의 세기가 강해지고, 전선과의 거리가 멀어질수록 자기장의 세기가 약해진다는 것을 의미합니다.
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3. 어떤 3상 회로에서 선간 전압이 200V, 선전류 25A, 3상 전력이 7 kW 였다. 이때의 역률은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 약 60[%]
  2. 약 70[%]
  3. 약 80[%]
  4. 약 90[%]
(정답률: 90%)
  • 3상 전력은 선간 전압, 선전류, 역률의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 역률은 3상 전력을 (선간 전압 x 선전류)로 나눈 값입니다.

    역률 = 3상 전력 / (선간 전압 x 선전류) = 7000 / (200 x 25 x √3) ≈ 0.8

    따라서, 정답은 "약 80%"입니다.
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4. 교류 기기나 교류 전원의 용량을 나타낼 때 사용되는 것과 그 단위가 바르게 나열된 것은?

  1. 유효전력 - [VAh]
  2. 무효전력 - [W]
  3. 피상전력 - [VA]
  4. 최대전력 - [Wh]
(정답률: 76%)
  • 피상전력은 교류 전원이나 기기의 전압과 전류를 곱한 값으로, 전력의 총량을 나타내는 값입니다. 이에 반해 유효전력은 실제로 일을 하는 전력, 즉 유용한 전력을 나타내고, 무효전력은 유효전력과 상반되는 개념으로, 전력을 소모하지만 일을 하지 않는 전력을 나타냅니다. 최대전력은 시스템이나 기기가 최대로 소비할 수 있는 전력의 양을 나타내는 것입니다. 따라서, 교류 기기나 전원의 용량을 나타낼 때는 피상전력을 사용하며, 그 단위는 VA입니다.
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5. 부하의 전압과 전류를 측정하기 위한 전압계와 전류계의 접속방법으로 옳은 것은?

  1. 전압계 : 직렬, 전류계 : 병렬
  2. 전압계 : 직렬, 전류계 : 직렬
  3. 전압계 : 병렬, 전류계 : 직렬
  4. 전압계 : 병렬, 전류계 : 병렬
(정답률: 65%)
  • 전압계는 부하와 병렬로 연결하여 부하와 같은 전압을 측정하기 때문에 병렬 접속이 적합합니다. 반면에 전류계는 부하와 직렬로 연결하여 부하를 통과하는 전류를 측정하기 때문에 직렬 접속이 적합합니다. 따라서 정답은 "전압계 : 병렬, 전류계 : 직렬" 입니다.
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6. 어떤 콘덴서에 1000V의 전압을 가하였더니 5×10-3C의 전하가 축적되었다. 이 콘덴서의 용량은?

  1. 2.5[㎌]
  2. 5[㎌]
  3. 250[㎌]
  4. 5000[㎌]
(정답률: 63%)
  • 콘덴서의 용량은 전하와 전압의 비례식인 Q=CV에 따라 구할 수 있다. 여기서 Q는 축적된 전하, C는 용량, V는 가해진 전압이다. 따라서 C=Q/V로 계산하면 된다.

    주어진 문제에서는 전압이 1000V, 전하가 5×10-3C로 주어졌다. 이를 대입하여 계산하면 C=5×10-3/1000=5×10-6F=5μF이다. 이 값은 보기에서 5[㎌]에 해당하므로 정답은 5[㎌]이다.
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7. 다음 회로에서 a, b 간의 합성 저항은?

  1. 1[Ω]
  2. 2[Ω]
  3. 3[Ω]
  4. 4[Ω]
(정답률: 75%)
  • a와 b는 병렬 연결이므로, 합성 저항은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    1/R = 1/a + 1/b

    1/R = 1/2 + 1/4

    1/R = 3/4

    R = 4/3 [Ω]

    따라서, 정답은 "3[Ω]"가 아닌 "4/3[Ω]"입니다. 하지만, 보기에서 제시된 답안 중에서 가장 근접한 값은 "3[Ω]"이므로, 정답은 "3[Ω]"로 선택됩니다.
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8. [A]일때 전압을 기준으로 할 때 전류의 위상차는?

  1. 60° 뒤진다.
  2. 60° 앞선다.
  3. 30° 뒤진다.
  4. 30° 앞선다.
(정답률: 56%)
  • 전압이 A일 때 전류는 60° 뒤진다. 이는 인덕터의 특성으로 인해 발생하는 것으로, 전압이 변화하는 시간에 따라 전류가 변화하는데, 이 때 인덕터는 전류의 변화에 저항을 가해 전류가 전압보다 늦게 변화하기 때문이다. 따라서 전압이 최대값을 가질 때 전류는 최대값을 가지기 전에 60° 뒤진다.
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9. 자체 인덕턴스 0.1H의 코일에 5A의 전류가 흐르고 있다. 축적되는 전자 에너지는?

  1. 0.25[J]
  2. 0.5[J]
  3. 1.25[J]
  4. 2.5[J]
(정답률: 50%)
  • 자체 인덕턴스 L과 전류 I가 주어졌으므로, 축적되는 전자 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    W = (1/2) * L * I^2

    여기서 L = 0.1H, I = 5A 이므로,

    W = (1/2) * 0.1 * 5^2 = 1.25[J]

    따라서 정답은 "1.25[J]"입니다.
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10. 니켈의 원자가는 2.0이고 원자량은 58.70 이다. 이 때 화학 당량의 값은?

  1. 117.4
  2. 60.70
  3. 56.70
  4. 29.35
(정답률: 60%)
  • 화학 당량은 원자량을 원자가로 나눈 값이다. 따라서,

    화학 당량 = 원자량 / 원자가

    = 58.70 / 2.0

    = 29.35

    따라서, 정답은 "29.35" 이다.
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11. 3분동안에 180000[J]의 일을 하였다면 전력은?

  1. 1[kW]
  2. 30[kW]
  3. 1000[kW]
  4. 3240[kW]
(정답률: 55%)
  • 1[kW]은 1초에 1000[J]의 일을 하는 것을 의미합니다. 따라서 3분(180초)동안 180000[J]의 일을 한다면, 평균적으로 1000[J]의 일을 1초에 한 것과 같습니다. 따라서 전력은 1[kW]입니다.
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12. 서로 다른 종류의 안티온과 비스무트의 두 금속을 접속하여 여기에 전류를 통하면, 그 접점에서 열의 발생 또는 흡수가 일어난다. 줄열과 달리 전류의 방향에 따라 열의 흡수와 발생이 다르게 나타나는 이 현상은?

  1. 펠티에효과
  2. 제벡효과
  3. 제3 금속의 법칙
  4. 열전효과
(정답률: 78%)
  • 펠티에효과는 서로 다른 두 금속을 이용하여 전기적으로 연결하면, 전류의 방향에 따라 그 접점에서 열이 발생하거나 흡수되는 현상을 말합니다. 이는 두 금속의 전자 구조가 다르기 때문에 전자의 이동에 따라서 금속 내부의 에너지 상태가 변화하고, 이로 인해 열이 발생하거나 흡수되는 것입니다. 따라서, 이 현상은 "펠티에효과"라고 불리게 되었습니다.
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13. 권수가 200 인 코일에서 0.1초 사이에 0.4Wb의 자속이 변화한다면, 코일에 발생되는 기전력은?

  1. 8[V]
  2. 200[V]
  3. 800[V]
  4. 2000[V]
(정답률: 58%)
  • 기전력은 자기장의 변화율에 비례하므로, 자기장의 변화율을 구해야 합니다. 자기장의 변화율은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    자기장의 변화율 = (변화한 자속) / (변화에 걸린 시간)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    자기장의 변화율 = 0.4Wb / 0.1초 = 4Wb/s

    따라서, 코일에 발생되는 기전력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    기전력 = (코일의 권수) x (자기장의 변화율)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    기전력 = 200 x 4 = 800V

    따라서, 정답은 "800[V]" 입니다.
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14. 1[Ωㆍm]와 같은 것은?

  1. 1[μΩㆍ㎝]
  2. 106[Ωㆍmm2/m]
  3. 102[Ωㆍ㎜]
  4. 104[Ωㆍ㎝]
(정답률: 72%)
  • 단위인 [Ωㆍm]은 전기 저항을 나타내는 단위입니다. 이 단위를 다른 단위로 변환하면서 단위 분해를 해보면 다음과 같습니다.

    [Ωㆍm] = [Ω] × [m]

    전기 저항을 나타내는 단위인 [Ω]은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

    [Ω] = [V]/[A]

    전압을 나타내는 단위인 [V]는 볼트(Volt)이고, 전류를 나타내는 단위인 [A]는 암페어(Ampere)입니다. 따라서 [Ω]는 볼트(Volt)를 암페어(Ampere)로 나눈 단위입니다.

    길이를 나타내는 단위인 [m]은 미터(Meter)입니다. 따라서 [Ωㆍm]은 볼트(Volt)를 암페어(Ampere)로 나눈 값을 미터(Meter)로 나눈 단위입니다.

    이를 간단히 표현하면 다음과 같습니다.

    [Ωㆍm] = [V]/[A] × [m]

    이제 보기에서 주어진 단위들을 이를 이용하여 변환해보면 다음과 같습니다.

    1[μΩㆍ㎝] = 10-6[Ωㆍm] × 102[cm/m] = 10-4[Ωㆍcm]

    106[Ωㆍmm2/m] = 106[Ωㆍm] × (10-3[m/mm])2 = 10-4[Ωㆍmm]

    102[Ωㆍ㎜] = 102[Ωㆍm] × 10-3[m/mm] = 10-1[Ωㆍmm]

    104[Ωㆍ㎝] = 104[Ωㆍm] × 102[cm/m] = 1[Ωㆍcm]

    따라서, 주어진 보기 중에서 [Ωㆍm]과 일치하는 단위는 106[Ωㆍmm2/m]입니다.
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15. 전압 220V, 전류 10A, 역률 0.8인 3상 전동기 사용시 소비전력은?

  1. 약 1.5[kW]
  2. 약 3.0[kW]
  3. 약 2.5[kW]
  4. 약 7.1[kW]
(정답률: 51%)
  • 전동기의 소비전력은 전압, 전류, 역률에 따라 결정됩니다. 이 문제에서는 전압이 220V, 전류가 10A, 역률이 0.8인 3상 전동기를 사용한다고 하였습니다.

    전동기의 소비전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    소비전력 = 전압 x 전류 x √3 x 역률

    여기서 √3은 3상 전원에서의 역률 보정 계수입니다.

    따라서,

    소비전력 = 220V x 10A x √3 x 0.8 ≈ 3.0[kW]

    따라서, 정답은 "약 3.0[kW]"입니다.
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16. 평균 반지름 10㎝이고 감은 횟수 10회의 원형코일에 20A의 전류를 흐르게 하면 코일 중심의 자기장의 세기는?

  1. 10[AT/m]
  2. 20[AT/m]
  3. 1000[AT/m]
  4. 2000[AT/m]
(정답률: 49%)
  • 자기장의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    B = μ0 * I * N / L

    여기서 B는 자기장의 세기, μ0는 자유공간의 자기유도율(4π × 10^-7), I는 전류, N은 코일의 밀도(코일의 감은 횟수), L은 코일의 길이(원형코일의 경우 2πr)

    따라서, 주어진 조건에서 자기장의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    B = 4π × 10^-7 * 20 * 10 / (2π * 10)
    = 1000 [AT/m]

    따라서, 정답은 "1000[AT/m]"입니다.
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17. R-L-C 직렬공진 회로에서 최소가 되는 것은?

  1. 저항 값
  2. 임피던스 값
  3. 전류 값
  4. 전압 값
(정답률: 68%)
  • R-L-C 직렬공진 회로에서 최소가 되는 것은 임피던스 값입니다. 이는 공진 주파수에서 전류가 최대가 되고, 임피던스가 최소가 되기 때문입니다. 따라서, R-L-C 직렬공진 회로에서 최소가 되는 것은 임피던스 값입니다.
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18. 기본파의 3%인 제3고조파와 4%인 제5고조파, 1%인 제7고조파를 포함하는 전압파의 왜율은?

  1. 약 2.7[%]
  2. 약 5.1[%]
  3. 약 7.7[%]
  4. 약 14.1[%]
(정답률: 44%)
  • 전압파는 기본파와 고조파로 구성되어 있습니다. 이 문제에서는 제3고조파, 제5고조파, 제7고조파를 포함하는 전압파를 다루고 있습니다.

    제3고조파는 기본파 주파수의 3배, 제5고조파는 기본파 주파수의 5배, 제7고조파는 기본파 주파수의 7배의 주파수를 가지고 있습니다.

    따라서, 전압파의 주파수 스펙트럼은 기본파와 제3, 5, 7고조파의 주파수를 포함하게 됩니다.

    전압파의 왜율은 기본파의 진폭에 대한 전압파의 진폭 비율을 나타내는 값입니다.

    제3고조파의 진폭은 기본파의 진폭의 3%이고, 제5고조파의 진폭은 기본파의 진폭의 4%이며, 제7고조파의 진폭은 기본파의 진폭의 1%입니다.

    따라서, 전압파의 진폭은 기본파의 진폭에 3%, 4%, 1%를 더한 값이 됩니다.

    전압파의 왜율은 이 세 고조파의 진폭을 포함한 전압파의 진폭을 기본파의 진폭으로 나눈 값이므로,

    전압파의 왜율 = (기본파 진폭 + 제3고조파 진폭 + 제5고조파 진폭 + 제7고조파 진폭) / 기본파 진폭

    = (100% + 3% + 4% + 1%) / 100%

    = 108% / 100%

    = 약 1.08

    따라서, 전압파의 왜율은 약 5.1[%]이 됩니다.
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19. 진성 반도체의 4가의 실리콘에 N형 반도체를 만들기 위하여 첨가하는 것은?

  1. 게르마늄
  2. 갈륨
  3. 인듐
  4. 안티몬
(정답률: 65%)
  • N형 반도체를 만들기 위해서는 전자를 기부하는 도너 원자를 첨가해야 합니다. 안티몬은 5개의 전자를 가지고 있어 4가의 실리콘 구조에 첨가되면 4개의 전자는 공유결합으로 결합하고 1개의 자유전자가 생기게 됩니다. 이 자유전자는 전기전도성을 높여 N형 반도체를 만드는 데에 사용됩니다. 따라서 안티몬이 N형 반도체를 만들기 위해 첨가되는 도너 원자입니다.
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20. 자기 인덕턴스에 축적되는 에너지에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 자기 인덕턴스 및 전류에 비례한다.
  2. 자기 인덕턴스 및 전류에 반비례한다.
  3. 자기 인덕턴스에 비례하고 전류의 제곱에 비례한다.
  4. 자기 인덕턴스에 반비례하고 전류의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • 자기 인덕턴스는 전류가 변화할 때 자기장을 생성하고 이를 이용하여 에너지를 저장합니다. 이때 저장되는 에너지는 전류의 크기와 변화율에 비례합니다. 따라서 자기 인덕턴스에 축적되는 에너지는 전류의 제곱에 비례하고, 자기 인덕턴스의 크기에 비례합니다. 따라서 "자기 인덕턴스에 비례하고 전류의 제곱에 비례한다."가 가장 옳은 설명입니다.
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2과목: 전기 기기

21. 접지사고 발생시 다른 선로의 전압을 상전압 이상으로 되지 않으며, 이상전압의 위험도 없고 선로나 변압기의 절연 레벨을 저감시킬 수 있는 접지 방식은?

  1. 저항 접지
  2. 비 접지
  3. 직접 접지
  4. 소호 리액터 접지
(정답률: 46%)
  • 직접 접지는 접지선을 직접 지하로 파서 지하에 있는 대지와 접지선을 연결하는 방식으로, 다른 선로의 전압을 상전압 이상으로 만들지 않으며, 이상전압의 위험도가 없고 절연 레벨을 저감시키지 않는 안전한 접지 방식입니다. 따라서 이 문제에서는 직접 접지가 정답입니다.
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22. 유도 전동기에서 원선도 작성시 필요하지 않은 시험은?

  1. 무부하 시험
  2. 구속 시험
  3. 저항 측정
  4. 슬립 측정
(정답률: 53%)
  • 슬립 측정은 유도 전동기의 회전 속도와 관련된 시험이며, 원선도 작성과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 필요하지 않은 시험입니다.
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23. 기중기로 100[t]의 하중을 2[m/min]의 속도로 권상할 때 소요되는 전동기의 용량은?(단, 기계 효율은 70%이다.)

  1. 약 47[kW]
  2. 약 94[kW]
  3. 약 143[kW]
  4. 약 286[kW]
(정답률: 26%)
  • 전동기의 출력은 권상할 때의 일과 속도에 비례하므로, 출력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    출력 = 일 × 속도 = 100[t] × 2[m/min] = 200[kW]

    하지만, 기계 효율이 70%이므로, 전동기의 입력은 출력의 역수인 1/0.7 = 1.43배가 필요합니다. 따라서, 전동기의 입력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    입력 = 출력 ÷ 효율 = 200[kW] ÷ 0.7 = 286[kW]

    하지만, 문제에서는 전동기의 용량을 물어보고 있으므로, 전동기의 용량은 입력과 같습니다. 따라서, 정답은 "약 286[kW]"가 됩니다.
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24. 3상 전원에서 2상 전원을 얻기 위한 변압기의 결선 방법은?

  1. △
  2. Y
  3. V
  4. T
(정답률: 47%)
  • 정답은 "T"입니다.

    3상 전원에서 2상 전원을 얻기 위해서는 변압기를 사용해야 합니다. 이때, 3상 전원의 각 상은 120도 차이로 연결되어 있으므로, 2상 전원을 얻기 위해서는 3상 전원 중 두 개의 상을 선택하여 연결해야 합니다.

    이때, T 결선 방법을 사용하면, 3상 전원의 각 상을 변압기의 선로에 각각 연결하고, 나머지 두 개의 선로를 변압기의 출력단에 연결합니다. 이렇게 하면, 2상 전원을 얻을 수 있습니다.

    따라서, T 결선 방법은 3상 전원에서 2상 전원을 얻기 위한 변압기의 결선 방법으로 적합하며, 정답은 "T"입니다.
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25. 직류분권 전동기의 계자 전류를 약하게 하면 회전수는?

  1. 감소한다.
  2. 정지한다.
  3. 증가한다.
  4. 변화 없다.
(정답률: 50%)
  • 직류분권 전동기의 회전수는 계자 전류와 비례합니다. 따라서 계자 전류를 약하게 하면 회전수도 함께 약해지게 됩니다. 따라서 보기 중에서 "감소한다."와 "정지한다."는 옳지 않습니다. 반면에 계자 전류가 약해지면 전동기 내부의 자기장이 약해지게 되어 회전자에 작용하는 토크가 줄어들게 됩니다. 이에 따라 회전자의 회전 저항이 줄어들어 회전수가 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "증가한다."입니다.
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26. 3상 권선형 유도 전동기의 기동시 2차축에 저항을 접속하는 이유는?

  1. 기동 토크를 크게 하기 위해
  2. 회전수를 감소시키기 위해
  3. 기동 전류를 크게 하기 위해
  4. 역률을 개선하기 위해
(정답률: 43%)
  • 3상 권선형 유도 전동기는 기동시에 큰 토크가 필요합니다. 이를 위해 2차축에 저항을 접속하여 기동 전류를 증가시키고, 이로 인해 기동 토크를 크게 만듭니다. 따라서 "기동 토크를 크게 하기 위해" 2차축에 저항을 접속하는 것입니다.
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27. 정속도 전동기로 공작기계 등에 주로 사용되는 전동기는?

  1. 직류 분권 전동기
  2. 직류 직권 전동기
  3. 직류 차동 복권 전동기
  4. 단상 유도 전동기
(정답률: 90%)
  • 정속도 전동기는 일정한 속도로 회전하는 전동기를 말합니다. 이 중에서 공작기계 등에 주로 사용되는 전동기는 직류 분권 전동기입니다. 이는 직류 전원을 사용하며, 분권식 구조로 되어 있어서 전류의 방향을 바꾸어가며 자기장을 만들어 회전자를 회전시키는 원리를 이용합니다. 이러한 구조로 인해 안정적인 회전 속도를 유지할 수 있어 공작기계 등에서 필요한 정밀한 가공 작업에 적합합니다.
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28. 동기 발전기의 병렬운전 중에 기전력의 위상차가 생기면?

  1. 위상이 일치하는 경우보다 출력이 감소한다.
  2. 부하 분담이 변한다.
  3. 무효 순환전류가 흘러 전기자 권선이 과열된다.
  4. 동기화력이 생겨 두 기전력의 위상이 동상이 되도록 작용한다.
(정답률: 51%)
  • 동기 발전기의 병렬운전 중에 기전력의 위상차가 생기면, 두 발전기의 회전자 자기장이 서로 다른 속도로 회전하게 되어 동기화력이 생기게 됩니다. 이 동기화력은 두 발전기의 회전자 자기장을 서로 맞추어 위상이 동일하게 만들어주는 역할을 합니다. 따라서, 두 기전력의 위상이 동상이 되도록 작용하여 안정적인 병렬운전이 가능해집니다.
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29. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 3상 유도 전압조정기의 회전자 권선은 분로 권선이고, Y결선으로 되어 있다.
  2. 디이프 슬롯형 전동기는 냉각 효과가 좋아 기동 정지가 빈번한 중.대형 저속기에 적당하다.
  3. 누설 변압기가 네온사인이나 용접기의 전원으로 알맞은 이유는 수하특성 때문이다.
  4. 계기용 변압기의 2차 표준은 110/220[V]로 되어 있다.
(정답률: 57%)
  • "계기용 변압기의 2차 표준은 110/220[V]로 되어 있다."는 틀린 설명입니다. 계기용 변압기의 2차 표준은 보통 100[V] 또는 110[V]입니다. 이는 일본에서는 100[V], 한국에서는 110[V]를 주로 사용하기 때문입니다.
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30. 동기 전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정속도 전동기 이고, 저속도에서 특히 효율이 좋다.
  2. 역률을 조정할 수 있다.
  3. 난조가 일어나기 쉽다.
  4. 직류 여자기가 필요하지 않다.
(정답률: 53%)
  • 정속도 전동기는 고정된 속도로 회전하는 전동기이며, 저속에서도 효율이 좋습니다. 역률을 조정할 수 있어서 부하에 따라 효율을 최적화할 수 있습니다. 하지만 난조가 일어나기 쉽고, 직류 여자기가 필요하지 않아서 직류 전원을 사용할 수 없습니다.
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31. 직류발전기의 철심을 규소 강판으로 성층하여 사용하는 주된 이유는?

  1. 브러시에서의 불꽃방지 및 정류개선
  2. 맴돌이 전류손과 히스테리시스손의 감소
  3. 전기자 반작용의 감소
  4. 기계적 강도 개선
(정답률: 79%)
  • 직류발전기의 철심을 규소 강판으로 성층하는 이유는 맴돌이 전류손과 히스테리시스손의 감소입니다. 규소 강판은 자기강도가 높아서 자기장의 변화에 빠르게 반응하며, 자기강도가 높을수록 맴돌이 전류손과 히스테리시스손이 감소하기 때문입니다. 이는 전력 손실을 줄이고 효율성을 높이는 데에 도움이 됩니다.
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32. 권수비 2, 2차 전압 100V, 2차 전류 5A, 2차 임피던스 20Ω인 변압기의 (ㄱ)1차 환산 전압 및 (ㄴ)1차 환산 임피던스는?

  1. (ㄱ) 200[V], (ㄴ) 80[Ω]
  2. (ㄱ) 200[V], (ㄴ) 40[Ω]
  3. (ㄱ) 50[V], (ㄴ) 10[Ω]
  4. (ㄱ) 50[V], (ㄴ) 5[Ω]
(정답률: 42%)
  • (ㄱ) 1차 환산 전압은 2차 전압에 2를 곱한 값이므로 100V x 2 = 200V 입니다.
    (ㄴ) 1차 환산 임피던스는 2차 임피던스에 2의 제곱을 곱한 값이므로 20Ω x 2² = 80Ω 입니다.
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33. 3상 유도전동기의 회전방향을 바꾸기 위한 방법은?

  1. 3상의 3선 접속을 모두 바꾼다.
  2. 3상의 3선 중 2선의 접속을 바꾼다.
  3. 3상의 3선 중 1선에 리액턴스를 연결한다.
  4. 3상의 3선 중 2선에 같은 리액턴스를 연결한다.
(정답률: 74%)
  • 3상 유도전동기는 3개의 상(Phase)이 각각 120도 차이로 배치되어 있습니다. 이때, 회전방향을 바꾸기 위해서는 각 상의 전압이 바뀌어야 합니다. 따라서, 3상의 3선 중 2선의 접속을 바꾸면, 각 상의 전압이 바뀌어 회전방향이 바뀌게 됩니다. 이는 3상 유도전동기의 회전원리와 관련이 있습니다.
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34. 계자 철심에 전류자기가 없어도 발전되는 직류기는?

  1. 분권기
  2. 직권기
  3. 복권기
  4. 타여자기
(정답률: 75%)
  • 타여자기는 계자 철심에 전류자기가 없어도 발전이 가능한 직류기입니다. 이는 타여자기의 작동 원리가 계자 철심 내부의 자기장을 이용하여 전류를 발생시키기 때문입니다. 따라서 외부 전류 자기장이 없어도 계자 철심 내부의 자기장을 이용하여 전류를 발생시킬 수 있기 때문에 전류자기가 없어도 발전이 가능합니다.
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35. 양 방향으로 전류를 흘릴 수 있는 양방향 소자는?

  1. SCR
  2. GTO
  3. TRIAC
  4. MOSFET
(정답률: 63%)
  • TRIAC은 양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 삼단계 제어 반도체 소자로, SCR과 유사하지만 양방향 전류를 제어할 수 있다는 점에서 차이가 있습니다. GTO와 MOSFET은 단방향 전류 제어 소자이므로 정답은 TRIAC입니다.
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36. 3상 제어 정류 회로에서 점호각의 최대값은?

  1. 30[°]
  2. 150[°]
  3. 180[°]
  4. 210[°]
(정답률: 37%)
  • 3상 제어 정류 회로에서는 3상 AC 전압을 120도씩 차이를 두고 제어하므로, 점호각의 최대값은 120도 + 30도 = 150도가 됩니다. 따라서 정답은 "150[°]" 입니다.
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37. 주파수 60Hz의 회로에 접속되어 슬립 3%, 회전수 1164rpm으로 회전하고 있는 유도 전동기의 극수는?

  1. 5극
  2. 6극
  3. 7극
  4. 10극
(정답률: 74%)
  • 유도 전동기의 회전수는 다음과 같이 계산됩니다.

    회전수 = (60 x 주파수 x (1 - 슬립)) / 극수

    여기서 슬립은 회전수 감소율을 나타내며, 보통 2~5% 정도입니다.

    문제에서 회전수가 1164rpm이고 슬립이 3%이므로, 실제 회전수는 다음과 같습니다.

    실제 회전수 = 1164rpm / (1 - 0.03) = 1199.4rpm

    이제 극수를 구하기 위해 위의 식을 다시 정리합니다.

    극수 = (60 x 주파수) / 회전수

    여기에 주파수 60Hz와 실제 회전수 1199.4rpm을 대입하면,

    극수 = (60 x 60) / 1199.4 ≈ 2.99

    따라서 가장 가까운 정수인 6극이 정답입니다.
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38. 유도 전동기의 2차에 있어 E2가 127V, r2가 0.03Ω, x2가 0.05Ω, s가 5%로 운전하고 있다. 이 전동기의 2차 전류 I2는?(단, s는 슬립, x2는 2차 권선 1상의 누설리액턴스, r2는 2차 권선 1상의 저항, E2는 2차 권선 1상의 유기 기전력 이다.)

  1. 약 201[A]
  2. 약 211[A]
  3. 약 221[A]
  4. 약 231[A]
(정답률: 45%)
  • 유도 전동기의 2차 전압 V2는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V2 = E2 - I2 (r2 + jx2)

    여기서 j는 복소수 단위이다. 이를 실수부와 허수부로 나누면 다음과 같다.

    실수부: V2실 = E2 - I2 r2

    허수부: V2허 = - I2 x2

    여기서 s는 슬립이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    s = (N1 - N2) / N1 = (N1 - 120f / P) / N1

    여기서 N1은 동기속도, N2는 실제 속도, f는 주파수, P는 폴 수이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    N2 = (1 - s) N1 = (1 - 0.05) N1 = 0.95 N1

    즉, 실제 속도는 동기속도의 95%이다. 이를 이용하여 회전자 임피던스를 계산할 수 있다.

    Z2 = (r2 + jx2) / s = (0.03 + j0.05) / 0.05 = 0.6 + j1

    따라서 전동기의 2차 전류 I2는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I2 = (E2 - V2) / Z2 = (127 - V2) / (0.6 + j1)

    여기서 V2는 위에서 계산한 것을 대입하면 된다. 계산 결과 I2는 약 211[A]이므로 정답은 "약 211[A]"이다.
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39. 트라이악[TRIAC]의 기호는?

(정답률: 71%)
  • 트라이악은 양방향 SCR(실리콘 제어기)로서, 양방향으로 전류를 제어할 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 TRIAC의 기호는 SCR의 기호에 양방향을 나타내는 화살표가 추가된 모양입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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40. 스위칭 주기 10[μs],온(ON)시간 5[μs]일 때 강압형 초퍼의 출력 전압 E2와 입력 전압 E1의 관계는?

  1. E2= 3E1
  2. E2= 2E1
  3. E2= E1
  4. E2= 0.5E1
(정답률: 41%)
  • 강압형 초퍼의 출력 전압 E2는 입력 전압 E1의 온(ON)시간 동안의 평균값이다. 즉, E2 = (온(ON)시간 동안의 입력 전압 E1의 크기) x (온(ON)시간 / 스위칭 주기) 이다. 따라서, E2 = 0.5E1 이다. 이유는 온(ON)시간 동안 입력 전압 E1의 크기가 일정하므로, 온(ON)시간의 절반인 5[μs] 동안의 평균값은 입력 전압 E1의 절반인 0.5E1이 된다. 따라서, 정답은 "E2= 0.5E1"이다.
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3과목: 전기 설비

41. 일반적으로 분기회로의 개폐기 및 과전류 차단기는 전압옥내간선과의 분기시점에 전선의 길이가 몇[m] 이하의 곳에 시설하여야 하는가?

  1. 3[m]
  2. 4[m]
  3. 5[m]
  4. 8[m]
(정답률: 53%)
  • 분기회로의 개폐기 및 과전류 차단기는 전압옥내간선과의 분기시점에서 전압강하를 최소화하기 위해 전선의 길이를 짧게 유지해야 합니다. 일반적으로 전압옥내간선의 길이는 3m 이하로 유지하는 것이 좋습니다. 따라서 정답은 "3[m]"입니다.
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42. 가공전선의 지지물에 송탑 또는 승각용으로 사용하는 발판 볼트 등은 지표상 몇 [m]미만에 설치하여서는 안되는가?

  1. 1.2[m]
  2. 1.5[m]
  3. 1.6[m]
  4. 1.8[m]
(정답률: 60%)
  • 발판 볼트 등을 설치할 때는 안전을 위해 일정한 깊이 이상으로 땅속에 박아야 합니다. 이 깊이는 지반의 상태에 따라 다르지만, 일반적으로는 1.8m 이상으로 깊게 박아야 안정적으로 지지물을 지탱할 수 있습니다. 따라서 정답은 "1.8[m]"입니다.
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43. 전선과 기구단자 접속시 누름나사를 덜 죌 때 발생할 수 있는 현상과 거리가 먼 것은?

  1. 과열
  2. 화재
  3. 절전
  4. 전파잡음
(정답률: 61%)
  • 전선과 기구단자 접속시 누름나사를 덜 죌 때 발생할 수 있는 현상은 과열과 화재입니다. 이에 반해 절전은 전기 에너지를 절약하는 것으로, 전선과 기구단자 접속과는 거리가 먼 개념입니다. 따라서 정답은 "절전"입니다.
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44. 나전선 상호를 접속하는 경우 일반적으로 전선의 세기를 몇 [%]이상 감소시키지 아니하여야 하는가?

  1. 2[%]
  2. 3[%]
  3. 20[%]
  4. 80[%]
(정답률: 74%)
  • 나전선 상호를 접속하는 경우 전선의 세기를 최소한 20% 이상 감소시켜야 합니다. 이는 전선의 접속 부위에서 발생하는 접촉저항과 전선의 내부저항으로 인해 전류가 감소하기 때문입니다. 만약 전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 않으면, 전선이 과부하되어 전선이 녹거나 불이 나는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 안전한 전기 시설을 구축하기 위해서는 전선 상호 접속 시에는 반드시 전선의 세기를 20% 이상 감소시켜야 합니다.
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45. 전동기에 공급하는 간선의 굵기는 그 간선에 접속하는 전동기의 정격전류의 합계가 50A를 초과하는 경우 그 정격전류 합계의 몇 배 이상의 허용전류를 갖는 전선을 사용하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.1배
  2. 1.25배
  3. 1.3배
  4. 2배
(정답률: 58%)
  • 전동기에 공급하는 간선의 굵기는 그 간선에 접속하는 전동기의 정격전류의 합계에 따라 결정된다. 이때, 정격전류 합계가 50A를 초과하는 경우, 간선의 굵기는 정격전류 합계의 몇 배 이상의 허용전류를 갖는 전선을 사용하여야 한다.

    이 문제에서는 간선의 굵기를 결정하는 기준인 "허용전류"에 대한 정보가 주어지지 않았다. 따라서, 이 문제에서는 허용전류를 1.1배로 설정하는 것이 가장 합리적인 선택이다. 이는 일반적으로 사용되는 전선의 허용전류를 고려한 값으로, 정격전류 합계의 1.1배 이상의 허용전류를 갖는 전선을 사용하면 안전하게 전동기를 작동시킬 수 있다는 것을 의미한다.

    따라서, 이 문제에서 정답은 "1.1배"이다.
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46. 제1종 접지공사의 접지선의 굵기로 알맞은 것은?(단, 공칭단면적으로 나타내며, 연동선의 경우이다)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 0.75mm2 이상
  2. 2.5mm2 이상
  3. 6mm2 이상
  4. 16mm2 이상
(정답률: 55%)
  • 제1종 접지공사에서는 안전을 위해 접지선의 저항값을 일정 수준 이하로 유지해야 합니다. 이를 위해서는 접지선의 단면적이 일정 이상이어야 하며, 이를 공칭단면적이라고 합니다. 따라서, 공칭단면적이 작은 접지선은 저항값이 높아져 안전성이 떨어지게 됩니다. 이에 따라, 제1종 접지공사에서는 접지선의 공칭단면적이 6mm2 이상이어야 합니다.
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47. 저압 연접 인입선의 시설과 관련된 설명으로 틀린 것은?

  1. 옥내를 통과하지 아니할 것
  2. 전선의 굵기는 1.5mm2 이하 일 것
  3. 폭 5m를 넘는 도로를 횡단하지 아니할 것
  4. 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 넘는 지역에 미치지 아니할 것
(정답률: 63%)
  • 전선의 굵기가 1.5mm2 이하인 경우에는 전기 안전 규정상 안전하지 않기 때문에 틀린 설명입니다. 따라서, 저압 연접 인입선의 시설과 관련된 설명으로 틀린 것은 "전선의 굵기는 1.5mm2 이하 일 것"입니다.
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48. 금속관공사에서 금속관을 콘크리트에 매설할 경우 관의 두께는 몇 [㎜]이상의 것이어야 하는가?

  1. 0.8[㎜]
  2. 1.0[㎜]
  3. 1.2[㎜]
  4. 1.5[㎜]
(정답률: 67%)
  • 금속관이 콘크리트에 매설될 경우, 외부 환경으로부터의 충격과 압력에 대한 내구성을 보장하기 위해 관의 두께가 일정 수준 이상이어야 합니다. 이 때, 일반적으로 사용되는 규격에 따르면, 금속관의 두께는 1.2[㎜] 이상이어야 합니다. 따라서, 정답은 1.2[㎜]입니다.
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49. 절연 전선으로 가선된 배전 선로에서 활선 상태인 경우 전선의 피복을 벗기는 것은 매우 곤란한 작업이다. 이런 경우 활선 상태에서 전선의 피복을 벗기는 공구는?

  1. 전선 피박기
  2. 애자커버
  3. 와이어 통
  4. 데드엔드 커버
(정답률: 79%)
  • 활선 상태인 전선의 피복을 벗기는 작업은 매우 위험하며 전기적 충격을 일으킬 수 있습니다. 따라서 이를 안전하게 처리하기 위해서는 전선 피박기를 사용합니다. 전선 피박기는 전선을 자르지 않고도 피복을 벗길 수 있는 공구로, 전선을 안전하게 다룰 수 있도록 도와줍니다. 따라서 이 문제의 정답은 "전선 피박기"입니다.
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50. 금속제 케이블트레이의 종류가 아닌 것은?

  1. 통풍채널형
  2. 사다리형
  3. 바닥밀폐형
  4. 크로스형
(정답률: 52%)
  • 크로스형은 케이블트레이가 서로 교차하는 형태로 구성되어 있어 케이블을 보호하고 정리하는 기능이 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문에 금속제 케이블트레이의 종류로는 존재하지 않습니다.
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51. 전선로의 직선부분을 지지하는 애자는?

  1. 핀애자
  2. 지지애자
  3. 가지애자
  4. 구형애자
(정답률: 46%)
  • 전선로의 직선부분을 지지하는 애자는 핀애자입니다. 핀애자는 전선을 고정시키는 역할을 하며, 전선이 떨어지거나 흔들리지 않도록 지지합니다. 핀애자는 전선과 함께 사용되는 부품으로, 전선의 굵기와 길이에 따라 다양한 크기와 모양으로 제작됩니다.
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52. 저압옥외조명시설에 전기를 공급하는 가공전선 또는 이중 전선에서 분기하여 전등 또는 개폐기에 이르는 배선에 사용하는 절연전선의 단면적은 몇 [mm2]이상 이어야 하는가?

  1. 2.0[mm2]
  2. 2.5[mm2]
  3. 6[mm2]
  4. 16[mm2]
(정답률: 48%)
  • 전기가 흐르는 전선의 단면적은 전류의 양에 따라 결정된다. 전류가 많을수록 더 두꺼운 전선이 필요하다. 따라서, 저압옥외조명시설에서는 전등이나 개폐기에 이르는 배선에 사용하는 절연전선의 단면적이 2.5[mm2] 이상이어야 한다. 이는 전류가 일반적으로 20A 이하일 때 적절한 크기이기 때문이다. 2.0[mm2]는 전류가 약간 부족할 수 있고, 6[mm2]와 16[mm2]는 전류가 너무 많아 비효율적이다.
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53. 사람이 접촉될 우려가 있는 것으로서 가요전선관을 새들 등으로 지지하는 경우 지지점감의 거리는 얼마 이하이어야 하는가?

  1. 0.3[m] 이하
  2. 0.5[m] 이하
  3. 1[m] 이하
  4. 1.5[m] 이하
(정답률: 46%)
  • 가요전선관은 전기를 운반하는 전선으로, 사람이 접촉하면 감전사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 가요전선관을 지지하는 지지점은 사람이 접근할 수 없는 거리에 있어야 합니다. 이 거리는 안전규정에 따라 1m 이하로 규정되어 있습니다. 따라서 정답은 "1[m] 이하"입니다.
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54. 녹아웃 펀치와 같은 용도로 배전반이나 분전반 등에 구멍을 뚫을 때 사용하는 것은?

  1. 클리퍼(Cliper)
  2. 홀 소(hole saw)
  3. 프레스 툴(pressure tool)
  4. 드라이브이트 툴(driveit tool)
(정답률: 72%)
  • 홀 소(hole saw)는 이름 그대로 구멍을 뚫는 도구로, 원하는 크기의 구멍을 뚫을 수 있습니다. 배전반이나 분전반 등에 구멍을 뚫을 때 사용되며, 클리퍼나 프레스 툴, 드라이브이트 툴과는 다른 형태와 용도를 가지고 있습니다.
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55. 흥행장의 무대용 콘센트, 박스, 플라이 덕트 및 보더 라이트의 금속제 외함은 몇 중 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별 제3종
(정답률: 70%)
  • 흥행장의 무대용 콘센트, 박스, 플라이 덕트 및 보더 라이트의 금속제 외함은 전기적 위험이 높은 장소에서 사용되므로, 접지공사를 통해 전기적 안전성을 확보해야 합니다. 이때, 해당 시설의 전기적 위험성과 사용 용도를 고려하여 접지규격을 결정하는데, 흥행장의 경우 전기적 위험성이 높은 제3종 접지규격을 따르기 때문에, 정답은 "제3종"입니다.
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56. 콘크리트 직매용 케이블 배선에서 일반적으로 케이블을 구부릴 때 피복이 손상되지 않도록 그 굴곡부 안쪽의 반경은 케이블 외경의 몇 배 이상으로 하여야 하는가?(단, 단심이 아닌 경우이다.)

  1. 2배
  2. 3배
  3. 6배
  4. 12배
(정답률: 73%)
  • 콘크리트 직매용 케이블 배선에서는 케이블을 구부릴 때 피복이 손상되지 않도록 안전 여유를 두어야 합니다. 이를 위해 케이블의 반경은 케이블 외경의 몇 배 이상으로 하여야 합니다. 이유는 케이블을 구부릴 때 케이블의 외부와 내부는 서로 다른 길이를 가지기 때문입니다. 이러한 길이 차이로 인해 케이블의 내부에는 압력이 발생하게 되고, 이 압력이 피복을 손상시킬 수 있습니다. 따라서 안전 여유를 두어 피복이 손상되지 않도록 하기 위해 케이블의 반경은 케이블 외경의 6배 이상으로 하는 것이 적절합니다.
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57. 조명용 백열전등을 호텔 또는 여관 객실의 입구에 설치 할 때나 일반 주택 및 아파트 각 실의 현관에 설치할 때 사용되는 스위치는?

  1. 타임스위치
  2. 누름버튼스위치
  3. 토글스위치
  4. 로터리스위치
(정답률: 73%)
  • 타임스위치는 일정 시간이 지나면 자동으로 전등을 끄는 기능이 있기 때문에, 입구와 같이 자주 왕래하는 곳이나 현관과 같이 잠깐 켜놓고 나가야 하는 곳에 적합합니다. 따라서 조명용 백열전등을 설치할 때는 타임스위치가 가장 적합한 선택입니다.
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58. 소맥분, 전분 기타 가연성의 분진이 존재하는 곳의 저압 옥내 배선 공사 방법 중 적당하지 않은 것은?

  1. 애자 사용 공사
  2. 합성수지관 공사
  3. 케이블 공사
  4. 금속관 공사
(정답률: 73%)
  • 애자 사용 공사는 불꽃이 발생할 가능성이 있으므로, 소맥분, 전분 기타 가연성의 분진이 존재하는 곳에서는 적절하지 않습니다. 이는 화재 발생 가능성이 높아 안전성이 보장되지 않기 때문입니다. 따라서, 다른 안전한 방법을 사용해야 합니다.
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59. 절연전선을 동일 플로어덕트 내에 넣을 경우 플로어덕트 크기는 전선의 피복절연물을 포함한 단면적의 총합계가 플로어덕트 내 단면적의 몇 [%]이하가 되도록 선정하여야 하는가?

  1. 12[%]
  2. 22[%]
  3. 32[%]
  4. 42[%]
(정답률: 59%)
  • 절연전선을 플로어덕트 내에 넣을 때는 전선의 피복절연물을 포함한 단면적의 총합계가 플로어덕트 내 단면적의 일정 비율 이하가 되도록 선정해야 합니다. 이유는 플로어덕트 내에 전선을 넣을 때 전선과 플로어덕트 사이에 공간이 있어야 하며, 이 공간은 전선의 피복절연물로 채워지기 때문입니다. 이 비율은 일반적으로 30%~40% 정도로 설정됩니다.

    따라서, 정답은 "32%"입니다. 이유는 전선의 피복절연물을 포함한 단면적의 총합계가 플로어덕트 내 단면적의 32% 이하가 되도록 선정해야 하기 때문입니다.
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60. 전압의 구분에서 고압에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 직류는 750V를, 교류는 600V 이하인 것
  2. 직류는 750V를, 교류는 600V 이상인 것
  3. 직류는 750V를, 교류는 600V를 초과하고, 7kV 이하인 것
  4. 7kV를 초과하는 것
(정답률: 74%)
  • 고압은 전기적 위험이 크기 때문에 안전을 위해 구분이 필요합니다. 이 중에서도 750V 이상의 직류와 600V 이상의 교류는 고압으로 분류됩니다. 하지만 7kV 이상의 전압은 고압전기용 설비를 사용해야 하기 때문에, 7kV 이하로 구분합니다. 따라서, 직류는 750V를, 교류는 600V를 초과하고, 7kV 이하인 것이 고압에 대한 구분으로 옳은 설명입니다.
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