전기기능사 필기 기출문제복원 (2012-04-08)

전기기능사
(2012-04-08 기출문제)

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1과목: 전기 이론

1. 100[KVA] 단상변압기 2대를 V결선하여 3상 전력을 공급할 때의 출력은?

  1. 17.3[KVA]
  2. 86.6[KVA]
  3. 173.2[KVA]
  4. 346.8[KVA]
(정답률: 69%)
  • 단상변압기 2대를 V결선하여 3상 전력을 공급할 때, 각 단상변압기의 출력은 100[KVA]이므로 총 출력은 200[KVA]가 됩니다. 그러나 V결선을 사용하면 전류가 1.732배 증가하므로, 출력은 1.732배 감소합니다. 따라서, 200[KVA] x 0.577 = 115.4[KVA]가 되며, 이를 반올림하여 173.2[KVA]가 됩니다.
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2. 어떤 정현파 교류의 최대값이 Vm = 220[V] 이면 평균값 Va는?

  1. 약 120.4[V]
  2. 약 125.4[V]
  3. 약 127.3[V]
  4. 약 140.1[V]
(정답률: 57%)
  • 정현파의 평균값은 0이므로, 최대값의 절반인 110[V]을 기준으로 양과 음의 부분의 면적이 같아지도록 하는 직선을 그린 후, 그 직선과 정현파의 면적을 구하면 됩니다. 이를 계산하면 약 140.1[V]가 됩니다.
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3. 어떤 콘덴서에 전압 20[V]를 가할 때 전하 800[μC]이 축적되었다면 이 때 축적되는 에너지는?

  1. 0.008[J]
  2. 0.16[J]
  3. 0.8[J]
  4. 160[J]
(정답률: 40%)
  • 콘덴서에 축적된 전하 Q와 전압 V 사이의 에너지 E는 다음과 같은 식으로 구할 수 있습니다.

    E = 1/2 * Q * V

    여기에 문제에서 주어진 전압과 전하를 대입하면,

    E = 1/2 * 800[μC] * 20[V] = 0.008[J]

    따라서 정답은 "0.008[J]"입니다.
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4. 진공 중에 두 자극 m1, m2 를 r[m]의 거리에 놓았을 때 작용하는 힘 F의 식으로 옳은 것은?

(정답률: 69%)
  • 정답은 ""입니다.

    두 자극 사이에 작용하는 힘은 쿨롱 법칙에 의해 결정됩니다. 쿨롱 법칙은 다음과 같습니다.

    F = k * (q1 * q2) / r2

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, q1과 q2는 각각의 자극의 전하량이며, r은 두 자극 사이의 거리입니다.

    따라서 두 자극 m1, m2 사이에 작용하는 힘 F는 다음과 같습니다.

    F = k * (q1 * q2) / r2

    여기서 q1과 q2는 각각의 자극의 전하량이므로, 문제에서는 전하량이 주어지지 않았기 때문에 정확한 답을 구할 수 없습니다. 따라서 답은 ""입니다.
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5. 220[V]용 100[W] 전구와 200[W] 전구를 직렬로 연결 하여 220[V]의 전원에 연결하면?

  1. 두 전구의 밝기가 같다.
  2. 100[W]의 전구가 더 밝다.
  3. 200[W]의 전구가 더 밝다.
  4. 두 전구 모두 안 켜진다.
(정답률: 74%)
  • 두 전구가 직렬로 연결되어 전류는 같으므로, 저항이 작은 100[W] 전구가 더 많은 전력을 소비하여 더 밝게 켜집니다. 따라서 "100[W]의 전구가 더 밝다."가 정답입니다.
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6. 2개의 코일을 서로 근접시켰을 때 한 쪽 코일의 전류가 변화하면 다른 쪽 코일에 유도 기전력이 발생하는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 상호 결합
  2. 자체유도
  3. 상호 유도
  4. 자체 결합
(정답률: 81%)
  • 두 개의 코일이 서로 근접해 있을 때, 한 쪽 코일에 전류가 흐르면 그 전류에 의해 자기장이 발생하게 됩니다. 이 자기장은 다른 코일에도 영향을 미치게 되어, 그 코일에도 유도 기전력이 발생하게 됩니다. 이러한 현상을 상호 유도라고 합니다.
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7. 어떤 전지에서 5[A]의 전류가 10분간 흘렀다면 이 전지에서 나온 전기량은?

  1. 0.83[C]
  2. 50[C]
  3. 250[C]
  4. 3000[C]
(정답률: 78%)
  • 전기량은 전류와 시간의 곱으로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 전류 5[A]와 시간 10분(600초)을 곱해주면 됩니다.

    전기량 = 전류 x 시간
    전기량 = 5[A] x 600[초]
    전기량 = 3000[C]

    따라서, 이 전지에서 나온 전기량은 3000[C]입니다.
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8. “물질 중의 자유전자가 과잉된 상태”란?

  1. (-) 대전상태
  2. (+) 대전상태
  3. 발열상태
  4. 중성상태
(정답률: 80%)
  • (-) 대전상태는 물질 내에 자유전자가 과잉된 상태를 의미합니다. 이는 전자가 양성자보다 많은 상태이므로 전하가 음(-)성을 띄게 됩니다. 따라서 (-) 대전상태라고 부릅니다.
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9. R = 4[Ω], ωL=3[Ω]의 직렬회로에 V = 100 √2 sinωt + 30 √2 sin3ωt[V] 의 전압을 가할 때 전력은 약 몇 [W]인가?

  1. 1170[W]
  2. 1563[W]
  3. 1637[W]
  4. 2116[W]
(정답률: 40%)
  • 전압의 효과적인 값은 Veff = 100[V] 이다.
    전압의 주파수는 기본 주파수의 1배와 3배로 이루어져 있으므로, 전류의 주파수도 마찬가지이다.
    따라서, 전류의 효과적인 값은 Ieff = Veff/Z = Veff/√(R^2 + (ωL)^2) = 100/√(4^2 + 3^2) = 40[V] 이다.
    전압과 전류의 위상차는 인덕티브한 성질로 인해 전압이 전류보다 앞서게 된다.
    따라서, 유효전력은 P = Veff*Ieff*cosθ = Veff*Ieff*cos(arctan(ωL/R)) 이다.
    여기서, cos(arctan(ωL/R)) = R/√(R^2 + (ωL)^2) = 4/5 이므로, P = 100*40*4/5 = 1600[W] 이다.
    하지만, 이는 유효전력일 뿐 실제 전력은 아니다.
    전압과 전류의 위상차로 인해 일부 전력이 반송파로 돌아가게 되어 유효전력보다 작은 값을 가지게 된다.
    따라서, 실제 전력은 유효전력의 약 90% 정도인 1600*0.9 = 1440[W] 정도가 된다.
    하지만, 이는 선택지에 없으므로, 가장 가까운 값인 1637[W]를 선택해야 한다.
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10. 그림의 브리지 회로에서 평형이 되었을 때의 CX는?

  1. 0.1[μF]
  2. 0.2[μF]
  3. 0.3[μF]
  4. 0.4[μF]
(정답률: 79%)
  • 평형이 되었다는 것은 다음 식이 성립한다는 것을 의미합니다.

    Z1 × Z4 = Z2 × Z3

    여기서 Z1, Z2, Z3, Z4는 각각 C1, C2, CX, C3에 해당하는 임피던스입니다.

    따라서, CX를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 세울 수 있습니다.

    1/(ωCX) × (1/(ωC1) + R1 + R2) = 1/(ωC3) × (1/(ωC2) + R3 + R4)

    여기서 ω는 각주파수입니다.

    이를 정리하면,

    CX = (C1 × C3 × (R3 + R4)) / (C2 × (R1 + R2))

    각각의 용량값과 저항값을 대입해 계산하면, CX = 0.4[μF]가 됩니다.
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11. 기전력이 V0 , 내부저항이 r[Ω]인 n개의 전지를 직렬 연결하였다. 전체 내부저항은 얼마인가?

  1. r/n
  2. nr
  3. r/n2
  4. nr2
(정답률: 74%)
  • 전지를 직렬 연결하면 전압은 각 전지의 전압을 합한 값이 되고, 내부저항은 각 전지의 내부저항을 모두 더한 값이 된다. 따라서 전체 내부저항은 n개의 전지의 내부저항을 모두 더한 값인 nr이 된다. 따라서 정답은 "nr"이다.
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12. △결선인 3상 유도 전동기의 상전압(Vp)과 상전류(Ip) 를 측정하였더니 각각 200[V], 30[A]이었다. 이 3상 유도 전동기의 선간전압(Vl)과 선전류(Il)의 크기는 각각 얼마인가?

  1. Vl = 200[V], Il = 30[A]
  2. Vl = 200√3[V], Il = 30[A]
  3. Vl = 200√3[V], Il = 30√3[A]
  4. Vl = 200[V], Il = 30√3[A]
(정답률: 57%)
  • 3상 유도 전동기의 선간전압(Vl)은 상전압(Vp)의 √3배이므로 Vl = 200√3[V]이다. 선전류(Il)는 상전류(Ip)와 같으므로 Il = 30[A]이다. 그러나 3상 유도 전동기의 경우, 선전류(Il)와 상전류(Ip)는 √3배 차이가 나므로 Il = 30√3[A]이다. 따라서 정답은 "Vl = 200√3[V], Il = 30√3[A]"이다.
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13. 용량을 변화 시킬 수 있는 콘덴서는?

  1. 바리콘
  2. 전해 콘덴서
  3. 마일러 콘덴서
  4. 세라믹 콘덴서
(정답률: 67%)
  • 바리콘은 용량을 변화시킬 수 있는 콘덴서입니다. 이는 바리스터(변조 저항기)와 콘덴서의 조합으로 이루어져 있어서, 바리스터의 저항값을 변화시킴으로써 콘덴서의 용량을 조절할 수 있습니다. 따라서 바리콘은 용량 조절이 필요한 회로에서 유용하게 사용됩니다.
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14. 자기 인덕턴스 200[mH], 450[mH]인 두 코일의 상호 인덕턴스는 60[mH]이다. 두 코일의 결합계수는?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 53%)
  • 두 코일의 상호 인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    M = k * sqrt(L1 * L2)

    여기서 M은 상호 인덕턴스, k는 결합계수, L1과 L2는 각각의 인덕턴스입니다.

    문제에서 주어진 값에 대입하면,

    60[mH] = k * sqrt(200[mH] * 450[mH])

    k = 0.2

    따라서, 두 코일의 결합계수는 0.2입니다.
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15. 그림의 병렬 공진회로에서 공진 임피던스 Z0[Ω]은?

  1. L/CR
  2. CL/R
  3. R/CL
  4. CR/L
(정답률: 37%)
  • 병렬 공진회로에서 공진 주파수일 때, 즉 XL=XC일 때, 전체 임피던스는 무한대가 되어야 합니다. 이를 만족하기 위해서는 Z0과 XL, XC가 서로 상쇄되어야 합니다. 따라서, XL=XC=-ω2LC가 성립하게 됩니다. 이를 이용하여 병렬 공진회로의 전체 임피던스를 구하면 Z0=√(L/C)가 됩니다. 이때, L은 인덕턴스 값, C는 캐패시턴스 값입니다. 따라서, 정답은 "L/CR"입니다.
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16. 자기력선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 자석의 N극에서 시작하여 S극에서 끝난다.
  2. 자기장의 방향은 그 점을 통과하는 자기력선의 방향으로 표시한다.
  3. 자기력선은 상호간에 교차한다.
  4. 자기장의 크기는 그 점에 있어서의 자기력선의 밀도를 나타낸다.
(정답률: 83%)
  • 자기력선은 상호간에 교차하지 않습니다. 자기력선은 자기장의 방향을 나타내며, N극에서 시작하여 S극에서 끝납니다. 자기장의 크기는 그 점에 있어서의 자기력선의 밀도를 나타냅니다.
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17. 줄의 법칙에서 발열량 계산식을 옳게 표시한 것은?

  1. H = I2R[J]
  2. H = I2R2t[J]
  3. H = I2R2[J]
  4. H = I2Rt[J]
(정답률: 77%)
  • 정답: H = I2Rt[J]

    설명: 줄의 법칙에서 발열량은 전류(I), 저항(R), 시간(t)의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 이때 전류는 제곱되어 계산되어야 하므로 I2로 표시하고, 저항과 시간은 각각 R와 t로 표시합니다. 따라서 발열량 계산식은 H = I2Rt[J]가 됩니다.
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18. 플레밍의 왼손법칙에서 전류의 방향을 나타내는 손가락은?

  1. 엄지
  2. 검지
  3. 중지
  4. 약지
(정답률: 84%)
  • 플레밍의 왼손법칙에서 전류의 방향을 나타내는 손가락은 중지입니다. 이는 엄지는 자기장의 방향, 검지는 전류의 방향, 약지는 힘의 방향을 나타내기 때문입니다. 따라서 전류의 방향을 나타내기 위해서는 검지를 사용합니다.
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19. 자속밀도 B=0.2[Wb/m2]의 자장 내에 길이 2[m], 폭 1[m], 권수 5회의 구형 코일이 자장과 30°의 각도로 놓여 있을 때 코일이 받는 회전력은? (단, 이 코일에 흐르는 전류는 2[A]이다.)

(정답률: 46%)
  • 회전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    τ = B * A * I * sinθ

    여기서 A는 코일 면적, I는 전류, θ는 자장과 코일 평면의 각도이다.

    주어진 조건에서 A = 2[m] * 1[m] = 2[m^2], I = 2[A], θ = 30°이다. 따라서,

    τ = 0.2[Wb/m^2] * 2[m^2] * 2[A] * sin30°
    = 0.4[Nm]

    따라서, 정답은 ""이다.
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20. 직류 250[V]의 전압에 두 개의 150[V]용 전압계를 직렬로 접속하여 측정하면 각 계기의 지시값 V1, V2는 각 각 몇[V]인가? (단, 전압계의 내부저항은 V1=15[kΩ], V2=10[kΩ]이다.)

  1. V1=250, V2=150
  2. V1=150, V2=100
  3. V1=100, V2=150
  4. V1=150, V2=250
(정답률: 58%)
  • 전압계를 직렬로 접속하면 전압계의 내부저항이 합쳐지므로, 총 내부저항은 15[kΩ]+10[kΩ]=25[kΩ]이 된다. 따라서, 전압분배법칙에 의해 V1과 V2의 전압은 각각 전압의 비율에 따라 나누어진다. 전압의 비율은 V1:V2=15[kΩ]:10[kΩ]=3:2 이므로, 전압계에 표시되는 값은 각각 3/5×250[V]=150[V]와 2/5×250[V]=100[V]이다. 따라서, 정답은 "V1=150, V2=100"이다.
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2과목: 전기 기기

21. 직류기의 손실 중 기계손에 속하는 것은?

  1. 풍손
  2. 와전류손
  3. 히스테리시스손
  4. 표유 부하손
(정답률: 48%)
  • 직류기의 회전부에는 회전할 때 공기저항으로 인해 풍손이 발생합니다. 따라서 "풍손"이 기계손 중 하나입니다.
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22. 직류발전기를 구성하는 부분 중 정류자란?

  1. 전기자와 쇄교하는 자속을 만들어 주는 부분
  2. 자속을 끊어서 기전력을 유기하는 부분
  3. 전기자 권선에서 생긴 교류를 직류로 바꾸어 주는부분
  4. 계자 권선과 외부 회로를 연결시켜 주는 부분
(정답률: 71%)
  • 정류자는 전기자 권선에서 생긴 교류를 직류로 바꾸어 주는 부분입니다. 이는 전기자 권선에서 발생하는 교류를 일정한 방향으로 유지하기 위해 사용되며, 직류발전기에서 중요한 역할을 합니다.
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23. 변압기 내부 고장 시 발생하는 기름의 흐름변화를 검출하는 브흐홀츠 계전기의 설치위치로 알맞은 것은?

  1. 변압기 본체
  2. 변압기의 고압측 부싱
  3. 컨서베이터 내부
  4. 변압기 본체와 컨서베이터를 연결하는 파이프
(정답률: 80%)
  • 브흐홀츠 계전기는 전기적인 신호를 검출하기 위한 장치로, 변압기 내부 고장 시 발생하는 기름의 흐름 변화를 검출하기 위해 사용됩니다. 이때 변압기 본체와 컨서베이터를 연결하는 파이프에 설치하는 것이 적절합니다. 이는 변압기 내부의 기름이 파이프를 통해 컨서베이터로 이동하면서 발생하는 기름의 흐름 변화를 검출하기 위함입니다. 따라서 이 위치가 가장 적절하다고 할 수 있습니다.
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24. 주파수 60[Hz]를 내는 발전용 원동기인 터빈 발전기의 최고 속도는 얼마인가?

  1. 1800[rpm]
  2. 2400[rpm]
  3. 3600[rpm]
  4. 4800[rpm]
(정답률: 79%)
  • 주파수 60[Hz]는 1초당 60번의 주기를 가지는 것을 의미합니다. 따라서, 1분당 주기는 60 × 60 = 3600번이 됩니다. 이는 터빈 발전기의 회전수를 나타내는 단위인 rpm(Revolutions Per Minute)과 일치합니다. 따라서, 주파수 60[Hz]를 내는 발전용 원동기인 터빈 발전기의 최고 속도는 3600[rpm]입니다.
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25. 분상기동형 단상 유도전동기 원심개폐기의 작동 시기는 회전자 속도가 동기속도의 몇 [%] 정도인가?

  1. 10~30[%]
  2. 40~50[%]
  3. 60~80[%]
  4. 90~100[%]
(정답률: 58%)
  • 분상기동형 단상 유도전동기 원심개폐기의 작동 시기는 회전자 속도가 동기속도의 60~80% 정도일 때이다. 이는 회전자 속도가 동기속도의 이 범위 내에서는 유도전동기의 작동이 안정적으로 이루어지기 때문이다. 회전자 속도가 이 범위를 벗어나면 유도전동기의 작동이 불안정해지고, 원심개폐기의 작동이 원활하지 않을 수 있다. 따라서 이 범위 내에서 회전자 속도를 조절하여 원심개폐기를 작동시키는 것이 적절하다.
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26. 동기 전동기를 자기 기동법으로 기동시킬 때 계자 회로는 어떻게 하여야 하는가?

  1. 단락시킨다.
  2. 개방시킨다.
  3. 직류를 공급한다.
  4. 단상교류를 공급한다.
(정답률: 64%)
  • 동기 전동기를 자기 기동법으로 기동시킬 때 계자 회로는 "단락시킨다." 이다. 이는 계자 회로에 있는 단락 스위치를 닫아 전원 공급을 차단하고, 전동기의 회전 운동으로 인해 발생하는 역전압으로 인해 전류가 흐르지 않도록 하는 것이다. 이렇게 함으로써 전동기의 회전 운동을 안정적으로 유지할 수 있다.
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27. 직류 복권 발전기를 병렬 운전할 때 반드시 필요한 것은?

  1. 과부하 계전기
  2. 균압선
  3. 용량이 같을 것
  4. 외부특성 곡선이 일치 할 것
(정답률: 67%)
  • 직류 복권 발전기를 병렬 운전할 때 균형을 유지하기 위해서는 각 발전기의 전압, 전류, 출력 등이 균형을 이루어야 합니다. 이를 위해 균압선이 필요합니다. 균압선은 각 발전기의 출력을 조절하여 전압, 전류, 출력 등이 균형을 이루도록 하는 역할을 합니다. 따라서 균형을 유지하기 위해서는 균압선이 반드시 필요합니다.
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28. 유도 전동기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유도 발전기일 때의 슬립은 1보다 크다.
  2. 유도 전동기의 회전자 회로의 주파수는 슬립에 반비례 한다.
  3. 전동기 슬립은 2차 동손을 2차 입력으로 나눈 것과 같다.
  4. 슬립은 크면 클수록 2차 효율은 커진다.
(정답률: 44%)
  • 유도 전동기는 회전자에 유도자가 있어서 회전자에 전류가 흐르면 회전자와 유도자 사이에 전자기력이 발생하여 회전자가 회전하게 된다. 이때, 회전자의 속도는 동기속도보다 느리게 회전하게 되는데, 이 차이를 슬립이라고 한다. 따라서, 전동기 슬립은 2차 동손을 2차 입력으로 나눈 것과 같다는 것은 회전자의 속도가 동기속도보다 얼마나 느리게 회전하는지를 나타내는 슬립과 회전자의 속도를 나타내는 동속을 비교하여 계산할 수 있다는 것을 의미한다. 이는 전동기의 효율을 계산하는데 중요한 요소 중 하나이다.
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29. 동기 전동기의 특징으로 잘못된 것은?

  1. 일정한 속도로 운전이 가능하다.
  2. 난조가 발생하기 쉽다.
  3. 역률을 조정하기 힘들다.
  4. 공극이 넓어 기계적으로 견고하다.
(정답률: 51%)
  • 역률을 조정하기 힘들다는 것은, 동기 전동기는 고정된 회전수에서만 최적의 효율을 발휘하며, 부하의 변화에 따라 역률이 변화하면 효율이 떨어지기 때문입니다. 따라서 역률 조정이 필요한 경우에는 다른 유형의 전동기를 사용하는 것이 더 효율적일 수 있습니다.
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30. 계자 권선이 전기자와 접속되어 있지 않은 직류기는?

  1. 직권기
  2. 분권기
  3. 복권기
  4. 타여자기
(정답률: 76%)
  • 직류기는 전기자와 접속되어 있지 않은 상태에서는 전류가 흐르지 않습니다. 하지만 타여자기는 전류가 흐르지 않는 상태에서도 자기장이 발생하여 인접한 회로나 전선에 전류를 유도시키는 역할을 합니다. 따라서 타여자기가 정답입니다.
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31. 동기기를 병렬운전 할 때 순환전류가 흐르는 원인은?

  1. 기전력의 저항이 다른 경우
  2. 기전력의 위상이 다른 경우
  3. 기전력의 전류가 다른 경우
  4. 기전력의 역률이 다른 경우
(정답률: 68%)
  • 동기기는 회전자와 스테이터 간의 자기장이 일치할 때 최대 효율을 발휘합니다. 그러나 병렬운전 시에는 스테이터에 연결된 각 동기기의 기전력이 서로 다를 수 있습니다. 이 경우, 기전력의 위상이 다르면 스테이터에 순환전류가 흐르게 되어 효율이 저하됩니다. 따라서 동기기를 병렬운전 할 때는 기전력의 위상을 맞추어야 합니다.
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32. 반도체 정류 소자로 사용할 수 없는 것은?

  1. 게르마늄
  2. 비스무트
  3. 실리콘
  4. 산화구리
(정답률: 48%)
  • 비스무트는 반도체 소자로 사용하기에는 전기적으로 불안정하며, 전기전도도가 낮아서 사용할 수 없습니다. 따라서 반도체 소자로는 사용되지 않습니다.
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33. 단상 전파 사이리스터 정류회로에서 부하가 큰 인덕턴스가 있는 경우, 점호각이 60° 일 때의 정류 전압은 약 몇 [V]인가?(단, 전원측 전압의 실효값은 100[V]이고 직류측 전류는 연속이다.)

  1. 141
  2. 100
  3. 85
  4. 45
(정답률: 34%)
  • 단상 전파 사이리스터 정류회로에서 부하가 큰 인덕턴스가 있는 경우, 점호각이 60° 일 때의 정류 전압은 전압계에 나타나는 직류 전압의 0.5배가 된다. 따라서, 정류 전압은 100[V]의 0.5배인 50[V]가 되어야 한다. 그러나, 인덕턴스가 있는 경우에는 정류 전압이 감소하게 되므로, 이를 보정해주어야 한다. 이 보정값은 점호각이 60° 일 때, 부하의 리액턴스와 직류측 전류의 곱으로 계산된다. 이 값이 인덕턴스의 크기에 비례하므로, 부하가 큰 인덕턴스가 있는 경우에는 보정값이 크게 나타난다. 따라서, 보기 중에서 보정값이 가장 큰 값인 "141"은 제외하고, 나머지 값들 중에서 가장 근접한 값은 "45"이다. 따라서, 정답은 "45"이다.
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34. 변압기 철심에는 철손을 적게 하기 위하여 철이 몇 [%]인 강판을 사용하는가?

  1. 약 50~55[%]
  2. 약 60~70[%]
  3. 약 76~86[%]
  4. 약 96~97[%]
(정답률: 55%)
  • 변압기 철심은 전자기장을 생성하기 위해 전류를 흐르게 하는데, 이때 철심의 저항이 작을수록 전류가 원활하게 흐를 수 있습니다. 따라서 철손을 적게 하기 위해서는 철심에 사용되는 강판의 저항이 작아야 합니다. 일반적으로 철심에 사용되는 강판은 실리콘 강판으로, 실리콘 함량이 높을수록 저항이 작아지므로 철심에 사용되는 강판은 약 96~97%의 실리콘 함량을 가지고 있습니다. 따라서 정답은 "약 96~97%"입니다.
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35. 전기자 반작용이란 전기자 전류에 의해 발생한 기자력이 주자속에 영향을 주는 현상으로 다음 중 전기자반작용의 영향이 아닌 것은?

  1. 전기적 중성축 이동에 의한 정류의 약화
  2. 기전력의 불균일에 의한 정류자편간 전압의 상승
  3. 주 자속 감소에 의한 기전력감소
  4. 자기 포화 현상에 의한 자속의 평균치 증가
(정답률: 46%)
  • 자기 포화 현상은 자석 속에 있는 자성 물질의 자기화가 포화되어 더 이상 자기화가 일어나지 않는 현상을 말합니다. 이 때 자석의 자속은 최대치에 도달하게 되며, 이는 전기자 반작용과는 관련이 없습니다. 따라서 "자기 포화 현상에 의한 자속의 평균치 증가"는 전기자 반작용의 영향이 아닙니다.
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36. 2대의 동기 발전기가 병렬운전하고 있을 때 동기화 전류가 흐르는 경우는?

  1. 기전력의 크기에 차가 있을 때
  2. 기전력의 위상에 차가 있을 때
  3. 부하분담에 차가 있을 때
  4. 기전력의 파형에 차가 있을 때
(정답률: 65%)
  • 동기 발전기가 병렬운전할 때는 기전력의 위상이 일치해야 하며, 만약 기전력의 위상에 차가 있다면 서로 다른 위상의 전류가 흐르게 되어 동기화 전류가 흐르지 않게 됩니다. 따라서 정답은 "기전력의 위상에 차가 있을 때"입니다.
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37. 직류 전동기에서 전부하 속도가 1500[rpm], 속도 변동률이 3[%]일 때 무부하 회전 속도는 몇 [rpm]인가?

  1. 1455
  2. 1410
  3. 1545
  4. 1590
(정답률: 48%)
  • 무부하 회전 속도는 전부하 속도에서 속도 변동률에 해당하는 값만큼 증가하거나 감소합니다. 따라서, 무부하 회전 속도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    무부하 회전 속도 = 전부하 속도 + (전부하 속도 × 속도 변동률 ÷ 100)
    무부하 회전 속도 = 1500 + (1500 × 3 ÷ 100)
    무부하 회전 속도 = 1500 + 45
    무부하 회전 속도 = 1545

    따라서, 정답은 "1545"입니다.
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38. 3상 유도전동기의 슬립의 범위는?

  1. 0 < S < 1
  2. -1 < S < 0
  3. 1 < S < 2
  4. 0 < S <2
(정답률: 76%)
  • 3상 유도전동기의 슬립은 회전자와 자기장 사이의 상대적인 속도 차이에 의해 발생하며, 이는 0부터 회전자 속도에 근접할 때까지 증가합니다. 따라서 슬립은 0보다 크고 1보다 작은 범위 내에서 발생하며, 이 범위를 벗어나면 회전자와 자기장 사이의 상대적인 속도 차이가 너무 크거나 작아져서 전동기가 작동하지 않게 됩니다. 따라서 정답은 "0 < S < 1" 입니다.
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39. 단상 전파 정류회로에서 직류 전압의 평균값으로 가장 적당한 것은?(단, E는 교류 전압의 실효값)

  1. 1.35E[V]
  2. 1.17E[V]
  3. 0.9E[V]
  4. 0.45E[V]
(정답률: 59%)
  • 단상 전파 정류회로에서는 다이오드를 이용하여 교류 전압을 정류하여 직류 전압을 만들어냅니다. 이 때, 다이오드의 정류 특성으로 인해 교류 전압의 절반만이 정류됩니다. 따라서 직류 전압의 평균값은 교류 전압의 절반인 0.5E[V]가 됩니다. 하지만 다이오드의 정류 특성으로 인해 전압이 손실되므로, 이 값을 약간 줄여서 0.9E[V]로 설정하는 것이 적당합니다. 따라서 정답은 "0.9E[V]"입니다.
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40. 직류 발전기 전기자의 구성으로 옳은 것은?

  1. 전기자 철심, 정류자
  2. 전기자 권선, 전기자 철심
  3. 전기자 권선, 계자
  4. 전기자 철심, 브러시
(정답률: 53%)
  • 직류 발전기 전기자는 전기력을 생성하는 핵심 부품입니다. 전기자는 권선과 철심으로 구성되어 있습니다. 권선은 회전하는 자석에 의해 자기장이 발생하면서 전기를 생성하는 역할을 합니다. 철심은 권선을 감싸고 있는 자석으로, 자기장을 강화시켜 전기를 생성하는 역할을 합니다. 따라서 "전기자 권선, 전기자 철심"이 옳은 구성입니다.
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3과목: 전기 설비

41. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 몇 [m]이상이어야 하는가?

  1. 5[m]
  2. 6[m]
  3. 8[m]
  4. 10[m]
(정답률: 63%)
  • 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 보행자가 안전하게 횡단할 수 있도록 충분한 시야를 제공해야 합니다. 이를 위해 도로와 지선 사이의 높이 차이가 일정 수준 이상이어야 합니다. 이 수준은 일반적으로 5[m] 이상으로 정해져 있습니다. 따라서 정답은 "5[m]"입니다.
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42. 전선 약호가 CN-CV-W인 케이블의 품명은?

  1. 동심 중성선 수밀형 전력케이블
  2. 동심 중성선 차수형 전력케이블
  3. 동심 중성선 수밀형 저독성 난연 전력케이블
  4. 동심 중성선 차수형 저독성 난연 전력케이블
(정답률: 48%)
  • CN-CV-W는 케이블의 구성 요소를 나타내는 약호입니다. CN은 내부 도체가 구리(Copper)로 되어 있음을, CV는 외부 절연재가 염화폴리빈닐(PVC)로 되어 있음을, W는 케이블의 사용 용도가 전력용임을 나타냅니다. 따라서, "동심 중성선 수밀형 전력케이블"이 정답입니다. 이는 내부에 중성선이 있고, 외부 절연재로 PVC를 사용하며, 전력용으로 사용되는 케이블을 의미합니다.
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43. 제1종 금속에 가요전선관의 두께는 최소 몇 [mm] 이상이어야 하는가?

  1. 0.8
  2. 1.2
  3. 1.6
  4. 2.0
(정답률: 28%)
  • 가요전선관은 전기를 전달하는 역할을 하기 때문에 전기 저항이 적어야 합니다. 이를 위해 전선관의 단면적이 작을수록 좋습니다. 따라서 두께가 얇을수록 전기 저항이 적어지므로, 최소한의 두께인 0.8mm 이상이어야 합니다.
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44. 플로어 덕트 공사의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 덕트 상호간 접속은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속 하여야 한다.
  2. 덕트의 끝 부분은 막는다.
  3. 덕트 및 박스 기타 부속품은 물이 고이는 부분이 없도록 시설하여야 한다.
  4. 플로어 덕트는 특별 제3종 접지공사로 하여야 한다.
(정답률: 70%)
  • 플로어 덕트는 특별 제3종 접지공사로 하여야 한다는 설명이 옳지 않습니다. 이유는 플로어 덕트는 전기적으로 접지되어 있어야 하지만, 제3종 접지는 노안전한 전기적 상황에서 사용되는 것으로, 플로어 덕트와 같은 안전한 전기적 상황에서는 제2종 접지를 사용해야 합니다.
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45. 500[Kw]의 설비 용량을 갖춘 공장에서 정격전압 3상 24[kV], 역률 80[%]일 때의 차단기 정격 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 8[A]
  2. 15[A]
  3. 25[A]
  4. 30[A]
(정답률: 40%)
  • 공식: 차단기 정격전류 = 설비 용량 / (정격전압 × √3 × 역률)

    = 500,000 / (24,000 × √3 × 0.8)

    ≈ 15 [A]

    이유: 차단기의 정격전류는 설비 용량, 정격전압, 역률에 따라 결정되는데, 이 문제에서는 이러한 값들이 주어졌습니다. 따라서 공식에 값을 대입하여 계산하면 차단기의 정격전류가 약 15[A]임을 알 수 있습니다.
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46. 전선을 접속하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 전기 저항이 증가되지 않아야 한다.
  2. 전선의 세기는 30[%] 이상 감소시키지 않아야 한다.
  3. 접속 부분은 와이어 커넥터 등 접속 기구를 사용하거나 납땜을 한다.
  4. 알루미늄을 접속할 때는 고시된 규격에 맞는 접속관 등의 접속 기구를 사용한다.
(정답률: 76%)
  • "전선의 세기는 30[%] 이상 감소시키지 않아야 한다."가 틀린 것입니다. 전선의 세기가 감소하는 것이 아니라, 전선의 단면적이 30% 이상 감소하지 않도록 해야 합니다. 전선의 단면적이 감소하면 전기 저항이 증가하여 전기가 흐르는데 필요한 에너지 손실이 증가하게 됩니다. 따라서 전선의 단면적을 유지하면서 접속해야 합니다.
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47. 굵은 전선을 절단할 때 사용하는 전기공사용 공구는?

  1. 프레셔 툴
  2. 녹 아웃 펀치
  3. 파이프 커터
  4. 클리퍼
(정답률: 71%)
  • 굵은 전선을 절단할 때는 일반적으로 크고 강력한 힘을 가진 공구가 필요합니다. 이 중에서도 클리퍼는 전선을 깔끔하게 절단할 수 있는 예측 가능한 결과를 제공하며, 작업자의 힘을 덜 소모시키는 효율적인 공구입니다. 따라서 굵은 전선을 절단할 때는 클리퍼를 사용하는 것이 일반적입니다.
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48. 무대, 무대 및, 오케스트라 박스, 영사실, 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 장소에 시설하는 저압 옥내배선, 전구선 또는 이동전선은 사용 전압이 몇[V] 미만이어야 하는가?

  1. 60[V]
  2. 110[V]
  3. 220[V]
  4. 400[V]
(정답률: 78%)
  • 무대, 무대 및, 오케스트라 박스, 영사실, 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 장소에 시설하는 전선은 안전을 위해 저압으로 사용해야 합니다. 이러한 장소에서 사용하는 전압은 400[V] 이하여야 하며, 이는 인체에 미치는 위험성이 낮기 때문입니다. 따라서 정답은 "400[V]" 입니다.
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49. 실내전체를 균일하게 조명하는 방식으로 광원을 일정한 간격으로 배치하며 공장, 학교, 사무실 등에서 채용되는 조명방식은?

  1. 국부조명
  2. 전반조명
  3. 직접조명
  4. 간접조명
(정답률: 62%)
  • 전반조명은 실내 전체를 균일하게 조명하는 방식으로 광원을 일정한 간격으로 배치합니다. 따라서 공장, 학교, 사무실 등에서 채용되는 조명방식으로, 전체적인 밝기를 유지하면서 작업이나 공부를 할 수 있도록 하기 때문에 전반조명이라고 합니다.
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50. 다음의 심벌 명칭은 무엇인가?

  1. 파워퓨즈
  2. 단로기
  3. 피뢰기
  4. 고압 컷아웃 스위치
(정답률: 64%)
  • 위의 그림은 번개로 인한 고전압을 방지하기 위한 장치인 피뢰기를 나타냅니다. 피뢰기는 번개가 떨어질 때 발생하는 고전압을 지하로 흡수하여 인명과 재산을 보호하는 역할을 합니다. 따라서, 위의 그림은 피뢰기를 나타내는 것입니다.
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51. 금속몰드 배선의 사용전압은 몇 [V] 미만이어야 하는가?

  1. 150
  2. 220
  3. 400
  4. 600
(정답률: 74%)
  • 금속몰드 배선은 저전압 전원용으로 사용되며, 일반적으로 400V 이하의 전압에서 사용됩니다. 이는 안전성과 전기적 안정성을 보장하기 위한 것입니다. 따라서 사용전압은 400V 미만이어야 합니다.
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52. 네온 변압기를 넣는 금속함의 접지공사는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 68%)
  • 네온 변압기는 절연이 잘 되어 있어서 접지가 필요하지 않지만, 금속함에 넣을 경우에는 금속함이 접지되어 있어야 하기 때문에 제3종 접지공사를 해주어야 합니다. 제3종 접지공사는 금속함과 접지선을 연결하여 접지하는 것으로, 일반적으로 금속함에 대한 접지공사로 사용됩니다.
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53. 캡타이어 케이블을 조영재의 옆면에 따라 시설하는 경우 지지점 간의 거리는 얼마 이하로 하는가?

  1. 2[m]
  2. 3[m]
  3. 1[m]
  4. 1.5[m]
(정답률: 47%)
  • 캡타이어 케이블은 중력에 의해 늘어나므로, 지지점 간의 거리는 케이블이 늘어난 길이만큼 줄어든다. 따라서 케이블의 최대 길이가 2m이므로, 지지점 간의 거리는 2m에서 케이블의 늘어난 길이를 뺀 값인 1m 이하여야 한다. 따라서 정답은 "1[m]"이다.
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54. 전로이외를 흐르는 전류로서 전로의 절연체 내부 및 표면과 공간을 통하여 선간 또는 대지사이를 흐르는 전류를 무엇이라 하는가?

  1. 지락전류
  2. 누설전류
  3. 정격전류
  4. 영상전류
(정답률: 63%)
  • 전로의 절연체 내부나 표면, 그리고 공간을 통해 선간이나 대지 사이를 흐르는 전류를 누설전류라고 합니다. 이는 전기적으로 절연체가 완벽하지 않아 전류가 누설되는 현상으로, 안전상 문제가 될 수 있습니다. 예를 들어, 가전제품이나 전기기기의 절연체가 파손되거나 손상되면 누설전류가 발생하여 감전사고를 유발할 수 있습니다. 따라서 전기기기를 사용할 때는 안전을 위해 절대적으로 절연체의 상태를 확인하고, 손상된 경우에는 즉시 수리해야 합니다.
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55. 배전용 전기기계기구인 COS(컷아웃스위치)의 용도로 알맞은 것은?

  1. 배전용 변압기의 1차측에 시설하여 변압기의 단락 보호용으로 쓰인다.
  2. 배전용 변압기의 2차측에 시설하여 변압기의 단락 보호용으로 쓰인다.
  3. 배전용 변압기의 1차측에 시설하여 배전 구역 전환용으로 쓰인다.
  4. 배전용 변압기의 2차측에 시설하여 배전 구역 전환용으로 쓰인다.
(정답률: 56%)
  • COS(컷아웃스위치)는 배전용 변압기의 1차측에 시설하여 변압기의 단락 보호용으로 쓰입니다. 이는 COS가 전류 과부하나 단락 등의 이상 상황이 발생할 경우 자동으로 차단하여 전기기기 및 시설물을 보호하기 위함입니다. 2차측에 설치할 경우에는 변압기의 보호가 아닌 배전 구역 전환용으로 사용됩니다.
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56. 금속관 공사에 사용되는 부품이 아닌 것은?

  1. 새들
  2. 덕트
  3. 로크 너트
  4. 링 리듀서
(정답률: 53%)
  • 금속관 공사에 사용되는 부품으로는 새들, 로크 너트, 링 리듀서가 포함되지만, 덕트는 공기를 이동시키는 통로로 사용되는 부품이므로 금속관 공사에 사용되는 부품이 아닙니다.
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57. 구리 전선과 전기 기계기구 단자를 접속하는 경우에 진동 등으로 인하여 헐거워질 염려가 있는 곳에는 어떤 것을 사용하여 접속하여야 하는가?

  1. 평와셔 2개를 끼운다.
  2. 스프링 와셔를 끼운다.
  3. 코드 스패너를 끼운다.
  4. 정 슬리브를 끼운다.
(정답률: 83%)
  • 스프링 와셔는 진동 등으로 인하여 헐거워질 염려가 있는 곳에서 사용되며, 스프링의 탄성으로 인해 접속부의 헐거움을 방지할 수 있기 때문입니다. 따라서 스프링 와셔를 끼우는 것이 적절합니다.
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58. 화약류 저장장소의 배선공사에서 전용 개폐기에서 화약류 저장소의 인입구까지는 어떤 공사를 하여야 하는가?

  1. 케이블을 사용한 옥측 전선로
  2. 금속관을 사용한 지중 전선로
  3. 케이블을 사용한 지중 전선로
  4. 금속관을 사용한 옥측 전선로
(정답률: 63%)
  • 화약류 저장소는 폭발 위험이 있기 때문에 전기적인 문제가 발생할 경우 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 화약류 저장소의 배선공사에서는 안전성을 최우선으로 고려해야 합니다. 이에 따라 케이블을 사용한 지중 전선로를 선택하는 것이 적절합니다. 지중 전선로는 지하에 묻어두기 때문에 외부 요인에 의한 손상이 적고, 케이블을 사용하면 전선 간 간섭이나 누설 등의 문제를 예방할 수 있습니다. 또한, 케이블은 유연성이 있어 설치가 용이하며, 유지보수도 간편합니다. 따라서 화약류 저장소의 인입구까지는 케이블을 사용한 지중 전선로를 사용하는 것이 적절합니다.
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59. 수.변전 설비에서 전력퓨즈의 용단 시 결상을 방지하는 목적으로 사용하는 것은?

  1. 자동 고장 구분 개폐기
  2. 선로 개폐기
  3. 부하 개폐기
  4. 기중 부하 개폐기
(정답률: 41%)
  • 전력퓨즈는 과전류 발생 시 전기 회로를 차단하여 설비를 보호하는 역할을 합니다. 그러나 전력퓨즈가 용단 시 결상되면 이러한 보호 기능을 수행할 수 없게 됩니다. 이를 방지하기 위해 부하 개폐기를 사용합니다. 부하 개폐기는 전기 회로에서 부하를 차단하고 개폐할 수 있는 스위치 역할을 합니다. 따라서 전력퓨즈가 결상되더라도 부하 개폐기를 통해 전기 회로를 차단할 수 있어 전기 설비를 보호할 수 있습니다.
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60. 합성수지관 상호 및 관과 박스는 접속 시에 삽입하는 깊이를 관 바깥지름의 몇 배 이상으로 하여야 하는가?(단, 접착제를 사용하지 않은 경우이다.)

  1. 0.2
  2. 0.5
  3. 1
  4. 1.2
(정답률: 75%)
  • 합성수지관과 상호 및 관과 박스를 접속할 때는 적절한 삽입 깊이를 유지해야 한다. 이는 관 바깥지름의 몇 배 이상으로 삽입해야 하는데, 이유는 다음과 같다.

    먼저, 합성수지관과 상호 및 관과 박스는 각각 다른 재질로 만들어져 있기 때문에 열팽창률이 다르다. 따라서 온도 변화에 따라 크기가 변하는데, 이 때 적절한 삽입 깊이를 유지하면 변형이 최소화되어 안정적인 연결이 가능하다.

    또한, 적절한 삽입 깊이를 유지하면 연결부에서의 응력이 분산되어 강도가 향상된다. 따라서 관 바깥지름의 몇 배 이상으로 삽입하는 것이 적절하며, 일반적으로는 1.2배 이상으로 삽입하는 것이 좋다.
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