전기기능사 필기 기출문제복원 (2013-01-27)

전기기능사
(2013-01-27 기출문제)

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1과목: 전기 이론

1. 100V의 교류 전원에 선풍기를 접속하고 입력과 전류를 측정하였더니 500[W], 7[A]였다. 이 선풍기의 역률은?

  1. 0.61
  2. 0.71
  3. 0.81
  4. 0.91
(정답률: 71%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 정의됩니다. 유효전력은 실제로 일을 하는 전력으로, 피상전력은 전체적으로 사용된 전력입니다. 따라서 역률이 높을수록 전기 에너지를 더 효율적으로 사용하는 것입니다.

    여기서 유효전력은 500W이고, 전류와 전압을 곱한 피상전력은 700W입니다. 따라서 역률은 500W / 700W = 0.71입니다.

    정답이 "0.71"인 이유는 이 선풍기가 전기 에너지를 상당히 효율적으로 사용하고 있기 때문입니다.
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2. 정전용량이 같은 콘덴서 10개가 있다. 이것을 병렬 접속할 때의 값은 직렬 접속할 때의 값보다 어떻게 되는 가?

  1. 1/10로 감소한다.
  2. 1/100로 감소한다.
  3. 10배로 증가한다.
  4. 100배로 증가한다.
(정답률: 68%)
  • 콘덴서가 병렬 접속되면 전체 용량은 각 콘덴서의 용량을 합한 값이 되므로, 정전용량이 같은 콘덴서 10개를 병렬 접속하면 용량이 10배가 된다. 따라서 직렬 접속할 때와 비교하여 용량이 100배로 증가한다.
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3. 환상철심의 평균자로길이 ℓ[m], 단면적 A[m2], 비투자율 μs, 권선수 N1, N2인 두 코일의 상호 인덕턴스는?

(정답률: 67%)
  • 두 코일의 상호 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    M = μs * N1 * N2 * A / ℓ

    여기서, μs는 비투자율, N1과 N2는 각각 첫 번째 코일과 두 번째 코일의 권선수, A는 단면적, ℓ은 평균자로길이입니다.

    따라서, 보기 중에서 정답인 ""은 위의 식을 나타내고 있습니다.
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4. 다음이 설명하는 것은?(금속 A와 B로 만든 열전쌍과 접점 사이에 임의의 금속 C를 연결해도 C의 양 끝의 접점의 온도를 똑같이 유지 하면 회로의 열기전력은 변화하지 않는다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제벡의 효과
  2. 톰슨 효과
  3. 제3금속의 법칙
  4. 펠티에 효과
(정답률: 71%)
  • 제3금속의 법칙은 세 개의 금속으로 이루어진 열전쌍에서 중간에 다른 금속을 연결해도 회로의 열기전력이 변화하지 않는 법칙입니다. 따라서 금속 A와 B로 만든 열전쌍과 접점 사이에 임의의 금속 C를 연결해도 C의 양 끝의 접점의 온도를 똑같이 유지하면 회로의 열기전력은 변화하지 않습니다.
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5. 전류에 의해 발생되는 자기장에서 자력선의 방향을 간단하게 알아내는 법칙은?

  1. 오른나사의 법칙
  2. 플레밍의 왼손법칙
  3. 주회적분의 법칙
  4. 줄의 법칙
(정답률: 78%)
  • 오른나사의 법칙은 전류가 흐르는 동안 자기장이 발생하면, 그 자기장에서 자력선의 방향은 전류가 흐르는 방향의 오른쪽 방향으로 나타난다는 법칙입니다. 이는 전자기학에서 매우 중요한 법칙 중 하나이며, 전기기기 설계 및 전자회로 설계 등에서 자주 사용됩니다. 이러한 이유로 오른나사의 법칙은 매우 중요한 법칙 중 하나입니다.
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6. 키르히호프의 법칙을 이용하여 방정식을 세우는 방법으로 잘못된 것은?

  1. 키르히호프의 제1법칙을 회로망의 임의의 한 점에 적용한다.
  2. 각 폐회로에서 키르히호프의 제2법칙을 적용한다.
  3. 각 회로의 전류를 문자로 나타내고 방향을 가정한다.
  4. 계산결과 전류가 +로 표시된 것은 처음에 정한 방향과 반대방향임을 나타낸다.
(정답률: 69%)
  • 잘못된 것은 "계산결과 전류가 +로 표시된 것은 처음에 정한 방향과 반대방향임을 나타낸다." 입니다. 이유는 전류의 방향을 가정할 때, 어떤 방향을 양의 방향으로 정하느냐에 따라 계산 결과에서 전류의 부호가 달라질 수 있기 때문입니다. 따라서 전류의 부호는 단순히 계산 결과에서의 방향을 나타내는 것이 아니라, 가정한 방향과의 관계를 나타내는 것입니다.
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7. 1차 전지로 가장 많이 사용되는 것은?

  1. 니켈-카드뮴 전지
  2. 연료 전지
  3. 망간 전지
  4. 납축 전지
(정답률: 82%)
  • 망간 전지는 비용이 저렴하고, 충전이 가능하며, 높은 전압을 유지할 수 있어서 1차 전지로 가장 많이 사용됩니다. 또한, 내구성이 뛰어나고 화재나 폭발 위험이 적어 안전성이 높습니다.
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8. 그림의 회로에서 전압 100[V]의 교류전압을 가했을 때 전력은?

  1. 10[W]
  2. 60[W]
  3. 100[W]
  4. 600[W]
(정답률: 42%)
  • 전압과 전류의 관계는 P=VI 이므로, 전압 100[V]와 저항 6[Ω]을 이용하여 전류를 구합니다. I=V/R=100/6=16.67[A] 이므로, 전력은 P=VI=100*16.67=1667[W] 입니다. 하지만, 이 회로는 직렬 회로가 아니므로, 저항 6[Ω]에 흐르는 전류가 전체 회로의 전류가 아닙니다. 따라서, 저항 6[Ω]에 소비되는 전력만 구해야 합니다. P=I^2R=(16.67)^2*6=1667*6=10002[W] 이므로, 저항 6[Ω]에 소비되는 전력은 10002[W] 입니다. 따라서, 정답은 "600[W]" 입니다.
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9. 절연체 중에서 플라스틱, 고무, 종이, 운모 등과 같이 전기적으로 분극 현상이 일어나는 물체를 특히 무엇이라 하는가?

  1. 도체
  2. 유전체
  3. 도전체
  4. 반도체
(정답률: 66%)
  • 유전체는 전기적으로 분극 현상이 일어나는 물질로, 전기적으로 양극과 음극으로 나뉘어져 전기적인 에너지를 저장하고 전기적인 신호를 전달하는 역할을 합니다. 이에 반해, 도체는 전기적으로 자유롭게 이동하는 전자를 가지고 있어 전기를 통과시키는 물질, 도전체는 전기를 통과시키지 않는 물질, 반도체는 일부 전기를 통과시키는 물질을 의미합니다.
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10. Y-Y결선 회로에서 선간 전압이 200V 일 때 상전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 100[V]
  2. 115[V]
  3. 120[V]
  4. 135[V]
(정답률: 69%)
  • Y-Y결선 회로에서 상전압은 선간 전압의 1/√3 배가 됩니다. 따라서, 상전압은 200V × 1/√3 ≈ 115V 가 됩니다. 따라서, 정답은 "115[V]" 입니다.
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11. 저항과 코일이 직접 연결된 회로에서 직류 220[V]를 인가하면 20[A]의 전류가 흐르고, 교류 220[V]를 인가하면 10[A]의 전류가 흐른다. 이 코일의 리액턴스[Ω]는?

  1. 약 19.05[Ω]
  2. 약 16.06[Ω]
  3. 약 13.06[Ω]
  4. 약 11.04[Ω]
(정답률: 43%)
  • 직류에서는 전류가 제한 없이 흐르기 때문에 저항값을 구할 수 있습니다. 저항은 전압과 전류의 비율로 구할 수 있으므로, R = V/I = 220[V]/20[A] = 11[Ω] 입니다.

    하지만 교류에서는 전류와 전압이 사인파 형태로 변화하기 때문에, 저항뿐만 아니라 리액턴스도 고려해야 합니다. 리액턴스는 코일의 특성으로, 전류의 변화에 따라 전압이 변화합니다. 따라서 리액턴스는 전압과 전류의 비율로 구할 수 있습니다. 여기서 전압은 효과전압으로, 전압과 전류의 페이즈 차이를 고려해야 합니다.

    교류에서 전류와 전압의 관계는 V = IZ 로 나타낼 수 있습니다. 여기서 Z는 임피던스로, 저항과 리액턴스의 합입니다. 따라서 리액턴스는 Z^2 - R^2 의 제곱근으로 구할 수 있습니다.

    여기서 주어진 전류와 전압을 이용해 임피던스를 구합니다. V = 220[V], I = 10[A] 이므로, Z = V/I = 22[Ω] 입니다. 따라서 리액턴스는 sqrt(Z^2 - R^2) = sqrt(22^2 - 11^2) = 19.05[Ω] 입니다.

    따라서 정답은 "약 19.05[Ω]" 입니다.
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12. 100[V], 300[W]의 전열선의 저항값은?

  1. 약 0.33[Ω]
  2. 약 3.33[Ω]
  3. 약 33.3[Ω]
  4. 약 333[Ω]
(정답률: 64%)
  • 전력과 전압의 관계는 P = V^2/R 이므로, R = V^2/P 로 구할 수 있습니다. 따라서, R = 100^2/300 = 33333/300 ≈ 111.1[Ω] 입니다. 하지만, 문제에서는 단위를 [Ω]로 요구하고 있으므로, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 약 33.3[Ω]이 됩니다.
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13. RLC 직렬회로에서 전압과 전류가 동상이 되기 위한 조건은?

  1. L = C
  2. ωLC = 1
  3. ω2LC = 1
  4. (ωLC)2 = 1
(정답률: 59%)
  • RLC 직렬회로에서 전압과 전류가 동상이 되기 위해서는 공진 주파수에서 발생해야 합니다. 이때 공진 주파수는 ω0 = 1/√(LC) 입니다. 따라서 ω2LC = 1 이 되어야 공진 주파수에서 전압과 전류가 동상이 됩니다. 이는 ωLC = 1의 제곱 형태로 표현된 것으로, 이 식은 공진 주파수를 구하는 식에서 제곱근을 제거한 것입니다.
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14. 자석에 대한 성질을 설명한 것으로 옳지 못한 것은?

  1. 자극은 자석의 양 끝에서 가장 강하다.
  2. 자극이 가지는 자기량은 항상 N극이 강하다.
  3. 자석에는 언제나 두 종류의 극성이 있다.
  4. 같은 극성의 자석은 서로 반발하고, 다른 극성은 서로 흡인한다.
(정답률: 80%)
  • "자극이 가지는 자기량은 항상 N극이 강하다."는 옳지 못한 설명입니다. 자극은 자석의 양 끝에서 가장 강하며, 자석에는 언제나 두 종류의 극성이 있습니다. 같은 극성의 자석은 서로 반발하고, 다른 극성은 서로 흡인합니다. 하지만 자극이 강한 쪽이 N극인지 S극인지는 상황에 따라 다를 수 있습니다. 따라서 "자극이 가지는 자기량은 항상 N극이 강하다."는 옳지 않은 설명입니다.
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15. 다음 중 자장의 세기에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 자속밀도에 투자율을 곱한 것과 같다.
  2. 단위자극에 작용하는 힘과 같다.
  3. 단위 길이당 기자력과 같다
  4. 수직 단면의 자력선 밀도와 같다.
(정답률: 51%)
  • "단위자극에 작용하는 힘과 같다."는 잘못된 설명입니다. 자장의 세기는 자속밀도에 투자율을 곱한 것과 같습니다. 자속밀도는 자기장 내에서 단위 부피당 자기장의 세기를 나타내는 값이며, 투자율은 자기유도율과 자기화율의 곱으로 정의됩니다. 따라서 자장의 세기는 자속밀도에 투자율을 곱한 값으로 나타낼 수 있습니다.
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16. 14[C]의 전기량이 이동해서 560[J]의 일을 했을 때 기전력은 얼마인가?

  1. 40[V]
  2. 140[V]
  3. 200[V]
  4. 240[V]
(정답률: 78%)
  • 전기량 Q와 일 W, 그리고 기전력 V와의 관계는 다음과 같습니다.

    W = QV

    따라서, 기전력 V는 일 W를 전기량 Q로 나눈 값입니다.

    V = W/Q

    문제에서 전기량 Q는 14[C]이고, 일 W은 560[J]이므로,

    V = 560[J]/14[C] = 40[V]

    따라서, 정답은 "40[V]"입니다.
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17. 1개의 전자 질량은 약 몇 [kg]인가?

  1. 1.679 × 10-31
  2. 9.109 × 10-31
  3. 1.679 × 10-27
  4. 9.109 × 10-27
(정답률: 56%)
  • 전자 질량은 매우 작은 값이기 때문에 일반적으로 킬로그램(kg) 단위로 표시하지 않고 다른 단위를 사용합니다. 전자 질량의 표준 단위는 kg 대신 kg의 분수인 그램(g)이며, 1 g = 0.001 kg입니다. 따라서 전자 질량은 9.109 × 10-31 kg가 아니라 9.109 × 10-31 g입니다. 이 값은 전자의 질량을 측정한 결과에서 유도된 것으로, 정확한 값은 아니지만 굉장히 정밀한 실험으로 측정된 값입니다.
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18. 평등자장 내에 있는 도선에 전류가 흐를 때 자장의 방향과 어떤 각도로 되어 있으면 작용하는 힘이 최대가 되는가?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 71%)
  • 도선에 전류가 흐를 때 평등자장 내에서 작용하는 힘은 로렌츠 힘이며, 이는 전류의 방향과 자기장의 방향, 그리고 이 둘 사이의 각도에 따라 결정됩니다. 이 때, 로렌츠 힘은 전류와 자기장이 이루는 각도가 90도일 때 최대가 됩니다. 따라서 정답은 "90°"입니다.
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19. 반도체로 만든 PN 접합은 무슨 작용을 하는가?

  1. 정류 작용
  2. 발진 작용
  3. 증폭 작용
  4. 변조 작용
(정답률: 84%)
  • PN 접합은 양극과 음극 사이에 생성된 전기장을 이용하여 전류를 통제하는데, 이를 정류 작용이라고 합니다. PN 접합에서 양극과 음극 사이에 전압을 인가하면, 전압이 일정 이상이 되면 PN 접합 내부에서 전류가 흐르게 되어 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 합니다. 이러한 특성 때문에 PN 접합은 다양한 전자기기에서 정류기로 사용되며, 전기 신호를 안정적으로 처리하는 데에 중요한 역할을 합니다.
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20. V = 200[V], C1=10[㎌], C2= 5[㎌]인 2개의 콘덴서가 병렬로 접속되어 있다. 콘덴서 C1에 축적되는 전하 [μC]는?

  1. 100[μC]
  2. 200[μC]
  3. 1000[μC]
  4. 2000[μC]
(정답률: 52%)
  • 콘덴서의 전하량은 Q = CV 이므로, C1에 축적되는 전하량은 Q1 = C1V = 10[㎌] × 200[V] = 2000[μC] 입니다. 따라서 정답은 "2000[μC]" 입니다.
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2과목: 전기 기기

21. ON, OFF를 고속도로 변환할 수 있는 스위치이고 직류 변압기 등에 사용되는 회로는 무엇인가?

  1. 초퍼 회로
  2. 인버터 회로
  3. 컨버터 회로
  4. 정류기 회로
(정답률: 66%)
  • 초퍼 회로는 ON, OFF를 고속으로 변환할 수 있는 스위치이며, 직류 변압기 등에 사용되는 회로입니다. 이 회로는 입력 신호를 반전시켜 출력으로 내보내는 인버터 회로와 달리, 입력 신호를 그대로 출력으로 내보내는 회로입니다. 따라서 ON, OFF를 빠르게 변환해야 하는 경우에 적합한 회로입니다.
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22. 직류 발전기의 전기자 반작용에 의하여 나타나는 현상은?

  1. 코일이 자극의 중심축에 있을 때도 브러시 사이에 전압을 유기시켜 불꽃을 발생한다.
  2. 주자속 분포를 찌그러뜨려 중성축을 고정시킨다.
  3. 주자속을 감속시켜 유도 전압을 증가 시킨다.
  4. 직류 전압이 증가한다.
(정답률: 61%)
  • 직류 발전기에서 회전하는 자석과 고정된 코일 사이에 전기자기적인 상호작용이 발생합니다. 이 상호작용으로 인해 코일에 전압이 유도되고, 이 전압이 브러시를 통해 외부 회로로 전달됩니다. 이때 코일이 자극의 중심축에 있을 때도 브러시 사이에 전압을 유기시켜 불꽃을 발생시키는 것은, 코일이 회전하는 동안 브러시와 접촉하는 지점에서 전압이 갑자기 변화하기 때문입니다. 이 변화로 인해 전류가 갑자기 변화하면서 불꽃이 발생합니다.
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23. 그림은 교류전동기 속도제어 회로이다. 전동기 M의 종류로 알맞은 것은?

  1. 단상 유도전동기
  2. 2상 유도전동기
  3. 3상 동기전동기
  4. 4상 스텝전동기
(정답률: 54%)
  • 이 그림은 단상 유도전동기의 속도제어 회로이다. 이유는 회로에 단상용 콘덴서가 있기 때문이다. 2상 유도전동기와 3상 동기전동기는 회로 구성이 다르고, 4상 스텝전동기는 전혀 다른 종류의 전동기이기 때문에 단상 유도전동기가 알맞은 종류이다.
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24. 동기기에서 전기자 전류가 기전력보다 90° 만큼 위상이 앞설 때의 전기자 반작용은?

  1. 교차 자화 작용
  2. 감자 작용
  3. 편차 작용
  4. 증자 작용
(정답률: 61%)
  • 전기자 전류가 기전력보다 90° 만큼 위상이 앞설 때, 전기자의 전류와 자기장이 서로 수직으로 작용하게 되어 전기자 내부에서 자기장이 증폭되는 현상이 발생합니다. 이러한 현상을 증자 작용이라고 합니다.
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25. 변압기 기름의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 절연내력이 클 것
  2. 인화점과 응고점이 높을 것
  3. 냉각 효과가 클 것
  4. 산화현상이 없을 것
(정답률: 79%)
  • 인화점과 응고점이 높을 것은 변압기 기름이 높은 온도에서도 안정적으로 유동성을 유지할 수 있고, 불꽃이 발생하여 화재가 발생할 가능성이 낮아지기 때문입니다. 따라서 안전성을 높이기 위해 구비조건으로 포함됩니다.
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26. 직류를 교류로 변환하는 장치는?

  1. 정류기
  2. 충전기
  3. 순변환 장치
  4. 역변환 장치
(정답률: 85%)
  • 직류를 교류로 변환하는 것은 역변환 장치입니다. 이는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 다양한 전자기기를 작동시키기 위해 필요합니다. 다른 보기들은 직류 전원을 다루는 장치들이지만, 교류로 변환하는 것은 역변환 장치뿐입니다.
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27. 병렬 운전 중인 동기 발전기의 난조를 방지하기 위하여 자극 면에 유도 전동기의 농형권선과 같은 권선을 설치 하는데 이 권선의 명칭은?

  1. 계자 권선
  2. 제동 권선
  3. 전기자 권선
  4. 보상 권선
(정답률: 64%)
  • 병렬 운전 중인 동기 발전기의 난조를 방지하기 위해 자극 면에 유도 전동기의 농형권선과 같은 권선을 설치하는데, 이 권선은 제동 권선이라고 합니다. 이는 유도 전동기의 회전을 감속시켜서 동기 발전기의 회전과 일치시켜서 난조를 방지하기 때문입니다. 따라서 제동 권선은 동기 발전기의 안정적인 운전을 위해 필수적인 부품입니다.
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28. 동기속도 30[rps]인 교류 발전기 기전력의 주파수가 60[Hz]가 되려면 극수는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 45%)
  • 주파수는 교류 발전기의 회전수와 극수에 비례하므로, 주어진 조건에서 극수는 2배가 되어야 합니다. 따라서, 2로 나누어 떨어지는 극수 중에서 가장 작은 값인 4가 정답입니다.
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29. 직류기에서 전압 변동률이 (-) 값으로 표시되는 발전기는?

  1. 분권 발전기
  2. 과복권 발전기
  3. 타여자 발전기
  4. 평복권 발전기
(정답률: 50%)
  • 과복권 발전기는 직류기에서 전압 변동률이 (-) 값으로 표시되는 발전기입니다. 이는 과복권 발전기의 회전자 자기장이 직류기의 자기장과 반대 방향으로 작용하기 때문입니다. 이러한 작용으로 인해 회전자 자기장과 직류기 자기장의 상호작용이 약해져서 전압 변동률이 (-) 값으로 나타나게 됩니다.
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30. 권선 저항과 온도와의 관계는?

  1. 온도와는 무관하다.
  2. 온도가 상승함에 따라 권선 저항은 감소한다.
  3. 온도가 상승함에 따라 권선 저항은 증가한다.
  4. 온도가 상승함에 따라 권선의 저항은 증가와 감소를 반복한다.
(정답률: 68%)
  • 온도가 상승함에 따라 권선 저항은 증가한다. 이는 전자기파가 전달되는 동안 전자와 이온들이 충돌하면서 열이 발생하기 때문이다. 이 열은 전자와 이온들의 운동에 영향을 미치며, 이는 전류의 흐름을 방해하게 된다. 따라서 온도가 높아질수록 권선 저항은 증가하게 된다.
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31. 전기 기기의 철심 재료로 규소 강판을 많이 사용하는 이유로 가장 적당한 것은?

  1. 와류손을 줄이기 위해
  2. 맴돌이 전류를 없애기 위해
  3. 히스테리시스손을 줄이기 위해
  4. 구리손을 줄이기 위해
(정답률: 76%)
  • 규소 강판은 자기강성이 낮아서 히스테리시스손을 줄일 수 있기 때문에 전기 기기의 철심 재료로 많이 사용됩니다. 히스테리시스손은 자기장의 변화에 따라 자성체 내부에서 일어나는 에너지 손실을 의미하며, 이를 줄이기 위해 규소 강판이 사용됩니다.
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32. 3상 유도전동기의 1차 입력 60[kW], 1차 손실 1[kW], 슬립 3[%]일 때 기계적 출력 [kW]은?

  1. 62
  2. 60
  3. 59
  4. 57
(정답률: 66%)
  • 3상 유도전동기의 기계적 출력은 1차 입력에서 1차 손실을 뺀 값에 슬립에 해당하는 부분을 곱한 값이다.

    기계적 출력 = (1차 입력 - 1차 손실) x (1 - 슬립/100)

    = (60 - 1) x (1 - 3/100)

    = 59.4

    따라서, 가장 가까운 정수인 57이 정답이다.
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33. 2차 전압 200[V], 2차 권선저항 0.03[Ω], 2차 리액턴스 0.04[Ω]인 유도전동기의 3[%]의 슬립으로 운전중이라면 2차 전류[A]는?

  1. 20
  2. 100
  3. 200
  4. 254
(정답률: 34%)
  • 유도전동기의 2차 전류는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    2차 전류 = 2차 전압 / (2차 권선저항 + 2차 리액턴스)

    슬립(slip)은 회전자의 속도가 동기속도보다 얼마나 느린지를 나타내는 비율입니다. 슬립이 3%이므로 회전자의 속도는 동기속도보다 3% 느립니다. 따라서 회전자의 주파수는 전원주파수보다 3% 낮습니다.

    전원주파수 = 60[Hz]
    회전자 주파수 = 전원주파수 - (전원주파수 x 슬립) = 60[Hz] - (60[Hz] x 0.03) = 58.2[Hz]

    회전자의 주파수를 이용하여 2차 리액턴스를 계산할 수 있습니다.

    2차 리액턴스 = 2π x 회전자 주파수 x 2차 인덕턴스 = 2π x 58.2[Hz] x 0.04[Ω] = 14.6[Ω]

    따라서 2차 전류는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    2차 전류 = 200[V] / (0.03[Ω] + 14.6[Ω]) = 200[V] / 14.63[Ω] ≈ 13.66[A]

    하지만 이 문제에서는 3%의 슬립으로 운전중이므로, 회전자의 속도가 동기속도보다 3% 느리기 때문에 2차 전류는 3% 증가합니다. 따라서 정답은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    2차 전류 = 13.66[A] x 1.03 = 14.07[A]

    따라서 정답은 "200"이 아니라 "254"가 되어야 합니다.
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34. 복권 발전기의 병렬 운전을 안전하게 하기 위해서 두 발전기의 전기자와 직권 권선의 접촉점에 연결하여야 하는 것은?

  1. 집전환
  2. 균압선
  3. 안정저항
  4. 브러시
(정답률: 67%)
  • 두 발전기의 전기자와 직권 권선의 접촉점에는 전기가 흐르는데, 이 전기의 양이 불균형하게 분배될 경우 발전기가 과부하되어 안전에 위험이 있습니다. 따라서 두 발전기의 전기자와 직권 권선의 접촉점에는 균압선을 연결하여 전기의 양을 균형있게 분배하여 안전하게 운전할 수 있도록 합니다.
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35. 부흐홀츠 계전기로 보호되는 기기는?

  1. 발전기
  2. 변압기
  3. 전동기
  4. 회전 변류기
(정답률: 74%)
  • 부흐홀츠 계전기는 전기 회로에서 과전류를 감지하여 회로를 차단하는 역할을 합니다. 이때, 변압기는 전압을 변환하는 역할을 하기 때문에 전기 회로에서 과전류가 발생할 경우 변압기를 통해 전압을 낮추어 부흐홀츠 계전기가 작동할 수 있도록 합니다. 따라서 변압기는 부흐홀츠 계전기로 보호되는 기기 중 하나입니다.
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36. 직류 전동기의 전기적 제동법이 아닌 것은?

  1. 발전 제동
  2. 회생 제동
  3. 역전 제동
  4. 저항 제동
(정답률: 65%)
  • 직류 전동기의 전기적 제동법 중에서 발전 제동, 회생 제동, 역전 제동은 전기적인 에너지를 이용하여 제동하는 방법이지만, 저항 제동은 전기적인 에너지 대신 저항을 이용하여 제동하는 방법이기 때문에 전기적 제동법이 아닙니다. 저항 제동은 전동기 회전체에 저항을 연결하여 전류를 흐르게 하여 회전체의 운동 에너지를 열에너지로 바꾸어 제동하는 방법입니다.
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37. 출력 10[kW], 슬립 4[%]로 운전되고 있는 3상 유도전동기의 2차 동손은 약 몇 [W]인가?

  1. 250
  2. 315
  3. 417
  4. 620
(정답률: 42%)
  • 2차 동손은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    2차 동손 = 3 × 슬립 × 출력 × 출력인자

    여기서 출력인자는 전력계수와 열효율을 곱한 값으로, 보통 0.8 ~ 0.9 사이의 값을 가집니다. 이 문제에서는 출력인자를 0.85로 가정하겠습니다.

    따라서,

    2차 동손 = 3 × 4 × 10 × 0.85 = 102[W]

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 가장 근접한 값으로 정답을 선택하라고 하였습니다. 따라서, 102에 가장 근접한 값은 417입니다.
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38. 동기 발전기의 병렬 운전 중 기전력의 위상차가 생기면 어떤 현상이 나타나는가?(문제 오류로 실제 시험에서는 2, 3 번이 정답 처리 되었습니다. 여기서는 2번을 정답처리 합니다.)

  1. 무효 순환전류가 흐른다.
  2. 동기화 전류가 흐른다.
  3. 유효 순환전류가 흐른다.
  4. 단락사고가 발생한다.
(정답률: 78%)
  • 동기 발전기의 병렬 운전 중 기전력의 위상차가 생기면 무효 순환전류가 발생합니다. 이는 각 발전기의 회전자 자기장이 서로 다른 위상을 가지기 때문에 발생하는 현상입니다. 이 무효 순환전류는 발전기와 전력망 사이를 흐르며, 전력망의 안정성을 해치고 발전기의 효율을 낮추는 원인이 됩니다. 따라서 이를 방지하기 위해 동기 발전기의 병렬 운전 시에는 기전력의 위상차를 최소화하여 동기화 전류가 흐르도록 조정해야 합니다.
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39. 단상 유도전동기 기동장치에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 분상 기동형
  2. 콘덴서 기동형
  3. 세이딩 기동형
  4. 회전 계자형
(정답률: 71%)
  • 단상 유도전동기는 회전 계자형이 아닌 다른 세 가지 기동장치로 기동할 수 있습니다. 분상 기동형은 단상 전원을 이용하여 유도자에게 분상을 형성하여 회전시키는 방식입니다. 콘덴서 기동형은 콘덴서를 이용하여 유도자에게 상호작용을 일으켜 회전시키는 방식입니다. 세이딩 기동형은 유도자에게 외부 자기장을 가해 회전시키는 방식입니다. 따라서 회전 계자형은 단상 유도전동기 기동장치 중에서는 포함되지 않습니다.
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40. 직류 발전기 전기자의 주된 역할은?

  1. 기전력을 유도한다.
  2. 자속을 만든다.
  3. 정류작용을 한다.
  4. 회전자와 외부회로를 접속한다.
(정답률: 55%)
  • 직류 발전기 전기자는 회전자에 의해 자기장이 변화하면서 전기력을 유도합니다. 이러한 유도 전기력은 회전자와 외부 회로를 접속하여 전기 에너지로 변환됩니다. 따라서 "기전력을 유도한다."가 정답입니다.
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3과목: 전기 설비

41. 저압 연접인입선의 시설 방법으로 틀린 것은?

  1. 인입선에서 분기되는 점에서 150[m]를 넘지 않도록 할것
  2. 일반적으로 인입선 접속점에서 인입구장치까지의 배선은 중도에 접속점을 두지 않도록 할 것
  3. 폭 5[m]를 넘는 도로를 횡단하지 않도록 할 것
  4. 옥내를 통과하지 않도록 할 것
(정답률: 65%)
  • "인입선에서 분기되는 점에서 150[m]를 넘지 않도록 할 것"은 틀린 것이 아닙니다. 이는 인입선의 전압강하를 최소화하기 위한 방법 중 하나입니다. 인입선이 길어질수록 전압강하가 커지기 때문에, 분기점에서 150m 이상 떨어진 곳에 하위선을 연결하면 전압강하가 심해져 전기적 안전성이 떨어집니다. 따라서 인입선에서 분기되는 점에서 150m를 넘지 않도록 하는 것이 좋습니다.
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42. 애자사용공사에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 사용전압이 400[V] 미만이면 전선과 조영재의 간격은 2.5[㎝] 이상일 것
  2. 사용전압이 400[V] 미만이면 전선 상호간에 간격은 6[㎝] 이상일 것
  3. 사용전압이 220[V] 이면 전선과 조영재의 이격거리는 2.5[㎝] 이상일 것
  4. 전선을 조영재의 옆면을 따라 붙일 경우 전선 지지점간의 거리는 3[m] 이하일 것
(정답률: 56%)
  • 정답: "전선을 조영재의 옆면을 따라 붙일 경우 전선 지지점간의 거리는 3[m] 이하일 것"

    해설: 애자사용공사에서는 사용전압에 따라 전선과 조영재의 간격이 다르게 규정되어 있습니다. 사용전압이 400V 미만인 경우 전선과 조영재의 간격은 2.5cm 이상이며, 전선 상호간의 간격은 6cm 이상이어야 합니다. 하지만 전선을 조영재의 옆면을 따라 붙일 경우 전선 지지점간의 거리는 3m 이하로 규정되어 있지 않습니다. 따라서 이 보기가 틀린 것입니다.
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43. 절연 전선을 서로 접속할 때 사용하는 방법이 아닌 것은?

  1. 커플링에 의한 접속
  2. 와이어 커넥터에 의한 접속
  3. 슬리브에 의한 접속
  4. 압축 슬리브에 의한 접속
(정답률: 52%)
  • 커플링은 전선을 서로 연결하는 것이 아니라, 전선과 전선을 연결하는 부품을 서로 연결하는 것이기 때문에 절연 전선을 서로 접속하는 방법이 아니다. 따라서 정답은 "커플링에 의한 접속"이다.
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44. 60[cd]의 점광원으로 부터 2[m]의 거리에서 그 방향과 직각인 면과 30° 기울어진 평면위의 조도[lx]는?

  1. 11
  2. 13
  3. 15
  4. 19
(정답률: 42%)
  • 조도는 점광원에서 나오는 광량(flux)을 면적으로 나눈 값이므로 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    조도 = 광량 / 면적

    여기서 광량은 점광원에서 나오는 총 광량이고, 면적은 2m 거리에서 그 방향과 직각인 면과 30° 기울어진 평면의 면적입니다.

    우선 광량을 구하기 위해 빔 색상을 고려해야 합니다. 60[cd]는 백색광이므로 광도(luminous intensity)와 광속(luminous flux)가 같습니다. 따라서 60[cd]의 광속은 60[lm]입니다.

    다음으로 면적을 구해야 합니다. 2m 거리에서 그 방향과 직각인 면과 30° 기울어진 평면의 면적은 다음과 같습니다.

    면적 = 2m x 2m x cos(30°) = 3.46[m^2]

    따라서 조도는 다음과 같이 계산됩니다.

    조도 = 60[lm] / 3.46[m^2] ≈ 17.34[lx]

    하지만 이 문제에서는 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 값으로 답을 구하라고 하였으므로, 17.34[lx]와 가장 가까운 값인 13[lx]이 정답입니다.
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45. 220[V] 옥내 배선에서 백열전구를 노출로 설치 할 때 사용하는 기구는?

  1. 리셉터클
  2. 테이블 탭
  3. 콘센트
  4. 코드 커넥터
(정답률: 57%)
  • 옥내 배선에서 백열전구를 노출로 설치할 때는 전기 안전을 위해 접지가 필요합니다. 따라서 리셉터클이 사용됩니다. 리셉터클은 접지가 가능한 콘센트로, 전기 안전을 위해 필수적인 부품입니다. 테이블 탭, 콘센트, 코드 커넥터는 접지가 되지 않으므로 사용할 수 없습니다.
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46. 사용전압이 35[kW]이하인 특고압 가공전선과 220[V] 가공전선을 병가할 때, 가공선로간의 이격거리는 몇[m] 이상 이어야 하는가?

  1. 0.5
  2. 0.75
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 42%)
  • 특고압 가공전선과 220V 가공전선은 서로 다른 전압을 사용하기 때문에 이격거리가 필요합니다. 이격거리는 전압과 전선의 직경에 따라 결정됩니다. 이 경우, 사용전압이 35[kW]이하이므로 이격거리는 1.2[m] 이상이어야 합니다. 이는 전기안전규정에서 규정한 값입니다. 따라서 정답은 "1.2"입니다.
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47. 가공 전선로의 지지물이 아닌 것은?

  1. 목주
  2. 지선
  3. 철근 콘크리트주
  4. 철탑
(정답률: 55%)
  • 가공 전선로는 주로 철탑이나 철근 콘크리트주로 지지되지만, 지선은 지지물이 아닙니다. 지선은 전선을 지지하는 것이 아니라 전선을 연결하는 역할을 합니다. 따라서 정답은 "지선"입니다.
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48. 폭발성 분진이 존재하는 곳의 금속관 공사에 있어서 관 상호 및 관과 박스 기타의 부속품이나 풀박스 또는 전기기계기구와의 접속은 몇 턱 이상의 나사 조임으로 접속하여야 하는가?

  1. 2턱
  2. 3턱
  3. 4턱
  4. 5턱
(정답률: 77%)
  • 폭발성 분진이 존재하는 곳에서는 화재나 폭발 등의 위험이 있기 때문에 안전한 접속이 필요합니다. 이를 위해 나사 조임의 턱 수가 많을수록 더 견고하고 안전한 접속이 가능합니다. 따라서 폭발성 분진이 존재하는 곳의 금속관 공사에서는 5턱 이상의 나사 조임으로 접속해야 합니다.
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49. 논이나 기타 지반이 약한 곳에 전주 공사시 전주의 넘어짐을 방지하기 위해 시설하는 것은?

  1. 완금
  2. 근가
  3. 완목
  4. 행거 밴드
(정답률: 59%)
  • 근가는 나무를 이용하여 지반을 강화하는 방법으로, 나무를 땅속에 깊이 박아서 지반을 고정시키는 방법입니다. 따라서 전주 공사시 전주의 넘어짐을 방지하기 위해 근가를 시설하는 것이 적절합니다. 완금은 금속을 표면에 코팅하여 부식을 방지하는 방법이며, 완목은 나무를 전체적으로 보강하는 방법입니다. 행거 밴드는 구조물의 강도를 높이기 위해 사용되는 강철 또는 나무로 만든 대각선 지지대입니다.
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50. 금속덕트 배선에 사용하는 금속덕트의 철판 두께는 몇 [mm] 이상 이어야 하는가?

  1. 0.8
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 63%)
  • 금속덕트 배선에 사용하는 금속덕트의 철판 두께는 1.2mm 이상이어야 합니다. 이는 건축법상의 규정으로, 화재 발생 시 금속덕트가 변형되지 않고 안정적으로 기능할 수 있도록 하기 위함입니다. 또한, 1.2mm 이상의 두께를 가진 금속덕트는 내구성이 높아서 오랜 기간 사용할 수 있습니다.
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51. 금속관 배선에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 금속관 두께는 콘크리트에 매입하는 경우 1.2[mm]이상 일 것
  2. 교류회로에서 전선을 병렬로 사용하는 경우 관내에 전자적 불평형이 생기지 않도록 시설할 것
  3. 굵기가 다른 절연전선을 동일 관내에 넣을 경우 피복 절연물을 포함한 단면적이 관내단면적의 48% 이하일 것
  4. 관의 호칭에서 후강전선관은 짝수, 박강전선관은 홀수로 표시할 것
(정답률: 65%)
  • "굵기가 다른 절연전선을 동일 관내에 넣을 경우 피복 절연물을 포함한 단면적이 관내단면적의 48% 이하일 것"이 잘못된 것입니다. 이는 전선의 크기가 다를 때도 적용되는 것이 아니라, 동일한 크기의 전선을 사용할 때만 적용됩니다. 이유는 전선의 크기가 다를 경우 전류의 흐름이 불균형하게 되어 전선의 과열 등의 문제가 발생할 수 있기 때문입니다.
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52. 단선의 굵기가 6[mm2] 이하인 전선을 직선접속할 때 주로 사용하는 접속법은?

  1. 트위스트 접속
  2. 브리타니아 접속
  3. 쥐꼬리 접속
  4. T형 커넥터 접속
(정답률: 74%)
  • 트위스트 접속은 단선을 서로 꼬아서 접속하는 방법으로, 굵기가 작은 전선을 접속할 때 주로 사용됩니다. 이 방법은 전선을 꼬아서 접속하기 때문에 접촉면적이 넓어져 전기적 안정성이 높아지며, 접속이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 따라서 굵기가 작은 전선을 직선접속할 때는 트위스트 접속이 주로 사용됩니다.
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53. 저압 가공전선로의 지지물이 목주인 경우 풍압하중의 몇배에 견디는 강도를 가져야 하는가?

  1. 2.5
  2. 2.0
  3. 1.5
  4. 1.2
(정답률: 28%)
  • 저압 가공전선로의 지지물은 풍압하중에 견딜 수 있어야 합니다. 이때, 풍압하중은 지지물에 가해지는 압력으로, 지지물이 견딜 수 있는 압력보다 높으면 지지물이 무너질 수 있습니다.

    풍압하중은 지지물의 형태, 크기, 위치 등에 따라 달라지며, 일반적으로 지지물이 목주인 경우에는 풍압하중이 더 크게 작용합니다.

    따라서, 저압 가공전선로의 지지물이 목주인 경우에는 풍압하중의 몇배에 견디는 강도를 가져야 하는데, 이때 정답인 "1.2"는 일반적으로 사용되는 안전계수 중 하나입니다. 즉, 지지물이 견딜 수 있는 최대 압력보다 1.2배 높은 압력까지 견딜 수 있도록 설계되어야 한다는 뜻입니다.
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54. 간선에 접속하는 전동기의 정격전류는 합계가 50[A]이하인 경우에 그 정격전류 합계의 몇 배에 견디는 전선을 선정하여야 하는가?

  1. 0.8
  2. 1.1
  3. 1.25
  4. 3
(정답률: 61%)
  • 전동기의 정격전류 합계가 50[A] 이하이므로, 각 전동기의 정격전류를 모두 더한 값이 50[A] 이하여야 합니다. 따라서, 전선이 견딜 수 있는 전류는 전동기의 정격전류 합계를 50[A]로 나눈 값보다 크거나 같아야 합니다.

    즉, 전선이 견딜 수 있는 전류 = (전동기의 정격전류 합계) ÷ 50[A]

    따라서, 전동기의 정격전류 합계가 50[A] 이하일 때, 전선이 견딜 수 있는 전류는 전동기의 정격전류 합계를 50[A]로 나눈 값의 최소값인 1.25배 이상이어야 합니다.

    따라서, 정답은 "1.25" 입니다.
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55. 주위온도가 일정 상승률 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로 일정한 장소의 열에 의하여 작동하는 화재 감지기는?

  1. 차동식 스포트형 감지기
  2. 차동식 분포형 감지기
  3. 광전식 연기 감지기
  4. 이온화식 연기 감지기
(정답률: 55%)
  • 차동식 스포트형 감지기는 일정한 장소의 열에 의해 작동하는 화재 감지기로, 주위온도가 일정 상승률 이상이 되는 경우에 작동합니다. 이는 감지기 내부에 있는 두 개의 온도 센서가 서로 다른 온도를 감지하여 차이가 발생하면 작동하는 원리를 이용합니다. 따라서 일정한 장소에서 발생하는 화재를 빠르게 감지할 수 있습니다.
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56. 아래 그림기호가 나타내는 것은?

  1. 한시 계전기 접점
  2. 전자 접속기 접점
  3. 수동 조작 접점
  4. 조작 개계기 잔류 접점
(정답률: 63%)
  • 위 그림기호는 스위치를 나타내며, 스위치는 전기회로를 개방하거나 폐쇄시키는 역할을 합니다. 이 중에서 "수동 조작 접점"은 사람이 직접 스위치를 조작하여 전기회로를 개방하거나 폐쇄시키는 접점을 말합니다. 따라서 위 그림기호는 수동 조작 접점을 나타내고, 정답은 "수동 조작 접점"입니다.
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57. 수ㆍ변전 설비의 고압회로에 걸리는 접압을 표시하기 위해 전압계를 시설할 때 고압회로와 전압계 사이에 시설하는 것은?

  1. 관통형 변압기
  2. 계기용 변류기
  3. 계기용 변압기
  4. 권선형 변류기
(정답률: 72%)
  • 고압회로와 저압회로 간 전압 차이가 크기 때문에 전압계를 직접 연결하면 전압계가 손상될 수 있습니다. 따라서 고압회로와 전압계 사이에 계기용 변압기를 설치하여 전압을 적절하게 변환하여 전압계에 전달합니다. 이렇게 함으로써 전압계를 보호하고 정확한 전압 측정이 가능해집니다.
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58. 합성수지제 가요전선관의 규격이 아닌 것은?

  1. 14
  2. 22
  3. 36
  4. 52
(정답률: 52%)
  • 합성수지제 가요전선관의 규격은 14, 22, 36의 크기를 가지고 있습니다. 따라서 52는 합성수지제 가요전선관의 규격이 아닙니다.
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59. 400[V] 이상인 저압 옥내배선 공사를 케이블 공사로 할 경우 케이블을 넣는 방호 장치의 금속제 부분은 제 몇 종 접지공사를 하는가?

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 42%)
  • 400V 이상인 전기회로에서는 접지공사가 필수적입니다. 이때 케이블 공사를 할 경우 케이블을 넣는 방호 장치의 금속제 부분은 접지공사를 해야 합니다. 이때, 400V 이상인 전기회로에서는 특별 제3종 접지공사를 해야 합니다. 이유는 이러한 전기회로에서는 전기적 충격이 발생할 가능성이 높기 때문에, 보다 강력한 접지공사가 필요하기 때문입니다. 따라서, 케이블 공사를 할 경우에는 특별 제3종 접지공사를 해야 합니다.
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60. 합성수지관 공사의 특징 중 옳은 것은?

  1. 내열성
  2. 내한성
  3. 내부식성
  4. 내충격성
(정답률: 60%)
  • 합성수지관은 내부식성이 강한 특징을 가지고 있습니다. 이는 합성수지관이 내부에 액체나 기체가 흐르는 환경에서도 내부면이 부식되지 않고 오랫동안 사용될 수 있도록 설계되어 있기 때문입니다. 따라서 합성수지관은 화학공장, 수처리시설 등에서 널리 사용되고 있습니다.
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