전기산업기사 필기 기출문제복원 (2003-08-31)

전기산업기사 2003-08-31 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2003-08-31 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 전위함수 V=2xy2 + x2yz2[V]일 때 점(1, 0, 0)[m]의 공간 전하밀도는 몇 [C/m3]인가?

  1. -2εo
  2. -4εo
  3. -6εo
  4. -8εo
(정답률: 43%)
  • 공간 전하밀도는 전위함수에 라플라시안 연산자를 적용하는 프아송의 방정식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\nabla^{2}V = -\frac{\rho}{\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\partial^{2}V}{\partial x^{2}} + \frac{\partial^{2}V}{\partial y^{2}} + \frac{\partial^{2}V}{\partial z^{2}} = (2yz^{2}) + (2x) + (2x^{2}y) = 0 + 4 + 0 = -\frac{\rho}{\epsilon_{0}}$
    ③ [최종 결과] $\rho = -4\epsilon_{0}$
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2. 평등자계내에 수직으로 돌입한 전자의 궤적은?

  1. 원운동을 하는데 반지름은 자계의 세기에 비례한다.
  2. 구면위에서 회전하고 반지름은 자계의 세기에 비례한다.
  3. 원운동을 하고 반지름은 전자의 처음 속도에 반비례한다.
  4. 원운동을 하고 반지름은 자계의 세기에 반비례한다.
(정답률: 46%)
  • 평등자계 내에 수직으로 입사한 전자는 로런츠 힘을 받아 등속 원운동을 합니다. 이때 원운동의 반지름 $r$은 전자의 속도에 비례하고 자계의 세기에 반비례하는 관계를 가집니다.
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3. 콘덴서에 비유전율 εr 인 유전체로 채워져 있을 때의 정전용량 C와 공기로 채워져 있을 때의 정전용량 C0와의 비 C/C0는?

  1. εr
(정답률: 54%)
  • 콘덴서의 정전용량은 유전체의 비유전율 $\epsilon_r$에 비례합니다. 따라서 공기($\epsilon_r \approx 1$)로 채워졌을 때의 정전용량 $C_0$와 비교하면, 비유전율 $\epsilon_r$인 유전체로 채워진 정전용량 $C$의 비는 $\epsilon_r$이 됩니다.
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4. 진공 중에서 4π[Wb]의 자하(磁荷)로부터 발산되는 총자력선의 수는?

  1. 4π
  2. 107
  3. 4π×107
(정답률: 46%)
  • 자하로부터 발산되는 총자력선의 수는 자하를 진공의 투자율로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{m}{\mu_{0}}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{4\pi}{4\pi \times 10^{-7}}$
    ③ [최종 결과] $N = 10^{7}$
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5. 전류에 의한 자계의 방향을 결정하는 법칙은?

  1. 렌즈의 법칙
  2. 플레밍의 오른손법칙
  3. 플레밍의 왼손법칙
  4. 암페어의 오른손법칙
(정답률: 60%)
  • 전류가 흐르는 도선 주위에 형성되는 자계의 방향은 오른손 엄지손가락을 전류 방향으로 향하게 했을 때 나머지 네 손가락이 감싸쥐는 방향과 일치한다는 암페어의 오른손법칙으로 결정합니다.
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6. 정전용량 5[μF] 인 콘덴서를 200[V]로 충전하여 자기인덕턴스 20[mH], 저항 0인 코일을 통해 방전할 때 생기는 전기진동 주파수 f[Hz]와 코일에 축적되는 에너지 W는 몇 J 인가?

  1. f=500, W=0.1
  2. f=50, W=1
  3. f=500, W=1
  4. f=5000, W=0.1
(정답률: 66%)
  • 전기진동 주파수와 콘덴서에 축적된 에너지를 구하는 문제입니다.
    주파수는 LC 회로의 공진 주파수 공식을, 에너지는 정전 에너지 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}, W = \frac{1}{2}CV^{2}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{20\times 10^{-3} \times 5\times 10^{-6}}}, W = \frac{1}{2} \times 5\times 10^{-6} \times 200^{2}$
    ③ [최종 결과] $f = 500, W = 0.1$
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7. 단면적 S[m2], 자로의 길이 ℓ[m], 투자율 μ[H/m] 의 환상 철심에 1[m]당 N회의 코일을 균등하게 감았을 때 자기인덕턴스는 몇 [H] 인가?

  1. μN2ℓS
  2. μNℓS
(정답률: 38%)
  • 자기인덕턴스 기본 공식에서 권선수 $N$은 전체 권선수를 의미합니다. 본 문제에서는 $N$이 1m당 권선수로 주어졌으므로, 전체 권선수는 $N \times \ell$이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{\mu S N_{total}^{2}}{\ell}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{\mu S (N \times \ell)^{2}}{\ell}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = \mu N^{2} \ell S$$
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8. 자속밀도 B[Wb/m2]내에서 전류 I[A]가 흐르는 도선이 받는 힘 F[N]을 옳게 표현한 것은?

  1. F = IdL×B
  2. F = IdL·B
(정답률: 54%)
  • 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘은 전류의 방향, 도선의 길이, 자속밀도의 벡터 외적으로 결정됩니다.
    $$F = I dL \times B$$
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9. 1권의 코일에 2[Wb]의 자속이 쇄교하고 있을 때 t= 1/100초 사이에 이 자속을 0으로 했다면 이 때 코일에 유도되는 기전력은 몇 [V] 이겠는가?

  1. 100
  2. 200
  3. 250
  4. 700
(정답률: 49%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 코일을 관통하는 자속의 시간적 변화율이 유도 기전력의 크기를 결정합니다.
    ① [기본 공식] $V = N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $V = 1 \times \frac{2 - 0}{\frac{1}{100}}$
    ③ [최종 결과] $V = 200$
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10. 무한장 원주형 도체에 전류 I가 표면에만 흐른다면 원주 내부의 자계의 세기는 몇 [AT/m]인가? (단, r[m]는 원주의 반지름이고, N은 권선수이다.)

  4. 0
(정답률: 56%)
  • 앙페르의 주회로 법칙에 따라 폐회로 내부를 통과하는 총 전류가 자계를 결정합니다. 전류가 도체 표면에만 흐르는 경우, 원주 내부의 임의의 폐곡선을 설정하면 내부를 통과하는 전류가 $0$이 되므로 자계의 세기 또한 $0$이 됩니다.
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11. 두 종류의 금속으로 된 회로에 전류를 통하면 각 접속점에서 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 것을 무슨 효과라 하는가?

  1. Thomson 효과
  2. Seebeck 효과
  3. Volta 효과
  4. Peltier 효과
(정답률: 62%)
  • 서로 다른 두 금속의 접합점에 전류를 흘렸을 때, 한쪽 접점에서는 열을 흡수하고 다른 쪽에서는 열을 방출하는 현상을 펠티어 효과라고 합니다.

    오답 노트
    Seebeck 효과: 온도차를 이용하여 전류를 발생시키는 현상
    Thomson 효과: 하나의 금속 내에서 온도 구배가 있을 때 전류를 흘리면 열이 흡수 또는 발생되는 현상
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12. 거리 r에 반비례하는 전계의 세기를 나타내는 대전체는?

  1. 점전하
  2. 구전하
  3. 전기쌍극자
  4. 선전하
(정답률: 67%)
  • 무한장 선전하에 의한 전계의 세기는 거리 $r$에 반비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    점전하: 거리의 제곱($r^{2}$ )에 반비례
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13. 원점에 점전하 Q[C]이 있을 때 원점을 제외한 모든 점에서 ▽·D의 값은?

  1. ∞
  2. 0
  3. 1
  4. εo
(정답률: 73%)
  • 가우스의 발산 정리( $\nabla \cdot D = \rho$)에 의해, 전하가 존재하지 않는 영역(원점을 제외한 모든 점)에서의 전하 밀도 $\rho$는 $0$이므로 $\nabla \cdot D$의 값은 $0$이 됩니다.
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14. 무한장 직선도체에 선전하밀도 λ[C/m] 의 전하가 분포되어 있는 경우 직선도체를 축으로 하는 반지름 r의 원통 면상의 전계는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 49%)
  • 가우스 법칙을 이용하여 무한장 직선도체로부터 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 전계 세기를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{1}{2\pi\epsilon_{0}} \frac{\lambda}{r}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $E = \frac{1}{2\pi\epsilon_{0}} \frac{\lambda}{r}$
    따라서 정답은 입니다.
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15. 100[kW]의 전력이 안테나에서 사방으로 균일하게 방사될 때 안테나에서 1[km]의 거리에 있는 전계의 실효값은 몇 [V/m] 인가?

  1. 1.73
  2. 2.45
  3. 3.68
  4. 6.21
(정답률: 59%)
  • 안테나에서 방사되는 전력 $P$는 포인팅 벡터의 면적 적분과 같으며, 공기 중 전계 $E$와 자계 $H$의 비는 고유 임피던스 $\eta \approx 377\Omega$입니다. 전력 $P = E \times H \times 4\pi r^2$이고 $H = \frac{E}{377}$이므로, $P = \frac{E^2}{377} \times 4\pi r^2$가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $E = \sqrt{\frac{P \times 377}{4\pi r^2}}$
    ② [숫자 대입] $E = \sqrt{\frac{100 \times 10^3 \times 377}{4\pi \times (1000)^2}}$
    ③ [최종 결과] $E = 1.73$
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16. 공기콘덴서를 100[V]로 충전한 다음, 극간에 유전체를 넣어 용량을 10배로 하였다면 정전에너지는 몇 배로 되는가?

  1. 1/10
  2. 1/100
  3. 10
  4. 100
(정답률: 33%)
  • 콘덴서를 충전한 후 유전체를 삽입하는 상황은 전하량 $Q$가 일정하게 유지되는 '고립 상태'입니다. 정전에너지 $W$와 정전용량 $C$의 관계를 살펴보면, 전하량이 일정할 때 에너지는 용량에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{Q^2}{2C}$
    ② [원리 분석] $Q$가 일정할 때 $W \propto \frac{1}{C}$이므로, 용량 $C$가 $10$배가 되면 에너지 $W$는 $\frac{1}{10}$배가 됩니다.
    ③ [최종 결과] $W_{new} = \frac{1}{10} W_{old}$
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17. 그림과 같이 권수 1이고 반지름 a[m]인 원형전류 I[A]가 만드는 중심의 자계의 세기는 몇 [AT/m]인가?

  1. I/a
  2. I/2a
  3. I/3a
  4. I/4a
(정답률: 76%)
  • 원형 전류 루프의 중심에서 자계의 세기는 비오-사바르 법칙에 의해 결정됩니다. 권수가 $N$회, 반지름이 $a$인 원형 전류 $I$가 만드는 중심 자계 $H$의 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2a}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{1 \times I}{2a}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I}{2a}$
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18. 면적 S[m2], 간격 d[m]인 평행판콘덴서에 그림과 같이 두께 d1, d2[m]이며 유전율 ε1, ε2[F/m] 인 두 유전체를 극판간에 평행으로 채웠을 때 정전용량은 얼마인가?

(정답률: 55%)
  • 두 유전체가 극판에 평행하게(직렬로) 채워진 경우, 전체 정전용량은 각 유전체 층이 형성하는 콘덴서의 직렬 합성 용량과 같습니다. 각 층의 정전용량 $C_1 = \frac{\epsilon_1 S}{d_1}$, $C_2 = \frac{\epsilon_2 S}{d_2}$이며, 직렬 연결 시 전체 용량 $C$의 역수는 각 역수의 합과 같습니다.
    $$ \frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} = \frac{d_1}{\epsilon_1 S} + \frac{d_2}{\epsilon_2 S} = \frac{1}{S} ( \frac{d_1}{\epsilon_1} + \frac{d_2}{\epsilon_2} ) $$
    이를 $C$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$ C = \frac{S}{\frac{d_1}{\epsilon_1} + \frac{d_2}{\epsilon_2}} $$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 진공 중에 서로 떨어져 있는 두 도체 A, B가 있을 때 도체 A에만 1[C]의 전하를 주었더니 도체 A와 B의 전위가 3V, 2V 이었다. 지금 도체 A, B에 각각 2C과 1C의 전하를 주면 도체 A의 전위는 몇 V 인가?

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
(정답률: 45%)
  • 도체 A의 전위는 각 도체에 주어진 전하량과 전위 계수의 곱의 합으로 구할 수 있습니다. 문제에서 도체 A에만 $1\text{C}$을 주었을 때 A의 전위가 $3\text{V}$, B의 전위가 $2\text{V}$이므로, 전위 계수는 $P_{11} = 3$, $P_{12} = 2$가 됩니다.
    이제 도체 A에 $2\text{C}$, B에 $1\text{C}$을 주었을 때의 전위 $V_a$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_a = P_{11}Q_1 + P_{12}Q_2$
    ② [숫자 대입] $V_a = 3 \times 2 + 2 \times 1$
    ③ [최종 결과] $V_a = 8$
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20. 원점 주위의 전류밀도가 [A/m2]의 분포를 가질 때 반지름 5[cm]의 구면을 지나는 전 전류는 몇 [A] 인가?

  1. 0.1π
  2. 0.2π
  3. 0.3π
  4. 0.4π
(정답률: 50%)
  • 전류밀도 $J$를 구면의 전체 표면적으로 적분하여 전 전류 $I$를 구합니다. 구면의 표면적은 $4\pi r^{2}$입니다.
    ① [기본 공식] $I = \int J dS = J \times 4\pi r^{2}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{2}{r} \times 4\pi r^{2} = 8\pi r = 8\pi \times 5 \times 10^{-2}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.4\pi$
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2과목: 전력공학

21. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 소전단전류 Is는? (단, Z, Y는 선로의 직렬임피던스와 병렬어드미턴스이고, Er은 수전단전압, Ir은 수전단전류이다.)

(정답률: 38%)
  • 중거리 송전선로 T형 회로에서 소전단전류 $I_{s}$는 수전단전류 $I_{r}$과 수전단전압 $E_{r}$의 관계식으로 정의됩니다.
    $$I_{s} = I_{r}(1 + \frac{ZY}{2}) + YE_{r}$$
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22. 어떤 콘덴서 3개를 선간전압 3300[V], 주파수60[Hz]의 선로에 △로 접속하여 60[kVA]가 되도록 하려면 콘덴서 1개의 정전용량은 dir [㎌]인가?

  1. 0.5
  2. 5
  3. 50
  4. 500
(정답률: 38%)
  • 델타($\Delta$) 결선에서 전체 무효전력 $Q$와 콘덴서 1개의 정전용량 $C$ 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{Q}{3 \times 2\pi f V^{2}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{60 \times 10^{3}}{3 \times 2\pi \times 60 \times 3300^{2}}$
    ③ [최종 결과] $C = 4.87 \approx 5 \mu F$
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23. 송전계통에서 콘덴서와 리액터를 직렬로 연결하여 제거시키는 고조파는?

  1. 제3고조파
  2. 제5고조파
  3. 제7고조파
  4. 제9고조파
(정답률: 74%)
  • 송전계통에서 직렬 리액터는 특정 주파수 성분을 억제하는 필터 역할을 하며, 특히 제5고조파를 제거하는 데 사용됩니다.

    오답 노트
    분로 리액터: 페란티 현상 억제
    한류 리액터: 단락전류 제한
    소호 리액터: 지락 전류 억제
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24. 주상변압기에 시설하는 캐치홀더는 어느 부분에 직렬로 삽입하는가?

  1. 1차측 양 선
  2. 1차측 1선
  3. 2차측 비접지측 선
  4. 2차측 접지된 선
(정답률: 44%)
  • 캐치홀더는 주변압기 2차측 또는 저압 수용가 측에 문제가 발생했을 때 전원을 신속히 차단하기 위한 장치로, 2차측 비접지측 선에 직렬로 삽입합니다.
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25. 송전선로의 안정도 향상 대책으로 틀린 것은?

  1. 고속도 재폐로방식을 채용한다.
  2. 게통의 직렬 리액턴스를 증가한다.
  3. 중간조상방식을 채용한다.
  4. 선로의 평행 회선수를 늘리거나 복도체 내지는 다도체 방식을 사용한다.
(정답률: 63%)
  • 송전계통의 안정도를 높이기 위해서는 계통의 직렬 리액턴스를 감소시켜야 합니다. 리액턴스가 증가하면 전력 전송 능력이 떨어져 안정도가 저하됩니다.

    오답 노트
    고속도 재폐로방식 채용, 중간조상방식 채용, 평행 회선수 증가 및 복도체 사용은 모두 안정도를 향상시키는 올바른 대책입니다.
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26. 3000[kW], 역률 80[%](뒤짐)의 부하에 전력을 공급하는 있는 변전소에 전력용콘덴서를 설치하여 변전소에서의 역률을 90[%]로 향상시키는데 필요한 전력용콘덴서의 용량은 약 몇 [kVA] 인가?

  1. 600
  2. 700
  3. 800
  4. 900
(정답률: 57%)
  • 전력용 콘덴서 용량은 역률 개선 전후의 무효전력 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q_{C} = P(\tan\theta_{1} - \tan\theta_{2})$
    ② [숫자 대입] $Q_{C} = 3000(\frac{\sqrt{1-0.8^{2}}}{0.8} - \frac{\sqrt{1-0.9^{2}}}{0.9})$
    ③ [최종 결과] $Q_{C} = 797.4 \approx 800\text{ kVA}$
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27. 우리나라에서 현재 사용되고 있는 송전전압에 해당되는 것은?

  1. 150[kV]
  2. 220[kV]
  3. 345[kV]
  4. 500[kV]
(정답률: 72%)
  • 우리나라 송전 계통에서 현재 표준적으로 사용되고 있는 주요 송전 전압 중 하나는 $345\text{kV}$입니다.
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28. 다음의 감속재 중 감속비가 가장 큰 것은?

  1. 경수
  2. 중수
  3. 흑연
  4. 헬륨
(정답률: 31%)
  • 감속재의 성능(감속비)은 중수가 가장 우수하며, 일반적인 성능 순서는 중수 > 흑연 > 베릴륨 > 경수 순입니다.
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29. 차단기의 개폐에 의한 이상전압은 송전선의 Y 전압의 몇 배 정도가 최고인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 6
  4. 10
(정답률: 33%)
  • 차단기의 개폐 시 발생하는 개폐서지는 계통의 정전용량과 인덕턴스의 상호작용으로 발생하며, 일반적으로 송전선 Y 전압 정격치의 $4 \sim 6$배 정도가 최고치로 나타납니다.
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30. 유효낙차 400[m]의 수력발전소에서 펠턴수차의 노즐에서 분출하는 물의 속도를 이론값의 0.95배로 한다면 물의 분출속도는 약 몇 [m/s]인가?

  1. 42.3
  2. 59.5
  3. 62.6
  4. 84.1
(정답률: 30%)
  • 수력발전소 펠턴수차의 분출속도는 위치에너지가 운동에너지로 변환되는 원리를 이용하며, 이론적 속도에 효율(속도계수)을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = k \sqrt{2gh}$
    ② [숫자 대입] $v = 0.95 \times \sqrt{2 \times 9.8 \times 400}$
    ③ [최종 결과] $v = 84.1$
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31. 저압 네트워크 배전방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 전압강하가 적다.
  2. 인축의 접지사고가 거의 없다.
  3. 무정전공급의 신뢰도가 높다.
  4. 부하의 증가에 대한 적응성이 크다.
(정답률: 39%)
  • 저압 네트워크 배전방식은 여러 회선을 그물망처럼 연결하여 무정전 공급 신뢰도가 높고 전압강하가 적으며 부하 증가에 유연하게 대응할 수 있습니다. 하지만 다수의 전선이 복잡하게 연결되어 있어 인축의 접지사고 위험은 오히려 증가합니다.
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32. 중성점 접지방식에서 직접 접지방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보호계전기의 동작이 확실하여 신뢰도가 높다.
  2. 변압기의 저감절연이 가능하다.
  3. 과도안정도가 대단히 높다.
  4. 단선고장식의 이상전압이 최저이다.
(정답률: 44%)
  • 직접접지방식은 지락전류가 매우 크기 때문에 보호계전기의 동작이 확실하고, 단선고장 시 이상전압이 가장 낮아 변압기 저감절연이 가능합니다. 하지만 큰 지락전류로 인해 계통의 과도안정도는 낮아지게 됩니다.
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33. 단상 2선식 배전선로에서 대지정전용량을 Cs, 선간정전 용량을 Cm 이라 할 때 작용정전용량은?

  1. Cs+Cm
  2. Cs+2Cm
  3. Cs+3Cm
  4. 2Cs+Cm
(정답률: 65%)
  • 단상 2선식 배전선로에서 작용정전용량은 대지정전용량 $C_{s}$와 선간정전용량 $C_{m}$의 관계에 의해 결정됩니다. 한 선에서 바라본 전체 용량은 대지정전용량에 선간정전용량의 2배를 더한 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $C = C_{s} + 2C_{m}$
    ② [숫자 대입] $C = C_{s} + 2C_{m}$
    ③ [최종 결과] $C = C_{s} + 2C_{m}$
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34. 화력 발전소에서 가장 큰 손실은 주로 어떤 손실인가?

  1. 연돌 배출가스 손실
  2. 복수기의 방열손
  3. 소내용 동력
  4. 터빈 및 발전기의 손실
(정답률: 60%)
  • 화력 발전소의 열효율을 결정하는 가장 큰 손실 요인은 터빈을 돌리고 나온 증기를 다시 물로 응축시키는 과정에서 발생하는 복수기의 방열손입니다.
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35. 뇌해방지와 관계가 없는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 소호각
  3. 가공지선
  4. 매설지선
(정답률: 76%)
  • 뇌해방지는 낙뢰로부터 선로를 보호하는 것이 목적입니다. 가공지선, 매설지선, 소호각 등은 모두 뇌해방지와 관련이 있으나, 댐퍼는 전선의 진동을 방지하기 위한 장치입니다.
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36. 피뢰기의 구조는?

  1. 특성요소와 콘덴서
  2. 특성요소와 소호리액터
  3. 소호리액터와 콘덴서
  4. 특성요소와 직렬갭.
(정답률: 62%)
  • 피뢰기는 이상전압이 침입했을 때 이를 대지로 방전시켜 기기를 보호하는 장치로, 비직선 저항 특성을 가진 특성요소와 전압을 제한하는 직렬갭으로 구성됩니다.
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37. 고장점에서 구한 전 임피던스를 Z, 고장점의 성형전압을 E라 하면 단락전류는?

(정답률: 54%)
  • 옴의 법칙에 따라 전류는 전압을 임피던스로 나눈 값과 같습니다. 단락전류는 고장점의 성형전압 $E$를 전 임피던스 $Z$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{E}{Z}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{E}{Z}$
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38. 배전전압을 배로 하면 동일한 전력손실률로 보낼 수 있는 전력은 몇 배가 되는가?

  3. 3
(정답률: 63%)
  • 전력손실률이 일정할 때, 송전 전력 $P$는 전압 $V$의 제곱에 비례합니다. 따라서 전압을 $\sqrt{3}$배로 높이면 송전 전력은 그 제곱인 3배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P \propto V^{2}$
    ② [숫자 대입] $P_{new} = (\sqrt{3})^{2} \times P_{old}$
    ③ [최종 결과] $P_{new} = 3 \times P_{old}$
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39. 연간 전력량 E[kWh], 연간 최대전력 W[kW]인 경우의 연부하율은?

(정답률: 39%)
  • 연부하율은 연간 평균 전력을 연간 최대 전력으로 나눈 비율을 의미하며, 연간 평균 전력은 연간 전력량을 1년의 총 시간(8760시간)으로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{부하율} = \frac{E}{8760 \times W}$
    ② [숫자 대입] $\text{부하율} = \frac{E}{8760 W}$
    ③ [최종 결과]
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40. 충전된 콘덴서의 에너지에 의해 트립되는 방식으로 정류기, 콘덴서 등으로 구성되어 있는 차단기의 트립방식은?

  1. 콘덴서 트립방식
  2. 직류전압 트립방식
  3. 과전류 트립방식
  4. 부족전압 트립방식
(정답률: 71%)
  • 정류기와 콘덴서로 구성되어 콘덴서에 충전된 에너지를 이용하여 차단기를 트립시키는 방식은 콘덴서 트립방식의 핵심 정의입니다.
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3과목: 전기기기

41. 3상 직권 정류자 전동기의 중간 변압기의 사용 목적이 아닌 것은?

  1. 실효 권수비의 조정
  2. 정류 전압의 조정
  3. 경부하 때 속도의 이상 상승 방지
  4. 직권 특성을 얻기 위하여
(정답률: 50%)
  • 3상 직권 정류자 전동기의 중간 변압기는 전압 조정, 권수비 조정 및 경부하 시 속도 이상 상승 방지를 위해 사용됩니다. 직권 특성은 전동기 자체의 권선 구조와 연결 방식에 의해 결정되는 것이지, 중간 변압기를 통해 얻는 목적이 아닙니다.
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42. 15[kW] 3상 유도전동기의 기계손이 350[W], 전부하 시의 슬립이 3[%]이다. 전부하시의 2차 동손은?

  1. 약 395[W]
  2. 약 411[W]
  3. 약 475[W]
  4. 약 524[W]
(정답률: 48%)
  • 유도전동기의 2차 동손은 슬립과 출력, 기계손의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{c2} = \frac{s}{1 - s} (P_o + P_m)$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{c2} = \frac{0.03}{1 - 0.03} (15000 + 350)$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_{c2} = 474.74$$
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43. 6극 직류발전기의 정류자 편수가 132, 단자전압이 220[V], 직렬도체수가 132개 이고 중권이다. 정류자 편간 전압 [V] 은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 48%)
  • 정류자 편간 전압은 단자 전압에 극수를 곱한 후 전체 정류자 편수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{편간 전압} = \frac{V \times P}{C}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{편간 전압} = \frac{220 \times 6}{132}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{편간 전압} = 10$$
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44. 변압기의 전일효율을 최대로 하기 위한 조건은?

  1. 전부하 시간이 갈수록 철손을 적게한다.
  2. 전부하 시간과 관계없이 전부하철손과 동손을 같게 한다.
  3. 전부하 시간이 짧을수록 철손을 크게한다.
  4. 전부하 시간이 짧을수록 무부하 손을 적게한다.
(정답률: 31%)
  • 변압기의 전일효율을 극대화하기 위해서는 부하 상태에 따른 손실의 합을 최소화해야 합니다. 특히 전부하 시간이 짧을수록 고정 손실인 무부하 손(철손)을 적게 설계하는 것이 효율 향상에 유리합니다.
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45. 3상 동기 발전기에서 매극 매상의 슬롯수가 3이면 기본파에 대한 분포권 계수는 어떻게 되는가?

(정답률: 62%)
  • 분포권 계수 $k_d$는 슬롯 수와 권선 배치에 따라 결정되며, 매극 매상 슬롯수가 3인 경우의 기본파 분포권 계수를 계산하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{6 \sin \frac{\pi}{18}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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46. 비례 추이가 되지 않는 것은?

  1. 토크
  2. 전류
  3. 저항
  4. 역률
(정답률: 28%)
  • 변압기의 비례 추이는 전압비를 변경했을 때 변하는 특성과 변하지 않는 특성을 구분하는 것입니다.
    전류, 역률, 토크 등은 비례 추이가 가능하지만, 저항과 출력, 효율, 2차 동손은 비례 추이가 되지 않는 특성입니다.
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47. 동기발전기에서 전기자전류를 I, 유기기전력과 전기자전류와의 위상각을 θ 라하면 직축반작용을 나타내는 성분은?

  1. I tan θ
  2. I cot θ
  3. I sin θ
  4. I cos θ
(정답률: 47%)
  • 동기발전기에서 전기자 전류 $I$와 유기기전력 사이의 위상각이 $\theta$일 때, 직축(Direct axis) 성분은 전류의 수직 성분인 $\sin$ 함수를 통해 나타납니다.
    ① [기본 공식] $I_{d} = I \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $I_{d} = I \sin \theta$
    ③ [최종 결과] $I \sin \theta$
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48. 반작용 전동기(reaction motor)의 특성으로 가장 옳은 것은?

  1. 기동 토오크가 특히 큰 전동기
  2. 전부하 토오크가 큰 전동기
  3. 여자권선 없이 동기속도가 회전하는 전동기
  4. 속도제어가 용이한 전동기
(정답률: 41%)
  • 반작용 전동기는 별도의 여자권선 없이 전기자 반작용을 이용하여 동기 속도로 회전하는 특성을 가진 전동기입니다.
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49. 단상 반파정류로 직류전압 150[V]를 얻으려고 한다. 최대역전압 (peak Inverse Voltage) 몇 볼트 이상의 다이오드를 사용하여야 하는가? (단, 정류회로 및 변압기의 전압강하는 무시한다.)

  1. 약 150[V]
  2. 약 166[V]
  3. 약 333[V]
  4. 약 470[V]
(정답률: 38%)
  • 단상 반파정류 회로에서 다이오드가 견뎌야 하는 최대역전압(PIV)은 출력 직류전압의 $\pi$배로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $PIV = \pi \times E_{dc}$
    ② [숫자 대입] $PIV = 3.14 \times 150$
    ③ [최종 결과] $PIV = 471$
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50. 변압기의 온도시험을 하는데 가장 좋은 방법은?

  1. 실부하법
  2. 반환부하법
  3. 단락시험법
  4. 내전압법
(정답률: 56%)
  • 변압기의 온도시험 시 실제 부하를 사용하는 대신, 전력 손실이 동일한 회로를 구성하여 효율적으로 온도를 측정하는 반환부하법이 가장 적절한 방법입니다.
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51. 반도체 사이리스터를 사용하여 위상제어를 하는 것은?

  1. 2차 저항제어
  2. 1차 저항제어
  3. 전압제어
  4. 회생제동
(정답률: 39%)
  • 사이리스터(SCR)를 이용한 위상제어는 전압의 유효값을 조절하여 전동기의 속도를 제어하는 전압제어 방식의 대표적인 방법입니다.
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52. 농형 유도 전동기의 속도 제어법이 아닌 것은?

  1. 극수 변환
  2. 전원 주파수 변환
  3. 1차 전압 변환
  4. 1차 저항 변환
(정답률: 51%)
  • 농형 유도 전동기는 회전자가 구리 막대로 단락된 구조이므로 외부에서 저항을 조절할 수 없습니다. 따라서 1차 저항 변환은 속도 제어법으로 사용할 수 없습니다.

    오답 노트
    극수 변환, 전원 주파수 변환, 1차 전압 변환: 모두 농형 전동기의 속도 제어에 사용 가능한 방법입니다.
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53. 전동기의 부하가 증가할 때 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전동기의 속도가 떨어진다.
  2. 역기전력이 감소한다.
  3. 전동기의 전류가 증가한다.
  4. 전동기의 단자전압이 증가한다.
(정답률: 26%)
  • 전동기의 부하가 증가하면 속도가 감소하고 이에 따라 역기전력이 줄어들어 더 많은 전류가 흐르게 됩니다. 이때 전원 전압이 일정하다면 단자전압은 증가하지 않습니다.
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54. △결선변압기의 1대가 고장으로 제거되어 V결선으로 할 때 공급할 수 있는 전력과 고장전 전력에 대한비는 몇 [%]가 되는가?

  1. 81.6
  2. 75
  3. 66.7
  4. 57.7
(정답률: 71%)
  • $\Delta$결선에서 변압기 1대가 고장나 V결선으로 운전될 때, 출력 전력은 원래의 $57.7\%$로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_{V}}{P_{\Delta}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_{V}}{P_{\Delta}} = \frac{1.732}{3}$
    ③ [최종 결과] $0.577 \times 100 = 57.7\%$
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55. 몰드 변압기(mold transformer)는 변압기 코일을 직접 에폭시(Epoxy)수지로 몰드하는 고체 절연방식의 변압기로 그 절연 방식 중 금형을 사용하는 금형 방식의 종류는?

  1. 프리 프레그 절연법
  2. 디핑법
  3. 부유 경화법
  4. 함침법
(정답률: 30%)
  • 몰드 변압기의 절연 방식 중 금형을 사용하여 수지를 주입하고 경화시키는 방식은 함침법입니다.
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56. 직류기를 구성하고 있는 3요소는?

  1. 전기자, 계자, 슬립링
  2. 전기자, 계자, 정류자
  3. 전기자, 정류자, 브러시
  4. 전기자, 계자, 보상권선
(정답률: 58%)
  • 직류기의 기본 구조를 묻는 문제입니다.
    직류기는 자속을 만드는 계자, 전압을 유도하는 전기자, 그리고 교류를 직류로 바꾸어주는 정류자의 3요소로 구성됩니다.
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57. 8극, 100[kW], 3000[V], 60[Hz]의 3상 유도전동기의 2차 동손 3[kW] 기계손이 2[kW]라면 회전수는 몇[rpm]인가?

  1. 876
  2. 873
  3. 874
  4. 872
(정답률: 34%)
  • 유도전동기의 실제 회전수를 구하기 위해 슬립 $s$와 동기속도 $N_{s}$를 먼저 계산합니다.
    ① [기본 공식] $s = \frac{P_{c2}}{P_{2}}, N_{s} = \frac{120f}{p}, N = (1-s)N_{s}$
    ② [숫자 대입] $s = \frac{3}{100+3+2}, N_{s} = \frac{120\times 60}{8}, N = (1-0.02857) \times 900$
    ③ [최종 결과] $N = 874$
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58. 직류 분권전동기의 공급전압의 극성을 반대로 하면 회전 방향은 어떻게 되는가?

  1. 변하지 않는다.
  2. 반대로 된다.
  3. 회전하지 않는다.
  4. 속도가 증가한다.
(정답률: 54%)
  • 분권전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 병렬로 연결되어 있습니다.
    공급전압의 극성을 반대로 하면 계자 자속의 방향과 전기자 전류의 방향이 동시에 바뀌므로, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 힘의 방향은 일정하게 유지되어 회전 방향은 변하지 않습니다.
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59. 동기 전동기의 V곡선 (위상특성곡선)의 설명 중 맞는 것은? (단, I 는 전기자전류, If 는 계자전류이다.)

  1. 과여자시 If를 증가하면 뒤진 역률이 되며 I는 증가
  2. 과여자시 If를 증가하면 앞선 역률이 되며 I는 증가
  3. 부족여자시 If를 감소하면 앞선 역률이 되며 I는 감소
  4. 부족여자시 If를 감소하면 앞선 역률이 되며 I는 증가
(정답률: 44%)
  • 동기 전동기의 V곡선은 계자전류 $I_{f}$ 변화에 따른 전기자전류 $I$의 변화를 나타냅니다.
    과여자 상태에서 $I_{f}$를 계속 증가시키면 전동기는 콘덴서처럼 동작하여 앞선 역률(진상)이 되며, 최저 전류 지점을 지나면 $I$는 다시 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    부족여자시 $I_{f}$ 감소: 뒤진 역률(지상)이 되며 $I$는 증가
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60. 3300/220[V], 5[kVA] 단상 변압기의 1차 및 2차저항이 25[Ω]과 0.12[Ω], 리액턴스가 50[Ω]과 0.24[Ω]일 때 1차로 환산한 모든 임피던스는?

  1. 116.3
  2. 121.4
  3. 129
  4. 132.6
(정답률: 26%)
  • 2차측 임피던스를 1차측으로 환산하기 위해서는 권수비의 제곱을 곱해주어야 하며, 환산된 값과 1차측 값을 합산하여 전체 임피던스를 구합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{(r_1 + a^2 r_2)^2 + (x_1 + a^2 x_2)^2}$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{(25 + 15^2 \times 0.12)^2 + (50 + 15^2 \times 0.24)^2}$
    ③ [최종 결과] $Z = 116.3\ \Omega$
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4과목: 회로이론

61. 그림과 같은 Y결선에서 기본파와 제3고조파 전압만이 존재한다고 할 때 전압계의 눈금이 V1=150[V], V2=220[V]로 나타날 때 제3고조파 전압을 구하면 몇 [V]인가?

  1. 약 145.5
  2. 약 150.4
  3. 약 127.2
  4. 약 79.9
(정답률: 23%)
  • Y결선에서 기본파와 제3고조파가 존재할 때, 전압계의 측정값 관계를 이용하여 제3고조파 전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_3 = \sqrt{V_1^2 - (\frac{V_2}{\sqrt{3}})^2}$
    ② [숫자 대입] $V_3 = \sqrt{150^2 - (\frac{220}{\sqrt{3}})^2}$
    ③ [최종 결과] $V_3 = 79.9\text{ V}$
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62. 그림과 같은 정K형 필터가 있다. 이 필터는?

  1. 고역필터
  2. 저역필터
  3. 대역필터
  4. 대역소거필터
(정답률: 31%)
  • 정K형 필터에서 직렬 임피던스 $Z_1$이 커패시터($C$)이고 병렬 임피던스 $Z_2$가 인덕터($L$)인 구성은 고주파 성분은 통과시키고 저주파 성분은 차단하는 고역필터의 특징입니다.


    오답 노트
    저역필터: $Z_1$이 $L$, $Z_2$가 $C$인 경우
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63. 의 라플라스 값은?

(정답률: 35%)
  • 함수 $\sin \omega t$를 시간 $t$에 대해 미분하면 $\omega \cos \omega t$가 됩니다. 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L} [ \frac{d}{dt} \sin \omega t ] = \frac{\omega s}{s^2 + \omega^2}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과]
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64. 부동작 시간(dead time) 요소의 전달 함수는?

  1. Ks
  2. K / S
  3. Ke-LS
  4. KeLS
(정답률: 62%)
  • 부동작 시간(dead time)은 입력이 가해진 후 출력이 나타날 때까지의 지연 시간을 의미하며, 제어공학에서 지연 요소의 전달 함수는 지수 함수 형태로 표현됩니다.
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65. 그림과 같은 회로에서 R2양단의 전압 E2[V]는?

(정답률: 45%)
  • 두 저항이 직렬로 연결된 회로에서 전압 분배 법칙을 사용하여 특정 저항에 걸리는 전압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $E_{2} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} E$
    ② [숫자 대입] $E_{2} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} E$
    ③ [최종 결과]
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66. R=50[Ω], L=200[mH]의 직렬 회로에 주파수 f=50[Hz]의 교류에 대한 역률 [%]은?

  1. 82.3
  2. 72.3
  3. 62.3
  4. 52.3
(정답률: 56%)
  • 역률은 전체 임피던스에 대한 저항의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{R}{\sqrt{R^2 + (2\pi f L)^2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{50}{\sqrt{50^2 + (2\pi \times 50 \times 200 \times 10^{-3})^2}}$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = 0.623 \text{ (62.3\%)}$
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67. R-L 직렬회로에 ｉ = I3 sin3ωt 인 전류를 흘리는데 필요한 단자 전압 e[V]는?

  1. (R sin ωt + ωL cos ωt) I1 + (R sin 3ωt + 3ωL cos 3 ωt) I3
  2. (R sin ωt + ωL cos 3ωt) I1 + (R sin 3ωt + 3ωL cos ωt) I3
  3. (R sin 3ωt + ωL cos ωt) I1 + (R sin ωt + 3ωL cos 3 ωt) I3
  4. (R sin 3ωt + ωL cos 3ωt) I1 + (R sin ωt + 3ωL cos ωt) I3
(정답률: 39%)
  • R-L 직렬회로에서 전압 $e$는 저항 전압($Ri$)과 인덕터 전압($L \frac{di}{dt}$)의 합입니다. 전류 $i = I_3 \sin 3\omega t$가 흐를 때, 기본파 성분($I_1 \sin \omega t$)과 3고조파 성분($I_3 \sin 3\omega t$)이 모두 포함된 전압 식을 유도하면 (R sin $\omega t$ + $\omega L$ cos $\omega t$) $I_1$ + (R sin $3\omega t$ + $3\omega L$ cos $3\omega t$) $I_3$가 됩니다.
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68. 대칭분전압을 , , 대칭분 전류를 I0, I1, I2라 할 때 대칭분으로 표시된 전 전력은?

  2. 3E0I1+3E1I2+3E2I0
  3. E0I0+E1I1+E2I1
  4. E0I1+E1I2+E2I0
(정답률: 38%)
  • 대칭분 전압 $\overline{E}_0, \overline{E}_1, \overline{E}_2$와 대칭분 전류 $I_0, I_1, I_2$가 주어졌을 때, 전체 전력은 각 성분의 전력 합으로 표현되며 계수 3이 곱해진 형태가 됩니다.
    따라서 정답은 $\text{}$ 즉, $3\overline{E}_0 I_0 + 3\overline{E}_1 I_1 + 3\overline{E}_2 I_2$ 입니다.
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69. 대칭 n 상 성상 결선에서 선간전압의 크기는 성상전압의 몇 배인가?

(정답률: 58%)
  • 대칭 $n$ 상 성상 결선에서 선간전압과 성상전압의 관계는 $2 \sin \frac{\pi}{n}$ 배의 관계를 가집니다. 따라서 정답은 입니다.
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70. 그림과 같은 역 L 형 회로에서 임피던스 파라미터 중 Z22는?

  1. Z2
  2. -Z2
  3. Z1-Z2
  4. Z1+Z2
(정답률: 50%)
  • 임피던스 파라미터 $Z_{22}$는 포트 1의 전류 $i_{1}$을 0으로 만들었을 때, 포트 2에서 바라본 입력 임피던스를 의미합니다.
    포트 1을 개방($i_{1}=0$)하면, 포트 2에서 본 회로는 $Z_{1}$과 $Z_{2}$가 직렬로 연결된 구조가 되므로 두 임피던스의 합이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_{22} = Z_{1} + Z_{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_{22} = Z_{1} + Z_{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_{22} = Z_{1} + Z_{2}$$
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71. 그림과 같은 브리지 회로가 평형되기 위한 Z4의 값은?

  1. 2 + j4
  2. -2 + j4
  3. 4 + j2
  4. 4 - j2
(정답률: 58%)
  • 브리지 회로가 평형을 이루기 위해서는 마주 보는 변의 임피던스의 곱이 서로 같아야 한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_{1} \times Z_{2} = Z_{3} \times Z_{4}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_{4} = \frac{(2 + j4) \times (2 - j3)}{3 + j2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_{4} = 4 - j2$$
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72. R-C 회로의 입력단자에 계단전압을 인가하면 출력전압은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0부터 지수적으로 증가한다.
  2. 각 고조파의 실효값의 합
  3. 각 고조파의 실효값의 합의 제고근
  4. 각 파의 실효값의 제곱의 합의 제곱근
(정답률: 18%)
  • 제시된 정답은 각 고조파의 실효값의 합으로 되어 있으나, 이는 문제의 질문인 R-C 회로의 계단전압 응답과는 무관한 잘못된 보기입니다.

    오답 노트
    R-C 회로에 계단전압을 인가하면 출력전압은 처음에는 입력전압과 같았다가 시간이 흐름에 따라 지수적으로 감쇠하는 특성을 가집니다.
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73. 비정현파의 실효값은?

  1. 최대파의 실효값
  2. 각 고조파의 실효값의 합
  3. 각 고조파의 실효값의 합의 제곱근
  4. 각 파의 실효값의 제곱에 합의 제곱근
(정답률: 41%)
  • 비정현파의 실효값은 기본파와 각 고조파 성분들의 실효값을 각각 제곱하여 합산한 후, 그 전체 값에 제곱근을 취하여 구합니다.
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74. 힘 f(t)에 의해서 움직이는 질량 M인 물체의 좌표를 y(t)라 할 때 가한 힘에 대한 전달함수는?

  1. MS
  2. MS2
  3. 1/MS
  4. 1/MS2
(정답률: 29%)
  • 뉴턴의 제2법칙(가속도의 법칙)에 따라 힘 $f(t)$는 질량 $M$과 가속도(좌표 $y(t)$의 2차 미분)의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 이를 라플라스 변환하여 입력 $f(s)$에 대한 출력 $y(s)$의 비를 구하면 전달함수가 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $f(t) = M \frac{d^{2}y(t)}{dt^{2}} \rightarrow F(s) = M s^{2} Y(s)$
    ② [전달함수 식] $\frac{Y(s)}{F(s)} = \frac{1}{M s^{2}}$
    ③ [최종 결과] $1/MS^{2}$
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75. 반지름 30[cm]인 원판 전극의 간격이 0.2[cm]인 평행판 콘덴서의 정전용량 [㎌]은? (단, 유전체의 비유전율은 8.0이다.)

  1. 0.04
  2. 0.01
  3. 0.02
  4. 0.03
(정답률: 34%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 유전율과 전극 면적에 비례하고 간격에 반비례합니다. 여기서 면적 $S = \pi r^2$이며, 유전율 $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$입니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r \pi r^2}{d}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{8.854 \times 10^{-12} \times 8.0 \times \pi \times (0.3)^2}{0.002}$
    ③ [최종 결과] $C = 1 \times 10^{-8} \text{ F} = 0.01 \mu\text{F}$
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76. L 및 C를 직렬로 접속한 임피던스가 있다. 지금 그림과 같이 L 및 C 의 각각에 동일한 무유도 저항 R를 병렬로 접속하여 이 합성회로가 주파수에 무관계하게 되는 R의 값은?

  1. R2=L/C
  2. R2=C/L
  3. R2=CL
  4. R2=1/LC
(정답률: 48%)
  • 회로의 전체 임피던스가 주파수 $\omega$에 무관계하려면, $L$과 $R$의 병렬 임피던스와 $C$와 $R$의 병렬 임피던스의 합에서 허수 성분(리액턴스)이 서로 상쇄되어 $0$이 되어야 합니다. 이를 만족하는 조건은 $R$의 값이 $\sqrt{\frac{L}{C}}$가 되는 것입니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] (조건식 도출)
    ③ [최종 결과] $R^2 = \frac{L}{C}$
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77. RLC 직렬 회로에서 L=5×10-3[H], R=100[Ω], C=2×10-6[F]일 때, 이 회로는 어떻게 되는가?

  1. 진동적이다.
  2. 임계진동이다.
  3. 비진동이다.
  4. 정현파로 진동이다.
(정답률: 44%)
  • RLC 직렬 회로의 과도현상은 $R^2$과 $\frac{4L}{C}$의 크기 비교를 통해 결정됩니다. $R^2 = \frac{4L}{C}$일 때를 임계진동(임계제동) 회로라고 합니다.
    ① [기본 공식] $R^2 = \frac{4L}{C}$
    ② [숫자 대입] $100^2 = \frac{4 \times 5 \times 10^{-3}}{2 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $10000 = 10000$
    두 값이 일치하므로 이 회로는 임계진동 상태입니다.
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78. 어떤 회로에 전압 e(t)=Em cos(ωt+θ)[V]를 가했더니 전류 ｉ(t)=Im cos(ωt+θ+ø)[A]가 흘렀다. 이 때에 회로에 유입하는 평균전력 [W]는?

  4. EmImsinø
(정답률: 42%)
  • 평균전력은 전압의 실효값, 전류의 실효값, 그리고 두 값의 위상차에 대한 코사인 값의 곱으로 계산합니다. 전압과 전류의 실효값은 각각 최대값의 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배이므로, 이를 곱하면 $\frac{1}{2}$이 됩니다.
    $$\text{평균전력} = \frac{E_m}{\sqrt{2}} \times \frac{I_m}{\sqrt{2}} \times \cos \phi$$
    $$\text{평균전력} = \frac{1}{2} E_m I_m \cos \phi$$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 그림과 같은 파의 Laplace 변환식은?

(정답률: 47%)
  • 주어진 그래프는 $t=0$에서 $1$로 상승하고 $t=3$에서 $0$으로 하강하는 단위 계단 함수들의 조합입니다. 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    $$F(s) = \frac{1}{s}(1 - e^{-3s})$$
    따라서 정답은 입니다.
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80. 그림과 같은 회로에서 각 계기들의 지시값은 다음과 같다 Ⓥ는 240[V], Ⓐ는 5[A], Ⓦ는 720[W]이다. 이때 인덕턴스 L[H]는 얼마인가? (단, 전원주파수는 60[Hz]라 한다.)

  1. 1/π
  2. 1/2π
  3. 1/3π
  4. 1/4π
(정답률: 54%)
  • 피상전력과 유효전력을 이용하여 무효전력을 구하고, 이를 통해 유도성 리액턴스와 인덕턴스를 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{r} = \sqrt{(V \times I)^{2} - P^{2}}$$
    $$L = \frac{V^{2}}{P_{r} \times 2 \pi f}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{r} = \sqrt{(240 \times 5)^{2} - 720^{2}} = 960$$
    $$L = \frac{240^{2}}{960 \times 2 \pi \times 60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = \frac{1}{2 \pi}$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 전선로의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 옥측 전선로
  2. 터널내 전선로
  3. 산간 전선로
  4. 수상 전선로
(정답률: 46%)
  • 전선로의 종류에는 옥측, 터널내, 수상 전선로 등이 포함되지만, 산간 전선로는 표준적인 전선로 분류 체계에 속하지 않습니다.
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82. 옥내에 시설하는 고압용 이동전선으로 사용 가능한 것은?

  1. 2.6[mm] 연동선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 고압용 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블
  4. 600볼트 고무절연전선
(정답률: 50%)
  • 옥내에 시설하는 고압용 이동전선은 반드시 고압용 캡타이어 케이블을 사용해야 합니다. 따라서 고압용 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블이 정답입니다.
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83. 고압 가공케이블을 설치하기 위한 조가용선은 단면적 몇 [mm2]인 아연도 철연선 또는 이와 동등이상의 세기 및 굵기의 연선을 사용하여야 하는가?

  1. 8
  2. 14
  3. 22
  4. 30
(정답률: 60%)
  • 고압 가공케이블을 지지하기 위해 설치하는 조가용선은 충분한 인장 강도가 필요하며, 단면적 $22\text{mm}^{2}$이상의 아연도 철연선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 연선을 사용해야 합니다.
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84. 지중전선로에 사용하는 지중함의 시설기준이 아닌것은?

  1. 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견딜 수 있을 것.
  2. 그 안에 고인물을 제거할 수 있는 구조일 것.
  3. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열수 없도록 할 것.
  4. 조명 및 세척이 가능한 장치를 하도록 할 것.
(정답률: 69%)
  • 지중함은 외부 압력에 견디는 견고함, 배수 구조, 무단 개방 방지 등의 안전 및 유지관리 기준을 충족해야 합니다. 하지만 조명 및 세척 장치를 반드시 설치해야 한다는 규정은 지중함의 필수 시설기준에 해당하지 않습니다.
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85. 가반형의 용접전극을 사용하는 아크용접장치의 시설에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 600[V]이하일 것.
  2. 용접변압기의 1차측 전로에는 리액터를 시설할 것.
  3. 용접변압기는 절연변압기일 것.
  4. 피용접재 또는 이와 전기적으로 접속되는 받침대, 정반 등의 금속체에는 제2종접지공사를 할 것.
(정답률: 38%)
  • 가반형 용접전극을 사용하는 아크용접장치는 전기적 절연을 통해 감전 사고를 방지해야 하므로 용접변압기는 반드시 절연변압기여야 합니다.

    오답 노트
    용접변압기 1차측 전로의 대지전압: $300\text{V}$이하일 것
    접지공사: 제1종 접지공사를 할 것
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86. 고압 가공인입선의 높이는 그 아래에 위험표시를 하였을 경우에 지표상 높이를 몇 [m]까지로 감할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 43%)
  • 고압 가공인입선의 기본 높이 기준이 있으나, 그 아래에 위험 표시를 하여 안전 조치를 취한 경우에는 지표상 높이를 $3.5\text{m}$까지 낮추어 시설할 수 있습니다.
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87. 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선이 도로 횡단보도교, 철도, 궤도 또는 삭도와 교차하는 경우에는 통신선은 지름 몇 [mm]의 경동선이나 이와 동등이상의 세기의 것이어야 하는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 38%)
  • 특별고압 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선이 도로 횡단보도교, 철도, 궤도 또는 삭도와 교차하는 경우, 기계적 강도를 확보하기 위해 지름 $5\text{mm}$이상의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기를 가진 전선을 사용해야 합니다.
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88. 가공전선로에서 지선의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 허용인장하중이 300[kg] 이상일 것.
  2. 3조 이상의 소선을 꼬아 합친 것일 것.
  3. 소손의 지름은 2.6[mm]이상일 것.
  4. 지선의 안전율은 2.5이상일 것.
(정답률: 48%)
  • 가공전선로 지선의 시설기준에 따르면 허용인장하중은 $200\text{kg}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    3조 이상의 소선 꼬임: 기준 충족
    소선 지름 $2.6\text{mm}$이상: 기준 충족
    안전율 $2.5$이상: 기준 충족
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89. 변압기의 고압측 전로의 1선 지락전류가 4[A]일 때, 일반적인 경우의 제2종 접지저항값은 몇 [Ω]이하로 유지되어야 하는가?

  1. 18.75
  2. 22.5
  3. 37.5
  4. 52.5
(정답률: 45%)
  • 제2종 접지저항값은 지락전류가 흐를 때 접지전위 상승 전압이 기준치(일반적으로 $150\text{V}$) 이하가 되도록 설정합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{150}{4}$
    ③ [최종 결과] $R = 37.5$
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90. 터널내에 3300[V] 전선로를 케이블 공사로 시행하려고 한다. 케이블을 조영재의 옆면 또는 아래면에 따라 붙일 경우에는 케이블의 지지점간의 거리를 몇 [m]이하로 하여야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 5
(정답률: 39%)
  • 전기설비기술기준에 따라 터널 내 케이블 공사 시 케이블을 조영재의 옆면 또는 아래면에 따라 붙여 시설하는 경우, 지지점 간의 거리는 $2\text{m}$이하로 유지하여 케이블의 하중을 적절히 지지해야 합니다.
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91. “지중전선로는 기설 지중 약전류 전선로에 대하여 (가) 또는 (나)에 대하여 통신상의 장해를 주지 않도록 기설 약전류 전선로로부터 충분히 이격시키거나 적당한 방법으로 시설하여야 한다.” (가),(나) 에 알맞은 말은?

  1. (가) 정전용량, (나) 표피작용
  2. (가) 정전용량, (나) 유도작용
  3. (가) 누설전류, (나) 표피작용
  4. (가) 누설전류, (나) 유도작용
(정답률: 54%)
  • 지중전선로 시설 시 기설 약전류 전선로에 통신 장해를 일으키는 주된 원인은 누설전류에 의한 전위 상승과 전자기 유도작용에 의한 유도전압 발생입니다. 따라서 누설전류와 유도작용을 방지하기 위해 충분한 이격 거리를 확보하거나 적절한 차폐 조치를 해야 합니다.
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92. 고압 또는 특별고압전로 중 기계기구 및 전선을 보호하기 위하여 필요한 곳에는 무엇을 설치하여야 하는 가?

  1. 구분개폐기
  2. 단로기
  3. 계전기
  4. 과전류차단기
(정답률: 49%)
  • 고압 또는 특별고압전로에서 기계기구 및 전선을 과전류로 인한 손상으로부터 보호하기 위해서는 과전류차단기를 설치하여 회로를 보호해야 합니다.
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93. 폭연성 분진 또는 화약류의 분발이 전기설비가 발화원이되어 폭발할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내 전기 설비의 배선공사를 할 수 있는 것은?

  1. 애자사용공사
  2. 캡타이어케이블공사
  3. 합성수지관공사
  4. 금속관공사
(정답률: 59%)
  • 폭연성 분진이나 화약류가 있는 위험 장소에서는 전기 불꽃이 외부로 유출되지 않도록 견고한 금속관공사로 시공하여 폭발 사고를 방지해야 합니다.
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94. 플로어덕트공사에 사용되는 금속제 박스는 강판을 몇 [mm] 이상 되는 것으로 사용하여야 하는가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 29%)
  • 플로어덕트공사에 사용되는 금속제 박스는 기계적 강도 확보를 위해 강판 두께 $2.0\text{mm}$이상을 사용해야 합니다.
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95. 일반 주택의 저압 옥내배선을 점검하였더니 다음과 같이 시공되어 있었다. 잘못 시공된 것은?

  1. 욕실의 전등으로 방습 형광등이 시설되어 있다.
  2. 단상 3선식 인입개폐기의 중성선에 동판이 접속되어 있었다.
  3. 합성수지관공사의 관의 지지점간의 거리가 2[m]로 되어 있었다.
  4. 금속관공사로 시공하였고 IV전선을 사용하였다.
(정답률: 37%)
  • 합성수지관공사에서 관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 유지해야 하므로, $2\text{m}$로 시공한 것은 규정 위반입니다.
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96. 발전소, 변전소 등에 시설하는 가스압축기에 접속하여 사용하는 가스 절연기기는 1[kg/cm2]를 넘는 절연가스의 압력을 받는 부분으로 외기에 접하는 부분은 최고 사용 압력의 몇 배의 수압을 연속하여 10분간 가하였을 때에 이에 견디고 새지 아니하여야 하는가?

  1. 1.1
  2. 1.3
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 41%)
  • 가스 절연기기의 기밀 및 내압 시험 기준에 따라, 외기에 접하는 부분은 최고 사용 압력의 $1.5$배의 수압을 $10$분간 가했을 때 견뎌야 합니다.

    오답 노트
    기압 시험 시에는 $1.25$배를 적용합니다.
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97. 특별고압 가공전선로의 지지물 양측의 경간의 차가 큰 곳에 사용되는 철탑은?

  1. 내장형철탑
  2. 인류형철탑
  3. 각도형철탑
  4. 보강형철탑
(정답률: 64%)
  • 지지물 양측의 경간 차가 커서 불평형 하중이 발생하는 곳에서는 이를 보완하여 지지력을 높인 내장형철탑을 사용합니다.
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98. 타냉식의 특별고압용 변압기에는 냉각장치에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 장치를 하여야 하는가?

  1. 경보장치
  2. 속도조정장치
  3. 온도시험장치
  4. 냉매흐름장치
(정답률: 69%)
  • 타냉식 변압기는 외부 냉각 장치에 의존하므로, 냉각 장치 고장 시 변압기 과열로 인한 소손을 방지하기 위해 즉시 알릴 수 있는 경보장치를 설치해야 합니다.
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99. 특별고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기를 시설할 수 없는 용도는?

  1. 전기로 등 전류가 큰 전기를 소비하기 위한 변압기
  2. 광산에서 물을 양수하기 위한 양수기용 변압기
  3. 발전소, 변전소에 사용되는 소내용 변압기
  4. 교류식 전기철도용 신호회로에 전기를 공급하기 위한 변압기
(정답률: 48%)
  • 특별고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기는 안전과 신뢰성이 중요하며, 광산의 양수기용 변압기와 같이 가혹한 환경이나 특정 위험 요소가 있는 용도로는 시설할 수 없습니다.
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100. 저압의 가공직류전차선로의 전선은 특별한 경우에 제외하고 지름 몇 [mm]의 경동선 또는 이와 동등이상의 세기 및 굵기이어야 하는가?

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 7
(정답률: 11%)
  • 저압 가공직류전차선로의 전선은 특별한 경우를 제외하고 지름 $7\text{mm}$이상의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기를 사용해야 합니다.
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