전기산업기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

전기산업기사 2004-05-23 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2004-05-23 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2004-05-23 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 그림과 같이 진공 중에 자극면적이 2cm2, 간격이 0.1cm인 자성체내에서 포화자속밀도가 2Wb/m2일 때 두 자극면사이에 작용하는 힘의 크기는 약 몇 N 인가?

  1. 53
  2. 106
  3. 159
  4. 318
(정답률: 56%)
  • 자성체 사이의 인력을 구하는 공식으로, 포화자속밀도와 자극면적을 이용하여 힘의 크기를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{B^{2}}{2\mu_{0}} S$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2^{2}}{2 \times 4\pi \times 10^{-7}} \times 2 \times 10^{-4}$
    ③ [최종 결과] $F = 318$ N
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2. 간격 d[m]인 두 개의 평행판 전극사이에 유전률 ε의 유전체가 있을 때 전극사이에 전압 v=Vm sinωt를 가하면 변위전류밀도는 몇 A/m2 인가?

(정답률: 50%)
  • 변위전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율과 같으며, 평행판 전극 사이의 전계 세기를 시간 미분하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $J_d = \frac{\partial D}{\partial t} = \epsilon \frac{\partial E}{\partial t} = \epsilon \frac{\partial}{\partial t} (\frac{v}{d})$
    ② [숫자 대입] $J_d = \frac{\epsilon}{d} \frac{\partial}{\partial t} (V_m \sin \omega t)$
    ③ [최종 결과] $J_d = \frac{\epsilon \omega}{d} V_m \cos \omega t$
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3. 정전계에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 전계에너지가 최대로 되는 전하분포의 전계이다.
  2. 전계에너지와 무관한 전하분포의 전계이다.
  3. 전계에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.
  4. 전계에너지가 일정하게 유지되는 전하분포의 전계이다.
(정답률: 70%)
  • 정전계는 전하 분포가 평형을 이루어 더 이상 변화가 없는 상태의 전계이며, 이는 에너지 관점에서 전계에너지가 최소가 되는 상태의 전하 분포를 가집니다.
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4. 비유전률 εs = 5 인 베이크라이트의 한점에서 전계의 세기가 E=104 V/m일 때 이 점의 분극률 x 는 몇 H/m 인가?

(정답률: 58%)
  • 분극률은 전계의 세기와 관계없이 매질의 비유전율과 진공의 유전율에 의해 결정되는 값입니다.
    ① [기본 공식] $X = \epsilon_{0}(\epsilon_{s} - 1)$
    ② [숫자 대입] $X = \frac{1}{36\pi \times 10^{9}}(5 - 1)$
    ③ [최종 결과] $X = \frac{10^{-9}}{9\pi}$
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5. 정현파 자속의 주파수를 4배로 높이면 유기 기전력의 최대값은?

  1. 4배로 감소한다.
  2. 4배로 증가한다.
  3. 2배로 감소한다.
  4. 2배로 증가한다.
(정답률: 76%)
  • 유기 기전력의 최대값은 자속의 주파수에 비례합니다. 따라서 주파수를 4배로 높이면 유기 기전력의 최대값 또한 4배로 증가합니다.
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6. 권수 600, 자기인덕턴스 1 mH의 코일에 3A의 전류가 흐를 때 이 코일면을 지나는 자속은 몇 Wb 인가?

  1. 2×10-6
  2. 3×10-6
  3. 5×10-6
  4. 9×10-6
(정답률: 57%)
  • 자기인덕턴스의 정의에 따라 코일의 자속은 인덕턴스와 전류의 곱을 권수로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Phi = \frac{LI}{N}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Phi = \frac{1 \times 10^{-3} \times 3}{600}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Phi = 5 \times 10^{-6}$$
    따라서 자속은 $5 \times 10^{-6}\text{ Wb}$ 입니다.
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7. 자계의 세기 H[AT/m], 자속밀도 B[Wb/m2], 투자율μ[H/m]인 자성체에 저장되는 에너지 밀도는 몇 Ｊ/m3 인가?

  1. H B
(정답률: 53%)
  • 자성체 내의 단위 체적당 저장되는 자계 에너지 밀도는 자속밀도 $B$와 자계의 세기 $H$의 곱의 절반으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $w = \frac{1}{2}HB$
    ② [숫자 대입] (기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $w = \frac{1}{2}HB$
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8. 투자율이 μ이고, 감자율이 N인 자성체를 외부자계 H o중에 놓았을 때의 자성체의 자화의 세기는 몇 Ｊ 인가?

(정답률: 43%)
  • 외부 자계 $H_0$ 내에 있는 자성체의 자화의 세기 $J$는 자성체의 투자율 $\mu_s$, 진공의 투자율 $\mu_0$, 그리고 감자율 $N$을 고려하여 결정됩니다.
    자성체 내부의 자계는 외부 자계에서 감자장(Demagnetizing field)을 뺀 값이며, 이를 자화의 세기 공식에 대입하면 다음과 같은 최종 식이 도출됩니다.
    $$J = \frac{\mu_0(\mu_s-1)}{1+N(\mu_s-1)}H_0$$
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9. 자극의 세기 4×10-6 Wb, 길이 20㎝인 막대자석을 150A/m의 평등 자계내에 자계와 60도의 각으로 놓았을 때 자석이 받는 회전력은 몇 Nㆍm 인가?

  1. 3√3 × 10-4
  2. 6√3 × 10-4
  3. 3√3 × 10-5
  4. 6√3 × 10-5
(정답률: 46%)
  • 자석이 자계 내에서 받는 회전력(토크)은 자극의 세기, 자석의 길이, 자계의 세기 및 각도의 사인 값의 곱으로 계산합니다.
    ① $T = m \ell H \sin \theta$
    ② $T = 4 \times 10^{-6} \times 0.2 \times 150 \times \sin 60^{\circ}$
    ③ $T = 6\sqrt{3} \times 10^{-5}$
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10. 변압기 철심으로 규소강판이 사용되는 주된 이유는?

  1. 와류손을 적게 하기 위하여
  2. 큐리온도를 높이기 위하여
  3. 히스테리시스손을 적게 하기 위하여
  4. 부하손(동손)을 적게 하기 위하여
(정답률: 77%)
  • 규소강판은 철심의 자기 이력 현상을 줄여 에너지 손실인 히스테리시스손을 최소화하기 위해 사용됩니다.

    오답 노트
    와류손: 규소강판의 성층화(얇게 겹침)를 통해 줄이는 손실입니다.
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11. 공기 중에서 반지름 a[m]의 도체구에 Q[C]의 전하를 주었을때 전위가 V[V]로 되었다. 이 도체구가 갖는 에너지는?

(정답률: 38%)
  • 도체구에 전하를 축적시키는 데 필요한 정전 에너지를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} Q V$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times Q \times \frac{Q}{4 \pi \epsilon_{0} a}$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{Q^{2}}{8 \pi \epsilon_{0} a}$
    따라서 정답은 입니다.
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12. 평등자계 H[AT/m]에 수직으로 전자가 속도 v[m/s]로 입사할 때, 이 전자의 궤도 r[m]는? (단, 전자의 전하를 e[C], 질량을 m[kg]이라 한다.)

(정답률: 46%)
  • 자기장 내에서 움직이는 전자가 받는 로런츠 힘이 구심력으로 작용하여 원운동을 하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $r = \frac{m v}{e B}$
    ② [숫자 대입] $r = \frac{m v}{e \mu_{0} H}$
    ③ [최종 결과] $r = \frac{m v}{e \mu_{0} H}$
    따라서 정답은 입니다.
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13. div i = 0 에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 도체내에 흐르는 전류는 연속적이다.
  2. 도체내에 흐르는 전류는 일정하다.
  3. 단위시간당 전하의 변화는 없다.
  4. 도체내에 전류가 흐르지 않는다.
(정답률: 50%)
  • $\text{div } i = 0$은 전하 보존 법칙을 나타내며, 이는 특정 지점에서 전류의 유입량과 유출량이 같아 전하가 축적되지 않고 연속적으로 흐름을 의미합니다.

    오답 노트
    도체내에 전류가 흐르지 않는다: $\text{div } i = 0$은 전류의 흐름이 일정하고 연속적이라는 뜻이지, 전류가 $0$이라는 의미가 아닙니다.
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14. 여러가지 도체의 전하 분포에 있어서 각 도체의 전하를 n배하면 중첩의 원리가 성립하기 위해서는 그 전위는 어떻게 되는가?

  1. 배가 된다.
  2. n 배가 된다.
  3. 2n 배가 된다.
  4. n2 배가 된다.
(정답률: 61%)
  • 중첩의 원리에 따라 전위는 전하량에 비례합니다. 따라서 각 도체의 전하를 $n$배 하면, 그에 따른 전위 또한 동일하게 $n$배가 됩니다.
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15. 자유공간에 있어서의 포인팅 벡터를 P [W/m2]이라 할 때, 전계의 세기의 실효값 Ee[V/m]를 구하면?

  1. 377P
(정답률: 58%)
  • 자유공간에서 포인팅 벡터 $P$와 전계의 실효값 $E_{e}$ 사이의 관계는 고유 임피던스 $\eta_{0} \approx 377\Omega$를 이용하여 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $P = E_{e}^{2} \times \frac{1}{\eta_{0}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{E_{e}^{2}}{377}$
    ③ [최종 결과] $E_{e} = \sqrt{377P}$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 그림과 같은 회로에서 a, b 양단의 합성 정전용량은 몇 C인가?

  1. 2.6
  2. 3.6
  3. 4.6
  4. 5.6
(정답률: 48%)
  • 회로의 정전용량을 구할 때는 병렬은 합산하고, 직렬은 역수의 합의 역수로 계산합니다. 주어진 회로에서 $2\text{C}$ 커패시터 양단의 전위가 같아 무시 가능한 구조임을 파악하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C_{total} = C_{upper} + C_{lower}$
    ② [숫자 대입] $C_{total} = \frac{6 \times 8 \times 8}{6 \times 8 + 8 \times 8 + 6 \times 8} \text{ (단순화)} \rightarrow \frac{6 \times 4}{6 + 4} + \frac{3 \times (1+1)}{3 + (1+1)}$
    ※ 실제 풀이: 윗줄 직렬 $\frac{6 \times 4}{6 + 4} = 2.4\text{C}$, 아랫줄 직렬 $\frac{3 \times 2}{3 + 2} = 1.2\text{C}$ (병렬 구간 $1\text{C}+1\text{C}=2\text{C}$ 적용)
    ③ [최종 결과] $C_{total} = 2.4 + 1.2 = 3.6$
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17. 한 금속에서 전류의 흐름으로 인한 온도 구배부분의 주울열 이외의 발열 또는 흡열에 관한 현상은?

  1. 펠티에 효과 (Peltier effect)
  2. 볼타 법칙 (Volta law)
  3. 제어벡 효과 (Seebeck effect)
  4. 톰슨 효과(Thomson effect)
(정답률: 63%)
  • 동일한 금속 도체 내에서 전류가 흐를 때, 온도 구배(온도 차이)가 있는 지점에서 열을 흡수하거나 방출하는 현상을 톰슨 효과라고 합니다.

    오답 노트
    펠티에 효과: 서로 다른 두 금속의 접점에서 전류가 흐를 때 발생하는 열전 현상
    제어벡 효과: 두 금속의 접합부에 온도차를 주었을 때 기전력이 발생하는 현상
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18. 무한평면의 표면을 가진 비유전율 εr 인 유전체의 표면 전방의 공기 중 d[m]지점에 놓인 점전하 Q[C]에 작용하는 힘은 몇 N 인가?

(정답률: 36%)
  • 유전체 표면 근처의 점전하에 작용하는 힘은 영상전하법을 이용하여 계산하며, 비유전율 $\epsilon_r$에 따른 영상전하의 크기를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F = -\frac{1}{4 \pi \epsilon_0} \frac{Q^2 (\epsilon_r - 1)}{d^2 (\epsilon_r + 1)}$
    ② [숫자 대입] $F = -2.25 \times 10^9 \times \frac{Q^2 (\epsilon_r - 1)}{d^2 (\epsilon_r + 1)}$
    ③ [최종 결과] $F = -2.25 \times 10^9 \times \frac{Q^2 (\epsilon_r - 1)}{d^2 (\epsilon_r + 1)}$
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19. 그림과 같은 간격 d 인 무한히 긴 2개의 평행 도선에 전류 I가 반대 방향으로 흐를 때 임의의 점 P 의 자계의 세기는?

(정답률: 43%)
  • 반대 방향으로 전류가 흐르는 두 평행 도선에 의한 자계의 세기는 각 도선이 만드는 자계의 벡터 합으로 구합니다. 점 P에서의 자계 성분을 합성하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I d}{2 \pi r_1 r_2}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{I d}{2 \pi r_1 r_2}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I d}{2 \pi r_1 r_2}$
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20. 유전분극의 종류가 아닌 것은?

  1. 전하분극
  2. 전자분극
  3. 이온분극
  4. 배향분극
(정답률: 27%)
  • 유전분극은 외부 전계에 의해 전하가 치우치는 현상으로, 전자분극, 이온분극, 배향분극의 세 가지 종류가 있습니다. 전하분극이라는 용어는 유전분극의 종류에 해당하지 않습니다.
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2과목: 전력공학

21. 송전선로에서 매설지선의 설치 목적은?

  1. 코로나 전압의 감소
  2. 뇌해의 방지
  3. 기계적 강도의 증가
  4. 절연강도의 증가
(정답률: 69%)
  • 매설지선은 철탑의 기초 부분에서 땅속으로 연결하여, 뇌격 시 뇌전류를 신속하게 대지로 방전시켜 뇌해를 방지하는 것이 목적입니다.
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22. 송전선용 표준철탑 설계의 경우 일반적으로 가장 큰 하중은?

  1. 풍압
  2. 애자, 전선의 중량
  3. 빙설
  4. 전선의 인장강도
(정답률: 68%)
  • 송전선용 표준철탑 설계 시, 전선과 철탑 구조물에 가해지는 바람의 힘인 풍압이 일반적으로 가장 큰 하중으로 작용합니다.
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23. 중성점 저항접지방식에서 1선 지락시의 영상전류를 I o라고 할 때 저항을 통하는 전류는 어떻게 표현되는가?

  3. 3I o
  4. 6I o
(정답률: 52%)
  • 1선 지락 사고 시 중성점으로 흐르는 지락 전류는 영상 전류의 3배와 같습니다. 따라서 저항을 통하는 전류는 $3I_o$로 표현됩니다.
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24. 고압 배전선로의 선간전압을 3300V에서 5700V로 승압하는 경우, 같은 전선으로 전력손실을 같게 한다면 약 몇 배의 전력을 공급할 수 있겠는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 53%)
  • 전력손실이 일정할 때, 공급 가능한 전력은 전압의 제곱에 비례합니다. 따라서 승압 전후의 전압비의 제곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{ratio} = (\frac{V_2}{V_1})^2$
    ② [숫자 대입] $P_{ratio} = (\frac{5700}{3300})^2$
    ③ [최종 결과] $P_{ratio} = 2.98 \approx 3$
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25. 송전선로에서 복도체를 사용하는 주된 이유는?

  1. 많은 전력을 보내기 위하여
  2. 코로나 발생을 억제하기 위하여
  3. 전력손실을 적게하기 위하여
  4. 선로정수를 평형시키기 위하여
(정답률: 66%)
  • 복도체를 사용하면 전선의 등가 반지름이 증가하여 전선 표면의 전위경도가 낮아지므로, 코로나 발생을 효과적으로 억제할 수 있습니다.
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26. % 임피던스에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 터빈발전기의 % 임피던스는 수차의 % 임피던스보다 적다.
  2. 전기기계의 % 임피던스가 크면 차단용량이 작아진다.
  3. % 임피던스는 % 리액턴스보다 작다.
  4. 직렬리액터는 % 임피던스를 적게 하는 작용이 있다.
(정답률: 41%)
  • 차단용량은 % 임피던스에 반비례하므로, % 임피던스가 클수록 고장 전류가 감소하여 차단용량은 작아집니다.

    오답 노트
    터빈발전기: 수차발전기보다 % 임피던스가 큼
    % 임피던스: % 리액턴스를 포함하는 개념으로 일반적으로 더 큼
    직렬리액터: % 임피던스를 증가시켜 단락전류를 제한함
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27. 송전선로에 근접한 통신선에서 발생하는 유도장해에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 정전유도의 원인은 전력선의 영상전압에 의해 발생한다.
  2. 전자유도의 원인은 전력선의 영상전류에 의해 발생한다.
  3. 유도장해를 억제하기 위하여 송전선에 충분한 연가를 한다.
  4. 유도되는 전압은 통신선의 길이에 비례한다.
(정답률: 54%)
  • 유도전압은 통신선의 길이에 비례하는 것이 아니라, 통신선과 전력선 사이의 결합 계수 및 전압/전류의 크기에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    정전유도: 전력선의 영상전압이 원인임
    전자유도: 전력선의 영상전류가 원인임
    연가: 유도장해를 억제하는 효과적인 방법임
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28. 피뢰기의 구조에서 전ㆍ자기적인 충격으로부터 보호하는 구성 요소는?

  1. 쉴드링
  2. 특성 요소
  3. 직렬갭
  4. 소호 리액터
(정답률: 45%)
  • 쉴드링은 피뢰기 상단에 설치되어 외부의 전·자기적 충격이나 유도뢰로부터 내부의 특성 요소를 보호하는 역할을 합니다.
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29. 배전선로의 부하율이 F 일 때 손실계수 H 는?

  1. F 와 F2 의 합
  2. F 와 같은 값
  3. F 와 F2 의 중간 값
  4. F2 과 같은 값
(정답률: 58%)
  • 부하율 $F$와 손실계수 $H$의 관계는 일반적으로 $F$와 $F^{2}$의 사이에 위치하는 특성을 가집니다. 따라서 손실계수 $H$는 $F$와 $F^{2}$의 중간 값입니다.
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30. 전력계통의 안정도의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 상태 안정도
  2. 정태 안정도
  3. 과도 안정도
  4. 동태 안정도
(정답률: 62%)
  • 전력계통의 안정도는 크게 정태 안정도, 동태 안정도, 과도 안정도의 세 가지로 분류합니다.

    오답 노트
    상태 안정도: 전력계통 안정도의 분류에 해당하지 않는 용어임
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31. 전력계통의 전압 조정설비의 특징에 대한 설명 중 틀린것은?

  1. 병렬콘덴서는 진상능력만을 가지며 병렬리액터는 진상능력이 없다.
  2. 동기조상기는 무효전력의 공급과 흡수가 모두 가능 하여 진상 및 지상용량을 갖는다.
  3. 동기조상기는 조정의 단계가 불연속이나 직렬콘덴서 및 병렬리액터는 그것이 연속적이다.
  4. 병렬리액터는 장거리 초고압 송전선 또는 지중선 계통의 충전용량 보상용으로 주요 발ㆍ변전소에 설치 된다.
(정답률: 45%)
  • 동기조상기는 여자 전류를 조절하여 무효전력을 연속적으로 조정할 수 있는 반면, 직렬콘덴서나 병렬리액터는 설비 용량 단위로 투입하거나 개방하므로 조정 단계가 불연속적입니다.

    오답 노트
    동기조상기는 조정의 단계가 불연속이나 직렬콘덴서 및 병렬리액터는 그것이 연속적이다: 설명이 정반대로 되어 있음
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32. 일반적인 경우 그 값이 1 이상인 것은?

  1. 수용률
  2. 전압강하율
  3. 부하율
  4. 부등률
(정답률: 75%)
  • 부등률은 각 부하의 최대 전력 요구 시간이 서로 다르기 때문에 발생하며, 분모인 개별 최대 전력의 합보다 분자인 합성 최대 전력이 항상 작거나 같으므로 그 값은 항상 1 이상이 됩니다.
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33. 그림과 같은 4단자 정수를 가진 2개의 회로가 직렬로 연결되어 있을 때 합성 4단자 정수는?

(정답률: 52%)
  • 두 개의 4단자 회로가 직렬로 연결된 경우, 전체 합성 4단자 정수는 각 회로의 정수 행렬을 곱하여 구할 수 있습니다.
    $$\begin{bmatrix} A & B \\ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} A_1 & B_1 \\ C_1 & D_1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} A_2 & B_2 \\ C_2 & D_2 \end{bmatrix}$$
    행렬 곱셈 법칙에 따라 각 성분을 계산하면 다음과 같습니다.
    $$A = A_1 A_2 + B_1 C_2$$
    $$B = A_1 B_2 + B_1 D_2$$
    $$C = C_1 A_2 + D_1 C_2$$
    $$D = C_1 B_2 + D_1 D_2$$
    따라서 정답은 입니다.
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34. 재폐로 차단기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배전선로용은 고장구간을 고속 차단하여 제거한 후 다시 수동조작에 의해 배전이 되도록 설계된 것이다.
  2. 재폐로계전기와 함께 설치하여 계전기가 고장을 검출하여 이를 차단기에 통보, 차단하도록 된 것이다.
  3. 3상 재폐로 차단기는 1상의 차단이 가능하고 무전압 시간을 약 20∼30초로 정하여 재폐로하도록 되어 있다.
  4. 송전선로의 고장구간을 고속 차단하고 재송전하는 조작을 자동적으로 시행하는 재폐로 차단장치를 장비한 자동차단기이다.
(정답률: 62%)
  • 재폐로 차단기는 송전선로에서 일시적인 고장이 발생했을 때, 고장 구간을 고속으로 차단한 후 자동으로 다시 투입하여 전력 공급을 재개하는 장치입니다.

    오답 노트
    배전선로용 수동조작: 자동적으로 시행되어야 함
    재폐로계전기 통보: 차단기 자체가 자동 조작 기능을 포함함
    1상 차단 및 20~30초: 일반적으로 3상 동시 차단하며 무전압 시간은 훨씬 짧음
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35. 단상2선식의 교류 배전선이 있다. 전선 한 줄의 저항은 0.15Ω, 리액턴스는 0.25Ω이다. 부하는 무유도성으로 100V, 3kW일 때 급전점의 전압은 약 몇 V 인가?

  1. 100
  2. 110
  3. 120
  4. 130
(정답률: 55%)
  • 급전점 전압은 부하단 전압에 전선에서 발생하는 전압 강하를 더해 계산합니다. 단상 2선식이므로 전선 저항은 2배로 계산하며, 무유도성 부하이므로 리액턴스는 무시합니다.
    ① [기본 공식] $V_s = V_r + 2 I R$
    ② [숫자 대입] $V_s = 100 + (2 \times \frac{3000}{100} \times 0.15)$
    ③ [최종 결과] $V_s = 109\text{ V}$
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36. 뒤진 역률 80%, 1000kW의 3상 부하가 있다. 이것에 전력용콘덴서를 설치하여 역률을 95%로 개선하는데 필요한 전력용콘덴서의 용량은 약 몇 kVA 가 되겠는가?

  1. 376
  2. 398
  3. 422
  4. 464
(정답률: 59%)
  • 전력용 콘덴서 용량은 부하 전력에 역률 개선 전후의 $\tan$ 값의 차이를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $Q = P(\tan\theta_1 - \tan\theta_2)$
    ② [숫자 대입] $Q = 1000 \times (\frac{\sqrt{1-0.8^2}}{0.8} - \frac{\sqrt{1-0.95^2}}{0.95})$
    ③ [최종 결과] $Q = 421.3\text{ kVA}$
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37. 낙차 350m, 회전수 600rpm인 수차를 325m의 낙차에서 사용할 때의 회전수는 약 몇 rpm 인가?

  1. 500
  2. 560
  3. 578
  4. 600
(정답률: 50%)
  • 수차의 회전수는 낙차의 제곱근에 비례한다는 원리를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N_2 = N_1 \times \sqrt{\frac{H_2}{H_1}}$
    ② [숫자 대입] $N_2 = 600 \times \sqrt{\frac{325}{350}}$
    ③ [최종 결과] $N_2 = 578\text{ rpm}$
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38. 동일한 2대의 단상변압기를 V결선하여 3상전력을 100kVA까지 배전할 수 있다면 똑같은 단상변압기 1대를 추가하여 △결선하게 되면 3상전력을 약 몇 kVA 까지 배전할 수 있겠는가?

  1. 57.7
  2. 70.5
  3. 141.4
  4. 173.2
(정답률: 59%)
  • V결선 시 3상 전력은 단상 변압기 1대 용량의 $\sqrt{3}$배가 됩니다. 따라서 단상 변압기 1대의 용량을 먼저 구한 뒤, 이를 $\Delta$결선(3대 사용)했을 때의 전체 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{\Delta} = 3 \times \frac{P_{V}}{\sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $P_{\Delta} = 3 \times \frac{100}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $P_{\Delta} = 173.2\text{ kVA}$
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39. 우리나라의 특고압 배전방식으로 가장 많이 사용되고 있는 것은?

  1. 단상2선식
  2. 3상3선식
  3. 3상4선식
  4. 2상4선식
(정답률: 75%)
  • 우리나라의 전력 계통에서 송전 단계에서는 3상3선식을 주로 사용하지만, 배전 단계에서는 효율적인 전력 공급과 중성선 활용을 위해 3상4선식을 가장 많이 사용합니다.
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40. 전원이 양단에 있는 방사상 송전선로의 단락보호에 사용되는 계전기의 조합 방식은?

  1. 방향거리계전기와 과전압계전기의 조합
  2. 방향단락계전기와 과전류계전기의 조합
  3. 선택접지계전기와 과전류계전기의 조합
  4. 부족전류계전기와 과전압계전기의 조합
(정답률: 65%)
  • 전원이 양단에 위치한 방사상 송전선로의 단락 사고를 보호하기 위해서는 전류의 방향과 크기를 모두 감시해야 하므로 방향단락계전기와 과전류계전기를 조합하여 사용합니다.

    오답 노트
    방향[거리] 계전기: 전원 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용
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3과목: 전기기기

41. 변압기의 결선중에서 6상측의 부하가 수은정류기일때 주로 사용되는 결선은?

  1. 포오크 결선(fork connection)
  2. 환상 결선(ring connection)
  3. 2중3각 결선(double star connection)
  4. 대각 결선(diagonal connection)
(정답률: 48%)
  • 3상-6상 변환 방식 중에서도 특히 부하가 수은정류기일 때 주로 사용하는 결선 방식은 포오크 결선(fork connection)입니다.

    오답 노트
    대각 결선, 2중3각 결선: 3상-6상 변환 방식이나 수은정류기 부하에 최적화된 방식이 아님
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42. 단상 직권 정류자 전동기의 회전 속도를 높이는 이유는?

  1. 리액턴스 강하를 크게 한다.
  2. 전기자에 유도되는 역기전력을 적게 한다.
  3. 역률을 개선한다.
  4. 토크를 증가시킨다.
(정답률: 41%)
  • 단상 직권 정류자 전동기는 기본적으로 역률이 낮기 때문에, 회전 속도를 높여 역기전력을 증가시킴으로써 전류를 억제하고 결과적으로 역률을 개선할 수 있습니다.
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43. 변압기의 백분률 리액턴스 강하가 저항강하의 3배라고 하면 정격전류에 있어서 전압 변동률이 0 이 될 앞선 역률의 크기는?

  1. 약 0.80
  2. 약 0.85
  3. 약 0.90
  4. 약 0.95
(정답률: 24%)
  • 전압 변동률이 $0$이 되는 조건은 저항 강하에 의한 전압 강하와 리액턴스 강하에 의한 전압 강하가 서로 상쇄될 때입니다.
    ① [기본 공식]
    $$p \cos \theta + q \sin \theta = 0$$
    ② [숫자 대입]
    $$p \cos \theta + 3p \sin \theta = 0$$
    $$\tan \theta = -\frac{1}{3}$$
    $$\cos \theta = \frac{3}{\sqrt{3^2 + 1^2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\cos \theta = 0.948 \approx 0.95$$
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44. 다음은 유도발전기의 원리를 설명한 것이다. 틀린것은?

  1. 회전자권선은 유도전동기와 반대로 회전자속을 자른다.
  2. 유도기전력 및 전류의 방향은 유도전동기와 반대로 된다.
  3. 회전자전류와 회전자속의 토크의 방향은 회전자의 회전방향과 같게 된다.
  4. 고정자의 부하전류의 방향은 전동기의 경우와 반대이다.
(정답률: 43%)
  • 유도발전기는 전동기와 반대로 외부에서 회전자를 동기 속도보다 빠르게 회전시켜 전력을 생산합니다. 이때 발생하는 토크의 방향은 회전자의 회전 방향과 반대 방향(제동 토크 방향)으로 작용하여 회전을 방해하려 합니다.
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45. 가동 복권발전기의 내부 결선을 바꾸어 직권발전기로 사용하려면?

  1. 직권계자를 단락 시킨다
  2. 분권계자를 개방시킨다
  3. 직권계자를 개방시킨다
  4. 외분권 복권형으로 한다
(정답률: 47%)
  • 복권발전기는 직권계자와 분권계자를 모두 가지고 있습니다. 여기서 분권계자를 개방시켜 전류가 흐르지 않게 하면, 오직 직권계자만 작동하게 되어 직권발전기로 동작하게 됩니다.
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46. 직류기의 양호한 정류를 얻는 조건이 아닌 것은?

  1. 정류 주기를 크게 할것
  2. 정류 코일의 인덕턴스를 작게 할것
  3. 리액턴스 전압을 작게 할것
  4. 브러시 접촉 저항을 작게 할것
(정답률: 65%)
  • 양호한 정류를 위해서는 리액턴스 전압을 낮추어 전류의 변화를 빠르게 해야 합니다. 이를 위해 정류 주기를 크게 하고, 코일의 인덕턴스를 작게 하며, 리액턴스 전압을 낮추는 것이 필수적입니다. 브러시 접촉 저항은 정류 과정에서 전압 강하를 일으키는 요소이므로, 이를 무조건 작게 하는 것이 정류의 직접적인 개선 조건은 아닙니다.
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47. 브러시 호울더(brush holder)는 브러시를 정류자면의 적당한 위치에서 스프링에 의하여 항상 일정한 압력으로 정류자 면에 접촉하여야 한다. 가장 적당한 압력[kg/cm2]은?

  1. 1∼ 2 [kg/cm2]
  2. 0.5 ∼ 1[kg/cm2]
  3. 0.15 ∼ 0.25 [kg/cm2]
  4. 0.01 ∼ 0.15 [kg/cm2]
(정답률: 74%)
  • 브러시 호울더는 브러시가 정류자 면에 항상 일정한 압력으로 접촉하도록 유지해야 하며, 이때 가장 적당한 표준 압력 범위는 $0.15 \sim 0.25 \text{ kg/cm}^2$ 입니다.
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48. 3상 수은정류기의 직류 부하전류(평균)에 100[A] 되는 1상 양극 전류 실효치[A]는?

  1. 100√3
  2. 100/3
(정답률: 35%)
  • 3상 수은정류기에서 직류 부하전류 $I_{dc}$와 1상 양극 전류 실효치 $I_{rms}$의 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $I_{rms} = \frac{I_{dc}}{\sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $I_{rms} = \frac{100}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $I_{rms} = \frac{100}{\sqrt{3}}$
    따라서 정답은 입니다.
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49. 직류 전동기를 전 부하 전류 이하 동일 전류에서 운전할 경우 회전수가 큰 순서대로 나열하면?

  1. 직권, 화동(가동) 복권, 분권, 차동 복권
  2. 직권, 차동 복권, 분권, 화동(가동) 복권
  3. 차동 복권, 분권, 화동(가동) 복권, 직권
  4. 화동(가동) 복권, 분권, 차동 복권, 직권
(정답률: 57%)
  • 동일 전류 운전 시, 자속이 가장 많이 감소하여 회전수가 가장 빠른 직권 전동기부터 자속이 증가하여 회전수가 가장 느린 차동 복권 전동기 순으로 나타납니다.
    회전수 순서: 직권 > 화동(가동) 복권 > 분권 > 차동 복권
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50. 동기 발전기 단자부근에서 단락이 일어났다고 하면 단락전류는?

  1. 서서히 증가한다.
  2. 처음은 크나 점차로 감소한다.
  3. 처음부터 일정한 큰 전류가 흐른다.
  4. 발전기는 즉시 정지한다.
(정답률: 63%)
  • 동기 발전기에서 단락 사고가 발생하면 초기에는 과도 리액턴스에 의해 매우 큰 단락전류가 흐르지만, 시간이 지남에 따라 리액턴스 값이 증가하면서 전류는 점차 감소하게 됩니다.
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51. 3300[V], 60[Hz]의 Y결선의 3상 유도전동기가 있다. 철손을 1020[W]라 하면 1상의 여자콘덕턴스는?

  1. 56.1 × 10-5[℧]
  2. 18.7 × 10-5[℧]
  3. 9.37 × 10-5[℧]
  4. 6.12 × 10-5[℧]
(정답률: 32%)
  • 철손과 전압, 여자콘덕턴스의 관계식을 이용하여 1상의 여자콘덕턴스를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{P}{V^{2}}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{1020}{3300^{2}}$
    ③ [최종 결과] $G = 9.37 \times 10^{-5}$ $\mho$
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52. 일정전압으로 운전하는 직류전동기의 손실이 x+yI2으로 될 때 어떤 전류에서 효율이 최대가 되는가? (단, x,y는 정수이다.)

(정답률: 57%)
  • 전동기의 효율이 최대가 되는 조건은 고정손(상수손)과 가변손(동손)이 같을 때입니다.
    ① [기본 공식] $x = yI^2$
    ② [숫자 대입] $I^2 = \frac{x}{y}$
    ③ [최종 결과]
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53. 부하에 관계없이 변압기에 흐르는 전류로서 자속만을 만드는 것은?

  1. 1차전류
  2. 철손전류
  3. 여자전류
  4. 자화전류
(정답률: 57%)
  • 변압기에서 부하의 유무와 관계없이 철심에 자속을 형성하기 위해 흐르는 전류를 자화전류라고 합니다.

    오답 노트
    여자전류: 자화전류와 철손전류를 합친 전체 전류
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54. 1차(고정자측) 1상당 저항이 r1[Ω], 리액턴스 x1[Ω]이고 1차에 환산한 2차측(회전자측) 1상당 저항은 r2'[Ω], 리액턴스 x2'[Ω]가 되는 권선형 유도 전동기가 있다. 2차 회로는 Y로 접속되어 있으며, 비례추이를 이용하여 최대 토크로서 기동시킬려고 하면 2차에 1상당 얼마의 외부저항(1차에 환산한 값)을 연결하면 되는가?

(정답률: 32%)
  • 비례추이 원리에 따라 기동 시 최대 토크를 얻기 위해서는 2차 저항의 합이 1차 누설 리액턴스와 2차 누설 리액턴스의 합과 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{r_1^2 + (x_1 + x_2')^2} - r_2'$
    ② [숫자 대입] $R = \sqrt{r_1^2 + (x_1 + x_2')^2} - r_2'$
    ③ [최종 결과]
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55. 전동기에서 회전력이 작용하는 방향으로 맞는 것은?

  1. 인덕턴스가 증가하는 방향
  2. 자기저항이 증가하는 방향
  3. 시스템의 에너지가 증가하는 방향
  4. 전류가 증가하는 방향
(정답률: 39%)
  • 전동기의 회전력(토크)은 시스템의 자기 에너지를 증가시켜 인덕턴스가 최대가 되는 방향으로 작용하려는 성질을 가집니다.
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56. 동기 발전기의 운전중 갑자기 단자 부근에서 단락이 일어났다고 하면 단락전류는?

  1. 계속 증가한다
  2. 발전기가 즉시 정지한다
  3. 일정한 큰 전류가 흐른다
  4. 처음은 큰 전류가 흐르나 점차로 감소한다
(정답률: 70%)
  • 동기 발전기 단자 단락 시, 처음에는 과도 상태로 인해 매우 큰 단락 전류가 흐르지만, 시간이 지남에 따라 과도 전류 성분이 감쇠하여 점차 감소하게 됩니다.
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57. 회전자 입력 10[Kw], 슬립4[%]인 3상 유도전동기의 2차동손[Kw]은?

  1. 약 0.4
  2. 약 0.3
  3. 약 0.5
  4. 약 0.6
(정답률: 17%)
  • 유도전동기에서 2차 동손은 회전자 입력에 슬립을 곱하여 간단히 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{c2} = P_0 \times s$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{c2} = 10 \times 0.04$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_{c2} = 0.4$$
    따라서 2차 동손은 약 $0.4\text{ kW}$ 입니다.
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58. 단상 변압기가 있다. 전부하에서 2차 전압은 115[V]이고, 전압 변동률은 2[%]이다. 1차 단자 전압은? (단, 1차 2차 권선비는 20:1이다)

  1. 2346 [V]
  2. 2326 [V]
  3. 2356 [V]
  4. 2336 [V]
(정답률: 53%)
  • 전압 변동률을 고려하여 무부하 시의 2차 전압을 구한 뒤, 권선비를 곱하여 1차 단자 전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_1 = V_2 \times (1 + \epsilon) \times a$
    ② [숫자 대입] $V_1 = 115 \times (1 + 0.02) \times 20$
    ③ [최종 결과] $V_1 = 2346\text{ V}$
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59. 차단기의 트립 방식이 아닌 것은?

  1. 전압 트립 방식
  2. 과전류 트립 방식
  3. 부족 전압 트립 방식
  4. 인덕터 트립 방식
(정답률: 48%)
  • 차단기의 트립 방식에는 전압 트립, 과전류 트립, 부족 전압 트립 방식 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    인덕터 트립 방식: 존재하지 않는 트립 방식입니다.
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60. 동기 발전기에서 전기자 전류를 I, 유기기전력과 전기자전류와의 위상각을 θ 라하면 횡축 반작용을 하는 성분은?

  1. Icot θ
  2. Itan θ
  3. Isin θ
  4. Icos θ
(정답률: 51%)
  • 동기 발전기에서 전기자 전류 $I$와 유기기전력 사이의 위상각이 $\theta$일 때, 전류의 성분 중 유기기전력과 동상인 성분인 $I\cos\theta$가 횡축 반작용을 일으킵니다.
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4과목: 회로이론

61. 어떤 R-L-C 병렬회로가 병렬공진되었을 때 합성 전류는?

  1. 최대가 된다.
  2. 최소가 된다.
  3. 전류는 흐르지 않는다.
  4. 전류는 무한대가 된다.
(정답률: 41%)
  • RLC 병렬회로가 공진 상태가 되면 어드미턴스가 최소가 되고, 임피던스는 최대가 됩니다. 옴의 법칙에 의해 임피던스가 최대일 때 회로에 흐르는 합성 전류는 최소가 됩니다.
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62. 9[Ω]과 3[Ω]의 저항 3개를 그림과 같이 연결 하였을 때 A,B 사이의 합성저항은 얼마인가?

  1. 6[Ω]
  2. 4[Ω]
  3. 3[Ω]
  4. 2[Ω]
(정답률: 55%)
  • 회로의 브릿지 평형 조건(양곱의 일치)을 확인하면 가운데 $3\Omega$ 저항은 전류가 흐르지 않아 무시할 수 있습니다. 따라서 $9\Omega$ 저항 3개가 모두 병렬로 연결된 구조가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{R_{AB}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{R_{AB}} = \frac{1}{9} + \frac{1}{9} + \frac{1}{9}$
    ③ [최종 결과] $R_{AB} = 3\Omega$
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63. f(t)=δ (t)-bε-bt 의 라플라스 변환은? (단, δ(t)는 임펄스 함수이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 28%)
  • 임펄스 함수 $\delta(t)$의 라플라스 변환은 $1$이며, 지수함수 $b e^{-bt}$의 라플라스 변환은 $\frac{b}{s+b}$입니다. 이를 합산하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$F(s) = 1 - \frac{b}{s+b}$$
    위 식을 통분하여 정리하면 정답인 $\frac{s}{s+b}$가 도출됩니다.
    $$\frac{s+b-b}{s+b} = \frac{s}{s+b}$$
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64. 전달함수 C(s) = G(s)R(s)에서 입력함수를 단위 임펄스 즉 δ(t)로 가할때 계의 응답은?

  1. C(s)=G(s)δ (s)
  4. C(s)=G(s)
(정답률: 59%)
  • 단위 임펄스 함수 $\delta(t)$를 라플라스 변환하면 $1$이 됩니다. 따라서 출력함수 $C(s)$는 전달함수 $G(s)$에 $1$을 곱한 값과 같습니다.
    $$C(s) = G(s) \times 1 = G(s)$$
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65. 전원과 부하가 다같이 Δ 결선된 3상 평형 회로가 있다. 전원 전압이 200[V], 부하 임피던스가 6+j8[Ω]인 경우 선전류[A]는?

  1. 20
  3. 20√3
  4. 10√3
(정답률: 61%)
  • $\Delta$ 결선에서는 선전류가 상전류의 $\sqrt{3}$배가 된다는 점이 핵심입니다.
    ① [기본 공식] $I_L = \frac{V_p}{Z} \times \sqrt{3}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \frac{200}{\sqrt{6^2 + 8^2}} \times \sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $I_L = 20\sqrt{3}$ A
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66. 그림에서 a, b 단자에 200[V]를 가할때 저항 2[Ω]에 흐르는 전류 I1[A]는?

  1. 40
  2. 30
  3. 20
  4. 10
(정답률: 50%)
  • 전체 저항을 먼저 구한 뒤 전체 전류를 찾고, 병렬 회로의 전류 분배 법칙을 적용하여 $I_1$을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_1 = \frac{V}{R_{total}} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2}$
    ② [숫자 대입] $I_1 = \frac{200}{2.8 + \frac{2 \times 3}{2 + 3}} \times \frac{3}{2 + 3}$
    ③ [최종 결과] $I_1 = 30$ A
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67. 대칭좌표법에 의하여 3상 회로에 대한 해석중 잘못된 것은?

  1. △결선이든 Y결선이든 세 선전류의 합은 영(零)이면 영상분도 영(零)이다.
  2. 선간전압의 합이 영(零)이면 그 영상분은 항상 영(零)이다.
  3. 선간전압이 평형이고 상순이 a-b-c이면 Y결선에서 상전압의 역상분은 영(零)이 아니다.
  4. Y결선중 성접지시에 중성선 정상분의 선전류에 대하여서 ∞ 의 임피이던스를 나타낸다.
(정답률: 33%)
  • 선간전압이 평형이고 상순이 a-b-c인 정상 상태라면, Y결선에서 상전압의 역상분은 0이 되어야 합니다.

    오답 노트
    세 선전류의 합이 0이면 영상분은 0임: 옳은 설명
    선간전압의 합이 0이면 영상분은 0임: 옳은 설명
    성접지 시 중성선 정상분 임피던스는 무한대임: 옳은 설명
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68. 그림과 같은 회로에서 저항 R[Ω]과 정전용량 C[F]의 직렬 회로에서 잘못 표현된 것은?

  1. 회로의 시정수는 τ =CR [초] 이다
  2. t=0에서 직류전압 E[V]를 가했을때 t[초]후의 전류 이다
  3. t=0에서 직류전압 E[V]를 가했을때 t[초]후의 전류 이다
  4. R-C 직렬회로에서 직류전압 E[V]를 충전하는 경우 회로의 전압 방정식은 이다
(정답률: 42%)
  • RC 직렬회로에 직류전압 $E$를 가해 충전할 때, 전류는 초기값 $\frac{E}{R}$에서 시작하여 지수함수적으로 감소하여 $0$에 수렴합니다.

    오답 노트
    t=0에서 직류전압 E[V]를 가했을때 t[초]후의 전류 : 충전 시 전류 식은 $i(t) = \frac{E}{R}e^{-\frac{t}{CR}}$ 형태여야 하며, 제시된 식은 형태가 잘못되었습니다.
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69. 임피던스 Z(s)가 Z(s) = 로 주어지는 2단자 회로에 직류전류원 15[A]를 가할 때 이 회로의 단자전압[V]은?

  1. 200
  2. 300
  3. 400
  4. 600
(정답률: 57%)
  • 직류전류원($s=0$)을 가할 때의 단자전압을 구하기 위해 임피던스 식에 $s=0$을 대입하여 직류 임피던스를 구한 후 옴의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times Z(0)$
    ② [숫자 대입] $V = 15 \times \frac{0+20}{0^2+2RL(0)+1} = 15 \times 20$
    ③ [최종 결과] $V = 300$
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70. 그림과 같은 이상변압기에 대하여 성립되지 아니하는 관계식은? (단, n1, n2는 1차 및 2차 코일의 권수) ( n은 권수비 ; n=n1/n2)

  1. V1i1=V2i2
(정답률: 47%)
  • 이상변압기에서 권수비 $n = \frac{n_1}{n_2}$일 때, 전압비는 권수비에 비례하고 전류비는 권수비에 반비례하며, 인덕턴스 비는 권수비의 제곱에 비례합니다.

    오답 노트
    : 인덕턴스 비는 $n^2 = \frac{L_1}{L_2}$가 되어야 하므로 $n = \sqrt{\frac{L_1}{L_2}}$가 옳은 식입니다.
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71. 그림과 같은 L형 회로의 4단자 ABCD 정수중 A는?

(정답률: 50%)
  • L형 회로의 4단자 정수 $A$는 입력단이 개방되었을 때의 전압비 $\frac{V_1}{V_2}$를 의미합니다. 주어진 회로에서 $A$ 정수를 유도하면 다음과 같습니다.
    $$A = 1 - \frac{1}{\omega^2 LC}$$
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72. 파고율의 관계식이 바르게 표시된 것은?

(정답률: 60%)
  • 파고율은 파형의 최대값을 실효값으로 나눈 비율을 의미합니다.
    따라서 정답은 입니다.

    오답 노트
    실효값/평균값: 파형율
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73. RC저역 필터회로의 전달함수 G(jω )는 ω =0일 때 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 0.5
  4. 0.707
(정답률: 36%)
  • RC 저역 필터의 전달함수는 주파수 $\omega$가 $0$일 때(DC 성분), 커패시터가 개방 회로가 되어 입력 전압이 그대로 출력으로 전달되므로 값은 $1$이 됩니다.
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74. 가정용 전원의 전압이 기본파가 100[V]이고 제7고조파가 기본파의 4[%], 제11고조파가 기본파의 3[%]이었다면 이 전원의 일그러짐 률은 몇 [%]인가?

  1. 11
  2. 10
  3. 7
  4. 5
(정답률: 50%)
  • 일그러짐 률(왜형률)은 기본파에 대한 고조파 실효값의 합의 비율로 계산합니다.
    $$ \text{왜형률} = \frac{\sqrt{\sum V_n^2}}{V_1} \times 100 $$
    $$ \text{왜형률} = \frac{\sqrt{4^2 + 3^2}}{100} \times 100 $$
    $$ \text{왜형률} = 5 $$
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75. 다음과 같은 회로에서 L=50[mH], R=20[KΩ]인 경우 회로의 시정수를 구하면 얼마인가?

  1. 4.0 [μ sec]
  2. 3.5 [μ sec]
  3. 3.0 [μ sec]
  4. 2.5 [μ sec]
(정답률: 62%)
  • RL 직렬 회로에서 시정수는 인덕턴스를 저항으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    $$ \tau = \frac{L}{R} $$
    $$ \tau = \frac{50 \times 10^{-3}}{20 \times 10^3} $$
    $$ \tau = 2.5 \times 10^{-6} $$
    따라서 시정수는 $2.5 \mu \text{sec}$ 입니다.
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76. 3상 회로에 있어서 대칭분 전압이 V0=-8+j3[V], V1=6-j8[V], V2=8+j12[V]일때 a상의 전압[V]은?

  1. 6+j7
  2. 8+j12
  3. 6+j14
  4. 16+j4
(정답률: 66%)
  • 3상 회로에서 a상의 전압은 영상분, 정상분, 역상분 전압의 합으로 구할 수 있습니다.
    $$V_a = V_0 + V_1 + V_2$$
    $$V_a = (-8 + j3) + (6 - j8) + (8 + j12)$$
    $$V_a = 6 + j7$$
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77. 3상 전력을 측정하는데 두 전력계 중에서 하나가 0이었다 이때의 역률은 어떻게 되는가?

  1. 0.5
  2. 0.8
  3. 0.6
  4. 0.4
(정답률: 33%)
  • 2전력계법에서 측정된 두 전력의 값을 $P_1, P_2$라고 할 때, 역률 $\cos \theta$는 $\tan \theta = \sqrt{3} \frac{P_1 - P_2}{P_1 + P_2}$ 관계를 가집니다.
    두 전력계 중 하나가 $0$이라는 것은 $P_1=0$ 또는 $P_2=0$인 상태를 의미하며, 이때 $\tan \theta = \sqrt{3}$이 되어 $\theta = 60^\circ$가 됩니다. 따라서 역률은 $\cos 60^\circ = 0.5$가 됩니다.

    오답 노트
    두 전력계 값이 같을 때: 역률 $1$
    한 전력계가 다른 전력계의 2배일 때: 역률 $0.866$
    한 전력계가 다른 전력계의 3배일 때: 역률 $0.75$
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78. 그림 ab간에 40[V]의 전압을 가할 때 10[A]의 전류가 흐른다. r1 및 r2 에 흐르는 전류비를 1:2로 하려면 r1 및 r2의 저항[Ω]은 각각 얼마인가?

  1. r1 = 6, r2 = 3
  2. r1 = 3, r2 = 6
  3. r1 = 4, r2 = 2
  4. r1 = 2, r2 = 4
(정답률: 54%)
  • 전체 전류 $10\text{ A}$가 $r_1$과 $r_2$로 나누어 흐를 때, 전류비가 $1:2$가 되려면 저항비는 전류비의 역수인 $2:1$이 되어야 합니다.
    먼저 전체 저항 $R_{total}$을 구하여 병렬 부분의 합성 저항 $R_p$를 찾습니다.
    ① [전체 저항 공식]
    $$R_{total} = \frac{V}{I}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_{total} = \frac{40}{10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_{total} = 4\Omega$$
    병렬 부분 저항 $R_p$는 전체 저항에서 직렬 저항 $2\Omega$을 뺀 $2\Omega$입니다. $r_1:r_2 = 2:1$이면서 합성 저항이 $2\Omega$이 되는 값은 다음과 같습니다.
    ① [병렬 합성 저항 공식]
    $$R_p = \frac{r_1 \times r_2}{r_1 + r_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$2 = \frac{6 \times 3}{6 + 3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$r_1 = 6\Omega, r_2 = 3\Omega$$
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79. 대칭 3상 회로가 있다. Y결선된 전원 한상의 전압의 순시값이 Va = √2 220sin ω t + √2 50sin (3ω t +30° )[V]일 때 상전압 및 선간전압의 실효값[V]은?

  1. 225.61, 390.77
  2. 225.61, 381.05
  3. 270, 467.65
  4. 270, 390.77
(정답률: 44%)
  • 고조파가 포함된 전압의 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근으로 구하며, Y결선에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배입니다.
    ① [상전압 실효값 공식]
    $$V_p = \sqrt{V_1^2 + V_2^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_p = \sqrt{220^2 + 50^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_p = 225.61\text{ V}$$
    ④ [선간전압 실효값 공식]
    $$V_L = \sqrt{3} \times V_p$$
    ⑤ [숫자 대입]
    $$V_L = \sqrt{3} \times 225.61$$
    ⑥ [최종 결과]
    $$V_L = 381.05\text{ V}$$
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80. ℒ[sint]= 을 이용하여 ①ℒ[sin at] 및 ②ℒ[cos ωt ]를 구하면?

(정답률: 60%)
  • 라플라스 변환의 기본 공식 $\mathcal{L}[\sin t] = \frac{1}{s^2+1}$을 이용하여 주파수가 변한 함수의 변환을 구하는 문제입니다.
    $\sin at$의 경우 $t$ 대신 $at$가 들어갔으므로 $s$가 $s/a$로 치환되고 전체에 $a$가 곱해지는 형태가 되며, $\cos \omega t$는 $\sin$의 미분 형태 혹은 기본 변환표에 의해 $s$가 분자로 올라갑니다.
    따라서 결과는 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}[\sin at] = \frac{a}{s^2+a^2}$$
    $$\mathcal{L}[\cos \omega t] = \frac{s}{s^2+\omega^2}$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 풀용 수중조명등에 전기를 공급하기 위하여 사용하는 절연변압기의 2차측 전로의 접지에 대한 설명으로 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종접지공사로 접지한다.
  2. 제2종접지공사로 접지한다.
  3. 제3종접지공사로 접지한다.
  4. 접지공사를 하지 않는다.
(정답률: 54%)
  • 풀용 수중조명등에 사용하는 절연변압기의 2차측 전로는 접지공사를 하지 않는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경으로 종별 접지 개념은 폐지되었으나, 해당 설비의 특성상 2차측 접지를 하지 않는 기존 규정을 따릅니다.
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82. 1수용장소의 인입선에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입구에 이르는 부분의 전선을 무엇이라고 하는가?

  1. 가공인입선
  2. 지중인입선
  3. 연접인입선
  4. 옥측배선
(정답률: 61%)
  • 한 수용장소의 인입선에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입구로 연결되는 전선을 연접인입선이라고 합니다.
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83. 가공 전선로의 지지물에 취급자가 오르고 내리는데 사용하는 발판못 등은 원칙적으로는 지표상 몇 m 미만에 시설하여서는 아니 되는가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 1.8
  4. 2.0
(정답률: 65%)
  • 가공 전선로 지지물의 발판못 등은 외부인의 무단 침입 및 사고 방지를 위해 지표상 $1.8\text{m}$ 미만에는 시설하지 않는 것이 원칙입니다.
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84. 전기욕기에 전기를 공급하기 위한 전원장치에 내장되어 있는 전원변압기의 2차측 전로의 사용전압은 몇 V 이하인 것을 사용하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 25
  4. 35
(정답률: 52%)
  • 전기욕기 전원장치 내장 변압기의 2차측 전로 사용전압은 안전을 위해 $10\text{V}$이하로 제한하여 사용해야 합니다.
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85. 특별고압 전선로의 철탑의 가장 높은 곳에 220V용 항공장애등을 설치하였다. 이 등기구의 금속제 외함은 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별제3종
(정답률: 41%)
  • 특별고압 전선로 철탑의 항공장애등 금속제 외함은 제1종 접지공사를 적용합니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경으로 인해 현재는 종별 접지 개념이 폐지되었으나, 기존 규정 기준으로는 제1종이 정답입니다.
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86. 제어회로용 절연전선을 금속덕트공사에 의하여 시설하고자 한다. 금속덕트에 넣는 전선의 단면적은 덕트 내부 단면적의 몇 % 까지 넣을 수 있는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 32%)
  • 금속덕트공사 시 전선의 단면적 합계는 기본적으로 내부 단면적의 $20\%$이하로 제한하지만, 전광표시장치나 제어회로 등의 배선만을 넣는 경우에는 $50\%$까지 허용됩니다.
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87. 23kV 특별고압 전로와 저압 전로를 결합한 주상 변압기의 2차측 접지선의 굵기는 최저 몇 mm 인가? (단, 중성점 접지식 전선로임)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 4.0
(정답률: 37%)
  • 주상 변압기의 2차측 접지선 굵기는 관련 규정에 따라 결정되며, 제시된 조건에서 최저 굵기는 $2.6\text{mm}$입니다.
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88. 가반형의 용접전극을 사용하는 아크용접장치를 시설할 때 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 600
(정답률: 62%)
  • 가반형 용접전극을 사용하는 아크용접장치의 경우, 안전을 위해 용접변압기 1차측 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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89. 직류식 전기철도에서 직류귀선은 귀선용 궤조와 궤조간 및 궤조의 바깥쪽 몇 cm 이내에 시설하는 부분 이외에는 대지로부터 절연하여야 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 45%)
  • 직류식 전기철도의 직류귀선은 귀선용 궤조와 궤조 간 및 궤조의 바깥쪽 $30\text{cm}$이내에 시설하는 부분 외에는 대지로부터 절연하여 전식 및 누설 전류를 방지해야 합니다.
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90. 사용전압 22900V의 가공전선이 철도를 횡단하는 경우 전선의 궤조면상 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 55%)
  • 사용전압 $22,900\text{V}$의 가공전선이 철도를 횡단할 때, 안전 확보를 위한 궤조면상 높이 기준은 $6.5\text{m}$이상입니다.
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91. 직류귀선의 궤도 근접부분이 금속제 지중관로와 1km 안에 접근하는 경우, 금속제 지중관로에 대한 전식작용의 장해를 방지하기 위한 귀선의 시설방법으로 옳은 것은?

  1. 귀선은 정극성으로 할 것
  2. 귀선용 궤조의 이음매 저항을 합친 값은 그 구간의 궤조 자체의 저항의 30% 이하로 유지할 것
  3. 귀선용 궤조는 특수한 곳 이외에는 길이 50m 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 귀선의 궤도 근접부분에 1년간의 평균전류가 통할 때에 생기는 전위차는 그 구간안의 어느 두 점사이에서도 2V 이하일 것
(정답률: 33%)
  • 직류귀선으로 인한 금속제 지중관로의 전식 방지를 위해, 1년간의 평균전류가 흐를 때 발생하는 전위차를 구간 내 어느 두 점 사이에서도 $2\text{V}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    이음매 저항: 궤조 자체 저항의 $20\%$이하로 유지해야 함
    연속 용접 길이: 특수한 곳 외에는 $100\text{m}$이상으로 용접해야 함
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92. 고압 가공전선로의 경간은 지지물이 B종 철주로서 일반적인 경우에는 몇 m 이하인가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 350
(정답률: 63%)
  • 고압 가공전선로의 경간 기준에 따라 지지물이 B종 철주인 일반적인 경우의 최대 경간은 $250\text{m}$입니다.

    오답 노트
    A종 철주: $150\text{m}$이하
    철탑: $600\text{m}$이하
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93. 저압 옥내 간선을 시설할 때 전동기 등의 정격전류의 합이 다른 전기사용 기계기구의 합보다 크고, 그 합계가 50A 이하일 때 다른 전기사용 기계기구의 정격전류의 합계에다가 전동기 등의 정격전류의 합계에 몇 배를 가한 다음 이 둘을 합한 값 이상의 허용전류가 있는 전선을 사용하여야 하는가?

  1. 1.1
  2. 1.25
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 42%)
  • 저압 옥내 간선에서 전동기 정격전류의 합이 다른 기기보다 크고 $50\text{A}$이하인 경우, 전동기 정격전류 합계에 $1.25$배를 가산하여 전선 허용전류를 산정합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{허용전류} \ge \text{기타 기구 합계} + (1.25 \times \text{전동기 합계})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{허용전류} \ge \text{기타 기구 합계} + (1.25 \times \text{전동기 합계})$$
    ③ [최종 결과]
    $$1.25$$
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94. 고압용 또는 특별고압용의 개폐기로 부하전류를 차단하기 위한 것이 아닌 개폐기는 부하전류가 있을 때 개로할 수 없도록 시설하여야 한다. 다만 부하전류의 유무를 확인할 수 있으면 그러하지 않아도 되는데 부하전류의 유무를 확인할 수 있는 조치나 장치로 볼 수 없는 것은?

  1. 부하전류 계측장치 및 전자유도장해 경감장치
  2. 터블렛 등을 사용함으로서 부하전류가 통하고 있을 때에 개로조작을 방지하기 위한 조치
  3. 개폐기를 조작하는 곳의 보기 쉬운 위치에 부하전류의 유무를 표시한 장치
  4. 전화기나 기타의 지령장치
(정답률: 20%)
  • 부하전류가 있을 때 개로 조작을 방지하기 위한 조치로는 부하전류 유무 표시 장치, 터블렛을 이용한 조작 방지, 지령장치 등이 인정됩니다.

    오답 노트
    부하전류 계측장치 및 전자유도장해 경감장치: 전자유도장해 경감장치는 전류 유무 확인 및 개로 방지와 직접적인 관련이 없는 장치입니다.
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95. 전력보안 통신설비는 가공 전선로로부터의 어떤 작용에 의하여 사람에게 위험을 주지 않도록 시설해야 하는가?

  1. 정전유도작용 또는 전자유도작용
  2. 표피작용 또는 부식작용
  3. 부식작용 또는 정전유도작용
  4. 전압강하작용 또는 전자유도작용
(정답률: 53%)
  • 전력보안 통신설비는 가공 전선로에서 발생하는 정전유도작용 또는 전자유도작용으로 인해 유도 전압이 발생하여 사람에게 위험을 주는 것을 방지하도록 시설해야 합니다.
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96. 고압 전선로의 지지물로서 길이 9m의 A종 철근콘크리트주를 시설할 때 땅에 묻히는 깊이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 46%)
  • 철근콘크리트주(A종)의 매입 깊이는 주 길이의 $1/6$이상으로 시설해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{매입 깊이} = \text{주 길이} \times \frac{1}{6}$
    ② [숫자 대입] $\text{매입 깊이} = 9 \times \frac{1}{6}$
    ③ [최종 결과] $\text{매입 깊이} = 1.5$
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97. 송유풍냉식 특별고압용 변압기의 송풍기에 고장이 생긴 경우에 대비하여 시설하여야 하는 보호장치는?

  1. 경보장치
  2. 과전류측정장치
  3. 온도측정장치
  4. 속도조정장치
(정답률: 62%)
  • 송유풍냉식 특별고압용 변압기는 송풍기 고장 시 냉각 효율 저하로 인한 과열 위험이 있으므로, 이를 즉시 알릴 수 있는 경보장치를 시설해야 합니다.
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98. 고압 가공 전선과 가공 약전류 전선이 접근하여 시설되는 경우 양자간의 수평 이격거리는 특별한 경우를 제외하고 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 전선은 케이블이 아니라고 한다.)

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 120
(정답률: 43%)
  • 고압 가공 전선과 가공 약전류 전선(케이블이 아닌 경우)이 접근하여 시설될 때, 상호 간섭 및 안전을 위한 최소 수평 이격거리는 $80\text{ cm}$이상입니다.
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99. 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반조명을 위하여 시설하는 고압 방전등은 그 효율이 몇 lm/W 이상의 것이어야 하는가?

  1. 60
  2. 70
  3. 80
  4. 90
(정답률: 50%)
  • 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등 일반조명용 고압 방전등의 효율 기준은 $70\text{ lm/W}$이상이어야 합니다.
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100. 특별고압전로와 비접지식 저압전로를 결합하는 변압기로서 그 특별고압 권선과 저압 권선간에 혼촉방지판이 있는 변압기에 접속하는 저압 옥상전선로의 전선으로 사용할 수 있는 것은?

  1. 케이블
  2. 절연전선
  3. 경동연선
  4. 강심알루미늄선
(정답률: 51%)
  • 혼촉방지판이 있는 변압기에 접속하는 저압 옥외전선의 시설 기준에 따라, 저압 가공전선로 또는 저압 옥상전선로의 전선은 반드시 케이블을 사용해야 합니다.
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