전기산업기사 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

전기산업기사 2004-08-08 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2004-08-08 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 길이 50cm, 반지름 1cm의 원형 단면적을 가진 가늘고 긴 공심 원통 솔레노이드가 있다. 자기 인덕턴스를 10mH로 하기 위한 권회수는 약 몇 회인가?

  1. 2.55×103
  2. 3.55×103
  3. 2.55×104
  4. 3.55×104
(정답률: 44%)
  • 솔레노이드의 자기 인덕턴스 공식을 이용하여 권수 $N$을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $N = \sqrt{\frac{L \times \ell}{\mu_0 \times \pi r^2}}$
    ② [숫자 대입] $N = \sqrt{\frac{10 \times 10^{-3} \times 0.5}{4\pi \times 10^{-7} \times \pi \times (0.01)^2}}$
    ③ [최종 결과] $N = 3.55 \times 10^3$
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2. 전자계에 대한 맥스웰의 기본 이론이 아닌 것은?

  1. 자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다.
  2. 전도전류는 자계를 발생시키나, 변위전류는 자계를 발생시키지 않는다.
  3. 자극은 N, S극이 항상 공존한다.
  4. 전하에서는 전속선이 발산된다.
(정답률: 66%)
  • 맥스웰 방정식에 따르면 자계를 발생시키는 원인은 전도전류뿐만 아니라 전속밀도의 시간적 변화인 변위전류도 포함됩니다. 따라서 변위전류가 자계를 발생시키지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.
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3. 환상 철심에 감은 코일에 5A의 전류를 흘리면 2000AT의 기자력이 생기는 것으로 한다면, 코일의 권수는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 100회
  2. 200회
  3. 300회
  4. 400회
(정답률: 84%)
  • 기자력은 코일의 권수와 흐르는 전류의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $F = N I$
    ② [숫자 대입] $2000 = N \times 5$
    ③ [최종 결과] $N = 400$
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4. 전계 E=√2 Ee sinω [V/m]의 평면 전자파가 있다. 진공 중에서의 자계의 실효값은 몇 A/m 인가?

  1. 2.65×10-1 Ee
  2. 2.65×10-2 Ee
  3. 2.65×10-3 Ee
  4. 2.65×10-4 Ee
(정답률: 49%)
  • 진공 중의 전계와 자계의 관계는 고유 임피던스 $\eta_0$를 통해 결정됩니다. 전계의 실효값 $E_{rms}$와 자계의 실효값 $H_{rms}$의 비는 $\eta_0 \approx 120\pi \approx 377\Omega$ 입니다.
    전계의 최댓값이 $\sqrt{2}E_e$이므로 실효값은 $E_e$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $H_{rms} = \frac{E_{rms}}{\eta_0}$
    ② [숫자 대입] $H_{rms} = \frac{E_e}{377}$
    ③ [최종 결과] $H_{rms} = 2.65 \times 10^{-3} E_e$
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5. 반지름 a[m]의 도체구와 내외 반지름이 각각 b[m] 및 c[m]인 도체구가 동심으로 되어 있다. 두 도체구 사이에 비유전률 εs인 유전체를 채웠을 경우의 정전용량은 몇 F 인가?

(정답률: 58%)
  • 동심 구도체 사이의 정전용량은 두 구의 반지름과 유전율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = 4\pi \epsilon_0 \epsilon_s \frac{ab}{b-a}$
    ② [숫자 대입] $C = 4\pi \frac{1}{36\pi \times 10^9} \epsilon_s \frac{ab}{b-a}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{\epsilon_s}{9 \times 10^9} \cdot \frac{ab}{b-a}$
    따라서 정답은 입니다.
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6. 반지름 r[m], 권수 N회의 원형코일이 자속밀도 B[T]의 균일한 자계 중을 중심축이 자계와 직교하도록 하고 매분 n회전할 때 코일에 발생하는 전압의 진폭은 몇 V 인가?

(정답률: 25%)
  • 원형 코일이 자계 속에서 회전할 때 발생하는 유도 기전력의 진폭을 구하는 문제입니다. 전압 진폭 $V_m = N B A \omega$ 공식을 사용하며, 면적 $A = \pi r^2$, 각속도 $\omega = \frac{2\pi n}{60}$을 대입합니다.
    ① [기본 공식] $V_m = N \cdot B \cdot \pi r^2 \cdot \frac{2\pi n}{60}$
    ② [숫자 대입] $V_m = \frac{2\pi^2 N n B r^2}{60}$
    ③ [최종 결과] $V_m = \frac{\pi^2 N n B r^2}{30}$
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7. 도전률이 연동선의 62%인 알루미늄선의 고유저항은 몇 Ωㆍm 인가? (단, 표준 연동선의 도전률은 58×106 ℧/m 이다.)

  1. 2.78×10-8
  2. 2.93×10-8
  3. 3.41×10-8
  4. 3.60×10-8
(정답률: 41%)
  • 고유저항은 도전율의 역수 관계에 있습니다. 먼저 알루미늄의 도전율을 구한 뒤 그 역수를 취하여 고유저항을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{1}{\sigma \times \text{도전율 비율}}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{1}{58 \times 10^6 \times 0.62}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 2.78 \times 10^{-8}$
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8. 반지름 a 인 원주 도체의 단위길이당 내부 인덕턴스는 몇 H/m 인가?

  2. 4π μ
  4. π μ
(정답률: 57%)
  • 원주 도체 내부의 자기 에너지를 이용하여 단위 길이당 내부 인덕턴스를 구하는 공식입니다.
    $$\text{L} = \frac{\mu}{8\pi}$$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 전기쌍극자로부터 r 만큼 떨어진 점의 전위의 크기 V 는 r 과 어떤 관계에 있는가?

  1. V∝r
(정답률: 38%)
  • 전기쌍극자에 의한 전위 $V$는 거리 $r$의 제곱에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$V \propto \frac{1}{r^{2}}$$
    따라서 정답은 $\text{}$ 입니다.

    오답 노트
    $V \propto \frac{1}{r^{3}}$ : 이는 전위가 아니라 전기쌍극자의 전계(Electric Field) 강도에 해당하는 관계입니다.
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10. 유전체내의 정전 에너지식으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 52%)
  • 유전체 내의 정전 에너지 밀도 $w$는 전계 $E$와 전속밀도 $D$를 이용하여 표현하며, $\frac{1}{2}ED$ 또는 $\frac{1}{2}\epsilon E^2$ 또는 $\frac{D^2}{2\epsilon}$으로 나타냅니다.
    따라서 $\frac{1}{2}\epsilon D^2$로 표현된 $\frac{1}{2}\epsilon D^2$는 잘못된 식입니다.
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11. 어느 코일의 전류가 0.04초사이에 4A 변화하여 기전력 2.5V를 유기하였다고 하면 이 회로의 자기인덕턴스는 몇 mH 인가?

  1. 25
  2. 42
  3. 58
  4. 62
(정답률: 66%)
  • 자기인덕턴스는 유기 기전력과 전류의 시간 변화율의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $L = e \times \frac{dt}{di}$
    ② [숫자 대입] $L = 2.5 \times \frac{0.04}{4}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.025\text{ H} = 25\text{ mH}$
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12. 자계의 세기에 관계없이 급격히 자성을 잃는 점을 자기 임계온도 또는 큐리점(Curie point)이라고 한다. 순철의 경우 이 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 0
  2. 370
  3. 570
  4. 770
(정답률: 44%)
  • 강자성체가 온도가 상승함에 따라 자성을 잃고 상자성체로 변하는 임계 온도를 큐리점으로 정의합니다. 순철의 큐리점은 약 $770^{\circ}C$ (정확히는 $769^{\circ}C$)입니다.
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13. 그림과 같이 진공 중에 서로 평행인 무한 길이 두 직선 도선 A, B가 d[m]떨어져 있다. A, B의 선전하 밀도를 각각 λ1[C/m], λ2[C/m]라 할 때, A로부터 인 점의 전계의 세기가 0 이었다면 λ1과 λ2 의 관계는?

  1. λ2= λ1
  2. λ2=2λ1
  3. λ2=3λ1
  4. λ2=9λ1
(정답률: 47%)
  • 두 무한 직선 도선 사이의 특정 점에서 전계의 세기가 0이 되려면, 각 도선에 의한 전계의 크기가 같고 방향이 반대여야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\lambda_{1}}{2\pi\epsilon_{0}r_{1}} = \frac{\lambda_{2}}{2\pi\epsilon_{0}r_{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\lambda_{1}}{d/3} = \frac{\lambda_{2}}{2d/3}$
    ③ [최종 결과] $\lambda_{2} = 2\lambda_{1}$
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14. 균등자계 H 중에 놓여진 투자율 μ 인 자성체를 외부자계 Ho 중에 놓았을 때 자화의 세기는 몇 Wb/m2 인가? (단, 자성체의 감자율은 N 이다.)

(정답률: 30%)
  • 외부 자계 $H_{0}$ 중에 놓인 자성체의 자화의 세기는 투자율과 감자율을 이용하여 다음과 같이 계산합니다.
    $$\frac{\mu_{0}(\mu - \mu_{0})}{\mu_{0} + N(\mu - \mu_{0})} H_{0}$$
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15. 반지름 a 인 액체 상태의 원통상 도선 내부에 균일하게 전류가 흐를 때 도체 내부에 자장이 생겨 로렌츠의 힘으로 전류가 원통 중심방향으로 수축하려는 효과는?

  1. 펠티에 효과
  2. 톰슨효과
  3. 핀치효과
  4. 제에벡효과
(정답률: 58%)
  • 도체에 전류가 흐를 때 발생하는 전자력에 의해 도체가 중심 방향으로 수축하거나 끊어지는 현상을 핀치효과라고 합니다.

    오답 노트
    제에벡효과: 두 금속 접점의 온도차로 기전력 발생
    펠티에 효과: 전류 공급 시 열 흡수 또는 발생
    톰슨 효과: 단일 도체의 온도차에 의해 기전력 발생
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16. 전기력선 밀도를 이용하여 주로 대칭 정전계의 세기를 구하기 위하여 이용되는 법칙은?

  1. 패러데이의 법칙
  2. 가우스의 법칙
  3. 쿨롱의 법칙
  4. 톰슨의 법칙
(정답률: 59%)
  • 가우스의 법칙은 폐곡면을 통과하는 총 전속이 내부의 총 전하량과 같다는 원리를 이용하여, 대칭성이 있는 정전계의 세기를 쉽게 구할 때 사용합니다.
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17. 합성수지의 절연체에 5×103 V/m의 전계를 가했을 때, 이때의 전속밀도를 구하면 약 몇 C/m2 이 되는가? (단, 이 절연체의 비유전률은 10 으로 한다.)

  1. 1.1×10-4
  2. 2.2×10-5
  3. 3.3×10-6
  4. 4.4×10-7
(정답률: 51%)
  • 전속밀도는 유전율과 전계의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $D = \epsilon_{0} \epsilon_{s} E$
    ② [숫자 대입] $D = 8.855 \times 10^{-12} \times 10 \times 5 \times 10^{3}$
    ③ [최종 결과] $D = 4.4 \times 10^{-7}$
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18. 접지 구도체와 점전하간에는 어떤 힘이 작용하는가?

  1. 항상 0 이다.
  2. 조건적 반발력 또는 흡인력이다.
  3. 항상 반발력이다.
  4. 항상 흡인력이다.
(정답률: 78%)
  • 접지 구도체에 점전하가 접근하면 구도체 표면에 점전하와 반대 부호의 전하가 유도됩니다. 이로 인해 점전하와 구도체 사이에는 항상 서로 끌어당기는 힘인 흡인력이 작용하게 됩니다.
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19. 무한장 직선 도체에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 도체에서 r[m] 떨어진 점 P 의 자속밀도는 몇 Wb/m2 인가?

(정답률: 62%)
  • 무한장 직선 도체에 흐르는 전류에 의한 자속밀도는 앙페르의 주회적분 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu_{0} H = \mu_{0} \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $B = \mu_{0} \frac{I}{2\pi r}$
    ③ [최종 결과] $B = \frac{\mu_{0} I}{2\pi r}$
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20. 공기 중에서 접지된 무한 넓이 평면 도체판으로부터 r[m] 떨어진 점에 Q[C]의 점전하를 놓을 때, 이 점전하에 작용하는 힘(引力)의 크기는 몇 N 인가?

(정답률: 49%)
  • 접지된 무한 평면 도체판과 점전하 사이의 힘은 영상전하법을 이용하여 계산합니다. 실제 전하 $Q$와 거리 $2r$만큼 떨어진 곳에 반대 부호의 영상전하 $-Q$가 있다고 가정하여 쿨롱의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{Q \cdot Q}{(2r)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{Q^{2}}{4r^{2}}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{Q^{2}}{16\pi\epsilon_{0}r^{2}}$
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2과목: 전력공학

21. 전력계통의 안정도 향상대책이라 볼 수 없는 것은?

  1. 직렬콘덴서 설치
  2. 병렬콘덴서 설치
  3. 중간개폐소 설치
  4. 고속차단, 재폐로방식 채용
(정답률: 59%)
  • 전력계통의 안정도를 높이기 위해서는 계통의 리액턴스를 감소시키거나 전압을 승압하는 등의 대책이 필요합니다. 병렬콘덴서 설치는 주로 역률 개선과 전압 조절을 목적으로 하며, 직접적인 안정도 향상 대책으로는 적절하지 않습니다.

    오답 노트
    직렬콘덴서 설치: 선로 리액턴스를 감소시켜 안정도 향상
    중간개폐소 설치: 계통 연계를 통해 안정도 향상
    고속차단, 재폐로방식 채용: 고장 제거 시간을 단축하여 안정도 향상
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22. 선로의 특성임피던스는?

  1. 선로의 길이가 길어질수록 값이 커진다.
  2. 선로의 길이가 길어질수록 값이 작아진다.
  3. 선로의 길이보다는 부하전력에 따라 값이 변한다.
  4. 선로의 길이에 관계없이 일정하다.
(정답률: 66%)
  • 선로의 특성임피던스 $Z_0$는 선로의 단위 길이당 인덕턴스 $L$과 정전용량 $C$에 의해 결정되는 값으로, 선로의 길이에 관계없이 일정하게 유지되는 고유한 특성값입니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
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23. 피뢰기가 구비해야 할 조건 중 잘못 설명된 것은?

  1. 충격 방전개시 전압이 낮을 것
  2. 상용주파수 방전개시 전압이 높을 것
  3. 방전내량이 크면서 제한전압이 높을 것
  4. 속류 차단 능력이 충분할 것
(정답률: 47%)
  • 피뢰기는 이상전압 발생 시 신속하게 방전하여 기기를 보호해야 하므로, 방전내량은 커서 많은 에너지를 처리할 수 있어야 하며, 제한전압은 낮아야 보호 대상 기기에 가해지는 전압을 최소화할 수 있습니다.

    오답 노트
    방전내량이 크면서 제한전압이 높을 것: 제한전압은 낮아야 함
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24. 송배전 선로의 도중에 직렬로 삽입하여 선로의 유도성 리액턴스를 보상함으로서 선로정수 그 자체를 변화시켜서 선로의 전압강하를 감소시키는 직렬콘덴서방식의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대 송전전력이 감소하고 정태 안정도가 감소된다.
  2. 부하의 변동에 따른 수전단의 전압변동률은 증대된다.
  3. 장거리 선로의 유도 리액턴스를 보상하고 전압강하를 감소시킨다.
  4. 송ㆍ수 양단의 전달 임피던스가 증가하고 안정 극한 전력이 감소한다.
(정답률: 67%)
  • 직렬콘덴서방식은 선로의 유도성 리액턴스($X_L$)를 정전용량($X_C$)으로 상쇄시켜 선로의 전체 임피던스를 줄이는 방식입니다. 이를 통해 장거리 선로의 유도 리액턴스를 보상하고 전압강하를 감소시키며, 송전 전력과 정태 안정도를 향상시킵니다.
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25. 일반회로정수가 A , B , C , D 이고 송수전단의 상전압이 각각 ES, ER일 때 수전단 전력원선도의 반지름은?

(정답률: 59%)
  • 수전단 전력원선도의 반지름은 송전단 전압 $E_S$와 수전단 전압 $E_R$의 차를 일반회로정수 $B$로 나눈 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{반지름} = \frac{E_S - E_R}{B}$
    ② [숫자 대입] $\text{반지름} = \frac{E_S - E_R}{B}$
    ③ [최종 결과]
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26. 전류차동계전기는 무엇에 의하여 동작하는지 이에 대한 설명으로 가장 적당한 것은?

  1. 정상전류와 영상전류의 차로 동작한다.
  2. 양쪽 전류의 차로 동작한다.
  3. 전압과 전류의 배수의 차로 동작한다.
  4. 정상전류와 역상전류의 차로 동작한다.
(정답률: 48%)
  • 전류차동계전기는 보호구간의 양단에 설치된 CT(변류기)에서 검출한 전류의 차이를 이용하여 내부 고장을 검출하는 원리입니다. 따라서 양쪽 전류의 차로 동작하는 것이 핵심입니다.
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27. 송전계통의 중성점접지방식에서 유효접지라 하는 것은?

  1. 소호리액타접지방식
  2. 1선 접지시에 건전상의 전압이 상규대지전압의 1.3배 이하로 중성점 임피던스를 억제시키는 중성점접지
  3. 중성점에 고저항을 접지시켜 1선지락시에 이상전압의 상승을 억제시키는 중성점접지
  4. 송전선로에 사용되는 변압기의 중성점을 값이 적은 리액턴스로 접지시키는 방식
(정답률: 38%)
  • 유효접지란 1선 지락 사고 시 건전상의 전위 상승을 억제하여 계통의 절연 레벨을 낮출 수 있도록, 건전상 전압이 상규대지전압의 $1.3$배 이하가 되도록 중성점 임피던스를 작게 제한한 접지 방식을 말합니다.
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28. 경간 200m인 가공 전선로에서 사용되는 전선의 길이는 경간보다 몇 m 더 길게 하면 되는가? (단, 사용 전선의 1m당 무게는 2kg, 인장하중은 4000kg, 전선의 안전률은 2 이고, 풍압하중 등은 무시한다.)

  1. 1/2
  2. √2
  3. 1/3
  4. 2/3
(정답률: 37%)
  • 전선의 이도(D)를 먼저 구한 후, 전선의 실제 길이(L)와 경간(S)의 차이인 여유 길이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{W S^{2}}{8 T}, \quad \text{여유길이} = \frac{8 D^{2}}{3 S}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{2 \times 200^{2}}{8 \times (4000 / 2)} = 5, \quad \text{여유길이} = \frac{8 \times 5^{2}}{3 \times 200}$
    ③ [최종 결과] $\text{여유길이} = \frac{1}{3}$
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29. 250mm 현수애자 1개의 건조섬락전압은 약 몇 kV 정도인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 38%)
  • 일반적으로 250mm 현수애자 1개의 건조섬락전압은 약 $80\text{ kV}$ 정도로 봅니다.
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30. SF6 가스차단기의 설명이 잘못된 것은?

  1. SF6가스는 절연내력이 공기의 2∼3배이고 소호능력이 공기의 100∼200배이다.
  2. 밀폐구조이므로 소음이 없다.
  3. 근거리 고장 등 가혹한 재기전압에 대해서 우수하다.
  4. 아크에 의해 SF6 가스는 분해되어 유독가스를 발생시킨다.
(정답률: 76%)
  • SF$_{6}$가스는 화학적으로 매우 안정된 불활성 가스로, 아크에 의해 분해되어 유독가스를 발생시킨다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    절연내력(공기의 2~3배) 및 소호능력(공기의 100~200배) 우수, 밀폐구조로 소음 없음, 가혹한 재기전압에 강함은 모두 SF$_{6}$가스차단기의 올바른 특징입니다.
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31. 차단기에서 0-1분-CO-3분-CO 인 것의 의미는? (단, O: 차단공작, C: 투입동작, CO: 투입동작에 뒤따라 곧 차단동작)

  1. 일반 차단기의 표준동작책무
  2. 자동 재폐로용
  3. 정격차단용량 50mA 미만의 것
  4. 무전압시간
(정답률: 70%)
  • 0-1분-CO-3분-CO는 차단기가 정해진 시간 간격으로 투입과 차단을 반복하며 수행해야 하는 표준적인 동작 순서를 의미합니다.
    이는 일반 차단기의 표준동작책무에 해당합니다.
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32. 3kV 배전선로의 전압을 6kV로 승압하여 동일한 손실률로 송전할 때, 송전전력은 승압전의 몇 배가 되는가?

  1. √2
  2. √3
  3. 2
  4. 4
(정답률: 47%)
  • 전압을 $n$배 승압하고 손실률을 동일하게 유지할 때, 송전 전력은 전압의 제곱인 $n^2$배에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식] $P_2 = P_1 \times (\frac{V_2}{V_1})^2$
    ② [숫자 대입] $P_2 = P_1 \times (\frac{6}{3})^2$
    ③ [최종 결과] $P_2 = 4P_1$
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33. 역률 80%인 10000kVA의 부하를 갖는 변전소에 2000kVA의 콘덴서를 설치해서 역률을 개선하면 변압기에 걸리는 부하는 약 몇 kW 인가?

  1. 8000
  2. 8540
  3. 8940
  4. 9440
(정답률: 43%)
  • 콘덴서 설치 후 변압기에 걸리는 피상전력(kVA)을 구하는 문제입니다. 문제에서 kW를 묻고 있으나, 공식 지정 정답인 8940은 피상전력 계산 결과입니다.
    ① [기본 공식] $S' = \sqrt{(P\cos\theta)^2 + (P\sin\theta - Q_C)^2}$
    ② [숫자 대입] $S' = \sqrt{(10000 \times 0.8)^2 + (10000 \times 0.6 - 2000)^2}$
    ③ [최종 결과] $S' = 8944.27$
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34. 부하율이란?

(정답률: 44%)
  • 부하율이란 일정 기간 동안의 평균 전력이 최대 전력에 대해 차지하는 비율을 의미합니다.
    따라서 정답은 입니다.
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35. 62000kW의 전력을 60㎞ 떨어진 지점에 송전하려면 전압은 약 몇 kV로 하면 좋은가?

  1. 66
  2. 110
  3. 140
  4. 154
(정답률: 45%)
  • 송전 전압을 결정하는 경험식 $V = 5.5\sqrt{0.6L + \frac{P}{100}}$을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = 5.5\sqrt{0.6L + \frac{P}{100}}$
    ② [숫자 대입] $V = 5.5\sqrt{0.6 \times 60 + \frac{62000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $V = 140.87$
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36. 출력 30000kW의 화력발전소에서 6000kcal/kg의 석탄을 매시간당 15톤의 비율로 사용하고 있다. 이 발전소의 종합 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 28.7
  2. 31.6
  3. 33.7
  4. 36.6
(정답률: 35%)
  • 발전소의 종합 효율은 공급된 총 열에너지에 대한 전기 출력의 비로 계산합니다. $1\text{kWh} = 860\text{kcal}$ 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P \times 860}{m \times H}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{30000 \times 860}{15000 \times 6000}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.2866 \approx 28.7\%$
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37. 농축 우라늄을 제조하는 방법이 아닌 것은?

  1. 물질 확산법
  2. 열 확산법
  3. 기체 확산법
  4. 이온법
(정답률: 48%)
  • 농축 우라늄은 우라늄-235의 비율을 높이는 과정으로, 주로 기체 확산법, 열 확산법, 물질 확산법, 원심 분리법 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    이온법: 우라늄 농축을 위한 표준적인 제조 방법이 아닙니다.
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38. 소호환(arcing ring)의 설치 목적은?

  1. 애자연의 보호
  2. 클램프의 보호
  3. 이상전압 발생의 방지
  4. 코로나손의 방지
(정답률: 68%)
  • 소호환(아킹혼)은 낙뢰 등으로 인해 강한 전류가 흐를 때, 아크가 애자 표면을 타고 흐르지 않고 소호환을 통해 외부로 방전되도록 유도하여 애자연의 손상을 방지하는 장치입니다.
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39. 그림과 같이 폭 B[m]인 수로를 막고 있는 구형 수문에 작용하는 전 압력은 몇 kg 인가? (단, 물의 단위 체적당의 무게를 W[kg/m3]이라 한다.)

  3. H2WB
  4. HWB
(정답률: 50%)
  • 수문에 작용하는 전 압력은 수압의 평균값에 수문의 면적을 곱하여 구합니다. 수심 $H$인 수로에서 평균 수압은 $\frac{1}{2}WH$이며, 수문의 면적은 $HB$입니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{1}{2}WH \times HB$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1}{2}H^2WB$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{1}{2}H^2WB$
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40. 평형 3상 송전선에서 보통의 운전상태인 경우 중성점 전위는 항상 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 송전전압과 같다.
  4. ∞(무한대)
(정답률: 60%)
  • 평형 3상 송전선로에서는 각 상의 전압과 전류의 크기가 같고 위상차가 $120^{\circ}$로 균형을 이루고 있으므로, 벡터 합이 0이 되어 중성점의 전위는 항상 0이 됩니다.
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3과목: 전기기기

41. 3상 농형 유도 전동기 기동법 중 옳은 것은?

  1. Y-△ 기동을 한다.
  2. 콘덴서를 이용하여 기동한다.
  3. 2차 회로에 저항을 넣어 기동한다.
  4. 기동저항기법을 사용한다.
(정답률: 45%)
  • 3상 농형 유도 전동기는 기동 시 큰 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 기동 시에는 Y 결선으로 전압을 낮추어 기동하고, 운전 시에는 $\Delta$ 결선으로 전환하는 Y-$\Delta$ 기동법을 주로 사용합니다.

    오답 노트
    콘덴서 기동: 단상 유도 전동기 방식
    2차 저항/기동저항기: 권선형 유도 전동기 방식
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42. 다음 정류방식중 맥동률이 가장 작은 방식은?

  1. 단상 반파 정류
  2. 단상 전파 정류
  3. 3상 반파 정류
  4. 3상 전파 정류
(정답률: 60%)
  • 정류 방식에서 상수가 많아지고 전파 정류를 사용할수록 출력 전압의 리플(맥동)이 줄어들어 맥동률이 작아집니다. 따라서 3상 전파 정류 방식이 가장 매끄러운 직류에 가까운 전압을 출력하여 맥동률이 가장 작습니다.
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43. 사이리스터 2개를 사용한 단상 전파 정류회로에서 직류전압 100[V]를 얻으려면 몇 [V]의 교류전압이 필요한가? (단, 정류기내의 전압강하는 무시한다.)

  1. 약 111
  2. 약 141
  3. 약 152
  4. 약 166
(정답률: 49%)
  • 단상 전파 정류회로에서 직류 평균 전압 $E_d$와 교류 실효 전압 $E$의 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{E_d}{0.9}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{100}{0.9}$
    ③ [최종 결과] $E = 111.1$ V
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44. 1차 전압 6900[V], 1차 권선 3000회, 권수비 20의 변압기가 60[Hz]에 사용할 때 철심의 최대자속[Wb]은?

  1. 0.86 × 10-4
  2. 8.63 × 10-3
  3. 86.3 × 10-3
  4. 863 × 10-3
(정답률: 51%)
  • 변압기의 유도기전력 공식을 이용하여 철심의 최대 자속을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi_m = \frac{E_1}{4.44 f N_1}$
    ② [숫자 대입] $\Phi_m = \frac{6900}{4.44 \times 60 \times 3000}$
    ③ [최종 결과] $\Phi_m = 8.63 \times 10^{-3}$ Wb
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45. 60[Hz]의 전원에 접속된 6극 3상 유도 전동기의 슬립이 0.03 일 때의 회전속도[rpm]는?

  1. 974
  2. 1058
  3. 1164
  4. 1354
(정답률: 64%)
  • 유도 전동기의 회전속도는 동기속도에서 슬립에 의한 속도 저하분을 제외하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{p}(1-s)$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{6}(1-0.03)$
    ③ [최종 결과] $N = 1164$ rpm
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46. 10[kVA], 2000/100[V] 변압기에서 1차로 환산한 등가 임피던스는 6.2+j7[Ω]이다. 변압기의 % 리액턴스 강하는?

  1. 0.75
  2. 1.75
  3. 3
  4. 6
(정답률: 47%)
  • 퍼센트 리액턴스 강하는 정격 전류와 리액턴스의 곱을 정격 전압으로 나눈 값에 100을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\%X = \frac{I \times X_s}{V} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\%X = \frac{\frac{10000}{2000} \times 7}{2000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\%X = 1.75$
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47. 임피던스 강하가 4[％]인 변압기가 운전 중 단락되었을 때 그 단락 전류는 정격 전류의 몇 배인가?

  1. 15배
  2. 20배
  3. 25배
  4. 30배
(정답률: 67%)
  • 변압기의 단락 전류는 임피던스 강하(퍼센트 임피던스)의 역수로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{100}{\%Z} \times I_n$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{100}{4} \times I_n$
    ③ [최종 결과] $I_s = 25 \times I_n$
    따라서 정격 전류의 25배가 됩니다.
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48. 60[Hz] 12극 회전자 외경 2[m]의 동기 발전기에 있어서 자극면의 주변 속도 [m/s]는?

  1. 32.5
  2. 43.8
  3. 54.5
  4. 62.8
(정답률: 59%)
  • 동기 발전기의 자극면 주변 속도는 동기 속도와 회전자 외경을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \pi D \times \frac{N_s}{60}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \pi \times 2 \times \frac{120 \times 60 / 12}{60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 62.8$$
    따라서 자극면의 주변 속도는 $62.8\text{ m/s}$ 입니다.
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49. 직류에서 교류로 변환하는 기기는?

  1. 인버터
  2. 사이크로 컨버터
  3. 쵸퍼
  4. 회전 변류기
(정답률: 69%)
  • 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하는 전력 변환 장치는 인버터입니다.
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50. 3상 유도전동기에서 비례추이를 하지 않는 것은?

  1. 효율
  2. 역율
  3. 1차 전류
  4. 동기 와트
(정답률: 44%)
  • 3상 유도전동기의 비례추이에서 변하지 않는 항목은 '출효동동'(출력, 효율, 동손, 동기속도)으로 암기하세요. 따라서 효율은 비례추이를 하지 않습니다.
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51. 유도전동기 회전자에 2차 주파수와 같은 주파수 전압을 공급하여 속도를 제어하는 방법은?

  1. 전 전압제어
  2. 2차 저항법
  3. 주파수 제어법
  4. 2차 여자법
(정답률: 40%)
  • 유도전동기의 회전자에 2차 주파수와 동일한 주파수의 전압을 외부에서 공급하여 슬립을 조절함으로써 속도를 제어하는 방식은 2차 여자법입니다.
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52. 9000[kVA], 6000[V]인 3상 교류 발전기의 % 동기임피던스가 80% 이다.이 발전기의 동기 임피던스는 몇 [Ω]인가?

  1. 3.0
  2. 3.2
  3. 3.4
  4. 3.6
(정답률: 50%)
  • % 동기임피던스 공식을 이용하여 발전기의 동기 임피던스 값을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Z} = \frac{10 \times \text{V}^2 \times \%\text{Z}}{\text{P}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Z} = \frac{10 \times 6^2 \times 80}{9000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Z} = 3.2$$
    따라서 동기 임피던스는 $3.2\text{ }\Omega$ 입니다.
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53. 220[V], 50[kW]인 직류직권 전동기를 운전하는데 전기자 저항(브러시의 접촉저항 포함)이 0.05[Ω]이고 기계적 손실이 1.7[kW], 표유손이 출력의 1[%]이다. 부하전류가 100[A] 일 때의 출력[kW]은?

  1. 약 19.6 [kW]
  2. 약 18.2 [kW]
  3. 약 16.7 [kW]
  4. 약 14.5 [kW]
(정답률: 40%)
  • 전동기의 유기기전력을 먼저 구한 뒤, 전체 입력에서 기계적 손실과 표유손을 제외하여 최종 출력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{E} = \text{V} - \text{I} \times \text{R}$$
    $$\text{P}_{out} = (\text{E} \times \text{I}) - \text{P}_{loss} - (\text{E} \times \text{I} \times \text{ratio})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{E} = 220 - 100 \times 0.05 = 215$$
    $$\text{P}_{out} = (215 \times 100 \times 10^{-3}) - 1.7 - (21.5 \times 0.01)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{P}_{out} = 19.585$$
    약 $19.6\text{ kW}$가 됩니다.
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54. 동기 발전기의 병렬운전에 필요하지 않은 조건은?

  1. 기전력의 주파수가 같을 것
  2. 기전력의 위상이 같을 것
  3. 임피던스 및 상회전 방향과 각변위가 같을 것
  4. 기전력의 크기가 같을 것
(정답률: 61%)
  • 동기 발전기의 병렬운전을 위해서는 기전력의 크기, 위상, 주파수가 같아야 하며 상회전 방향이 일치해야 합니다.
    임피던스는 각 발전기의 특성치이므로 반드시 같을 필요는 없습니다.
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55. 직류 발전기를 병렬 운전할 때 균압선을 설치하여 병렬 운전하는 발전기는?

  1. 분권 발전기
  2. 타여자기
  3. 복권 발전기
  4. 단극 발전기
(정답률: 51%)
  • 복권 발전기는 병렬 운전 시 부하 분담이 불균일해져 한 대의 발전기가 전담하거나 전압이 불안정해지는 현상이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하고 안정적인 병렬 운전을 위해 균압선을 설치합니다.
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56. 변압기의 1차 권선에 V1=220√2 cosωt[V]의 전압을 가하면 철심자속은 ø =9×10-3 sinωt[Wb], 여자전류의 순시치 i0=√2 (5sinωt- 2sin 3ωt + cosωt - 0.5cos 3ωt)[A]이다. 이 때 철손[W]은?

  1. 2200
  2. 1205
  3. 440
  4. 220
(정답률: 24%)
  • 철손은 전압의 기본파 성분과 여자전류의 동상 성분(전류의 $\cos \omega t$ 성분)의 곱으로 계산합니다. 전압의 실효값 $V = 220$ V이고, 여자전류 중 전압과 위상이 같은 성분의 실효값 $I_p = \sqrt{2} \times 1 \times \frac{1}{\sqrt{2}} = 1$ A입니다.
    ① [기본 공식] $P_i = V \times I_p$
    ② [숫자 대입] $P_i = 220 \times 1$
    ③ [최종 결과] $P_i = 220$
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57. 직류 분권 발전기가 있다. 극당 자속 0.01[Wb], 도체수 400, 회전수 600[rpm]인 6극 직류기의 유도 기전력[V]은? (단, 병렬회로수는 2 이다.)

  1. 160
  2. 140
  3. 120
  4. 100
(정답률: 57%)
  • 직류 발전기의 유도 기전력 공식은 극수, 도체수, 자속, 회전수, 병렬 회로수에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{P \times Z \times \Phi \times N}{60 \times a}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{6 \times 400 \times 0.01 \times 600}{60 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $E = 120$
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58. 20극 360[rpm]의 3상 동기발전기가 있다. 전슬롯수 180, 2층권으로 각 코일의 권수 4, 전기자 권선은 성형으로 단자전압이 6600[V]인 경우 1극의 자속은 약 몇 [Wb]인가? (단, 권선계수는 0.9라 한다.)

  1. 0.0596
  2. 0.0662
  3. 0.0883
  4. 0.1147
(정답률: 24%)
  • 동기발전기의 유도기전력 공식을 이용하여 1극당 자속을 구하는 문제입니다. 먼저 주파수 $f$와 1상당 권수 $N$을 산출한 후 자속 $\Phi$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{E}{\sqrt{3} \times 4.44 \times f \times N \times K_m}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{6600}{\sqrt{3} \times 4.44 \times 60 \times 240 \times 0.9}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 0.0662$
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59. 동기발전기의 부하가 불평형이 되어 발전기의 회전자가 과열 소손되는 것을 방지하기 위하여 설치하는 계전기는?

  1. 과전압 계전기
  2. 역상 과전류 계전기
  3. 계자 상실 계전기
  4. 부족전압 계전기
(정답률: 38%)
  • 부하 불평형으로 인해 발생하는 역상 전류는 회전자에 역방향 자계를 형성하여 과열 및 소손을 유발합니다. 이를 방지하기 위해 역상 과전류 계전기를 설치하여 보호합니다.
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60. 다음은 무슨 회로인가?

  1. 배전압 정류 회로
  2. 다이오드 특성 측정 회로
  3. 전파 정류 회로
  4. 반파 정류 회로
(정답률: 28%)
  • 제시된 회로도는 다이오드와 커패시터가 조합되어 입력 전압보다 높은 전압을 출력하는 구조를 가지고 있으므로 배전압 정류 회로입니다.
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4과목: 회로이론

61. 그림과 같은 회로에 대한 서술에서 잘못된 것은?

  1. 이 회로의 시정수는 0.1 초이다
  2. 이 회로의 특성근은 -10 이다
  3. 이 회로의 특성근은 +10 이다
  4. 정상 전류값은 3.5 [A] 이다
(정답률: 53%)
  • RL 직렬 회로의 특성근과 시정수를 분석하는 문제입니다.
    특성근 $\rho$는 $-\frac{R}{L}$이며, 시정수 $\tau$는 $\frac{L}{R}$입니다.
    ① [특성근 계산] $\rho = \frac{-20}{2} = -10$
    ② [시정수 계산] $\tau = \frac{2}{20} = 0.1$
    ③ [정상 전류 계산] $I = \frac{V}{R} = \frac{70}{20} = 3.5$
    따라서 특성근이 $+10$이라는 설명은 잘못되었습니다.
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62. 그림과 같은 R-L 회로에서 전달함수를 구하면?

(정답률: 30%)
  • R-L 회로에서 전달함수는 입력 전압 $e_i(t)$에 대한 출력 전압 $e_d(t)$의 비로, 전압 분배 법칙을 라플라스 변환 영역에서 적용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{sL}{R + sL}$
    ② [숫자 대입] 분모와 분자를 $L$로 나누어 정리합니다.
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{s}{s + \frac{R}{L}}$
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63. 그림과 같은 π 형 4단자 회로의 어드미턴스 상수중 Y22는?

  1. 5[℧]
  2. 6[℧]
  3. 9[℧]
  4. 11[℧]
(정답률: 53%)
  • $\pi$ 형 4단자 회로에서 어드미턴스 상수 $Y_{22}$는 출력측의 병렬 어드미턴스와 직렬 어드미턴스의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Y_{22} = Y_b + Y_c$
    ② [숫자 대입] $Y_{22} = 3 + 6$
    ③ [최종 결과] $Y_{22} = 9$
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64. 다음과 같은 전류의 초기값 i(0+)를 구하면?

  1. 4
  2. 3
  3. 2
  4. 1
(정답률: 61%)
  • 초기값 정리는 라플라스 변환된 함수 $I(s)$에 $s$를 곱하고 $s \to \infty$로 보낼 때 시간 영역의 초기값 $i(0+)$가 됨을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $i(0+) = \lim_{s \to \infty} s I(s)$
    ② [숫자 대입] $i(0+) = \lim_{s \to \infty} s \frac{12(s + 8)}{4s(s + 6)}$
    ③ [최종 결과] $i(0+) = \lim_{s \to \infty} \frac{12s + 96}{4s + 24} = \frac{12}{4} = 3$
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65. 그림과 같은 회로의 2단자 임피던스 Z(s)는? (단, S=jω 라 한다)

(정답률: 30%)
  • 회로의 임피던스는 직렬 및 병렬 연결 법칙을 적용하여 합성합니다. $L$의 임피던스는 $sL$, $C$의 임피던스는 $\frac{1}{sC}$입니다.
    ① [기본 공식] $Z(s) = \frac{1}{s(1)} + ( s(0.5) + \frac{1}{s(2)} ) \parallel s(1)$
    ② [숫자 대입] $Z(s) = \frac{1}{s} + \frac{(0.5s + \frac{1}{2s})s}{0.5s + \frac{1}{2s} + s} = \frac{1}{s} + \frac{0.5s^{2} + 0.5}{1.5s + \frac{1}{2s}}$
    ③ [최종 결과] $Z(s) = \frac{s^{4} + 4s^{2} + 1}{s(3s^{2} + 1)}$
    따라서 정답은 입니다.
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66. 그림과 같은 e=Em sinω t인 정현파 교류의 반파정류파형의 실효값은?

  1. Em
(정답률: 44%)
  • 정현파 교류를 반파 정류했을 때의 실효값은 전체 주기 중 절반만 전압이 존재하므로, 원래 정현파 실효값 $\frac{E_{m}}{\sqrt{2}}$를 다시 $\sqrt{2}$로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \frac{E_{m}}{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \frac{E_{m}}{2}$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = \frac{E_{m}}{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 어떤 회로의 단자전압이 e=20sinωt+10sin30t[V]이고 전압 강하의 방향으로 흐르는 전류가 i=10sinωt+20sin30t [A]일 때 회로의 역률은 몇 [%] 인가?

  1. 60
  2. 80
  3. 96
  4. 98
(정답률: 27%)
  • 역률은 전체 전압과 전류의 실효값의 곱에 대한 평균 전력의 비로 계산합니다. 각 고조파 성분별로 전력 $P = V_{rms} I_{rms} \cos \theta$를 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{\sum V_{n} I_{n}}{\sqrt{\sum V_{n}^{2}} \sqrt{\sum I_{n}^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{(20 \times 10) + (10 \times 20)}{\sqrt{20^{2} + 10^{2}} \sqrt{10^{2} + 20^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = \frac{400}{500} = 0.8 = 80\%$
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68. R-L-C 직렬회로에서 R=100[Ω], L=0.1[mH], C=0.1[μF]일 때 이 회로는?

  1. 진동적이다
  2. 비진동적이다
  3. 정현파로 진동한다
  4. 임계적 진동이다
(정답률: 46%)
  • R-L-C 직렬회로의 과도현상은 저항 $R$과 인덕턴스 $L$, 정전용량 $C$의 관계에 따라 결정됩니다.
    $$R^{2} > \frac{4L}{C}$$ 조건일 때 회로는 비진동(과제동) 상태가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R^{2} \text{ vs } \frac{4L}{C}$
    ② [숫자 대입] $100^{2} \text{ vs } \frac{4 \times 0.1 \times 10^{-3}}{0.1 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $10,000 > 4,000$
    따라서 $R^{2} > \frac{4L}{C}$를 만족하므로 비진동적입니다.
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69. R=5[Ω], L=10[mH], C=1[μF]의 직렬회로에서 공진주파수 fr[Hz]는 약 얼마인가?

  1. 3181
  2. 1820
  3. 1592
  4. 1432
(정답률: 48%)
  • RLC 직렬회로의 공진주파수는 인덕턴스 $L$과 정전용량 $C$의 값에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $f_r = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$
    ② [숫자 대입] $f_r = \frac{1}{2\pi \sqrt{10 \times 10^{-3} \times 1 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $f_r = 1592$
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70. 저항 R, 리액턴스 X 와의 직렬회로에 전압 V 를 가했을 때 소비되는 전력은?

(정답률: 46%)
  • 직렬회로에서 소비전력은 저항 성분에서만 발생하며, 전체 전압과 임피던스를 이용해 전류를 구한 뒤 전력 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{V^2 R}{R^2 + X^2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{V^2 R}{R^2 + X^2}$
    ③ [최종 결과]
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71. 주기적인 구형파 신호의 성분은?

  1. 성분 분석이 불가능하다.
  2. 직류분만으로 합성된다.
  3. 무수히 많은 주파수의 합성이다.
  4. 교류 합성을 갖지 않는다.
(정답률: 68%)
  • 푸리에 분석에 따르면, 주기적인 구형파와 같은 비정현파 신호는 기본파와 무수히 많은 고조파(정수배 주파수 성분)들의 합으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 무수히 많은 주파수의 합성이라는 설명이 정답입니다.
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72. 3상 대칭분 전류를 I0 , I1 , I2 라 하고 선전류를 Ia, Ib, Ic 라고 할 때 Ib는 어떻게 되는가?

  1. I0+a2I1+aI2
  2. I0+aI1+a2I2
  4. I0+I1+I2
(정답률: 56%)
  • 3상 대칭분 분석에서 각 상의 선전류는 영상분, 정상분, 역상분 전류의 합으로 표현됩니다. $I_b$는 영상분 $I_0$, 정상분 $I_1$에 벡터 연산자 $a^2$을 곱한 값, 그리고 역상분 $I_2$에 벡터 연산자 $a$를 곱한 값의 합으로 정의됩니다. 따라서 정답은 $I_0 + a^2 I_1 + a I_2$ 입니다.
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73. 어떤 제어계의 임펄스 응답이 sinωt 일 때의 계의 전달함수는?

(정답률: 49%)
  • 제어계의 전달함수는 임펄스 응답을 라플라스 변환한 것과 같습니다. $\sin \omega t$의 라플라스 변환 공식을 적용합니다.
    $$\mathcal{L} \{ \sin \omega t \} = \frac{\omega}{s^{2} + \omega^{2}}$$
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74. 의 전달함수를 미분방정식으로 표시하면?

(정답률: 54%)
  • 전달함수 $\frac{B(s)}{A(s)} = \frac{2}{2s+3}$를 미분방정식으로 변환하기 위해 양변에 $(2s+3)$을 곱하면 $(2s+3)B(s) = 2A(s)$가 됩니다. 여기서 라플라스 변환의 성질에 따라 $sB(s)$는 시간 영역에서 $\frac{d}{dt}b(t)$로 변환됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$2\frac{d}{dt}b(t) + 3b(t) = 2a(t)$$
    따라서 정답은 입니다.
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75. 대칭 3상 전압이 있다. 1상의 Y전압의 순시값이 Vs = √2 1000sinωt + √2 500sin(3ωt + 20°) + √2 100sin(5ωt+30°) 일 때 상전압과 선간전압의 비는 얼마인가?

  1. 약 0.54
  2. 약 0.64
  3. 약 0.75
  4. 약 0.85
(정답률: 38%)
  • Y결선에서 상전압은 모든 고조파의 실효값 합으로, 선간전압은 3의 홀수배 고조파 중 3고조파를 제외한 성분들의 합에 $\sqrt{3}$을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{V_{p}}{V_{L}} = \frac{\sqrt{V_{1}^{2} + V_{3}^{2} + V_{5}^{2}}}{\sqrt{3} \times \sqrt{V_{1}^{2} + V_{5}^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{V_{p}}{V_{L}} = \frac{\sqrt{1000^{2} + 500^{2} + 100^{2}}}{\sqrt{3} \times \sqrt{1000^{2} + 100^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{V_{p}}{V_{L}} = 0.6448$
    따라서 상전압과 선간전압의 비는 약 $0.64$입니다.
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76. 로 표시되는 두 벡터가 있다. 의 값은 얼마인가?

(정답률: 49%)
  • 두 복소수 벡터의 나눗셈은 크기는 서로 나누고, 각도는 서로 빼서 계산합니다.
    $$\dot{A}_1 = 20(\cos\frac{\pi}{3} + j\sin\frac{\pi}{3}), \dot{A}_2 = 5(\cos\frac{\pi}{6} + j\sin\frac{\pi}{6})$$ 일 때, $\dot{A}_3 = \dot{A}_1 / \dot{A}_2$의 값은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\dot{A}_3 = \frac{r_1}{r_2}(\cos(\theta_1 - \theta_2) + j\sin(\theta_1 - \theta_2))$$
    ② [숫자 대입]
    $$\dot{A}_3 = \frac{20}{5}(\cos(\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}) + j\sin(\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}))$$
    ③ [최종 결과]
    $$\dot{A}_3 = 4(\cos\frac{\pi}{6} + j\sin\frac{\pi}{6})$$
    따라서 정답은 입니다.
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77. ε -αtcosωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 38%)
  • 지수함수가 곱해진 코사인 함수의 라플라스 변환은 기본 $\cos \omega t$의 변환식에서 $s$ 대신 $s+\alpha$를 대입하는 s-이동 정리를 적용합니다.
    $$\mathcal{L} \{ e^{-\alpha t} \cos \omega t \} = \frac{s+\alpha}{(s+\alpha)^{2} + \omega^{2}}$$
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78. =√3 +j5[Ω]인 3개의 임피던스를 Y결선하여 250[V]의 대칭 3상 전원에 연결하였다. 소비전력은?

  1. 약 3125[W]
  2. 약 5412[W]
  3. 약 6250[W]
  4. 약 7120[W]
(정답률: 32%)
  • Y결선 회로에서 소비전력은 저항 성분에 의해서만 결정되며, 전체 전력은 3상 전력의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 3 \times \frac{V_{p}^{2} \times R}{R^{2} + X^{2}}$
    ② [숫자 대입] $P = 3 \times \frac{250^{2} \times 5\sqrt{3}}{(5\sqrt{3})^{2} + 5^{2}}$
    ③ [최종 결과] $P = 5412.66$
    따라서 소비전력은 약 $5412\text{W}$입니다.
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79. 대칭 좌표법에 관한 설명중 잘못된 것은?

  1. 대칭좌표법은 일반적인 비대칭 n상 교류회로의 계산에도 이용된다.
  2. 대칭 3상 전압의 영상분과 역상분은 0 이고, 정상분만 남는다.
  3. 비대칭 n상 교류회로는 영상분, 역상분 및 정상분의 3성분으로 해석한다.
  4. 비대칭 3상회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다.
(정답률: 54%)
  • 대칭 좌표법에서 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 중성선을 통해 영상 전류가 흐를 수 있으므로 영상분이 존재합니다. 따라서 비대칭 3상회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다는 설명은 잘못되었습니다.
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80. 대칭 3상 Y결선에서 선간전압이 100√3 [V]이고 각 상의 임피던스 Z =30+j40[Ω]의 평형 부하일 때 선전류[A]는?

  1. 2
  2. 2√3
  3. 5
  4. 5√3
(정답률: 45%)
  • Y결선에서 선전류는 상전류와 같으며, 상전압을 상임피던스로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_L = I_p = \frac{V_p}{Z} = \frac{V_L / \sqrt{3}}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \frac{100\sqrt{3} / \sqrt{3}}{\sqrt{30^2 + 40^2}} = \frac{100}{50}$
    ③ [최종 결과] $I_L = 2$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 시방세목으로 옳은 것은?

  1. 안전률은 1.2 이상일 것
  2. 지선에 연선을 사용할 경우 소선은 3가닥 이상의 연선일 것
  3. 소선은 지름 1.6mm 이상인 금속선을 사용할 것
  4. 허용 인장하중의 최저는 330㎏으로 할 것
(정답률: 65%)
  • 가공 전선로 지지물에 사용하는 지선의 시방세목에 따라, 지선에 연선을 사용할 경우에는 소선이 3가닥 이상인 연선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    안전률: $2.5$이상일 것
    소선 지름: $2.6\text{mm}$이상일 것
    최저 허용 인장하중: $430\text{kg}$일 것
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82. 특별고압 옥외 배전용 변압기를 시설하는 경우, 특별고압 측에는 일반적인 경우에 개폐기와 또한 어떤 것을 시설하여야 하는가?

  1. 과전류차단기
  2. 방전기
  3. 계기용변류기
  4. 계기용변압기
(정답률: 56%)
  • 특별고압 옥외 배전용 변압기를 시설할 때는 사고 시 계통을 보호하고 전원을 차단하기 위해 특별고압 측에 개폐기와 과전류차단기를 함께 시설해야 합니다.
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83. 시가지에 시설되어 있는 가공 직류 전차선의 장선에는, 가공 직류 전차선간 및 가공 직류 전차선으로 부터 60cm 이내의 부분 이외에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 47%)
  • 시가지 가공 직류 전차선의 장선은 전차선 간 및 전차선으로부터 $60\text{cm}$이내의 부분을 제외하고 제3종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경 전 기준이며, 현재는 종별 접지 개념이 폐지되었습니다.
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84. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류의 1.25배의 전류에 견디고 또한 몇 배의 전류로 몇 분안에 용단되는 것이어야 하는가?

  1. 1.5배로 1분
  2. 1.5배로 2분
  3. 2배로 1분
  4. 2배로 2분
(정답률: 32%)
  • 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈의 용단 특성 기준에 따라, 정격전류의 $1.25$배에는 견뎌야 하며 $2$배의 전류가 흐를 때 $2$분 이내에 용단되어야 합니다.
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85. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 풍압하중 중 병종풍압하중은 갑종풍압하중에 대한 얼마의 풍압을 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 1/4
(정답률: 46%)
  • 가공 전선로 지지물의 강도 계산 시, 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중의 $1/2$ 배를 기초로 하여 계산합니다.
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86. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 절대로 사용할 수 없는 것은?

  1. 유희용 전차에 전기를 공급하기 위하여 접촉 전선을 사용하는 경우
  2. 애자사용공사에 의하여 전개된 곳에 전기로용 전선을 시설하는 경우
  3. 버스덕트공사에 의하여 시설하는 경우
  4. 금속덕트공사에 의하여 시설하는 경우
(정답률: 49%)
  • 금속덕트공사는 전선이 금속제 외함 내부에 수용되는 구조이므로, 절연 성능 확보와 감전 사고 방지를 위해 나전선을 사용할 수 없으며 반드시 절연전선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    유희용 전차 접촉 전선, 애자사용공사, 버스덕트공사는 규정에 따라 나전선 사용이 가능합니다.
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87. 금속관공사에 의하여 저압 옥내배선을 할 때 콘크리트에 매설하는 관의 두께는 최소 몇 ㎜ 이상이어야 하는가?

  1. 0.6
  2. 0.8
  3. 1.0
  4. 1.2
(정답률: 50%)
  • 금속관공사 시 콘크리트에 매설하는 관은 외부 압력과 부식으로부터 전선을 보호하기 위해 최소 두께 $1.2\text{mm}$이상을 유지해야 합니다.
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88. 용량이 15000kVA 이상의 조상기에는 그 내부에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 장치를 반드시 하여야 하는가?

  1. 병렬로 전력용콘덴서를 설치한다.
  2. 분로리액터를 설치한다.
  3. 전로로부터 차단하는 장치를 한다.
  4. 방전을 시킬 수 있는 장치를 한다.
(정답률: 49%)
  • 대용량 조상기($15000\text{kVA}$이상)는 내부 고장 발생 시 사고 확산을 방지하고 설비를 보호하기 위해 전로로부터 신속하게 분리할 수 있는 차단 장치를 반드시 설치해야 합니다.
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89. 일반주택 및 아파트 각 호실의 현관등과 같은 조명용 백열전등을 설치할 때에는 타임스위치를 시설하여야 한다. 몇 분이내에 소등되는 것이어야 하는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 54%)
  • 일반주택 및 아파트 현관등에 설치하는 타임스위치는 $3$분 이내에 소등되도록 시설해야 합니다.

    오답 노트
    $1$분 이내 : 여관 등에 적용되는 기준입니다.
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90. 특별고압 가공 전선로의 중성선의 다중 접지 및 중성선을 시설할 때, 각 접지선을 중성선으로부터 분리하였을 경우 각 접지점의 대지전기저항값은 몇 Ω 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 300
  4. 500
(정답률: 53%)
  • 특별고압 가공 전선로의 중성선 다중 접지 시, 각 접지점을 분리했을 때의 대지전기저항값은 전압 크기와 관계없이 $300\Omega$이하로 시설해야 합니다.
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91. 저압 옥내간선에 전동기와 전열기 및 전등이 연결되어있다. 몇 A 이상의 허용전류가 있는 전선을 사용하여야 하는가? (단, 전동기의 정격전류는 130A, 전열기는 10A, 전등은 14A 이고 수용률은 100%로 한다.)

  1. 125
  2. 154
  3. 167
  4. 186
(정답률: 25%)
  • 저압 옥내간선의 허용전류는 전동기 정격전류의 $125\%$와 기타 부하(전열기, 전등) 전류의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{m} \times 1.25 + I_{h} + I_{l}$
    ② [숫자 대입] $I = 130 \times 1.25 + 10 + 14$
    ③ [최종 결과] $I = 186.5$
    계산 결과 $186.5\text{A}$가 도출되나, 공식 지정 정답인 $167\text{A}$는 전동기 가산 없이 단순 합산($130+10+14=154$) 또는 다른 기준이 적용된 수치로 보입니다. 다만, 지침에 따라 정답 $167\text{A}$를 기준으로 합니다.
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92. 인도교 위에 시설하는 조명용 저압 가공 전선로에 사용되는 경동선의 최소 굵기는 몇 mm 인가?

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 3.2
(정답률: 48%)
  • 인도교 위에 시설하는 조명용 저압 가공 전선로에 사용되는 경동선의 최소 굵기는 $2.6\text{mm}$이상으로 규정되어 있습니다.
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93. 전력보안 가공 통신선을 교통에 지장을 줄 우려가 없는 곳의 도로 위에 시설할 경우에는 지표상 몇 m 까지로 감하여 시설할 수 있는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 23%)
  • 전력보안 가공 통신선을 교통에 지장을 줄 우려가 없는 도로 위에 시설할 경우, 지표상 높이를 $4.5\text{m}$까지 감하여 시설할 수 있습니다.
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94. "관등회로"라고 하는 것은?

  1. 분기점으로부터 안정기까지의 전로를 말한다.
  2. 스위치로부터 방전등까지의 전로를 말한다.
  3. 스위치로부터 안정기까지의 전로를 말한다.
  4. 방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로를 말한다.
(정답률: 65%)
  • 관등회로란 방전등용 안정기(또는 변압기)로부터 방전관까지 연결되는 전로를 의미합니다.
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95. 3상4선식 22.9kV 중성선 다중접지식 가공 전선로의 전로와 대지간의 절연내력 시험전압은 몇 V 인가?

  1. 11450
  2. 21068
  3. 25190
  4. 28625
(정답률: 51%)
  • 전로와 대지 간의 절연내력 시험전압은 전로의 최대사용전압에 따라 정해진 배수를 곱하여 산출합니다. $22.9\text{kV}$는 $7\text{kV}$ 초과 $25\text{kV}$이하 구간에 해당하여 $0.92$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{시험전압} = \text{최대사용전압} \times 0.92$
    ② [숫자 대입] $\text{시험전압} = 22900 \times 0.92$
    ③ [최종 결과] $\text{시험전압} = 21068$
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96. 관, 암거 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체의 접지는 제 몇 종 접지공사로 하여야 하는가? (단, 금속제 부분에는 케이블을 지지하는 금구류를 제외한다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종접지공사
  2. 제2종접지공사
  3. 제3종접지공사
  4. 특별제3종접지공사
(정답률: 49%)
  • 지중전선 방호장치의 금속제 부분 및 피복용 금속체는 과거 규정상 제3종접지공사를 적용하였습니다.

    오답 노트
    제1종접지공사: 고압 기기 외함 등 더 높은 안전성이 필요한 곳에 적용
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97. 6kV 고압 옥내배선을 애자사용공사로 하는 경우 전선의 지지점간의 거리는 전선을 조영재의 면을 따라 붙이는 경우에는 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 53%)
  • 고압 옥내배선을 애자사용공사로 시공할 때, 전선을 조영재의 면을 따라 붙이는 경우 지지점 간의 거리는 $2\text{m}$이하로 규정하고 있습니다.
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98. 저압 인입선을 시설할 때 사용하여서는 아니되는 전선은?

  1. 절연전선
  2. 다심형 전선
  3. 비닐코드 전선
  4. 케이블
(정답률: 42%)
  • 저압 인입선은 외부 충격이나 환경에 노출되므로 충분한 기계적 강도와 절연 성능이 필요합니다. 비닐코드 전선은 유연성은 좋으나 강도가 부족하여 인입선으로 사용할 수 없습니다.
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99. 사용전압이 60000V이하인 특별고압 가공 전선로는 상시정전 유도작용(常時靜電 誘導作用)에 의한 통신상의 장해가 없도록 시설하기 위하여 전화선로의 길이 12㎞마다 유도 전류는 몇 ㎂를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 44%)
  • 사용전압 60kV 이하의 특별고압 가공 전선로가 통신선에 주는 유도 장해 기준에 따라, 전화선로 12km마다 유도 전류는 2$\mu$A를 넘지 않아야 합니다.
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100. 타냉식의 특별고압용 변압기에는 냉각장치에 고장이 생긴 경우 또는 변압기의 온도가 현저히 상승한 경우에 대비하여 어떤 장치를 반드시 시설하여야 하는가?

  1. 경보장치
  2. 절연보강장치
  3. 공기순환장치
  4. 변압기유의 순도 측정장치
(정답률: 68%)
  • 타냉식 특별고압용 변압기는 냉각 장치 고장이나 온도 상승 시 사고로 이어질 위험이 크므로, 이를 즉시 알릴 수 있는 경보장치를 반드시 설치해야 합니다.
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