전기산업기사 필기 기출문제복원 (2006-03-05)

전기산업기사 2006-03-05 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2006-03-05 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 그림과 같이 공기중에서 1[m]의 거리를 사이에 둔 2점 A, B에 각각 3×10-4[WB]와 -3×10-4[WB]의 점자극을 두었다. 이 때 점 P에 단위 정(+)자극을 두었을 때 이 극에 작용하는 힘의 합력은 약 몇 [N]인가? (단, , m(∠APB)=90°이다.)

  1. 0
  2. 18.9
  3. 37.9
  4. 53.7
(정답률: 39%)
  • 두 점자극 A, B가 점 P에 가하는 힘의 합력을 구하는 문제입니다. $m(\overline{AP}) = m(\overline{BP})$이고 $\angle APB = 90^{\circ}$이므로, 피타고라스 정리에 의해 $AP = BP = \frac{1}{\sqrt{2}}$ m 가 됩니다. 쿨롱의 법칙을 이용하여 각 자극이 P에 가하는 힘을 구한 뒤 벡터 합을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = \frac{\mu_{0}}{4\pi} \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$F_{total} = \sqrt{2} \times (10^{-7} \times \frac{3 \times 10^{-4} \times 1}{(1/\sqrt{2})^{2}}) \times 2 = \sqrt{2} \times 10^{-7} \times 6 \times 10^{-4} \times 2$$
    ※ 실제 계산 시 $\mu_{0}/4\pi = 10^{-7}$ 적용 및 합력 계산
    ③ [최종 결과]
    $$F_{total} = 53.7$$
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2. 압전기 진동자로 가장 많이 이용되는 재료는?

  1. 로셀염
  2. 실리콘
  3. 방해석
  4. 페라이트
(정답률: 58%)
  • 압전기 진동자는 기계적 압력을 전기 에너지로 변환하는 소자로, 로셀염이 가장 대표적으로 이용되는 재료입니다.
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3. 권선수가 N 회인 코일에 전류 I[A]를 흘릴 경우, 코일에 ø[Wb]의 자속이 지나간다면 이 코일에 저장된 자계 에너지는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 66%)
  • 코일에 저장되는 자계 에너지 $W$는 권선수 $N$, 자속 $\phi$, 전류 $I$의 곱에 $\frac{1}{2}$을 곱하여 계산합니다.
    $$\text{자계 에너지} = \frac{1}{2} N \phi I$$
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4. 사용되는 전자파의 파장이 가장 긴 것부터 순서대로 나열한 것은?

  1. 전자레인지-살균소독-사진전송-레이다
  2. 레이다-사진전송-살균소독-전자렌지
  3. 사진전송-레이다-전자렌지-살균소독
  4. 전자렌지-살균소독-레이다-사진전송
(정답률: 41%)
  • 전자파의 파장은 주파수가 낮을수록 길고, 주파수가 높을수록 짧아집니다. 파장이 긴 순서(주파수가 낮은 순서)대로 나열하면 다음과 같습니다.
    사진전송(저주파) $\rightarrow$ 레이다(고주파) $\rightarrow$ 전자렌지(마이크로웨이브) $\rightarrow$ 살균소독(자외선)
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5. 길이 1[cm] 마다 권수 50을 가진 무한장 솔레노이드에 500[mA]의 전류를 흘릴 때 내부자계는 몇 [AT/m]인가?

  1. 1,250
  2. 2,500
  3. 12,500
  4. 25,000
(정답률: 66%)
  • 무한장 솔레노이드의 내부자계는 단위 길이당 권수와 흐르는 전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = nI$ (단위 길이당 권수 $\times$ 전류)
    ② [숫자 대입] $H = (50 \times 100) \times (500 \times 10^{-3})$
    ③ [최종 결과] $H = 2500$
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6. 내부저항 20[Ω] 및 25[Ω], 최대 지시눈금이 다 같이 1[A]인 전류계 A1및 A2를 그림과 같이 접속했을 때 측정할 수 있는 최대 전류의 값은 몇 [A]인가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 1.8
  4. 2
(정답률: 32%)
  • 두 전류계가 병렬로 연결되어 있으므로, 전류는 각 내부 저항에 반비례하여 분배됩니다. 전체 최대 전류는 각 전류계가 최대 지시눈금에 도달했을 때의 합입니다.
    ① [기본 공식] $I_{total} = I_{1} + I_{2} = I_{max} \times (1 + \frac{R_{1}}{R_{2}})$
    ② [숫자 대입] $I_{total} = 1 \times (1 + \frac{20}{25})$
    ③ [최종 결과] $I_{total} = 1.8$
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7. 유전체내의 전속밀도에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 진전하만이다.
  2. 분극전하만이다.
  3. 겉보기 전하만이다.
  4. 진전하와 분극전하이다.
(정답률: 64%)
  • 전속밀도 $D$는 유전체 내에서 분극전하의 영향을 배제하고, 오직 자유전하인 진전하에 의해서만 결정되는 물리량입니다.
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8. 전도전자나 구속전자의 이동에 의하지 않는 전류는?

  1. 대류전류
  2. 전도전류
  3. 변위전류
  4. 분극전류
(정답률: 60%)
  • 변위전류는 전하의 실제 이동(전도전자나 구속전자의 이동)이 아니라, 전계의 변화에 의해 커패시터(콘덴서)의 양단에 전하가 축적되거나 방전되면서 흐르는 것처럼 보이는 가상적인 전류입니다.

    오답 노트
    대류전류, 전도전류, 분극전류: 모두 전하(전자 또는 이온)의 실제 물리적 이동을 수반하는 전류입니다.
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9. Q=0.15[C]으로 대전하고 있는 큰 구에 그의 반경이 1/2이 되는 작은 구를 접촉했다가 떼면 큰 구와 작은 구 간에 작용하는 반발력은 몇 [N]인가? (단, 양 구를 접촉시켰을 때 전위는 동일 전위이며 양구는 서로 1[m] 떨어져 놓여 있다.)

  1. 4.5×105
  2. 4.5×106
  3. 4.5×107
  4. 4.5×108
(정답률: 30%)
  • 두 구가 접촉하면 전하가 반경 비에 비례하여 분배되며, 이후 쿨롱의 법칙을 이용하여 반발력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$$
    ② [숫자 대입]
    전하 분배에 의해 큰 구 $q_1 = 0.1\text{C}$, 작은 구 $q_2 = 0.05\text{C}$이며, $k = 9 \times 10^9$, $r = 1$ 대입
    $$F = 9 \times 10^9 \frac{0.1 \times 0.05}{1^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 4.5 \times 10^7$$
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10. 전류에 의한 자계의 방향을 결정하는 법칙은?

  1. Ampere의 오른나사 법칙
  2. Fleming의 오른손 법칙
  3. Fleming의 왼손 법칙
  4. Lentz의 법칙
(정답률: 67%)
  • 전류가 흐르는 도선 주위에 형성되는 자계의 방향은 전류의 방향을 엄지손가락으로 향하게 하고 나머지 네 손가락으로 감싸 쥐는 방향과 일치한다는 Ampere의 오른나사 법칙으로 결정합니다.

    오답 노트
    Fleming의 오른손 법칙: 발전기의 기전력 방향 결정
    Fleming의 왼손 법칙: 전동기의 힘의 방향 결정
    Lentz의 법칙: 유도 기전력의 방향 결정
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11. 강자성체에서 자구의 크기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 역자성체를 제외한 다른 자성체에서는 모두 같다.
  2. 원자나 분자의 질량에 따라 달라진다.
  3. 물질의 종류에 관계없이 크기가 모두 같다.
  4. 물질의 종류 및 상태에 따라 다르다.
(정답률: 74%)
  • 강자성체 내부의 자구(Magnetic Domain)는 원자 자석들이 일정한 방향으로 정렬된 구역을 말하며, 그 크기와 형태는 물질의 종류 및 물리적 상태에 따라 결정됩니다.
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12. 내부저항 r인 전원에서 저항 R인 부하에 전력을 공급할 경우, 최대 전력이 되기 위한 조건은?

  1. r ＞ R
  2. r ＜ R
  3. r = R
  4. r=0, R=∞
(정답률: 60%)
  • 전원 내부저항 $r$과 부하저항 $R$이 같을 때 부하에 전달되는 전력이 최대가 된다는 '최대 전력 전달 정리'에 의한 결과입니다. 따라서 $r = R$ 일 때 최대 전력이 공급됩니다.
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13. 그림과 같이 등전위면이 존재하는 경우, 전계의 방향은 어느 방향인가?

  1. a 방향
  2. b 방향
  3. c 방향
  4. d 방향
(정답률: 61%)
  • 전계의 방향은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하며, 항상 등전위면에 수직으로 발생합니다.
    제시된 이미지 에서 전위는 $50\text{V} \rightarrow 40\text{V} \rightarrow 30\text{V} \rightarrow 20\text{V}$ 순으로 낮아지므로, 오른쪽에서 왼쪽으로 수직하게 향하는 c 방향이 정답입니다.
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14. 다음의 MKS 유리화 단위와 CGS 단위에서 그 값이 일치하는 것은?

  1. 1 tesla = 10-4gauss
  2. 1 ampere = 0.1 emu
  3. 1 coulomb = 3×10-9esu
  4. 1 weber = 106 maxwell
(정답률: 38%)
  • MKS 단위계와 CGS 단위계의 변환 관계를 묻는 문제입니다. 1 ampere = 0.1 emu 관계가 성립합니다.

    오답 노트
    1 tesla = $10^{4}$ gauss
    1 coulomb = $3 \times 10^{9}$ esu
    1 weber = $10^{8}$ maxwell
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15. 길이 ℓ[m]인 도체 ab가 속도 v[m/s]로 자계속을 운동할 때 도체에서는 a에서 b 방향으로 유도기전력이 생기게 된다. 이 때 속도와 자속밀도가 평행이 된다면 기전력은 얼마인가?

  1. 0
  2. 3.14
  3. v ℓ sinθ
  4. vB ℓ sinθ
(정답률: 54%)
  • 도체가 자계 속을 운동할 때 발생하는 유도기전력은 속도와 자속밀도의 외적에 비례하며, 두 벡터가 평행하면 $\sin 0^{\circ} = 0$이 되어 기전력이 발생하지 않습니다.
    ① [기본 공식] $e = vB\ell \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $e = vB\ell \sin 0^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $e = 0$
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16. 변압기 철심으로 주철을 사용하지 않고 규소강판이 사용되는 주된 이유는?

  1. 와류손을 적게 하기 위하여
  2. 큐리온도를 놓이기 위하여
  3. 히스테리시스손을 적게 하기 위하여
  4. 부하손(동손)을 적게 하기 위하여
(정답률: 78%)
  • 규소강판은 철에 규소를 첨가하여 자성 특성을 개선한 재료로, 자기 이력 곡선의 면적을 줄여 히스테리시스손을 최소화하기 위해 변압기 철심으로 사용합니다.

    오답 노트
    와류손을 적게 하기 위하여: 성층 철심(얇은 판을 겹침)을 사용하는 이유입니다.
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17. 자유전자 e가 전계 E 중을 열에너지에 의해 진동하고 있는 원자와 충돌하면서 운동하는 경우 평균 자유시간을 τ 라 하면 도전율 σ는 얼마인가? (단, 자유전자의 밀도는 n, 질량은 m 이라 한다.)

(정답률: 27%)
  • 도전율은 자유전자의 밀도, 전하량의 제곱, 평균 자유시간의 곱을 전자의 질량으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{ne^{2}\tau}{m}$
    ② [숫자 대입] (기호 기반 문제로 대입 생략)
    ③ [최종 결과] $\sigma = \frac{ne^{2}\tau}{m}$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 비유전율이 3인 유전체내의 한 점의 전장이 3×105[V/m]일 때, 이 점의 분극의 세기는 몇 [C/m2]인가?

  1. 1.77×10-6
  2. 5.31×10-6
  3. 7.08×10-6
  4. 8.85×10-6
(정답률: 60%)
  • 분극의 세기는 진공의 유전율과 유전체의 비유전율, 그리고 전장의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \epsilon_{0}(\epsilon_{s}-1)E$
    ② [숫자 대입] $P = 8.854 \times 10^{-12} \times (3-1) \times 3 \times 10^{5}$
    ③ [최종 결과] $P = 5.31 \times 10^{-6}$
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19. 그림과 같이 반지름 r[m]인 원의 임의의 2점 a,b(각 θ) 사이에 전류 I[A]가 흐른다. 원의 중심 0의 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?

(정답률: 40%)
  • 원형 도선 일부에 전류가 흐를 때 중심에서의 자계 세기는 전체 원형 도선 자계 공식인 $\frac{I}{2r}$에 전체 원($2\pi$) 대비 해당 호의 각도($\theta$) 비율을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2r} \times \frac{\theta}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{I \theta}{4\pi r}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I \theta}{4\pi r}$
    따라서 정답은 입니다.
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20. 철편의 ( )부분에 대한 극성의 설명으로 옳은 것은?

  1. N극이다.
  2. S극이다.
  3. N극과 S극이 교번한다.
  4. 자극이 생기지 않는다.
(정답률: 63%)
  • 전류가 흐르는 방향을 기준으로 오른나사 법칙을 적용하면, 이미지의 코일 방향에 따라 왼쪽 끝부분은 N극이 됩니다.
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2과목: 전력공학

21. 페란티 효과의 발생 원인은?

  1. 선로의 저항
  2. 선로의 인덕턴스
  3. 선로의 정전용량
  4. 선로의 누설컨덕턴스
(정답률: 75%)
  • 페란티 효과는 무부하 또는 경부하 시 선로의 정전용량(C)으로 인해 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 말합니다.
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22. 3상3선식 소호리액터접지방식에서 1선의 대지정전용량을 C[μF] , 상전압 E[kV] , 주파수 f[Hz]라 하면, 소호리액터의 용량은 몇 [kVA]인가?

  1. πfCE2×10-3
  2. 2πfCE2×10-3
  3. 3πfCE2×10-3
  4. 6πfCE2×10-3
(정답률: 60%)
  • 소호리액터의 용량은 3상 전체의 용량을 구하는 것이므로, 1상당 충전전류에 전압을 곱한 값의 3배로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 3 \times 2\pi fCE^{2}$
    ② [숫자 대입] $P = 6\pi fCE^{2} \times 10^{-3}$
    ③ [최종 결과] $6\pi fCE^{2} \times 10^{-3}$
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23. 전력용 퓨즈의 장점으로 틀린 것은?

  1. 소형으로 큰 차단용량을 갖는다.
  2. 밀폐형 퓨즈는 차단시에 소음이 없다.
  3. 가격이 싸고 유지 보수가 간단하다.
  4. 과도 전류에 의해 쉽게 용단되지 않는다.
(정답률: 70%)
  • 전력용 퓨즈는 과도 전류가 흐를 때 쉽게 용단되어 결상 사고를 일으킬 우려가 있다는 단점이 있습니다.
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24. 변전소 구내에서 보폭전압을 저감하기 위한 방법으로 잘못된 것은?

  1. 접지선을 얕게 매설한다.
  2. mesh식 접지방법을 채용하고 mesh 간격을 좁게 한다.
  3. 자갈 또는 콘크리트를 타설한다.
  4. 철구, 가대 등의 보조 접지를 한다.
(정답률: 60%)
  • 보폭전압을 저감하기 위해서는 지표면의 전위 경사를 완만하게 만들어야 합니다. 접지선을 깊게 매설할수록 지표면의 전위 분포가 균일해져 보폭전압이 낮아지므로, 접지선을 얕게 매설하는 것은 잘못된 방법입니다.

    오답 노트
    mesh 간격 축소: 전위 분포 균일화로 전압 저감
    자갈/콘크리트 타설: 지표면 저항을 높여 인체 통전 전류 감소
    보조 접지: 접지 저항을 낮추어 전위 상승 억제
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25. 전선 a, b, c가 일직선으로 배치되어 있다. a와 b, b와 c 사이의 거리가 각각 5[m]일 때 이 선로의 등가선 간거리는 몇 [m]인가?

  1. 5
  2. 10
(정답률: 59%)
  • 전선이 일직선으로 배치된 경우, 등가선 간거리는 모든 전선 쌍 간 거리의 기하평균으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$D_{eq} = \sqrt[3]{D_{ab} \times D_{bc} \times D_{ac}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$D_{eq} = \sqrt[3]{5 \times 5 \times 10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$D_{eq} = 5\sqrt[3]{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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26. 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 장소에 사용되며, 일명 E 철탑이라고도 하는 표준 철탑의 일종은?

  1. 직선형 철탑
  2. 내장형 철탑
  3. 각도형 철탑
  4. 인류형 철탑
(정답률: 75%)
  • 철탑의 종류 중 내장형 철탑은 지지물 양쪽의 경간 차가 큰 장소에 사용되며, 약칭으로 E 철탑이라고 부릅니다.

    오답 노트
    직선형 철탑: A 철탑
    각도형 철탑: B, C 철탑
    인류형 철탑: D 철탑
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27. 불평형 부하에서 역률은 어떻게 표현되는가?

  1. 각 상의 피상전력의 산술 합 / 유효전력
  2. 각 상의 피상전력의 벡터 합 / 유효전력
  3. 각 상의 피상전력의 산술 합 / 무효전력
  4. 각 상의 피상전력의 벡터 합 / 무효전력
(정답률: 64%)
  • 불평형 부하에서 전체 역률은 전체 유효전력에 대한 전체 피상전력의 비로 정의됩니다. 이때 전체 피상전력은 각 상의 피상전력을 단순 합산하는 것이 아니라 벡터 합으로 계산하여 유효전력으로 나누어 표현합니다.
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28. 배전선의 전압조정 방법이 아닌 것은?

  1. 승압기 사용
  2. 유도전압조정기 사용
  3. 병렬콘덴서 사용
  4. 주상변압기 탭 전환
(정답률: 58%)
  • 배전선의 전압 조정은 승압기, 유도전압조정기(IVR), 주상변압기의 탭 전환 등을 통해 수행합니다.

    오답 노트
    병렬콘덴서 사용: 전압 조정이 아닌 역률 개선을 목적으로 사용됩니다.
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29. 화력발전소에서 1톤의 석탄으로 발생시킬 수 있는전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 석탄 1[kg]의 뱔열량은 5,000[kcal] 효율은 20%이다.)

  1. 960
  2. 1,060
  3. 1,160
  4. 1,260
(정답률: 46%)
  • 석탄의 발열량과 발전 효율을 이용하여 총 전력량을 계산합니다. $1\text{kWh}$는 약 $860\text{kcal}$의 열량에 해당합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{m \times H \times \eta}{860}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{1000 \times 5000 \times 0.2}{860}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 1162.79$$
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30. 충전전류는 일반적으로 어떤 전류를 말하는가?

  1. 앞선전류
  2. 뒤진전류
  3. 유효전류
  4. 누설전류
(정답률: 68%)
  • 충전전류는 정전용량 $C$에 의해 발생하는 전류로, 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞서는 특성을 가진 앞선전류입니다.
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31. 역률개선용 콘덴서를 부하와 병렬로 연결할 때 Δ결선방법을 채택하는 이유로 가장 타당한 것은?

  1. 부하저항을 일정하게 유지할 수 있기 때문이다.
  2. 콘덴서의 정전용량[μF]의 소요가 적기 때문이다.
  3. 콘덴서의 관리가 용이하기 때문이다.
  4. 부하의 안정도가 높기 때문이다.
(정답률: 42%)
  • 콘덴서를 $\Delta$결선하면 Y결선일 때보다 각 콘덴서에 걸리는 전압이 낮아지므로, 동일한 역률 개선 효과를 얻기 위해 필요한 정전용량 $\mu\text{F}$의 크기를 줄일 수 있어 경제적입니다.
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32. 후비보호계전방식의 설명으로 틀린 것은?

  1. 주보호계전기가 보호할 수 없을 경우 동작하며, 주보호계전기와 정정값은 동일하다.
  2. 주보호계전기가 그 어떤 이유로 정지해 있는 구간의 사고를 보호한다.
  3. 주보호계전기에 결함이 있어 정상 동작할 수 없는 상태에 있는 구간 사고를 보호한다.
  4. 송전선로에서 거리계전기의 후비보호계전기로 고장 선택 계전기를 많이 사용한다.
(정답률: 44%)
  • 후비보호계전방식은 주보호계전기가 동작하지 않거나 보호할 수 없는 구간의 사고를 대비하는 보조 수단입니다. 따라서 주보호계전기보다 동작 시간이 늦고 정정값 또한 다르게 설정하여 주보호계전기가 먼저 동작하도록 설계해야 합니다.
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33. 케이블의 전력손실와 관계가 없는 것은?

  1. 도체의 저항손
  2. 유전체손
  3. 연피손
  4. 철손
(정답률: 55%)
  • 케이블의 전력손실은 도체 저항에 의한 저항손, 절연체에서 발생하는 유전체손, 그리고 외장 도체(연피)에서 발생하는 연피손으로 구성됩니다. 철손은 변압기나 전동기 같은 철심이 있는 기기에서 발생하는 손실이므로 케이블의 전력손실과는 관계가 없습니다.
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34. 송전선로에 근접한 통신선에서 발생하는 유도장해에 관한 설명으로 틀린 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: 49%)
  • 유도전압은 통신선의 길이에 비례하는 것이 아니라, 통신선과 전력선 사이의 결합 계수 및 전력선의 전압/전류 크기에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    정전유도: 전력선의 영상전압이 원인임
    전자유도: 전력선의 영상전류가 원인임
    연가: 전선 배치를 꼬아 유도장해를 억제함
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35. 3상용 차단기의 정격차단용량은?

  1. 정격전압 x 정격차단전류
  2. 3 x 정격전압 x 정격전류
  3. 3 x 정격전압 x 정격차단전류
  4. x 정격전압 x 정격차단전류
(정답률: 74%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기의 정격차단용량은 상전압이 아닌 선간전압을 기준으로 하며, 3상 전력 공식에 따라 $\sqrt{3}$을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \sqrt{3} V I$
    ② [숫자 대입] $P = \sqrt{3} \times \text{정격전압} \times \text{정격차단전류}$
    ③ [최종 결과] $P = \sqrt{3} \times \text{정격전압} \times \text{정격차단전류}$
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36. 수력발전소의 댐(Dam)의 설계 및 저수지 용량 등을 결정하는데 사용되는 것은?

  1. 유량도
  2. 유황곡선
  3. 수위-유량곡선
  4. 적산유량곡선
(정답률: 62%)
  • 적산유량곡선은 일정 기간 동안 흐른 유량의 누적 합계를 나타낸 곡선으로, 댐의 설계 및 저수지 용량을 결정하는 핵심 자료로 사용됩니다.
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37. 고압 배전선로의 보호방식에서 고장 전류의 차단방식이 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 퓨즈에 의한 보호방식
  2. 리클로저(recloser)에 의한 방식
  3. 섹셔널라이저(sectionalizer)에 의한 방식
  4. 자동부하 전환스위치(ALTS : auto load transfer switch)에 의한 방식
(정답률: 40%)
  • 자동부하 전환스위치(ALTS)는 전원 공급 경로를 자동으로 전환하여 전원 신뢰도를 높이는 장치이며, 고장 전류를 감지하여 차단하는 보호방식과는 거리가 멉니다.
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38. 장거리 대전력 송전에서 교류 송전방식에 비교한 직류 송전방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 송전 효율이 놓다.
  2. 안정도의 문제가 없다.
  3. 선로 절연이 더 수월하다.
  4. 변압이 쉬워 고압송전이 유리하다.
(정답률: 54%)
  • 직류 송전방식은 교류에 비해 송전 효율이 높고, 안정도 문제가 없으며, 리액턴스 성분이 없어 선로 절연이 수월하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    변압이 쉬워 고압송전이 유리하다: 변압기는 교류에서만 작동하므로, 변압이 쉬운 것은 교류 송전방식의 특징입니다.
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39. 3,300[V] 배전선로의 전압을 6,600[V]로 승압하고 같은 손실율로 송전하는 경우 송전전력은 승압전의 몇 배 인가?

  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 49%)
  • 송전 손실률이 일정할 때, 송전 전력은 전압의 제곱에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{2} = P_{1} \times (\frac{V_{2}}{V_{1}})^{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{2} = P_{1} \times (\frac{6600}{3300})^{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_{2} = 4P_{1}$$
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40. 그림과 같은 회로의 영상, 정상, 역상 임피던스 Z0, Z1, Z2 는?

  1. Z0=Z+3Zn, Z1=Z2=Z
  2. Z0=3Z+Zn, Z1=3Z, Z2=Z
  3. Z0=3Zn, Z1=Z, Z2=3Z
  4. Z0=Z+Zn, Z1=Z2=Z+3Zn
(정답률: 34%)
  • Y결선 회로에서 영상, 정상, 역상 임피던스를 구하는 문제입니다.
    정상 임피던스와 역상 임피던스는 한 상의 임피던스와 같으며, 영상 임피던스는 한 상의 임피던스와 중성점 임피던스의 3배를 합한 값과 같습니다.
    $$Z_{1} = Z_{2} = Z$$
    $$Z_{0} = Z + 3Z_{n}$$
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3과목: 전기기기

41. 직류 전동기의 회전수는 자속이 감소하면 어떻게 되는가?

  1. 불변이다.
  2. 정지한다.
  3. 저하한다.
  4. 상승한다.
(정답률: 47%)
  • 직류 전동기의 회전수는 자속에 반비례하는 특성을 가집니다. 따라서 자속이 감소하면 회전수는 상승하게 됩니다.
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42. 200[V], 3상 유도 전동기의 전 부하 슬립이 4[%]이다. 공급전압이 10[%] 저하했을 때의 전 부하 슬립[%]은?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 38%)
  • 유도 전동기의 슬립은 공급 전압의 제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $s' = s ( \frac{V}{V'} )^{2}$
    ② [숫자 대입] $s' = 0.04 \times ( \frac{200}{200 \times 0.9} )^{2}$
    ③ [최종 결과] $s' = 0.05$
    이를 백분율로 나타내면 $5\%$가 됩니다.
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43. 다음에서 동기전동기와 구조가 동일한 것은?

  1. 직류전동기
  2. 유도전동기
  3. 정류자 전동기
  4. 교류발전기
(정답률: 30%)
  • 동기 전동기는 구조적으로 동기 발전기(교류 발전기)와 동일하며, 전원 공급 여부에 따라 전동기로서 또는 발전기로서 동작하게 됩니다.
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44. 직류전동기 중 부하가 변하면 속도가 심하게 변하는 전동기는?

  1. 직류 분권전동기
  2. 직류 직권전동기
  3. 차동 복권전동기
  4. 가동 복권전동기
(정답률: 67%)
  • 직류 직권전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있어, 부하 전류가 변하면 자속이 함께 변하므로 부하 변화에 따른 속도 변동이 매우 심한 특성을 가집니다.
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45. 60[Hz], 12극의 동기 전동기 회전 자계의 주변 속도는? (단, 회전 자계의 극 간격은 1[m]이다.)

  1. 31.4[m/s]
  2. 10[m/s]
  3. 377[m/s]
  4. 120[m/s]
(정답률: 36%)
  • 회전 자계의 주변 속도는 회전자의 전체 둘레 길이에 초당 회전 속도를 곱하여 계산합니다.
    먼저 동기 속도 $N_{s}$를 구하면 다음과 같습니다.
    $$N_{s} = \frac{120f}{P} = \frac{120 \times 60}{12} = 600 \text{ rpm}$$
    회전자의 둘레는 극수와 극 간격의 곱인 $12 \times 1 = 12 \text{ m}$이며, 이를 이용해 주변 속도 $v$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $v = L \times \frac{N_{s}}{60}$
    ② [숫자 대입] $v = 12 \times \frac{600}{60}$
    ③ [최종 결과] $v = 120$
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46. 전기자 저항 0.3[Ω], 직권 계자 권선 저항 0.4[Ω]의 직권 전동기에 100[V]를 가하였더니 부하 전류가 8[A] 이었다. 이때 전동기의 속도 [rpm]는 약 얼마인가? (단, 기계 정수는 2.0이다.)

  1. 1000
  2. 1216
  3. 1316
  4. 1416
(정답률: 16%)
  • 직권 전동기의 속도는 기계 정수와 역기전력, 그리고 부하 전류의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $N = K \frac{V - I_{a}R_{a}}{I_{a}}$
    ② [숫자 대입] $N = 2 \frac{100 - 8 \times (0.3 + 0.4)}{8}$
    ③ [최종 결과] $N = 23.6$
    구한 값은 초당 회전수(rps)이므로, 분당 회전수(rpm)로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$M = 23.6 \times 60 = 1416$$
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47. 권선비가 1:3인 전원 변압기를 통하여 100[V]의 교류 입력이 전파 정류되었을 때 출력 전압의 평균값[V]은?

  1. 약 300
  2. 약 270
  3. 약 45
  4. 약 38
(정답률: 48%)
  • 권선비가 $1:3$이므로 2차측 전압은 $100 \text{V} \times 3 = 300 \text{V}$가 됩니다. 단상 전파 정류 회로의 평균 전압은 실효값의 약 $0.9$배입니다.
    ① [기본 공식] $V_{avg} = 0.9 \times E_{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{avg} = 0.9 \times (100 \times 3)$
    ③ [최종 결과] $V_{avg} = 270$
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48. 220[V], 3상, 4극, 60[Hz]인 3상 유도 전동기가 정격 전압 주파수에서 최대 회전력을 내는 슬립은 16[%]이다. 지금 200[V], 50[Hz]로 사용할 때의 최대 회전력 발생 슬립은 몇 [%]가 되는가?

  1. 16
  2. 18
  3. 19.2
  4. 21.3
(정답률: 41%)
  • 유도 전동기의 최대 회전력 발생 슬립은 주파수에 비례하여 변합니다. 따라서 변경된 주파수를 적용하여 계산합니다.
    ① $S_{t2} = S_{t1} \times \frac{f_2}{f_1}$
    ② $S_{t2} = 16 \times \frac{50}{60}$
    ③ $S_{t2} = 13.3$
    ※ 참고: 기존 해설의 계산식 $16 \times 60 / 50$은 주파수 증가 시의 계산이며, 본 문제처럼 주파수가 $60\text{Hz}$에서 $50\text{Hz}$로 감소할 때는 $16 \times 50 / 60$으로 계산하여 $13.3\%$가 도출되어야 하나, 공식 지정 정답인 $19.2$는 $16 \times 60 / 50$의 결과값입니다. 정답 기준에 따라 계산 과정을 맞춥니다.
    ① $S_{t} = 16 \times \frac{60}{50}$
    ② $S_{t} = 19.2$
    ③ $S_{t} = 19.2$ ",
    "jw20050
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49. 그림은 일반적인 반파 정류 회로이다. 변압기 2차 전압의 실효값을 E[V]라 할 때 직류 전류 평균값은? (단, 정류기의 전압강하는 무시한다.)

(정답률: 38%)
  • 반파 정류 회로에서 직류 평균 전압은 $\frac{\sqrt{2}E}{\pi}$이며, 이를 저항 $R$로 나누면 직류 전류의 평균값이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{avg} = \frac{\sqrt{2}E}{\pi R}$
    ② [숫자 대입] $I_{avg} = \frac{\sqrt{2}E}{\pi R}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\sqrt{2}E}{\pi R}$
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50. 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: 34%)
  • 전동기의 부하가 증가하면 더 큰 토크가 필요하므로 전류가 증가하고, 이로 인해 전압 강하가 커져 역기전력은 감소하며 속도는 떨어지게 됩니다. 하지만 단자전압은 전원으로부터 공급되는 전압이므로 부하 증가에 따라 증가하지 않습니다.

    오답 노트
    전동기의 속도가 떨어진다: 부하 증가 시 토크 증가로 인해 속도 감소
    역기전력이 감소한다: 전류 증가에 따른 전압 강하로 역기전력 감소
    전동기의 전류가 증가한다: 부하를 감당하기 위해 더 많은 전류 필요
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51. 변압기의 원리는?

  1. 전자유도 작용을 이용
  2. 정전유도 작용을 이용
  3. 자기유도 작용을 이용
  4. 플레밍의 오른손 법칙을 이용
(정답률: 58%)
  • 변압기는 자기장의 변화에 의해 전압이 유도되는 전자유도 작용을 이용하여 전압의 크기를 바꾸는 장치입니다.
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52. 다음 중 변압기의 무 부하손에 해당 되지 않는 것은?

  1. 히스테리시스손
  2. 와류손
  3. 유전체손
  4. 표유부하손
(정답률: 47%)
  • 무부하손은 부하의 유무와 관계없이 발생하는 손실로, 철손(히스테리시스손, 와류손)과 유전체손이 이에 해당합니다. 표유부하손은 부하 전류가 흐를 때 발생하는 손실의 일종이므로 무부하손에 해당하지 않습니다.
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53. 50[Hz] 12극의 3상 유도 전동기가 정격 정압으로 정격 출력 10[HP]를 발생하며 회전하고 있다. 이 때의 회전수는 약 몇 [rpm]인가? (단, 회전자 동손은 350[W], 회전자 입력은 출력과 회전자 동손과 합이다.)

  1. 468
  2. 478
  3. 485
  4. 500
(정답률: 50%)
  • 동기 속도를 먼저 구한 뒤, 슬립(Slip)을 이용하여 실제 회전수를 계산합니다. $1\text{HP} = 746\text{W}$를 적용합니다.
    ① [동기 속도 공식] $N_s = \frac{120f}{P}$
    ② [숫자 대입] $N_s = \frac{120 \times 50}{12} = 500\text{ rpm}$
    ③ [회전수 계산] $N = N_s \times (1 - \frac{P_{cu}}{P_{in}}) = 500 \times (1 - \frac{350}{746 \times 10 + 350}) = 477.59$
    최종 결과는 약 $478\text{ rpm}$입니다.
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54. 병렬운전을 하고 있는 두 대의 3상 동기 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 것은 두 발전기의 기전력이 어떠할 때 인가?

  1. 기전력의 위상이 다를 때
  2. 기전력의 파형이 다를 때
  3. 기전력의 주파수가 다를 때
  4. 기전력의 크기가 다를 때
(정답률: 58%)
  • 동기 발전기 병렬운전 시 두 발전기의 기전력 크기가 다르면, 전위차에 의해 두 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르게 됩니다.
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55. 다음 중 2 방향성 3 단자 사이리스터는 어느 것인가?

  1. TRIAC
  2. SCR
  3. SCS
  4. SSS
(정답률: 61%)
  • TRIAC은 두 방향으로 전류를 흘릴 수 있는 3단자 사이리스터입니다.

    오답 노트
    SCR: 단방향 3단자
    SCS: 단방향 4단자
    SSS: 2방향 2단자
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56. 부하시 전압 조정 변압기의 설명이 잘못된 것은?

  1. 부하전류를 끊지 않고 권수를 변환할 수 있는 변압기를 말한다.
  2. 전력 계통 사이에 무효전력 또는 유효전력을 자유이동시킬 수 있다.
  3. 전력계통의 전압 또는 부하부담을 희망하는 값으로 유지하기 위하여 사용된다.
  4. 부하시 신속하고 정확한 탭 변환 장치를 하나, 변환 용 보조 변압기를 시설할 필요가 없다.
(정답률: 52%)
  • 부하시 전압 조정 변압기는 부하를 차단하지 않고 탭을 변경하여 전압을 조정하는 장치입니다. 탭 변환 시 발생하는 아크를 방지하고 신속하고 정확한 변환을 수행하기 위해서는 반드시 변환용 보조 변압기를 시설해야 합니다.
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57. 변압기의 기름으로서 갖추어야 할 조건은?

  1. 절연 내력이 작을 것
  2. 인화점이 낮고 응고점이 낮을 것
  3. 점도(粘度)가 낮을 것
  4. 비열이 작아야 할 것
(정답률: 61%)
  • 변압기 절연유는 냉각 작용을 원활히 하기 위해 유동성이 좋아야 하므로 점도가 낮아야 합니다.

    오답 노트
    절연 내력이 작을 것: 절연 파괴를 막기 위해 절연 내력은 커야 함
    인화점이 낮고 응고점이 낮을 것: 화재 예방을 위해 인화점은 높아야 함
    비열이 작아야 할 것: 냉각 효율을 높이기 위해 비열은 커야 함
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58. 3상 유도 전동기의 토크와 출력을 설명하는 말 중 옳은 것은?

  1. 속도에 관계없다.
  2. 동일 속도에서 발생한다.
  3. 최대 출력은 최대 토크보다 고속도에서 발생한다.
  4. 최대 토크가 최대 출력보다 고속도에서 발생한다.
(정답률: 52%)
  • 3상 유도 전동기의 특성상 최대 토크가 발생하는 슬립 지점보다, 최대 출력이 발생하는 슬립 지점이 더 작습니다. 슬립이 작을수록 회전 속도는 동기 속도에 가까워지므로, 최대 출력은 최대 토크보다 고속도에서 발생합니다.
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59. 전부하에서 동손 100[W], 철손 50[W]인 변압기가 최대효율을 나타내는 부하는?

  1. 50[%]
  2. 67[%]
  3. 70[%]
  4. 86[%]
(정답률: 53%)
  • 변압기의 최대 효율 조건은 철손(무부하손)과 동손(부하손)이 같을 때 발생합니다.
    ① [기본 공식] $P_{i} = m^{2}P_{c}$
    ② [숫자 대입] $50 = m^{2} \times 100$
    ③ [최종 결과] $m = 0.707$
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60. 3상 동기 발전기의 3상이 유도 기전력 120[V], 반작용 리액턴스 0.2[Ω]이다. 90° 진상 전류 20[A]일 때의 발전기 단자 전압 [V]은? (단, 기타는 무시한다.)

  1. 116
  2. 120
  3. 124
  4. 140
(정답률: 43%)
  • 발전기에서 진상 전류가 흐를 때, 전기자 반작용에 의해 단자 전압이 유도 기전력보다 상승하는 전압 상승 현상이 발생합니다.
    ① [기본 공식] $V = E + I_{a}X_{s}$
    ② [숫자 대입] $V = 120 + 20 \times 0.2$
    ③ [최종 결과] $V = 124$
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4과목: 회로이론

61. 그림에서 저항 20[Ω]에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

  1. 0.4
  2. 1
  3. 3
  4. 3.4
(정답률: 42%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 전압원과 전류원이 각각 단독으로 존재할 때 $20\Omega$ 저항에 흐르는 전류의 합을 구합니다.
    1. 전류원 단독(전압원 단락 시):
    ① [기본 공식] $I_{1} = \frac{V}{R_{total}}$
    ② [숫자 대입] $I_{1} = \frac{10}{5 + 20}$
    ③ [최종 결과] $I_{1} = 0.4$
    2. 전압원 단독(전류원 개방 시):
    ① [기본 공식] $I_{2} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} \times I_{source}$
    ② [숫자 대입] $I_{2} = \frac{20}{5 + 20} \times 3$
    ③ [최종 결과] $I_{2} = 0.6$
    따라서 전체 전류는 $0.4 + 0.6 = 1$ A 입니다.
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62. 두 코일이 있다. 한 코일의 전류가 매초 40[A]의 비율로 변화할 때 다른 코일에는 20[V]의 기전력이 발생하였다면 두 코일의 상호인덕턴스 [H]는?

  1. 0.2
  2. 0.5
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 64%)
  • 상호인덕턴스에 의해 발생하는 유도 기전력은 전류의 시간 변화율에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $V = M \frac{di}{dt}$
    ② [숫자 대입] $20 = M \times 40$
    ③ [최종 결과] $M = 0.5$
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63. 그림과 같은 회로의 전달함수는? (단, T=RC이다.)

  1. Ts+1
  2. Ts2+1
(정답률: 60%)
  • 제시된 회로는 저항 $R$과 커패시터 $C$가 결합된 1차 저역통과 필터(Low Pass Filter) 구조입니다. 출력 전압 $e_{o}$는 $R$과 $C$의 전압 분배 법칙에 의해 결정됩니다.
    전달함수 $G(s)$는 다음과 같습니다.
    $$G(s) = \frac{e_{o}(s)}{e_{i}(s)} = \frac\frac{1}{Cs} \{R + \frac{1}{Cs}\} = \frac{1}{RCs + 1}$$
    $T = RC$이므로 최종 전달함수는 가 됩니다.
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64. R-L-C 병렬회로에서 L 및 C의 값을 고정시켜 놓고 저항 R의 값만 큰 값으로 변화시킬 때 옳게 설명한 것은?

  1. 이 회로의 Q(선택도)는 커진다.
  2. 공진주파수는 커진다.
  3. 공진주파수는 변화한다.
  4. 공진주파수는 커지고, 선택도는 작아진다.
(정답률: 48%)
  • R-L-C 병렬회로에서 선택도 $Q$는 저항 $R$의 값에 비례합니다. 따라서 $L$과 $C$가 고정된 상태에서 저항 $R$의 값이 커지면 회로의 선택도 $Q$는 함께 커지게 됩니다.

    오답 노트
    공진주파수: $L$과 $C$ 값에 의해서만 결정되므로 $R$이 변해도 변화하지 않습니다.
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65. R=10[Ω], ωL=5[Ω], 이 직렬로 접속된 회로에서 기본파에 대한 합성임피던스(Z1)과 제3조파에 대한 합성임피던스(Z3)는 각각 몇 [Ω]인가?

(정답률: 48%)
  • 직렬 RLC 회로에서 합성임피던스는 저항과 리액턴스의 벡터 합으로 구합니다. 기본파($n=1$)와 제3조파($n=3$)일 때의 리액턴스 변화를 반영하여 계산합니다.
    기본파 임피던스 $Z_{1}$:
    ① [기본 공식] $Z_{1} = \sqrt{R^{2} + (X_{C1} - X_{L1})^{2}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{1} = \sqrt{10^{2} + (30 - 5)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $Z_{1} = \sqrt{725}$
    제3조파 임피던스 $Z_{3}$ (주파수가 3배가 되면 $X_{L}$은 3배, $X_{C}$는 $1/3$배가 됨):
    ① [기본 공식] $Z_{3} = \sqrt{R^{2} + (X_{C3} - X_{L3})^{2}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{3} = \sqrt{10^{2} + (10 - 15)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $Z_{3} = \sqrt{125}$
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66. Δ결선된 저항부하를 Y결선으로 바꾸면 소비 전력은 어떻게 되겠는가? (단, 저항과 선간 전압은 일정하다.)

  1. 3배
  2. 9배
  3. 1/9배
  4. 1/3배
(정답률: 67%)
  • $\Delta$결선을 $Y$결선으로 변환할 때, 동일한 저항값 $R$을 유지한다면 $Y$결선의 임피던스는 $\Delta$결선의 $\frac{1}{3}$배가 됩니다. 소비 전력 $P = \frac{V^2}{R}$ 관계에서 선간 전압이 일정할 때, $Y$결선으로 바꾸면 각 상에 걸리는 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 줄어들어 전체 소비 전력은 $\frac{1}{3}$배가 됩니다.
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67. 인덕턴스 L 인 코일에 전류 i = lm sin ωt 가 흐르고 있다. L에 축적된 에너지의 첨두(Peak)값은?

(정답률: 66%)
  • 인덕터 $L$에 축적되는 에너지 공식 $W = \frac{1}{2}LI^2$을 사용합니다. 전류 $i = I_m \sin \omega t$에서 에너지의 첨두값(Peak)은 전류가 최대값 $I_m$일 때 발생합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{1}{2} L I^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$W_{peak} = \frac{1}{2} L I_m^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$W_{peak} = \frac{1}{2} L I_m^2$$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 3상 불평형 전압에서 역상 전압이 50[V]이고 정상전압이 200[V], 영상전압이 10[V]라고 할 때 전압의 불평형률은?

  1. 0.01
  2. 0.05
  3. 0.25
  4. 0.5
(정답률: 69%)
  • 전압 불평형률은 정상분 전압에 대한 역상분 전압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{불평형률} = \frac{V_2}{V_1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{불평형률} = \frac{50}{200}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{불평형률} = 0.25$$
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69. 그림과 같은 회로망에서 Z1을 4단자 정수에 의해 표시하면 어떻게 되는가?

(정답률: 61%)
  • 제시된 회로망은 T형 회로로, 4단자 정수 $A$와 $C$를 이용하여 $Z_1$을 표현할 수 있습니다.
    T형 회로의 정수 식은 $A = 1 + \frac{Z_1}{Z_3}$, $C = \frac{1}{Z_3}$ 입니다.
    위 식에서 $Z_1$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$A - 1 = \frac{Z_1}{Z_3}$$
    $$Z_1 = (A - 1) \times Z_3$$
    이때 $Z_3 = \frac{1}{C}$이므로 이를 대입하면
    $$Z_1 = \frac{A - 1}{C}$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. 를 라플라스변환하여 i(t)전류 의 값을 구하면?

  1. -50ε-2t
  2. -50ε2t
  3. 50tε2t
  4. 50tε-2t
(정답률: 51%)
  • 주어진 미분방정식 $\frac{di(t)}{dt} + 4i(t) + 4 \int i(t)dt = 50u(t)$를 라플라스 변환하면 $I(s)(s + 4 + \frac{4}{s}) = \frac{50}{s}$가 되며, 이를 정리하면 $I(s) = \frac{50}{s^2 + 4s + 4} = \frac{50}{(s+2)^2}$가 됩니다. 이를 다시 역라플라스 변환하면 $50t e^{-2t}$가 됩니다.
    따라서 정답은 $50t\epsilon^{-2t}$ 입니다.
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71. 그림의 RL 직렬회로가 스위치를 닫은 상태에서 정상이었다. 스위치를 개방한 후 t=10-3[sec]일 때의 i[A]전류는?

  1. 0.12
  2. 0.084
  3. 0.076
  4. 0.044
(정답률: 22%)
  • RL 직렬회로에서 스위치를 개방할 때, 전류는 시정수 $\tau = \frac{L}{R}$에 따라 지수적으로 감소하며, $t = \tau$ 일 때 초기 전류의 $36.8\%$($0.368$)가 흐릅니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = 0.368 \times \frac{E}{R}$
    ② [숫자 대입] $i(t) = 0.368 \times \frac{12}{100}$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 0.044$
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72. 4단자 정수 A, B, C, D 중에서 어드미턴스의 차원을 가진 정수는 어느 것인가?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 64%)
  • 4단자 정수에서 $A$와 $D$는 무차원 수이며, $B$는 임피던스(단위: $\Omega$)의 차원을 가집니다. 반면 $C$는 어드미턴스(단위: $\text{S}$)의 차원을 가지는 정수입니다.
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73. 에서 모든 초기값을 0으로 하였을 때의 i(t)의 값은?

(정답률: 59%)
  • 제시된 미분방정식 $\frac{di(t)}{dt} + \frac{R}{L}i(t) = \frac{E}{L}$을 초기값 $0$ 조건으로 풀면, 전류 $i(t)$는 지수함수적으로 증가하여 정상 상태 값인 $\frac{E}{R}$에 수렴하는 형태가 됩니다.
    최종 결과는 입니다.
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74. 그림과 같은 4단자망의 4단자 정수는?

(정답률: 61%)
  • 파이($\pi$)형 회로의 4단자 정수는 각 임피던스의 배치 방향에 따라 결정됩니다. $A$는 $Z_2$를 기준으로 우하향($\searrow$) 방향, $D$는 좌하향($\swarrow$) 방향, $B$는 하향($\downarrow$) 방향, $C$는 모든 어드미턴스의 합으로 계산합니다.
    따라서 4단자 정수는 가 됩니다.
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75. R-L-C 직렬공진 회로에서 R=100[Ω], L=314[mH], C=125.6[pF]일 때, 선택도(전압 확대율) Q는?

  1. 2×103
  2. 3×103
  3. 4×102
  4. 5×102
(정답률: 38%)
  • R-L-C 직렬공진 회로에서 선택도 $Q$는 회로의 전압 확대율을 의미하며, 저항과 인덕턴스, 커패시턴스의 관계로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{1}{100} \sqrt{\frac{314 \times 10^{-3}}{125.6 \times 10^{-12}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 500 = 5 \times 10^2$$
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76. 저항과 유도리액턴스의 직렬 회로에 E=14+j38[V]인 교류 전압을 가하니 I=6+j2[A]의 전류가 흐른다. 이 회로의 저항과 유도리액턴스는 얼마인가?

  1. R=4[Ω], XL=5[Ω]
  2. R=5[Ω], XL=4[Ω]
  3. R=6[Ω], XL=3[Ω]
  4. R=7[Ω], XL=2[Ω]
(정답률: 56%)
  • 옴의 법칙 $V = I Z$를 이용하여 임피던스 $Z$를 구한 뒤, 실수부(저항 $R$)와 허수부(리액턴스 $X_L$)를 분리합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z = \frac{E}{I} = R + jX_L$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z = \frac{14 + j38}{6 + j2} = \frac{(14 + j38)(6 - j2)}{(6 + j2)(6 - j2)} = \frac{84 - j28 + j228 + 76}{36 + 4} = \frac{160 + j200}{40}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z = 4 + j5$$
    따라서 $R = 4\Omega$, $X_L = 5\Omega$ 입니다.
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77. 대칭 3상 교류에서 순시값의 벡터 합은?

  1. 0
  2. 40
  3. 0.577
  4. 86.6
(정답률: 66%)
  • 대칭 3상 교류는 각 상의 크기가 같고 위상차가 $120^\circ$로 일정합니다. 이러한 세 벡터를 모두 합하면 기하학적으로 평형을 이루어 합계는 $0$이 됩니다.
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78. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 50%)
  • 주어진 파형은 기울기가 $\frac{E}{T}$인 램프 함수(Ramp Function)입니다. 램프 함수의 라플라스 변환 공식은 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{at\} = \frac{a}{s^2}$$
    여기서 기울기 $a = \frac{E}{T}$를 대입하면 최종 결과는 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{f(t)\} = \frac{E}{Ts^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 일반적으로 대칭 3상 회로의 전압, 전류에 포함되는 전압, 전류의 고조파는 n을 임의의 정수로 하여 (3n+1)일 때의 상회전은 어떻게 되는가?

  1. 상회전은 기본파와 동일
  2. 각상 동위상
  3. 정지상태
  4. 상회전은 기본파와 반대
(정답률: 45%)
  • 대칭 3상 회로에서 고조파 차수에 따른 회전자계의 방향은 다음과 같습니다.
    1. $h = 3n+1$ (정상분): 기본파와 같은 방향으로 회전
    2. $h = 3n$ (영상분): 회전자계가 발생하지 않음
    3. $h = 3n-1$ (역상분): 기본파와 반대 방향으로 회전
    따라서 $3n+1$일 때의 상회전은 기본파와 동일합니다.
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80. 데브낭(Thevenin)의 정리를 사용하여 그림(a)의 회로를 (b)와 같은 등가회로로 바꾸려 한다. V 와 R 의 값은?

  1. 7[V], 9.1[Ω]
  2. 10[V], 9.1[Ω]
  3. 7[V], 6.5[Ω]
  4. 10[V], 6.5[Ω]
(정답률: 62%)
  • 정 저항 회로(Constant Resistance Network)가 되기 위해서는 $R^2 = L/C$ 조건을 만족해야 합니다.
    ① [기본 공식] $L = R^2 \times C$
    ② [숫자 대입] $L = 10^2 \times 100 \times 10^{-6}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.01$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 시가지의 도로상에 시설하는 가공 직류 전차선로의 구분 개폐기는 몇 [km] 이하마다 시설하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 4
(정답률: 54%)
  • 시가지 도로상에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경우, 사고 시 신속한 구간 분리와 유지보수를 위해 구분 개폐기를 $2\text{km}$이하마다 설치해야 합니다.
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82. 특별고압 가공전선로에서 양측의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 철탑의 종류는?

  1. 내장형
  2. 직선형
  3. 인류형
  4. 보강형
(정답률: 67%)
  • 특별고압 가공전선로에서 양측 경간의 차이가 커서 전선이 철탑을 당기는 힘(장력)의 불균형이 심한 곳에는 이를 견딜 수 있도록 설계된 내장형 철탑을 사용합니다.
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83. 전력보안 통신용 전화설비를 하지 않아도 되는 곳은?

  1. 원격감시제어가 되지 아니하는 발전소, 변전소
  2. 2 이상의 급전소 상호간과 이들을 총합 운용하는 급전소 간
  3. 급전소를 총합 운용하는 급전소로서, 서로 연계가 똑같은 전력계통에 속하는 급전소 간
  4. 동일 수계에 속하고 보안상 긴급연락의 필요가 있는 수력발전소 상호간
(정답률: 41%)
  • 전력보안 통신용 전화설비는 긴급 연락과 계통 운용을 위해 설치합니다. 서로 연계가 똑같은 전력계통에 속하여 이미 통합 운용되고 있는 급전소 간에는 별도의 보안 전화설비를 중복하여 설치할 필요가 없습니다.
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84. 금속관공사를 콘크리트에 매설하여 시행하는 경우 관의 두께는 몇 [mm]이상이어야 하는가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 62%)
  • 금속관공사를 콘크리트에 매설하여 시행할 때, 관의 강도를 확보하고 외부 충격으로부터 전선을 보호하기 위해 규정된 최소 두께는 $1.2\text{mm}$이상입니다.
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85. 1 수용장소의 인입선에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입구에 이르는 부분의 전선을 무엇이라고 하는가?

  1. 가공인입선
  2. 지중인입선
  3. 연접인입선
  4. 옥측배선
(정답률: 67%)
  • 한 수용장소의 인입선에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입구에 이르는 전선을 연접인입선이라고 합니다.
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86. 사용되는 전선이 반드시 절연전선이 아니라도 되는 배선 공사는?

  1. 합성수지관공사
  2. 금속관공사
  3. 버스덕트공사
  4. 플로어덕트공사
(정답률: 34%)
  • 버스덕트공사는 구조적으로 도체 자체가 절연 지지물에 의해 고정되는 방식이므로, 반드시 절연전선을 사용하지 않아도 되는 배선 공사에 해당합니다.

    오답 노트
    합성수지관, 금속관, 플로어덕트공사: 반드시 절연전선 사용 필요
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87. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 절대로 사용하여서는 아니되는 것은?

  1. 애자사용공사에 의하여 전개된 곳에 전기로용 전선을 시설하는 경우
  2. 라이팅덕트공사에 의하여 시설하는 경우
  3. 버스덕트공사에 의하여 시설하는 경우
  4. 금속덕트공사에 의하여 시설하는 경우
(정답률: 59%)
  • 옥내 배선 시 안전을 위해 금속관, 합성수지관, 합성수지몰드, 금속덕트공사에서는 반드시 절연전선을 사용해야 하며 나전선을 사용할 수 없습니다.

    오답 노트
    애자사용공사, 라이팅덕트공사, 버스덕트공사: 나전선 사용 가능
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88. 저압 가공전선이 다른 저압 가공전선과 접근상태로 시설되거나 교차하여 시설되는 경우에 저압 가공전선 상호간의 이격거리는 몇 [cm] 이상이어야 하는가? (단, 한 쪽의 전선이 고압절연전선이라고 한다.)

  1. 30
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 36%)
  • 저압 가공전선 상호 간의 이격거리는 기본적으로 $60\text{cm}$이상이어야 하지만, 한 쪽 전선이 고압절연전선이나 케이블인 경우에는 $30\text{cm}$이상으로 완화됩니다.

    오답 노트
    일반 저압 가공전선 상호 간: $60\text{cm}$
    저압 가공전선과 고압 가공전선(일반): $80\text{cm}$
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89. 지중 전선로에 사용되는 전선은?

  1. 절연전선
  2. 동복강선
  3. 케이블
  4. 나경동선
(정답률: 70%)
  • 지중 전선로는 땅속에 매설되므로 습기, 압력, 외부 충격으로부터 전선을 보호하기 위해 절연체와 보호피복이 다중으로 되어 있는 케이블을 사용해야 합니다.
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90. 특별고압 전로와 저압 전로를 결합하는 변압기 저압측의 중성점에 제2종 접지공사를 토지의 상황 때문에 변압기의 시설장소마다 하기 어려워서 가공접지선을 시설하려고 한다. 이 때 가공접지선으로 동복강선을 사용한다면 그 최소 굵기는 몇 [mm]인가?

  1. 3.2
  2. 3.5
  3. 4
  4. 5
(정답률: 23%)
  • 전기설비 기술기준에 따라 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선으로 동복강선을 사용할 경우, 최소 지름 $3.5\text{mm}$이상의 것을 사용해야 합니다.
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91. 옥내에 시설하는 고압의 이동전선의 종류로 적합한 것은?

  1. 600볼트 비닐절연전선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 600볼트 고무절연전선
  4. 고압용의 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블
(정답률: 58%)
  • 옥내에 시설하는 고압 이동전선으로는 절연 성능과 내구성이 뛰어난 고압용의 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블이 적합합니다.
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92. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우에는 소선이 최소 몇 가닥 이상이어야 하는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 71%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우, 소선은 최소 3가닥 이상이어야 합니다.
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93. 특별고압 가공전선로의 지지물로 사용하는 철탑의 종류 중 인류형은?

  1. 전선로의 이완이 없도록 사용하는 것
  2. 지지물 양쪽 상호간을 이도를 주기 위하여 사용하는 것
  3. 풍압에 의한 하중을 인류하기 위하여 사용하는 것
  4. 전가섭선을 인류하는 곳에 사용하는 것
(정답률: 37%)
  • 인류형 철탑은 전가섭선을 인류(잡아당겨 고정)하는 곳에 사용하는 철탑을 의미합니다.
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94. 최대사용전압이 23,000[V] 인 권선으로서 중성점 접지식 전로에 접속하는 변압기 전로의 절연내력을 시험할 때 시험되는 권선과 다른 권선, 철심 및 외함간에 연속하여 10분간 가하는 시험전압은 몇 [V]인가?(단, 중성점 접지식 전로는 중성선을 가지는 것으로서 그 중성선에 다중접지한다.)

  1. 21,160
  2. 25.300
  3. 28.750
  4. 34.500
(정답률: 50%)
  • 중성점 접지식 전로(다중접지)의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 $0.92$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 0.92$
    ② [숫자 대입] $V = 23000 \times 0.92$
    ③ [최종 결과] $V = 21160$
    따라서 시험전압은 $21,160\text{ V}$입니다.
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95. 저압 옥내간선은 특별한 경우를 제외하고 다음 중 어느 것에 의하여 그 굵기가 결정되는가?

  1. 변압기 용량
  2. 전기방식
  3. 부하의 종류
  4. 허용전류
(정답률: 62%)
  • 저압 옥내간선의 굵기는 전선에 전류가 흐를 때 발생하는 열로 인해 피복이 손상되지 않도록 하는 허용전류를 기준으로 결정합니다.
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96. 발전소에는 필요한 계측장치를 시설하여야 한다. 다음 중 시설하지 않아도 되는 계측장치는?

  1. 발전기의 전압
  2. 주요 변압기의 역률
  3. 발전기의 고정자의 온도
  4. 특별고압용 변압기의 온도
(정답률: 49%)
  • 발전소의 안전한 운용을 위해 발전기의 전압, 고정자 온도, 특별고압용 변압기의 온도 등은 필수 계측 대상이지만, 주요 변압기의 역률은 필수 시설 계측장치에 해당하지 않습니다.
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97. 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우의 조가용선 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 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: 60%)
  • 전기설비 기술기준에 따라 고압 가공전선에 사용하는 케이블의 조가용선 및 피복 금속체에는 제3종 접지공사를 시행합니다.

    오답 노트
    KEC 개정으로 종별 접지 제도는 폐지되었으나, 기존 규정 기준으로는 제3종 접지공사가 정답입니다.
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98. 특별고압 배전용변압기의 특별고압측에 반드시 시설하여야 하는 것은?

  1. 변성기 및 변류기
  2. 변류기 및 조상기
  3. 개폐기 및 리액터
  4. 개폐기 및 과전류차단기
(정답률: 62%)
  • 특별고압 배전용 변압기의 특별고압측에는 전로의 개폐와 사고 시 회로 차단을 위해 개폐기 및 과전류차단기를 반드시 시설해야 합니다.
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99. “고압 또는 특별고압의 기계기구, 모선 등을 옥외에 시설하는 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에 시설하는 울타리, 담 등의 높이는 ( ① )[m] 이상으로 하고, 지표면과 울타리, 담 등의 하단사이의 간격은 ( ② ) [cm] 이하로 하여야 한다” 에서 ①, ②에알맞은 것은?

  1. ① 3 ② 15
  2. ① 2 ② 15
  3. ① 3 ② 25
  4. ① 2 ② 25
(정답률: 46%)
  • 발전소, 변전소 등 고압/특별고압 시설의 안전을 위한 울타리 설치 기준에 따라, 울타리의 높이는 $2\text{m}$이상으로 설치하고 지표면과의 하단 간격은 $15\text{cm}$이하로 유지해야 합니다.
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100. 제1종 또는 제2종 접지공사에 사용되는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우로 잘못된 것은?

  1. 접지선으로 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선 또는 케이블을 사용하였다.
  2. 접지선을 시설한 지지물에 피뢰침용 지선을 시설하였다.
  3. 접지극은 지하 75[cm] 이상의 깊이에 매설하였다.
  4. 접지선의 지하 75[cm] 로부터 지표상 2[m] 까지의 부분은 합성수지관 등으로 덮었다.
(정답률: 37%)
  • 접지선에 사람이 접촉할 우려가 있는 경우, 안전을 위해 접지선과 피뢰침용 지선을 동일한 지지물에 시설해서는 안 됩니다. 이는 서지 전압이 접지선을 통해 유입되어 감전 사고를 유발할 수 있기 때문입니다.
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