전기산업기사 필기 기출문제복원 (2007-08-05)

전기산업기사 2007-08-05 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2007-08-05 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2007-08-05 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 자기인덕턴스가 L1, L2 이고 상호인덕턴스가 M인 두 회로의 결합계수가 1일 때, 다음 중 성립되는 식은?

  1. L1∙L2 = M
  2. L1∙L2 ＜ M2
  3. L1∙L2 ＞ M2
  4. L1∙L2 = M2
(정답률: 72%)
  • 결합계수 $k$는 두 코일 사이의 자기적 결합 정도를 나타내며, 공식은 다음과 같습니다.
    $$k = \frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$$
    문제에서 결합계수가 1(완전 결합)이라고 하였으므로, $1 = \frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$가 성립하며 양변을 제곱하면 $L_1 L_2 = M^2$이 됩니다.
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2. 그림과 같이 권수 N 회, 평균 반지름 r[m]인 환상솔레노이드에 I[A]의 전류가 흐를 때, 중심 0 점의 자계의 세기는 몇 [AT/m] 인가? (단, 누설자속은 없다고 함)

  1. 0
  2. NI
(정답률: 72%)
  • 환상 솔레노이드 내부의 자계는 솔레노이드의 원주 방향으로 형성됩니다. 따라서 솔레노이드의 중심점 $O$에서는 모든 방향에서 발생하는 자계의 합이 상쇄되어 자계의 세기가 $0$이 됩니다.
    $$\text{중심점 } O \text{의 자계} = 0$$
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3. 구리 중에는 1cm3에 8.5× 1022 개의 자유전자가 있다. 단면적 2mm2의 구리선에 10A의 전류가 흐를 때의 자유전자의 평균속도는 약 몇 [cm/s]인가?

  1. 0.037
  2. 0.37
  3. 3.7
  4. 37
(정답률: 34%)
  • 전류의 세기와 자유전자의 밀도, 단면적 사이의 관계를 이용하여 전자의 평균 속도를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{I}{n e S}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{10}{8.5 \times 10^{22} \times 1.602 \times 10^{-19} \times 0.02}$
    ③ [최종 결과] $v = 0.037$
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4. 비유전율 εr=2.8인 유전체에 전속밀도 D = 3.0× 10-7a[C/m2]를 인가할 때 분극의 세기 P는 약 몇 [C/m2] 인가? (단, 유전체는 등질 및 등방향성이라 한다.)

  1. 1.93× 10-7 a
  2. 2.93× 10-7 a
  3. 3.50× 10-7 a
  4. 4.07× 10-7 a
(정답률: 68%)
  • 전속밀도와 비유전율이 주어졌을 때, 유전체 내부의 분극의 세기는 전체 전속밀도에서 진공 중의 전속밀도를 뺀 값으로 계산합니다.
    ① $P = (1 - \frac{1}{\epsilon_{r}})D$
    ② $P = (1 - \frac{1}{2.8}) \times 3.0 \times 10^{-7}$
    ③ $P = 1.93 \times 10^{-7}$
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5. [V/m] 일 때 점(6, 2)[m]를 통과하는 전기력선의 방정식은?

  1. y=12X
  4. y=12X2
(정답률: 72%)
  • 전기력선의 방정식은 전계의 방향과 일치하며, $\frac{dx}{E_x} = \frac{dy}{E_y}$ 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{dx}{X} = \frac{dy}{-Y}$
    ② [숫자 대입] $\int \frac{1}{X} dX = \int \frac{1}{-Y} dY \implies \ln X = -\ln Y + C \implies XY = k$
    점 $(6, 2)$를 대입하면 $6 \times 2 = 12$이므로 $XY = 12$가 됩니다.
    ③ [최종 결과] $y = \frac{12}{X}$
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6. 다음 중 실용상 영(0) 전위의 기준으로 가정 적합한 것은?

  1. 자유공간
  2. 무한 원점
  3. 철제부분
  4. 대지
(정답률: 73%)
  • 실용상 영(0) 전위란 전위의 기준점을 의미하며, 전기 설비에서 가장 안정적이고 거대한 도체인 대지를 기준으로 설정하는 것이 가장 적합합니다.
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7. 면적 19.6cm2, 두께 5mm의 판상 플라스틱 양면에 전극을 설치하고 그 정전용량을 측정하였더니 21.8pF 이었다. 이 재료의 비유전율은 약 얼마인가?

  1. 3.3
  2. 4.3
  3. 5.3
  4. 6.3
(정답률: 46%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량 공식을 이용하여 재료의 비유전율을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_s = \frac{C \times d}{\epsilon_0 \times S}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_s = \frac{21.8 \times 10^{-12} \times 5 \times 10^{-3}}{8.855 \times 10^{-12} \times 19.6 \times 10^{-4}}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_s = 6.3$
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8. 공기 중에 10cm 떨어져 평행으로 늘여진 두 개의 무한히 긴 도선에 왕복전류가 흐를 때 단위 길이당 0.04N 의 힘이 작용한다면 이 때 흐르는 전류는 약 몇 [A] 인가?

  1. 58
  2. 62
  3. 83
  4. 141
(정답률: 58%)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의한 단위 길이당 힘의 공식을 이용하여 전류 $I$를 산출합니다.
    $$\text{힘} = \frac{2 \times I^2 \times 10^{-7}}{r}$$
    $$0.04 = \frac{2 \times I^2 \times 10^{-7}}{0.1}$$
    $$I = 141$$
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9. 영구자석의 재료로 사용되는 철에 요구되는 사항으로 다음 중 가장 적절한 것은?

  1. 잔류자속밀도는 작고 보자력이 커야 한다.
  2. 잔류자속밀도는 크고 보자력이 작아야 한다.
  3. 잔류자속밀도와 보자력이 모두 커야 한다.
  4. 잔류자속밀도는 커야 하나, 보자력은 0 이어야 한다.
(정답률: 74%)
  • 영구자석은 한 번 자화되면 그 자력을 오랫동안 유지해야 하므로, 자석이 된 후 남아있는 자속밀도인 잔류자속밀도가 커야 하며, 외부 자기장에 의해 자력이 쉽게 사라지지 않도록 저항하는 힘인 보자력이 모두 커야 합니다.
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10. 권수 1회의 코일에 5Wb의 자속이 쇄교하고 있었다. 10-1초 사이에 이 자속이 0 으로 변하였다면 코일에 유도되는 기전력은 몇 [V] 가 되는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 5
  2. 25
  3. 50
  4. 100
(정답률: 62%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 코일에 유도되는 기전력은 자속의 시간적 변화율에 권수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $e = 1 \times \frac{5 - 0}{10^{-1}}$
    ③ [최종 결과] $e = 50$
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11. Q[C]의 전하를 갖는 반지름 a[m]의 도구체를 비유전율εs 인 기름탱크에서 공기 중으로 꺼내는 데 필요한 에너지는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 58%)
  • 도구체를 기름(비유전율 $\epsilon_{s}$)에서 공기로 꺼낼 때 필요한 에너지는 공기 중의 정전 에너지와 기름 중의 정전 에너지의 차이로 구합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{Q^{2}}{8 \pi \epsilon_{0} a} (1 - \frac{1}{\epsilon_{s}})$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{Q^{2}}{8 \pi \epsilon_{0} a} (1 - \frac{1}{\epsilon_{s}})$
    ③ [최종 결과]
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12. 그림과 같이 진공 중에 d[m] 떨어진 두 평행 도선에 I[A]의 전류가 흐를 때 도선의 단위길이당 작용하는 힘 F[N/m] 는?

(정답률: 57%)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 단위길이당 힘은 한 도선이 만드는 자기장 내에 다른 도선이 놓여 있을 때 받는 힘으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\mu_{0} I^{2}}{2 \pi d}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{\mu_{0} I^{2}}{2 \pi d}$
    ③ [최종 결과]
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13. 백터의 계산에서 옳지 않은 것은?

  1. i∙i = j∙j = k∙k = 1
  2. i∙j = j∙k = k∙i = 0
  3. i× i = j× j = k× k = 1
  4. ∣A×B∣= AB sin θ
(정답률: 56%)
  • 벡터의 외적에서 동일한 성분끼리의 외적은 항상 0이 됩니다. 따라서 $i \times i = j \times j = k \times k = 0$이 되어야 하므로, 결과값이 1이라고 설명한 내용은 옳지 않습니다.
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14. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 상자성체는 자화율이 0 보다 크고, 반자성체에서는 자화율이 0 보다 작다.
  2. 상자성체는 투자율이 1 보다 작고, 반자성체에서는 투자율이 1보다 크다.
  3. 반자성체에서는 자화율이 0보다 크고, 투자율이 1보다 크다.
  4. 상자성체에서는 자화율이 0 보다 작고, 투자율이 1보다 크다.
(정답률: 54%)
  • 자성체의 특성에 따라 자화율과 투자율의 범위가 결정됩니다. 상자성체는 자화율이 0보다 크고 투자율이 1보다 크며, 반자성체는 자화율이 0보다 작고 투자율이 1보다 작습니다.

    오답 노트
    상자성체는 투자율이 1 보다 작고, 반자성체에서는 투자율이 1보다 크다: 상자성체는 1보다 크고, 반자성체는 1보다 작습니다.
    반자성체에서는 자화율이 0보다 크고, 투자율이 1보다 크다: 반자성체는 자화율이 0보다 작고, 투자율이 1보다 작습니다.
    상자성체에서는 자화율이 0 보다 작고, 투자율이 1보다 크다: 상자성체는 자화율이 0보다 큽니다.
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15. 반지름 r 의 직선상 도체에 전류가 고르게 흐를 때 도체내의 전자 에너지와 관계가 없는 것은?

  1. 투자율
  2. 도체의 단면적
  3. 도체의 길이
  4. 전류의 크기
(정답률: 39%)
  • 도체 내부의 전자에너지는 내부 인덕턴스와 전류의 크기에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}LI^{2} = \frac{1}{2} \times \frac{\mu l}{8\pi} \times I^{2}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{\mu l I^{2}}{16\pi}$
    ③ [최종 결과] $W \propto \mu, l, I^{2}$
    위 식에서 알 수 있듯이 투자율($\mu$), 도체의 길이($l$), 전류의 크기($I$)와는 관계가 있으나, 도체의 단면적은 에너지 식에 포함되지 않습니다.
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16. 두 자성체 경계면에서 정자계가 만족하는 것은?

  1. 자계의 법선 성분이 같다.
  2. 자속 밀도의 접선성분이 같다.
  3. 경계면상의 두 점간의 자위차가 같다.
  4. 자속은 투자율이 작은 자성체에 모인다.
(정답률: 72%)
  • 두 자성체의 경계면에서 자계의 접선 성분은 연속적이며, 경계면상의 두 점 사이의 자위차는 동일하게 유지됩니다.

    오답 노트
    자계의 법선 성분이 같다: 자속 밀도의 법선 성분이 같습니다.
    자속 밀도의 접선성분이 같다: 자계의 접선 성분이 같습니다.
    자속은 투자율이 작은 자성체에 모인다: 투자율이 큰 자성체로 자속이 집중됩니다.
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17. 비유전율 4, 비투자율 1인 공간에서 전자파의 전파속도는 몇 [m/s] 인가?

  1. 0.5× 108
  2. 1.0× 108
  3. 1.5× 108
  4. 2.0× 108
(정답률: 64%)
  • 매질 내에서의 전자파 전파 속도는 진공 중의 빛의 속도를 비유전율과 비투자율의 제곱근으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{3 \times 10^{8}}{\sqrt{\epsilon_{r} \mu_{r}}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{3 \times 10^{8}}{\sqrt{4 \times 1}}$
    ③ [최종 결과] $v = 1.5 \times 10^{8}$
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18. 어떤 코일의 인덕턴스를 측정하였더니 4H 이고, 여기에 직류전류 I[A]를 흘려주니 이 코일에 축적된 에너지가 10J 이었다면 전류 I 는 몇 [A]인가?

  1. 0.5
  3. 5
  4. 25
(정답률: 74%)
  • 코일에 축적되는 에너지 공식을 이용하여 전류 $I$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}LI^{2}$
    ② [숫자 대입] $10 = \frac{1}{2} \times 4 \times I^{2}$
    ③ [최종 결과] $I = \sqrt{5}$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 전자계에 대한 맥스웰(Maxwell)의 기본 이론으로 옳지 않은 것은?

  1. 전도전류와 변위전류는 자계의 회전을 발생시킨다.
  2. 자속밀도의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다.
  3. 고립된 자극이 존재한다.
  4. 전하에서 전속선이 발생한다.
(정답률: 77%)
  • 맥스웰 방정식에 따르면 자석은 항상 N극과 S극이 쌍으로 존재하며, 단독으로 존재하는 자극(자기 단극자)은 존재하지 않습니다.

    오답 노트
    전도전류와 변위전류는 자계의 회전을 발생시킨다: 앙페르-맥스웰 법칙에 의해 옳음
    자속밀도의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다: 패러데이 법칙에 의해 옳음
    전하에서 전속선이 발생한다: 가우스 법칙에 의해 옳음
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20. 0.2Wb/m2 의 자계 중에 이것과 직각으로 길이 30cm 도선을 놓고 이것을 자계와 직각으로 20m/s의 속도로 이동할 때, 도선 양단의 기전력은 몇 [V]인가?

  1. 0.6
  2. 1.2
  3. 3
  4. 6
(정답률: 67%)
  • 자계 내에서 도선이 이동할 때 발생하는 유도기전력은 자속밀도, 도선의 길이, 이동 속도 및 각도의 사인 값에 비례합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = B \ell v \sin \theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = 0.2 \times 0.3 \times 20 \times 1$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 1.2$$
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2과목: 전력공학

21. 송전단 전압 161kV, 수전단 전압 154kV, 상차각 60도, 리액턴스 45Ω 일 때 선로손실을 무시하면 전송전력은 약몇 [MW] 인가?

  1. 397
  2. 477
  3. 563
  4. 624
(정답률: 67%)
  • 선로손실을 무시할 때, 송전단 전압과 수전단 전압, 리액턴스 및 상차각을 이용하여 전송전력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{V_{s} V_{r}}{X} \sin \theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{161 \times 154}{45} \sin 60^{\circ}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 477$$
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22. 중거리 송전선로의 T 형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z,Y 는 선로의 직렬임피던스와 병렬어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)

(정답률: 45%)
  • 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 $I_{s}$는 수전단 전압 $E_{r}$과 수전단 전류 $I_{r}$의 관계식으로 결정됩니다.
    기존 해설의 계수 $C = Y$, $D = 1 + \frac{ZY}{2}$를 대입하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.
    $$I_{s} = Y E_{r} + (1 + \frac{ZY}{2}) I_{r}$$
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23. 다음은 수압관 내의 평균 유속을 V[m/s], 사용량을 Q[m3/s]라 하고, 관의 직경을 D[m] 라고 하면 사용유량 Q를 구하는 식은?

(정답률: 46%)
  • 사용유량 $Q$는 관의 단면적 $A$와 평균 유속 $V$의 곱으로 계산합니다. 원형 관의 단면적은 $\frac{\pi D^{2}}{4}$입니다.
    ① [기본 공식] $Q = A \times V = \frac{\pi D^{2}}{4} \times V$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{\pi}{4} \cdot D^{2} \cdot V$
    ③ [최종 결과]
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24. 소호 원리에 따른 차단기의 종류 중에서 소호실에서 아크에 의한 절연유 분해 가스의 흡부력(吸付力)을 이용하여 차단하는 것은?

  1. 유입차단기
  2. 기중차단기
  3. 자기차단기
  4. 가스차단기
(정답률: 61%)
  • 유입차단기는 절연유 속에 소호실을 두어, 아크 발생 시 절연유가 분해되면서 생성되는 가스의 흡부력을 이용하여 아크를 빠르게 소멸시키는 원리를 사용합니다.
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25. 가공 왕복선 배치에서 지름이 d[m]이고 선간거리가 D[m]인 선로 한 가닥의 작용 인피던스는 몇 [mH/km] 인가? (단, 선로의 투자율은 1이라 한다.)

(정답률: 63%)
  • 가공 왕복선 배치에서 한 가닥의 작용 인덕턴스는 선로의 기하학적 배치와 전선 지름에 의해 결정되며, 상용주파수 $60\text{Hz}$ 기준의 인피던스 공식에 따라 다음과 같이 산출됩니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{2D}{d}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{2D}{d}$
    ③ [최종 결과]
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26. 3상 수직배치인 선로에서 오프셋을 주는 이유로 가장 알맞은 것은?

  1. 단락 방지
  2. 철탑 중량 감소
  3. 난조 방지
  4. 유도장해 감소
(정답률: 72%)
  • 3상 수직배치 선로에서 오프셋(offset)을 주는 이유는 전선이 도약(jumping)했을 때 인접한 상의 전선과 접촉하여 발생하는 상간 단락사고를 방지하기 위함입니다.
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27. 단상승압기 1대를 사용하여 승압할 경우 승압 전의 전압을 E1 이라 하면, 승압 후의 전압 E2는 어떻게 되는가? (단, 승압기의 변압비는 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 58%)
  • 승압기(Autotransformer)를 이용한 승압 시, 승압 후 전압 $E_{2}$는 원래 전압 $E_{1}$에 승압분 전압을 더한 값입니다. 승압분 전압은 변압비 $\frac{e_{1}}{e_{2}}$를 이용하여 $E_{1} \times \frac{e_{2}}{e_{1}}$로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $E_{2} = E_{1} + E_{1} \times \frac{e_{2}}{e_{1}}$
    ② [숫자 대입] $E_{2} = E_{1} + \frac{e_{2} E_{1}}{e_{1}}$
    ③ [최종 결과]
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28. 연간 최대수용전력이 70kW, 75kW, 85kW, 100kW인 4개의 수용가를 합성한 연간 최대수용전력이 250kW이다. 이 수용가의 부등률이 얼마인가?

  1. 1.11
  2. 1.32
  3. 1.38
  4. 1.43
(정답률: 68%)
  • 부등률은 각 수용가의 최대 수용 전력의 합을 합성 최대 전력으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{\sum P_{max}}{P_{combined}}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{70 + 75 + 85 + 100}{250}$
    ③ [최종 결과] $D = 1.32$
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29. 다음 중 지락전류의 크기가 최소인 중성점 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 소호 리액터접지방식
  3. 직접접지방식
  4. 고저항접지방식
(정답률: 59%)
  • 중성점 접지 방식에 따른 지락 전류의 크기를 비교하는 문제입니다. 소호 리액터접지방식은 리액턴스를 통해 지락 전류를 상쇄시켜 최소화하는 방식입니다.

    오답 노트
    직접접지방식: 지락 전류가 가장 큼
    고저항접지방식: 저항을 통해 전류를 제한함
    비접지방식: 소호 리액터 방식보다 지락 전류가 큼
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30. 총 설비부하가 120kW, 수용률이 65%, 부하역률이 80%인 수용가에 공급하기 위한 변압기의 최소 용량은 약 몇[kVA] 인가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 51%)
  • 변압기의 최소 용량은 설비 용량에 수용률을 곱한 값을 부하 역률로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P_{VA} = \frac{\text{설비용량} \times \text{수용률}}{\text{부하역률}}$
    ② [숫자 대입] $P_{VA} = \frac{120 \times 0.65}{0.8}$
    ③ [최종 결과] $P_{VA} = 97.5$
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31. 저항 2Ω, 유도리액턴스 10Ω의 단상 2선식 배선전로의 전압 강하를 보상하기 위하여 용량리액턴스 5Ω의 콘덴서를 삽입하였을 때 부하단 전압은 몇 [V] 인가? (단, 전원은 7000V, 부하전류 200A, 역률은 0.8(뒤짐)이다.)

  1. 6080
  2. 7000
  3. 7080
  4. 8080
(정답률: 48%)
  • 전압 강하를 고려하여 부하단 전압을 구하는 문제입니다. 전원 전압에서 저항과 리액턴스 성분에 의한 전압 강하분을 차감하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{r} = V_{s} - I(R \cos \theta + (X_{L} - X_{C}) \sin \theta)$
    ② [숫자 대입] $V_{r} = 7000 - 200(2 \times 0.8 + (10 - 5) \times 0.6)$
    ③ [최종 결과] $V_{r} = 6080$
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32. 보호계전기에 동작 전류가 적은 동안에는 동작 전류가 커질수록 동작 시간이 짧게 되고, 그 이상이면 동작 전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성을 무슨 특성이라 하는가?

  1. 정한시성 특성
  2. 반한시성 특성
  3. 순한시성 특성
  4. 반한시성 정한시성 특성
(정답률: 68%)
  • 전류가 작을 때는 전류 크기에 따라 동작 시간이 변하는 반한시성 특성을 보이다가, 일정 전류 이상에서는 전류 크기와 상관없이 일정한 시간에 동작하는 정한시성 특성을 동시에 갖는 것을 반한시성 정한시성 특성이라고 합니다.
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33. 다음 중 동일전력을 수송할 때 다른 조건은 그대로 두고 역률을 개선한 경우의 효과로 옳지 않은 것은?

  1. 선로변압기 등의 저항손이 역률의 제곱에 반비례하여 감소한다.
  2. 변압기, 개폐기 등의 소요 용량은 역률에 비례하여 감소한다.
  3. 선로의 송전용량이 그 허용전류에 의하여 제한될 때는 선로의 송전 용량도 증가한다.
  4. 전압 강하는 에 비례하여 감소한다.
(정답률: 43%)
  • 전력 $P$가 일정할 때, 전류 $I$는 역률 $\cos\theta$에 반비례합니다. 따라서 변압기나 개폐기의 소요 용량은 역률에 비례하여 감소하는 것이 아니라, 역률에 반비례하여 감소합니다.
    $$\text{전류 } I = \frac{P}{\sqrt{3}V\cos\theta}$$

    오답 노트
    선로 저항손: $I^2 R$이므로 $\cos^2\theta$에 반비례하여 감소함
    송전 용량: 전류 $I$가 감소하면 허용 전류 내에서 더 많은 전력을 보낼 수 있어 증가함
    전압 강하: $\Delta V \propto \frac{1}{\cos\theta}$ 관계에 의해 $\text{}$에 비례하여 감소함
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34. 중유 연소 기력발전소의 공기과잉율은 어느 정도인가?

  1. 0.05
  2. 1.05
  3. 2.38
  4. 3.45
(정답률: 58%)
  • 공기과잉율은 이론적으로 필요한 공기량 대비 실제 공급된 공기량의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{공기과잉율} = \frac{\text{실제 소요공기량}}{\text{이론공기량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{중유 연소 공기과잉율} = 1.05$
    ③ [최종 결과] $1.05$
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35. 전선에서 전류의 밀도가 도선의 중심으로 들어갈수록 작아지는 현상은?

  1. 페란티효과
  2. 표피효과
  3. 근접효과
  4. 접지효과
(정답률: 77%)
  • 교류 전류가 흐르는 도체에서 전류가 도체의 중심부보다 표면 쪽으로 집중되어 흐르려는 성질을 표피효과라고 합니다. 이로 인해 도심부의 전류 밀도는 상대적으로 작아지게 됩니다.
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36. 다음 중 송전선로의 안정도 향상 대책으로 적합하지 않은 것은?

  1. 계통의 전달 리액턴스를 증가시킨다.
  2. 계통의 전압 변동을 작게 한다.
  3. 계통에 주는 충격을 작게 한다.
  4. 고장시 발전기 입∙출력의 불평형을 작게 한다.
(정답률: 76%)
  • 송전선로의 안정도를 높이려면 계통의 전달 리액턴스를 최대한 감소시켜야 전력 전송 능력이 향상됩니다. 따라서 계통의 전달 리액턴스를 증가시킨다는 설명은 안정도를 저하시키는 요인이므로 적합하지 않습니다.
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37. 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: 67%)
  • 전원이 양단에 존재하는 방사상 송전선로에서는 고장 지점의 방향을 판별하는 방향단락계전기와 전류의 크기를 감지하는 과전류계전기를 조합하여 단락 보호를 수행합니다.
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38. 전원으로부터 합성 임피던스가 0.5%(15000kVA 기준)인 곳에 설치하는 차단기 용량은 몇 [MVA] 이상이어야 하는 가?

  1. 2000
  2. 2500
  3. 3000
  4. 3500
(정답률: 68%)
  • 차단기 용량은 계통의 단락 용량을 기준으로 결정하며, 기준 용량과 퍼센트 임피던스의 역수 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① $P_{s} = \frac{100}{\%Z} \times P_{n}$
    ② $P_{s} = \frac{100}{0.5} \times 15000$
    ③ $P_{s} = 3000$
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39. 다음 중 핵연료의 특성으로 적합하지 않은 것은?

  1. 높은 융점을 가져야 한다.
  2. 낮은 열전도율을 가져야 한다.
  3. 부식에 강해야 한다.
  4. 방사선에 안정하여야 한다.
(정답률: 72%)
  • 핵연료는 원자로 내부에서 발생하는 막대한 열을 효율적으로 외부로 전달해야 하므로, 열전도율이 높아야 합니다.

    오답 노트
    높은 융점: 고온 작동 환경에서 녹지 않아야 함
    부식에 강함: 냉각재 등에 의한 부식을 방지해야 함
    방사선 안정성: 강한 방사선 노출에도 구조적 변형이 없어야 함
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40. 송전선로의 중성점을 접지하는 목적으로 가장 옳은 것은?

  1. 전선 동량의 절약
  2. 전압강하의 감소
  3. 유도장해의 감소
  4. 이상전압의 방지
(정답률: 76%)
  • 송전선로의 중성점을 접지하는 주된 목적은 지락 사고 시 발생하는 이상전압을 억제하여 기기를 보호하고 계통의 안정도를 높이기 위함입니다.
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3과목: 전기기기

41. 동기 발전기에 앞선 전류가 흐를 때 옳은 것은?

  1. 감자 작용을 받는다.
  2. 증자 작용을 받는다.
  3. 속도가 상승한다.
  4. 효율이 좋아진다.
(정답률: 66%)
  • 동기 발전기에 앞선 전류(진상 전류)가 흐르면 전기자 반작용에 의해 주자속이 증가하는 증자 작용이 발생합니다.
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42. 직류기의 전기자 권선에 있어서 m중 중권일 때 내부 병렬회로수는 어떻게 되는가?

(정답률: 73%)
  • 직류기의 중권 방식에서 내부 병렬회로수 $a$는 극수 $p$와 동일하며, $m$중 중권일 경우 $m$배가 됩니다.
    $$a = mp$$
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43. 100V, 10A, 전기자저항 1Ω, 회전수 1800rpm인 직류 전동기의 역기전력은 몇 V 인가?

  1. 120
  2. 110
  3. 100
  4. 90
(정답률: 58%)
  • 직류 전동기의 역기전력은 공급 전압에서 전기자 저항에 의한 전압 강하를 뺀 값으로 계산합니다.
    $$E = V - I_{a}R_{a}$$
    $$E = 100 - 10 \times 1$$
    $$E = 90$$
    따라서 역기전력은 $90\text{V}$ 입니다.
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44. 부흐홀쯔 계전기로 보호되는 기기는?

  1. 회전변류기
  2. 동기전동기
  3. 발전기
  4. 변압기
(정답률: 73%)
  • 부흐홀쯔 계전기는 변압기 본체와 콘서베이터 사이에 설치되어 내부 고장 시 발생하는 가스와 유류의 흐름을 감지하여 보호하는 장치입니다.
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45. 변압기의 표유부하손 이란?

  1. 동손, 철손
  2. 부하전류 중 누전에 의한 손실
  3. 권선이외 부분의 누설 자속에 의한 손실
  4. 무부하시 여자전류에 의한 동손
(정답률: 47%)
  • 변압기의 손실 중 표유부하손은 권선 이외의 철심이나 외함 등에서 누설 자속에 의해 발생하는 손실을 의미합니다.

    오답 노트
    동손, 철손: 부하손과 무부하손을 통칭하는 일반적인 손실 항목입니다.
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46. 3상 유도전동기의 기동법 중 전전압기동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 소용량 농형전동기의 기동법이다.
  2. 소용량의 농형전동기에서는 일반적으로 기동시간이 같다.
  3. 기동시에는 역률이 좋지 않다.
  4. 전동기 단자에 직접 정격전압을 가한다.
(정답률: 41%)
  • 전전압기동법은 별도의 기동 장치 없이 정격전압을 직접 가하는 방식으로, 기동전류가 매우 크지만 기동시간이 짧다는 특징이 있습니다. 따라서 소용량 농형전동기에서 기동시간이 일정하거나 같다는 설명은 옳지 않습니다.
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47. 3상 동기 발전기를 병렬운전 시키는 경우 생각하지 않아도 되는 조건은?

  1. 발생전압이 같다.
  2. 전압 파형이 같다.
  3. 회전수가 같다.
  4. 상회전이 같다.
(정답률: 56%)
  • 동기 발전기의 병렬운전 조건은 전압의 크기, 위상(파형), 주파수, 상회전 방향이 일치해야 합니다. 회전수는 주파수와 직결되는 요소이지만, 병렬운전 조건 자체에서는 전압과 위상, 주파수, 상회전의 일치를 기본으로 하며 '회전수가 같다'는 표현은 독립적인 병렬 조건으로 생각하지 않습니다.
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48. 인버터(inverter)의 전력변환은?

  1. 교류 → 직류로 변환
  2. 직류 → 직류로 변환
  3. 교류 → 교류로 변환
  4. 직류 → 교류로 변환
(정답률: 68%)
  • 전력변환 장치의 정의에 따라 구분합니다.
    인버터는 직류 $\rightarrow$ 교류로 변환하는 장치입니다.

    오답 노트
    교류 $\rightarrow$ 직류로 변환: 컨버터
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49. 3상 유도전동기의 특성 중 비례추이를 할 수 없는 것은?

  1. 동기속도
  2. 2차전류
  3. 1차전류
  4. 역률
(정답률: 52%)
  • 비례추이는 2차 저항을 변화시켜 슬립을 조절함으로써 토크와 전류의 관계를 이용하는 방법입니다. 하지만 동기속도는 전원 주파수와 극수에 의해 결정되는 고정값($$N_s = \frac{120f}{p}$$)이므로 2차 저항 변화에 따른 비례추이가 불가능합니다.
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50. 출력 10HP, 600rpm 인 전동기의 토크는 약 몇 kg∙m인가? (단, 1HP = 746W 임)

  1. 11.8
  2. 118
  3. 12.1
  4. 121
(정답률: 62%)
  • 전동기의 출력과 회전수를 이용하여 토크를 구하는 공식입니다. 이때 출력 단위인 HP를 W로 환산하여 대입합니다.
    ① [기본 공식] $T = 0.975 \times \frac{P}{N}$
    ② [숫자 대입] $T = 0.975 \times \frac{10 \times 746}{600}$
    ③ [최종 결과] $T = 12.1$
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51. Y결선 3상 동기발전기에서 극수 6, 1극의 자속수 0.16Wb, 회전수 1200rpm, 코일의 권수 186, 권선계수 0.96일 때 단자전압은 약 몇 V인가?

  1. 6591
  2. 9887
  3. 13182
  4. 19774
(정답률: 41%)
  • 동기발전기의 주파수를 먼저 구한 후, Y결선에서의 단자전압(선간전압)을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{3} \times 4.44 \times K_w \times f \times W \times \Phi$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{3} \times 4.44 \times 0.96 \times \frac{1200 \times 6}{120} \times 186 \times 0.16$
    ③ [최종 결과] $V = 13182$
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52. 3000V, 60Hz, 8극 100kW의 3상 유도전동기가 있다. 전부하에서 2차 동손이 3kW, 기계손이 2kW이라면 전부하 회전수는 약 몇 rpm 인가?

  1. 874
  2. 762
  3. 682
  4. 574
(정답률: 41%)
  • 전부하 시의 2차 입력과 슬립을 구한 뒤, 실제 회전수를 계산하는 문제입니다.
    먼저 2차 입력 $P_2$는 출력 $P$, 2차 동손 $P_{c2}$, 기계손 $P_m$의 합으로 구하고, 이를 통해 슬립 $s$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $N = (1 - s) \times \frac{120f}{P}$
    ② [숫자 대입] $N = (1 - \frac{3}{100+3+2}) \times \frac{120 \times 60}{8}$
    ③ [최종 결과] $N = 874$
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53. 송전선로에 접속된 동기 조상기의 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 과여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.
  2. 과여자로 해서 운전하면 뒤진전류가 흐르므로 콘덴서 역할을 한다.
  3. 부족여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.
  4. 부족여자로 해서 운전하면 송전선로의 자기 여자작용에 의한 전압상승을 방지한다.
(정답률: 49%)
  • 동기 조상기의 운전 상태에 따른 특성을 묻는 문제입니다. 부족여자로 운전하면 진상 전류(앞선 전류)가 흐르며 콘덴서 역할을 하게 되어, 송전선로의 정전용량에 의한 자기 여자작용(페란티 현상)으로 발생하는 전압 상승을 억제할 수 있습니다.

    오답 노트
    과여자로 운전하면 뒤진 전류가 흐르며 리액터 역할을 함
    부족여자로 운전하면 앞선 전류가 흐르며 콘덴서 역할을 함
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54. 단상반파 정류로 직류전압 150V를 얻으려면 변압기 2차권선의 상전압 VS 를 약 몇 V 로 하면 되는가?

  1. 150
  2. 200
  3. 333
  4. 472
(정답률: 58%)
  • 단상 반파 정류회로에서 직류 평균 전압 $E_d$와 변압기 2차측 상전압 $E$의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{E_d}{0.45}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{150}{0.45}$
    ③ [최종 결과] $E = 333.3$
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55. 단상 변압기를 병렬 운전할 경우에 부하 전류의 분담은 무엇에 관계되는가?

  1. 누설 리액턴스에 비례한다.
  2. 누설 리액턴스의 제곱에 비례한다.
  3. 누설 임피던스에 비례한다.
  4. 누설 임피던스에 반비례한다.
(정답률: 46%)
  • 변압기 병렬 운전 시 각 변압기가 분담하는 부하 전류는 각 변압기의 내부 임피던스 크기에 따라 결정됩니다. 무부하 전압이 동일할 때, 전류 분담 비율은 임피던스에 반비례하여 임피던스가 작은 변압기가 더 많은 전류를 분담하게 됩니다.
    $$\frac{I_a}{I_b} = \frac{Z_b}{Z_a}$$
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56. 직류전동기의 제동법 중 발전제동을 옳게 설명한 것은?

  1. 전동기가 정지할 때까지 제동토크가 감소하지 않는 특징을 지닌다.
  2. 전동기를 발전기로 동작시켜 발생하는 전력을 전원으로 반환함으로써 제동한다.
  3. 전기자를 전원과 분리한 후 이를 외부저항에 접속하여 전동기의 운동에너지를 열에너지로 소비시켜 제동 한다.
  4. 운전중인 전동기의 전기자접속을 반대로 접속하여 제동한다.
(정답률: 51%)
  • 발전제동은 전동기를 전원으로부터 분리한 후, 전기자를 외부 저항에 접속하여 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하고 이를 저항에서 열로 소비시켜 제동하는 방식입니다.

    오답 노트
    전력을 전원으로 반환: 회생제동
    전기자 접속을 반대로 접속: 역전제동
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57. 다음은 SCR에 관한 설명이다. 적당하지 않은 것은?

  1. 3단자 소자이다.
  2. 스위칭 소자이다.
  3. 직류 전압만을 제어한다.
  4. 적은 게이트 신호로 대전력을 제어한다.
(정답률: 53%)
  • SCR(실리콘 제어 정류기)은 게이트 신호를 통해 전력의 흐름을 제어하는 스위칭 소자로, 직류뿐만 아니라 교류 전압의 위상 제어에도 널리 사용됩니다.
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58. 변압기 유(油)의 열화에 따른 영향으로 옳지 않은 것은?

  1. 침식 작용
  2. 절연 내력의 저하
  3. 냉각 효과의 감소
  4. 공기 중 수분의 흡수
(정답률: 58%)
  • 공기 중 수분의 흡수는 변압기 유를 열화시키는 주요 원인이지, 열화로 인해 나타나는 결과(영향)가 아닙니다.

    오답 노트
    침식 작용, 절연 내력의 저하, 냉각 효과의 감소: 유(油)가 열화되었을 때 나타나는 대표적인 영향입니다.
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59. 다음 중 변압기의 등가회로를 작성하기 위하여 필요한 시험을 옳게 나타낸 것은?

  1. 상회전시험, 절연내력시험, 권선저항측정
  2. 온도상승시험, 절연내력시험, 무부하시험
  3. 온도상승시험, 절연내력시험, 권선저항측정
  4. 권선저항측정, 무부하시험, 단락시험
(정답률: 62%)
  • 변압기의 등가회로를 구성하기 위해서는 권선의 저항 성분, 무부하 시의 여자 임피던스, 그리고 정격 전류 시의 임피던스를 알아야 합니다. 따라서 권선저항측정, 무부하시험, 단락시험이 필수적으로 필요합니다.
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60. 4극 60Hz, 3상 권선형 유도 전동기에서 전부하 회전수는 1600rpm이다. 동일 토크를 1200rpm으로 하려면 2차 회로에 몇 Ω의 외부 저항을 삽입하면 되는가? (단, 2차 회로는 Y 결선이고, 각 상의 저항은 r2이다 .)

  1. r2
  2. 2r2
  3. 3r2
  4. 4r2
(정답률: 61%)
  • 동일 토크를 유지하며 회전수를 변경할 때는 비례추이 원리를 적용합니다.
    먼저 동기속도 $N_{s} = \frac{120 \times 60}{4} = 1800\text{ rpm}$이며, 슬립은 $s_{1} = \frac{1800-1600}{1800} = 0.11$, $s_{2} = \frac{1800-1200}{1800} = 0.33$ 입니다.
    $$\frac{r_{2}}{s_{1}} = \frac{r_{2}+R_{s}}{s_{2}}$$
    $$\frac{r_{2}}{0.11} = \frac{r_{2}+R_{s}}{0.33}$$
    $$R_{s} = 2r_{2}$$
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4과목: 회로이론

61. 100Ω의 저항에 흐르는 전류가 i=5+14.14 sint＋7.07 sin2t[A]일 때 저항에서 소비하는 평균 전력은 몇 W 인가?

  1. 20000
  2. 15000
  3. 10000
  4. 7500
(정답률: 55%)
  • 비정현파 전류가 흐르는 저항의 평균 전력은 전류의 실효값(RMS)을 이용하여 계산합니다.
    $$\text{실효값 } I = \sqrt{I_{0}^{2} + \frac{I_{1}^{2}}{2} + \frac{I_{2}^{2}}{2}}$$
    $$\text{실효값 } I = \sqrt{5^{2} + \frac{14.14^{2}}{2} + \frac{7.07^{2}}{2}} = 12.25\text{ A}$$
    $$\text{평균 전력 } P = I^{2}R = 12.25^{2} \times 100 = 15006.25\text{ W}$$
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62. 다음과 같은 비정현파 기전력 및 전류에 의한 전력[W]은? (단, 전압 및 전류의 순시 식은 다음과 같다.)

  2. 1000
  4. 2000
(정답률: 47%)
  • 비정현파 전력은 전압과 전류의 각 성분 중 주파수가 동일한 성분끼리의 곱의 합으로 계산합니다.
    제시된 식에서 주파수가 $5\omega$로 동일한 성분만 존재하므로, 해당 성분의 실효값과 위상차를 이용해 계산합니다.
    $$\text{전력 } P = V_{5}I_{5}\cos\theta$$
    $$\text{전력 } P = 50 \times 10 \times \cos(60^{\circ}-30^{\circ})$$
    $$\text{전력 } P = 250\sqrt{3}\text{ W}$$
    따라서 정답은 입니다.
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63. 한 상의 임피던스 Z=6＋j8[Ω]인 평형 Y부하에 평형 3상전압 200[V]를 인가할 때 무효전력 [Var]은 약 얼마인가?

  1. 1330
  2. 1848
  3. 2381
  4. 3200
(정답률: 62%)
  • 평형 Y부하에서 무효전력은 전압과 리액턴스의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    $$\text{무효전력 } Q = \frac{V^{2}X}{R^{2}+X^{2}}$$
    $$\text{무효전력 } Q = \frac{200^{2} \times 8}{6^{2}+8^{2}}$$
    $$\text{무효전력 } Q = 3200\text{ Var}$$
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64. 1차 지연 요소의 전달함수는?

  1. K
  3. KS
(정답률: 67%)
  • 제어공학에서 각 요소의 전달함수 정의에 따라 1차 지연 요소는 이득 $K$와 시정수 $T$를 포함하는 형태를 가집니다.
    전달함수: $\frac{K}{1 + Ts}$
    따라서 가 정답입니다.

    오답 노트
    $K$: 비례 요소
    $Ts$: 미분 요소
    $1/Ts$: 적분 요소
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65. 그림과 같은 펄스의 라플라스 변환은 어느 것인가?

(정답률: 60%)
  • 주어진 펄스 함수 $f(t)$는 $t=0$에서 $1$이 되고 $t=b$에서 $0$이 되는 단위 계단 함수의 차로 표현할 수 있습니다.
    함수식: $f(t) = u(t) - u(t-b)$
    라플라스 변환의 선형성과 시간 이동 정리를 적용하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}[u(t-a)] = \frac{1}{s}e^{-as}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mathcal{L}[f(t)] = \frac{1}{s} - \frac{1}{s}e^{-bs}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\mathcal{L}[f(t)] = \frac{1}{s}(1 - e^{-bs})$$
    따라서 가 정답입니다.
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66. 대칭분을 I0, I1, I2라 하고, 선전류를 Ia, Ib, Ic라 할 때 역상분 전류는?

(정답률: 46%)
  • 대칭분 분석에서 선전류 $I_a, I_b, I_c$를 이용하여 역상분 전류 $I_2$를 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    $$I_2 = \frac{1}{3}(I_a + a^2 I_b + a I_c)$$
    따라서 가 정답입니다.
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67. 대칭 3상 교류에서 순시전압의 백터 합은?

  1. 0
  2. 40
  3. 0.577
  4. 86.6
(정답률: 67%)
  • 대칭 3상 교류는 크기가 같고 위상이 각각 $120^{\circ}$씩 차이 나는 세 개의 전압(또는 전류)으로 구성됩니다. 이 세 벡터를 모두 더하면 기하학적으로 서로 상쇄되어 합이 0이 됩니다.
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68. 를 라플라스 변환하여 전류 i(t)의 값을 구하면? (단, t = 0에서 이다. )

  1. -50ε-2t
  2. -50ε2t
  3. 50tε2t
  4. 50tε-2t
(정답률: 48%)
  • 주어진 미분-적분 방정식 $\frac{di(t)}{dt} + 4i(t) + 4 \int i(t)dt = 50u(t)$를 라플라스 변환하여 $i(t)$를 구합니다.
    초기조건이 0이므로 라플라스 변환을 수행하면 다음과 같습니다.
    $$sI(s) + 4I(s) + \frac{4I(s)}{s} = \frac{50}{s}$$
    $$I(s) ( s + 4 + \frac{4}{s} ) = \frac{50}{s} \implies I(s) \frac{s^{2} + 4s + 4}{s} = \frac{50}{s}$$
    $$I(s) = \frac{50}{s^{2} + 4s + 4} = \frac{50}{(s+2)^{2}}$$
    이를 역라플라스 변환하면 $t e^{-2t}$ 형태의 공식에 의해 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}^{-1} [ \frac{1}{(s+a)^{2}} ] = t e^{-at}$$
    ② [숫자 대입]
    $$i(t) = 50 \times t e^{-2t}$$
    ③ [최종 결과]
    $$i(t) = 50t e^{-2t}$$
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69. 그림과 같은 회로에서 Z1의 단자전압 , Z2의 단자전압 V2 = ∣V∣∠30°[V]일 때 y 및 ∣V∣의 값은?

  4. 1, 2
(정답률: 29%)
  • 병렬 회로에서 모든 가지의 단자전압은 동일합니다. 따라서 $V_1 = V_2$가 성립해야 합니다.
    주어진 전압 $V_1 = \sqrt{3} + jy$와 $V_2 = |V|\angle 30^{\circ}$를 복소수 형태로 비교합니다.
    $V_2$를 직교 좌표계로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$V_2 = |V|(\cos 30^{\circ} + j\sin 30^{\circ}) = |V|(\frac{\sqrt{3}}{2} + j\frac{1}{2})$$
    이를 $V_1 = \sqrt{3} + jy$와 비교하면:
    실수부: $|V|\frac{\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3} \implies |V| = 2$
    허수부: $jy = j|V|\frac{1}{2} = j(2)\frac{1}{2} = j1 \implies y = 1$
    따라서 $y = 1, |V| = 2$입니다.
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70. 단상 전력계 2개로 평형 3상 부하의 전력을 측정하였더니 각각 300W와 600W를 나타내었다. 부하역률은 약 얼마인가? (단, 전압과 전류는 정현파이다.)

  1. 0.5
  2. 0.577
  3. 0.637
  4. 0.866
(정답률: 62%)
  • 2전력계법을 이용하여 평형 3상 부하의 역률을 구하는 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\cos\theta = \frac{P_1 + P_2}{2\sqrt{P_1^2 + P_2^2 - P_1 P_2}}$
    ② [숫자 대입] $\cos\theta = \frac{300 + 600}{2\sqrt{300^2 + 600^2 - 300 \times 600}}$
    ③ [최종 결과] $\cos\theta = 0.866$
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71. 그림에서 a, b 단자에 200V를 가할 때 저항 2Ω에 흐르는 I1전류은 몇 A 인가?

  1. 40
  2. 30
  3. 20
  4. 10
(정답률: 47%)
  • 전체 합성 저항을 먼저 구한 뒤, 전체 전류를 구하고 전류 분배 법칙을 적용하여 $2\Omega$ 저항에 흐르는 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_1 = \frac{R_2}{R_1 + R_2} \times \frac{V}{R_{total}}$
    ② [숫자 대입] $I_1 = \frac{3}{2 + 3} \times \frac{200}{2.8 + \frac{2 \times 3}{2 + 3}}$
    ③ [최종 결과] $I_1 = 30$
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72. V = 96 ＋ j28[V], Z = 4 - j3[Ω] 이다. 전류 I[A]는? (단, 이다.)

  1. 20εjα
  2. 10εjα
  3. 20εjβ
  4. 10εjβ
(정답률: 44%)
  • 옴의 법칙을 이용하여 복소수 전압을 복소수 임피던스로 나누어 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{96 + j28}{4 - j3}$
    ③ [최종 결과] $I = 20e^{j\alpha}$
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73. 부동작 시간(dead time)요소의 전달함수는?

  1. K
  2. K/s
  3. Ke-Ls
  4. Ks
(정답률: 66%)
  • 부동작 시간(dead time)은 입력이 가해진 후 출력이 나타날 때까지의 지연 시간을 의미하며, 라플라스 변환 시 지수 함수 형태로 표현됩니다. 따라서 전달함수는 $Ke^{-Ls}$가 됩니다.
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74. 그림과 같은 회로는?

  1. 미분회로
  2. 적분회로
  3. 가산회로
  4. 미분 적분회로
(정답률: 48%)
  • 제시된 회로 는 입력 전압 $e_i$가 저항 $R_1$을 거쳐 $R_2$와 $C_2$가 직렬로 연결된 병렬 가지로 흐르는 구조입니다.
    커패시터 $C_2$가 출력단에 병렬로 배치되어 전하를 축적함으로써 입력 신호를 시간에 대해 누적시키는 특성을 가지므로, 이는 전형적인 적분회로의 구성입니다.
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75. 그림과 같은 고역 여파기에서 공칭 임피던스 K[Ω] 및 차단 주파수 fc[kHz]는 얼마인가?

  1. 400, 약 25.9
  2. 460, 약 20.9
  3. 480, 약 18.9
  4. 500, 약 15.9
(정답률: 46%)
  • 고역 여파기(High Pass Filter)의 공칭 임피던스 $K$와 차단 주파수 $f_c$를 구하는 문제입니다.
    공칭 임피던스는 $L$과 $C$의 비율의 제곱근으로, 차단 주파수는 $L$과 $C$의 곱의 역수 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $K = \sqrt{\frac{L}{C}}, \quad f_c = \frac{1}{4\pi\sqrt{LC}}$
    ② [숫자 대입] $K = \sqrt{\frac{2.5 \times 10^{-3}}{0.01 \times 10^{-6}}}, \quad f_c = \frac{1}{4\pi\sqrt{2.5 \times 10^{-3} \times 0.01 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $K = 500, \quad f_c = 15.9\text{ kHz}$
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76. 기본파의 20%인 제3고조파와 30%인 제5고조파를 포함한 전류의 왜형률은?

  1. 0.50
  2. 0.36
  3. 0.33
  4. 0.26
(정답률: 69%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 고조파 실효값 합의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{I_3^2 + I_5^2}}{I_1} = \sqrt{(\frac{I_3}{I_1})^2 + (\frac{I_5}{I_1})^2}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \sqrt{0.2^2 + 0.3^2}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = 0.36$
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77. 그림과 같은 회로가 정상 상태로 있을 때 t=0에서 S를 닫은 후 인덕턴스의 전위차 VL은 몇 V인가?

(정답률: 24%)
  • 스위치 S를 닫는 순간, 인덕터 $L$에 흐르는 전류는 급격히 변할 수 없으므로 초기 전류는 $0$입니다. 이때 회로의 전체 저항은 $R + r$이 되며, 인덕터 양단에 걸리는 전위차 $V_L$은 시정수에 따른 지수함수 형태로 감쇠하는 과도 응답 특성을 보입니다.
    회로 방정식에 의해 도출되는 전위차 식은 다음과 같습니다.
    $$\text{전위차 } V_L = -\frac{RE}{R+r}e^{-\frac{R}{L}t}$$
    따라서 정답은 입니다.
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78. 그림과 같은 전류 파형에 있어서 0으로부터 π까지의 사이는 i = Imsinωt[A]로 π로부터 2π까지는 으로 주어진다. Im= 5A라 할 때 전류의 평균치는 약 몇 A인가?

  1. 0.234
  2. 0.342
  3. 0.432
  4. 0.512
(정답률: 39%)
  • 전류 파형이 $0$부터 $\pi$까지는 정현파, $\pi$부터 $2\pi$까지는 구형파로 구성된 복합 파형의 평균치를 구하는 문제입니다.
    전체 주기에 대한 평균치는 각 구간의 평균값을 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $I_{avg} = \frac{\frac{2I_m}{\pi} + (-\frac{I_m}{2})}{2}$
    ② [숫자 대입] $I_{avg} = \frac{\frac{2 \times 5}{\pi} - \frac{5}{2}}{2}$
    ③ [최종 결과] $I_{avg} = 0.342$
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79. RC저역 필터회로의 전달함수 G(jω)는 ω=0 일 때 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 0.5
  4. 0.707
(정답률: 39%)
  • 제시된 회로에서 전달함수 $G(j\omega)$는 $\frac{1}{1 + j\omega RC}$ 입니다. $\omega = 0$일 때 분모의 허수항이 $0$이 되어 값은 $1$이 됩니다.
    $$\text{전달함수} = \frac{1}{1 + j\omega RC}$$
    $$\text{전달함수} = \frac{1}{1 + j(0)RC}$$
    $$\text{전달함수} = 1$$
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80. 3대의 단상변압기를 △ 결선으로 하여 운전하던 중 변압기 1대가 고장으로 제거하여 V결선으로 한 경우 공급할 수 있는 전력과 고장전 전력과의 비율[%]은 약 얼마인가?

  1. 57.7
  2. 50
  3. 60
  4. 67
(정답률: 76%)
  • $\Delta$ 결선 운전 중 변압기 1대가 고장나 $\text{V}$ 결선으로 운전될 때, 공급 가능한 전력은 원래 $\Delta$ 결선 출력의 $57.7\%$로 감소합니다.
    $$\text{출력비} = \frac{P_{\text{V}}}{P_{\Delta}} = \frac{\sqrt{3}P}{3P}$$
    $$\text{출력비} = \frac{1.732}{3}$$
    $$\text{출력비} = 0.577$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 345kV 가공전선로를 제1종 특별고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우에 사용하는 전선은 인장강도 77.47kN 이상의연선 또는 단면적 몇 [mm2] 이상의 경동연선이어야 하는가?

  1. 100
  2. 125
  3. 150
  4. 200
(정답률: 48%)
  • 제1종 특별고압 보안공사 기준에 따라, $345\text{kV}$가공전선로에 사용하는 전선은 인장강도 $77.47\text{kN}$이상의 연선 또는 단면적 $200\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용해야 합니다.
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82. 600V 비닐절연전선을 사용한 저압 가공전선이 위쪽에서 상부 조영재와 접근하는 경우의 전산과 상부 조영재간의 이격거리는 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 43%)
  • 가공 전선과 건조물 상부 조영재 사이의 이격 거리 규정에 따라, 저압 및 고압 전선의 경우 $2\text{m}$이상의 거리를 유지해야 합니다.
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83. 다음 중 사용전압이 400[V] 미만이고 옥내 배선을 시공한 후 점검할 수 없는 은폐 장소이며, 건조된 장소일 때 공사 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 플로어 덕트 공사
  2. 버스 덕트 공사
  3. 합성 수지 몰드 공사
  4. 금속 덕트 공사
(정답률: 32%)
  • 사용전압 $400\text{V}$ 미만, 건조한 장소이며 점검할 수 없는 은폐 장소에 시공 가능한 공사 방법은 플로어 덕트 공사입니다.

    오답 노트
    합성 수지 몰드 공사, 금속 덕트 공사, 버스 덕트 공사는 점검할 수 있는 은폐된 장소에 시설하는 공법입니다.
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84. 병원, 진료소 등의 진찰, 검사, 치료 또는 감시 등의 의료 행위를 하는 의료실내에 시설하는 의료기기의 금속제외함에 보호접지를 하는 경우 그 접지저항값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가? (단, 등전위 접지는 고려하지 않는 경우이다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 30
  4. 50
(정답률: 54%)
  • 의료실 내 의료기기의 금속제 외함에 보호접지를 하는 경우, 환자의 안전을 위해 매우 낮은 접지저항값이 요구되며, 등전위 접지를 고려하지 않을 때의 기준값은 $10\Omega$이하입니다.
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85. 저압전로에서 그 전로에 지락이 생겼을 경우에 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에 자동차단기의 정격감도전류가 200mA이면 특별 제3종접지 공사의 저항값은 몇 [Ω] 이하로 하여야 하는가? (단, 전기적 위험도가 높은 장소인 경우이다.)

  1. 30
  2. 50
  3. 75
  4. 150
(정답률: 42%)
  • 전기적 위험도가 높은 장소에서 자동 차단 장치를 시설할 때, 접지저항은 정격감도전류와 곱했을 때 허용 전압인 $15\text{V}$이하가 되도록 설정합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{15}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $R = 75$
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86. 옥외 백열전등의 인하선으로 지표상의 높이 몇 [m] 미만의 부분은 전선에 지름 1.6mm의 연동선과 동등이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 51%)
  • 옥외 백열전등의 인하선 중 지표상 높이 $2.5\text{m}$ 미만인 부분은 외부 충격이나 접촉 위험이 크므로, 지름 $1.6\text{mm}$이상의 연동선과 동등 이상의 세기 및 굵기를 가진 절연전선을 사용하여 안전성을 확보해야 합니다.
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87. 인가가 많이 연접되어 있는 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 고압 가공전선로의 지지물 또는 가섭선에 적용하는 풍압하중에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 갑종풍압하중의 1.5배를 적용시켜야 한다.
  2. 갑종풍압하중의 2배를 적용시켜야 한다.
  3. 병종풍압하중을 적용시킬 수 있다.
  4. 갑종풍압하중과 을종풍압하중 중 큰 것만 적용시킨다.
(정답률: 47%)
  • 인가가 밀집된 장소에 시설하는 고압 가공전선로의 지지물이나 가섭선에는 풍압하중의 기준 중 병종풍압하중을 적용할 수 있습니다.
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88. 욕탕의 양단에 판상의 전극을 설치하고 그 전극 상호간에 미약한 교류전압을 가하여 입욕자에게 전기적 자극을 주는 전기욕기를 시설할 때 전기욕기용 전원장치로부터 욕탕안의 전극까지의 전선 상호간 및 전선과 대지 사이의 절연 저항값은 몇 [MΩ] 이상이어야 하는가?

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1
  4. 5
(정답률: 50%)
  • 전기욕기 시설 시 안전을 위해 전원장치부터 욕탕 내 전극까지의 전선 상호간 및 대지 사이의 절연 저항값은 $0.1\text{M}\Omega$이상으로 유지해야 합니다.
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89. 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반조명을 위하여 시설하는 고압방전등은 그 효율이 몇 [lm/W] 이상의 것이어야 하는가?

  1. 60
  2. 70
  3. 80
  4. 90
(정답률: 61%)
  • 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등 일반조명용으로 시설하는 고압방전등은 에너지 효율을 위해 $70\text{lm/W}$이상의 효율을 가진 제품을 사용해야 합니다.
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90. 특별고압 절연전선을 사용한 22900V 가공전선과 안테나의 이격(수평이격) 거리는 몇 [m] 이상 이어야 하는가? (단, 중성선 다중접지식의 것으로 전로에 지락이 생겼을 때에는 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있음)

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 33%)
  • 25kV 이하 특고압 가공전선로와 안테나 사이의 수평 이격 거리는 전선의 종류에 따라 다릅니다.
    나전선은 $2.0\text{m}$, 특고압 절연전선은 $1.5\text{m}$, 케이블은 $0.5\text{m}$이상이어야 합니다.
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91. 고압용의 개폐기∙차단기∙피뢰기 기타 이와 유사한 기구로서 동작시에 아크가 생기는 것은 목재의 벽 또는 천정 기타의 가연성 물체로부터 몇 [m] 이상 떼어 놓아야 하는가?

  1. 1
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 42%)
  • 아크가 발생하는 고압용 기구의 가연성 물체와의 이격 거리는 전압 등급에 따라 결정됩니다.
    고압용의 경우 $1\text{m}$이상, 특고압용의 경우 $2\text{m}$이상 떼어 놓아야 합니다.
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92. 지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 시설하는 경우 매설 깊이는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?(2021년 개정된 KEC 규정 적용됨)

  1. 0.6
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 59%)
  • KEC 규정에 따라 지중 전선로를 직접 매설식으로 시설할 때, 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 $1.0\text{m}$이상으로 해야 합니다.

    오답 노트
    기타 장소: $0.6\text{m}$이상
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93. 저∙고압 가공전선이 철도를 횡단하는 경우 레일면상 높이는 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 4
  2. 5
  3. 5.5
  4. 6.5
(정답률: 66%)
  • 저압 및 고압 가공전선이 철도를 횡단하여 설치되는 경우, 안전 확보를 위해 레일면상 높이는 $6.5\text{m}$이상을 유지해야 합니다.
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94. 특별고압 계기용변성기의 2차측 전로의 접지공사는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 46%)
  • 과거 규정상 특별고압 계기용변성기의 2차측 전로는 제1종 접지공사를 시행하였습니다. 다만, 2021년 KEC 규정 변경으로 인해 현재는 접지 관련 분류 체계가 변경되어 해당 유형의 문제는 출제되지 않습니다.
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95. 발∙변전소의 차단기에 사용하는 압축공기장치의 공기탱크는 사용압력에서 공기의 보급이 없는 상태에서 차단기의 투입 및 차단을 연속하여 몇 회 이상 할 수 있는 용량을 가져야 하는가?

  1. 1회
  2. 2회
  3. 3회
  4. 4회
(정답률: 48%)
  • 발·변전소의 차단기용 압축공기장치는 공기 보급이 없는 상태에서도 최소 1회 이상의 투입 및 차단 동작이 가능하도록 용량을 확보해야 합니다.
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96. 저압 옥내배선은 일반적인 경우, 지름 몇 [mm] 이상의 연동선이거나 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 것을 사용하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 3.2
(정답률: 62%)
  • 과거 규정에서는 1.6 mm 이상의 연동선을 사용하였으나, 현재 판단기준 제168조에 따라 단면적 $2.5\text{mm}^2$이상의 연동선 또는 이와 동등 이상의 강도 및 굵기의 것을 사용해야 합니다. 본 문제는 개정 전 기준인 1.6을 정답으로 처리합니다.
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97. 다음 중 저압 옥내배선의 공사방법에 따른 사용전선의 조합으로 옳지 않은 것은?

  1. 애자사용은폐공사 - 600V 고무절연전선
  2. 가요전선관공사 - 600V 비닐절연전선
  3. 금속관공사 - 600V 불소수지절연전선
  4. 합성수지관공사 - 옥외용 비닐절연전선
(정답률: 56%)
  • 합성수지관공사는 옥내배선 공법이므로 옥내용 절연전선을 사용해야 하며, 옥외용 비닐절연전선을 사용하는 것은 부적절합니다.
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98. 직류식 전기철도에서 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 통할 때, 그 구간 안의 어느 2점 사이에서의 전위차는 몇 [V] 이하이어야 하는가?

  1. 2
  2. 6
  3. 10
  4. 15
(정답률: 26%)
  • 전기철도의 전기부식 방지를 위한 귀선 시설 기준(판단기준 제263조)에 따라, 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 통할 때 그 구간 안의 어느 2점 사이에서 발생하는 전위차는 $2\text{V}$이하로 유지해야 합니다.
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99. 다음 중 아크 용접장치의 시설 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용접변압기는 절연변압기일 것
  2. 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 400V 이하일 것
  3. 용접변압기 1차측 전로에서 용접 변압기에 가까운 곳에 쉽게 개폐할 수 있는 개폐기를 시설할 것
  4. 피용접재 또는 이와 전기적으로 접속되는 받침대∙정반 등의 금속체에는 제3종 접지공사를 할 것
(정답률: 61%)
  • 아크 용접장치의 시설 기준에 따르면, 용접변압기 1차측 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 유지해야 합니다.
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100. 제1종 특별고압 보안공사에 의하여 시설한 154kV 가공송전선로는 전선에 지락 또는 단락이 생긴 경우에 몇 초 안에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 24%)
  • 특고압 가공전선에 지락 또는 단락이 발생했을 때 자동 차단 장치의 시설 기준에 따라, 사용전압이 $100\text{kV}$이상인 경우에는 2초 이내에 차단해야 합니다. 문제의 전압은 $154\text{kV}$이므로 2초가 정답입니다.
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