전기산업기사 필기 기출문제복원 (2008-05-11)

전기산업기사 2008-05-11 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2008-05-11 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2008-05-11 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 그림과 같은 유한장 직선도체 AB에 전류 I가 흐를 때 임의의 점 P 의 자계의 세기는? (단, a는 P 와 AB사이의 거리, θ1, θ2 에서 도체 AB에 내린 수직선과 AP, BP가 이루는 각이다.)

(정답률: 58%)
  • 유한장 직선도체에 의한 자계의 세기는 비오-사바르 법칙을 적분하여 유도하며, 도체 양 끝단과 관찰점 P가 이루는 각도를 이용하여 계산합니다.
    $$H = \frac{I}{4\pi a}(\sin\theta_{1} + \sin\theta_{2})$$
    따라서 정답은 입니다.
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2. 전자파의 에너지 전달방향은?

  1. 전계 E 의 방향과 같다.
  2. 자계 H 의 방향과 같다.
  3. E×H 의 방향과 같다.
  4. ∇×E 의 방향과 같다.
(정답률: 72%)
  • 전자파의 에너지 전달 방향은 포인팅 벡터(Poynting vector)의 방향과 같으며, 이는 전계 $E$와 자계 $H$의 외적 방향인 $E \times H$ 방향입니다.
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3. 그림과 같은 비투자율 r 이 800, 원형단면적 S 가 10cm2 평균 자로의 길이 ℓ 이 30[cm]인 환상 철심에 코일을 600회 감아 1[A]의 전류를 흘릴 때 철심 내 자속은 몇 [Wb] 인가?

  1. 1.51 × 10-1[Wb]
  2. 2.01 × 10-1[Wb]
  3. 1.51 × 10-3[Wb]
  4. 2.01 × 10-3[Wb]
(정답률: 41%)
  • 환상 철심 내의 자속은 투자율, 권수, 전류, 단면적, 자로 길이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{\mu_{0} \mu_{r} N I S}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 800 \times 600 \times 1 \times 10 \times 10^{-4}}{30 \times 10^{-2}}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 2.01 \times 10^{-3}$ Wb
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4. 다음 중 정전계에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

  1. 전계에너지와 무관한 전하분포의 전계이다.
  2. 전계에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.
  3. 전계에너지가 최대로 되는 전하분포의 전계이다.
  4. 전계에너지를 일정하게 유지하는 전하분포의전계이다.
(정답률: 71%)
  • 정전계의 에너지 최소 원리에 따라, 전하 분포가 안정된 상태의 전계는 전계에너지가 최소가 되는 분포를 가집니다. 따라서 전계에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계가 정답입니다.
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5. 반지름이 2[m], 권수가 100회인 원형코일의 중심에 30[AT/m]의 자계를 발생시키려면 몇 [A]의 전류를 흘려야 하는가?

  1. 1.2[A]
  2. 1.5[A]
  3. 150/π[A]
  4. 150[A]
(정답률: 54%)
  • 원형코일 중심에서의 자계 세기 공식을 이용하여 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2a}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{2 \times 2 \times 30}{100}$
    ③ [최종 결과] $I = 1.2$ A
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6. 시간적으로 변화하지 않는 보존적인 전계가 비회전성(非回轉性)이라는 의미를 나타낸 식은?

  1. ∇⋅E = 0
  2. ∇⋅E = ∞
  3. ∇×E = 0
  4. ∇2 = 0
(정답률: 61%)
  • 보존적인 전계는 경로에 상관없이 전위차가 일정하며, 이는 수학적으로 전계의 회전(Curl)이 0임을 의미합니다. 따라서 비회전성을 나타내는 식은 $\nabla \times E = 0$ 입니다.

    오답 노트
    $\nabla \cdot E = 0$: 전계의 발산이 0임을 의미함
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7. 다음 중 ( (ㄱ) ), ( (ㄴ) ) 안에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?

  1. (ㄱ) 와전류 (ㄴ) 자계
  2. (ㄱ) 변위전류 (ㄴ) 자계
  3. (ㄱ) 전자전류 (ㄴ) 전계
  4. (ㄱ) 파동전류 (ㄴ) 전계
(정답률: 71%)
  • 맥스웰은 전극 사이의 유전체를 통해 흐르는 가상의 전류를 변위전류라고 정의하였으며, 이 변위전류 또한 일반 전류와 마찬가지로 자계를 발생시킨다고 가정하였습니다.
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8. 자성체의 스핀(Spin)배열상태를 표시한 것중 상자성체의 스핀의 배열상태를 표시한 것은?(단, 표시는 스핀 자기(磁氣)모멘트의 크기와 방향을 표시한 것임)

(정답률: 56%)
  • 상자성체는 외부 자기장이 없을 때 스핀 자기 모멘트가 무작위 방향으로 배열되어 전체적으로 자성을 띠지 않는 상태인 가 정답입니다.

    오답 노트
    : 반자성체
    : 반강자성체
    : 강자성체
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9. 반지름 a[m]인 접지 구도체의 중심으로부터 d[m](>a)인 곳에 점전하 Q[C] 가 있다면 구도체에 유기되는 전하량은 몇 [C] 인가?

(정답률: 51%)
  • 접지된 구도체와 점전하 사이의 정전용량 및 영상법 원리를 이용하면, 구도체 표면에 유기되는 전하량은 점전하 $Q$와 반지름 $a$, 거리 $d$의 비율에 의해 결정됩니다.
    $$\text{유기 전하량} = -\frac{a}{d}Q$$
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10. 반지름 2[m]인 구도체에 전하 10 × 10-4[C]이 주어질 때 구도체 표면에 작용하는 정전응력은 약 몇 [N/m2]인가?

  1. 22.4[N/m2]
  2. 26.6[N/m2]
  3. 30.8[N/m2]
  4. 32.2[N/m2]
(정답률: 53%)
  • 구도체 표면의 전계 세기를 이용하여 표면에 작용하는 정전응력을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{Q^{2}}{32\pi^{2}\epsilon_{0}a^{4}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{(10 \times 10^{-4})^{2}}{32\pi^{2} \times 8.855 \times 10^{-12} \times 2^{4}}$
    ③ [최종 결과] $f = 22.4$
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11. 전기력선 밀도를 이용하여 주로 대칭 정전계의 세기를 구하기 위하여 이용되는 법칙은?

  1. 패러데이의 법칙
  2. 가우스의 법칙
  3. 쿨롱의 법칙
  4. 톰슨의 법칙
(정답률: 58%)
  • 가우스의 법칙은 폐곡면을 통과하는 총 전속이 그 곡면 내부의 총 전하량과 같다는 원리로, 대칭성이 있는 정전계의 세기를 구하는 데 매우 효율적인 법칙입니다.

    오답 노트
    패러데이의 법칙: 전자기 유도에 의한 기전력 발생
    쿨롱의 법칙: 두 전하 사이에 작용하는 힘
    톰슨의 법칙: 전계의 최소 에너지 원리
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12. 다음 벡터장 중에서 정전계에 해당되는 것은 어느 것인가?

(정답률: 51%)
  • 정전계(Static Electric Field)는 시간과 공간에 따라 전계의 세기가 변하지 않는 보존장입니다. 즉, 전계 $\mathbf{E}$의 회전(curl)이 $0$이어야 하며, 상수로 이루어진 벡터장은 공간적 변화가 없는 균일한 정전계를 나타냅니다. 따라서 $\mathbf{E} = -3\mathbf{a}_y + 5\mathbf{a}_z$와 같이 상수로 표현된 가 정전계에 해당합니다.
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13. 다음 중 정전기와 자기의 유사점 비교로 옳지 않은 것은?

(정답률: 51%)
  • 정전계에서는 전하라는 고립된 자극이 존재하여 $\text{div} D = \rho_{ev}$가 성립하지만, 정자계에서는 고립된 자극(자성 단극자)이 존재하지 않으므로 항상 $\text{div} B = 0$이어야 합니다. 따라서 에서 $\text{div} B = \rho_{mv}$라고 표현한 것은 자기의 기본 성질에 어긋나는 잘못된 비교입니다.
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14. 전송회로에서 무손실인 경우 L = 360 [mH], C = 0.01 [㎌]일 때 특성 임피던스는 몇 [Ω]인가?

  2. 3.6 × 10-7
  4. 6 × 103
(정답률: 59%)
  • 무손실 전송회로의 특성 임피던스는 단위 길이당 인덕턴스와 정전용량의 비율에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{\frac{360 \times 10^{-3}}{0.01 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Z = 6 \times 10^3 \Omega$
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15. 100[mH]의 자기 인덕턴스를 가진 코일에 10[A]의 전류를 통할 때 축적되는 에너지는 몇 [] 인가?

  1. 1 [J]
  2. 5 [J]
  3. 50 [J]
  4. 1000 [J]
(정답률: 66%)
  • 인덕터에 축적되는 자기에너지는 인덕턴스와 전류의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} L I^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 100 \times 10^{-3} \times 10^2$
    ③ [최종 결과] $W = 5 \text{ J}$
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16. 히스테리시스 곡선이 횡축과 만나는 점은 무엇을 나타내는가?

  1. 투자율
  2. 잔류자속밀도
  3. 자력선
  4. 보자력
(정답률: 58%)
  • 히스테리시스 곡선에서 자속밀도를 0으로 만들기 위해 반대 방향으로 가해주는 자기장의 세기를 보자력이라고 합니다.
    핵심은 횡축(자기장의 세기 $H$)과 만나는 점이 보자력, 종축(자속밀도 $B$)과 만나는 점이 잔류자속밀도라는 점입니다.

    오답 노트
    잔류자속밀도: 종축과 만나는 점
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17. 정전용량이 C0 [㎌]인 평행판 공기 콘덴서의 판면적의 2/3 에 비유전율 εs인 에보나이트판을 그림과 같이 삽입하는 경우 콘덴서의 정전용량 [㎌]은?

(정답률: 68%)
  • 전체 정전용량은 공기 부분과 에보나이트판이 삽입된 부분의 병렬 합으로 구합니다.
    공기 부분의 면적은 $1/3$이므로 $C_1 = C_0 / 3$이고, 에보나이트 부분의 면적은 $2/3$이며 비유전율 $\epsilon_s$가 적용되므로 $C_2 = 2\epsilon_s C_0 / 3$입니다.
    따라서 전체 정전용량은 다음과 같습니다.
    $$C = \frac{C_0}{3} + \frac{2\epsilon_s C_0}{3} = \frac{(1 + 2\epsilon_s)C_0}{3}$$
    정답은 입니다.
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18. 공기 중에서 1 [V/m]의 전계를 1 [A/m2]의 변위전류로 흐르게 하려면 주파수는 몇 [MHz]가 되어야 하는가?

  1. 1500[MHz]
  2. 1800[MHz]
  3. 15000[MHz]
  4. 18000[MHz]
(정답률: 47%)
  • 변위전류 밀도는 각주파수, 유전율, 전계의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $i = 2\pi f \epsilon E$
    ② [숫자 대입] $1 = 2 \times 3.14 \times 8.85 \times 10^{-12} \times 1 \times f$
    ③ [최종 결과] $f = 18000 \text{ MHz}$
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19. 두 종류의 유전체 경계면에서 전속과 전기력선이 경계면에 수직으로 도달할 때 다음 중 옳지 않은 것은?

  1. 전속과 전기력선은 굴절하지 않는다.
  2. 전속밀도는 변하지 않는다.
  3. 전계의 세기는 불연속적으로 변한다.
  4. 전속선은 유전률이 작은 유전체 쪽으로 모이려는 성질이 있다.
(정답률: 60%)
  • 전속과 전기력선이 경계면에 수직으로 입사하는 경우, 전속밀도 $D$는 연속적이며 굴절이 일어나지 않습니다. 다만, 유전율 $\epsilon$이 서로 다른 매질을 지나므로 전계의 세기 $E = D/\epsilon$는 불연속적으로 변하게 됩니다. 전속선은 유전율이 큰 유전체 쪽으로 모이려는 성질이 있으므로, 유전율이 작은 쪽으로 모인다는 설명은 틀린 것입니다.
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20. 두 자성체의 경계면에서 경계조건을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 자계의 법선성분은 서로 같다.
  2. 자계와 자속밀도의 대수합은 항상 0 이다.
  3. 자속밀도의 법선성분은 서로 같다.
  4. 자계와 자속밀도의 대수합은 ∞ 이다.
(정답률: 57%)
  • 두 자성체의 경계면에서는 자속밀도의 법선성분이 서로 같다는 경계조건이 성립합니다.


    오답 노트
    자계의 법선성분 $\rightarrow$ 자계의 접선성분이 서로 같음
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2과목: 전력공학

21. 수차에서 캐비테이션에 의한 결과로 옳지 않은 것은?

  1. 유수에 접한 러너나 버킷 등에 침식이 발생한다.
  2. 수차에 진동을 일으켜서 소음이 발생한다.
  3. 흡출관 입구에서 수압의 변동이 현저해 진다.
  4. 토출측에서 물이 역류하는 현상이 발생한다.
(정답률: 43%)
  • 캐비테이션(공동현상)은 압력 저하로 기포가 발생하여 러너 침식, 진동 및 소음, 수압 변동을 일으키는 현상입니다. 토출측에서 물이 역류하는 현상은 캐비테이션의 직접적인 결과가 아닙니다.
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22. 교류송전에서는 송전거리가 멀어질수록 동일 전압에서의 송전 가능전력이 적어진다. 다음 중 그 이유로 가장 알맞은 것은?

  1. 선로의 어드미턴스가 커지기 때문이다.
  2. 선로의 유도성 리액턴스가 커지기 때문이다.
  3. 코로나 손실이 증가하기 때문이다.
  4. 표피효과가 커지기 때문이다.
(정답률: 59%)
  • 송전 가능 전력은 선로의 리액턴스에 반비례합니다. 송전 거리가 멀어질수록 선로의 유도성 리액턴스가 증가하여 송전 가능 전력이 감소하게 됩니다.

    $$P = \frac{E_s E_r}{X} \sin \delta$$
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23. 다음 중 3상용 차단기의 정격차단용량으로 알맞은 것은?

  1. 정격전압× 정격차단전류
  2. √3 × 정격전압× 정격차단전류
  3. 3× 정격전압× 정격차단전류
  4. 3√3 × 정격전압× 정격차단전류
(정답률: 73%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기의 정격차단용량은 3상 전력 공식을 적용하여 계산합니다.
    핵심 원리는 $\sqrt{3}$ × 정격전압 × 정격차단전류로 정의됩니다.
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24. 역률 80[%], 10000[kVA]의 부하를 갖는 변전소에 2000[kVA]의 콘덴서를 설치하여 역률을 개선하면 변압기에 걸리는 부하는 몇 [kVA] 정도되는가?

  1. 8000[kVA]
  2. 8500[kVA]
  3. 9000[kVA]
  4. 9500[kVA]
(정답률: 46%)
  • 콘덴서 설치 후의 변압기 부하는 유효전력과 개선된 무효전력의 벡터 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Pa' = \sqrt{(P \cos \theta)^2 + (P \sin \theta - Q_c)^2}$
    ② [숫자 대입] $Pa' = \sqrt{(10000 \times 0.8)^2 + (10000 \times 0.6 - 2000)^2}$
    ③ [최종 결과] $Pa' = 8944.27$ (약 9000)
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25. 전선의 지지점 높이가 31[m]이고, 전선의 이도가 9[m]라면 전선의 평균 높이는 몇 [m]가 적당한가?

  1. 25.0[m]
  2. 26.5[m]
  3. 28.5[m]
  4. 30.0[m]
(정답률: 50%)
  • 전선의 지지점 높이와 이도를 이용하여 전선의 평균 높이를 구하는 공식입니다.
    ① [기본 공식] $h = h' - \frac{2}{3}D$
    ② [숫자 대입] $h = 31 - \frac{2}{3} \times 9$
    ③ [최종 결과] $h = 25.0$
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26. 직접 접지 방식이 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 타당한 것은?

  1. 지락 고장시 병행 통신선에 유기되는 유도 전압이 작기 때문에
  2. 지락시의 지락 전류가 적으므로
  3. 계통의 절연을 낮게 할수 있으므로
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 39%)
  • 초고압 송전선로에서 직접접지 방식을 채용하면 지락 시 건전상의 전위 상승을 억제할 수 있어, 계통의 절연을 낮게 설계할 수 있으므로 매우 경제적입니다.
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27. 다음 그림은 카르노 사이클(carnot cycle)을 표현한 것이다. 단열팽창에 해당 되는 구간은? (단, P 는 압력이고 V 는 부피이다.)

  1. 1 → 2
  2. 2 → 3
  3. 3 → 4
  4. 4 → 1
(정답률: 49%)
  • 카르노 사이클의 P-V 선도에서 압력이 낮아지면서 부피가 증가하는 과정이 단열팽창에 해당합니다.
    제시된 이미지 에서 2 → 3 구간이 이에 해당합니다.
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28. 정전된 값 이상의 전류가 흘렀을 때 동작전류의 크기와 관계없이 항시 정해진 시간이 경과 한 후에 동작하는 계전기는?

  1. 순한시 계전기
  2. 정한시 계전기
  3. 반한시 계전기
  4. 반한시성 정한시 계전기
(정답률: 68%)
  • 동작전류의 크기와 관계없이 설정된 시간이 지나면 항상 일정하게 동작하는 계전기는 정한시 계전기입니다.
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29. 다음 중 피뢰기를 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 동요전압의 파두, 파미의 파형의 준도를 저감하는 것
  2. 이상전압이 내습하였을 때 방전에 의한 이상전압을 경감 시키는 것
  3. 뇌동요 전압의 파고를 저감하는 것
  4. 1선이 지락할 때 아크를 소멸시키는 것
(정답률: 64%)
  • 피뢰기는 전력 계통에 뇌서지와 같은 이상전압이 침입했을 때, 이를 대지로 방전시켜 기기의 절연 파괴를 방지하고 이상전압을 경감시키는 장치입니다.
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30. 수전단 전압이 3300[V]이고, 전압 강하율이 4[%]인 송전선의 송전단 전압은 몇 [V]인가?

  1. 3395[V]
  2. 3432[V]
  3. 3495[V]
  4. 5678[V]
(정답률: 66%)
  • 수전단 전압과 전압 강하율을 이용하여 송전단 전압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{s} = V_{r} (1 + \frac{\epsilon}{100})$
    ② [숫자 대입] $V_{s} = 3300 (1 + \frac{4}{100})$
    ③ [최종 결과] $V_{s} = 3432$ V
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31. 어느 빌딩 부하의 총설비 전력이 400[kW], 수용률이 0.5라 하면 이 빌딩의 변전설비용량은 몇 [kVA] 이상이어야 하는가?(단, 부하역률은 80[%]라 한다.)

  1. 180[kVA]
  2. 250[kVA]
  3. 300[kVA]
  4. 360[kVA]
(정답률: 66%)
  • 변전설비용량은 총설비전력에 수용률을 곱한 값을 역률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{P_{total} \times r}{\cos \theta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{400 \times 0.5}{0.8}$
    ③ [최종 결과] $P = 250$ kVA
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32. 복도체를 사용하면 송전용량이 증가하는 주된 이유로 알맞은 것은?

  1. 코로나가 발생하지 않는다.
  2. 선로의 작용인덕턴스가 감소한다.
  3. 전압강하가 적어진다.
  4. 무효전력이 적어진다.
(정답률: 50%)
  • 복도체를 사용하면 전선의 등가 반지름이 증가하는 효과가 있습니다. 이로 인해 선로의 작용인덕턴스가 감소하고 정전용량이 증가하여 결과적으로 송전용량이 증가하게 됩니다.
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33. 차단기의 개폐에 의한 이상전압은 대부분 송전선 대지전압의 몇 배 정도가 최고인가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 10배
(정답률: 59%)
  • 차단기의 개폐 시 발생하는 개폐 서지(이상전압)는 일반적으로 송전선 대지전압의 약 4배 정도까지 상승하는 것이 일반적입니다.
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34. 다음 중 뇌해 방지와 관계가 없는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 소호각
  3. 가공지선
  4. 매설지선
(정답률: 71%)
  • 뇌해 방지는 낙뢰로부터 선로를 보호하는 것이 목적입니다. 댐퍼는 전선에 가해지는 바람 등에 의한 진동을 방지하기 위해 설치하는 장치이므로 뇌해 방지와는 관계가 없습니다.
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35. 원자력 발전에서 제어봉에 사용되는 제어재로 알맞은 것은?

  1. 하프늄
  2. 베릴륨
  3. 나트륨
  4. 경수
(정답률: 43%)
  • 원자력 발전의 제어봉은 중성자를 잘 흡수하는 물질을 사용해야 하며, 하프늄, 카드뮴, 붕소 등이 대표적인 제어재로 사용됩니다.
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36. 터빈 입구의 엔탈피 815[kcal/kg], 복수의 엔탈피 270[kcal/kg], 유입증기량 300[t/h]일 때, 발전기 출력은 75000[kW]로 된다. 발전기 효율을 0.98로 한다면 터빈의 열효율은 약 몇 [%] 인가?

  1. 30.3[%]
  2. 40.3[%]
  3. 50.3[%]
  4. 60.3[%]
(정답률: 38%)
  • 터빈의 열효율은 발전기 출력과 효율을 고려한 실제 출력량을 증기가 가진 전체 열량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{860 \times P \times \eta_{g}}{G \times (i_{1} - i_{2})} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{860 \times 75000 \times 0.98}{300 \times 10^{3} \times (815 - 270)} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 40.3$
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37. 장거리 송전선로의 특성을 정확하게 다루기 위한 회로로 알맞은 것은?

  1. 분포정수회로
  2. 분산부하회로
  3. 집중정수회로
  4. 특성임피던스회로
(정답률: 65%)
  • 송전선로의 길이에 따라 해석 모델이 달라집니다. 장거리 송전선로는 정수(R, L, C, G)가 선로 전체에 고르게 분포되어 있다고 보는 분포정수회로로 해석해야 정확합니다.

    오답 노트
    집중정수회로: 단거리 송전선로 해석에 사용됩니다.
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38. 가공 송전선에 사용되는 애자 1연 중 전압 부담이 최대인 애자는?

  1. 철탑에 제일 가까운 애자
  2. 전선에 제일 가까운 애자
  3. 중앙에 있는 애자
  4. 철탑과 애자련 중앙의 그 중간에 있는 애자
(정답률: 68%)
  • 애자련의 전압 분담은 전선에 가까울수록 크고 철탑에 가까울수록 작습니다. 따라서 전선에 제일 가까운 애자가 가장 많은 전압 부담을 가지게 됩니다.
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39. 배전선의 전압조정 방법이 아닌 것은?

  1. 승압기 사용
  2. 저전압계전기 사용
  3. 병렬콘덴서 사용
  4. 주상변압기 탭 전환
(정답률: 45%)
  • 배전선의 전압을 조정하기 위해서는 전압을 직접 높이거나(승압기, 탭 전환), 무효전력을 제어하여 전압 강하를 줄이는(병렬콘덴서) 방법이 사용됩니다.

    오답 노트
    저전압계전기 사용: 전압 저하를 감지하여 차단기 등을 동작시키는 보호 장치일 뿐, 전압을 조정하는 수단이 아닙니다.
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40. 동일한 2대의 단상변압기를 V결선하여 3상 전력을 100[kVA]까지 배전할 수 있다면 똑같은 단상변압기 1대를 추가하여 Δ결선하게 되면 3상 전력을 약 몇 [kVA] 까지 배전할 수 있겠는가?

  1. 57.7[kVA]
  2. 70.5[kVA]
  3. 141.4[kVA]
  4. 173.2[kVA]
(정답률: 56%)
  • V결선 전력과 $\Delta$결선 전력의 관계를 이용하여 계산합니다. V결선 전력은 $\Delta$결선 전력의 $\frac{\sqrt{3}}{3}$배(약 57.7%)이므로, $\Delta$결선 전력은 V결선 전력의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{\Delta} = \sqrt{3} P_{V}$
    ② [숫자 대입] $P_{\Delta} = \sqrt{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $P_{\Delta} = 173.2$ kVA
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3과목: 전기기기

41. 200[kW], 200[V]의 직류 분권 발전기가 있다. 전기자 권선의 저항 0.025[Ω]일 때 전압변동률은 몇 [%] 인가?

  1. 6.0
  2. 12.5
  3. 20.5
  4. 25.0
(정답률: 56%)
  • 전압변동률을 구하기 위해 먼저 부하 전류와 무부하 시의 유기기전력을 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{E - V}{V} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{(200 + \frac{200 \times 10^{3}}{200} \times 0.025) - 200}{200} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 12.5$
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42. 3상 직권 정류자 전동기의 구조를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 고정자에는 P극이 될 수 있는 3상 분포권선이 감겨 있다.
  2. 회전자는 직류기의 전기자와 거의 같다.
  3. 정류자 위에 브러시가 전기각 2π/3 의 간격으로 배치되어 있다.
  4. 중간변압기를 설치할 때에는 고정자 권선과 병렬로 설치한다.
(정답률: 47%)
  • 3상 직권 정류자 전동기에서 중간변압기를 설치할 경우, 고정자 권선과 회전자 권선은 중간변압기를 거쳐 직렬로 접속되어야 합니다.

    오답 노트
    고정자 권선과 병렬로 설치한다: 직렬로 접속해야 함
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43. 용량 10[kVA], 철손 120[W], 전부하 동손 200[W]인 단상 변압기 2대를 V결선하여 부하를 걸었을 때, 전부하 효율은 약 몇 [%] 인가? (단,부하의 역률은 √3/2이라 한다.)

  1. 99.2
  2. 98.3
  3. 97.9
  4. 95.9
(정답률: 24%)
  • V결선 변압기의 효율은 출력 전력을 (출력 전력 + 총 손실)로 나누어 계산합니다. 이때 손실은 변압기 2대분의 철손과 동손을 합산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{효율} = \frac{P \cos \theta}{P \cos \theta + 2 P_i + 2 P_c} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{효율} = \frac{\sqrt{3} \times 10 \times \frac{\sqrt{3}}{2}}{\sqrt{3} \times 10 \times \frac{\sqrt{3}}{2} + 2 \times 0.12 + 2 \times 0.2} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{효율} = 95.9$
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44. 임피던스 강하가 5[%]인 변압기가 운전중 단락 되었을 때 단락 전류는 정격 전류의 몇 배인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 60%)
  • 변압기가 단락되었을 때 흐르는 단락 전류는 임피던스 강하의 역수에 정격 전류를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{100}{\%Z} \times I_n$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{100}{5} \times I_n$
    ③ [최종 결과] $I_s = 20 I_n$
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45. 직류 분권 전동기가 있다. 여기에 전원 전압 120[V]를 가했을 때 전기자 전류 35[A]가 흐르고 회전수는 1300[rpm]이었다. 이 때 계자 전류 및 부하전류를 일정하게 유지하고 전원 전압을 150[V]로 올리면 회전수 [rpm]는 약 얼마인가? (단, 전기자 저항 0.4[Ω]이다.)

  1. 1543
  2. 1668
  3. 1625
  4. 2031
(정답률: 44%)
  • 전동기의 회전수는 역기전력에 비례합니다. 전압 변화에 따른 역기전력의 변화를 계산하여 회전수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $n' = \frac{V_2 - I_a R_a}{V_1 - I_a R_a} \times n$
    ② [숫자 대입] $n' = \frac{150 - 35 \times 0.4}{120 - 35 \times 0.4} \times 1300$
    ③ [최종 결과] $n' = 1668$
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46. 동기발전기의 전기자 권선을 단절권으로 하는 가장 좋은 이유는?

  1. 기전력을 높이는데 있다.
  2. 절연이 잘 된다.
  3. 효율이 좋아진다.
  4. 고조파를 제거해서 기전력의 파형을 좋게 한다.
(정답률: 68%)
  • 전기자 권선을 단절권으로 설계하면 기전력의 파형을 왜곡시키는 고조파를 제거하여 정현파에 가까운 깨끗한 파형을 얻을 수 있습니다.
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47. 25[kW], 125[V], 1200[rpm]의 직류 타여자 발전기의 전기자 저항(브러시 저항 포함)은 0.4[Ω] 이다. 이 발전기를 정격 상태에서 운전하고 있을 때 속도를 200[rpm]으로 저하시켰다면 발전기의 유기 기전력[V]은 어떻게 변화하겠는가? (단, 정상 상태에서의 유기 기전력은 E 라 한다.)

  1. 1/2 E
  2. 1/4 E
  3. 1/6 E
  4. 1/8 E
(정답률: 52%)
  • 직류 발전기의 유기 기전력은 자속이 일정할 때 회전 속도에 비례합니다. 속도가 $1200\text{ rpm}$에서 $200\text{ rpm}$으로 감소했으므로, 기전력은 $\frac{200}{1200} = \frac{1}{6}$배로 변화합니다.
    ① [기본 공식] $E \propto N$
    ② [숫자 대입] $E' = E \times \frac{200}{1200}$
    ③ [최종 결과] $E' = \frac{1}{6}E$
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48. 전 부하에는 동손 100[W], 철손 50[W]인 변압기가 최대효율 [%]을 나타내는 부하는?

  1. 50
  2. 67
  3. 70
  4. 86
(정답률: 53%)
  • 변압기의 최대효율 부하율은 철손과 동손의 비율에 제곱근을 취하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \sqrt{\frac{P_{i}}{P_{c}}}$
    ② [숫자 대입] $M = \sqrt{\frac{50}{100}}$
    ③ [최종 결과] $M = 0.707$ (약 70%)
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49. 변압기의 효율이 가장 좋을 때의 조건은?

  1. 철손 = 동손
  2. 철손= 1/2 동손
  3. 1/2 철손 = 동손
  4. 철손 = 2/3 동손
(정답률: 69%)
  • 변압기의 효율이 최대가 되기 위해서는 고정손인 철손과 부하에 따라 변하는 가변손인 동손이 서로 같아야 합니다.
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50. 직류기의 양호한 정류를 얻는 조건이 아닌 것은?

  1. 정류 주기를 크게 할 것
  2. 정류 코일의 인덕턴스를 작게 할 것
  3. 리액턴스 전압을 작게 할 것
  4. 브러시 접촉 저항을 작게 할 것
(정답률: 63%)
  • 양호한 정류를 위해서는 리액턴스 전압을 낮추어 정류 불량을 방지해야 하며, 이를 위해 브러시 접촉 저항은 적당히 크게 유지하여 댐핑 효과를 주어야 합니다.

    오답 노트
    정류 주기 크게 할 것: 정류 시간을 충분히 확보하여 정류 개선
    인덕턴스 작게 할 것: 리액턴스 전압 감소 유도
    리액턴스 전압 작게 할 것: 정류 불량 및 불꽃 발생 억제
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51. 중권으로 감긴 직류 전동기의 극수2, 매극의 자속수 0.09[Wb], 전도체수 80, 부하전류 12[A]일 때 발생하는 토크 [Kg⋅m]는 약 얼마인가?

  1. 1.4
  2. 2.8
  3. 3.8
  4. 4.5
(정답률: 38%)
  • 직류 전동기의 토크 공식을 사용하여 $N\cdot m$ 단위의 토크를 먼저 구한 후, 이를 $Kg\cdot m$ 단위로 환산합니다.
    ① [토크 공식] $T = \frac{P Z \phi I_a}{2 \pi a}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{2 \times 80 \times 0.09 \times 12}{2 \pi \times 2} \approx 13.75$
    ③ [최종 결과] $T = \frac{13.75}{9.8} \approx 1.4$
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52. 변압기의 내부 고장 보호에 쓰이는 계전기로서 가장 적당한 것은?

  1. 과전류 계전기
  2. 역상 계전기
  3. 접지 계전기
  4. 브후홀쯔 계전기
(정답률: 67%)
  • 브후홀쯔 계전기는 변압기 내부 고장 시 발생하는 가스와 유류의 흐름을 감지하여 경보 및 차단을 수행하는 보호 계전기입니다.
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53. 유도 전동기에서 SCR을 사용하여 속도를 제어하는 경우 변화시키는 것은?

  1. 주파수
  2. 극수
  3. 위상각
  4. 전압의 최대치
(정답률: 59%)
  • SCR(사이리스터)을 이용한 전압 제어 방식은 전원 전압의 투입 시점을 조절하는 위상 제어 방식을 통해 전압의 실효값을 변화시켜 속도를 제어합니다.
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54. 50[Hz], 12극의 3상 유도 전동기가 정격 전압으로 정격 출력 10[HP]를 발생하며 회전하고 있다. 이 때의 회전수는 약 몇 [rpm]인가? (단, 회전자 동손은 350[W], 회전자 입력은 출력과 회전자 동손과의 합이다.)

  1. 468
  2. 478
  3. 485
  4. 500
(정답률: 50%)
  • 유도 전동기의 회전속도는 동기속도에 슬립을 고려하여 계산합니다. 먼저 동기속도를 구한 뒤, 출력과 동손을 이용해 구한 2차 효율(1-s)을 곱해줍니다.
    ① [동기속도 공식] $N_s = \frac{120f}{P}$
    ② [숫자 대입] $N_s = \frac{120 \times 50}{12} = 500$
    ③ [최종 결과] $N = 500 \times \frac{10 \times 746}{10 \times 746 + 350} \approx 477.5$
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55. 3상 유도 전동기의 원선도를 그리는데 필요하지 않는 것은?

  1. 구속 시험
  2. 무부하 시험
  3. 슬립 측정
  4. 저항 측정
(정답률: 68%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 저항 측정, 구속 시험, 무부하 시험의 세 가지 시험 데이터가 필요합니다. 슬립은 원선도를 작성한 후 그 결과로부터 구할 수 있는 값이지, 작성을 위해 미리 필요한 시험 항목이 아닙니다.
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56. 동기기의 과도 안정도를 증가시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 속응 여자 방식을 채용한다.
  2. 동기 탈조 계전기를 사용한다.
  3. 회전자의 플라이휠 효과를 작게 한다.
  4. 동기화 리액턴스를 작게 한다.
(정답률: 61%)
  • 동기기의 과도 안정도를 높이기 위해서는 회전자의 관성을 키워 속도 변화를 억제하는 플라이휠 효과를 크게 해야 합니다.

    오답 노트
    속응 여자 방식 채용, 동기화 리액턴스 감소: 안정도 향상 방법임
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57. 유도전동기의 기동방식 중 권선형에만 사용할 수 있는 방식은?

  1. 리액터 기동
  2. Y-Δ 기동
  3. 2차 저항 기동
  4. 기동 보상기에 의한 기동
(정답률: 56%)
  • 2차 저항 기동은 회전자에 권선이 감겨 있는 권선형 유도전동기에서만 가능하며, 리액터 기동, Y-Δ 기동, 기동 보상기 방식은 주로 농형 유도전동기에 사용됩니다.
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58. 철극형(凸극형) 발전기의 특징은?

  1. 형이 커진다.
  2. 회전이 빨라진다.
  3. 소음이 많다.
  4. 전기자 반작용 자속수가 역률의 영향을 받는다.
(정답률: 51%)
  • 철극형(凸극형) 발전기는 수차와 같은 저속기에 사용되며, 직축과 횡축 리액턴스 값이 서로 다르기 때문에 전기자 반작용 자속수가 역률의 영향을 받는 특징이 있습니다.
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59. 다이오드를 사용한 단상전파정류회로에서 100[A]의 직류를 얻으려고 한다. 이 때 정류기의 교류측 전류는 약 몇 [A] 인가?

  1. 111
  2. 167
  3. 222
  4. 278
(정답률: 48%)
  • 단상전파정류회로에서 직류전류와 교류측 전류의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{I_{d}}{0.9}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100}{0.9}$
    ③ [최종 결과] $I = 111$
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60. 4극, 60[Hz]의 3상 동기 발전기가 있다. 회전자의 주변 속도를 200[m/s] 이하로 하려면 회전자의 최대 직경을 약 몇 [m]로 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.1
  4. 2.8
(정답률: 56%)
  • 동기 발전기의 회전 속도를 먼저 구한 후, 원주 속도 공식을 이용하여 최대 직경을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N_s = \frac{120f}{p}$$
    $$D = \frac{60v}{\pi N_s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$$
    $$D = \frac{60 \times 200}{3.14 \times 1800}$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = 2.1\text{ m}$$
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4과목: 회로이론

61. 다음 그림에서 V1 = 24[V] 일 때 V0[V]의 값은?

  1. 8
  2. 12
  3. 16
  4. 24
(정답률: 59%)
  • 회로 는 $2\Omega$ 저항과 $6\Omega$ 저항이 직렬로 연결된 가지와 $3\Omega$ 저항이 병렬로 연결된 구조입니다. $V_0$는 $6\Omega$ 저항과 $3\Omega$ 저항에 걸리는 전압으로, 전체 전압 $V_1$에 대한 전압 분배 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_0 = V_1 \times \frac{R_{parallel}}{R_{series} + R_{parallel}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_0 = 24 \times \frac{\frac{6 \times 3}{6 + 3}}{2 + \frac{6 \times 3}{6 + 3}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_0 = 12\text{ V}$$
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62. 그림과 같은 회로의 전달함수는?(단, 초기조건은 0이다.)

(정답률: 62%)
  • 전달함수는 입력 전압 $e_1$에 대한 출력 전압 $e_2$의 비로 정의됩니다. 주어진 회로 에서 $R_1$과 $R_2+1/Cs$가 직렬로 연결된 전압 분배 법칙을 적용하면, 출력 전압은 $R_2$와 커패시터 $C$의 병렬 임피던스에 걸리는 전압이 됩니다. 이를 라플라스 변환하여 정리하면 가 도출됩니다.
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63. R = 15 [Ω], XL = 12 [Ω], Xc = 30 [Ω]이 병렬로 접속된 회로에 120[V]의 교류 전압을 가하면 전원에 흐르는 전류 [A]와 역률 [%]은 각각 얼마인가?

  1. 22, 85
  2. 22. 80
  3. 22, 60
  4. 10, 80
(정답률: 39%)
  • 병렬 회로에서 전체 전류는 각 가지에 흐르는 전류의 벡터 합으로 구하며, 역률은 전체 전류에 대한 유효 전류의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \sqrt{I_R^2 + (I_L - I_C)^2}$$
    $$\cos \theta = \frac{I_R}{I} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \sqrt{(\frac{120}{15})^2 + (\frac{120}{12} - \frac{120}{30})^2}$$
    $$\cos \theta = \frac{8}{10} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 10\text{ A}, \cos \theta = 80\%$$
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64. R = 10 [Ω], ωL = 5[Ω], 1 / ωC = 30 [Ω]이 직렬로 접속된 회로에서 기본파에 대한 합성임피던스 (Z1)와 제3고조파에 대한 합성임피던스 (Z3)는 각각 몇 [Ω] 인가?

(정답률: 49%)
  • 합성임피던스는 저항과 리액턴스의 벡터 합으로 구하며, $n$차 고조파일 때 유도 리액턴스는 $n$배, 용량 리액턴스는 $1/n$배가 됩니다.
    기본파($n=1$):
    ① [기본 공식] $Z_{1} = \sqrt{R^2 + (\omega L - \frac{1}{\omega C})^2}$
    ② [숫자 대입] $Z_{1} = \sqrt{10^2 + (5 - 30)^2}$
    ③ [최종 결과] $Z_{1} = \sqrt{725}\Omega$
    제3고조파($n=3$):
    ① [기본 공식] $Z_{3} = \sqrt{R^2 + (3\omega L - \frac{1}{3\omega C})^2}$
    ② [숫자 대입] $Z_{3} = \sqrt{10^2 + (15 - 10)^2}$
    ③ [최종 결과] $Z_{3} = \sqrt{125}\Omega$
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65. 전류 i = 30sinωt + 40sin(3ωt+45°)[A] 의 실효값은 몇 [A] 인가?

  1. 25
  2. 25√2
  3. 50
  4. 50√2
(정답률: 47%)
  • 비정현파의 실효값은 각 성분(기본파 및 고조파) 실효값들의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \sqrt{(\frac{I_{m1}}{\sqrt{2}})^2 + (\frac{I_{m3}}{\sqrt{2}})^2}$
    ② [숫자 대입] $I = \sqrt{(\frac{30}{\sqrt{2}})^2 + (\frac{40}{\sqrt{2}})^2}$
    ③ [최종 결과] $I = 25\sqrt{2}\text{A}$
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66. 그림의 회로에서 단자 a, b에 걸리는 전압 ab는 몇 [V] 인가?

  1. 12
  2. 18
  3. 24
  4. 36
(정답률: 48%)
  • 전류원을 전압원으로 등가변환한 후, 밀만의 정리를 이용하여 단자 전압을 구합니다. 전류원 $6\text{A}$와 병렬 저항 $3\Omega$을 전압원으로 바꾸면 $6 \times 3 = 18\text{V}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = \frac{\frac{E_{1}}{R_{1}} + \frac{E_{2}}{R_{2}}}{\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = \frac{\frac{6}{3} + \frac{18}{3}}{\frac{1}{3} + \frac{1}{3}}$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = 12\text{V}$
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67. 비정현파의 일그러짐의 정도를 표시하는 양으로서 왜형률이란?

  1. 평균치 / 실효치
  2. 실효치 / 최대치
  3. 고조파만의 실효치 / 기본파의 실효치
  4. 기본파의 실효치 / 고조파만의 실효치
(정답률: 64%)
  • 왜형률은 비정현파에서 기본파 성분에 대해 고조파 성분이 얼마나 포함되어 있는지를 나타내는 척도입니다. 따라서 고조파만의 실효치를 기본파의 실효치로 나눈 값으로 정의합니다.
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68. 3상 불평형 전압에서 역상전압이 10[V], 정상전압이 50[V], 영상전압이 200[V]라고 한다. 전압의 불평형률은 얼마인가?

  1. 0.1
  2. 0.05
  3. 0.2
  4. 0.5
(정답률: 59%)
  • 전압의 불평형률은 정상분 전압에 대한 역상분 전압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $불평형률 = \frac{V_{2}}{V_{1}}$
    ② [숫자 대입] $불평형률 = \frac{10}{50}$
    ③ [최종 결과] $불평형률 = 0.2$
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69. R[Ω] 저항 3개를 Y로 접속하고 이것을 선간전압 200[V]의 평형 3상 교류 전원에 연결할 때 선전류가 20[A] 흘렀다. 이 3개의 저항을 Δ로 접속하고 동일 전원에 연결하였을 때의 선전류는 약 몇 [A] 인가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 52%)
  • Y결선과 $\Delta$결선의 임피던스 관계를 이용하여 선전류의 변화를 계산합니다. 동일 저항을 사용한 $\Delta$결선의 선전류는 Y결선 선전류의 $\sqrt{3}$배가 되며, 상전류 또한 $\sqrt{3}$배 차이가 납니다.
    ① [기본 공식]
    $I_{\Delta} = \sqrt{3} \times I_{Y}$
    (단, 동일 전원 및 동일 저항 조건에서 $\Delta$결선의 선전류는 Y결선 선전류의 3배가 됨)
    $I_{\Delta} = 3 \times I_{Y}$
    ② [숫자 대입]
    $I_{\Delta} = 3 \times 20$
    ③ [최종 결과]
    $I_{\Delta} = 60\text{ A}$
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70. 두 코일의 자기 인덕턴스가 L1[H], L2[H] 이고 상호인덕턴스가 M 일 때 결합계수 K 는?

(정답률: 67%)
  • 상호인덕턴스 $M$은 결합계수 $K$와 두 코일의 자기 인덕턴스 $L_1, L_2$의 곱의 제곱근으로 표현됩니다. 이를 $K$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$K = \frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$$
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71. 저항과 콘덴서를 병렬로 접속한 회로에 직류 100[V]를 가하면 5[A]가 흐르고, 교류 300[V]를 가하면 25[A]가 흐른다. 이 때 콘덴서의 리액턴스는 몇 [Ω] 인가?

  1. 7
  2. 10
  3. 14
  4. 15
(정답률: 36%)
  • 직류 전원에서는 콘덴서가 개방 회로가 되므로 저항 $R$만으로 전류가 흐르고, 교류 전원에서는 저항과 콘덴서로 전류가 나누어 흐르는 병렬 회로의 특성을 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $R = \frac{V_{dc}}{I_{dc}}$
    $I_{c} = \sqrt{I_{total}^2 - I_{r}^2}$
    $X_{c} = \frac{V_{ac}}{I_{c}}$
    ② [숫자 대입]
    $R = \frac{100}{5} = 20\Omega$
    $I_{c} = \sqrt{25^2 - (\frac{300}{20})^2} = 20\text{ A}$
    $X_{c} = \frac{300}{20}$
    ③ [최종 결과]
    $X_{c} = 15\Omega$
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72. 그림과 같은 회로에서 정전용량 C[F]를 충전한 후 스위치 S를 닫아서 이것을 방전할 때 과도전류는? (단, 회로에는 저항이 없다.)

  1. 불변의 진동전류
  2. 감쇠하는 전류
  3. 감쇠하는 진동전류
  4. 일정값까지 증가하고 그 후 감쇠하는 전류
(정답률: 47%)
  • 회로에 저항 성분이 없으므로 에너지 소모가 발생하지 않습니다. 따라서 $L$과 $C$ 사이에서 에너지가 서로 교환되며 크기와 주파수가 일정하게 유지되는 불변의 진동전류가 흐르게 됩니다.
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73. 그림과 같은 회로에서 t=0의 순간 S를 열었을 때 L의 양단에 발생하는 역기전력은 인가 전압의 몇 배가 발생하는가? (단, 스위치 S가 열기 전에 회로는 정상상태에 있었다.)

(정답률: 25%)
  • 스위치 $S$가 열리기 전 정상상태에서 인덕터 $L$은 단락 상태로 동작하며, 흐르는 전류는 $I_{L} = \frac{E}{r}$ 입니다.
    스위치가 열리는 순간, 인덕터는 전류의 급격한 변화를 막기 위해 역기전력을 발생시키며, 이때 회로는 $L$, $r_{1}$, $r$이 직렬로 연결된 구조가 됩니다.
    발생하는 역기전력 $V_{L}$은 전체 저항과 전류의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{L} = (r_{1} + r) \times I_{L}$
    ② [숫자 대입] $V_{L} = (r_{1} + r) \times \frac{E}{r}$
    ③ [최종 결과] $\frac{V_{L}}{E} = \frac{r_{1} + r}{r}$
    따라서 인가 전압 $E$의 배가 발생합니다.
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74. 구동점 임피던스에 있어서 영점(Zero)은?

  1. 전류가 흐르지 않는 경우이다.
  2. 회로를 개방한 것과 같다.
  3. 전압이 가장 큰 상태이다.
  4. 회로를 단락한 것과 같다.
(정답률: 41%)
  • 구동점 임피던스에서 영점(Zero)은 임피던스 값이 0이 되는 지점을 의미하며, 이는 전기적으로 회로를 단락한 것과 같은 상태를 나타냅니다.

    오답 노트
    회로를 개방한 것과 같다: 이는 극점(Pole)에 대한 설명입니다.
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75. 의 라플라스 변환은?(단, 는 임펌스 함수이다.)

(정답률: 30%)
  • 주어진 함수 $f(t) = \delta(t) - be^{-bt}$를 각각 라플라스 변환하여 계산합니다.
    $\delta(t)$의 변환은 $1$이고, $be^{-bt}$의 변환은 $\frac{b}{s+b}$입니다.
    이를 통분하여 계산하면 다음과 같습니다.
    $$F(s) = 1 - \frac{b}{s+b} = \frac{s+b}{s+b} - \frac{b}{s+b} = \frac{s}{s+b}$$
    따라서 정답은 입니다.
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76. 대칭 좌표법에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 불평형 3상 회로 비접지식 회로에서는 영상분이 존재한다.
  2. 대칭 3상 전압에서 영상분은 0이 된다.
  3. 대칭 3상 전압은 정상분만 존재한다.
  4. 불평형 3상 회로의 접지식 회로에서는 영상분이 존재한다.
(정답률: 40%)
  • 대칭 좌표법에서 영상분은 접지 경로가 있어야만 흐를 수 있습니다. 따라서 비접지식 회로에서는 영상분이 존재할 수 없으므로 불평형 3상 회로 비접지식 회로에서는 영상분이 존재한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    대칭 3상 전압에서 영상분은 0이 된다: 정상분만 존재하므로 옳은 설명
    대칭 3상 전압은 정상분만 존재한다: 영상분과 역상분이 0이므로 옳은 설명
    불평형 3상 회로의 접지식 회로에서는 영상분이 존재한다: 접지 경로를 통해 영상 전류가 흐를 수 있으므로 옳은 설명
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77. 평형 3상 부하에 전력을 공급할 때 선전류 값이 20[A]이고 부하의 소비전력이 4[kW]이다. 이 부하의 등가 Y 회로에 대한 각 상의 저항값은 약 몇 [Ω] 인가?

  1. 3.3
  2. 5.7
  3. 7.2
  4. 10
(정답률: 41%)
  • 평형 3상 부하의 소비전력 공식을 이용하여 각 상의 저항값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{P}{3I^{2}}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{4000}{3 \times 20^{2}}$
    ③ [최종 결과] $R = 3.33$
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78. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 46%)
  • 기울기가 $\frac{E}{T}$인 램프 함수(Ramp Function)의 라플라스 변환을 묻는 문제입니다. 시간 영역의 함수 $f(t) = \frac{E}{T}t$를 라플라스 변환하면 $\frac{E}{T} \cdot \frac{1}{s^2}$이 됩니다.
    $$F(s) = \frac{E}{T s^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 저항 40[Ω], 임피던스 50[Ω]의 직렬 유도 부하에서 소비되는 무효전력 [Var]은 얼마인가?(단, 인가전압은 100[V]이다. )

  1. 120
  2. 160
  3. 200
  4. 250
(정답률: 42%)
  • 임피던스와 저항의 관계를 통해 유도 리액턴스를 먼저 구한 뒤, 무효전력 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$X = \sqrt{Z^2 - R^2}$$
    $$P_r = (\frac{V}{Z})^2 X$$
    ② [숫자 대입]
    $$X = \sqrt{50^2 - 40^2} = 30$$
    $$P_r = (\frac{100}{50})^2 \times 30$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_r = 120$$
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80. 그림과 같은 π 형 4단자 회로의 어드미턴스 파라미터 중 Y11은?

  1. Y1
  2. Y2
  3. Y1 + Y2
  4. Y2 + Y3
(정답률: 53%)
  • $\pi$ 형 4단자 회로에서 어드미턴스 파라미터 $Y_{11}$은 입력단에서 바라본 전체 어드미턴스를 의미하며, 병렬로 연결된 $Y_1$과 $Y_2$의 합으로 결정됩니다.
    $$\text{입력 어드미턴스 } Y_{11} = Y_1 + Y_2$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 터널 등에 시설하는 사용전압이 220[V]인 전구선의 단면적은 몇 [mm2] 이상이어야 하는가?

  1. 0.5 [mm2]
  2. 0.75 [mm2]
  3. 1.25 [mm2]
  4. 1.4 [mm2]
(정답률: 53%)
  • 터널 등에 시설하는 사용전압 $220\text{V}$인 전구선의 최소 단면적은 $0.75\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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82. 저압 가공전선이 가공약전류 전선과 접근하여 시설될 때 가공전선과 가공약전류 전선 사이의 이격거리는 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

  1. 30[cm]
  2. 40[cm]
  3. 60[cm]
  4. 80[cm]
(정답률: 46%)
  • 저고압 가공전선과 가공약전류 전선 사이의 이격거리는 $60\text{cm}$이상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    케이블이나 절연전선을 사용할 경우: $30\text{cm}$
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83. 다음 중 지중전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 적절하지 않은 것은?

  1. 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것
  2. 안에 고인 물을 제거할 수 있는 구조로 되어 있을 것
  3. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열수 없도록 시설할 것
  4. 조명 및 세척이 가능한 적당한 장치를 시설할 것
(정답률: 65%)
  • 지중함의 시설기준에는 견고한 구조, 배수 구조, 무단 개방 방지 등이 포함되나, 조명 및 세척 장치를 반드시 시설해야 한다는 규정은 없습니다.
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84. 타냉식의 특별고압용 변압기의 냉각장치에 고장이 생긴 경우 보호하는 장치로 가장 알맞은 것은?

  1. 경보장치
  2. 자동차단장치
  3. 압축공기장치
  4. 속도조정장치
(정답률: 66%)
  • 타냉식 특별고압용 변압기의 냉각장치 고장 시, 즉각적인 사고 방지와 관리자 인지를 위해 경보장치를 설치하여 보호합니다.
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85. 합성수지관 공사시 관 상호간 및 박스와의 접속은 관에 삽입하는 깊이를 관 바깥 지름의 몇 배 이상으로 하여야 하는가? (단, 접착제를 사용하지 않는 경우이다.)

  1. 0.5배
  2. 0.8배
  3. 1.2배
  4. 1.5배
(정답률: 59%)
  • 합성수지관 공사 시 접착제를 사용하지 않는 경우, 관 상호간 및 박스와의 접속 시 삽입 깊이는 관 바깥 지름의 $1.2$배 이상으로 하여야 합니다.
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86. 네온 방전관을 사용한 사용전압 12000[V] 인 방전등에 사용되는 네온 변압기 외함의 접지공사로서 알맞은 것은?(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: 57%)
  • 과거 규정에 따라 사용전압 $12000\text{V}$인 네온 방전등의 변압기 외함에는 제3종 접지공사를 적용하였습니다. (단, 2021년 KEC 규정 개정 이후 접지 분류 체계가 변경되어 현재는 해당 구분 방식이 사용되지 않습니다.)
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87. 다음 중 가공전선로의 지지물로 사용하는 지선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지선의 안전율은 2.5 이상이며, 허용 인장하중의 최저는 4.31[kN]으로 한다.
  2. 지선에 연선을 사용할 경우 소선(素線) 4가닥 이상의 연선이어야 한다.
  3. 도로를 횡단하는 경우 지선의 높이는 기술상 부득이한 경우 등을 제외하고 지표상 5[m] 이상으로 하여야 한다.
  4. 지중부분 및 지표상 30[cm] 까지의 부분에는 내식성이 있는 것을 사용한다.
(정답률: 63%)
  • 지선에 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상의 연선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    안전율 2.5 이상 및 최저 허용 인장하중 $4.31\text{kN}$이상: 옳은 기준
    도로 횡단 시 지표상 $5\text{m}$이상: 옳은 기준
    지중 및 지표상 $30\text{cm}$까지 내식성 재료 사용: 옳은 기준
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88. 사용전압이 154[kV]인 가공전선로를 제1종 특별고압 보안공사로 시설할 때 사용되는 경동연선의 단면적은 몇 [mm2] 이상이어야 하는가?

  1. 55 [mm2]
  2. 100 [mm2]
  3. 150 [mm2]
  4. 200 [mm2]
(정답률: 57%)
  • 제1종 특별고압 보안공사에서 사용전압이 $100\text{kV}$이상 $300\text{kV}$ 미만인 경우, 사용되는 경동연선의 최소 단면적은 $150\text{mm}^2$입니다.
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89. 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용하는 경우의 지름은 몇 [mm] 이상이어야 하는가?

  1. 3.2[mm]
  2. 4.0[mm]
  3. 5.5[mm]
  4. 6.0[mm]
(정답률: 56%)
  • 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용할 때의 최소 지름 기준은 $4.0\text{mm}$입니다.

    오답 노트
    $3.2\text{mm}$: 저압 가공전선의 기준임
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90. 목장에서 가축의 탈출을 방지하기 위하여 전기 울타리를 시설하는 경우의 전선은 인장강도가 몇 [kN] 이상의 것이어야 하는가?

  1. 0.39[kN]
  2. 1.38[kN]
  3. 2.78[kN]
  4. 5.93[kN]
(정답률: 50%)
  • 전기울타리 시설 기준에 따라 가축의 탈출 방지 등을 목적으로 설치하는 전선은 인장강도 $1.38\text{kN}$이상의 것이어야 합니다.

    오답 노트
    지름 기준: $2\text{mm}$이상의 경동선일 것
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91. 가반형의 용접 전극을 사용하는 아크 용접장치의 용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 몇 [V] 인가?

  1. 150[V]
  2. 220[V]
  3. 300[V]
  4. 380[V]
(정답률: 62%)
  • 가반형 용접 전극을 사용하는 아크 용접장치의 경우, 안전을 위해 용접 변압기 1차측 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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92. 최대사용전압이 22900[V]인 3상 4선식 중성선 다중 접지식 전로와 대지 사사이의 절연 내력시험전압은 몇 [V] 인가?

  1. 21068[V]
  2. 25229[V]
  3. 28752[V]
  4. 32510[V]
(정답률: 58%)
  • 3상 4선식 중성선 다중접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 $0.92$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 0.92$
    ② [숫자 대입] $V = 22900 \times 0.92$
    ③ [최종 결과] $V = 21068$
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93. 다음 중 옥내전로의 시설 기준으로 적절하지 않은 것은?

  1. 주택의 옥내전로의 대지전압은 250[V] 이하이어야 한다.
  2. 주택의 옥내전로의 사용전압은 400[V] 미만이어야 한다.
  3. 주택의 전로 인입구에는 인체보호용 누전차단기를 시설하여야 한다.
  4. 정격 소비 전력 2[kW] 이상의 전기기계기구는 옥내 배선과 직접 접속한다.
(정답률: 49%)
  • 주택의 옥내전로 시설 기준에 따라 대지전압은 $300\text{V}$이하로 유지되어야 합니다.

    오답 노트
    대지전압 $250\text{V}$이하: 기준치인 $300\text{V}$와 다르므로 틀림
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94. 다음 중 농사용 저압 가공전선로의 시설 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 사용전압이 저압일 것
  2. 저압 가공 전선의 인장강도는 1.38[kN] 이상일 것
  3. 저압 가공전선의 지표상 높이는 3.5[m] 이상일 것
  4. 전선로의 경간은 40[m] 이하일 것
(정답률: 61%)
  • 농사용 저압 가공전선로의 시설 기준에서 전선로의 경간은 $40\text{m}$이하가 아니라 $100\text{m}$이하로 시설해야 합니다.
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95. 다음 중 전기부식방지를 위한 귀선의 시설방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 귀선은 부극성(負極性)으로 할 것
  2. 이음매 하나의 저항은 그 레일의 길이 5[m]의 저항에 상당한 값 이하일 것
  3. 귀선용 레일은 특수한 곳 이외에는 길이30[m] 이상이되도록 연속하여 용접할 것
  4. 단면적 38[mm2] 이상, 길이를 60[cm] 이상의 연동 연선을 사용한 본드 2개 이상을 용접함으로써 레일 용접에 갈음할 수 있다.
(정답률: 46%)
  • 전기부식방지를 위한 귀선 시설 기준에서 본드를 사용하여 레일 용접에 갈음할 경우, 단면적 $38\text{mm}^2$이상, 길이 $60\text{cm}$이상의 연동 연선을 사용한 본드 2개 이상을 용접하는 것이 아니라, 단면적 $50\text{mm}^2$이상, 길이 $60\text{cm}$이상의 연동 연선을 사용해야 합니다.
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96. 다음 ( )안에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?

  1. 300[m]
  2. 1[km]
  3. 5[km]
  4. 10[km]
(정답률: 38%)
  • 전기설비기술기준에 따라 특별고압 가공전선로 및 선로길이가 $5\text{km}$이상인 고압 가공전선로에는 보안상 필요한 곳에 통화할 수 있도록 휴대용 또는 이동용 전력보안 통신용 전화설비를 시설해야 합니다.
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97. 특별고압 가공전선로의 시설에 있어서 중성선을 다중 접지하는 경우에 각각 접지한 곳 상호 간의 거리는 전선로에 따라 몇 [m] 이하이어야 하는가?

  1. 150[m]
  2. 300[m]
  3. 400[m]
  4. 500[m]
(정답률: 36%)
  • 특별고압 가공전선로의 중성선 다중 접지 시, $15\text{kV}$이하인 경우에는 접지점 간의 거리를 $300\text{m}$이하로 시설해야 합니다.
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98. “조상설비”에 대한 용어의 정의로 알맞은 것은?

  1. 전압을 조정하는 설비를 말한다.
  2. 전류를 조정하는 설비를 말한다.
  3. 유효전력을 조정하는 전기기계기구를 말한다.
  4. 무효전력을 조정하는 전기기계기구를 말한다.
(정답률: 59%)
  • 조상설비란 전력 계통에서 전압 조정 및 역률 개선을 위해 무효전력을 공급하거나 흡수하여 조정하는 전기기계기구를 말합니다.
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99. 전로의 중성점을 접지하는 목적에 해당되지 않는 것은?

  1. 보호 장치의 확실한 동작을 확보
  2. 이상전압의 억제
  3. 상시 부하전류의 일부를 대지로 흐르게 함으로써 위험에 대처
  4. 대지전압의 저하
(정답률: 40%)
  • 중성점 접지는 계통의 전위 안정화와 사고 시 보호 장치의 신속한 동작을 위해 수행하며, 정상적인 상태에서 부하 전류가 대지로 흐르게 하는 것은 접지의 목적이 아닙니다.
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100. 사용전압이 35000[V] 이하의 특별고압가공전선이 상부 조영재의 위쪽에서 제1차 접근상태로 시설되는 경우, 특별고압 가공전선과 건조물의 조영재 이격거리는 몇 [m] 이상이어야 하는가? (단, 전선의 종류는 케이블이라고 한다.)

  1. 0.5[m]
  2. 1.2[m]
  3. 2.5[m]
  4. 3.0[m]
(정답률: 37%)
  • 특별고압 가공전선이 상부 조영재 위쪽에서 제1차 접근상태로 시설될 때, 전선의 종류에 따른 최소 이격거리를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $ \text{이격거리} = \text{전선 종류별 기준 거리} $
    ② [숫자 대입]
    $ \text{케이블} = 1.2\text{m} $
    ③ [최종 결과]
    $ \text{거리} = 1.2\text{m} $
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