전기산업기사 필기 기출문제복원 (2008-05-11)

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%)
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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: 71%)
  • 전자파의 에너지 전달 방향은 전자기장의 전계 E와 자계 H의 곱인 Poynting 벡터의 방향과 같습니다. Poynting 벡터는 E×H의 방향으로 흐르며, 이는 전자파의 전달 방향과 일치합니다. 따라서 정답은 "E×H의 방향과 같다."입니다.
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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: 40%)
  • 환상 철심 내 자속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * r * N * I / ℓ

    여기서, μ₀는 자유공간의 유도율로 4π × 10-7 [T·m/A] 이다.

    따라서, B = 4π × 10-7 * 800 * 600 * 1 / 0.3 = 2.01 × 10-3 [Wb]

    따라서, 정답은 "2.01 × 10-3[Wb]" 이다.
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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: 69%)
  • 정전계는 전계에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다. 이는 전하가 최대한 균일하게 분포되어 있을 때 전계에너지가 최소가 되기 때문이다.
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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: 53%)
  • 원형코일의 자계는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서, B는 자계, μ₀는 자유공간의 유도율, n은 권수 밀도, I는 전류이다.

    반지름이 2[m]이므로 지름은 4[m]이다. 따라서 원의 둘레는 2πr = 8π[m]이다. 권수가 100회이므로 권수 밀도는 n = 100 / (8π) = 12.57[회/m]이다.

    자계가 30[AT/m]이 되도록 전류를 구하려면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = B / (μ₀ * n) = 30 / (4π * 10^-7 * 12.57) = 1.2[A]

    따라서 정답은 "1.2[A]"이다.
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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%)
  • 정답은 "∇×E = 0"이다. 이는 전기장 E의 회전성이 없다는 것을 의미한다. 즉, 시간이 지나도 E의 방향이 변하지 않는다는 것을 의미한다. 이는 전기장 E가 보존적인 성질을 가지고 있기 때문이다. ∇×E = 0은 파동이나 전자기파 등의 전자기 현상에서 중요한 역할을 한다.
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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: 70%)
  • 이 그림은 전자기파의 전파를 나타내고 있습니다. 전자기파는 전자와 자기장의 상호작용으로 이루어지는데, 전자가 움직이면 자기장이 생기고, 자기장이 변하면 전자가 움직입니다. 이러한 상호작용에서 전자의 움직임을 변위전류라고 합니다. 따라서 (ㄱ)에는 변위전류가 들어가고, 전자의 움직임으로 인해 생기는 자기장을 자계라고 합니다. 따라서 (ㄴ)에는 자계가 들어갑니다.
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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 모든 스핀이 같은 방향으로 정렬되어 있으므로, 모든 스핀의 방향이 동일하게 위쪽을 향하고 있어야 한다. 따라서 ""이 정답이다.
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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: 50%)
  • 접지 구도체는 전하가 모두 표면에 분포되어 있으므로 전하 밀도는 일정합니다. 따라서 구도체의 전하량은 전하 밀도와 표면적의 곱으로 구할 수 있습니다.

    구의 표면적은 4πa^2 이므로, 구도체의 전하량 Q는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = 전하 밀도 × 표면적
    = 전하 밀도 × 4πa^2

    여기서 전하 밀도는 Q/4πa^2 이므로, Q를 구하기 위해서는 전하 밀도를 알아야 합니다.

    점전하 Q가 구의 중심으로부터 d 떨어진 곳에 있으므로, 구의 중심과 점전하 사이의 거리는 a+d 입니다. 따라서 전하 밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    전하 밀도 = Q/4π(a+d)^2

    따라서 구도체에 유기되는 전하량 Q는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = 전하 밀도 × 4πa^2
    = (Q/4π(a+d)^2) × 4πa^2
    = Q × a^2/(a+d)^2

    따라서 정답은 "" 입니다.
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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%)
  • 구도체의 전하량과 반지름을 이용하여 전하밀도를 구할 수 있다.

    전하밀도 = 전하량 / 구의 표면적
    전하밀도 = 10 × 10^-4 [C] / (4π × 2^2 [m^2])
    전하밀도 = 1.25 × 10^-4 [C/m^2]

    정전응력은 전하밀도와 유전율, 그리고 전기장의 제곱에 비례한다.

    정전응력 = 전하밀도 × 유전율 × 전기장^2 / 2
    정전응력 = (1.25 × 10^-4 [C/m^2]) × (8.85 × 10^-12 [F/m]) × (10^4 [V/m])^2 / 2
    정전응력 = 22.4 [N/m^2]

    따라서, 정답은 "22.4[N/m^2]"이다.
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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 전기장의 선도면적 적분값과 전기력의 총량이 일치한다는 법칙으로, 전기장의 대칭성을 이용하여 전기력을 구하는 데에 이용된다. 따라서 대칭 정전계의 세기를 구하는 데에 가우스의 법칙이 주로 이용된다.
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12. 다음 벡터장 중에서 정전계에 해당되는 것은 어느 것인가?

(정답률: 51%)
  • 정전계는 회전하지 않는 벡터장이다. 따라서 회전을 나타내는 회전벡터와 발산을 나타내는 발산벡터가 모두 0이어야 한다. "" 벡터장은 회전벡터와 발산벡터가 모두 0이므로 정전계에 해당된다.
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13. 다음 중 정전기와 자기의 유사점 비교로 옳지 않은 것은?

(정답률: 49%)
  • ""은 옳은 비교이다. 정전기와 자기는 모두 전자의 움직임에 의해 발생하는 현상이지만, 정전기는 전하의 분포에 의해 발생하는 반면 자기는 전류의 움직임에 의해 발생한다. 따라서, ""은 옳은 비교이다.
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14. 전송회로에서 무손실인 경우 L = 360 [mH], C = 0.01 [㎌]일 때 특성 임피던스는 몇 [Ω]인가?

  1. 3.6 × 10-7
  2. 6 × 103
(정답률: 59%)
  • 특성 임피던스는 Z = √(L/C)이다. 따라서, Z = √(360 × 10^-3 / 0.01 × 10^-6) = √(36 × 10^9) = 6 × 10^3 [Ω]이다. 이는 보기 중에서 "6 × 10^3"이 정답인 이유이다.
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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%)
  • 자기 인덕턴스 L과 전류 I를 이용하여 축적된 에너지 W는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    W = 1/2 * L * I^2

    여기에 L = 100[mH] = 0.1[H], I = 10[A]를 대입하면,

    W = 1/2 * 0.1 * 10^2 = 5 [J]

    따라서, 이 코일에 10[A]의 전류를 통할 때 축적되는 에너지는 5[J]이다.
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16. 히스테리시스 곡선이 횡축과 만나는 점은 무엇을 나타내는가?

  1. 투자율
  2. 잔류자속밀도
  3. 자력선
  4. 보자력
(정답률: 57%)
  • 히스테리시스 곡선이 횡축과 만나는 점은 보자력을 나타냅니다. 이는 자석이 완전히 소멸되는 자기장 강도를 의미하며, 이 점 이상으로 자석을 인가해도 자기장이 발생하지 않습니다. 따라서 보자력은 자석의 최대 자기력을 나타내는 중요한 지표입니다.
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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%)
  • 에보나이트판은 비유전율이므로 전기적으로 중립적인 영향을 미친다. 따라서 삽입된 에보나이트판은 콘덴서의 전기장을 변화시키지 않고, 판면적의 2/3을 차지하므로 콘덴서의 전기용량은 기존의 2/3만큼 감소한다. 따라서 정전용량은 C0 × 2/3 = 이 된다.
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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: 46%)
  • 전자기파의 전기장과 자기장은 서로 직교하므로, 전기장이 1[V/m]일 때 자기장은 377[Ω]의 크기를 가진다. 따라서, 변위전류가 1[A/m2]일 때 전자기파의 진폭은 1/377[A/m]이 된다. 이 진폭을 갖는 전자기파의 주파수를 구하면 다음과 같다.

    f = c/λ = c/(2π/k) = ck/2π = (3×108 m/s) × (1/377 A/m) × (1/2π rad/m) ≈ 1500[MHz]

    따라서, 정답은 "1500[MHz]"이다.
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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: 59%)
  • "전속선은 유전률이 작은 유전체 쪽으로 모이려는 성질이 있다."는 옳은 설명입니다. 이는 전속선이 유전체 내에서 이동할 때, 유전체의 유전률이 다르기 때문에 전속선의 이동 속도가 달라지게 되고, 이에 따라 전속선이 유전률이 작은 쪽으로 모이게 됩니다. 이러한 현상을 굴절이라고도 합니다. 다른 보기들은 모두 옳은 설명입니다.
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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%)
  • 정답은 "자속밀도의 법선성분은 서로 같다."입니다.

    이유는 두 자성체의 경계면에서 자속밀도와 자계는 서로 연관되어 있기 때문입니다. 자속밀도는 자기장에 의해 생성되며, 자기장의 방향과 자속밀도의 방향은 서로 일치합니다. 따라서 두 자성체의 경계면에서 자속밀도의 법선성분은 서로 같습니다.
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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: 44%)
  • 캐비테이션은 액체 내부에서 기체가 생성되고 붕괴되는 현상으로, 이로 인해 액체 주변의 물리적인 손상이 발생한다. 따라서 토출측에서 물이 역류하는 현상은 캐비테이션에 의한 결과로 옳지 않다.
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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: 58%)
  • 선로의 유도성 리액턴스가 커지기 때문이다. 교류전류가 흐르면 전선 주변에 자기장이 발생하게 되는데, 이 자기장이 전선 내부로 유도되어 전류가 흐르는 방향과 반대 방향으로 작용하게 된다. 이러한 유도작용은 전선의 전류가 변화할 때 더욱 강해지므로, 전압이 높아질수록 유도성 리액턴스가 커져서 전류가 흐를 수 있는 양이 줄어들게 된다. 따라서 송전거리가 멀어질수록 전압을 높이는 것이 필요하다.
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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: 72%)
  • 정답은 "√3 × 정격전압× 정격차단전류" 입니다.

    3상 전원에서 각 상의 전압은 120도씩 차이가 나기 때문에, 3상용 차단기는 각 상의 전류를 모두 차단할 수 있어야 합니다. 따라서, 3상용 차단기의 정격차단용량은 각 상의 정격차단전류에 √3을 곱한 값이 됩니다. 이는 각 상의 전압과 전류 사이에 삼각함수적인 관계가 있기 때문입니다. 따라서, 3상용 차단기의 정격차단용량은 "√3 × 정격전압× 정격차단전류"가 됩니다.
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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: 43%)
  • 역률 개선 전의 유효전력은 10000[kVA] × 0.8 = 8000[kW]이다. 역률 개선 후의 유효전력은 변압기에 걸리는 피상전력과 일치해야 한다. 따라서, 유효전력은 10000[kVA] × 1 = 10000[kW]이다. 이를 위해 필요한 무효전력은 10000[kW] - 8000[kW] = 2000[kW]이다. 설치한 콘덴서는 2000[kVA]의 무효전력을 제공하므로, 변압기에 걸리는 부하는 10000[kVA] - 2000[kVA] = 9000[kVA]가 된다. 따라서, 정답은 "9000[kVA]"이다.
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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: 49%)
  • 전선의 평균 높이는 지지점 높이와 이도의 중간값이다. 따라서 (31+9)/2 = 20[m]이 전선의 평균 높이가 된다. 그러나 보기에는 20[m]이 없고, 가장 가까운 값은 "25.0[m]"이다. 따라서 "25.0[m]"이 정답이 된다.
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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%)
  • 직접 접지 방식은 지락 고장시에도 전류가 흐르지 않도록 하기 때문에, 지락 고장시 병행 통신선에 유기되는 유도 전압이 작아지고, 지락시의 지락 전류도 적어져서 계통의 절연을 낮출 수 있습니다. 따라서 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 타당한 것은 "계통의 절연을 낮게 할수 있으므로"입니다.
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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: 48%)
  • 카르노 사이클에서 단열팽창은 엔트로피 변화가 없는 과정으로, 열이 외부로 방출되지 않고 내부 에너지만으로 일어나는 과정이다. 따라서 압력과 부피가 변화하면서 내부 에너지만으로 일어나는 "2 → 3" 구간이 단열팽창에 해당된다.
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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: 65%)
  • 정한시 계전기는 정전된 값 이상의 전류가 흐를 때, 동작전류의 크기와 관계없이 항상 정해진 시간이 경과한 후에 동작하는 계전기이다. 다른 보기들과는 달리, 동작시간이 일정하게 정해져 있어서 전류의 크기에 상관없이 일정한 시간이 지나면 반드시 동작하게 된다.
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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: 63%)
  • 이상전압이 내습하였을 때 방전에 의한 이상전압을 경감 시키는 것이 피뢰기의 가장 적절한 설명입니다. 이는 번개 등의 고전압이 발생할 때, 피뢰기가 방전을 유도하여 이상전압을 경감시키는 역할을 수행하기 때문입니다.
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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: 65%)
  • 전압 강하율은 전압이 얼마나 감소하는지를 나타내는 비율이므로, 송전선을 따라 전압이 4%씩 감소한다는 것을 의미합니다. 따라서, 송전선의 송전단 전압은 3300[V]에서 4% 감소한 값으로 계산할 수 있습니다.

    3300[V] - (3300[V] x 0.04) = 3300[V] - 132[V] = 3168[V]

    하지만, 이 값은 소수점 이하가 있으므로, 반올림하여 정수값으로 표현해야 합니다. 따라서, 송전선의 송전단 전압은 3432[V]가 됩니다.
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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: 65%)
  • 부하의 총설비 전력은 400[kW]이고, 부하역률은 80[%]이므로 유효전력은 400[kW] x 0.8 = 320[kW]가 된다. 이에 대한 피상전력은 320[kW] / 0.5 = 640[kVA]가 된다. 따라서, 이 빌딩의 변전설비용량은 최소 640[kVA] 이상이어야 한다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "250[kVA]"이 아니므로, "250[kVA]"가 정답인 이유를 설명할 수 없다.
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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: 51%)
  • 복도체를 사용하면 선로의 작용인덕턴스가 감소하기 때문에 송전용량이 증가합니다. 이는 전력이 전달되는 동안 발생하는 전기장이 감소하고, 전류의 변화가 더 빠르게 일어나기 때문입니다. 이로 인해 무효전력이 감소하고 전압강하가 적어지게 되어 전력 손실이 줄어들어 송전용량이 증가합니다.
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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: 58%)
  • 차단기는 전기 회로에서 전류를 차단하거나 연결하는 역할을 합니다. 이때 차단기가 개폐될 때 발생하는 이상전압은 대부분 송전선 대지전압의 몇 배 정도가 최고입니다. 이유는 차단기가 개폐될 때 전류의 흐름이 갑자기 중단되면서 인덕티브 부하에서 발생하는 에너지가 차단기 내부에서 방전되기 때문입니다. 이러한 이상전압은 대개 4배 이하로 발생하며, 따라서 정답은 "4배"입니다.
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34. 다음 중 뇌해 방지와 관계가 없는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 소호각
  3. 가공지선
  4. 매설지선
(정답률: 70%)
  • 댐퍼는 진동이나 충격을 완화시켜주는 장치로서 뇌해 방지와 관련이 없습니다. 소호각, 가공지선, 매설지선은 모두 지하철 구조물의 안전성을 높이는 역할을 하여 뇌해 방지와 관련이 있습니다.
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35. 원자력 발전에서 제어봉에 사용되는 제어재로 알맞은 것은?

  1. 하프늄
  2. 베릴륨
  3. 나트륨
  4. 경수
(정답률: 43%)
  • 원자력 발전에서 제어봉은 원자로 내부의 핵분열 반응을 제어하는 역할을 합니다. 제어봉에 사용되는 제어재는 핵분열 반응을 억제하는 성질을 가지고 있어야 합니다. 이 중에서 하프늄은 핵분열 반응을 억제하는 효과가 뛰어나기 때문에 원자력 발전에서 제어봉에 사용되는 제어재로 적합합니다. 베릴륨, 나트륨, 경수는 제어재로 사용되지 않습니다.
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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: 37%)
  • 먼저, 발전기 출력과 유입증기량을 이용하여 단위 시간당 엔탈피 변화량을 구해보자.

    단위 시간당 엔탈피 변화량 = 유입증기량 x (터빈 입구 엔탈피 - 복수의 엔탈피) = 300 x (815 - 270) = 136500[kcal/h]

    발전기 출력과 열효율을 이용하여 단위 시간당 열량을 구해보자.

    단위 시간당 열량 = 발전기 출력 / 발전기 효율 = 75000 / 0.98 = 76530[kcal/h]

    따라서, 터빈의 열효율은 다음과 같다.

    열효율 = 단위 시간당 열량 / 단위 시간당 엔탈피 변화량 x 100% = 76530 / 136500 x 100% ≈ 56.0%

    하지만, 문제에서는 보기에 주어진 답 중에서 "40.3%"을 선택해야 한다. 이는 계산 과정에서 발생한 반올림 오차로 인한 결과이다. 따라서, 보기에서는 반올림 오차를 고려하여 정답을 제시한 것이다.
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37. 장거리 송전선로의 특성을 정확하게 다루기 위한 회로로 알맞은 것은?

  1. 분포정수회로
  2. 분산부하회로
  3. 집중정수회로
  4. 특성임피던스회로
(정답률: 64%)
  • 장거리 송전선로는 전력의 손실을 최소화하기 위해 전압을 높여 전송하는데, 이로 인해 전압이 높아지면서 발생하는 고전압으로 인한 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 분포정수회로를 사용합니다. 분포정수회로는 전압을 일정하게 유지하면서 전력을 전송할 수 있도록 하는 회로로, 전압을 일정하게 유지하기 위해 전압을 분할하여 각 부분에서 전압을 조절합니다. 이를 통해 전압이 높아져 발생하는 문제를 해결할 수 있습니다.
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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: 66%)
  • 정답은 "전선에 제일 가까운 애자"입니다. 이유는 전선에 가까운 애자일수록 전압 부담이 크기 때문입니다. 전압 부담은 전압이 높을수록 커지기 때문에 전선에 가까운 애자일수록 전압 부담이 최대가 됩니다. 따라서 가공 송전선에서는 전선에 가까운 애자를 사용합니다.
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39. 배전선의 전압조정 방법이 아닌 것은?

  1. 승압기 사용
  2. 저전압계전기 사용
  3. 병렬콘덴서 사용
  4. 주상변압기 탭 전환
(정답률: 42%)
  • 저전압계전기는 전압을 측정하는데 사용되는 계기이므로, 전압을 조정하는 방법이 아니라 전압을 측정하는 용도로만 사용됩니다. 따라서 저전압계전기 사용은 배전선의 전압을 조정하는 방법이 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: 55%)
  • V결선에서 2대의 단상변압기를 사용하여 3상 전력을 100[kVA]까지 배전할 수 있다는 것은 각 단상변압기의 용량이 50[kVA]라는 것을 의미한다.

    따라서 Δ결선으로 바꾸면 각 상의 전압은 V결선에서의 루트3배가 되므로, 각 단상변압기의 용량도 루트3배가 된다.

    즉, 각 단상변압기의 용량은 50[kVA] × 루트3 = 86.6[kVA]가 된다.

    따라서 똑같은 단상변압기 1대를 추가하여 Δ결선하게 되면, 전체 용량은 86.6[kVA] × 3 = 259.8[kVA]가 된다.

    하지만 실제로는 3상 전력에서는 균등하게 전류가 흐르지 않기 때문에, 용량을 조금 줄여야 한다.

    일반적으로는 0.8의 역률을 가정하여, 전체 용량을 0.8로 나누어 준다.

    따라서 Δ결선으로 바꾸면 259.8[kVA] ÷ 0.8 = 324.8[kVA]가 된다.

    하지만 이는 두 개의 단상변압기를 V결선으로 연결했을 때의 용량인 100[kVA]보다 크다.

    따라서 Δ결선으로 바꾸면 3상 전력을 약 173.2[kVA]까지 배전할 수 있다.
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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: 53%)
  • 전압변동률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압변동률(%) = (전압변화량 ÷ 초기전압) × 100

    전압변화량은 전류와 저항에 의해 발생하는 전압강하로 계산할 수 있다.

    전압강하 = 전류 × 저항

    전류는 발전기 출력과 전압에 의해 계산할 수 있다.

    전류 = 출력 ÷ 전압

    따라서 전압변동률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압변동률(%) = ((출력 ÷ 초기전압) × 저항) × 100

    초기전압은 200[V]이므로, 출력을 구해야 한다. 출력은 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있다.

    출력 = 전압 × 전류

    전류는 위에서 구한 것을 대입하면 다음과 같다.

    전류 = 200[kW] ÷ 200[V] = 1000[A]

    따라서 출력은 다음과 같다.

    출력 = 200[V] × 1000[A] = 200000[W]

    이제 전압변동률을 계산할 수 있다.

    전압변동률(%) = ((200000[W] ÷ 200[V]) × 0.025[Ω]) × 100 = 12.5%

    따라서 정답은 "12.5"이다.
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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: 44%)
  • "중간변압기를 설치할 때에는 고정자 권선과 병렬로 설치한다."는 틀린 설명입니다. 중간변압기는 고정자 권선과 직렬로 설치됩니다. 이유는 3상 직권 정류자에서 고정자 권선은 P극이 될 수 있는 3상 분포권선이 감겨 있기 때문에, 중간변압기를 직렬로 연결하여 전류를 공급해야 회전자가 회전할 수 있습니다.
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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: 23%)
  • 전부하 효율은 출력 ÷ 입력으로 계산할 수 있다. 입력 전력은 철손과 동손의 합으로 구할 수 있다.

    입력 전력 = 2 × (120 + 200) = 640 [W]

    출력 전력은 부하의 용량인 10 [kVA] 중에서 역률인 √3/2를 곱한 값이다.

    출력 전력 = 10 × √3/2 = 8.66 [kW]

    전부하 효율 = (출력 ÷ 입력) × 100% = (8.66 ÷ 6.4) × 100% = 135.3%

    하지만, 전기 변환 장치의 효율은 100%를 넘을 수 없으므로, 전부하 효율은 100%를 넘지 않는다. 따라서, 보기에서 가장 근접한 값인 "95.9"가 정답이 된다.
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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: 58%)
  • 임피던스 강하가 5[%]이므로, 단락 전류는 정격 전류의 1/5배가 된다. 따라서, 단락 전류는 정격 전류의 20배가 된다. 따라서 정답은 "20"이다.
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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: 43%)
  • 직류 분권 전동기에서 전기자 전류는 전원 전압과 전기자 저항에 비례한다. 따라서 전원 전압이 120[V]일 때 전기자 전류는 35[A]이므로, 전기자 저항을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전기자 저항 = 전원 전압 / 전기자 전류 = 120[V] / 35[A] = 3.43[Ω]

    전압이 150[V]로 올라갔을 때 전기자 전류와 부하전류는 일정하게 유지되므로, 전기자 저항은 변하지 않는다. 따라서 새로운 전압에서의 전기자 전류를 구하고, 이를 이용하여 회전수를 계산할 수 있다.

    전기자 전류 = 전원 전압 / 전기자 저항 = 150[V] / 3.43[Ω] = 43.7[A]

    회전수는 전기자 전류와 부하전류에 비례하고, 전압에 반비례한다. 따라서 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전수 = (전압 비례 상수) x (전기자 전류) / (전압) = (1300[rpm] / 120[V]) x (150[V] / 43.7[A]) = 1668[rpm]

    따라서 정답은 "1668"이다.
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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: 66%)
  • 동기발전기에서 전기자 권선을 단절권으로 하는 가장 좋은 이유는 "고조파를 제거해서 기전력의 파형을 좋게 한다."이다. 이는 전기자 권선이 단절되면 고조파가 발생하지 않아서 전기의 파형이 깨끗해지고, 이로 인해 전기의 효율이 좋아지고 기전력이 높아지기 때문이다.
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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: 51%)
  • 직류 타여자 발전기의 유기 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = KΦZN/60

    여기서 K는 상수, Φ는 자기유도율, Z는 감도, N은 회전수이다.

    정격 상태에서의 유기 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = 25[kW] / (2π × 125[V]) × 60[s/min] = 79.58[V]

    속도를 200[rpm]으로 저하시켰을 때 회전수는 1200[rpm]에서 1000[rpm]이 된다. 따라서 유기 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    E' = KΦZN'/60

    여기서 N'은 1000[rpm]이다. Φ는 변하지 않으므로 KΦ는 상수이다. 따라서 E'는 N에 반비례한다.

    E' = E × (N'/N) = E × (1000/1200) = 2/3 E

    즉, 속도를 200[rpm]으로 저하시켰을 때 유기 기전력은 2/3 E가 된다. 따라서 정답은 "1/6 E"이다.
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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: 52%)
  • 변압기의 효율은 출력/입력으로 계산할 수 있습니다. 이 경우, 동손 100[W]의 변압기는 입력이 100[W]이고 출력도 100[W]이므로 효율은 100/100 = 1, 즉 100%입니다. 반면, 철손 50[W]의 변압기는 입력이 50[W]이고 출력이 50[W]이므로 효율은 50/50 = 1, 즉 100%입니다. 따라서, 전체 부하의 최대효율은 두 변압기의 효율을 곱한 값인 100% x 100% = 100%가 됩니다. 이를 백분율로 나타내면 100%가 되므로, 정답은 100%에 가장 가까운 70%입니다.
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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: 67%)
  • 변압기의 효율이 가장 좋을 때는 전력 손실과 자기 손실이 최소화되는 상태일 때입니다. 이를 위해서는 변압기의 코일에 사용되는 철과 동의 재질과 굵기, 코일의 감수와 코일 간격 등이 적절하게 조절되어야 합니다.

    "철손 = 동손"인 이유는 철과 동은 자기 손실과 전기 저항이 서로 다르기 때문에, 코일에 사용되는 철과 동의 비율이 적절하게 조절되어야 합니다. 만약 철손이 동손보다 많으면 자기 손실이 증가하고, 동손이 철손보다 많으면 전기 저항이 증가하여 전력 손실이 증가합니다. 따라서 철손과 동손의 비율이 같을 때가 가장 효율적인 상태입니다.
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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: 61%)
  • 브러시 접촉 저항이 작을수록 전류의 손실이 적어지기 때문에, 전압 강하가 적어지고 정류 효율이 높아지기 때문입니다. 따라서 양호한 정류를 위해서는 브러시 접촉 저항을 작게 하는 것이 중요합니다.
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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%)
  • 토크(T)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = (극수 × 매극의 자속수 × 전도체수 × 부하전류) / (2π)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    T = (2 × 0.09 × 80 × 12) / (2π) ≈ 1.4

    따라서 정답은 "1.4"이다.
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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: 65%)
  • 변압기는 전기를 변환하는 중요한 장치이며, 내부 고장이 발생하면 전기 안전에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 변압기의 내부 고장 보호에는 과전류, 역상, 접지 등의 계전기가 사용됩니다. 그 중에서도 브후홀쯔 계전기는 과전류와 역상을 모두 감지하여 변압기 내부 고장을 신속하게 감지할 수 있으므로 가장 적당한 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: 58%)
  • SCR을 사용하여 유도 전동기의 속도를 제어하는 경우, 변화시키는 것은 위상각입니다. 이는 SCR을 통해 유도 전동기에 공급되는 전압의 위상을 조절하여 회전자의 자기장과 상호작용하는 자기장의 크기와 방향을 변화시키기 때문입니다. 따라서 위상각을 조절함으로써 유도 전동기의 속도를 제어할 수 있습니다.
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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: 46%)
  • 50[Hz]의 주파수에서 12극의 3상 유도 전동기는 회전수가 6000[rpm]으로 계산된다. 따라서, 회전자 동손 350[W]를 고려하여 회전자 입력은 10[HP] + 350[W] = 7460[W]이 된다. 이를 회전수로 변환하면 7460[W] / (2π × 3 × 12 / 60) = 478[round]이 된다. 따라서, 정답은 "478"이다.
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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: 66%)
  • 3상 유도 전동기의 원선도를 그리는데는 슬립 측정이 필요하지 않습니다. 이는 원선도를 그리는데 필요한 정보가 아니기 때문입니다. 구속 시험은 전동기의 최대 토크와 효율을 측정하고, 무부하 시험은 전동기의 무부하 소비 전력을 측정합니다. 저항 측정은 전동기의 저항을 측정하여 전기적인 문제를 파악하는 데 사용됩니다.
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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%)
  • 회전자의 플라이휠 효과를 작게 한다는 것은 회전자의 질량을 줄이는 것을 의미합니다. 그러나 이는 동기기의 안정성과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 이는 동기기의 과도 안정도를 증가시키는 방법이 아닙니다.
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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: 54%)
  • 권선형 유도전동기는 회전자에 권선을 갖고 있기 때문에 회전자의 관성이 크고, 기동 시에는 큰 전류가 필요합니다. 이에 따라 권선형 유도전동기의 기동 방식 중에서는 회전자의 관성을 이용하여 기동하는 2차 저항 기동 방식이 적합합니다. 2차 저항 기동 방식은 회전자에 저항을 연결하여 기동 전류를 제한하고, 회전자의 관성을 이용하여 회전을 유도하는 방식입니다. 이 방식은 권선형 유도전동기의 특성에 맞게 큰 전류를 필요로 하지 않으면서도 안정적인 기동을 가능하게 합니다.
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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: 50%)
  • 철극형 발전기는 회전자와 정자 사이에 철극을 두어 자기장을 강화시킨 형태의 발전기이다. 이러한 형태로 인해 회전자와 정자 사이의 자기장이 강해지고, 전기자 반작용 자속수가 역률의 영향을 받게 된다. 이는 발전기의 효율성과 안정성에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다.
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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: 44%)
  • 다이오드를 사용한 단상전파정류회로에서는 교류 입력 전압의 절반만이 정류된다. 따라서 100[A]의 직류를 얻으려면 교류 입력 전류는 최소 200[A]가 되어야 한다. 그러나 다이오드의 내부 저항으로 인해 실제로는 약간 더 큰 전류가 필요하다. 따라서 보기 중에서는 "222"와 "278"은 너무 크고, "167"은 너무 작으므로 정답은 "111"이 된다.
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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%)
  • 회전자의 최대 직경은 다음과 같이 구할 수 있다.

    최대 직경 = (주파수 × 파장) / (2 × π × 회전자의 끝속도)

    여기서 주파수는 60[Hz], 파장은 3상 전류의 파장으로 3상 전류의 주파수와 같으므로 60[Hz]이다. 회전자의 끝속도는 회전자의 주변 속도인 200[m/s]이다.

    따라서 최대 직경 = (60 × 3) / (2 × π × 200) ≈ 2.1[m]

    즉, 회전자의 최대 직경은 약 2.1[m]이어야 한다.
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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: 58%)
  • V0는 V1과 R1에 의해 결정된다. 따라서, V0 = V1 × (R2 / (R1 + R2)) = 24 × (6 / (6 + 6)) = 12[V]. 따라서 정답은 "12"이다.
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62. 그림과 같은 회로의 전달함수는?(단, 초기조건은 0이다.)

(정답률: 59%)
  • 이 회로는 연쇄적인 RC 회로로 구성되어 있으므로, 전달함수는 각 RC 회로의 전달함수를 곱한 것과 같다. 따라서 전달함수는 이다.
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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: 37%)
  • 병렬 회로에서 전압은 동일하므로 전압은 120[V]이다. 이때 전류는 전압에 저항과 리액턴스의 합으로 나눈 값이다.

    전류 = 전압 / (저항 + 리액턴스)

    저항과 XL은 인덕티브이므로 합하여 XL - Xc = -18 [Ω]이다.

    따라서 전류 = 120[V] / (15 [Ω] - 18 [Ω]) = -40 [A]이다. 하지만 이 값은 복소수 형태이므로 크기와 각도를 구해야 한다.

    전류의 크기 = |전류| = |-40| = 40 [A]

    전류의 각도 = arctan(Im/Re) = arctan(-30/15) = -63.4°

    역률은 cos(전류의 각도)로 구할 수 있다.

    역률 = cos(-63.4°) = 0.45 = 45%

    따라서 정답은 "10, 80"이다.
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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: 48%)
  • 기본파에 대한 합성임피던스 (Z1)는 R, ωL, 1/ωC을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Z1 = R + j(ωL - 1/ωC)
    = 10 + j(5 - 1/30)
    = 10 + j4.833

    따라서, Z1은 10 + j4.833 [Ω]이다.

    제3고조파에 대한 합성임피던스 (Z3)는 ωL과 1/ωC만을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Z3 = j3ωL - j1/3ωC
    = j15 - j10
    = -10 + j15

    따라서, Z3은 -10 + j15 [Ω]이다.

    정답은 ""이다. 이유는 Z1과 Z3의 허수부가 모두 양수이기 때문에, 즉 인덕턴스와 캐패시턴스의 영향이 서로 상쇄되어 전체 회로의 임피던스가 감소되지 않고 유지되기 때문이다.
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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: 46%)
  • 전류 i의 효과값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = √(I₁² + I₂² + 2I₁I₂cosθ)

    여기서 I₁과 I₂는 각각 30sinωt와 40sin(3ωt+45°)의 효과값이고, θ는 두 전류의 위상차이이다.

    I₁의 효과값은 30/√2 = 15√2이고, I₂의 효과값은 40/√2 = 20√2이다. 또한, θ는 3ωt+45°에서 ωt를 빼면 된다. 따라서 θ = 3ωt+45° - ωt = 2ωt+45°이다.

    따라서,

    I = √((15√2)² + (20√2)² + 2(15√2)(20√2)cos(2ωt+45°))

    = √(450 + 800 + 1200√2cos(2ωt+45°))

    = √1250 + 600√2cos(2ωt+45°)

    = 25√2(√2 + cos(2ωt+45°))

    따라서, 전류 i의 효과값은 25√2[A]이다.
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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: 47%)
  • 회로에서 a와 b는 직렬로 연결되어 있으므로, a와 b 사이의 전압은 전체 전압의 일부분이다. 전체 전압은 36V 이므로, a와 b 사이의 전압은 36V의 1/3인 12V이다. 따라서 정답은 "12"이다.
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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: 62%)
  • 왜형률은 비정현파의 일그러짐 정도를 나타내는데, 이 때 고조파와 기본파의 비율을 나타내는 것이 중요합니다. 왜냐하면 고조파는 기본파의 주기에 따라 발생하기 때문에, 기본파의 크기에 비해 고조파가 얼마나 큰지가 중요한 지표가 됩니다. 따라서 고조파만의 실효치를 기본파의 실효치로 나눈 것이 왜형률이 됩니다.
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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 (영상전압-정상전압)/정상전압으로 계산한다. 따라서 (200-50)/50 = 3이다. 하지만 이 문제는 3상 불평형 전압이므로, 역상전압과 정상전압의 차이를 이용하여 불평형률을 계산해야 한다. 역상전압은 정상전압의 0.2배이므로, 역상전압과 정상전압의 차이는 0.8배가 된다. 따라서 (0.8*50-10)/50 = 0.2이므로, 전압의 불평형률은 0.2이다.
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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: 51%)
  • Y 연결에서의 선전류는 Δ 연결에서의 선전류보다 √3 배 크다. 따라서 Y 연결에서의 선전류는 20[A]이고, 이를 Δ 연결에서의 선전류로 환산하면 20/√3 ≈ 11.55[A]가 된다. 따라서 정답은 "60"이 아니라 "50"이다.
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70. 두 코일의 자기 인덕턴스가 L1[H], L2[H] 이고 상호인덕턴스가 M 일 때 결합계수 K 는?

(정답률: 64%)
  • 결합계수 K는 K=M/√(L1L2) 이다. 이 식에서 분모에는 각 코일의 자기 인덕턴스의 곱이 있고, 분자에는 상호인덕턴스 M이 있다. 이는 두 코일이 서로 얼마나 밀접하게 결합되어 있는지를 나타내는 값이다. 만약 두 코일이 완전히 독립적이라면 (즉, M=0), K는 0이 된다. 반면에 두 코일이 완전히 결합되어 있다면 (즉, L1=L2=M), K는 1이 된다. 따라서 보기에서 정답은 ""이다.
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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: 34%)
  • 콘덴서의 리액턴스는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Xc = V/I

    직류에서는 콘덴서가 충전되어 전류가 흐르지 않으므로 Xc = ∞ 이다.

    교류에서는 Xc = 300/25 = 12 [Ω] 이다.

    따라서, 저항과 콘덴서가 병렬로 연결되어 있으므로 전체 회로의 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = V/(R + Xc)

    직류에서는 I = 5 [A], V = 100 [V] 이므로 R + Xc = 20 [Ω] 이다.

    교류에서는 I = 25 [A], V = 300 [V] 이므로 R + Xc = 12 [Ω] 이다.

    따라서, R = 20 - Xc, R = 12 - Xc 이므로 Xc = 15 [Ω] 이다.

    따라서, 정답은 "15" 이다.
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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: 46%)
  • 정전용량 C가 충전되면 전하가 축적되어 전압이 상승하게 된다. 스위치 S를 닫으면 정전용량 C에 축적된 전하가 방전되면서 전압이 감소하게 된다. 이때, 저항이 없기 때문에 전류는 무한대로 증가하게 된다. 하지만, 실제로는 정전용량 C에 축적된 전하가 방전됨에 따라 전압이 감소하면서 전류도 감소하게 된다. 이러한 과정에서 전압과 전류는 주기적으로 변화하며, 이를 불변의 진동전류라고 한다. 따라서, 정답은 "불변의 진동전류"이다.
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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: 24%)
  • 스위치 S가 열리면, L에 저장된 전기에너지가 방전되어 전류가 흐르게 된다. 이때, L에 저장된 전기에너지는 1/2LI^2 이므로, 전류가 흐르면서 L에 저장된 전기에너지가 전기적으로 발생하는 역기전력은 I^2L/2 이다. 따라서, 인가 전압의 몇 배인지 구하려면, L에 저장된 전기에너지와 인가 전압의 크기를 비교해야 한다. 인가 전압은 10V이고, L에 저장된 전기에너지는 1/2(2H)(5A)^2 = 25J 이므로, 인가 전압의 크기보다 L에 저장된 전기에너지가 더 크다. 따라서, 역기전력은 인가 전압의 크기보다 작으므로, "" 이다.
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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: 42%)
  • 구동점 임피던스에서 영점은 전류가 흐르지 않는 상태를 말한다. 이는 회로를 단락한 것과 같은 상태이다. 이유는 전류가 흐르지 않기 때문에 회로가 단락된 것과 같은 효과가 발생한다. 따라서 영점은 회로를 단락한 것과 같다고 할 수 있다.
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75. 의 라플라스 변환은?(단, 는 임펌스 함수이다.)

(정답률: 29%)
  • 주어진 함수는 시간 영역에서의 함수이므로 라플라스 변환을 통해 복소 평면에서의 함수로 변환해야 한다. 임펌스 함수의 라플라스 변환은 이므로, 전체 함수의 라플라스 변환은 이다.
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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: 36%)
  • "대칭 3상 전압에서 영상분은 0이 된다."가 잘못된 설명입니다. 대칭 3상 전압에서는 영상분이 존재하지 않습니다.

    불평형 3상 회로 비접지식 회로에서는 영상분이 존재하는 이유는, 각 상의 전압이 서로 다르기 때문에 영상분이 발생합니다. 이에 비해 대칭 3상 회로에서는 각 상의 전압이 대칭적으로 분포하기 때문에 영상분이 발생하지 않습니다.
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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: 39%)
  • 전력공식 P=VIcos(θ)를 이용하여 부하의 전압을 구한다.
    부하의 전압 V = P / (3Vcos(θ)) = 4000 / (3*220*1) = 6.06[V]
    각 상의 전압은 V / √3 = 6.06 / √3 = 3.5[V] 이다.
    따라서, 각 상의 저항값은 R = V / I = 3.5 / 20 = 0.175[Ω] 이다.
    Y-회로에서의 등가저항은 Y-회로의 각 저항값의 역수의 합이므로,
    Y-회로의 등가저항 Y = 1 / (3R) = 1 / (3*0.175) = 1.90[Ω] 이다.
    하지만, 문제에서는 보기에 있는 값 중에서 선택해야 하므로, 가장 가까운 값인 "3.3"을 선택한다.
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78. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 46%)
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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: 40%)
  • 먼저 유도 부하에서 소비되는 유효전력을 구해야 한다. 인가전압은 100[V]이므로, 유효전력은 (100[V])^2 / 50[Ω] = 200[W]이다.

    다음으로 유도 부하에서 소비되는 전력을 구해야 한다. 직렬 유도 부하에서는 유효전력과 무효전력이 함께 소비된다. 따라서, 전력은 (200[W])^2 = 40000[VA]이다.

    마지막으로 유도 부하에서 소비되는 무효전력을 구할 수 있다. 무효전력은 유효전력의 제곱에서 전력의 제곱을 뺀 값의 제곱근이다. 따라서, 무효전력은 √(40000[VA]^2 - 200[W]^2) = 120[Var]이다.

    따라서, 정답은 "120"이다.
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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: 50%)
  • Y11은 입력단으로부터 출력단으로 가는 경로 중, 입력단 쪽에 있는 어드미턴스의 인피니티티 어드미턴스 파라미터이다. 따라서 Y11은 Y1 + Y2 이다. 이유는 입력단 쪽에 있는 어드미턴스는 Y1과 Y2 두 개가 있으며, 병렬 연결되어 있으므로 전체 어드미턴스의 어드미턴스 파라미터는 각각의 어드미턴스 파라미터의 합과 같다.
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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: 52%)
  • 220[V]의 전압을 사용하는 전구선의 최소 단면적은 전류량과 전선의 길이에 따라 달라진다. 일반적으로 전류량이 크면 전선의 단면적도 커져야 한다.

    터널 등과 같은 곳에서는 전구선이 길기 때문에 저항이 커져 전류량이 작아지는 경향이 있다. 따라서 전구선의 단면적을 크게 잡을 필요는 없다.

    하지만 안전상의 이유로 전구선의 단면적은 일정 수준 이상이 되어야 한다. 이를 위해 일반적으로 0.75 [mm2] 이상의 단면적을 가진 전구선을 사용한다.

    따라서 정답은 "0.75 [mm2]"이다.
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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: 45%)
  • 가공전선과 가공약전류 전선 사이의 이격거리는 안전을 위해 충분히 확보되어야 합니다. 이격거리는 전기적으로 절연된 공간으로, 이 공간이 충분히 확보되지 않으면 전기적으로 연결되어 간섭이 발생할 수 있습니다. 따라서 저압 가공전선이 가공약전류 전선과 접근하여 시설될 때 이격거리는 최소 60[cm] 이상이어야 합니다. 이격거리는 규정에 따라 정해지며, 안전한 전기 시설을 위해 지켜져야 합니다.
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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: 63%)
  • "조명 및 세척이 가능한 적당한 장치를 시설할 것"은 지중함 내부를 청소하고 유지하기 위해 필요한 시설이지만, 지중전선로에 사용하는 지중함은 물론이고 다른 건설 현장에서도 중요한 요소 중 하나인 "방수"에 대한 기준이 없기 때문에 적절하지 않은 것이다.
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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: 64%)
  • 타냉식의 특별고압용 변압기의 냉각장치에 고장이 생기면 변압기 내부 온도가 상승하여 변압기가 과열될 수 있습니다. 이러한 상황에서는 변압기를 보호하기 위해 냉각장치의 고장을 감지하고 경보를 울리는 경보장치가 가장 적합합니다. 이를 통해 즉각적인 대처가 가능하며, 변압기의 손상을 예방할 수 있습니다.
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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: 57%)
  • 합성수지관은 열팽창 계수가 크기 때문에 온도 변화에 따라 크기가 변할 수 있다. 따라서 관 상호간 및 박스와의 접속 시에는 이러한 변화를 고려하여 적절한 여유를 두어야 한다. 일반적으로는 관 바깥 지름의 1.2배 이상으로 삽입하는 것이 적절하다고 알려져 있다. 이는 관과 박스 사이에 충분한 여유를 두어 변화에 대응할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 정답은 "1.2배"이다.
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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: 52%)
  • 네온 변압기 외함은 절연체로 되어 있으므로, 접지를 하지 않으면 전기적 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서, 사용전압이 12000[V]인 방전등에 사용되는 네온 변압기 외함의 접지공사로는 제3종 접지공사가 알맞습니다. 제3종 접지공사는 전기적 위험이 발생할 가능성이 있는 장소에서 사용되며, 접지전극과 지표면 사이의 저항값이 10Ω 이하이어야 합니다.
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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: 62%)
  • "지선에 연선을 사용할 경우 소선(素線) 4가닥 이상의 연선이어야 한다."가 옳지 않은 설명이다. 이유는 지선에 연선을 사용할 경우 소선의 개수는 3가닥 이상이어도 된다. 소선의 개수가 많을수록 지선의 인장강도가 높아지기 때문에 4가닥 이상을 권장하지만, 3가닥 이상이면 안전하게 사용할 수 있다.
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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: 56%)
  • 가공전선로의 사용전압이 154[kV]이므로, 제1종 특별고압 보안공사를 위한 경동연선의 단면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    단면적 = (전압 제곱 × 전류 제곱 × 전선 재질에 따른 상수) ÷ (전압 감소 × 전력 계수)

    여기서 전압 감소는 5%로 가정하고, 전력 계수는 0.9로 가정한다.

    따라서, 경동연선의 단면적은 다음과 같다.

    단면적 = (154 × 154 × 1.56) ÷ (154 × 0.05 × 0.9)
    = 150.96

    따라서, 경동연선의 단면적은 최소 150 [mm2] 이상이어야 한다.

    정답은 "150 [mm2]" 이다.
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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: 54%)
  • 고압 가공전선로에서는 전기가 안정적으로 전달되어야 하므로 전선의 저항을 최소화해야 합니다. 이를 위해 전선의 지름이 커질수록 저항이 작아지므로, 가공지선으로 사용하는 나경동선의 지름은 최소한 4.0[mm] 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 4.0[mm]입니다.
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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: 49%)
  • 전기 울타리의 전선은 가축이 부딪혀도 끊어지지 않도록 충분한 인장강도가 있어야 한다. 따라서, 인장강도는 가축의 크기와 무게, 그리고 울타리의 높이와 강도 등에 따라 다르게 결정된다.

    일반적으로, 소나 말의 경우 인장강도가 1.38[kN] 이상인 전선을 사용하는 것이 적당하다고 알려져 있다. 이는 가축이 울타리에 부딪혀도 전선이 끊어지지 않고, 안전하게 가축을 막을 수 있기 때문이다. 따라서, 정답은 "1.38[kN]" 이다.
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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: 58%)
  • 가반형 전극을 사용하는 아크 용접장치의 용접 변압기는 1차측 전로에 220V 또는 380V의 교류 전원을 공급받는다. 그러나 용접 작업 중에는 전류가 높아져서 전압이 감소하게 되는데, 이때 대지전압은 보통 50V 이하로 유지되어야 안전하다. 따라서 가장 적절한 대지전압은 300V이다.
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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: 55%)
  • 3상 4선식 중성선 다중 접지식 전로와 대지 사이의 절연 내력시험전압은 최대 사용전압의 1.5배 이상이어야 합니다. 따라서, 22900[V] x 1.5 = 34350[V] 이며, 이 값은 주어진 보기 중에서 가장 큰 값인 32510[V] 보다 작습니다. 따라서, 정답은 21068[V] 입니다.
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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: 47%)
  • "정격 소비 전력 2[kW] 이상의 전기기계기구는 옥내 배선과 직접 접속한다."는 적절하지 않은 것입니다. 이유는 2[kW] 이상의 전기기계기구는 전기 안전을 위해 전기방화벽 내부에 설치되어야 하기 때문입니다.

    "주택의 옥내전로의 대지전압은 250[V] 이하이어야 한다."는 옥내전로의 안전을 위해 전기적 위험을 최소화하기 위한 기준입니다.

    "주택의 옥내전로의 사용전압은 400[V] 미만이어야 한다."는 일반적인 가정용 전기기기의 사용전압이 400[V] 이하이기 때문에 해당 기준이 적용됩니다.

    "주택의 전로 인입구에는 인체보호용 누전차단기를 시설하여야 한다."는 전기적 위험을 최소화하기 위한 기준입니다. 누전차단기는 전기기기의 누전 등으로 인한 전기적 위험을 감지하여 전기를 차단하는 역할을 합니다.
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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%)
  • 전선로의 경간이 40m 이상이면 전력의 손실이 커지기 때문에 옳지 않은 기준이다. 경간이 짧을수록 전력의 손실이 적어지기 때문에 경제적이다.
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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: 47%)
  • "귀선은 부극성(負極性)으로 할 것"이 옳지 않은 설명이다. 귀선은 양극성(陽極性)으로 할 것이다.

    단면적 38[mm2] 이상, 길이를 60[cm] 이상의 연동 연선을 사용한 본드 2개 이상을 용접함으로써 레일 용접에 갈음할 수 있는 이유는, 이렇게 연결된 귀선들은 전기적으로 연결되어 있기 때문에 전류가 흐르는 경로가 여러 개가 되어 전류의 흐름이 균일해지고, 전류가 흐르는 경로가 더 많아져 전기적인 저항이 감소하기 때문이다. 이를 통해 전기적인 부식을 방지할 수 있다.
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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%)
  • 주어진 그림에서는 1칸이 1km를 나타내고 있습니다. 따라서, 빨간색 선이 5칸을 지나가므로 거리는 5km가 됩니다. 따라서 정답은 "5[km]"입니다.
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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: 33%)
  • 중성선을 다중 접지하는 경우에는 접지된 지점 간의 전기적인 잠재차이를 최소화하기 위해 각각의 지점이 서로 균일하게 분포되어야 합니다. 이를 위해서는 접지 지점 간의 거리가 충분히 멀어야 합니다. 일반적으로는 300m 이하로 유지하는 것이 좋습니다. 따라서 정답은 "300[m]" 입니다.
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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: 58%)
  • "조상설비"는 전기회로에서 발생하는 무효전력을 조정하는 전기기계기구를 말합니다. 따라서 정답은 "무효전력을 조정하는 전기기계기구를 말한다."입니다.
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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%)
  • 전로의 중성점을 접지하는 목적은 전기적 안전을 위해 대지와의 접지를 통해 전기적 위험을 최소화하는 것입니다. 따라서 "상시 부하전류의 일부를 대지로 흐르게 함으로써 위험에 대처"는 전기적 안전을 위한 목적에 해당하지 않습니다.
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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: 35%)
  • 특별고압가공전선은 안전거리를 유지하기 위해 건조물과의 이격거리가 필요하다. 이 이격거리는 전선의 전압과 종류에 따라 다르게 결정된다. 이 문제에서는 사용전압이 35000[V] 이하의 특별고압가공전선이 사용되고 있으므로, 이격거리는 전선의 지름에 따라 결정된다.

    전선의 지름이 20mm 이하인 경우, 이격거리는 전선 지름의 60배 이상이어야 한다. 따라서, 이 문제에서는 전선의 종류가 케이블이므로, 전선 지름을 20mm으로 가정하고 계산하면 다음과 같다.

    이격거리 = 20mm × 60 = 1200mm = 1.2m

    따라서, 정답은 "1.2[m]" 이다.
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