전기산업기사 필기 기출문제복원 (2009-05-10)

전기산업기사 2009-05-10 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2009-05-10 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2009-05-10 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 그림과 같이 평행한 두 개의 무한 직선 도선에 전류 I, 2I인 전류가 흐른다. 두 도선 사이의 점 P에서 자계의 세기가 0이다. 이때 a/b는?

  1. 4
  2. 2
  3. 1/2
  4. 1/4
(정답률: 82%)
  • 두 무한 직선 도선에 의한 자계의 세기가 점 P에서 0이 되려면, 각 도선에 의해 형성되는 자계의 크기가 같고 방향이 반대여야 합니다. 자계의 세기는 전류에 비례하고 거리에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I}{a} = \frac{2I}{b}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{a} = \frac{2}{b}$
    ③ [최종 결과] $\frac{a}{b} = \frac{1}{2}$
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2. 서로 같은 방향으로 전류가 흐르고 있는 평행한 두 도선 사이에는 어떤 힘이 작용 하는가?

  1. 서로 미는 힘
  2. 서로 당기는 힘
  3. 회전하는 힘
  4. 하나는 밀고, 하나는 당기는 힘
(정답률: 67%)
  • 평행한 두 도선에 흐르는 전류의 방향이 같으면 서로 끌어당기는 흡인력이 작용하고, 방향이 반대이면 서로 밀어내는 반발력이 작용합니다.
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3. 비유전율이 3인 유전체내의 한 점의 전장이 3×105[V/m]일 때, 이 점의 분극의 세기는 몇[C/m2]인가?

  1. 1.77 × 10-6
  2. 5.31 × 10-6
  3. 7.08 × 10-6
  4. 8.85 × 10-6
(정답률: 65%)
  • 유전체 내의 분극의 세기는 진공의 유전율과 비유전율, 그리고 전장의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \epsilon_{0}(\epsilon_{s}-1)E$
    ② [숫자 대입] $P = 8.854 \times 10^{-12} \times (3-1) \times 3 \times 10^{5}$
    ③ [최종 결과] $P = 5.31 \times 10^{-6}$
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4. 환상 솔레노이드 코일에 흐르는 전류가 2[A]일 때, 자로의 자속이 3×10-2[Wb]이었다고 한다. 코일의 권수를 500회라 하면, 이 코일의 자기 인덕턴스는 몇[H]인가? (단, 코일의 전류와 자로의 자속과는 정비례하는 것으로 한다.)

  1. 3.0
  2. 5.5
  3. 6.0
  4. 7.5
(정답률: 70%)
  • 자기 인덕턴스 $L$은 코일의 권수 $N$과 자속 $\phi$의 곱을 흐르는 전류 $I$로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{N \phi}{I}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{500 \times 3 \times 10^{-2}}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 7.5$$
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5. 정전용량 5[㎌]인 콘덴서를 200[V]로 충전하여 자기인덕턴스 20[mH], 저항 0인 코일을 통해 방전할 때 생기는 전기진동 주파수 f는 약 몇[Hz] 이며, 코일에 축적되는 에너지 W는 몇[J] 인가?

  1. f = 500Hz, W = 0.1[J]
  2. f = 50Hz, W = 1[J]
  3. f = 500Hz, W = 1[J]
  4. f = 5000Hz, W = 0.1[J]
(정답률: 69%)
  • LC 회로의 전기진동 주파수 공식과 콘덴서에 저장되는 에너지 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$f = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$
    $$W = \frac{1}{2} C V^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$f = \frac{1}{2 \pi \sqrt{20 \times 10^{-3} \times 5 \times 10^{-6}}}$$
    $$W = \frac{1}{2} \times 5 \times 10^{-6} \times 200^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$f = 503.29 \text{ Hz}, W = 0.1 \text{ J}$$
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6. 길이 1[cm] 마다 권수가 50인 무한장 솔레노이드에 500[mA]의 전류를 흘릴 때 내부의 자계는 몇 [AT/m]인가?

  1. 1250
  2. 2500
  3. 12500
  4. 25000
(정답률: 57%)
  • 무한장 솔레노이드 내부의 자계 강도는 단위 길이당 권수와 전류의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $H = nI$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{50}{0.01} \times 500 \times 10^{-3}$
    ③ [최종 결과] $H = 2500$
    따라서 자계는 $2500\text{ AT/m}$ 입니다.
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7. 균등자장 H0중에 비투자율 μr, 반지름 a 의 자성체구를 놓았을 때, 자화의 세기가 M이였다면, 자성체 구의 내부자계의 세기는?

(정답률: 42%)
  • 균등자장 내에 놓인 자성체 구의 내부자계는 외부자계와 자화의 세기 $M$의 관계에 의해 결정되며, 구의 경우 다음과 같은 관계를 가집니다.
    $$\text{내부자계} = -\frac{M}{3}$$
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8. 그림과 같이 전속밀도 D=1[C/m2] 중에,εs=5 인 유전체가 놓여 있어서 균일하게 분극이 생겼다면 분극도 P는 몇[C/m2]인가?

  1. 0.3
  2. 0.5
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 55%)
  • 전속밀도 $D$와 분극도 $P$의 관계식을 이용하여 유전체 내의 분극도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = D(1 - \frac{1}{\epsilon_s})$
    ② [숫자 대입] $P = 1 \times (1 - \frac{1}{5})$
    ③ [최종 결과] $P = 0.8$
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9. 접지 구도체와 점전하간에 작용하는 힘은?

  1. 항상 반발력이다.
  2. 조건적 반발력이다.
  3. 항상 흡입력이다.
  4. 조건적 흡입력이다.
(정답률: 85%)
  • 접지된 구도체에 점전하가 접근하면, 정전유도 현상에 의해 구도체 표면에 점전하와 반대 부호의 전하가 유도됩니다. 이때 서로 다른 부호의 전하 사이에 작용하는 정전기적 인력이 반대 부호의 전하가 모인 쪽으로 더 강하게 작용하므로 항상 흡입력이 발생합니다.
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10. 100[Kw]의 전력이 안테나에서 사방으로 균일하게 방사될 때 안테나에서 1[km] 거리에 있는 전계의 실효값은 약 몇[V/m]인가?

  1. 1.73
  2. 2.45
  3. 3.68
  4. 6.21
(정답률: 68%)
  • 전력 밀도와 전계 세기의 관계를 이용하여, 구형으로 방사되는 전력에서 거리 $r$ 지점의 전계 실효값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $E = \sqrt{\frac{W \times 377}{4\pi r^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $E = \sqrt{\frac{100 \times 10^{3} \times 377}{4\pi \times (1 \times 10^{3})^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $E = 1.73\text{ V/m}$
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11. 전자석의 흡입력은 공극의 자속밀도를 B라 할 때, 다음의 어느것에 비례하는가?

  1. B1.6
  2. B2.0
  3. B3
  4. B
(정답률: 74%)
  • 전자석의 흡입력 $F$는 공극의 자속밀도 $B$의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다. 따라서 자속밀도가 $B$일 때 흡입력은 $B^{2.0}$에 비례합니다.
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12. 표면전하밀도 ps = 0인 도체 표면상의 한 점의 전속밀도가 일 때 ps는 몇[C/m2] 인가?

  1. 2√3
  2. 2√5
  3. 3√3
  4. 3√5
(정답률: 50%)
  • 도체 표면에서 전속밀도 $D$의 크기는 표면전하밀도 $\rho_{s}$와 같습니다. 주어진 전속밀도 벡터의 크기를 구하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\rho_{s} = |D| = \sqrt{D_{x}^{2} + D_{y}^{2} + D_{z}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\rho_{s} = \sqrt{4^{2} + (-5)^{2} + 2^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\rho_{s} = \sqrt{45} = 3\sqrt{5}$ C/m$^{2}$
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13. 그림과 같이 반지름 r[m]인 원의 임의의 2점 a, b (각 θ)사이에 전류 I [A]가 흐른다. 원의 중심 0의 자계의 세기는 몇[A/m] 인가?

(정답률: 41%)
  • 원형 전류 도선이 이루는 각도가 $\theta$일 때, 중심에서의 자계 세기는 전체 원($2\pi$)에 대한 비율을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I\theta}{4\pi r}$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 유지)
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I\theta}{4\pi r}$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 지름이 40[mm]인 종이관에 일정하게 2000회의 코일이 감겨 있는 솔레노이드의 인덕턴스는 몇[mH]인가? (단, 솔레노이드의 길이는 50cm, 투자율은 μ0라고 한다.)

  1. 1.26
  2. 12.6
  3. 126
  4. 1260
(정답률: 61%)
  • 솔레노이드의 인덕턴스는 권수, 길이, 단면적 및 투자율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \mu_{0}n^{2}Al = \mu_{0}(\frac{N}{l})^{2}(\pi a^{2})l$
    ② [숫자 대입] $L = 4\pi \times 10^{-7} \times (\frac{2000}{0.5})^{2} \times \pi \times (0.02)^{2} \times 0.5$
    ③ [최종 결과] $L = 0.0126$ H = $12.6$ mH
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15. 1[㎌]의 콘덴서를 30[kV]로 충전하여 200[Ω]의 저항에 연결하면 저항에서 소모되는 에너지는 몇[J]인가?

  1. 450
  2. 900
  3. 1350
  4. 1800
(정답률: 56%)
  • 콘덴서에 저장된 정전 에너지는 저항에 연결되었을 때 모두 열에너지로 소모됩니다. 따라서 콘덴서의 에너지 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}CV^{2}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 1 \times 10^{-6} \times (30 \times 10^{3})^{2}$
    ③ [최종 결과] $W = 450$ J
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16. 폐곡면을 통하여 나가는 전력선의 총수는 그 내부에 있는 점전하의 대수합의 몇 배와 같은가?

(정답률: 71%)
  • 가우스 법칙에 의해 폐곡면을 통해 나가는 총 전력선(전속)의 수는 내부의 총 전하량 $Q$와 같습니다. 따라서 전력선의 총수를 전하량으로 나누면 그 비는 진공의 유전율 $\epsilon_0$의 역수가 됩니다.
    정답은 $\frac{1}{\epsilon_0}$ 인 입니다.
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17. 전속밀도의 시간적 변화율을 무엇이라 하는가?

  1. 전계의 세기
  2. 변위전류밀도
  3. 에너지밀도
  4. 유전율
(정답률: 72%)
  • 전속밀도 $D$의 시간적 변화율 $\frac{\partial D}{\partial t}$을 변위전류밀도라고 정의합니다.
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18. 표피효과에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 도체에 교류가 흐르면 전류밀도는 표면에 가까울수록 커진다.
  2. 고주파일수록 심하지 않아 실효저항이 감소한다.
  3. 고주파일수록 현저하게 나타난다.
  4. 내부 도체는 전도에 거의 관여하지 않으므로 외견상 단면적이 감소하여 저항이 커진 것 같은 현상이다.
(정답률: 53%)
  • 표피효과는 주파수가 높을수록 전류가 도체 표면으로 쏠리는 현상이 심해져, 전류가 흐르는 유효 단면적이 감소하고 실효저항이 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    고주파일수록 심하지 않아 실효저항이 감소한다: 주파수가 높을수록 표피효과가 심해지며 저항은 증가합니다.
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19. 자속의 연속성을 나타내는 식은?

  1. B = μH
  2. ∇ ㆍ B = 0
  3. ∇ ㆍ B = p
  4. ∇ ㆍ B = -μH
(정답률: 76%)
  • 자속은 항상 폐곡선을 이루며 시작점과 끝점이 없는 연속성을 가집니다. 이를 수학적으로 나타내면 자속밀도 $B$의 발산(divergence)이 0임을 의미하는 다음 식으로 표현합니다.
    $$\nabla \cdot B = 0$$
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20. 정전계 내에 도체가 존재하는 경우에 대한 설명으로 다음 중 옳지 않은 것은?

  1. 도체 표면은 등전위면이다.
  2. 도체 내부에는 전계가 존재하지 않는다.
  3. 도체 내부의 유도전계는 외부전계와 크기는 같다.
  4. 도체에 전하를 대전시킬 수 없어 전하는 모두 도체 표면에만 존재 한다.
(정답률: 43%)
  • 정전계 내의 도체는 내부 전계가 0이 되며, 표면은 등전위면을 형성합니다. 전하는 도체 표면에만 분포하는 것이 맞지만, 도체 자체에 전하를 대전시키는 것은 가능하므로 도체에 전하를 대전시킬 수 없다는 설명은 틀린 것입니다.
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2과목: 전력공학

21. 변압기의 기계적 보호계전기인 부흐홀쯔계전기의 설치 위치로 알맞은 것은?

  1. 유면 위의 탱크내
  2. 컨서베이터 내부
  3. 변압기의 고압측 부싱
  4. 주탱크와 컨서베이터를 연결하는 파이프의 관중
(정답률: 60%)
  • 부흐홀쯔 계전기는 변압기 내부 고장 시 발생하는 가스와 유류의 흐름을 감지하는 보호 장치로, 주탱크와 컨서베이터를 연결하는 파이프의 관중에 설치합니다.
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22. 일반적으로 전선 1가닥의 단위 길이당의 작용 정전용량 으로 표시되는 경우 여기서 D는 무엇을 나타내는가?

  1. 선간 반지름
  2. 선간 거리
  3. 전선 지름
  4. 선간거리 × 1/2
(정답률: 77%)
  • 제시된 정전용량 공식 에서 $D$는 도체 중심 간의 거리인 선간 거리를 나타냅니다.
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23. 그림과 같이 임피던스 Z1,Z2,Z3을 그림과 같이 접속한 선로의 A쪽에서 전압파 E가 진행해 왔을 때 접속점 B에서 무반사로 되기 위한 조건은?

(정답률: 70%)
  • 전압파가 진행하다가 분기점 B에서 무반사로 진행하기 위해서는, 진행 방향의 임피던스 $Z_1$이 분기되는 두 선로의 병렬 합성 임피던스와 일치해야 합니다.
    즉, $\frac{1}{Z_1} = \frac{1}{Z_2} + \frac{1}{Z_3}$ 조건을 만족해야 하므로 정답은 입니다.
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24. 6600[V]로 수전하는 자가용 전기 설비가 있다. 수전점에서 계산한 3상 단락 용량은 90[MVA]인데 이곳에 시설한 차단기의 최소정격차단전류 [kA]로 가장 적당한 것은?

  1. 2
  2. 8
  3. 12
  4. 14
(정답률: 50%)
  • 3상 단락 용량을 이용하여 차단기의 최소 정격 차단 전류(단락 전류)를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{P_s}{\sqrt{3}V}$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{90 \times 10^{6}}{\sqrt{3} \times 6600}$
    ③ [최종 결과] $I_s = 7.87 \text{ kA}$
    계산 결과 약 $7.87 \text{ kA}$이므로, 최소 정격 차단 전류는 이보다 큰 $8 \text{ kA}$가 가장 적당합니다.
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25. 정사각형으로 배치된 4도체 송전선이 있다. 소도체의 반지름이 1[cm] 이고, 한변의 길이가 32[cm]일 때, 소도체간의 기하학적 평균거리는 몇[cm] 인가?

(정답률: 57%)
  • 정사각형 배치 4도체 송전선에서 기하학적 평균거리(GMD)는 모든 도체 간 거리의 기하평균으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $GMD = \sqrt[3]{S \times S \times \sqrt{2}S}$
    ② [숫자 대입] $GMD = \sqrt[3]{32 \times 32 \times \sqrt{2} \times 32}$
    ③ [최종 결과] $GMD = 32 \times 2^{1/6}$
    따라서 정답은 입니다.
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26. 원자력 발전소와 화력 발전소의 특성을 비교한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 원자력 발전소는 화력발전소의 보일러 대신 원자로와 열교환기를 사용한다.
  2. 원자력 발전소의 건설비는 화력발전소에 비하여 낮다.
  3. 동일 출력일 경우 원자력 발전소의 터빈이나 복수기가 화력발전소에 비하여 대형이다.
  4. 원자력 발전소는 방사능에 대한 차폐 시설물의 투자가 필요하다.
(정답률: 78%)
  • 원자력 발전소는 방사능 누설을 막기 위한 특수 차폐 시설과 고도의 안전 설비가 필수적이므로, 화력 발전소에 비해 초기 건설비가 훨씬 많이 듭니다.
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27. 전력계통의 안정도 향상 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 계통의 직렬 리액턴스를 낮게 한다.
  2. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
  3. 지락 전류를 크게 하기 위하여 직접 접지 방식을 채용한다.
  4. 고속도 차단 방식을 채용한다.
(정답률: 63%)
  • 전력계통의 안정도를 높이려면 리액턴스를 줄이거나 고장 제거 시간을 단축해야 합니다.
    지락 전류를 크게 하는 직접 접지 방식은 계통의 과도 안정도보다는 지락 사고 시의 보호 계전 동작 신뢰성과 관련이 있으며, 오히려 큰 지락 전류는 기기에 무리를 줄 수 있어 안정도 향상 대책으로 적절하지 않습니다.
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28. 발전기의 단락비가 적어질 경우에 일어나는 현상 중 옳은 것은?

  1. 발전기가 대형으로 된다.
  2. 관성정수가 커진다.
  3. 전압변동률이 커진다.
  4. 안정도가 향상된다.
(정답률: 67%)
  • 단락비가 작다는 것은 기기가 소형이고 동기 임피던스가 크다는 것을 의미하며, 이로 인해 전압 변동이 심해집니다.
    따라서 전압변동률이 커지는 것이 옳은 현상입니다.

    오답 노트
    발전기가 대형으로 된다: 단락비가 클 때의 특징
    관성정수가 커진다: 단락비가 클 때의 특징
    안정도가 향상된다: 단락비가 클 때의 특징
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29. 역률(늦음) 80%, 10[kVA]의 부하를 가지는 주상변압기의 2차측에 2[kVA]의 전력용 콘덴서를 접속하면 주상변압기에 걸리는 부하는 약 몇[kVA]가 되겠는가?

  1. 8
  2. 8.5
  3. 9
  4. 9.5
(정답률: 52%)
  • 콘덴서 접속 후의 부하는 기존 유효전력과 개선된 무효전력의 벡터 합으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $P_{a}' = \sqrt{P^{2}+(Q-Q_{c})^{2}}$
    ② [숫자 대입] $P_{a}' = \sqrt{(10 \times 0.8)^{2}+(10 \times 0.6-2)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $P_{a}' = 8.94$
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30. 정격용량 20000[kVA], 임피던스 8%인 3상 변압기가 2차 측에서 3상 단락되었을 때 단락 용량은 몇[MVA] 인가?

  1. 160
  2. 200
  3. 250
  4. 320
(정답률: 68%)
  • 변압기의 퍼센트 임피던스를 이용하여 단락 용량을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $P_{s} = \frac{100}{\%Z} \times P$ 단락용량 = (100 / 퍼센트임피던스) × 정격용량
    ② [숫자 대입] $P_{s} = \frac{100}{8} \times 20000$
    ③ [최종 결과] $P_{s} = 250$
    따라서 단락 용량은 $250\text{ MVA}$입니다.
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31. 변류기 개방시 2차측을 단락하는 이유는?

  1. 2차측 절연 보호
  2. 2차측 과전류 보호
  3. 측정 오차 방지
  4. 1차측 과전류 방지
(정답률: 79%)
  • 변류기(CT) 2차측을 개방하면 1차 전류가 모두 여자 전류가 되어 2차측에 고전압이 유기됩니다. 이를 방지하기 위해 2차측을 단락시켜 절연 파괴를 막고 기기를 보호해야 합니다.
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32. 송전선로의 안정도 향상 대책이 아닌 것은?

  1. 병행 다회선이나 복도체 방식 채용
  2. 속응 여자방식 채용
  3. 계통의 직렬 리액턴스 증가
  4. 고속도 차단기 이용
(정답률: 71%)
  • 송전선로의 안정도를 높이려면 계통의 리액턴스를 감소시켜야 합니다. 리액턴스가 증가하면 전력 전송 능력이 떨어져 안정도가 저하됩니다.

    오답 노트
    병행 다회선이나 복도체 방식 채용: 리액턴스를 감소시켜 안정도를 향상시킵니다.
    속응 여자방식 채용: 전압 조절을 빠르게 하여 안정도를 높입니다.
    고속도 차단기 이용: 사고 구간을 빠르게 분리하여 탈조를 방지합니다.
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33. 일반적인 경우 그 값이 1 이상인 것은?

  1. 수용율
  2. 전압 강하율
  3. 부하율
  4. 부등율
(정답률: 77%)
  • 부등율은 각 부하의 최대 전력 요구 시점이 서로 다르기 때문에 발생하는 비율로, 항상 1보다 큰 값을 가집니다.

    오답 노트
    수용율, 부하율, 전압 강하율: 일반적으로 1(100%) 이하의 값을 가집니다.
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34. 중성점 접지방식 중 비접지 방식을 직접접지 방식과 비교한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 지락 전류가 적다.
  2. 보호계전기 동작이 확실하다.
  3. 1선 지락시 통신선 유도장해가 적다.
  4. 과도안정도가 크다.
(정답률: 48%)
  • 비접지 방식은 지락 전류가 매우 작기 때문에 지락 사고 시 보호계전기가 이를 감지하여 동작하는 것이 어렵고 불확실합니다.

    오답 노트
    지락 전류가 적다: 비접지 방식의 특징입니다.
    1선 지락시 통신선 유도장해가 적다: 지락 전류가 작아 유도장해가 적습니다.
    과도안정도가 크다: 지락 전류가 작아 계통에 미치는 영향이 적으므로 안정도가 높습니다.
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35. 수전 설비의 운영에 있어 인터록의 설명으로 옳은 것은?

  1. 차단기가 열려 있어야만 단로기를 닫을 수 있다.
  2. 차단기가 닫혀 있어야만 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기가 열려 있으면 단로기가 닫히고, 단로기가 열려 있으면 차단기가 닫힌다.
  4. 차단기의 접점과 단로기의 접점이 기계적으로 연결되어 있다.
(정답률: 59%)
  • 인터록(Interlock)은 오조작으로 인한 사고를 방지하기 위한 안전장치입니다. 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기가 열려(OFF) 무부하 상태일 때만 단로기를 조작할 수 있도록 제한해야 합니다.

    오답 노트
    차단기가 닫혀 있어야만 단로기를 닫을 수 있다: 부하 전류가 흐르는 상태에서 단로기를 조작하면 아크 발생으로 매우 위험함
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36. 불평형 부하에서 역률은 어떻게 표현 되는가?

(정답률: 70%)
  • 불평형 부하에서의 역률은 각 상의 전력을 단순히 합산하는 것이 아니라, 전체 유효전력을 각 상의 피상전력의 벡터 합으로 나누어 표현합니다.
    정답:
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37. 중성점이 직접 접지된 6600[V], 3상 발전기의 1 단자가 접지 되었을 경우 예상되는 지락 전류의 크기는 약 몇[A]인가? (단,발전기의 임피던스는 이다.)

  1. 1578
  2. 1678
  3. 1745
  4. 3023
(정답률: 37%)
  • 발전기 1단자 접지 시 지락 전류는 상전압을 영상, 정상, 역상 임피던스의 합으로 나눈 후 3배를 하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_g = \frac{3 \times E}{\frac{V}{\sqrt{3} \times (Z_0 + Z_1 + Z_2)}}$ (또는 $I_g = \frac{\sqrt{3} \times V}{Z_0 + Z_1 + Z_2}$ )
    ② [숫자 대입] $I_g = \frac{\sqrt{3} \times 6600}{(0.2 + j0.6) + (0.1 + j4.5) + (0.5 + j1.4)}$
    ③ [최종 결과] $I_g = 1745$ A
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38. 다음 중 지락 전류의 크기가 최소인 중성점 접지 방식은?

  1. 비접지
  2. 소호 리액터 접지
  3. 직접 접지
  4. 고저항 접지
(정답률: 60%)
  • 소호 리액터 접지 방식은 지락 사고 시 리액터의 정전용량과 유도성 리액턴스를 공진시켜 지락 전류를 최소로 억제하는 방식입니다.
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39. 화력 발전소에서 재열기의 목적은?

  1. 공기의 예열
  2. 급수의 재열
  3. 증기의 재열
  4. 배출가스의 재열
(정답률: 65%)
  • 재열기는 터빈에서 팽창하여 압력과 온도가 낮아진 증기를 다시 가열하여 터빈으로 보내는 장치로, 증기의 재열을 통해 열효율을 높이고 터빈 날개의 부식을 방지하는 것이 목적입니다.
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40. 코로나의 방지대책으로 적당하지 않은 것?

  1. 복도체를 사용한다.
  2. 가선금구를 개량한다.
  3. 전선의 바깥 지름을 크게 한다.
  4. 선간거리를 감소시킨다.
(정답률: 53%)
  • 코로나 현상을 방지하기 위해서는 전선 표면의 전위 경도를 낮추어 임계전압을 높여야 합니다.

    오답 노트
    선간거리를 감소시킨다: 선간거리가 가까워지면 전위 경도가 높아져 코로나 발생 가능성이 커지므로 방지대책이 아닌 촉진 요인이 됩니다.
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3과목: 전기기기

41. 불평형 전압 상태에서 3상 유도전동기를 운전하면 토크와 입력은 어떻게 되는가?

  1. 토크가 감소하고, 입력도 감소한다.
  2. 토크는 감소하고, 입력은 증가한다.
  3. 토크는 증가하고, 입력은 감소한다.
  4. 토크가 증가하고, 입력도 증가한다.
(정답률: 49%)
  • 3상 유도전동기에 불평형 전압이 공급되면 전자기적 불평형으로 인해 효율이 저하됩니다. 이로 인해 출력 토크는 감소하게 되며, 동일한 부하를 유지하기 위해 더 많은 전류가 흐르게 되어 입력은 오히려 증가하게 됩니다.
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42. 운전 코일과 기동 코일로 구성된 단상 유도 전동기의 내부에 설치되어 있으며 일정한 속도에 도달하면 기동권선을 전원으로부터 분리하는 기능을 가지고 있는 스위치는?

  1. 리미트 스위치
  2. 원심력 스위치
  3. 캄 스위치
  4. 셀렉트 스위치
(정답률: 46%)
  • 단상 유도 전동기에서 기동 시에는 기동 권선이 필요하지만, 전동기가 회전하여 일정한 속도에 도달하면 더 이상 필요하지 않습니다. 이때 회전축의 원심력을 이용하여 기동 권선을 자동으로 전원에서 분리하는 장치가 원심력 스위치입니다.
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43. 직류 전동기의 공급 전압을 V[V], 자속을 ø [Wb], 전기자 전류를 Ia[A], 전가지 저항을 Ra[Ω], 속도를 N[rpm] 이라 할 때, 속도의 관계식은 어떻게 되는가? (단, k는 상수이다)

(정답률: 70%)
  • 직류 전동기의 속도 $N$은 역기전력 $E_c$에 비례하고 자속 $\phi$에 반비례합니다. 이때 역기전력 $E_c$는 공급 전압 $V$에서 전압 강하 $R_a I_a$를 뺀 값과 같으므로, 이를 종합하면 다음과 같은 관계식이 성립합니다.
    $$N = k \frac{V - R_a I_a}{\phi}$$
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44. 2대의 단권 변압기를 사용해서 V 결선 하면 2대의 자기 용량은?

(정답률: 70%)
  • 단권 변압기 V 결선 시 2대 변압기의 자기 용량 합계는 3상 부하 용량에 전압비를 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{self} = 2 \times \frac{P_{3\phi}}{\sqrt{3}} \times \frac{V_{high}}{V_{low}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{self} = 2 \times \frac{P_{3\phi}}{\sqrt{3}} \times \frac{V_{high}}{V_{low}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{}$$
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45. 변압기유의 요구 특성이 아닌 것은?

  1. 인화점이 높을 것
  2. 응고점이 낮을 것
  3. 점도가 클 것
  4. 절연 내력이 클 것
(정답률: 75%)
  • 변압기유는 냉각 작용을 위해 유동성이 좋아야 하므로 점도가 낮아야 합니다.

    오답 노트
    인화점: 화재 방지를 위해 높아야 함
    응고점: 저온 운전을 위해 낮아야 함
    절연 내력: 전기적 절연을 위해 커야 함
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46. 병렬운전을 하고 있는 3상 동기 발전기에 동기화 전류가 흐르는 경우는 어느 때인가?

  1. 부하가 증가할 때
  2. 여자전류를 변화시킬 때
  3. 부하가 감소할 때
  4. 원동기의 출력이 변화할 대
(정답률: 39%)
  • 동기 발전기 병렬운전 중 원동기의 출력이 변화하면 발전기의 회전 속도가 변하여 타 발전기와의 위상차가 발생하며, 이를 조정하기 위해 위상차를 메우는 동기화 전류가 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    여자전류 변화: 무효횡류(무효전력)가 흐름
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47. 권선형 유도 전동기에서 2차 저항을 변화시켜서 속도제어를 할 경우 최대 토크?

  1. 항상 일정하다.
  2. 2차 저항에만 비례한다.
  3. 최대 토크가 생기는 점의 슬립에 비례한다.
  4. 최대 토크가 생기는 점의 슬립에 반비례한다.
(정답률: 60%)
  • 권선형 유도 전동기의 비례추이 원리에 따라 2차 저항을 변화시키면 최대 토크가 발생하는 슬립의 위치는 변하지만, 최대 토크의 크기 자체는 2차 저항 값과 관계없이 항상 일정합니다.
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48. 동기 발전기의 단자 부근에서 단락이 일어났다고 할 때 단락 전류에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 서서히 증가한다.
  2. 발전기는 즉시 정지한다.
  3. 일정한 큰 전류가 흐른다.
  4. 처음은 큰 전류가 흐르나 점차로 감소한다.
(정답률: 72%)
  • 동기 발전기 단락 시, 초기에는 리액턴스가 매우 작은 차과도 리액턴스에 의해 매우 큰 전류가 흐르지만, 시간이 지남에 따라 과도 리액턴스, 동기 리액턴스 순으로 증가하며 전류는 점차 감소하게 됩니다.
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49. 직류기의 손실 중 기계손에 속하는 것은?

  1. 브러시의 전기손
  2. 와전류손
  3. 풍손
  4. 전기자 권선 동손
(정답률: 67%)
  • 직류기의 손실 중 기계손은 회전 시 발생하는 물리적인 손실을 의미하며, 공기 마찰로 인한 풍손과 베어링의 마찰손이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    브러시의 전기손, 와전류손, 전기자 권선 동손: 전기적 손실에 해당함
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50. 다음 중 부하의 변화에 대하여 속도 변동이 가장 큰 직류 전동기는?

  1. 분권 전동기
  2. 차동 복권 전동기
  3. 가동 복권 전동기
  4. 직권 전동기
(정답률: 70%)
  • 직권 전동기는 부하 전류가 증가하면 자속이 함께 증가하여 속도가 급격히 감소하는 특성을 가집니다. 따라서 부하 변화에 따른 속도 변동이 가장 큽.
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51. 1000[kW], 500[V]의 분권 발전기가 있다. 회전수 240[rpm]이며, 슬롯수 192, 슬롯내부 도체수 6, 자극수가 12 일 때, 전부하시의 자속수 [Wb]는 약 얼마인가? (단, 전기자 저항은 0.006[Ω]이고, 단중 중권이다.)

  1. 0.001
  2. 0.11
  3. 0.185
  4. 1.85
(정답률: 44%)
  • 분권 발전기의 유도 기전력을 구한 뒤, 기전력 공식을 이용하여 자속 $\phi$를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = V + I_a R_a$$
    $$E = \frac{Z \phi N}{60 a}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = 500 + \frac{1000 \times 10^3}{500} \times 0.006 = 512$$
    $$512 = \frac{(192 \times 6) \times \phi \times 240}{60 \times 2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\phi = 0.11 \text{ Wb}$$
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52. 3상 유도 전동기의 전원 주파수를 변화하여 속도를 제어하는 경우 전동기의 출력 P와 주파수 f 와의 관계는?

  1. P ∝ f
  2. P ∝ 1/f
  3. P ∝ f2
  4. P는 f와 무관
(정답률: 69%)
  • 3상 유도 전동기에서 주파수 $f$를 변화시켜 속도를 제어할 때, 전동기의 출력 $P$는 주파수에 비례하여 변화합니다. 따라서 $P \propto f$ 관계가 성립합니다.
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53. 10[kVA], 2000/100[V] 변압기에서 1차로 환산한 등가 임피던스는 6.2+j7 [Ω]이다. 변압기의 %리액턴스 강하는 얼마인가?

  1. 0.75
  2. 1.75
  3. 3.0
  4. 6.0
(정답률: 54%)
  • 변압기의 %리액턴스 강하는 1차 정격 전류와 리액턴스 성분을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{n1} = \frac{P}{V_{1}}$$
    $$\%X = \frac{I_{n1} \times X}{V_{1}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{n1} = \frac{10 \times 10^{3}}{2000} = 5$$
    $$\%X = \frac{5 \times 7}{2000} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\%X = 1.75$$
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54. 단상유도전압 조정기 2차 전압이 100±30[V] 이고, 직렬권선의 전류 (2차 전류)가 5[A]인 경우의 정격 출력은 몇[kVA]인가?

  1. 0.1
  2. 0.15
  3. 0.26
  4. 0.45
(정답률: 56%)
  • 정격 출력은 최대 전압 시의 부하 용량에 전압 조정 비율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = V_{max} \times I \times \frac{V_{adj}}{V_{max}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 130 \times 5 \times \frac{30}{130}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 0.15$$
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55. 4극, 60[Hz],의 3상 동기 발전기가 있다. 회전자의 주변 속도를 240[m/s]로 하려면 회전자의 지름을 약 몇[m]로 하여야 하는가?

  1. 0.03
  2. 1.91
  3. 2.5
  4. 3.2
(정답률: 62%)
  • 동기 속도를 먼저 구한 뒤, 회전자의 주변 속도 공식을 이용하여 지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N_{s} = \frac{120f}{P}$$
    $$D = \frac{60v}{\pi N_{s}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N_{s} = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$$
    $$D = \frac{60 \times 240}{\pi \times 1800}$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = 2.54$$
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56. 회전 변류기의 직류측의 전압을 변경하려면 슬립링에 가해지는 교류측 전압을 변화시킨다. 그 방법이 아닌 것은?

  1. 직렬리액턴스에 의한 방법
  2. 유도 전압 조정기에 의한 방법
  3. 분류저항 삽입에 의한 방법
  4. 부하시 전압조정 변압기에 의한 방법
(정답률: 48%)
  • 회전 변류기의 직류측 전압을 변경하기 위해 교류측 전압을 변화시키는 방법으로는 직렬리액턴스, 유도 전압 조정기, 동기 승압기, 부하시 전압조정 변압기 등이 사용됩니다. 분류저항 삽입은 이에 해당하지 않습니다.
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57. 단상유도 전압 조정기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 전압, 위상의 변화가 없다.
  2. 회전 자계에 의한 유도 작용을 한다.
  3. 교번 자계의 전자 유도 작용을 이용한다.
  4. 무단으로 스무드(smooth)하게 전압이 조정된다.
(정답률: 40%)
  • 단상유도 전압 조정기는 교번 자계의 전자 유도 작용을 이용하여 전압을 무단으로 조정하며, 전압과 위상의 변화가 없는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    회전 자계에 의한 유도 작용을 한다: 3상유도 전압 조정기에 대한 설명입니다.
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58. 동기 전동기에서 난조를 일으키는 원인이 아닌 것은?(문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답 처리된 문제입니다. 여기서는 가답안인 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 회전자의 관성이 적다.
  2. 원동기의 토크에 고조파 토크를 포함하는 경우이다.
  3. 전기자 회로의 저항이 크다.
  4. 원동기의 조속기의 감도가 너무 예민하다.
(정답률: 63%)
  • 동기 전동기에서 난조는 회전 속도가 일정하지 않고 변동하는 현상을 말합니다. 일반적으로 회전자의 관성이 너무 작으면 외부 충격이나 토크 변동에 민감하여 난조가 발생하기 쉬우므로, 회전자의 관성이 적은 것은 난조의 원인이 됩니다. 다만, 본 문제는 출제 오류로 인해 실제 시험에서 모두 정답 처리되었으며, 가답안으로는 회전자의 관성이 적다가 제시되었습니다.
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59. 단상 직권 정류자 전동기의 기본형이 아닌 것은?

  1. 직권형
  2. 보상 직권형
  3. 유도 보상 직권형
  4. 톰슨형
(정답률: 67%)
  • 단상 직권 정류자 전동기의 기본형으로는 직권형, 보상 직권형, 유도 보상 직권형 등이 있습니다. 톰슨형은 해당 전동기의 기본 분류에 속하지 않습니다.
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60. 3상 반파정류회로에서 직류전압의 파형은 전원 전압의 주파수의 몇 배의 교류분을 포함하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 6
(정답률: 65%)
  • 3상 반파 정류회로의 출력 전압 파형은 한 주기 동안 3개의 맥동 성분이 나타납니다. 따라서 출력 전압에 포함된 교류분의 주파수는 전원 전압 주파수의 3배가 됩니다.
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4과목: 회로이론

61. 다음과 같은 회로의 구동점 임피던스는? (단 w는 회로의 각 주파수이다.)

(정답률: 55%)
  • 인덕터 $L$과 저항 $R$이 병렬로 연결된 회로의 합성 임피던스를 구하는 문제입니다. 병렬 임피던스 공식에 따라 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{R \times j\omega L}{R + j\omega L}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{2 \times j\omega 1}{2 + j\omega 1}$
    ③ [최종 결과] 분모의 실수화를 위해 $2 - j\omega$를 곱하면
    $Z = \frac{j2\omega(2 - j\omega)}{4 + \omega^2} = \frac{2\omega^2 + j4\omega}{4 + \omega^2}$
    따라서 정답은 입니다.
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62. 정전용량 C 만의 회로에서 100[V], 60[Hz]의 교류를 가했을 때 60[mA]의 전류가 흐른다면 C는 몇[㎌] 인가?

  1. 5.26
  2. 4.32
  3. 3.59
  4. 1.59
(정답률: 61%)
  • 용량성 리액턴스를 먼저 구한 뒤, 정전용량 $C$의 공식을 이용하여 값을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{2\pi f \frac{V}{I}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{2\pi \times 60 \times \frac{100}{60 \times 10^{-3}}}$
    ③ [최종 결과] $C = 1.59 \mu\text{F}$
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63. 대칭 6상 기전력의 선간 전압과 상기전력의 위상차는?

  1. 120
  2. 60
  3. 30
  4. 15
(정답률: 59%)
  • 대칭 $n$상 회로에서 선간 전압과 상기전력의 위상차는 $\frac{\pi}{2}(1 - \frac{2}{n})$ 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    대칭 6상의 경우 위상차는 $60$도가 됩니다.

    오답 노트
    3상: $30$도
    4상: $45$도
    5상: $54$도
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64. 어떤 회로에서 j = 10sin(314t-π/6)[A]의 전류가 흐른다. 이를 복소수로 표시하면?

  1. 6.12-j3.54
  2. 17.32-j5
  3. 3.54-j6.12
  4. 5-j17.32
(정답률: 52%)
  • 전류의 순시값에서 실효값과 위상을 추출하여 복소수(직교좌표계)로 변환합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{rms}(\cos\theta - j\sin\theta)$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10}{\sqrt{2}}(\cos(-30^\circ) - j\sin(-30^\circ))$
    ③ [최종 결과] $I = 6.12 - j3.54$
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65. 어느 회로에서 전압과 전류의 실효값이 각각 60[V], 10[A]이고, 역률이 0.8일 때 무효전력은 몇[var]인가?

  1. 360
  2. 300
  3. 200
  4. 100
(정답률: 61%)
  • 무효전력은 전압, 전류의 실효값과 무효율($\sin\theta$)을 곱하여 계산합니다. 역률이 $0.8$이므로 무효율은 $\sqrt{1 - 0.8^{2}} = 0.6$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{r} = V I \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $P_{r} = 60 \times 10 \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $P_{r} = 360$
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66. 기본파의 30[%]인 제 3고조파와 기본파의 20[%]인 제 5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 0.33
  3. 0.36
  4. 0.42
(정답률: 69%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 고조파 실효값의 합의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{\infty} V_n^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{(0.3)^2 + (0.2)^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = 0.36$
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67. A,B,C,D 4단자 정수의 관계를 올바르게 나타낸 것은?

  1. AD + BD = 1
  2. AB - CD = 1
  3. AB + CD = 1
  4. AD - BC = 1
(정답률: 77%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$ 사이의 관계식에서 행렬식의 값은 1이 되어야 하므로, $AD - BC = 1$이 성립합니다.
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68. R[Ω]의 3개의 저항을 전압 E[V]의 3상 교류 선간에 그림과 같이 접속할 때 선전류 [A]는 얼마인가?

(정답률: 64%)
  • 델타($\Delta$) 결선에서는 선간전압이 상전압과 같고, 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_L = \sqrt{3} \times \frac{V_p}{R}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \sqrt{3} \times \frac{E}{R}$
    ③ [최종 결과] $I_L = \frac{\sqrt{3}E}{R}$
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69. 어떤 교류의 평균값이 566[V]일 때, 실효값은 몇[V] 인가?

(정답률: 61%)
  • 정현파 교류에서 평균값 $V_{avg}$와 실효값 $V_{rms}$의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \frac{\pi}{2\sqrt{2}} V_{avg}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \frac{\pi}{2\sqrt{2}} \times 566$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = \frac{\pi 566}{2\sqrt{2}}$
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70. cos wt의 라플라스 변환은?

(정답률: 51%)
  • 코사인 함수 $\cos \omega t$의 라플라스 변환은 분자에 $s$가 오는 형태입니다. '코에스'라고 암기하면 효율적입니다.
    $$\mathcal{L}\{\cos \omega t\} = \frac{s}{s^2 + \omega^2}$$
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71. 다음과 같은 회로에서 a, b 양단의 전압은 몇[V] 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3.5
(정답률: 59%)
  • 각 가지의 전압 분배 법칙을 이용하여 점 a와 b의 전위를 구한 뒤 그 차이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = V \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} - V \times \frac{R_4}{R_3 + R_4}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = 6 \times \frac{2}{1 + 2} - 6 \times \frac{2}{4 + 2}$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = 4 - 2 = 2$
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72. 저항R1[Ω],R2[Ω] 및 인덕턴스 L[H]이 직렬로 연결된 회로의 시정수 [s]는?

(정답률: 64%)
  • RL 직렬회로의 시정수는 인덕턴스를 전체 저항으로 나눈 값입니다.
    저항 $R_{1}$과 $R_{2}$가 직렬로 연결되어 있으므로 합성 저항은 $R_{1} + R_{2}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{L}{R}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{L}{R_{1} + R_{2}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = \frac{L}{R_{1} + R_{2}}$
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73. 8[Ω]인 저항과, 6[Ω]의 용량리액턴스 직렬회로에 E=28-j4[V]인 전압을 가했을 때 흐르는 전류는 몇[A]인가?

  1. 3.5 - j0.5
  2. 2.48 + j1.36
  3. 2.8 - j0.4
  4. 5.3 + j2.21
(정답률: 46%)
  • 전류는 전압을 임피던스로 나눈 값이며, 용량리액턴스는 $-j$ 성분으로 표시하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{28 - j4}{8 - j6} = \frac{(28 - j4)(8 + j6)}{(8 - j6)(8 + j6)}$
    ③ [최종 결과] $I = 2.48 + j1.36\text{A}$
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74. 대칭 3상 Y 결선에서 선간전압이 100√3[V] 이고, 각 상의 임피던스 Z = 30 + j40[Ω]의 평형부하일 때 선전류는 몇[A] 인가?

  1. 2
  2. 2√3
  3. 5
  4. 5√3
(정답률: 49%)
  • Y 결선에서 선전류는 상전류와 같으며, 상전류는 상전압을 상임피던스로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $V_{p} = \frac{V_{L}}{\sqrt{3}}$ $$I_{L} = I_{p} = \frac{V_{p}}{|Z|}$$
    ② [숫자 대입] $V_{p} = \frac{100\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = 100\text{V}$ $$I_{L} = \frac{100}{\sqrt{30^{2} + 40^{2}}}$$
    ③ [최종 결과] $I_{L} = 2\text{A}$
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75. 테브낭 정리를 사용하여 다음의 (a) 회로을 (b)와 같은 등가 회로로 바꾸려 한다.V[V]와 R[Ω]의 값은?

  1. 7, 9.1
  2. 10, 9.1
  3. 7, 6.5
  4. 10, 6.5
(정답률: 63%)
  • 테브낭의 정리를 이용하여 $a, b$ 단자에서 바라본 등가 전압 $V$와 등가 저항 $R$을 구합니다.
    등가 저항 $R$은 전원을 제거한 후 $a, b$ 단자에서 본 합성 저항이며, 등가 전압 $V$는 $a, b$ 단자 개방 시의 전압입니다.
    ① [기본 공식] $R = R_{3} + \frac{R_{1}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$ $$V = V_{s} \times \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$$
    ② [숫자 대입] $R = 7 + \frac{3 \times 7}{3 + 7}$ $$V = 10 \times \frac{7}{3 + 7}$$
    ③ [최종 결과] $R = 9.1\Omega, V = 7\text{V}$
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76. 두개의 코일 a, b 가 있다. 두 개를 직렬로 접속 하였더니 합성 인덕턴스가 119[mH]이었고, 극성을 반대로 접속 하였더니 합성 인덕턴스가 11[mH] 이었다. 코일 a 의 자기 인덕턴스가 20[mH]라면 결합 계수 K는 얼마인가?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 48%)
  • 가동결합과 차동결합의 합성 인덕턴스 식을 이용하여 상호 인덕턴스 $M$과 나머지 자기 인덕턴스 $L_{2}$를 구한 뒤 결합 계수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $L = L_{1} + L_{2} \pm 2M$ $$K = \frac{M}{\sqrt{L_{1}L_{2}}}$$
    ② [숫자 대입] $119 = 20 + L_{2} + 2M$ $$11 = 20 + L_{2} - 2M$$
    두 식을 연립하면 $4M = 108$이므로 $M = 27\text{mH}$이고, $L_{2} = 119 - 20 - 54 = 45\text{mH}$ 입니다.
    $$K = \frac{27}{\sqrt{20 \times 45}}$$
    ③ [최종 결과] $K = 0.9$
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77. 위상정수β=10[rad/km], 위상 속도 v=20[m/s]일 때 각 주파수 w는 몇[rad/s]인가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 14.1
  4. 200
(정답률: 38%)
  • 위상 속도, 각 주파수, 위상 정수 사이의 관계식을 이용하여 각 주파수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\omega = v \times \beta$
    ② [숫자 대입] $\omega = 20 \times 10 \times 10^{-3}$
    ③ [최종 결과] $\omega = 0.2$
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78. 다음과 같은 회로에서 출력전압 V2의 위상은 입력전압 V1보다 어떠한가?

  1. 같다
  2. 앞선다
  3. 뒤진다
  4. 전압과 관계없다.
(정답률: 55%)
  • 회로 구성을 보면 $R_1$과 $C$가 병렬로 연결되어 있고, 이 뭉치가 $R_2$와 직렬로 연결된 구조입니다. 커패시터 $C$는 주파수가 높을수록 임피던스가 낮아져 전류를 더 잘 흐르게 하며, 전압의 위상을 앞서게 하는 성질이 있습니다. 이 회로의 전체적인 특성은 위상 진상 회로의 성격을 띠므로, 출력전압 $V_2$의 위상은 입력전압 $V_1$보다 앞선다 가 정답입니다.
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79. 다음과 같은 전기회로의 입력을 e1, 출력을 e0라고 할 때, 전달 함수는? (단, T=L/R이다.)

(정답률: 46%)
  • 주어진 회로는 $R$과 $L$이 결합된 저역통과 필터(Low Pass Filter) 형태의 회로입니다. 입력 $e_1$에 대해 출력 $e_0$는 인덕터 $L$에 걸리는 전압이 되며, 라플라스 변환을 통한 임피던스 분배 법칙을 적용하면 전달 함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{e_0}{e_1} = \frac{sL}{R + sL} = \frac{\frac{L}{R}s}{1 + \frac{L}{R}s}$$
    여기서 $T = L/R$이므로, 최종 전달 함수는 가 됩니다.
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80. 다음과 같은 회로에서 t=0인 순간에 스위치 S를 닫았다. 이 순간에 인덕턴스 L에 걸리는 전압은? (단, L의 초기 전류는 0이다.)

  1. 0
  2. E
  3. LE/R
  4. E/R
(정답률: 59%)
  • 인덕터 $L$은 전류의 급격한 변화를 방해하는 성질이 있습니다. 스위치를 닫는 순간($t=0$) 인덕터에 흐르는 초기 전류는 $0$이므로, 인덕터는 개방 회로(Open Circuit)처럼 동작하여 모든 전압이 인덕터 양단에 걸리게 됩니다.
    따라서 인덕턴스 $L$에 걸리는 전압은 전원 전압인 $E$가 됩니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 특별고압 가공전선로의 시설에 대한 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. 특별고압 가공전선을 지지하는 애자장치는 2련 이상의 현수애자 또는 장간애자를 사용한다.
  2. A 종 철주를 지지물로 사용하는 경우의 경간은 75m 이하이다.
  3. 사용 전압이 100000 V 를 초과하는 특고압 가공전선은 지락 또는 단락이 생겼을 때에는 1초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설한다.
  4. 전선으로 케이블을 사용하는 경우 조가용선에 행거를 사용하여 시설하며, 행거의 간격은 1m 이하로 시설한다.
(정답률: 50%)
  • 특별고압 가공전선로에서 케이블을 사용할 때 조가용선에 행거를 설치하는 경우, 행거의 간격은 $50\text{cm}$이하로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    행거의 간격은 $1\text{m}$이하가 아니라 $50\text{cm}$이하입니다.
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82. 다음 중 전선로의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 산간 전선로
  2. 수상 전선로
  3. 물밑 전선로
  4. 터널 안 전선로
(정답률: 47%)
  • 전선로의 종류에는 수상 전선로, 물밑 전선로, 터널 안 전선로 등이 포함되지만, 산간 전선로는 별도의 전선로 종류로 분류되지 않습니다.
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83. 옥내에 시설하는 고압의 이동전선의 종류로 알맞은 것은?

  1. 600V 비닐 절연전선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 600V 고무 절연 전선
  4. 고압용의 3종 클로로프랜 캡타이어 케이블
(정답률: 58%)
  • 옥내에 시설하는 고압용 이동전선은 절연 성능과 내구성이 뛰어난 고압용 캡타이어 케이블을 사용해야 하며, 구체적으로 고압용의 3종 클로로프랜 캡타이어 케이블이 적합합니다.
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84. 사용 전압이 저압인 전로에서 정전이 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설 전류를 몇[mA] 이하로 유지하여야 하는가?

  1. 0.1
  2. 1.0
  3. 10
  4. 100
(정답률: 43%)
  • 저압 전로에서 정전이 어려워 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설 전류를 일정 기준 이하로 유지하여 안전성을 확보해야 합니다.
    기준치: $1\text{mA}$이하
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85. 다음 중 전력보안 통신용 전화설비를 하여야 하는 곳의 기준으로 옳은 것은?

  1. 2이상의 급전소 상호간과 이들을 총합 운용하는 급전소간
  2. 3 이상의 급전소 상호간과 이들을 총합 운용하는 급전소간
  3. 원격감시 제어가 되는 발전소
  4. 원격감시 제어가 되는 변전소
(정답률: 58%)
  • 전력보안 통신용 전화설비는 전력 계통의 안정적인 운용을 위해 필수적인 설비입니다. 기준에 따라 2 이상의 급전소 상호간과 이들을 종합 운용하는 급전소간에 설치하여야 합니다.
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86. 사용전압이 400[V]미만인 저압 가공전선은 케이블이나 절연전선인 경우를 제외하고 인장강도가 3.43[KN]이상인 것 또는 지름이 몇mm]이상의 경동선이어야 하는가?

  1. 1.2
  2. 2.6
  3. 3.2
  4. 4
(정답률: 30%)
  • 사용전압 $400\text{V}$ 미만인 저압 가공전선의 굵기 기준은 케이블을 제외하고 인장강도 $3.43\text{kN}$이상 또는 지름 $3.2\text{mm}$이상의 경동선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    지름 $2.6\text{mm}$는 절연전선인 경우의 기준입니다.
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87. 제 2종 접지 공사에 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우, 접지선의 어느 부분을 합성 수지관 또는 이와 동등 이상의 절연효력 및 강도를 가지는 몰드로 덮어야 하는가?

  1. 지하 30cm 로부터 지표상 2m 까지
  2. 지하 50cm 로부터 지표상 1.2m 까지
  3. 지하 60cm 로부터 지표상 1.8m 까지
  4. 지하 75cm 로부터 지표상 2m 까지
(정답률: 62%)
  • 제2종 접지공사 시 접지선이 사람의 접촉 우려가 있는 곳에 시설될 경우, 기계적 손상과 감전 방지를 위해 지하 $75\text{cm}$로부터 지표상 $2\text{m}$까지의 구간을 합성수지관 또는 동등 이상의 절연효력 및 강도를 가진 몰드로 보호해야 합니다.
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88. 전압 조정기의 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위하여 특히 필요한 경우에는 그 권선에 몇 종 접지 공사를 하여야 하는가? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1종
  2. 2종
  3. 3종
  4. 특별 3종
(정답률: 57%)
  • 변압기의 안정권선, 유휴권선 또는 전압조정기의 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위해 접지공사가 필요한 경우에는 제1종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    KEC 개정으로 종별 접지 제도는 폐지되었으나, 기존 규정상 보호 목적의 내장권선 접지는 1종 접지가 기준입니다.
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89. 사용전압이 몇[V] 이상의 변압기를 설치하는 곳에는 절연유의 구외 유출 및 지하침투를 방지하기 위하여 절연유 유출 방지설비를 하여야 하는가?

  1. 10,000
  2. 20,000
  3. 100,000
  4. 300,000
(정답률: 52%)
  • 전기설비 기술기준에 따라 절연유의 누출로 인한 환경 오염 및 사고를 방지하기 위해, 사용전압이 $100,000\text{V}$이상의 변압기를 설치하는 곳에는 반드시 절연유 유출 방지설비를 갖추어야 합니다.
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90. 정류기의 전로로 대지전압이 220V 라고 한다. 이 전로의 절연저항값에 대하여 바르게 설명한 것은 ?

  1. 0.1MΩ 이상으로 유지하여야 한다.
  2. 0.1MΩ 이하로 유지하여야 한다.
  3. 0.2MΩ 이상으로 유지하여야 한다.
  4. 0.2MΩ 이하로 유지하여야 한다.
(정답률: 41%)
  • 저압 전로의 대지전압에 따른 절연저항 하한값 기준을 적용합니다. 대지전압이 $220\text{ V}$인 경우, $150\text{ V}$ 초과 $300\text{ V}$이하 범위에 해당하므로 절연저항값은 $0.2\text{ M}\Omega$이상으로 유지해야 합니다.
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91. 지중전선로를 직접 매설식에 의하여 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 시설할 경우에는 그 매설 깊이를 최소 몇[m]이상으로 하여야 하는가?(2021년 개정된 KEC 규정 적용됨)

  1. 0.6
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 60%)
  • 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.
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92. 전압의 종별을 구분할 때 직류에서의 고압의 범위는?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 600V를 넘고 6600V 이하인 것
  2. 750V를 넘고 7000V 이하인 것
  3. 1000V를 넘고 7000V 이하인 것
  4. 1500V를 넘고 7000V 이하인 것
(정답률: 56%)
  • KEC 규정에 따른 직류(DC) 전압의 구분에서 고압은 $1500\text{ V}$를 넘고 $7000\text{ V}$이하인 범위로 정의됩니다.
  • 저압:직류는 1.5KV 이하 , 교류는 1KV이하

    고압: 직류는 1.5KV 를 , 교류는 1KV를 초과하고 7KV 이하인것

    특고압: 7KV를 초과하는것
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93. 철도ㆍ궤도 또는 자동차도 전용터널안의 전선로를 시설할 때 저압 전선은 인장강도가 몇[kN] 이상의 절연전선을 사용하여야 하는가?

  1. 1.38
  2. 2.30
  3. 2.46
  4. 5.26
(정답률: 28%)
  • 철도, 궤도 또는 자동차도 전용 터널 안의 전선로에 사용하는 저압 전선은 인장강도 $2.30\text{ kN}$이상의 절연전선 또는 지름 $2.6\text{ mm}$이상의 경동선 절연전선을 사용해야 합니다.
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94. 옥내에 시설하는 저압 전선에 나전선을 사용할 수 있는 경우는 다음 중 어느 것인가?

  1. 금속 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  2. 버스 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  3. 합성 수지관 공사에 의하여 시설하는 경우
  4. 플로어 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
(정답률: 52%)
  • 옥내 저압 전선 시설 시 나전선을 사용할 수 있는 경우는 버스 덕트 공사와 라이팅 덕트 공사뿐입니다.

    오답 노트
    금속 덕트 공사, 합성 수지관 공사, 플로어 덕트 공사: 나전선 사용 불가
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95. 일반주택 및 아파트 각 호실의 현관등과 같은 조명용 백열 전등을 설치할 때에는 타임스위치를 시설하여야 한다. 몇 분 이내에 소등되는 것이어야 하는가?

  1. 1분
  2. 3분
  3. 5분
  4. 7분
(정답률: 73%)
  • 에너지 절약을 위해 일반주택 및 아파트 현관등과 같은 조명용 백열전등에 타임스위치를 설치할 경우, $3\text{분}$이내에 소등되도록 시설해야 합니다.

    오답 노트
    호텔: $1\text{분}$이내 소등
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96. 345kV의 가공송전선로를 평지에 건설하는 경우 전선의 지표상 높이는 최소 몇[m]이상이어야 하는가?

  1. 7.58
  2. 7.95
  3. 8.28
  4. 8.85
(정답률: 72%)
  • 가공송전선로의 지표상 높이는 전압에 따른 단수 계산법을 적용하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\text{높이} = ( \frac{V - 160}{10} \text{의 올림값} \times 0.12 ) + 6$
    ② [숫자 대입] $\text{높이} = ( \frac{345 - 160}{10} \text{의 올림값} \times 0.12 ) + 6 = (19 \times 0.12) + 6$
    ③ [최종 결과] $\text{높이} = 8.28$
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97. 35000v의 특별고압 가공 전선과 가공 약전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특별고압 가공전선로는 몇 종 특별고압 보안공사에 의하여야 하는가?

  1. 제 1종
  2. 제 2종
  3. 제 3종
  4. 제 4종
(정답률: 33%)
  • 사용전압이 $35\text{kV}$이하인 특별고압 가공전선과 가공 약전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우, 해당 전선로는 제 2종 특별고압 보안공사에 의거하여 시설해야 합니다.
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98. 저압 옥내배선에 미네럴인슈레이션케이블을 사용하는 경우 단면적은 몇[mm2]이상 이어야 하는가?

  1. 0.75
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.25
(정답률: 36%)
  • 저압 옥내배선에 사용하는 전선의 단면적 기준에 따라, 미네럴인슈레이션케이블을 사용할 경우에는 단면적이 $1.0\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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99. 교류 전차선과 식물사이의 이격 거리는 몇[m]이상이어야 하는가?

  1. 1.0
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 59%)
  • 교류 전차선과 식물 사이의 이격 거리는 안전을 위해 $2.0\text{m}$이상을 유지해야 합니다.
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100. 고압용의 개폐기ㆍ차단기ㆍ피뢰기 기타 이와 유사한 기구로서 동작시에 아크가 생기는 것은 목재의 벽 또는 천장 기타의 가연성 물질로부터 몇[m]이상 떼어놓아야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 2.0
  4. 3.0
(정답률: 55%)
  • 전기설비기술기준에 따라 고압용 개폐기, 차단기, 피뢰기 등 동작 시 아크가 발생하는 기구는 가연성 물질(목재 벽, 천장 등)로부터 $1.0\text{m}$이상 이격시켜 화재 위험을 방지해야 합니다.
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