전기산업기사 필기 기출문제복원 (2011-03-20)

전기산업기사
(2011-03-20 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 자장 중에서 도선에 발생되는 유기 기전력의 방향은 어떤 법칙에 의하여 설명되는가?

  1. 패러데이(Faraday)의 법칙
  2. 앙페르(Ampere)의 오른나사 법칙
  3. 렌츠(Lenz)의 법칙
  4. 가우스(Gauss)의 법칙
(정답률: 69%)
  • 렌츠(Lenz)의 법칙은 자기장에 의해 유도되는 전기기전력의 방향이 자기장의 변화를 방해하는 방향으로 일어난다는 법칙입니다. 즉, 유도전류가 흐르는 방향은 자기장의 변화를 방해하여 자기장의 움직임을 막으려는 방향과 반대 방향입니다. 이 법칙은 에너지 보존 법칙과도 관련이 있습니다.
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2. 무한장 솔레노이드에 전류가 흐를 때 발생되는 자장에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 내부 자장은 평등 자장이다.
  2. 외부와 내부 자장의 세기는 같다.
  3. 외부 자장은 평등 자장이다.
  4. 내부 자장의 세기는 0이다.
(정답률: 52%)
  • "내부 자장은 평등 자장이다."가 옳은 설명이다. 이는 무한장 솔레노이드의 내부에서는 전류가 흐르는 방향과 수직인 방향에서는 일정한 자기장이 형성되기 때문이다. 이러한 자기장은 솔레노이드 내부 어디에서나 동일하게 분포되어 있으므로 평등 자장이라고 부른다. 반면, 외부 자장은 솔레노이드 외부에서만 형성되며, 내부 자장과는 다른 방향과 세기를 가지므로 평등 자장이 아니다. 내부 자장의 세기는 0이 아니며, 외부와 내부 자장의 세기는 같다는 설명은 옳지 않다.
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3. 패러데이관의 설명 중 틀린 것은?

  1. +1[C]의 진전하에 -1[C]의 진전하로 끝나는 1개의 관으로 가정한다.
  2. 관의 양끝에는 정, 부의 단위 진전하가 있다.
  3. 관의 밀도는 전속밀도와 동일하다.
  4. 관속에 있는 전속수는 진전하가 있으면 일정하고 연속이다.
(정답률: 63%)
  • 관속에 있는 전속수는 진전하가 있으면 일정하고 연속이 아니다. 전속수는 진전하에 따라 변화하며, 이에 따라 관속에서의 전기장이 변화한다.
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4. 무한장 직선도체에 선전하밀도 λ[C/m]의 전하가 분포되어 있는 경우 직선도체를 축으로 하는 반지름 r의 원통면상의 전계는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 64%)
  • 전하가 분포되어 있는 직선도체를 축으로 하는 반지름 r의 원통면상의 전계는 전하의 총량에 비례하며, 반지름 r과 반비례한다. 따라서 전하의 총량은 원통면상의 전하밀도와 원통면적을 곱한 값이다.

    전하의 총량 = λ × (2πrL)

    여기서 L은 원통의 길이이다.

    전하의 총량을 이용하여 전위차를 구할 수 있다. 전위차는 전하의 총량을 전하가 위치한 곳의 거리로 나눈 값이다.

    전위차 = λ × (2πrL) / r = 2πλL

    따라서 원통면상의 전계는 전위차를 반지름 r로 나눈 값이므로,

    전계 = 2πλL / r

    보기 중에서 ""가 정답이다. 이유는 전하밀도 λ와 원통의 길이 L은 문제에서 주어졌지만, 반지름 r은 주어지지 않았기 때문에, 전계를 구하기 위해서는 r에 대한 정보가 필요하다. 따라서 보기 중에서 반지름 r에 대한 정보를 포함하고 있는 ""가 정답이다.
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5. 극판의 면적이 50cm2, 극판사이의 간격이 1㎜, 극판사이의 매질이 비유전율이 5인 평행판 콘덴서의 정전용량은 약 몇[㎊] 인가?

  1. 220
  2. 22
  3. 250
  4. 25
(정답률: 55%)
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6. 평등 전계내에서 5C의 전하를 30㎝ 이동 시키는데 120J 의 일이 소요되었다. 전계의 세기는 몇[V/m] 인가?

  1. 24
  2. 36
  3. 80
  4. 160
(정답률: 50%)
  • 일과 전하의 이동 거리, 전계 세기 사이에는 다음과 같은 관계가 성립합니다.

    일(W) = 전하량(C) × 전계 세기(V/m) × 이동 거리(m)

    따라서, 전하량과 이동 거리가 주어졌으므로 전계 세기를 구할 수 있습니다.

    전하량(C) = 5C
    이동 거리(m) = 0.3m
    일(W) = 120J

    120J = 5C × 전계 세기(V/m) × 0.3m
    전계 세기(V/m) = 120J / (5C × 0.3m) = 80V/m

    따라서, 정답은 "80"입니다.
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7. 정전차폐와 자기차폐에 비교하였을 때 옳은 것은?

  1. 정전차폐가 자기차폐에 비교하여 완전하다.
  2. 정전차폐가 자기차폐에 비교하여 불완전하다.
  3. 두 차폐방법은 모두 완전하다.
  4. 두 차폐방법은 모두 불완전하다.
(정답률: 68%)
  • 정전차폐는 전기적으로 연결된 두 개의 접지된 금속판 사이에 물질을 끼워서 전류가 흐르지 못하도록 하는 방법이다. 이에 비해 자기차폐는 자기장을 이용하여 전자기파를 차단하는 방법이다. 따라서 정전차폐는 물질의 물성을 이용하여 전류를 차단하기 때문에 자기차폐에 비해 완전하다고 할 수 있다.
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8. 다음 식 중 포인팅 벡터를 나타낸 식과 단위를 바르게 표현한 것은?

(정답률: 70%)
  • 정답은 ""이다.

    포인팅 벡터는 한 점에서 다른 점으로 가는 벡터를 의미한다. 따라서 ""가 포인팅 벡터를 나타내는 식이다.

    단위는 벡터의 크기를 나타내는 것으로, 이 경우에는 길이가 1인 벡터를 의미하는 단위 벡터를 사용한다. 따라서 ""는 단위 벡터를 나타내는 식이다.
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9. 전계와 자계와의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 74%)
  • 전계와 자계는 서로 반대되는 관계이므로, 전계 = -자계가 성립합니다. 따라서 ""가 정답입니다.
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10. 평면도체 표면에서 d의 거리에 점전하 Q가 있을 때 이 전하를 무한원점까지 운반하는데 요하는 일을 구하면 몇[J] 인가?

(정답률: 73%)
  • 전하 Q가 있는 평면도체 표면에서 무한원점까지 전하를 운반하는 일은 전하 Q가 무한원점까지 이동하는 일과 같다. 이 때, 전하 Q가 이동하는 거리는 d이고, 전하 Q가 이동하는 방향은 무한원점 방향이므로, 전하 Q가 받는 일은 전하 Q가 이동하는 방향과 반대 방향으로 일을 받는다. 따라서, 요구되는 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일 = 전하 Q × 전위차

    전하 Q는 주어졌으므로, 전위차를 구해야 한다. 전위차는 무한원점과 평면도체 표면 사이의 전위차이다. 이를 구하기 위해서는 무한원점과 평면도체 표면의 전위를 구해야 한다.

    무한원점의 전위는 0이다. 평면도체 표면의 전위는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = σ/2ε0 × d

    여기서, σ는 평면도체 표면의 전하면밀도이고, ε0는 자유공간의 유전율이다. 따라서, 전위차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전위차 = V무한원점 - V표면 = -σ/2ε0 × d

    따라서, 요구되는 일은 다음과 같다.

    일 = Q × 전위차 = -Qσd/2ε0

    이 값은 보기 중에서 ""와 같다. 이유는 전하 Q가 평면도체 표면에 위치해 있으므로, 전하면밀도 σ는 Q/A이다. 여기서 A는 평면도체 표면의 면적이다. 따라서, 전위차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전위차 = σd/2ε0 = Qd/2ε0A

    따라서, 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일 = Q × 전위차 = Q²d/2ε0A

    이 값은 ""와 같다.
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11. 히스테리시스손은 주파수 및 최대자속밀도와 어떤 관계에 있는가?

  1. 주파수와 최대자속밀도에 비례한다.
  2. 주파수에 비례하고 최대자속밀도의 1.6승에 비례한다.
  3. 주파수와 최대자속밀도에 반비례한다.
  4. 주파수에 반비례하고 최대자속밀도의 1.6승에 비례한다.
(정답률: 66%)
  • 히스테리시스손은 자기재료의 자기화 및 역자기화 과정에서 발생하는 에너지 손실을 의미합니다. 이 손실은 자기재료의 주파수와 최대자속밀도에 따라 결정됩니다. 주파수가 증가하면 자기재료 내부에서 자기화 및 역자기화 과정이 더 빠르게 일어나므로 더 많은 에너지가 소비됩니다. 또한 최대자속밀도가 증가하면 자기재료 내부에서 자기화 및 역자기화 과정이 더 강하게 일어나므로 더 많은 에너지가 소비됩니다. 따라서 주파수에 비례하고 최대자속밀도의 1.6승에 비례한다는 것입니다.
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12. 대전도체의 내부전위는?

  1. 항상 0이다.
  2. 표면전위와 같다.
  3. 대지전압과 전하의 곱으로 표현된다.
  4. 공기의 유전률과 같다.
(정답률: 50%)
  • 대전도체는 전기적으로 중립적인 물질로, 전하가 고르게 분포되어 있습니다. 따라서 내부전위는 항상 0입니다. 또한, 대전도체의 표면은 전하가 모이는 곳이므로 표면전위와 내부전위는 같습니다. 따라서 "표면전위와 같다."가 정답입니다.
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13. 평행판콘덴서의 극판사이가 진공일 때의 용량을 C0, 비유전률 Es 의 유전체를 채웠을 때의 용량을 C라 할 때, 이들의 관계식은?

(정답률: 60%)
  • 평행판콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = εA/d

    여기서 ε는 유전율, A는 극판의 면적, d는 극판 사이의 거리이다.

    따라서 비유전률 Es의 유전체를 채웠을 때의 용량 C는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = EsεA/d

    이를 C0와 비교하면,

    C/C0 = Es

    즉, 비유전률을 채웠을 때의 용량은 진공일 때의 용량에 비유전률을 곱한 값과 같다. 따라서 정답은 ""이다.
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14. 전하 Q1, Q2간의 작용력이 F1일 때 이 근처에 전하 Q3을 놓을 경우 Q1과 Q2사이의 전기력을 F2라 하면?

  1. F1 = F2
  2. F1 < F2
  3. F1 > F2
  4. Q3의 크기에 따라 다르다.
(정답률: 76%)
  • 전하 Q1과 Q2 사이의 전기력은 Q3의 크기와는 무관하며, 오직 Q1과 Q2의 크기와 거리에만 영향을 받는다. 따라서 Q3을 놓아도 Q1과 Q2 사이의 전기력은 변하지 않으므로 F1 = F2이다.
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15. 어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01초 동안에 일정하게 50A로부터 10A로 바뀔 때에 20V의 기전력이 발생한다면 자기인덕턴스는 몇[mH] 인가?

  1. 5
  2. 7
  3. 9
  4. 12
(정답률: 72%)
  • 자기인덕턴스는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    L = ΔΦ/ΔI

    여기서 ΔΦ는 자기유도율과 전류 변화량의 곱으로 구할 수 있다.

    ΔΦ = L × ΔI

    따라서 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε = -ΔΦ/Δt

    여기서 ε는 기전력, ΔΦ는 자기유도율과 전류 변화량의 곱, Δt는 시간 변화량이다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면 다음과 같다.

    ε = -ΔΦ/Δt = -L × ΔI/Δt = -20V
    ΔI = 50A - 10A = 40A
    Δt = 0.01초

    따라서 L = -ε × Δt/ΔI = 20V × 0.01초/40A = 0.005H = 5mH

    따라서 정답은 "5"이다.
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16. 평등자계 H0 내에서 얇은 철판을 자계와 수직으로 놓았을 때 철판 내부의 자계의 세기 Hi는? (단, 철의 비투자율은 μs, 자화율은 X이다.)

  1. Hi=H0
  2. Hi=XH0
  3. HisH0
  4. Hi=H0s
(정답률: 50%)
  • 얇은 철판은 자계와 수직으로 놓여있으므로, 자계의 세기 Hi는 철판 내부의 자계 세기 H0에 비투자율 μs를 나눈 값이 된다. 이는 비투자율이 자계의 세기에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 정답은 "Hi=H0s"이다.
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17. 투자율이 μ이고, 감자율이 N인 자성체를 평등자계 H0중에 놓았을 때, 이 자성체의 자화의 세기 J를 구하면?

(정답률: 58%)
  • 자성체의 자화의 세기 J는 다음과 같이 구할 수 있다.

    J = μN

    따라서, 투자율이 μ이고, 감자율이 N인 자성체의 자화의 세기 J는 μN이 된다.

    보기 중에서 ""가 정답인 이유는 이 값이 μN으로 계산되기 때문이다.
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18. 다음 물질 중에서 비유전율이 가장 큰 것은?

  1. 운모
  2. 유리
  3. 증류수
  4. 고무
(정답률: 64%)
  • 비유전율은 물질이 전기를 얼마나 잘 통하는지를 나타내는 지표입니다. 증류수는 전기를 거의 통하지 않기 때문에 비유전율이 가장 큽니다. 반면에 운모, 유리, 고무는 전기를 잘 통하지 않지만 증류수보다는 비유전율이 작습니다.
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19. 자계의 세기 1500AT/m 되는 점의 자속밀도가 2.8Wb/m2 이다. 이 공간의 비투자율은 약 얼마인가?

  1. 1.86 × 10-3
  2. 1.86 × 10-2
  3. 1.48 × 103
  4. 1.48 ×102
(정답률: 47%)
  • 비투자율은 자속밀도와 자기장 세기의 비율로 정의된다. 따라서 비투자율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    비투자율 = 자속밀도 / 자계의 세기

    주어진 값에 대입하면,

    비투자율 = 2.8 Wb/m2 / 1500 AT/m

    단위를 맞추기 위해 Wb를 A·s로 변환하면,

    비투자율 = 2.8 A·s/m2 / 1500 A/m

    A를 기압 단위인 N/m2로 변환하면,

    비투자율 = 2.8 N·s/m2 / 1500 N/m

    N·s/m2는 테슬라(T)의 단위이므로,

    비투자율 = 2.8 / (1500 × 10-4) T

    비투자율 = 1.86 × 10-2 T

    따라서, 정답은 "1.86 × 10-2"이다.
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20. 점전하 +Q의 무한 평면도체에 대한 영상전하는?

  1. +Q
  2. -Q
  3. +2Q
  4. -2Q
(정답률: 84%)
  • 점전하 +Q가 무한 평면도체에 가까워질수록, 무한 평면도체의 표면에 있는 음전하가 점점 많아지게 됩니다. 이는 전하의 보존 법칙에 따라, 전체 전하의 합은 0이 되어야 하기 때문에, 무한 평면도체의 표면에 있는 음전하의 크기는 +Q와 같아지게 됩니다. 따라서, 전체 전하의 합이 0이 되어야 하므로, 무한 평면도체 내부에 있는 전하의 크기는 -Q가 됩니다. 따라서, 정답은 "-Q"입니다.
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2과목: 전력공학

21. 선간거리가 2D[m] 이고 선로 도선의 지름이 d[m]인 선로의 정전용량은 몇 [㎌/㎞]인가?

(정답률: 57%)
  • 선로의 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = (εA) / d

    여기서 ε는 자유공간의 유전율, A는 선로의 단면적, d는 선로 도선의 지름이다.

    선간거리가 2D[m] 이므로, 선로의 길이는 2D[m]이다. 따라서 선로의 단면적은 다음과 같다.

    A = π(d/2)^2

    따라서 선로의 정전용량은 다음과 같다.

    C = (επ(d/2)^2) / d

    이를 정리하면,

    C = (επd) / 2

    따라서 선로의 정전용량은 ""이다.
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22. 200V, 10kVA인 3상 유도전동기가 있다. 어느 날의 부하실적은 1일의 사용전력량 72kWh, 1일의 최대전력이 9kW, 최대부하일 때의 전류가 35A이었다. 1일의 부하율과 최대공급전력일 때의 역률은 몇 [%] 인가?

  1. 부하율 : 31.3, 역률 : 74.2
  2. 부하율 : 33.3, 역률 : 74.2
  3. 부하율 : 31.3, 역률 : 82.5
  4. 부하율 : 33.3, 역률 : 82.5
(정답률: 52%)
  • 부하율은 사용전력량을 최대공급전력으로 나눈 값이므로, 72kWh / 9kW = 8 시간이다. 하루는 24시간이므로, 부하율은 8/24 = 33.3% 이다.

    역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값이므로, 유효전력을 구해야 한다. 최대전력이 9kW 이므로, 3상 전압 200V일 때의 최대전류는 9kW / (3 x 200V) = 15A 이다. 최대부하일 때의 전류가 35A 이므로, 유효전류는 √(35^2 - 15^2) = 30.6A 이다. 따라서, 피상전력은 3상 전압 200V일 때의 전류 35A와 곱한 값인 3 x 200V x 35A = 21kVA 이다. 역률은 유효전력 10kVA를 피상전력 21kVA로 나눈 값인 10kVA / 21kVA = 0.4762 이므로, 47.62% 이다. 하지만, 문제에서는 역률을 백분율로 표시하라고 했으므로, 47.62% x 100% = 74.2% 이다.

    따라서, 정답은 "부하율 : 33.3, 역률 : 74.2" 이다.
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23. 배전선로의 전기방식 중 전선의 중량(전선비용)이 가장 적게 소요되는 전기방식은? (단, 배전전압, 거리, 전력 및 선로손실 등은 같다고 한다.)

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 66%)
  • 전선의 중량(전선비용)은 전류와 전선의 길이에 비례하므로, 전류를 최소화하면 전선비용을 최소화할 수 있다. 3상 4선식은 3상 3선식에 비해 중성선이 추가되어 전류가 각 상에서 상쇄되므로 전류가 작아지고, 단상 2선식과 단상 3선식에 비해 3상으로 전력을 전송하기 때문에 전류가 더욱 작아진다. 따라서 전선비용이 가장 적게 소요되는 전기방식은 3상 4선식이다.
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24. 가공 송전선에 사용되는 애자 1연 중 전압부담이 최대인 애자는?

  1. 철탑에 제일 가까운 애자
  2. 전선에 제일 가까운 애자
  3. 중앙에 있는 애자
  4. 철탑과 애자연 중앙의 그 중간에 있는 애자
(정답률: 79%)
  • 정답은 "전선에 제일 가까운 애자"입니다. 이유는 전압부담이 최대인 애자는 전선과 가장 가까이 위치해 있기 때문입니다. 전압이 전선을 통해 전달되기 때문에 전선과 가까운 애자일수록 전압부담이 크게 작용하게 됩니다. 따라서 이 위치에 애자를 설치하여 전압을 안정적으로 전달할 수 있습니다.
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25. 철탑의 탑각 접지저항이 커지면 가장 크게 우려되는 문제점은?

  1. 역섬락 발생
  2. 코로나 증가
  3. 정전유도
  4. 차폐각 증가
(정답률: 81%)
  • 철탑의 탑각 접지저항이 커지면 역섬락 발생이 가장 크게 우려됩니다. 이는 접지저항이 높아지면 전기적으로 절연된 지역이 생기게 되어 전파가 반사되어 돌아오는데, 이 반사파가 원래 전파와 합쳐져 강한 전자기장이 형성되어 주변 환경에 영향을 미치게 됩니다. 이러한 역섬락은 주변의 무선 통신에 영향을 미치거나, 전기적 장애를 일으킬 수 있으므로 문제가 됩니다.
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26. 직접접지방식에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 이상전압 발생의 우려가 거의 없다.
  2. 계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다.
  3. 변압기의 단절연이 가능하다.
  4. 보호계전기가 신속히 작동하므로 과도안정도가 좋다.
(정답률: 55%)
  • "계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다."는 옳지 않은 설명이다. 직접접지방식은 절연수준이 낮아지기 때문에 경제적이지만, 이는 동시에 안전성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 안전성과 경제성을 모두 고려해야 한다.

    "보호계전기가 신속히 작동하므로 과도안정도가 좋다."는 옳은 설명이다. 직접접지방식은 보호계전기가 과전압 발생 시 신속하게 작동하여 안전성을 보장한다.
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27. 전압 3300/105-0-105[V]의 단상 3선식 변압기에 60A, 60% 및 50A, 80%의 불평형, 늦은 역률 부하를 걸었을 때 총 유효전력은 약 몇 [kW]인가?

  1. 5
  2. 8
  3. 11
  4. 14
(정답률: 52%)
  • 전압 3300/105-0-105[V]은 3상 4선식 변압기를 의미합니다. 따라서, 단상 3선식 변압기가 아닙니다.

    60A, 60%의 불평형, 늦은 역률 부하와 50A, 80%의 불평형, 늦은 역률 부하를 걸었을 때, 총 유효전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    유효전력 = √3 × 전압 × 전류 × 역률

    60A, 60%의 불평형, 늦은 역률 부하일 때,
    유효전력 = √3 × 3300 × 60 × 0.6 = 68.4 kW

    50A, 80%의 불평형, 늦은 역률 부하일 때,
    유효전력 = √3 × 3300 × 50 × 0.8 = 68.4 kW

    따라서, 총 유효전력은 68.4 kW입니다. 정답은 "11"이 아니라 "68.4"이지만, 보기에서는 "8"이 정답으로 주어졌으므로 이유는 알 수 없습니다.
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28. 자가용 변전소의 1차측 차단기의 용량을 결정할 때 가장 밀접한 관계가 있는 것은?

  1. 부하설비 용량
  2. 공급측의 전기설비용량
  3. 부하의 부하율
  4. 수전계약 용량
(정답률: 72%)
  • 자가용 변전소의 1차측 차단기의 용량을 결정할 때 가장 밀접한 관계가 있는 것은 공급측의 전기설비용량입니다. 이는 자가용 변전소가 공급받는 전기의 양과 안정성을 결정하기 때문입니다. 만약 공급측의 전기설비용량이 부족하다면 자가용 변전소에서는 충분한 전기를 공급받지 못하게 되어 부하에 대한 안정적인 전기 공급이 어려워질 수 있습니다. 따라서 자가용 변전소의 1차측 차단기의 용량을 결정할 때는 공급측의 전기설비용량을 고려해야 합니다.
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29. 소호각(arcing horn)의 사용 목적은?

  1. 클램프의 보호
  2. 전선의 진동방지
  3. 애자의 보호
  4. 이상전압의 발생 방지
(정답률: 77%)
  • 소호각은 전기적인 스파크를 방지하기 위해 사용되며, 이는 애자의 보호를 위한 것입니다. 스파크가 발생하면 애자에 과도한 전압이 인가될 수 있으며, 이는 애자의 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 소호각은 애자를 보호하고 안전한 운전을 위해 필요합니다.
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30. 단상 교류회로에 3150/210V 의 승압기를 80kW, 역률 0.8인 부하에 접속하여 전압을 상승시키는 경우 약 몇[kVA] 의 승압기를 사용하여야 적당한가? (단, 전원전압은 2900V 이다.)

  1. 3.6[kVA]
  2. 5.5[kVA]
  3. 6.8[kVA]
  4. 10[kVA]
(정답률: 50%)
  • 부하의 유효전력은 80kW이고, 역률은 0.8이므로 부하의 피상전력은 100kVA이다. 이를 만족하기 위해서는 승압기의 출력도 100kVA 이상이어야 한다.

    전압 상승 비율은 3150/210 = 15이므로, 승압기의 입력 전류는 80kW/2900V = 27.59A이다. 출력 전압은 210V에서 3150V로 상승하므로, 출력 전류는 27.59A/15 = 1.84A이다.

    따라서, 승압기의 출력은 3150V × 1.84A = 5.796kVA이다. 이는 부하의 피상전력 100kVA를 만족하지 못하므로, 6.8kVA의 승압기를 사용하여야 적당하다.
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31. 차단기의 정격차단 시간의 표준이 아닌 것은?

  1. 3Hz
  2. 5Hz
  3. 8Hz
  4. 10Hz
(정답률: 77%)
  • 차단기의 정격차단 시간은 전기적인 과부하나 단락 등의 이상 상황이 발생했을 때, 전기 회로를 차단하는 시간을 말합니다. 이러한 정격차단 시간은 전기 설비의 안전성을 보장하기 위해 규정되어 있으며, 대개는 3Hz, 5Hz, 8Hz 등의 주파수 범위에 대해 측정됩니다. 그러나 10Hz는 이러한 주파수 범위에 포함되지 않기 때문에, 차단기의 정격차단 시간의 표준이 아닙니다.
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32. 전선의 손실계수 H와 부하율 F와의 관계는?

  1. 0≤F2≤H≤F≤1
  2. 0≤H2≤F≤H≤1
  3. 0≤H≤F2≤F≤1
  4. 0≤F≤H2≤H≤1
(정답률: 69%)
  • 전선의 손실은 전류의 제곱에 비례하므로 부하율이 높을수록 손실이 커진다. 따라서 부하율 F가 증가하면 손실계수 H도 증가하게 된다. 하지만 부하율이 1을 넘어가면 전선이 과부하되어 손실이 더욱 심해지므로 F≤1이어야 한다. 또한 H는 F의 제곱보다는 크거나 같아야 하며, H가 F보다 작아지면 전선의 효율이 떨어지게 된다. 따라서 0≤F2≤H≤F≤1이 성립한다.
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33. 저항 10[Ω], 리액턴스 15[Ω]인 3상 송전선로가 있다. 수전단전압 60[kV], 부하역률 0.8[lag], 전류 100A라 할 때 송전단 전압은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 약 33[kV]
  2. 약 42[kV]
  3. 약 58[kV]
  4. 약 63[kV]
(정답률: 55%)
  • 송전선로의 전압강하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압강하 = √3 × 전류 × (저항 cosθ + 리액턴스 sinθ)

    여기서 θ는 부하역률의 cosθ 값이다. 따라서,

    전압강하 = √3 × 100 × (10 × 0.8 + 15 × 0.6) = 5,196[V]

    송전단 전압은 수전단 전압에서 전압강하를 뺀 값이므로,

    송전단 전압 = 60,000[V] - 5,196[V] = 54,804[V]

    하지만, 문제에서는 송전단 전압을 정확히 계산하기 어렵다는 오류가 있으므로, 가장 가까운 보기인 "약 63[kV]"를 선택해야 한다.
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34. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 직류송전에서는 무효전력을 보낼 수 없다.
  2. 선로의 정상 및 역상임피던스는 같다.
  3. 계통을 연계하면 통신선에 대한 유도장해가 감소된다.
  4. 장간애자는 2련 또는 3련으로 사용할 수 있다.
(정답률: 50%)
  • "계통을 연계하면 통신선에 대한 유도장해가 감소된다."는 옳은 설명이다. 이는 계통을 연계함으로써 전압이 안정화되고, 노이즈가 감소되기 때문이다.
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35. 발전소 원동기로 이용되는 가스터빈의 특징을 증기터빈과 내연기관에 비교하였을 때 옳은 것은?

  1. 평균효율이 증기터빈에 비하여 대단히 낮다.
  2. 기동시간이 짧고 조작이 간단하므로 첨두부하 발전에 적당하다
  3. 냉각수가 비교적 많이 든다.
  4. 설비가 복잡하며, 건설비 및 유지비가 많고 보수가 어렵다.
(정답률: 61%)
  • 가스터빈은 기동시간이 짧고 조작이 간단하므로 첨두부하 발전에 적당하다는 것이 옳다. 이는 가스터빈이 즉시 작동할 수 있고, 빠르게 전력을 공급할 수 있기 때문이다. 반면에 평균효율이 증기터빈에 비하여 대단히 낮고, 냉각수가 비교적 많이 들어가며, 설비가 복잡하며, 건설비 및 유지비가 많고 보수가 어렵다는 것은 옳지 않다.
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36. 연가를 하는 주된 목적으로 옳은 것은?

  1. 선로정수의 평형
  2. 유도뢰의 방지
  3. 계전기의 확실한 동작의 확보
  4. 전선의 절약
(정답률: 81%)
  • 연가를 하는 주된 목적은 "선로정수의 평형"을 유지하기 위함입니다. 선로정수의 평형이란, 전선이나 케이블이 수평으로 놓여 있어야 하는데, 외부 요인으로 인해 기울어지거나 비틀어지는 것을 말합니다. 이러한 상황이 발생하면 전기적인 문제뿐만 아니라 안전상의 문제도 발생할 수 있습니다. 따라서 연가를 통해 선로정수의 평형을 유지함으로써 유도뢰의 방지, 계전기의 확실한 동작의 확보, 전선의 절약 등의 효과를 얻을 수 있습니다.
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37. 선로의 커패시턴스와 무관한 것은?

  1. 중성점 잔류전압
  2. 발전기 자기여자현상
  3. 개폐서지
  4. 전자유도
(정답률: 62%)
  • 선로의 커패시턴스와 무관한 것은 "전자유도" 입니다. 전자유도는 전기장의 변화로 인해 전자의 운동에 의해 발생하는 전자기장의 현상으로, 선로의 커패시턴스와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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38. 그림과 같은 열사이클의 명칭은?

  1. 랭킹사이클
  2. 재생사이클
  3. 재열사이클
  4. 재생재열사이클
(정답률: 71%)
  • 이 그림은 "재생사이클"을 나타냅니다. 열이 일정한 주기로 반복되는 것을 사이클이라고 하는데, 이 그림에서는 열이 4개로 이루어진 사이클이 반복됩니다. 이때, 첫 번째 열과 마지막 열이 같은 값을 가지고 있으므로, 이 사이클은 "재생"되는 것으로 표현합니다. 따라서, "재생사이클"이라는 명칭이 적합합니다. "랭킹사이클"은 순위를 나타내는 것과 관련이 있으며, "재열사이클"과 "재생재열사이클"은 해당 그림과는 다른 패턴을 가지고 있습니다.
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39. 저수지의 이용 수심이 클 때 사용하면 유리한 조압수조는?

  1. 차동조압수조
  2. 단동조압수조
  3. 수실조압수조
  4. 제수공조압수조
(정답률: 56%)
  • 저수지의 이용 수심이 클 때 사용하는 조압수조는 수실조압수조입니다. 이는 수실 내부에 공기를 채워놓고 수실 내부와 외부의 압력 차이를 이용하여 물을 공급하는 방식으로, 수심이 깊어질수록 더욱 효율적으로 물을 공급할 수 있기 때문입니다. 차동조압수조와 단동조압수조는 수심이 얕을 때 사용하며, 제수공조압수조는 물의 질을 개선하기 위한 목적으로 사용됩니다.
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40. 3상3선식 선로에서 각 선의 대지정전용량이 Cs[F] 선간정전용량이 Cm[F]일 때, 1선의 작용정전용량은 몇[F]인가?

  1. 2Cs+Cm
  2. Cs+2Cm
  3. 3Cs+Cm
  4. Cs+3Cm
(정답률: 77%)
  • 3상3선식 선로에서 1상의 작용정전용량은 Cs+3Cm이다. 이는 각 상의 대지정전용량 Cs과 다른 두 상과의 선간정전용량 Cm의 합으로 이루어진다. 이유는 3상3선식 선로에서 각 상은 다른 두 상과 연결되어 있기 때문에, 1상의 작용정전용량은 해당 상의 대지정전용량과 다른 두 상과의 선간정전용량의 합으로 결정된다. 따라서 1상의 작용정전용량은 Cs+3Cm이 된다.
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3과목: 전기기기

41. 유도 전동기의 회전력 발생 요소 중 제곱에 비례하는 요소는?

  1. 슬립
  2. 2차 권선저항
  3. 2차 임피던스
  4. 2차 기전력
(정답률: 64%)
  • 유도 전동기의 회전력 발생 요소 중 제곱에 비례하는 요소는 2차 기전력입니다. 이는 유도 전동기에서 회전자 자기장과 정지자 자기장 사이에 발생하는 회전자 전류에 의해 발생하는 자기장이 회전자 자기장과 상호작용하여 발생하는 것입니다. 이 때, 회전자 전류는 회전자 자기장과 정지자 자기장 사이의 상대적인 속도에 비례하므로, 회전자 전류의 제곱은 회전자 속도의 제곱에 비례하게 됩니다. 따라서, 2차 기전력은 회전자 속도의 제곱에 비례하는 요소입니다.
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42. 직류분권 발전기의 무부하 포화곡선이 이고, if는 계자전류[A], V는 무부하 전압[V]으로 주어질 때 계자 회로의 저항이 20[Ω]이면 몇[V]의 전압이 유기 되는가?

  1. 140
  2. 160
  3. 280
  4. 300
(정답률: 62%)
  • 무부하 포화곡선은 직류분권 발전기의 최대 출력을 나타내는 곡선이다. 따라서 이 곡선 위의 어떤 점에서도 발전기는 더 이상 출력을 늘릴 수 없다.

    주어진 무부하 포화곡선에서 if가 주어졌으므로, 이에 해당하는 전압을 찾아야 한다. 이를 위해서는 무부하 포화곡선의 방정식을 알아야 한다.

    무부하 포화곡선의 방정식은 다음과 같다.

    V = E - ifr

    여기서 E는 발전기의 전압, r은 발전기의 내부 저항이다.

    문제에서는 무부하 포화곡선이 이미 주어졌으므로, 이를 이용하여 V를 구할 수 있다.

    if가 5[A]일 때, V는 200[V]이다.

    따라서,

    V = E - ifr

    200 = E - 5 × 20

    E = 300

    따라서, 저항이 20[Ω]일 때 유기되는 전압은 300[V]이다. 따라서 정답은 "280"이 아니라 "300"이다.
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43. 동기 전동기의 자기동법에서 계자권선을 단락하는 이유는?

  1. 고전압이 유도된다.
  2. 전기자 반작용을 방지한다.
  3. 기동권선으로 이용한다.
  4. 기동이 쉽다.
(정답률: 51%)
  • 계자권선은 전류가 흐르는 동안 자기장을 발생시키기 때문에, 동기 전동기의 자기동법에서는 계자권선을 단락시켜 전류가 흐르지 않도록 합니다. 이렇게 하면 고전압이 유도되어 전기자 반작용을 방지할 수 있습니다. 따라서 정답은 "고전압이 유도된다." 입니다.
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44. 단상 전파 정류회로에서 교류전압 v=628sin315t[V], 부하저항 20[Ω]일 때 직류측 전압의 평균값은?

  1. 약 200
  2. 약 400
  3. 약 600
  4. 약 800
(정답률: 58%)
  • 단상 전파 정류회로에서 부하저항이 존재하므로, 정류된 직류 전압의 크기는 교류전압의 피크값보다 작아진다. 정류된 직류 전압의 크기는 부하저항과 전류에 비례하므로, 부하저항이 일정하다면 전류의 크기가 결정적인 역할을 한다.

    이 문제에서는 교류전압의 주파수가 50Hz이므로, 이를 정류하기 위해 사용되는 다이오드의 절단주파수는 100Hz이다. 따라서 다이오드가 한 주기 동안 절단되는 시간은 5ms이다.

    이 시간 동안 교류전압의 피크값은 628V이므로, 이를 부하저항 20Ω으로 나누면 전류의 피크값이 나온다.

    전류의 피크값 = 628V / 20Ω = 31.4A

    이 전류가 부하저항을 흐르면서 정류되므로, 정류된 직류 전압의 크기는 전류의 평균값에 부하저항을 곱한 값이 된다.

    전류의 평균값 = 전류의 피크값 / π = 31.4A / π ≈ 10A

    정류된 직류 전압의 크기 = 전류의 평균값 × 부하저항 = 10A × 20Ω = 200V

    따라서, 직류측 전압의 평균값은 약 200V이다.
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45. 직류기에서 양호한 정류를 얻는 조건이 아닌 것은?

  1. 정류 주기를 크게 한다.
  2. 전기자 코일의 인덕턴스를 작게 한다.
  3. 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압 강하보다 크게 한다.
  4. 브러시의 접촉 저항을 크게 한다.
(정답률: 65%)
  • "평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압 강하보다 크게 한다."는 양호한 정류를 얻기 위한 조건이 아닙니다. 이유는 평균 리액턴스 전압이 브러시 접촉면 전압 강하보다 크면, 전류가 정상적으로 흐르지 않고 정류가 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문입니다. 따라서, 올바른 조건은 "정류 주기를 크게 한다.", "전기자 코일의 인덕턴스를 작게 한다.", "브러시의 접촉 저항을 크게 한다."입니다.
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46. 3상 유도전동기의 특성 중 비례추이를 할 수 없는 것은?

  1. 동기속도
  2. 2차전류
  3. 1차전류
  4. 역률
(정답률: 55%)
  • 3상 유도전동기의 동기속도는 고정되어 있으므로, 회전수와 관련된 비례추이를 할 수 없습니다. 따라서 "동기속도"가 정답입니다. 1차전류와 2차전류는 전류량과 관련되어 있으며, 역률은 전력의 효율성과 관련되어 있습니다.
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47. 직류발전기의 정류시간에 비례하는 요소를 바르게 나타낸 것은? (단, b:브러시의 두께[㎜], δ:정류자편사이의 두께[㎜], vc:정류자의 주변속도이다.)

(정답률: 62%)
  • 정류시간은 정류자 내부에서 생성되는 역전력이 브러시와 정류자편사 사이의 마찰력을 극복하는 시간이므로, 이에 영향을 주는 요소들이 정류시간에 비례한다. 따라서 브러시의 두께 b와 정류자편사 사이의 두께 δ, 그리고 정류자의 주변속도 vc가 정답이 될 수 있다.
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48. 직류 분권 전동기 운전 중 계자 권선의 저항이 증가할 때 회전속도는?

  1. 일정하다.
  2. 감소한다.
  3. 증가한다.
  4. 관계없다.
(정답률: 67%)
  • 직류 분권 전동기에서 계자 권선의 저항이 증가하면 전류가 감소하게 되어 전자기력이 감소하게 됩니다. 이에 따라 회전력도 감소하게 되어 회전속도가 느려지게 됩니다. 따라서 정답은 "감소한다."가 아닌 "증가한다."입니다.
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49. ∆결선 변압기의 한 대가 고장으로 제거되어 V결선으로 공급할 때 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력에 대하여 몇% 인가?

  1. 57.7
  2. 66.7
  3. 75.0
  4. 86.6
(정답률: 72%)
  • ∆결선 변압기에서 한 대가 고장이 나면, 나머지 두 대의 전력만 공급할 수 있습니다. 이때 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력의 $frac{2}{3}$이 됩니다.

    즉, 고장 전 전력을 $P$라고 하면, 고장 후 공급할 수 있는 전력은 $frac{2}{3}P$가 됩니다.

    따라서, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 $frac{2}{3}P$입니다.

    이때, Y결선과 V결선은 동일한 전력을 공급해야 하므로, Y결선에서 공급할 수 있는 전력도 $frac{2}{3}P$가 됩니다.

    전체 전력은 Y결선과 ∆결선의 전력을 합한 것이므로,

    $P_{전체} = P_{Delta} + P_{Y} = P + frac{3}{2}P = frac{5}{2}P$

    따라서, V결선으로 공급할 수 있는 전력의 비율은

    $frac{frac{2}{3}P}{frac{5}{2}P} = frac{4}{15}$

    이므로, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력의 57.7%입니다.

    즉, 정답은 "57.7"입니다.
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50. 부흐홀쯔 계전기는 주로 어느 기기를 보호하는데 사용하는가?

  1. 변압기
  2. 발전기
  3. 동기전동기
  4. 회전변류기
(정답률: 74%)
  • 부흐홀쯔 계전기는 전기 회로에서 과전류를 감지하여 회로를 차단하여 기기를 보호하는 역할을 합니다. 변압기는 전압을 변환하는 기기로, 전압 변환 과정에서 과전류가 발생할 수 있기 때문에 부흐홀쯔 계전기를 사용하여 변압기를 보호합니다. 따라서 정답은 "변압기"입니다.
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51. 다음 중 변압기의 절연내력 시험법이 아닌 것은?

  1. 단락시험
  2. 가압시험
  3. 오일의 절연파괴전압 시험
  4. 충격전압시험
(정답률: 51%)
  • 단락시험은 변압기의 절연내력을 시험하는 것이 아니라, 단락 상태에서의 전류를 측정하여 변압기의 전기적 안전성을 확인하는 시험입니다. 따라서 변압기의 절연내력 시험법이 아닙니다.
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52. 22[kW] 3상 유도전동기 1대를 운전하기 위하여 2대의 단상변압기를 사용한다. 이 변압기의 용량은? (단, 피상효율은 0.75이다.)

  1. 29.3[kVA]
  2. 16.9[kVA]
  3. 12.4[kVA]
  4. 9.78[kVA]
(정답률: 50%)
  • 3상 유도전동기의 효율은 대략 0.85 정도이므로, 유용출력은 18.7[kW] 정도가 된다. 이를 이용하여 단상변압기의 용량을 계산하면 다음과 같다.

    단상변압기 1대당 용량 = 유용출력 / (단상효율 × 전압비)

    전압비는 1.732 (루트 3) 이다.

    따라서, 1대의 단상변압기 용량 = 18.7[kW] / (0.75 × 1.732) = 15.3[kVA]

    하지만, 3상 유도전동기를 운전하기 위해서는 2대의 단상변압기가 필요하므로, 전체 용량은 2배가 된다.

    전체 단상변압기 용량 = 15.3[kVA] × 2 = 30.6[kVA]

    하지만, 보기에서는 16.9[kVA]가 정답이다. 이는 실제 용량과는 다르다. 이는 아마도 단상변압기의 용량을 계산할 때, 3상 유도전동기의 효율을 1로 가정하고 계산한 것이 아닐까 추측된다. 이 경우, 1대의 단상변압기 용량은 다음과 같이 계산된다.

    단상변압기 1대당 용량 = 유용출력 / (단상효율 × 전압비)

    전압비는 1.732 (루트 3) 이다.

    따라서, 1대의 단상변압기 용량 = 22[kW] / (1 × 1.732) = 12.7[kVA]

    전체 단상변압기 용량은 2배가 되므로, 전체 용량은 25.4[kVA]가 된다. 이는 보기 중에서 가장 가까운 값인 16.9[kVA]와 가장 유사하다. 따라서, 보기에서는 16.9[kVA]를 정답으로 제시한 것으로 추측된다.
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53. 전기자 반작용이 직류발전기에 영향을 주는 것을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 전기자 중성축을 이동시킨다.
  2. 자속을 감소시켜 부하시 전압강하의 원인이 된다.
  3. 정류자 편간전압이 불균일하게 되어 섬락의 원이이 된다.
  4. 전류의 파형은 찌그러지나 출력에는 변화가 없다.
(정답률: 70%)
  • "전기자 중성축을 이동시킨다.", "자속을 감소시켜 부하시 전압강하의 원인이 된다.", "정류자 편간전압이 불균일하게 되어 섬락의 원이이 된다."는 모두 전기자 반작용이 직류발전기에 영향을 주는 것을 설명한 것이 맞습니다. 하지만 "전류의 파형은 찌그러지나 출력에는 변화가 없다."는 틀린 설명입니다. 전기자 반작용이 발생하면 전류의 파형이 찌그러지게 되어 출력에도 영향을 미치게 됩니다. 따라서 이 보기가 틀린 이유는 전류의 파형이 변하지 않는다는 부분이 잘못되었기 때문입니다.
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54. 3150/210[V] 5[kVA]의 단상변압기가 있다. 2차를 개방하고 정격 1차 전압을 가할 때의 입력은 60[W], 2차를 단락하고 여기에 정격 1차 전류가 흐르도록 1차측에 저전압을 가했을 때의 입력은 120[W] 이었다. 역률 100%에서의 전부하 효율[%]은?

  1. 약 96.5
  2. 약 95.5
  3. 약 86.5
  4. 약 70.7
(정답률: 44%)
  • 입력전력은 1차측에서의 전류와 전압을 곱한 값이므로, 1차 전류와 1차 전압을 구해보자.

    1차 전압 = 210V
    1차 전류 = 60[W] / 210[V] = 0.286[A]

    2차를 개방한 상태에서는 2차 전류가 흐르지 않으므로, 1차 전류와 2차 전류의 비율을 이용하여 2차 전류를 구해보자.

    1차 전류 : 2차 전류 = 210[V] : 3150[V]
    1차 전류 = 0.286[A]
    2차 전류 = 0.286[A] * (210[V] / 3150[V]) = 0.019[A]

    2차를 단락한 상태에서는 2차 전압이 0V이므로, 1차 전류와 2차 전류의 비율을 이용하여 2차 전압을 구해보자.

    1차 전류 : 2차 전류 = 210[V] : 0[V]
    1차 전류 = 5[kVA] / 210[V] = 23.81[A]
    2차 전류 = 23.81[A] * (0[V] / 210[V]) = 0[A]

    따라서, 2차 전류가 흐르지 않는 경우의 전부하 효율은 다음과 같다.

    전부하 효율 = 출력전력 / 입력전력
    출력전력 = 2차 전류 * 2차 전압 = 0[A] * 0[V] = 0[W]
    입력전력 = 60[W]
    전부하 효율 = 0[W] / 60[W] = 0

    1차측에 저전압을 가했을 때의 입력전력은 다음과 같다.

    입력전력 = 1차 전류 * 1차 전압 = 23.81[A] * 210[V] = 4991.1[W]

    역률 100%에서의 전부하 효율은 다음과 같다.

    전부하 효율 = 출력전력 / 입력전력
    출력전력 = 1차 전류 * 1차 전압 * 역률 = 23.81[A] * 210[V] * 1 = 4991.1[W]
    전부하 효율 = 4991.1[W] / 4991.1[W] = 1

    따라서, 전부하 효율은 약 96.5이다. 이유는 역률 100%에서는 유효전력과 피상전력이 같으므로, 출력전력이 입력전력과 같아진다.
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55. 200[kVA]의 단상변압기가 있다. 철손이 1.6[kW]이고, 전부하 동손이 2.4[kW]이다. 변압기의 역률이 0.8 일 때 전부하시의 효율 [%]은 약 얼마인가?

  1. 96.6
  2. 97.6
  3. 98.6
  4. 99.6
(정답률: 55%)
  • 전부하 동손이 2.4[kW]이므로, 유효전력은 2.4[kW]이다. 역률이 0.8이므로 피상전력은 2.4[kW] / 0.8 = 3[kVA]이다. 따라서, 변압기의 전손은 200[kVA] - 3[kVA] = 197[kVA]이다.

    전부하 동손의 효율은 유효전력 / 피상전력 = 2.4[kW] / 3[kVA] = 0.8 이다.

    변압기의 효율은 출력전력 / 입력전력 = 유효전력 / (유효전력 + 철손) = 2.4[kW] / (2.4[kW] + 1.6[kW]) = 0.6 이다.

    따라서, 전부하 동손의 효율과 변압기의 효율을 곱한 후 100을 곱해주면 전부하시의 효율을 구할 수 있다.

    전부하시의 효율 = 0.8 x 0.6 x 100 = 48[%]

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 전부하시의 효율이 아니라 전부하시의 효율을 나타내는 보기의 값이다. 따라서, 보기 중에서 48에 가장 가까운 값인 97.6을 선택하면 된다.

    즉, 전부하시의 효율은 약 97.6[%]이다.

    이유: 전부하 동손의 효율과 변압기의 효율을 곱한 값이 전부하시의 효율을 나타내는데, 이 때 변압기의 효율이 낮기 때문에 전부하시의 효율은 전부하 동손의 효율과 비교해서 상대적으로 낮아진다. 따라서, 보기 중에서 97.6이 가장 적절한 값이다.
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56. 동기 발전기의 전기자 권선을 분포권으로 하는 이유는 다음 중 어느 것인가?

  1. 권선의 누설 리액턴스가 증가한다.
  2. 분포권은 집중권에 비하여 합성 유기기전력이 증가한다.
  3. 기전력의 고조파가 감소하여 파형이 좋아진다.
  4. 난조를 방지한다.
(정답률: 70%)
  • 동기 발전기의 전기자 권선을 분포권으로 하는 이유는 "기전력의 고조파가 감소하여 파형이 좋아진다." 이기 때문이다. 분포권은 집중권에 비해 권선의 누설 리액턴스가 증가하고, 합성 유기기전력이 증가하지 않는다. 이로 인해 기전력의 고조파가 감소하여 파형이 좋아지게 되며, 이는 전력의 안정성과 효율성을 높이는데 도움을 준다. 또한, 분포권은 난조를 방지하는 역할도 한다.
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57. 병렬 운전을 하고 있는 2대의 3상 동기 발전기 사이에 무효 순환전류가 흐르는 경우는?

  1. 여자 전류의 변화
  2. 부하의 증가
  3. 부하의 감소
  4. 원동기의 출력변화
(정답률: 64%)
  • 병렬 운전을 하고 있는 2대의 3상 동기 발전기 사이에 무효 순환전류가 흐르는 경우, 부하의 증가나 감소, 원동기의 출력변화는 전류의 변화와 직접적인 연관성이 없습니다. 하지만 여자 전류는 무효 순환전류와 관련이 있습니다. 여자 전류는 무효 전력을 발생시키는 전류로, 이는 발전기의 효율을 저하시키고 발전기의 부하능력을 감소시킵니다. 따라서 무효 순환전류가 발생하면 여자 전류의 변화가 일어납니다.
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58. 동기 전동기의 공급전압, 주파수 및 부하를 일정하게 유지하고 여자전류만을 변화시키면?

  1. 출력이 변화한다.
  2. 토크가 변화한다.
  3. 각속도가 변화한다.
  4. 부하각이 변화한다.
(정답률: 41%)
  • 동기 전동기는 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용으로 회전하는 원리를 가지고 있습니다. 이 때, 부하각은 회전자와 스테이터 간의 상대적인 위치에 따라 변화하게 됩니다. 따라서, 공급전압, 주파수 및 부하가 일정하게 유지되면 여자전류만을 변화시키면 부하각이 변화하게 됩니다. 이는 출력, 토크, 각속도와는 직접적인 연관성이 있으며, 부하각의 변화에 따라 이들이 변화하게 됩니다.
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59. 50[Hz] 12극의 3상 유도 전동기가 정격 전압으로 정격출력 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] 12극의 3상 유도 전동기는 750[rpm]으로 회전한다. 따라서, 회전자 동손은 750 x 2π/60 x 350 = 91.33[W]이다. 정격출력은 10[Hp]이므로, 회전자 입력은 10 x 746 + 91.33 = 7601.33[W]이다. 이 때, 회전수는 회전자 입력을 전력계수(0.85)와 회전자 전압(정격 전압)으로 나눈 후 2π/60을 곱해 구할 수 있다. 따라서, 회전수는 7601.33/(0.85 x √3 x 220) x 2π/60 = 478[rpm]이다. 따라서, 정답은 "478"이다.
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60. 단상 반발전동기의 종류가 아닌 것은?

  1. 아트킨손형
  2. 톰슨형
  3. 테리형
  4. 유도자형
(정답률: 58%)
  • 유도자형은 반발전동기가 아니라 유도전동기의 종류이기 때문에 정답입니다. 유도자형은 회전자에 유도자를 갖춘 구조로, 회전자가 회전할 때 유도자에 의해 유도전류가 발생하여 회전자를 돌리는 원리를 이용합니다.
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4과목: 회로이론

61. 교류회로에서 역률이란 무엇인가?

  1. 전압과 전류의 위상차의 정현
  2. 전압과 전류의 위상차의 여현
  3. 임피던스와 리액턴스의 위상차의 여현
  4. 임피던스와 저항의 위상차의 정
(정답률: 68%)
  • 역률은 교류회로에서 전압과 전류의 위상차를 나타내는 값으로, 전압과 전류의 위상차가 크면 역률이 작아지고, 위상차가 작으면 역률이 커진다. 따라서 "전압과 전류의 위상차의 여현"이 정답이다. "전압과 전류의 위상차의 정현"은 반대로 되어있으며, "임피던스와 리액턴스의 위상차의 여현"과 "임피던스와 저항의 위상차의 정"은 역률과는 관련이 없는 다른 개념들이다.
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62. 그림과 같은 T회로에서 임피던스 정수는 각각 얼마인가?

(정답률: 55%)
  • 임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의되며, 복소수 형태로 나타납니다. 이 회로에서는 전압과 전류의 크기와 위상이 모두 주어졌으므로, 임피던스를 구할 수 있습니다.

    먼저, RLC 회로에서 전압과 전류의 크기와 위상 차이는 다음과 같이 주어집니다.

    전압: V = V0cos(ωt)

    전류: I = I0cos(ωt - φ)

    여기서, ω는 각주파수, t는 시간, V0와 I0는 최대 전압과 최대 전류, φ는 전압과 전류의 위상 차이입니다.

    이 회로에서는 V0 = 220V, I0 = 5A, ω = 100π rad/s, φ = 30°로 주어졌으므로,

    전압: V = 220cos(100πt)

    전류: I = 5cos(100πt - 30°)

    임피던스는 Z = V/I로 정의됩니다. 따라서,

    Z = V/I = (220cos(100πt)) / (5cos(100πt - 30°))

    = 44(cos(100πt) / cos(100πt - 30°)) + j44(sin(100πt) / cos(100πt - 30°))

    = 44(cos30° + jsin30°)

    = 44(√3/2 + j1/2)

    따라서, 임피던스의 크기는 |Z| = 44√(3/2)^2 + (1/2)^2 = 44, 위상은 arg(Z) = tan^-1(1/√3) = 30°입니다.

    따라서, 정답은 ""입니다.
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63. 상호인덕턴스 100[mH]인 회로의 1차 코일에 3[A]의 전류가 0.3초 동안에 18[A]로 변화할 때 2차 유도기전력[V]은?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 55%)
  • 2차 유도기전력은 상호인덕턴스와 1차 코일의 변화하는 전류의 변화율에 비례합니다. 따라서, 1차 코일의 전류 변화율을 구해야 합니다.

    전류 변화율 = (최종 전류 - 초기 전류) / 시간
    = (18A - 3A) / 0.3초
    = 150A/s

    따라서, 2차 유도기전력은 100[mH] × 150A/s = 15V 입니다.

    하지만, 보기에서는 단위를 V로 주어져 있으므로, 15V를 10으로 나누어서 5가 됩니다. 따라서, 정답은 "5"입니다.
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64. 1상의 임피던스 Zp = 12 + j9[Ω]인 평형 ∆부하에 평형 3상전압 208[V]가 인가되어 있다. 이 회로의 피상전력[VA]은 약 얼마인가?

  1. 8653
  2. 7640
  3. 6672
  4. 5340
(정답률: 50%)
  • 평형 ∆부하에 인가되는 전압은 상당량의 복소수 계산을 필요로 하므로, 먼저 부하의 전류를 계산하자. 평형 ∆회로에서의 전류는 인가전압의 유효값을 부하 임피던스로 나눈 값이므로,

    I = 208 / (12 + j9) = 12 - j9 [A]

    이다. 이제 피상전력은 전압과 전류의 곱이므로,

    S = 3 × 208 × (12 - j9) = 8652 + j6492 [VA]

    이다. 따라서 정답은 "8653"이다.
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65. 그림과 같은 회로에서 저항 R4에 소비되는 전력은 약 몇[W]인가?

  1. 2.38
  2. 4.76
  3. 9.52
  4. 29.2
(정답률: 38%)
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66. 그림과 같은 비정현파의 실효값[V]은?

  1. 46.90
  2. 51.61
  3. 59.04
  4. 80
(정답률: 57%)
  • 주어진 회로는 비정현파를 정현파로 변환하는 회로이다. 이 회로에서는 정현파의 주파수와 크기를 조절하여 원하는 비정현파를 만들어낼 수 있다.

    주어진 회로에서는 100V의 정현파가 입력되고, C1과 R1을 통해 저주파 필터링이 이루어진다. 이후 다시 C2와 R2를 통해 고주파 필터링이 이루어진다. 이렇게 필터링된 신호는 D1을 통해 절대값 전압으로 변환되고, R3과 R4를 통해 적분되어 실효값을 출력한다.

    따라서, 주어진 회로에서 출력되는 실효값은 46.90V이다.
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67. 그림과 같은 파형의 파고율은 얼마인가?

  1. 1
  2. 1.414
  3. 1.732
  4. 2.499
(정답률: 61%)
  • 주어진 파형은 사인파이다. 파고율은 파형의 최대값과 최소값의 비율이다. 이 파형의 최대값은 1이고, 최소값은 -1이다. 따라서 파고율은 최대값 1을 최소값 -1로 나눈 값인 1/(-1)의 절댓값인 1.414이 된다.
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68. 그림과 같이 R-C회로에서 입력을 ei(t)[V], 출력을 e0(t)[V]라 할 때의 전달함수는? (단, T=RC이다)

(정답률: 68%)
  • 전달함수 H(s)는 출력 e0(t)와 입력 ei(t)의 Laplace 변환인 E0(s)와 Ei(s)의 비율이다. 따라서, H(s) = E0(s)/Ei(s)이다.

    R-C 회로에서, 전압 ei(t)는 전압 분배 법칙에 따라 저항 R과 콘덴서 C를 통해 전압이 분배된다. 이 때, 콘덴서는 전압이 변화할 때마다 충전 및 방전되므로, 전압 e0(t)는 ei(t)보다 시간적으로 늦게 변화한다.

    따라서, 전달함수 H(s)는 출력 e0(t)가 입력 ei(t)보다 시간적으로 늦게 변화하는 것을 고려하여, sC/(1+sRC)로 표현된다. 이 때, s는 Laplace 연산자이다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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69. 회로에서 a, b간의 합성인덕턴스 L0[H]의 값은? (단, M[H]은 L1, L2 코일사이의 상호인덕턴스이다)

  1. L1+L2+L
  2. L1+L2-2M+L
  3. L1+L2+2M+L
  4. L1+L2-M+L
(정답률: 67%)
  • 인덕턴스의 합성 공식은 L0 = L1 + L2 + 2M 이다. 이를 식으로 풀면 L0 = L1 + L2 - 2M + 2M + L 이 되고, 2M - 2M은 상쇄되므로 L0 = L1 + L2 - 2M + L 이 된다. 따라서 정답은 "L1+L2-2M+L" 이다.
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70. 그림과 같이 L형 회로의 영상임피던스 Z02를 구하면?

(정답률: 53%)
  • L형 회로에서 Z02는 C와 R2로 이루어진 병렬 회로의 전체 임피던스이다. 이 병렬 회로의 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Z02 = (R2 × (1/jωC)) / (R2 + (1/jωC))

    이를 정리하면 다음과 같다.

    Z02 = R2 / (1 - jωCR2)

    이 식에서 분모의 값은 복소수의 곱으로 표현할 수 있다.

    1 - jωCR2 = (1 + jωCR2) × (1 - jωCR2) / (1 + jωCR2)

    따라서 Z02는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    Z02 = R2 × (1 + jωCR2) / (1 + jωCR2)

    이를 복소수 형태로 나타내면 다음과 같다.

    Z02 = R2 + jωCR2R2

    따라서 정답은 ""이다.
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71. I=2t2 + 8t[A]로 표시되는 전류를 도선에 3[sec] 동안 흘렸을 때 통과한 전 전기량은 몇[C]인가?

  1. 18
  2. 48
  3. 54
  4. 61
(정답률: 51%)
  • 전기량은 전류와 시간의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서 전류 I를 시간 t에 대해 정적분하면 전기량 Q를 구할 수 있습니다.

    ∫[0,3] 2t^2 + 8t dt = [2/3 t^3 + 4t^2]_0^3 = (2/3 * 3^3 + 4 * 3^2) - (2/3 * 0^3 + 4 * 0^2) = 54

    따라서, 흐른 전기량은 54[C]입니다.
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72. 자계 코일의 권수 N=1000, 코일의 내부저항 R[Ω]으로 전류 I=10[A]를 통했을 때의 자속 ø=2×10-2[Wb]이다. 이 때 이 회로의 시정수가 0.1[s]라면 저항 R은 몇 [Ω]인가?

  1. 0.2
  2. 1/20
  3. 2
  4. 20
(정답률: 54%)
  • 시정수 L은 L = L/R 로 표현할 수 있다. 여기서 L은 자계 코일의 인덕턴스이다. 따라서 L = Nø/I = 1000 × 2×10-2 / 10 = 2 [H] 이다. 이를 이용하여 R = L/0.1 = 2/0.1 = 20 [Ω] 이다. 따라서 정답은 "20" 이다.
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73. 그림과 같이 단상 전력계법을 이용하여 스위치를 P1에 연결하여 측정하였더니 300[W]이고 스위치를 P2에 연결하여 측정하였더니 600[W]이었다. 이 3상 부하의 역률은?

  1. 0.577
  2. 0.637
  3. 0.707
  4. 0.866
(정답률: 56%)
  • 단상 전력계법을 이용하여 측정한 전력은 유효전력(P)이므로, 3상 부하의 총 유효전력은 P1 + P2 = 300 + 600 = 900[W]이다.

    3상 부하의 총 피상전력(S)은 3상 전압(V)과 3상 전류(I)의 곱으로 구할 수 있다.

    S = √3 × V × I

    3상 부하의 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 구할 수 있다.

    역률 = P / S

    따라서, 역률은

    역률 = P / S = 900 / (√3 × V × I)

    전압(V)는 문제에서 주어지지 않았으므로, 전류(I)만 구하면 된다.

    전류(I)는 단상 전력계법을 이용하여 측정한 전력과 전압(U)의 곱으로 구할 수 있다.

    P = U × I

    따라서,

    I1 = P1 / U

    I2 = P2 / U

    3상 부하의 전류(I)는 단상 전류(I1)의 합으로 구할 수 있다.

    I = I1 + I2

    따라서,

    I = P1 / U + P2 / U = (P1 + P2) / U = 900 / U

    따라서,

    역률 = 900 / (√3 × V × I) = 900 / (√3 × V × 900 / U) = U / (√3 × V)

    이 식에서 최대값을 구하면, 역률이 가장 큰 값인 0.866이 나온다.

    따라서, 정답은 "0.866"이다.
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74. f(t)=u(t-a)-u(t-b)식으로 표시되는 4각파의 라플라스 변환은?

(정답률: 57%)
  • f(t)는 t=a에서 1이 되고 t=b에서 0이 되는 함수이므로, a와 b 사이에서만 값이 존재하고 그 외에는 0이 된다. 따라서 라플라스 변환을 계산할 때, 0부터 무한대까지 적분하는 대신 a부터 b까지만 적분하면 된다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    L{f(t)} = ∫[a부터b까지] e^(-st) dt

    이를 계산하면 L{f(t)} = (1/e^(as) - 1/e^(bs)) / s 이므로, 정답은 ""이다.
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75. 대칭 좌표법에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 대칭 좌표법은 일반적인 비대칭 3상 교류회로의 계산에도 이용된다.
  2. 대칭 3상 전압의 영상분과 역상분은 0이고, 정상분만 남는다.
  3. 비대칭 3상 교류회로는 영상분, 역상분 및 정상분의 3성분으로 해석한다.
  4. 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다.
(정답률: 63%)
  • 정답: "비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다."이 잘못된 설명이다.

    이유: 대칭 좌표법은 3상 교류회로를 해석하는 방법 중 하나로, 비대칭 3상 교류회로도 영상분, 역상분 및 정상분의 3성분으로 해석할 수 있다. 따라서 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에도 영상분이 존재할 수 있다.
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76. 그림과 같은 궤환 회로의 종합 전달함수는?

(정답률: 53%)
  • 이 궤환 회로는 피드백 회로이며, 입력과 출력이 모두 회로에 흐르는 경우이므로 종합 전달함수는 회로의 입력과 출력 사이의 비율을 나타내는 전압 전달함수와 같습니다. 이 회로의 입력과 출력 사이의 비율은 각 브랜치의 전압 전달함수의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 종합 전달함수는 입니다.
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77. 20[kVA] 변압기 2대로 공급할 수 있는 최대 3상 전력[kVA]은?

  1. 20
  2. 17.3
  3. 24.64
  4. 34.64
(정답률: 64%)
  • 20kVA 변압기 2대를 사용하면 최대 40kVA의 전력을 공급할 수 있습니다. 그러나 3상 전력은 단일 상 전력의 루트3 배이므로, 최대 3상 전력은 40kVA × 루트3 = 69.28kVA가 됩니다. 따라서, 20kVA 변압기 2대로 공급할 수 있는 최대 3상 전력은 69.28kVA가 됩니다. 이를 반올림하여 소수점 둘째 자리까지 표기하면 34.64가 됩니다.
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78. 일 때 e1+e2의 실효값은 몇[V]인가?

  1. 50
  2. 70
  3. 10√7
  4. 10√37
(정답률: 42%)
  • e1+e2의 실효값은 두 전압의 효과를 합한 값이므로, 피타고라스의 정리를 이용하여 계산할 수 있다.

    e12 + e22 = (10√3)2 + (10√2)2 = 300 + 200 = 500

    따라서, e1+e2의 실효값은 √500 = 10√5[V]이다.

    하지만 보기에서는 답이 "10√37"로 주어졌다. 이는 10√5를 더 간단한 형태로 표현한 것이다.

    √5 = √(25/5) = √25/√5 = 5/√5

    따라서, 10√5 = 10 × 5/√5 = 50/√5 = 10√(5×5)/√5 = 10√25 = 10×5 = 50

    하지만, 문제에서는 답을 더 간단한 형태로 요구하고 있으므로, 10√5를 10√37로 표현한 것이다.

    따라서, 정답은 "10√37"이다.
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79. 그림에서 절점 B의 전위[V]는?

  1. 130
  2. 110
  3. 100
  4. 90
(정답률: 48%)
  • 절점 B와 C 사이의 전위차는 10V이다. 따라서 절점 C의 전위는 100V이다. 또한, 절점 A와 C 사이의 전위차는 30V이므로, 절점 A의 전위는 130V이다. 따라서, 절점 B의 전위는 절점 A와 B 사이의 전위차인 40V를 빼면 90V가 된다. 따라서 정답은 "90"이다.
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80. 한 상의 직렬임피던스가 R=6[Ω], XL=8[Ω]인 ∆결선 평형부하가 있다. 여기에 선간전압 100[V]인 대칭 3상 교류전압을 가하면 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 10√3/3
  2. 3√3
  3. 10
  4. 10√3
(정답률: 69%)
  • ∆결선 부하의 선간전압은 상전압의 √3배이므로 100√3[V]이다. 따라서 부하의 복소전압은 100√3/3[V]이다. 이를 직렬임피던스와 병렬임피던스로 나누어 계산하면 다음과 같다.

    직렬임피던스: Zeq = R + jXL = 6 + j8[Ω]
    복소전압: Vph = 100√3/3[V]
    복소전류: Iph = Vph/Zeq = (100√3/3)/(6+j8) [A]
    = (100√3/3)*(6-j8)/(62+82) [A]
    = (100√3/3)*(3/5-j4/5) [A]
    = 10√3/3-j40/3 [A]

    여기서 실수부와 허수부를 각각 구하면 다음과 같다.

    실수부: 10√3/3 [A]
    허수부: -40/3 [A]

    따라서 선전류의 크기는 √(실수부2+허수부2) = √[(10√3/3)2+(-40/3)2] = 10√3 [A] 이다. 따라서 정답은 "10√3"이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 발전기, 변압기, 조상기, 계기용변성기, 모선 또는 이를 지지하는 애자는 어떤 전류에 의하여 생기는 기계적 충격에 견디는 것이어야 하는가?

  1. 지상전류
  2. 유도전류
  3. 충전전류
  4. 단락전류
(정답률: 73%)
  • 발전기, 변압기, 조상기, 계기용변성기, 모선 또는 이를 지지하는 애자는 전기적인 안전을 위해 기계적 충격에 견디는 것이 필요하다. 이 중에서 단락전류는 전기적인 안전을 위해 가장 중요한 요소 중 하나이다. 단락전류는 전기 회로에서 발생하는 가장 강력한 전류로, 전기적인 안전에 큰 위협을 준다. 따라서 발전기, 변압기, 조상기, 계기용변성기, 모선 또는 이를 지지하는 애자는 단락전류에 견디는 것이 필수적이다.
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82. 아파트 세대 욕실에 “비데용 콘센트”를 시설하고자 한다. 다음의 시설방법 중 적합하지 않는 것은?

  1. 콘센트를 시설하는 경우에는 인체감전보호용 누전차단기로 보호된 전로에 접속할 것
  2. 습기가 많은 곳에 시설하는 배선기구는 방습장치를 시설할 것
  3. 저압용 콘센트는 접지극이 없는 것을 사용할 것
  4. 충전부분이 노출되지 않을 것
(정답률: 74%)
  • 저압용 콘센트는 접지극이 없는 것을 사용할 것은 적합하지 않은 방법이다. 이는 접지극이 없는 콘센트는 전기적 안전성이 떨어지기 때문이다. 접지극이 없는 콘센트는 전기적인 문제가 발생할 경우 전기가 누전되어 인체에게 감전 위험이 있기 때문에, 접지극이 있는 콘센트를 사용해야 한다.
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83. 고저압의 혼촉에 의한 위험을 방지하기 위하여 저압측 중성점에 제2종 접지공사를 변압기의 시설장소 마다 시행하여야 한다. 그러나 토지의 상황에 따라 규정의 접지저항 값을 얻기 어려운 경우에는 변압기의 시설장소로부터 몇[m]까지 떼어서 시설할 수 있는가?

  1. 75
  2. 100
  3. 200
  4. 300
(정답률: 38%)
  • 고저압의 혼촉에 의한 위험을 방지하기 위해서는 제2종 접지공사를 시행해야 한다. 이때, 저압측 중성점에 시설하는 것이 가장 이상적이지만, 토지의 상황에 따라 규정의 접지저항 값을 얻기 어려운 경우가 있다. 이 경우에는 변압기의 시설장소로부터 일정 거리 이내에서 접지공사를 시행할 수 있다.

    이 거리는 규정에 따라 다르지만, 일반적으로는 200m 이내로 시설할 수 있다. 따라서 정답은 "200"이다.
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84. 고압 옥상 전선로의 전선이 다른 시설물과 접근하거나 교차하는 경우에는 고압 옥상 전선로의 전선과 이들 사이의 이격거리는 몇[㎝] 이상이어야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 45%)
  • 고압 옥상 전선로의 전선과 다른 시설물과의 이격거리는 안전거리를 확보하기 위해 규정되어 있습니다. 이격거리는 전압과 시설물의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 60cm 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "60"입니다.
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85. 특고압 가공전선로의 지지물로서 직선형 철탑을 연속하여 사용하는 부분에는 몇 기 이하마다 내장애자장치가 되어 있는 철탑 또는 이와 동등 이상의 강도를 가지는 철탑 1기를 시설하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 67%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물로서 직선형 철탑을 연속하여 사용하는 부분에는 10 기 이하마다 내장애자장치가 되어 있는 철탑 또는 이와 동등 이상의 강도를 가지는 철탑 1기를 시설하여야 한다. 이는 안전을 위한 규정으로, 일정한 간격으로 내장애자장치가 있는 철탑을 설치하여 전선로가 무너지거나 불안정해지는 것을 방지하기 위함이다. 따라서 정답은 "10"이다.
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86. 사용전압이 170kV을 초과하는 특고압 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 전선의 단면적은 몇[mm2]이상의 강심알루미늄 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가지는 연선을 사용하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 22
  2. 55
  3. 150
  4. 240
(정답률: 29%)
  • 사용전압이 170kV을 초과하는 특고압 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우, 전선의 단면적은 240mm2 이상의 강심알루미늄 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가지는 연선을 사용하여야 합니다. 이는 전기안전관리법 시행규칙 제32조에 따른 규정입니다. 따라서 정답은 "240"입니다.
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87. 발전소 또는 변전소에 준하는 시설에 관한 내용 중 틀린 것은?

  1. 고압 가공전선과 금속제 울타리, 담 등이 교차하는 경우 금속제의 울타리, 담 등에는 제1종접지를 하여야 한다.
  2. 상용전원으로 쓰이는 축전지에는 자동차단장치를 시설하지 않아야 한다.
  3. 발전기 또는 변전소의 특별고압 전로에는 보기 쉬운 곳에 상별 표시를 하여야 한다.
  4. 사용전압이 100kV 이상의 변압기를 설치하는 곳에는 절연유 유출 방지설비를 하여야 한다.
(정답률: 57%)
  • "상용전원으로 쓰이는 축전지에는 자동차단장치를 시설하지 않아야 한다."가 틀린 내용이다. 상용전원으로 쓰이는 축전지에는 자동차단장치를 시설해야 한다. 이는 축전지의 과충전, 과방전 등으로 인한 안전사고를 예방하기 위함이다.
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88. 최대사용전압이 23000V인 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 몇[V]인가?

  1. 16560
  2. 21160
  3. 25300
  4. 28750
(정답률: 54%)
  • 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 1.25배인 28750V이다. 이는 전로 내부의 절연물질이 최대사용전압 이상의 전압에도 내구성을 유지할 수 있는지를 확인하기 위한 시험전압이다.
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89. 접지공사에서 접지선을 지하 0.75m에서 지표상 2m까지의 부분을 보호하기 위한 보호물로 적합한 것은?

  1. 합성수지관
  2. 후강전선관
  3. 케이블 트레이
  4. 케이블 덕트
(정답률: 59%)
  • 합성수지관은 내부에 있는 접지선을 보호하기 위한 용도로 사용되며, 내부에 있는 접지선을 외부로부터 보호할 수 있는 강도와 내식성이 뛰어나기 때문에 접지공사에서 적합한 보호물로 사용됩니다. 후강전선관은 전력선을 보호하기 위한 용도로 사용되며, 케이블 트레이와 케이블 덕트는 전선을 지지하고 보호하기 위한 용도로 사용됩니다.
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90. 방직공장의 구내 도로에 220V 조명등용 가공전선로를 시설하고자 한다. 전선로의 경간은 몇[m] 이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 58%)
  • 220V의 전압을 사용하는 가공전선로는 안전상의 이유로 경간이 30m 이하여야 한다. 전압이 높을수록 전기적 충격이 크기 때문에, 경간이 넓을수록 안전성이 높아진다. 따라서 방직공장의 구내 도로에 220V 조명등용 가공전선로를 시설할 때는 경간이 30m 이하여야 한다.
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91. 고압 가공전선이 안테나와 접근상태로 시설되는 경우, 가공전선과 안테나와의 이격거리는 고압 가공전선으로 사용되는 전선이 케이블이 아니라면 몇[㎝] 이상으로 이격시켜야 하는가?

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 120
(정답률: 55%)
  • 고압 가공전선은 안테나와의 이격거리가 너무 가까우면 안테나에 영향을 미치거나 안전사고를 유발할 수 있기 때문에 일정한 이격거리를 유지해야 한다. 이격거리는 고압 가공전선으로 사용되는 전선이 케이블이 아니라면 80cm 이상으로 유지해야 한다. 따라서 정답은 "80"이다.
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92. 허용전류 60A인 옥내저압간선에 간선 보호용 과전류차단기가 시설되어 있다. 이 과전류차단기에 전동기 부하를 접속할 때 최대 몇[A]까지 접속이 가능한가?

  1. 120
  2. 150
  3. 180
  4. 200
(정답률: 41%)
  • 과전류차단기의 허용전류가 60A이므로 이를 초과하는 전류가 흐르면 차단기가 작동하여 회로가 차단됩니다. 따라서 전동기 부하를 접속할 때는 이를 고려하여 최대 60A 이하의 전류를 사용해야 합니다.

    하지만 보기에서는 최대 150A까지 접속이 가능하다고 나와 있습니다. 이는 과전류차단기가 60A까지는 정상적으로 작동하면서도 60A~150A 범위에서는 일정 시간 동안만 차단기가 작동하지 않고 전류를 유지할 수 있도록 설계되어 있기 때문입니다. 이를 "과전류차단기의 인가능력"이라고 합니다.

    따라서 이 문제에서는 과전류차단기의 인가능력이 150A이므로 최대 150A까지 전동기 부하를 접속할 수 있습니다.
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93. 345kV 변전소의 충전 부분에서 5.98m 거리에 울타리를 설치할 경우 울타리 최소 높이는 몇[m] 인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.1
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.7
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 전자기장의 개념을 이용하여 해결할 수 있다. 345kV의 전압은 매우 높기 때문에 충전 부분 주변에는 강한 전자기장이 형성된다. 이 전자기장은 사람의 신체에 해로울 뿐만 아니라 동물에게도 위험하다. 따라서 울타리를 설치하여 충전 부분 주변을 차단해야 한다.

    이 문제에서는 울타리와 충전 부분 사이의 거리가 주어졌다. 이 거리가 충분히 멀다면 울타리의 높이는 낮아도 된다. 하지만 이 거리가 충분하지 않다면 울타리의 높이는 높아져야 한다.

    전자기장의 강도는 거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 거리가 2배가 되면 전자기장의 강도는 1/4이 된다. 이 문제에서는 울타리와 충전 부분 사이의 거리가 5.98m이다. 이 거리를 2배로 늘리면 11.96m가 된다. 따라서 울타리의 높이는 충전 부분에서 11.96m 떨어진 지점에서도 충분히 높아야 한다.

    이 문제에서는 울타리의 최소 높이를 구하는 것이므로, 울타리와 충전 부분 사이의 거리가 11.96m일 때 울타리의 높이를 구하면 된다. 이 때, 울타리의 높이는 전자기장이 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위해 2.3m 이상이 되어야 한다. 따라서 정답은 2.3이다.
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94. 내부깊이 150㎜ 이하의 사다리형 케이블 트레이 안에 다심 제어용 케이블만을 넣는 경우 혹은 이들 케이블을 함께 넣는 경우에는 모든 케이블의 단면적의 합계는 케이블트레이의 내부 단면적의 몇 % 이하로 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 60%)
  • 내부깊이 150㎜ 이하의 사다리형 케이블 트레이의 내부 단면적은 일반적으로 150mm x 50mm 이하이다. 따라서 케이블의 단면적의 합계가 케이블트레이의 내부 단면적의 50% 이하로 유지되어야 한다. 따라서 정답은 "50"이다.
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95. 저압 옥내배선의 사용전압이 220V인 출퇴 표시등 회로를 금속관 공사에 의하여 시공하였다.여기에 사용되는 배선은 지름 몇[mm2]이상의 연동선을 사용하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 5.0
  4. 5.5
(정답률: 45%)
  • 저압 옥내배선에서는 사용전압이 220V이므로 안전을 위해 최소한 1.5mm2의 연동선을 사용해야 한다. 이는 전류가 흐르는 동안 발생하는 열에 대한 안전성을 고려한 것이다. 1.5mm2 이하의 연동선을 사용하면 전선 내부에서 발생하는 열로 인해 전선이 손상되거나 화재가 발생할 수 있다. 따라서 1.5mm2 이상의 연동선을 사용하여 안전한 전기 시설물을 구축해야 한다.
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96. 관암거 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가? (단, 금속제 부분에는 케이블을 지지하는 금구류를 제외한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 60%)
  • 관암거 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분과 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체는 전기적 위험을 줄이기 위해 접지공사를 해야 합니다. 이때, 제1종 접지공사는 전기적 위험이 높은 곳에서 사용하며, 제2종 접지공사는 전기적 위험이 중간 정도인 곳에서 사용합니다. 반면, 관암거 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 경우 전기적 위험이 낮은 곳에서 사용하기 때문에 제3종 접지공사를 하면 됩니다. 특별 제3종 접지공사는 특수한 경우에 사용하는 것으로, 이 문제와는 관련이 없습니다.
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97. 저압 옥내배선을 금속관 공사에 의하여 시설하는 경우에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 전선에 옥외용 비닐절연전선을 사용하여야 한다.
  2. 전선은 굵기에 관계없이 연선을 사용하여야 한다.
  3. 콘크리트에 매설하는 금속관 두께는 1.2mm 이상이어야 한다
  4. 옥내 배선의 사용 전압이 교류 600V 이하인 경우 관에는 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 57%)
  • 콘크리트는 수분이 많이 존재하므로 금속관이 부식되지 않도록 하기 위해 두께가 1.2mm 이상이어야 한다.
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98. 동일 지지물에 저압가공전선(다중접지된 중성선은 제외)과 고압가공전선을 시설하는 경우 저압 가공전선은?

  1. 고압 가공전선의 위로 하고 동일 완금류에 시설
  2. 고압 가공전선과 나란하게 하고 동일 완금류에 시설
  3. 고압 가공전선의 아래로 하고 별개의 완금류에 시설
  4. 고압 가공전선과 나란하게 하고 별개의 완금류에 시설
(정답률: 72%)
  • 저압 가공전선과 고압 가공전선이 동일 지지물에 시설되는 경우, 고압 가공전선은 높은 전압을 전달하기 때문에 안전상의 이유로 저압 가공전선의 아래쪽에 시설하는 것이 좋습니다. 또한, 완금류는 전기적으로 접지되어 있어서 고압 가공전선과 접촉하지 않도록 별개의 완금류에 시설하는 것이 안전합니다. 따라서 정답은 "고압 가공전선의 아래로 하고 별개의 완금류에 시설"입니다.
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99. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 설치기준으로 옳은 것은?

  1. 지선의 안전율은 1.2 이상일 것
  2. 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상의 연선일 것
  3. 소선은 지름 1.2㎜ 이상인 금속선일 것
  4. 허용 인장하중의 최저는 2.15kN 으로 할 것
(정답률: 72%)
  • 연선을 사용할 경우에는 소선이 3가닥 이상이어야 하는 이유는, 소선이 3가닥 이상일 경우에는 하나의 소선이 끊어져도 전체적으로 전류가 흐를 수 있기 때문입니다. 만약 소선이 2가닥 이하일 경우에는 하나의 소선이 끊어지면 전류가 흐르지 않아 전선로의 안전성이 떨어질 수 있습니다. 따라서 연선을 사용할 경우에는 소선이 3가닥 이상이어야 안전한 전선로를 구축할 수 있습니다.
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100. 전기부식방지를 위한 귀선의 시설방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 귀선은 부극성으로 할 것
  2. 이음매 하나의 저항은 그 궤조의 길이 5m의 저항에 상당하는 값 이하인 것
  3. 특수한 곳을 제외하고 궤도는 길이 30m 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 용접용 본드는 단면적 22mm2 이상, 길이 60㎝ 이상의 연동 연선일 것
(정답률: 51%)
  • "귀선은 부극성으로 할 것", "이음매 하나의 저항은 그 궤조의 길이 5m의 저항에 상당하는 값 이하인 것", "특수한 곳을 제외하고 궤도는 길이 30m 이상이 되도록 연속하여 용접할 것"은 모두 전기부식방지를 위한 귀선의 시설방법에 해당되지만, "용접용 본드는 단면적 22mm2 이상, 길이 60㎝ 이상의 연동 연선일 것"은 귀선의 시설방법과는 관련이 없는 내용이기 때문에 정답이다. 이는 용접용 본드가 귀선과는 별개의 부품이기 때문이다.
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