전기산업기사 필기 기출문제복원 (2011-06-12)

전기산업기사 2011-06-12 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2011-06-12 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 액체 유전체를 넣은 콘덴서의 용량이 20[㎌]이다. 여기에 500[kV]의 전압을 가하면 누설전류는 몇 [A]인가? (단, 비유전율 ℇs=2.2, 고유저항 p = 1011 [Ω ㆍ m]이다.)

  1. 4.2
  2. 5.13
  3. 54.5
  4. 61
(정답률: 75%)
  • 콘덴서의 정전용량, 전압, 유전율 및 고유저항을 이용하여 누설전류를 구하는 문제입니다.
    $$\text{누설전류 } I = \frac{C \times V}{\epsilon_0 \times \epsilon_s \times \rho}$$
    ① [기본 공식] $I = \frac{C \times V}{\epsilon_0 \times \epsilon_s \times \rho}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{20 \times 10^{-6} \times 500 \times 10^3}{8.855 \times 10^{-12} \times 2.2 \times 10^{11}}$
    ③ [최종 결과] $I = 5.13$
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2. 공기 콘덴서를 어느 전압으로 충전한 다음 전극간에 유전체를 넣어 정전용량을 2배로 하였다면 축적되는 에너지 몇배로 되는가?

  1. 1/4배
  2. 1/2배
  3. √2배
  4. 2배
(정답률: 49%)
  • 콘덴서를 충전한 후 유전체를 삽입하는 경우, 전하량 $Q$는 일정하게 유지됩니다. 따라서 정전용량 $C$가 증가하면 축적되는 에너지는 감소합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{Q^2}{2C}$
    ② [숫자 대입] $W' = \frac{Q^2}{2(2C)}$
    ③ [최종 결과] $W' = \frac{1}{2}W$
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3. 한 변의 길이가 a[m]인 정육각형의 각 정점에 각각 Q[C]의 전하를 놓았을 때 정육각형의 중심 O의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

  1. 0
(정답률: 80%)
  • 전계는 벡터량입니다. 정n각형의 각 정점에 동일한 전하 $Q$가 배치된 경우, 중심점 $O$에서 각 전하에 의한 전계의 합은 대칭성에 의해 서로 상쇄되어 $0$이 됩니다.
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4. 공심 환상철심에서 코일의 권회수 500회, 단면적 6m2, 평균 반지름 15cm, 코일에 흐르는 전류를 4A라 하면 철심 중심에서의 자계의 세기는 약 몇 [AT/m]인가?

  1. 1061
  2. 1325
  3. 1821
  4. 2122
(정답률: 51%)
  • 환상 솔레노이드 중심에서의 자계 세기는 권수와 전류의 곱을 평균 둘레 길이로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2\pi a}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{500 \times 4}{2\pi \times 0.15}$
    ③ [최종 결과] $H = 2122$
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5. 정전계에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 전계 에너지가 최대로 되는 전하분포의 전계이다.
  2. 전계에너지와 무관한 전하분포의 전계이다.
  3. 전계에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.
  4. 전계에너지가 일정하게 유지되는 전하분포의 전계이다.
(정답률: 74%)
  • 정전계의 평형 상태는 전계 에너지가 최소가 되는 지점에서 결정됩니다. 따라서 전계 에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계가 가장 적합한 설명입니다.
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6. 권수 600, 단면적 100cm2의 공심 코일에 전류 1[A]를 흘릴때, 자계가 1.28[AT/m]이었다. 자기 인덕턴스는 몇[H]인가?

  1. 9.65 × 10-6
  2. 8.05 × 10-6
  3. 6.28 × 10-8
  4. 0.64 × 10-8
(정답률: 42%)
  • 자기 인덕턴스는 자속과 권수, 전류의 관계를 통해 구할 수 있으며, 자계의 세기와 투자율을 이용하여 자속 밀도를 계산해 적용합니다.
    ① $L = \frac{\mu_{0}HNS}{I}$
    ② $L = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 1.28 \times 600 \times 100 \times 10^{-4}}{1}$
    ③ $L = 9.65 \times 10^{-6}$
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7. 시간적으로 변화하지 않는 보존적인 전계가 비회전성 이라는 의미를 나타낸 식은?

  1. ∇ ㆍ E = 0
  2. ∇ ㆍ E = ∞
  3. ∇ × E =0
  4. ∇2E = 0
(정답률: 68%)
  • 보존적인 전계는 경로에 상관없이 전위차가 일정하며, 이는 수학적으로 회전(curl) 성분이 0임을 의미합니다.
    따라서 비회전성을 나타내는 식은 $\nabla \times E = 0$ 입니다.
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8. 전자석의 흡입력은 공극(air gap)의 자속밀도를 B라 할때, 다음의 어느것에 비례하는가?

  1. B
  2. B0.5
  3. B1.6
  4. B2.0
(정답률: 75%)
  • 전자석의 공극 흡입력 $f$는 자속밀도 $B$의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    $$f = \frac{B^{2}}{2\mu_{0}} \propto B^{2}$$
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9. 자속밀도 B[Wb/m2]인 자계 내를 속도 v[m/s]로 운동하는 길이 dl[m]의 도선에 유기되는 기전력[V]은?

  1. v × B
  2. (v × B) ㆍ dl
  3. (v ㆍ B)
  4. (v ㆍ B) × dl
(정답률: 69%)
  • 자계 내에서 도선이 운동할 때 발생하는 유기 기전력은 속도 벡터와 자속밀도 벡터의 외적에 도선의 길이 벡터를 내적한 값으로 정의됩니다.
    $$e = (v \times B) \cdot dl$$
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10. 전자계에서 맥스웰의 기본 이론이 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 고립된 자극이 존재한다.
  2. 전하에서 전속선이 발산된다.
  3. 전도 전류와 변위 전류는 자계를 발생한다.
  4. 자계의 시간적 변화에 따라 자계의 회전이 생긴다.
(정답률: 77%)
  • 맥스웰 이론에 따르면 자석은 아무리 작게 나누어도 항상 N극과 S극이 쌍으로 존재하므로, 고립된 자극은 존재할 수 없습니다.

    오답 노트
    자계의 시간적 변화에 따라 자계의 회전이 생긴다: 자계의 시간적 변화는 전계의 회전을 유도하므로 이론적으로 틀린 설명이나, 공식 정답인 고립된 자극의 부존재가 더 명확한 기본 원리입니다.
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11. 진공 중에서 자기 쌍극자의 축과 θ의 각을 이루고, 자기 쌍극자 중심에서 r[m] 떨어진 점의 자계의 세기를 설명한 것 중 맞는 것은?

  1. 자극의 세기 m에 반비례한다.
  2. r3에 반비례한다.
  3. sinθ에 비례한다.
  4. 두 점 자극을 잇는 거리에 반비례한다.
(정답률: 81%)
  • 자기 쌍극자에 의한 자계의 세기는 거리 $r$의 3제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
    $$H = \frac{M}{4\pi \mu_{0} r^{3}} \sqrt{1+3\cos^{2}\theta}$$
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12. 전계 및 자계가 z 방향의 성분을 갖지 않고 동일한 전계와 자계를 합한 면이 z축에 수직이 되는 파를 무엇이라 하는가?

  1. 직선파
  2. 전자파
  3. 굴절파
  4. 평면파
(정답률: 56%)
  • 전계와 자계가 진행 방향($z$축) 성분을 갖지 않고, 동일한 위상을 가진 면이 $z$축에 수직으로 진행하는 파동을 평면파라고 합니다.
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13. 역자성체 내에서 비투자율 μs는?

  1. μs ⨠ 1
  2. μs ＞ 1
  3. μs ＜ 1
  4. μs = 1
(정답률: 77%)
  • 역자성체는 외부 자기장에 대해 반발하는 성질을 가지므로, 비투자율 $\mu_{s}$가 1보다 작은 특성을 갖습니다.
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14. 의 값은?

  1. 1 × 108
  2. 2 × 108
  3. 3 × 108
  4. 4 × 108
(정답률: 71%)
  • 진공 중의 빛의 속도 $c$는 유전율 $\epsilon_{0}$와 투자율 $\mu_{0}$의 곱의 역수의 제곱근으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_{0} \mu_{0}}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{1}{\sqrt{8.855 \times 10^{-12} \times 4\pi \times 10^{-7}}}$
    ③ [최종 결과] $v = 3 \times 10^{8}$
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15. 전기력선의 성질이 아닌것은?

  1. 전기력선은 도체내부에 존재한다.
  2. 전기력선은 등전위면인 도체 표면과 수직으로 출입한다.
  3. 전기력선은 그 자신만으로 폐곡선이 되는 일이 없다.
  4. 1[C]의 단위 전하에는 1/ℇ0개의 전기력선이 출입한다.
(정답률: 64%)
  • 도체 내부는 전위가 모두 같은 등전위 체적체입니다. 전기력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하므로, 전위차가 없는 도체 내부에는 전기력선이 존재할 수 없습니다.
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16. 일정 전압이 가해져 있는 콘덴서에 비유전율이 ℇs인 유전체를 채웠을 때 일어나는 현상은?

  1. 극판간의 전계가ℇs배가 된다.
  2. 극판간의 전계가 ℇs2배가 된다.
  3. 극판간의 전하량이 ℇs배가 된다.
  4. 극판간의 전하량이 1/ℇs로 된다.
(정답률: 57%)
  • 콘덴서의 정전용량 $C$는 비유전율 $\epsilon_{s}$에 비례하며, 전압 $V$가 일정할 때 전하량 $Q$는 정전용량에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식] $Q = C V = \epsilon_{0} \epsilon_{s} \frac{S}{d} V$
    ② [숫자 대입] $Q = \epsilon_{s} \times (\epsilon_{0} \frac{S}{d} V)$
    ③ [최종 결과] $Q = \epsilon_{s} Q_{0}$
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17. 영구자석의 재료로 사용되는 철에 요구되는 사항으로 다음 중 가장 적절한 것은?

  1. 잔류자속밀도는 작고 보자력이 커야한다.
  2. 잔류자속밀도는 크고 보자력이 작아야 한다.
  3. 잔류자속밀도와 보자력이 모두 커야한다.
  4. 잔류자속밀도는 커야 하나, 보자력은 0이어야 한다.
(정답률: 73%)
  • 영구자석은 한 번 자화되면 그 자성을 오랫동안 유지해야 하므로, 자석이 된 후 남아있는 자속밀도인 잔류자속밀도와 외부 자기장에 저항하여 자성을 유지하려는 힘인 보자력이 모두 커야 합니다.

    오답 노트
    전자석: 잔류자속밀도는 크고 보자력은 작아야 함
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18. 반지름a[m]인 도체구에 전하 Q[C]을 주었을 때, 구 중심에서 e[m]떨어진 구 밖(r＞a)의 한 점의 전속밀도 D[C/m2]는?

(정답률: 57%)
  • 가우스 법칙에 의해 전하 $Q$가 분포된 도체구 외부의 전속밀도는 전하량을 구 표면적($4\pi r^{2}$)으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{Q}{4\pi r^{2}}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{Q}{4\pi r^{2}}$
    ③ [최종 결과]
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19. 그림과 같이 유전율이 ℇ1, ℇ2인 두 유전체의 경계면에 중심을 둔 반지름 a[m]인 도체구의 정전용량은?

(정답률: 55%)
  • 유전율이 $\epsilon_1, \epsilon_2$인 두 매질의 경계면에 중심을 둔 도체구는, 각각의 유전체에 의해 형성된 두 개의 반구형 콘덴서가 병렬로 연결된 것과 같습니다. 따라서 전체 정전용량은 각 반구의 정전용량 합인 $2\pi a \epsilon_1 + 2\pi a \epsilon_2$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $C = 2\pi a \epsilon_1 + 2\pi a \epsilon_2$
    ② [숫자 대입] $C = 2\pi a (\epsilon_1 + \epsilon_2)$
    ③ [최종 결과] $C = 2\pi a (\epsilon_1 + \epsilon_2)$
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20. 내부 원통의 반지름 a[m], 외부 원통의 안지름이 b[m], 길이 l[m]인 동축원통 도체간에 도전율 k[℧/m]인 물질을 채워넣고 내외 원통 도체 간에 전압 V[V]를 걸었을 때에 전류는 몇 [A]인가?

(정답률: 64%)
  • 동축원통 도체 사이의 저항 $R$은 $R = \frac{\ln(b/a)}{2\pi l k}$이며, 옴의 법칙 $I = \frac{V}{R}$을 이용하여 전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\frac{\ln(b/a)}{2\pi l k}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{2\pi l V k}{\ln(b/a)}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{2\pi l V k}{\ln(b/a)}$
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2과목: 전력공학

21. 송전선의 전압 변동률 식은 로 표현된다. 이 식에서 VR1은 무엇인가?

  1. 무부하시 송전단 전압
  2. 부하시 송전단 전압
  3. 무부하시 수전단 전압
  4. 부하시 수전단 전압
(정답률: 69%)
  • 송전선의 전압 변동률은 수전단 전압을 기준으로 무부하 시와 부하 시의 전압 차이를 백분율로 나타낸 것입니다. 제시된 식 $$\frac{V_{R1} - V_{R2}}{V_{R2}} \times 100 [\%]$$ 에서 $V_{R1}$은 무부하시 수전단 전압을 의미합니다.
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22. 전력 원선도에서 구할 수 없는 것은?

  1. 조상용량
  2. 송전 손실
  3. 정태안전 극한 전력
  4. 과도안정 극한 전력
(정답률: 55%)
  • 전력 원선도를 통해 송수전 전압 간의 상차각, 최대 송전 전력, 선로 손실, 송전 효율, 수전단 역률, 조상 용량 등은 구할 수 있지만, 과도안정 극한 전력과 코로나 손실은 구할 수 없습니다.
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23. 어떤 고층 건물의 총 부하 설비전력이 400[kW], 수용률 0.5일 때, 이 건물의 변전설비 용량의 최저값은 몇kVA인가? (단, 부하의 역률은 0.8이다.)

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 300
(정답률: 69%)
  • 변전설비 용량은 설비전력에 수용률을 곱해 최대수요전력을 구한 뒤, 이를 역률로 나누어 산출합니다.
    ① $P = \frac{\text{설비전력} \times \text{수용률}}{\text{역률}}$
    ② $P = \frac{400 \times 0.5}{0.8}$
    ③ $P = 250$
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24. 다음 중 전력계통에서 인터록의 설명으로 적합한 것은?

  1. 차단기가 열려 있어야만 단로기를 닫을 수 있다.
  2. 차단기가 닫혀 있어야만 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기의 접점과 단로기의 접점이 동시에 투입될 수 있다.
  4. 차단기와 단로기는 각각 열리고 닫힌다.
(정답률: 69%)
  • 인터록은 오조작으로 인한 사고를 방지하기 위한 안전 장치입니다. 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기가 열려 있는 상태에서만 단로기를 조작할 수 있도록 제한해야 합니다.
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25. 1상의 대지 정전용량이 0.5[㎌]이고, 주파수 60[Hz]의 3상 송전선 소호 리액터의 인덕턴스는 몇[H]인가?

  1. 2.69
  2. 3.69
  3. 4.69
  4. 5.69
(정답률: 43%)
  • 소호 리액터의 인덕턴스는 중성점 접지 방식에서 $\omega L = \frac{1}{3\omega C}$ 조건을 만족해야 합니다.
    ① $L = \frac{1}{3\omega^{2}C}$
    ② $L = \frac{1}{3 \times (2\pi \times 60)^{2} \times 0.5 \times 10^{-6}}$
    ③ $L = 4.69$
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26. 주상변압기의 1차측 전압이 일정할 경우 2차측 부하가 변하면, 주상변압기의 동손과 철손은 어떻게 되는가?

  1. 동손과 철손이 모두 변한다.
  2. 동손과 철손은 모두 변하지 않는다.
  3. 동손은 변하고 철손은 일정하다.
  4. 동손은 일정하고 철손이 변한다.
(정답률: 76%)
  • 철손은 전압과 주파수가 일정하면 부하와 관계없이 일정하게 발생하는 고정손이며, 동손은 부하 전류의 제곱에 비례하여 변하는 부하손이기 때문입니다.
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27. 등가 송전선로의 정전용량 C=0.008[㎌/㎞], 선로길이 L=100[㎞], 대지 전압 E=37000[V]이고, 주파수 f=60[㎐]일 때, 충전 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 11.2
  2. 6.7
  3. 0.635
  4. 0.426
(정답률: 58%)
  • 송전선로의 충전 전류는 주파수, 정전용량, 선로 길이, 대지 전압의 곱으로 계산합니다.
    ① $I_{c} = 2\pi f C L E$
    ② $I_{c} = 2\pi \times 60 \times 0.008 \times 10^{-6} \times 100 \times 37000$
    ③ $I_{c} = 11.2$
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28. 다음 중 가스 차단기(GCB)의 보호장치가 아닌 것은?

  1. 가스 압력계
  2. 가스 밀도 검출계
  3. 조작 압력계
  4. 가스 성분 표시계
(정답률: 70%)
  • 가스 차단기(GCB)의 보호장치는 절연 가스의 상태와 조작 압력을 감시하는 장치들로 구성됩니다.

    오답 노트
    가스 성분 표시계: 가스의 성분을 분석하는 장치는 일반적인 GCB 보호장치 범위에 포함되지 않습니다.
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29. 다음 중 조상설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 분로 리액터
  2. 동기 조상기
  3. 상순 표시기
  4. 진상 콘덴서
(정답률: 79%)
  • 조상설비는 전력 계통의 전압 조절 및 역률 개선을 위해 무효전력을 제어하는 설비입니다.

    오답 노트
    상순 표시기: 전원의 상회전 방향을 확인하는 측정 장치로 조상설비가 아닙니다.
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30. 송전선에 낙뢰가 가해져서 애자에 섬락이 생기면 아크가 생겨 애자가 손상되는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 아아모로드
  3. 가공지선
  4. 아킹혼
(정답률: 78%)
  • 낙뢰로 인해 애자에 섬락이 발생했을 때, 아크를 외부로 유도하여 애자의 손상을 방지하는 애자방호장치인 아킹혼을 사용합니다.
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31. 출력 20[kW]의 전동기로 총양정 10[m], 펌프효율 0.75일 때 양수량은 몇 m3/min인가?

  1. 9.18
  2. 9.85
  3. 10.31
  4. 15.5
(정답률: 51%)
  • 펌프의 양수량 공식은 출력, 효율, 총양정의 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① $Q = \frac{6.12 \times \eta \times P}{H}$
    ② $Q = \frac{6.12 \times 0.75 \times 20}{10}$
    ③ $Q = 9.18$ $\text{m}^{3}/\text{min}$
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32. 피뢰기의 제한전압이란?

  1. 상용주파전압에 대한 피뢰기의 충격방전 개시전압
  2. 피뢰기가 침입시 피뢰기의 충격방전 개시 전압
  3. 피뢰기가 충격파 방전 종료 후 언제나 속류를 확실히 차단할 수 있는 상용주파 최대전압
  4. 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압
(정답률: 69%)
  • 피뢰기의 제한전압은 피뢰기가 동작하여 충격파 전류가 흐르고 있을 때, 피뢰기 단자 사이에 나타나는 전압의 최대값을 의미합니다.
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33. 그림에서와 같이 부하가 균일한 밀도로 도중에서 분기되어 선로 전류가, 송전단에 이를수록 직선적으로 증가할 경우 선로 말단의 전압 강하는 이 송전단 전류와 같은 전류의 부하가 선로의 말단에만 집중되어 있을 경우의 전압강하보다 대략 어떻게 되는가? (단, 부하역률은 모두 같다고 한다 )

  1. 1/3로 된다.
  2. 1/2로 된다.
  3. 동일하다.
  4. 1/4로 된다.
(정답률: 65%)
  • 부하가 선로 전체에 균일하게 분산되어 있는 경우, 선로에 흐르는 평균 전류가 말단 집중 부하일 때보다 작기 때문에 전압 강하가 감소합니다.
    분산 부하의 전압 강하는 동일한 총 부하가 말단에 집중되어 있을 때 발생하는 전압 강하의 $1/2$ 배가 됩니다.
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34. 지중 케이블에서 고장점을 찾는 방법이 아닌것은?

  1. 머리 루프 시험기에 의한 방법
  2. 메거에 의한 측정 방법
  3. 임피던스 브리지법
  4. 펄스에 의한 측정법
(정답률: 69%)
  • 지중 케이블의 고장점 탐색에는 머리 루프 시험기, 임피던스 브리지법, 펄스법, 정전용량법 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    메거에 의한 측정 방법: 메거는 고장점 위치를 찾는 것이 아니라 절연 저항을 측정하는 장비임
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35. 수력발전소에서 서보모터의 작용으로 옳게 설명한 것은?

  1. 축받이 기름을 보내는 특수 전동펌프이다.
  2. 안내날개를 조절하는 장치이다.
  3. 전기식 조속기용 특수 전동기이다.
  4. 수압관 하부의 압력조정 장치이다.
(정답률: 62%)
  • 수력발전소의 서보모터는 조속기의 제어 신호를 받아 수차의 안내날개(Guide Vane) 개도를 조절함으로써 유량을 제어하고 회전 속도를 일정하게 유지하는 장치입니다.
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36. 선로 정수를 전체적으로 평행되게 만들어서 근접 통신선에 대한 유도 장해를 줄일 수 있는 방법은?

  1. 연가를 한다.
  2. 딥(dip)을 준다.
  3. 복도체를 사용한다.
  4. 소호 리액터 접지를 한다.
(정답률: 74%)
  • 연가는 전선의 위치를 주기적으로 바꾸어 선로 정수를 평형하게 만드는 방법으로, 이를 통해 전압과 전류의 평형을 유지하고 인근 통신선에 미치는 유도 장해를 줄일 수 있습니다.
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37. 철탑에서의 차폐각에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 차폐각이 클수록 보호 효율이 크다.
  2. 차폐각이 작을수록 건설비가 비싸다.
  3. 가공지선이 높을수록 차폐각이 크다.
  4. 차폐각은 보통 90도 이상이다.
(정답률: 58%)
  • 차폐각이 작을수록 가공지선이 전선에 더 가깝게 배치되어 보호 효율이 높아지지만, 이를 위해 지지물을 더 높게 세우거나 보강해야 하므로 건설비가 증가합니다.

    오답 노트
    차폐각이 클수록 보호 효율이 크다: 차폐각이 작을수록 보호 효율이 큼
    가공지선이 높을수록 차폐각이 크다: 가공지선이 높을수록 차폐각은 작아짐
    차폐각은 보통 90도 이상이다: 보통 30도 이하로 설계함
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38. 3상 1회선 전선로에서 대지정전용량을 Cs[F/m], 선간 정전용량을 Cm[F/m]이라 할 때, 작용정전용량 Cn[F/m]은?

  1. Cs + Cm
  2. Cs + 2Cm
  3. Cs + 3Cm
  4. 2Cm + Cm
(정답률: 80%)
  • 3상 1회선 전선로에서 작용정전용량은 대지정전용량 $C_s$와 선간정전용량 $C_m$의 관계에 의해 $C_s + 3C_m$으로 정의됩니다.
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39. 수전단 전압 66kV, 전류 100A, 선로저항 10Ω, 선로 리액턴스 15Ω인 3상 단거리 송전선로의 전압 강하율은 몇 [%]인가? (단, 수전단의 역률은 0.8이다.)

  1. 2.57
  2. 3.25
  3. 3.74
  4. 4.46
(정답률: 46%)
  • 3상 단거리 송전선로의 전압 강하율은 수전단 전압에 대한 전압 강하의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\sqrt{3}I(R\cos\theta + X\sin\theta)}{V_r} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{\sqrt{3} \times 100 \times (10 \times 0.8 + 15 \times 0.6)}{66000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 4.46$
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40. 차단기와 차단기의 소호 매질이 틀리게 결합된 것은 어느 것인가?

  1. 공기 차단기 - 압축 공기
  2. 가스 차단기 - 냉매
  3. 자기 차단기 - 전자력
  4. 유입 차단기 - 절연유
(정답률: 77%)
  • 가스 차단기의 소호 매질로는 절연 성능이 매우 뛰어난 $\text{SF}_6$가스를 사용합니다.

    오답 노트
    냉매: 가스 차단기의 소호 매질이 아님
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3과목: 전기기기

41. 권선형 유도 전동기에서 2차 저항을 변화시켜서 속도 제어를 하는 경우 최대 토크는?

  1. 항상 일정하다.
  2. 2차 저항에만 비례한다.
  3. 최대 토크가 생기는 점의 슬립에 비례한다.
  4. 최대 토크가 생기는 점의 슬립에 반비례한다.
(정답률: 61%)
  • 권선형 유도 전동기의 비례추이 원리에 따라, 2차 저항을 변화시키면 최대 토크가 발생하는 슬립의 위치는 변하지만 최대 토크의 크기 자체는 항상 일정합니다.
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42. 그림에서 밀리암폐어계의 지시 [mA]를 구하면 얼마인가? (단, 밀리 암페어계는 가동 코일형이고, 정류기의 저항은 무시한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 9
  2. 6.4
  3. 4.5
  4. 1.8
(정답률: 40%)
  • 정류 회로를 통과한 평균 전압 $E_d$를 구하고, 이를 부하 저항으로 나누어 밀리암페어계에 흐르는 전류를 계산합니다.
    ① [평균 전압 및 전류 공식] $$E_d = 0.9E, I_d = \frac{E_d}{R}$$
    ② [숫자 대입] $I_d = \frac{0.9 \times 10}{5000}$
    ③ [최종 결과] $I_d = 0.0018\text{ A} = 1.8\text{ mA}$
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43. 직류 분권 발전기를 역회전하면?

  1. 발전되지 않는다.
  2. 정회전때와 마찬가지다.
  3. 과대전압이 유기된다.
  4. 섬락이 일어난다.
(정답률: 65%)
  • 직류 분권 발전기를 역회전시키면 계자 전류의 방향이 바뀌어 자속의 극성이 반전됩니다. 이때 유기 기전력의 방향도 함께 반전되어 결과적으로 전기자 전압과 계자 전압의 극성이 일치하게 되어 발전이 이루어지지 않습니다.
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44. 단상 주상변압기의 2차측(105[V]단자)에 1[Ω]의 저항을 접속하고, 1차측에 900[V]를 가하여 1차 전류가 1[A]라면 1차측 탭 전압[V]은? (단, 변압기의 내부 임피던스는 무시한다.)

  1. 3350
  2. 3250
  3. 3150
  4. 3050
(정답률: 51%)
  • 1차측 임피던스는 권수비의 제곱에 비례하며, 1차 전류와 전압을 통해 권수비를 먼저 구한 뒤 탭 전압을 산출합니다.
    ① [권수비 공식] $a = \sqrt{\frac{R_1}{R_2}} = \frac{V_1}{I_1 \times R_2}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{900}{1 \times 1} = 30 \text{ (단, } a^2=900 \text{ 이므로 } a=30)$
    ③ [최종 결과] $V_t = a \times V_2 = 30 \times 105 = 3150\text{ V}$
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45. 정격 150[kVA], ,철손 1[kW], 전부하 동손이 4[kW]인 단상 변압기의 최대 효율[%]과 최대 효율시의 부하[kVA]는? (단, 부하 역률은 1이다.)

  1. 96.8 %, 125 kVA
  2. 97.4%, 75 kVA
  3. 97 %, 50 kVA
  4. 97.2%, 100 kVA
(정답률: 67%)
  • 변압기의 최대 효율 조건은 철손과 동손이 같을 때이며, 이때의 부하율 $m$을 구하여 최대 효율 부하와 효율을 계산합니다.
    ① [부하율 공식] $m = \sqrt{\frac{P_i}{P_c}}$
    ② [숫자 대입] $m = \sqrt{\frac{1}{4}} = 0.5$
    ③ [최종 결과] $\text{부하} = 0.5 \times 150 = 75\text{ kVA}, \text{ 효율} = \frac{0.5 \times 150}{0.5 \times 150 + 1 + (0.5)^2 \times 4} \times 100 = 97.4\%$
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46. 유도 전동기의 특성에서 토크와 2차입력, 동기속도와의 관계는?

  1. 토크는 2차 입력에 비례하고, 동기 속도에 반비례한다.
  2. 토크는 2차 입력과 동기속도의 곱에 비례한다.
  3. 토크는 2차 입력에 반비례하고, 동기 속도에 비례한다.
  4. 토크는 2차 입력의 자승에 비례하고, 동기 속도의 자승에 반비례한다.
(정답률: 56%)
  • 유도 전동기의 토크 $T$는 2차 입력 $P_2$에 비례하고 동기 속도 $N_s$에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$T = \frac{P_2}{2\pi N_s}$$
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47. 직류기의 보상권선은?

  1. 계자와 병렬로 연결
  2. 계자와 직렬로 연결
  3. 전기자와 병렬로 연결
  4. 전기자와 직렬로 연결
(정답률: 54%)
  • 직류기의 보상권선은 전기자 반작용을 제거하기 위해 설치하며, 전기자 전류와 동일한 크기의 전류가 반대 방향으로 흐르도록 전기자와 직렬로 연결합니다.
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48. 백분율 저항강하 2[%], 백분율 리액턴스 강하 3[%]인 변압기가 있다. 역률(지역률) 80[%]인 경우의 전압 변동률은?

  1. 1.4
  2. 3.4
  3. 4.4
  4. 5.4
(정답률: 70%)
  • 변압기의 전압 변동률은 백분율 저항강하와 리액턴스 강하에 각각 역률과 무효율을 곱하여 합산하여 구합니다. 역률이 $80\%$일 때 무효율은 $\sqrt{1-0.8^{2}} = 0.6$입니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = p \cos\theta + q \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = 2 \times 0.8 + 3 \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 3.4$
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49. 사이리스터에서의 래칭 전류에 관한 설명으로 옳은것은?

  1. 게이트를 개방한 상태에서 사이리스터 도통 상태를 유지하기 위한 최소의 순전류
  2. 게이트 전압을 인가한 후에 급히 제거한 상태에서 도통 상태가 유지되는 최소의 순전류
  3. 사이리스터의 게이트를 개방한 상태에서 전압을 상승하면 급히 증가하게 되는 순전류
  4. 사이리스터가 턴온하기 시작하는 순전류
(정답률: 57%)
  • 래칭 전류는 사이리스터(SCR)가 턴온(ON)되기 위해 애노드에서 캐소드로 흘러야 하는 최소 전류를 의미합니다.

    오답 노트
    게이트를 제거한 후 도통 상태를 유지하기 위한 최소 전류: 유지 전류
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50. 변압기 2대로 출력 P[kW], 역률 cosθ의 3상 유도전동기에 V결선 변압기로 전력을 공급할 때 변압기 1대의 최소 용량[kVA]은?

(정답률: 70%)
  • V결선 변압기 2대로 3상 부하에 전력을 공급할 때, 변압기 1대의 용량은 전체 부하 용량의 $\frac{\sqrt{3}}{3}$배(또는 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배)가 되어야 합니다. 부하의 피상전력은 유효전력 $P$를 역률 $\cos\theta$로 나눈 값이며, 이를 V결선 용량 공식에 대입하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P_{1} = \frac{P}{\sqrt{3} \cos\theta}$
    ② [숫자 대입] $P_{1} = \frac{P}{\sqrt{3} \cos\theta}$
    ③ [최종 결과] $\frac{P}{\sqrt{3} \cos\theta}$
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51. 3상 동기 발전기에서 권선 피치와 자극 피치의 비를 13/15의 단절권으로 하였을 때의 단절권 계수는?

(정답률: 62%)
  • 단절권 계수는 권선 피치와 자극 피치의 비를 $\beta$라고 할 때, $\sin$ 함수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K_{s} = \sin \frac{\beta \pi}{2}$
    ② [숫자 대입] $K_{s} = \sin \frac{\frac{13}{15} \pi}{2}$
    ③ [최종 결과] $K_{s} = \sin \frac{13}{30} \pi$
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52. 특수 전동기에 대한 설명 중 잘못 연결된 것은?

  1. 반작용 전동기 : 역률이 좋다.
  2. 유도 동기 전동기 : 기동 토크와 인입 토크가 크다.
  3. 동기 주파수 변환기 : 조작이 간편하고 효율이 좋다.
  4. 정현파 발전기 : 부하에 관계없이 정현파 기전력을 발생한다.
(정답률: 54%)
  • 반작용 전동기는 구조적으로 출력이 작고 역률이 낮은 특성을 가지고 있으며, 직류 여자가 필요 없는 소형 전동기로 사용됩니다.
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53. 부하가 변하면 심하게 속도가 변하는 직류전동기는?

  1. 직권 전동기
  2. 분권 전동기
  3. 차동복권 전동기
  4. 가동복권 전동기
(정답률: 70%)
  • 직권 전동기는 부하 전류가 계자 전류가 되므로, 부하가 감소하면 자속이 급격히 줄어들어 속도가 매우 심하게 변하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    속도 변동률 크기 순서: 직권 > 가동복권 > 분권 > 차동복권
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54. 직류 발전기의 보극에 관한 설명 중 틀린것은?

  1. 보극의 계자권선은 전기자 권선과 직렬로 접속한다.
  2. 보극의 극성은 주자극의 극성을 회전방향으로 옮겨 놓은 것과 같은 극성이다.
  3. 보극의 수는 주자극과 동일한 수이지만 어떤 경우에는 주자극의 수보다 적은 것도 있다.
  4. 보극에 의한 자속은 전기자 전류에 비례하여 변화한다.
(정답률: 45%)
  • 발전기에서 보극의 극성은 전기자 반작용을 제거하기 위해 주자극의 극성을 회전 반대 방향으로 옮겨 놓은 것과 같은 극성을 가져야 합니다.

    오답 노트
    보극의 계자권선은 전기자 권선과 직렬 접속하여 전류에 비례하는 자속을 발생시킵니다.
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55. 3상 유도 전동기에서 s=1일 때의 1차 유기기전력을 E2[V], 2차 1상의 리액턴스를 x2[Ω], 저항을 r2[Ω], 슬립을 s, 비례상수를 K0라고 하면 토크는?

(정답률: 55%)
  • 3상 유도 전동기의 토크 공식은 2차 회로의 임피던스와 슬립, 유기기전력의 관계를 통해 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $T = K_{0} \frac{s E_{2}^{2} r_{2}}{r_{2}^{2} + (s x_{2})^{2}}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $T = K_{0} \frac{s E_{2}^{2} r_{2}}{r_{2}^{2} + (s x_{2})^{2}}$
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56. 다음 중 역률이 가장 좋은 전동기는?

  1. 단상 유도 전동기
  2. 3상 유도 전동기
  3. 동기 전동기
  4. 반발 전동기
(정답률: 58%)
  • 동기 전동기는 여자 전류를 조절하여 역률을 1로 만들거나 진상, 지상으로 자유롭게 조정할 수 있어 제시된 전동기 중 역률 제어 능력이 가장 뛰어나고 효율적입니다.
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57. 변압기 철심에서 자속 변화에 의하여 발생하는 손실은?

  1. 와전류 손실
  2. 표유 부하손실
  3. 히스테리시스 손실
  4. 누설 리액턴스 손실
(정답률: 50%)
  • 자속의 변화에 의해 철심 내부에 유도 전류가 흐르면서 열 손실이 발생하는 현상을 와전류 손실(와류손)이라고 합니다.
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58. 직류 분권 발전기를 병렬로 운전하는 경우 발전기 용량 P와 정격전압 V값은?

  1. P와 V 모두 같아야 한다.
  2. P는 임의, V는 같아야 한다.
  3. P는 같고, V는 임의이다.
  4. P와 V 모두 임의이다.
(정답률: 62%)
  • 직류 발전기를 병렬로 운전하기 위해서는 단자전압(정격전압)이 반드시 일치해야 전압 차에 의한 순환 전류를 방지할 수 있습니다. 다만, 각 발전기의 용량은 서로 달라도 무방합니다.
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59. 3상 권선형 유도 전동기가 있다. 2차 회로는 Y로 접속되고 2차 각상의 저항은 0.3[Ω]이며, 1차, 2차 리액턴스의 합은 2차측에서 보아 1.5[Ω]이라 한다. 기동시에 최대 토크를 발생하기 위해서 삽입하여야 할 저항[Ω]은 얼마인가? (단, 1차 각상의 저항은 무시한다.)

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.2
(정답률: 49%)
  • 기동 시 최대 토크를 얻기 위해서는 2차 저항의 합이 1, 2차 리액턴스의 합과 같아야 합니다. 따라서 추가로 삽입해야 할 저항은 전체 리액턴스에서 기존 2차 저항을 뺀 값입니다.
    ① $R_{s} = (x_{1} + x_{2}) - r_{2}$
    ② $R_{s} = 1.5 - 0.3$
    ③ $R_{s} = 1.2$
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60. 반파 정류회로에서 직류전압 200[V]를 얻는데 필요한 변압기 2차 상전압은 약 몇[V]인가? (단, 부하는 순저항, 변압기내 전압강하를 무시하면 정류기내의 전압강하는 5[V]로 한다.)

  1. 68
  2. 113
  3. 333
  4. 455
(정답률: 42%)
  • 반파 정류회로에서 직류 평균 전압 $E_{dc}$와 2차측 최대 전압 $E_{m}$의 관계식을 이용합니다. 반파 정류 시 $E_{dc} = 0.45 E_{m}$이며, $E_{m}$은 상전압의 $\sqrt{2}$배입니다.
    ① [기본 공식]
    $$E_{m} = \frac{E_{dc} + e}{0.45}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E_{m} = \frac{200 + 5}{0.45}$$
    ③ [최종 결과]
    $$E_{m} = 455.55 \approx 455\text{V}$$
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4과목: 회로이론

61. 회로에서 저항 15[Ω]에 흐르는 전류는 몇[A]인가?

  1. 8
  2. 5.5
  3. 2
  4. 0.5
(정답률: 55%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 $15\Omega$ 저항에 흐르는 전체 전류를 구합니다.
    1. 전압원 $10\text{V}$만 존재할 때(전류원 단락):
    ① [기본 공식] $I_{1} = \frac{V}{R_{1} + R_{2}}$
    ② [숫자 대입] $I_{1} = \frac{10}{5 + 15}$
    ③ [최종 결과] $I_{1} = 0.5\text{A}$
    2. 전류원 $6\text{A}$만 존재할 때(전압원 개방):
    ① [기본 공식] $I_{2} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}} \times I$
    ② [숫자 대입] $I_{2} = \frac{5}{5 + 15} \times 6$
    ③ [최종 결과] $I_{2} = 1.5\text{A}$
    따라서 전체 전류 $I = I_{1} + I_{2} = 0.5 + 1.5 = 2\text{A}$ 입니다.
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62. 일 때 f(t)의 최종값은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 75%)
  • 라플라스 변환 함수의 최종값 정리를 이용하는 문제입니다. 최종값 정리에 의해 $t \to \infty$ 일 때의 값은 $s \to 0$ 일 때의 $sF(s)$ 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$f(\infty) = \lim_{s \to 0} sF(s)$$
    ② [숫자 대입]
    $$f(\infty) = \lim_{s \to 0} s \times \frac{5s + 8}{5s^{2} + 4s} = \lim_{s \to 0} \frac{5s^{2} + 8s}{s(5s + 4)} = \lim_{s \to 0} \frac{5s + 8}{5s + 4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$f(\infty) = \frac{8}{4} = 2$$
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63. 불평형 3상 전류 Ia=10+j2[A], Ib=-20-j24[A], Ic=-5+j10[A]일 때의 영상전류 I0값은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. -15+j2
  2. -5-j4
  3. -15-j12
  4. -45-j36
(정답률: 63%)
  • 불평형 3상 회로에서 영상전류는 각 상 전류의 합을 3으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{0} = \frac{1}{3}(I_{a} + I_{b} + I_{c})$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{0} = \frac{1}{3}((10 + j2) + (-20 - j24) + (-5 + j10)) = \frac{1}{3}(-15 - j12)$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{0} = -5 - j4$$
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64. 라플라스 변환함수1/s(s+1)에 대한 역라플라스 변환은?

(정답률: 53%)
  • 부분분수 전개를 통해 역라플라스 변환을 수행하는 문제입니다. 주어진 함수를 다음과 같이 분해할 수 있습니다.
    $$\frac{1}{s(s+1)} = \frac{1}{s} - \frac{1}{s+1}$$
    각 항을 역변환하면 $\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{1}{s} \} = 1$이고 $\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{1}{s+1} \} = e^{-t}$이므로, 최종 결과는 가 됩니다.
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65. 상순이 abc인 3상 회로에 있어서 대칭분 전압이 V0=-8+j3[V], V1=6-j8{V], V2=8+j12[V]일 때, a상의 전압 Va[V]는?

  1. 6+j7
  2. 8+j12
  3. 6+j14
  4. 16+j4
(정답률: 66%)
  • 3상 회로에서 a상의 전압은 영상분, 정상분, 역상분 전압의 단순 합으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_a = V_0 + V_1 + V_2$
    ② [숫자 대입] $V_a = (-8 + j3) + (6 - j8) + (8 + j12)$
    ③ [최종 결과] $V_a = 6 + j7$
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66. 그림과 같은 회로에서 e0[V]의 위상은 ei[V]보다 어떻게 되는가?

  1. 앞선다
  2. 뒤진다
  3. 동상이다
  4. 90도 앞선다
(정답률: 62%)
  • 회로에 유도성 리액턴스 성분인 $L$이 직렬로 연결되어 있으므로, 출력 전압 $e_0$는 입력 전압 $e_i$보다 위상이 늦어지는 지상 전압이 됩니다.
    따라서 $e_0$의 위상은 $e_i$보다 뒤집니다.
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67. L형 4단자 회로망에서 4단자 정수가 A= 15/4, D=1이고, 영상임피던스 Z02가12/5[Ω] 일 때, 영상 임피던스 Z01[Ω]의 값은 얼마인가?

  1. 12
  2. 9
  3. 8
  4. 6
(정답률: 57%)
  • L형 4단자 회로망에서 두 영상 임피던스의 관계식은 4단자 정수 $A$와 $D$의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_{01} = \frac{A}{D} Z_{02}$
    ② [숫자 대입] $Z_{01} = \frac{15/4}{1} \times \frac{12}{5}$
    ③ [최종 결과] $Z_{01} = 9$
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68. 다음과 같은 회로에서 정 K형 저역 여파기에 해당되는 것은? (단, 인던턴스는 L, 커패시턴스는 C이다.)

  1. Z1이 L, Z2가 C인 경우
  2. Z1이 C, Z2가 L인 경우
  3. Z1, Z2 모두가 C인 경우
  4. Z1, Z2 모두가 L인 경우
(정답률: 51%)
  • 정K형 여파기에서 저역통과 필터(LPF)를 구성하려면 직렬 암(Arm)에는 유도성 성분을, 병렬 암(Arm)에는 용량성 성분을 배치해야 합니다.
    따라서 $Z_1$이 $L$, $Z_2$가 $C$인 경우가 정답입니다.
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69. 그림과 같은 평형 3상 Y형 결선에서 각 상이 8[Ω]의 저항과 6[Ω]의 리액턴스가 직렬로 접속된 부하에 선간전압 100√3[V]가 공급되었다. 이때 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 71%)
  • Y결선에서 선전류는 상전류와 같으며, 상전압은 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값입니다. 임피던스 $Z$는 저항과 리액턴스의 벡터 합으로 계산합니다.
    ① $I = \frac{V_{L} / \sqrt{3}}{\sqrt{R^{2} + X^{2}}}$
    ② $I = \frac{100\sqrt{3} / \sqrt{3}}{\sqrt{8^{2} + 6^{2}}}$
    ③ $I = 10$ A
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70. RC 직렬 회로의 과도 현상에 관한 설명 중 옳게 표현된 것은?

  1. 과도 전류값은 RC값에 상관이 없다.
  2. RC값이 클수록 과도 전류값은 빨리 사라진다.
  3. RC값이 클수록 과도 전류값은 천천히 사라진다.
  4. 1/RC값이 클수록 과도 전류값은 천천히 사라진다.
(정답률: 70%)
  • RC 직렬 회로의 시정수 $\tau = RC$는 과도 현상이 지속되는 시간을 결정합니다. 시정수가 클수록 응답 속도가 느려져 과도 전류가 사라지는 데 더 많은 시간이 걸립니다.

    오답 노트
    RC값이 클수록 과도 전류값은 빨리 사라진다: 시정수가 크면 더 천천히 사라짐
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71. 구형파의 파고율은 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.414
  3. 1.732
  4. 2.0
(정답률: 66%)
  • 파고율은 실효값에 대한 최대값의 비를 의미합니다. 구형파는 최대값과 실효값이 동일하므로 파고율은 1.0이 됩니다.
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72. 어떤 사인파 교류전압의 평균값이 191[V]이면 최대값은 약 몇 [V]인가?

  1. 150
  2. 250
  3. 300
  4. 400
(정답률: 58%)
  • 정현파 교류의 평균값과 최대값의 관계식을 이용하여 최대값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{max} = \frac{V_{avg}}{0.637}$
    ② [숫자 대입] $V_{max} = \frac{191}{0.637}$
    ③ [최종 결과] $V_{max} = 300$
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73. 대칭 좌표법에서 사용되는 용어 중 3상에 공통된 성분을 표시하는 것은?

  1. 공통분
  2. 정상분
  3. 역상분
  4. 영상분
(정답률: 70%)
  • 대칭 좌표법에서 3상 평형 성분 중 크기와 위상이 모두 동일하여 3상에 공통으로 포함되는 성분을 영상분이라고 합니다.

    오답 노트
    정상분: 상회전 방향이 정방향인 성분
    역상분: 상회전 방향이 역방향인 성분
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74. 어떤 제어계의 임펄스 응답이 sint일 때, 이 계의 전달함수를 구하면?

(정답률: 56%)
  • 전달함수는 임펄스 응답을 라플라스 변환한 결과와 같습니다. $\sin \omega t$의 라플라스 변환 공식 $\frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$에서 $\omega = 1$을 대입하면 됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{s^2 + 1^2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{s^2 + 1}$
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75. 데브낭의 정리와 쌍대 관계에 있는 정리는?

  1. 보상의 정리
  2. 노튼의 정리
  3. 중첩의 정리
  4. 밀만의 정리
(정답률: 65%)
  • 데브낭의 정리는 복잡한 회로를 하나의 전압원과 직렬 저항으로 단순화하는 정리이며, 이와 쌍대(Dual) 관계에 있는 노튼의 정리는 하나의 전류원과 병렬 저항으로 단순화하는 정리입니다.
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76. 그림과 같은 회로에서 인가 전압에 의한 전류 i를 입력, V0를 출력이라 할 때 전달 함수는? (단, 초기 조건은 모두 0이다.)

(정답률: 53%)
  • 전달 함수는 출력 전압 $V_0$를 입력 전류 $i$의 비율로 나타낸 것입니다. 커패시터 $C$의 임피던스는 $Z_C = \frac{1}{sC}$이며, 회로 구성상 출력 전압 $V_0$는 입력 전류 $i$와 커패시터 임피던스의 곱으로 나타납니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{V_0(s)}{I(s)} = Z_C(s)$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{sC}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{Cs}$
    따라서 정답은 입니다.
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77. 정전용량 C만의 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: 55%)
  • 용량성 리액턴스 $X_C$를 통해 정전용량 $C$를 구하는 문제입니다. 먼저 전압과 전류의 관계식으로 리액턴스를 구한 뒤, $C$에 대한 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{2\pi f X_C} = \frac{1}{2\pi f (V/I)}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{2\pi \times 60 \times (100 / 60 \times 10^{-3})}$
    ③ [최종 결과] $C = 1.59 \mu\text{F}$
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78. 그림에서 e(t)=Emcoswt의 전원 전압을 인가했을 때 인덕턴스 L에 축적되는 에너지 [J]는?

(정답률: 33%)
  • 인덕터 $L$에 축적되는 에너지는 $W = \frac{1}{2}Li^2$ 공식을 사용합니다. 전원 전압 $e(t) = E_m \cos \omega t$가 인가된 회로에서 인덕터에 흐르는 전류 $i_L$을 구하고, 삼각함수의 반각 공식 $\sin^2 \omega t = \frac{1 - \cos 2\omega t}{2}$를 적용하여 에너지를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} L i_L^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} L ( \frac{E_m}{\omega L} \sin \omega t )^2 = \frac{E_m^2}{2 \omega^2 L} \sin^2 \omega t$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{1}{4} \frac{E_m^2}{\omega^2 L} (1 - \cos 2\omega t)$
    정답 이미지 는 수식의 부호 표기 오류가 있으나, 반각 공식의 원리에 따라 도출된 결과입니다.
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79. θ가 0에서 π까지는i=20[A],π에서 2π까지는 i=0[A]인 파형을 푸리에 급수로 전개할 때 a0는?

  1. 5
  2. 7.07
  3. 10
  4. 14.14
(정답률: 42%)
  • 푸리에 급수에서 $a_0$는 파형의 직류분, 즉 한 주기 동안의 평균값을 의미합니다. 주어진 파형은 $0$에서 $\pi$까지는 $20\text{A}$, $\pi$에서 $2\pi$까지는 $0\text{A}$이므로 전체 주기 $2\pi$에 대한 평균을 구합니다.
    ① [기본 공식] $a_0 = \frac{1}{2\pi} \int_{0}^{2\pi} i(\theta) d\theta$
    ② [숫자 대입] $a_0 = \frac{20 \times \pi + 0 \times \pi}{2\pi}$
    ③ [최종 결과] $a_0 = 10$
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80. 코일에 단상 100[V]의 전압을 가하면 30A의 전류가 흐르고 1.8KW의 전력을 소비한다고 한다. 이 코일과 병렬로 콘덴서를 접속하여 회로의 합성 역률을 100%로 하기 위한 용량 리액턴스는 대략 몇 [Ω]이어야 하는가?

  1. 1.2
  2. 2.6
  3. 3.2
  4. 4.2
(정답률: 37%)
  • 회로의 합성 역률을 $100\%$로 만들기 위해서는 코일의 지상 무효전력과 동일한 크기의 진상 무효전력을 콘덴서가 공급해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{r} = \sqrt{(V \times I)^{2} - P^{2}}$$
    $$X_{C} = \frac{V^{2}}{P_{r}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{r} = \sqrt{(100 \times 30)^{2} - 1800^{2}} = 2400$$
    $$X_{C} = \frac{100^{2}}{2400}$$
    ③ [최종 결과]
    $$X_{C} = 4.17 \approx 4.2$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 154kV 옥외 변전소의 울타리 최소 높이는 몇 m인가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 50%)
  • 변전소의 안전을 위한 울타리 및 담 등의 높이는 $2\text{m}$이상으로 설치해야 하며, 지표면과 하단 사이의 간격은 $15\text{cm}$이하로 유지해야 합니다.
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82. 관등 회로란 무엇인가?

  1. 분기점으로부터 안정기까지의 전로
  2. 스위치로부터 방전등까지의 전로
  3. 스위치로부터 안정기까지의 전로
  4. 방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로
(정답률: 69%)
  • 관등 회로란 방전등 회로의 구성 요소 중 방전등용 안정기로부터 방전관까지 연결되는 전로를 의미합니다.
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83. 고압 절연전선을 사용한 6600[V]배전선이 안테나와 접근상태로 시설되는 경우 그 이격거리는 몇 cm이상이어야 하는가?

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 120
(정답률: 53%)
  • 고압 가공전선이 안테나와 접근 또는 교차하는 경우, 고압절연전선을 사용하더라도 이격거리는 $0.8\text{m}$이상을 유지해야 합니다. 이를 $\text{cm}$ 단위로 환산하면 $80\text{cm}$가 됩니다.
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84. 직류식 전기철도에서 가공으로 시설하는 배류선은 케이블인 경우 이외에는 지름 몇 mm의 경동선이나 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 것 이어야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.5
  4. 4.0
(정답률: 36%)
  • 직류식 전기철도의 가공 배류선은 케이블인 경우를 제외하고, 지름 $4.0\text{mm}$이상의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기를 가진 전선을 사용해야 합니다.
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85. 수소 냉각식 발전기안의 수소 순도가 몇 % 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설해야 하는가?

  1. 65
  2. 75
  3. 85
  4. 95
(정답률: 72%)
  • 수소 냉각식 발전기의 냉각 효율과 안전성을 위해 수소 순도가 $85\%$이하로 저하될 경우 이를 알리는 경보 장치를 시설해야 합니다.
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86. 고압 가공전선로의 지지물로 철탑을 사용하는 경우 최대 경간은 몇 m인가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 600
(정답률: 70%)
  • 고압 가공전선로의 지지물로 철탑을 사용하는 경우, 표준경간과 최대경간 모두 $600\text{m}$로 규정되어 있습니다.
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87. 전기부식방식 시설은 지표 또는 수중에서 1m 간격의 임의의 2점간의 전위차가 몇 V를 넘으면 안되는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 25
  4. 30
(정답률: 47%)
  • 전기부식방식 시설 기준에 따라 지표 또는 수중에서 1m 간격을 갖는 임의의 2점 간의 전위차는 $5\text{V}$이하로 유지해야 합니다.
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88. 특고압 가공전선이 도로 횡단보도교 철도 또는 궤도와 제 1차 접근 상태로 시설되는 경우 특고압 가공전선로는 제 몇 종 보안 공사에 의하여야 하는가?

  1. 제 1종 특고압 보안공사
  2. 제 2종 특고압 보안공사
  3. 제 3종 특고압 보안공사
  4. 제 4종 특고압 보안공사
(정답률: 57%)
  • 특고압 가공전선로가 도로, 횡단보도교, 철도 또는 궤도와 제 1차 접근 상태(3m 이상)로 시설되는 경우에는 제 3종 특고압 보안공사를 적용해야 합니다.

    오답 노트
    제 1종 특고압 보안공사: 35kV 초과 2차 접근 상태(3m 이하)
    제 2종 특고압 보안공사: 35kV 이하 2차 접근 상태(3m 이하)
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89. 뱅크 용량이 20000kVA 인 전력용 캐패시터에 자동적으로 전로로부터 차단하는 보호장치를 하려고 한다. 반드시 시설하여야 할 보호장치가 아닌 것은?

  1. 내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치
  2. 절연유의 압력이 변화할 때 동작하는 장치
  3. 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치
  4. 과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치
(정답률: 68%)
  • 전력용 캐패시터의 보호장치는 내부 고장, 과전류, 과전압 발생 시 전로를 차단하여 기기를 보호하는 것이 핵심입니다. 절연유의 압력 변화 시 동작하는 장치는 주로 변압기 등에 사용되는 보호 방식이며, 캐패시터의 필수 보호장치에는 해당하지 않습니다.
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90. 변압기의 고압측 전로와의 혼촉에 의하여 저압 전로의 대지 전압이 150[V]를 넘는 경우에 2초 이내에 고압 전로를 자동 차단하는 장치가 되어있는 6600/220[V] 배전 선로에 있어서 1선 지락 전류가 2A이면 제 2종 접지 저항 값의 최대는 얼마인가?

  1. 5 [Ω]
  2. 75[Ω]
  3. 150[Ω]
  4. 300[Ω]
(정답률: 43%)
  • 제2종 접지저항 값은 고압 전로의 자동 차단 시간과 지락 전류의 관계에 의해 결정됩니다. 2초 이내에 자동 차단하는 장치가 설치된 경우, 기준값 $300$을 지락 전류로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{300}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{300}{2}$
    ③ [최종 결과] $R = 150$
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91. 케이블 트레이 공사에 사용하는 케이블 트레이에 적합하지 않은 것은?

  1. 케이블 트레이의 안전율은 1.5이상이어야 한다.
  2. 지지대는 트레이 자체 하중과 포설된 케이블 하중을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가져야 한다.
  3. 전선의 피복 등을 손상시킬 돌기 등이 없이 매끈하여야 한다.
  4. 금속재의 것은 내식성 재료의 것으로 하지 않아도 된다.
(정답률: 73%)
  • 케이블 트레이는 전선이 놓이는 통로이므로 부식에 강해야 합니다. 따라서 금속재로 제작된 케이블 트레이는 반드시 내식성 재료를 사용하여 부식을 방지해야 합니다.
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92. 사용 전압이 400V미만인 저압 가공전선은 지름 몇 ㎜이상의 절연전선이어야 하는가?

  1. 2.6
  2. 3.6
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 59%)
  • 사용 전압이 $400\text{V}$ 미만인 저압 가공전선의 경우, 절연전선을 사용할 때는 지름 $2.6\text{mm}$이상이어야 하며, 절연전선 이외(나동선)의 경우에는 지름 $3.2\text{mm}$이상이어야 합니다.
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93. 345kV의 가공 송전선로를 평지에 건설하는 경우 전선의 지표상 높이는 최소 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 7.58
  2. 7.95
  3. 8.28
  4. 8.85
(정답률: 71%)
  • 특고압 가공전선의 높이는 사용전압에 따라 결정되며, $160\text{kV}$를 초과하는 평지(일반장소)의 경우 기본 높이 $6\text{m}$에 단수를 곱한 값을 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = 6 + \frac{V - 160}{10} \times 0.12$
    ② [숫자 대입] $H = 6 + \frac{345 - 160}{10} \times 0.12$
    ③ [최종 결과] $H = 8.22$
    계산값 $8.22\text{m}$에 가장 근접한 기준값은 $8.28\text{m}$입니다.
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94. 전력보안 가공 통신선(광섬유 케이블은 제외)을 조가할 경우 조가용 선은?

  1. 금속으로 된 단선
  2. 알루미늄으로 된 단선
  3. 강심 알루미늄 연선
  4. 금속으로 된 연선
(정답률: 42%)
  • 전력보안 가공 통신선을 조가할 때 사용하는 조가용 선은 기계적 강도가 우수한 금속으로 된 연선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    금속으로 된 단선, 알루미늄으로 된 단선: 단선은 연선에 비해 유연성과 강도가 부족하여 조가용으로 부적합합니다.
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95. 저압 옥내 배선용 전선의 굵기는 연동선을 사용할 때 일반적으로 몇 mm2이상의 것을 사용하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 0.75
(정답률: 55%)
  • 저압 옥내 배선용으로 연동선을 사용할 경우, 기계적 강도와 안전성을 확보하기 위해 일반적으로 $2.5\text{mm}^{2}$이상의 굵기를 사용해야 합니다.
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96. 고압 지중전선이 지중 약전류 전선 등과 접근하여 이격거리가 몇 cm이하인 때에는 양 전선 사이에 견고한 내화성의 격벽을 설치하는 경우 이외에는 지중전선을 견고한 불연성 또는 난연성의 관에 넣어 그 관이 지중 약전류전선 등과 직접 접촉되지 않도록 하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 54%)
  • KEC 규정에 따라 저압 또는 고압의 지중전선과 지중 약전류 전선 등의 상호 이격거리가 $0.3\text{m}$이하인 경우에는 내화성 격벽을 설치하거나 불연성 또는 난연성 관에 넣어 보호해야 합니다.
    $0.3\text{m}$를 $\text{cm}$ 단위로 환산하면 $30\text{cm}$가 됩니다.
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97. 사용 전압이 154kV 인 가공 송전선로의 시설에서 전선과 식물과의 이격거리는 일반적인 경우에 몇 m이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 62%)
  • 가공 송전선로의 전압에 따른 식물과의 이격거리는 전압 단수 $n$을 적용하여 계산합니다.
    먼저 단수 $n$을 구하면 다음과 같습니다.
    $$n = \frac{154 - 60}{10} = 9.4 \rightarrow 10$$
    이를 이격거리 공식에 대입하면
    ① [기본 공식] $D = 2 + 0.12n$
    ② [숫자 대입] $D = 2 + 0.12 \times 10$
    ③ [최종 결과] $D = 3.2$ m
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98. 금속 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 공사 시설 기준에 적합하지 않는 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 금속 덕트를 넣은 전선의 단면적의 합계가 덕트의 내부 단면적의 20[%] 이하게 되게 하였다.
  2. 덕트 상호 및 덕트와 금속관과는 전기적으로 완전하게 접속하였다.
  3. 덕트를 조용재에 붙이는 경우 덕트의 지지점간의 거리를 4m 이하로 견고하게 붙였다.
  4. 저압 옥내 배선의 사용 전압이 400V 미만인 경우 덕트에는 제 3종 접지 공사를 한다.
(정답률: 63%)
  • 금속 덕트를 조영재에 붙여 시설하는 경우, 덕트의 지지점 간 거리는 $3\text{m}$이하로 하여 견고하게 붙여야 합니다. (단, 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설비한 곳에서 수직으로 붙이는 경우는 $6\text{m}$이하)
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99. 다음 중 지선의 시설 목적으로 적절하지 않은 것은?

  1. 유도 장해를 방지하기 위해
  2. 지지물의 강도를 보강하기 위하여
  3. 전선로의 안전성을 증가시키기 위하여
  4. 불평형 장력을 줄이기 위하여
(정답률: 55%)
  • 지선은 지지물의 강도를 보강하고 불평형 장력을 줄여 전선로의 안전성을 높이기 위해 설치하는 시설물입니다.

    오답 노트
    유도 장해를 방지하기 위해: 지선의 설치 목적과 무관함
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100. 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내 전선로의 대지 전압의 최대값은 일반적으로 몇 V인가?

  1. 150
  2. 300
  3. 400
  4. 600
(정답률: 73%)
  • 옥내 전선로의 대지 전압은 태양광 및 전기저장장치(직류 $600\text{V}$)를 제외하고 일반적으로 최대 $300\text{V}$이하로 제한합니다.
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