전기산업기사 필기 기출문제복원 (2011-08-21)

전기산업기사 2011-08-21 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2011-08-21 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2011-08-21 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 그림과 같이 전류 I[A]가 흐르는 반지름 a[m]의 원형 코일의 중심으로부터 x[m] 인 점 P의 자계의 세기는 몇 [AT/m]인가? (단, θ는 각 APO라 한다.)

(정답률: 65%)
  • 원형 코일의 중심축 상의 한 점 $P$에서 자계의 세기는 비오-사바르 법칙 또는 자위의 미분을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{I}{2a} \sin^3 \theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{I}{2a} \sin^3 \theta$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = \frac{I}{2a} \sin^3 \theta$$
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2. 비투자율 μs=4인 자성체 내에서 주파수 1[GHz]인 전자기파의 파장[m]은?

  1. 0.1
  2. 0.15
  3. 0.25
  4. 0.4
(정답률: 60%)
  • 자성체 내에서 전자기파의 속도는 비투자율에 의해 변하며, 파장은 속도를 주파수로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_s \mu_s} \cdot f}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{1 \times 4} \times 1 \times 10^9}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 0.15$
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3. 그림과 같은 회로 C에 전류 I[A]가 흐를 때 C의 미소부분 dl에 의하여 거리 r만큼 떨어진 P점에서의 자계의 세기 dH[AT/m]는? (단, θ는 dl과 거리 r이 이루는 각이다.)

(정답률: 58%)
  • 전류가 흐르는 미소 길이 $dl$에 의해 거리 $r$만큼 떨어진 점 $P$에서의 자계 세기를 구하는 비오-사바르 법칙을 적용합니다.
    $$\text{비오-사바르 법칙: } dH = \frac{I dl \sin\theta}{4\pi r^{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 유전율 ℇ, 투자율 μ인, 매질 중을 주파수 f[㎐]의 전자파가 전파되어 나갈 때의 파장은 몇 [m]인가?

(정답률: 80%)
  • 매질 내 전자파의 속도는 유전율과 투자율의 곱의 제곱근의 역수로 나타나며, 파장은 속도를 주파수로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{1}{f \sqrt{\epsilon \mu}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\lambda = \frac{1}{f \sqrt{\epsilon \mu}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\lambda = \frac{1}{f \sqrt{\epsilon \mu}}$$
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5. 회로가 닫혀있는 코일 1과 개방된 코일 2가 그림과 같이 평등 자계와 직각방향으로 서로 나란한 코일면을 유지하고 있을 때, 평등 자계의 자속이 일정한 비율로 감소하는 경우 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 유기 기전력은 두 코일에 모두 유기된다.
  2. 유기 기전력은 개방된 코일 2에만 유기된다.
  3. 두 코일에 같은 줄열이 발생한다.
  4. 줄열은 어느 쪽도 발생하지 않는다.
(정답률: 74%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라, 코일의 폐회로 여부와 상관없이 코일을 관통하는 자속이 시간에 따라 변화하면 반드시 유기 기전력이 발생합니다. 따라서 닫혀있는 코일 1과 개방된 코일 2 모두에 유기 기전력이 유기됩니다.

    오답 노트
    줄열 발생: 회로가 개방된 코일 2에는 전류가 흐를 수 없으므로 줄열이 발생하지 않습니다.
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6. 반지름 10cm인 도체구 A에 9[C]의 전하가 분포되어 있다 이 도체구에 반지름 5cm인 도체구 B를 접촉시켰을 때 도체구 B로 이동한 전하는 몇 [C]인가?

  1. 3
  2. 9
  3. 18
  4. 24
(정답률: 48%)
  • 두 도체구가 접촉하면 전하는 각 도체구의 정전용량(반지름에 비례)에 비례하여 분배됩니다.
    ① [기본 공식] $Q_{B} = \frac{C_{B}}{C_{A} + C_{B}} Q$
    ② [숫자 대입] $Q_{B} = \frac{5}{10 + 5} \times 9$
    ③ [최종 결과] $Q_{B} = 3$ C
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7. 전계 E=i3x2+j2xy2+kx2yz의 div E는 얼마인가?

  1. -i6x + jxy + kx2y
  2. i6x + j6xy + kx2y
  3. -6x - 6xy - x2y
  4. 6x + 4xy + x2y
(정답률: 74%)
  • 전계 $\vec{E}$의 발산(div)은 각 성분을 해당 좌표축으로 편미분하여 합산한 값입니다.
    $$\text{div} \vec{E} = \frac{\partial E_x}{\partial x} + \frac{\partial E_y}{\partial y} + \frac{\partial E_z}{\partial z}$$
    $\vec{E} = i3x^2 + j2xy^2 + kx^2yz$이므로,
    $\frac{\partial}{\partial x}(3x^2) = 6x$, $\frac{\partial}{\partial y}(2xy^2) = 4xy$, $\frac{\partial}{\partial z}(x^2yz) = x^2y$ 입니다.
    따라서 이를 모두 더하면 $6x + 4xy + x^2y$가 됩니다.
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8. 고유저항 p[Ω ㆍ m], 한변의 길이가 r[m]인 정육면체의 저항[Ω]은?

  1. p/πr
  2. πr2/√p
  3. p/r
(정답률: 67%)
  • 저항은 고유저항에 길이를 곱하고 단면적으로 나눈 값과 같습니다. 정육면체이므로 길이 $l = r$이고, 단면적 $A = r^2$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \rho \frac{l}{A}$
    ② [숫자 대입] $R = \rho \frac{r}{r^2}$
    ③ [최종 결과] $R = \frac{\rho}{r}$
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9. 정전용량이 1[㎌], 2[㎌]인 콘덴서에 각각 2×10-4[C] 및 3×10-4[C]의 전하를 주고 극성을 같게 하여 병렬로 접속할 때 콘덴서에 축적된 에너지는 약 몇 [J]인가?

  1. 0.042
  2. 0.063
  3. 0.084
  4. 0.126
(정답률: 51%)
  • 콘덴서를 병렬로 접속하면 전체 정전용량은 각 용량의 합이 되고, 전체 전하량 또한 각 전하량의 합이 됩니다. 이를 이용해 전체 에너지를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{Q^{2}}{2C}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{(5 \times 10^{-4})^{2}}{2 \times 3 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $W = 0.04166... \approx 0.042$
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10. 유전체에서 변위전류를 발생하는 것은?

  1. 분극전하밀도의 시간적 변화
  2. 분극전하 밀도의 공간적 변화
  3. 자속 밀도의 시간적 변화
  4. 전속 밀도의 시간적 변화
(정답률: 52%)
  • 변위전류는 전하의 실제 이동이 아니라, 전속밀도의 시간적인 변화에 의해 발생하는 전류입니다.
    $$i_d = \frac{dD}{dt} = \epsilon \frac{dE}{dt}$$
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11. 두 개의 똑같은 작은 도체구를 접촉하여 대전시킨 후 1[m] 거리에 떼어 놓았더니 작은 도체구는 서로 9×10-3[N]의 힘으로 반발했다. 각 전하는 몇 [C]인가?

  1. 10-8
  2. 10-6
  3. 10-4
  4. 10-2
(정답률: 73%)
  • 두 전하 사이의 정전기적 인력 또는 반발력을 구하는 쿨롱의 법칙을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = 9 \times 10^9 \frac{Q^2}{r^2}$
    ② [숫자 대입] $9 \times 10^{-3} = 9 \times 10^9 \frac{Q^2}{1^2}$
    ③ [최종 결과] $Q = 10^{-6}$
    따라서 각 전하는 $10^{-6}$ C 입니다.
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12. 강자성체의 자화에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강자성체의 자화의 세기는 자계의 세기에 비례한다.
  2. 강자성체에 자계를 변화시키면 히스테리시스 현상이 나타난다.
  3. 강자성체의 히스테리시스손은 히스테리시스 곡선의 면적과 같다.
  4. 강자성체의 자속밀도 B는 자계의 세기 H에 비례하지 않는다.
(정답률: 36%)
  • 강자성체는 자기 포화 현상이 발생하며, 자계의 세기가 증가함에 따라 자화의 세기가 일정 수준 이상에서는 더 이상 비례하여 증가하지 않습니다.

    오답 노트
    자속밀도 B는 자계의 세기 H에 비례하지 않는다: 강자성체는 비선형적인 B-H 곡선을 가지므로 비례 관계가 성립하지 않는 것이 맞습니다.
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13. 축이 무한히 길고 반지름이 a[m]인 원주 내에 전하가 축대칭이며, 축방향으로 균일하게 분포되어 있을 경우, 반지름 r ( > a )[m] 되는 동심 원통면상 외부의 일점 P의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 71%)
  • 가우스 법칙을 적용하여 무한히 긴 원통 도체 외부의 전계 세기를 구하는 문제입니다. 반지름 $r$인 지점의 전계는 선전하 밀도 $\lambda$에 비례하고 거리 $r$에 반비례합니다.
    $$\text{전계의 세기} = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 전기기계기구의 자심재료로 규소 강판을 사용하는 이유는?

  1. 동손을 줄이기 위해
  2. 와류손을 줄이기 위해
  3. 히스테리시스손을 줄이기 위해
  4. 제작을 쉽게 하기 위해
(정답률: 79%)
  • 전기기계의 자심재료로 규소 강판을 사용하는 이유는 철손 중 하나인 히스테리시스손을 줄여 효율을 높이기 위함입니다.

    오답 노트
    와류손을 줄이기 위해: 성층철심을 사용함
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15. 자기 회로에서 단면적, 길이 투자율을 모두 1/2로 하면 자기 저항은 어떻게 되는가?

  1. 1/2로 된다.
  2. 2배로 된다.
  3. 4배로 된다.
  4. 8배로 된다.
(정답률: 63%)
  • 자기 저항은 길이에 비례하고 투자율과 단면적의 곱에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $R_m = \frac{l}{\mu S}$
    ② [숫자 대입] $R_m' = \frac{\frac{1}{2}l}{(\frac{1}{2}\mu)(\frac{1}{2}S)} = \frac{\frac{1}{2}l}{\frac{1}{4}\mu S}$
    ③ [최종 결과] $R_m' = 2\frac{l}{\mu S} = 2R_m$
    따라서 자기 저항은 2배로 됩니다.
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16. 비투자율 μs, 길이 l인 철심에 권수 N인 환상 솔레노이드 코일이 있다. 이 철심에 길이 l1인 미소 공극을 만들었을 때 공극 자계 세기 HA와 철심 자계 세기 HF의 비 (HF/HA)는?

  1. μs
  2. 1/μs
(정답률: 52%)
  • 자속 밀도 $B$가 일정할 때, 자계의 세기는 투자율에 반비례합니다. 공극의 투자율은 $\mu_0$이고 철심의 투자율은 $\mu_0 \mu_s$입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{H_F}{H_A} = \frac{B / (\mu_0 \mu_s)}{B / \mu_0}$
    ② [숫자 대입] $\frac{H_F}{H_A} = \frac{1}{\mu_s}$
    ③ [최종 결과] $\frac{H_F}{H_A} = \frac{1}{\mu_s}$
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17. 평행판 콘덴서의 판 사이에 비유전율 ℇs의 유전체를 삽입하였을 때의 정전용량은 진공일 때 보다 어떻게 되는가?

  1. ℇs배로 증가
  2. πℇs배로 증가
  3. 1/ℇs로 감소
  4. (ℇs+1)배로 증가
(정답률: 77%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 유전율에 비례합니다. 진공 상태의 유전율 $\epsilon_0$ 대신 비유전율 $\epsilon_s$가 포함된 $\epsilon_s \epsilon_0$를 사용하므로, 정전용량은 진공일 때보다 $\epsilon_s$배로 증가합니다.
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18. 공기 중에 고립하고 있는 지름 3cm의 구도체의 전위를 몇[kV]이상으로 하면 구 표면의 공기가 절연파괴 되는가? (단, 공기의 절연내력은 3 kV/mm라 한다.)

  1. 15
  2. 30
  3. 45
  4. 60
(정답률: 53%)
  • 구 표면에서 공기가 절연파괴 되기 위한 전위는 절연내력에 구의 반지름을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = E \times r$
    ② [숫자 대입] $V = 3 \text{ kV/mm} \times 15 \text{ mm}$
    ③ [최종 결과] $V = 45$
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19. 전위 계수에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 도체 주위의 매질에 따라 정해지는 상수이다.
  2. 도체의 크기와는 관계가 없다.
  3. 전위 계수는 도체 상호간의 배치 상태에 따라 정해지는 상수이다.
  4. 전위 계수의 단위는 [1/F]이다.
(정답률: 58%)
  • 전위 계수는 도체의 크기, 매질의 종류, 그리고 도체 상호간의 배치 상태에 의해 결정되는 상수입니다.

    오답 노트
    도체의 크기와는 관계가 없다: 도체의 크기에 따라 전위 계수가 결정되므로 틀린 설명입니다.
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20. 전기력선의 기본 성질을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 일치한다.
  2. 전기력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다.
  3. 전기력선은 그 자신만으로도 폐곡선이 된다.
  4. 전기력선은 전계의 세기가 0인 곳을 제외하고는 등전위면과 직교한다.
(정답률: 81%)
  • 전기력선은 전하에서 시작하여 전하에서 끝나며, 자기력선과 달리 그 자신만으로 폐곡선을 형성하지 않습니다.

    오답 노트
    전계의 방향과 일치: 전기력선의 정의
    전위 방향: 고전위 $\rightarrow$ 저전위로 향함
    등전위면과 직교: 전계의 기본 성질
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2과목: 전력공학

21. 그림과 같은 수전단 전력원선도가 있다. 부하직선을 참고하여 다음 중 전압 조정을 위한 조상설비가 없어도 정전압 운전이 가능한 부하전력은 대략 어느 정도일 때인가?

  1. 무부하일 때
  2. 50kW일 때
  3. 100kW일 때
  4. 150 kW 일때
(정답률: 68%)
  • 수전단 전력원선도에서 부하직선과 전압 변동 곡선이 교차하는 지점이 조상설비 없이도 정전압 운전이 가능한 지점입니다.

    그래프의 두 선이 교차하는 지점의 $P$ 축 값을 읽으면 $100\text{kW}$임을 알 수 있습니다.
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22. 같은 전력을 수송하는 배전선로에서 다른 조건은 현상태로 유지하고 역률만을 개선할 때의 효과로 기대하기 어려운 것은?

  1. 배전선의 손실 저감
  2. 설비 용량의 여유 증가
  3. 전압 강하의 경감
  4. 고조파의 경감
(정답률: 60%)
  • 역률을 개선하면 무효 전력이 감소하여 선로 전류가 줄어들기 때문에 전압 강하가 경감되고 전력 손실이 저감되며, 설비 용량에 여유가 생깁니다. 하지만 고조파는 전력 전자 소자나 비선형 부하에 의해 발생하는 것이므로 역률 개선만으로는 경감시킬 수 없습니다.
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23. 송전전력, 송전거리, 전선의 비중 및 전력 손실률이 일정 하다고 할 때, 전선의 단면적 A[mm2]와 송전전압 V[kV]의 관계로 옳은 것은?

  1. A ∝ V
  2. A ∝√V
  3. A ∝ 1/V2
  4. A ∝ V2
(정답률: 57%)
  • 송전 전력과 전력 손실률이 일정할 때, 전선의 단면적은 송전 전압의 제곱에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $P_{l} = \frac{P^{2} R}{V^{2} \cos^{2} \theta} = \frac{P^{2} \rho l}{V^{2} \cos^{2} \theta A}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{P^{2} \rho l}{V^{2} \cos^{2} \theta P_{l}}$
    ③ [최종 결과] $A \propto \frac{1}{V^{2}}$
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24. 차단기와 차단기의 소호 매질로서 연결이 잘못된 것은?

  1. 공기 차단기-압축공기
  2. 가스 차단기-SF6가스
  3. 진공 차단기-전자력
  4. 유입 차단기-절연유
(정답률: 80%)
  • 진공 차단기는 전자력이 아니라 전자의 고속도 확산에 의해 아크를 소멸시켜 전류를 차단하는 원리를 이용합니다.
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25. 수전용 변전설비의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느 것에 의하여 정하는가?

  1. 수전전력과 부하율
  2. 수전계약 용량
  3. 공급측 전원의 단락용량
  4. 부하설비 용량
(정답률: 79%)
  • 차단기는 사고 발생 시 흐르는 최대 전류를 차단할 수 있어야 하므로, 수전용 변전설비 1차측 차단기의 용량은 공급측 전원의 단락용량을 기준으로 결정합니다.
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26. 소호 리액터 접지 계통에서 리액터의 탭을 완전 공진 상태에서 약간 벗어나도록 하는 이유는?

  1. 전력 손실을 줄이기 위해
  2. 선로의 리액턴스분을 감소시키기 위해
  3. 접지 계전기의 동작을 확실하게 하기 위하여
  4. 직렬 공진에 의한 이상 전압의 발생을 방지하기 위하여
(정답률: 66%)
  • 소호 리액터 접지 시 완전 공진 상태가 되면 직렬 공진으로 인해 과도한 이상 전압이 발생하여 기기 절연에 무리를 줄 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 탭을 약간 벗어나게 설정합니다.
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27. 수전단 전압 66000V, 전류 200A, 선로저항 10[Ω], 선로 리액턴스 15[Ω]인 3상 단거리 송전선로의 전압 강하율은 약 몇%인가? (단, 수전단 역률은 0.8이다.)

  1. 7.83
  2. 8.92
  3. 9.01
  4. 9.45
(정답률: 63%)
  • 3상 단거리 송전선로의 전압 강하율은 수전단 전압과 전류, 선로의 임피던스 및 역률을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{전압강하율} = \frac{\sqrt{3} I (R \cos \theta + X \sin \theta)}{V} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{전압강하율} = \frac{\sqrt{3} \times 200 \times (10 \times 0.8 + 15 \times 0.6)}{66000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{전압강하율} = 8.92$
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28. 다음 중 통신선에 대한 유도장해가 가장 큰 배전 계통의 접지 방식은?

  1. 소호 리액터 접지
  2. 저항 접지
  3. 비접지
  4. 직접 접지
(정답률: 62%)
  • 접지 방식에 따른 유도 장해의 크기는 직접 접지 방식일 때 가장 크며, 소호 리액터 접지 방식일 때 가장 작습니다.
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29. 선로 정수를 전체적으로 평형되게 하고 근접 통신선에 대한 유도 장해를 줄일 수 있는 방법은?

  1. 딥(dip)을 준다.
  2. 연가를 한다.
  3. 복도체를 사용한다.
  4. 소호 리액터 접지를 한다.
(정답률: 75%)
  • 전선들의 위치를 주기적으로 바꾸어 배치하는 연가를 통해 선로 정수를 평형하게 만들고, 인근 통신선에 미치는 유도 장해를 상쇄시켜 줄일 수 있습니다.
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30. 반지름 15[mm]의 ACSR로 구성된 완전 연가된 3상 1회선 송전 선로가 있다. 각 상간의 등가 선간 거리가 3000[mm]라고 할 때, 이 선로의 [km]당 작용 인덕턴스는 몇 [mH/km]인가?

  1. 1.43
  2. 1.11
  3. 0.65
  4. 0.33
(정답률: 58%)
  • 완전 연가된 3상 선로의 작용 인덕턴스는 선간 거리와 도체 반지름의 비를 이용한 로그 공식으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{D}{r}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{3000 \times 10^{-3}}{15 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $L = 1.11$ mH/km
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31. 설비 A가 150kW, 수용률 0.5, 설비 B가 250kW, 수용률 0.8일 때, 합성 최대 전력이 235kW이면, 부등률은 약 얼마인가?

  1. 1.10
  2. 1.13
  3. 1.17
  4. 1.22
(정답률: 70%)
  • 부등률은 각 부하의 최대전력 합계를 합성 최대전력으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{부등률} = \frac{\sum(\text{설비용량} \times \text{수용률})}{\text{합성 최대전력}}$
    ② [숫자 대입] $\text{부등률} = \frac{(150 \times 0.5) + (250 \times 0.8)}{235}$
    ③ [최종 결과] $\text{부등률} = 1.17$
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32. 다음 중 경수감속 냉각형 원자로에 속하는 것은?

  1. 비등수형 원자로
  2. 고속 증식로
  3. 열중성자로
  4. 흑연감속 가스 냉각로
(정답률: 68%)
  • 비등수형 원자로는 냉각재와 감속재로 모두 경수를 사용하는 대표적인 경수감속 냉각형 원자로입니다.

    오답 노트
    고속 증식로: 감속재를 사용하지 않으며 냉각재로 액체 나트륨을 사용함
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33. 부하의 선간전압 3300V, 피상전력 330kVA, 역률 0.7인 3상 부하가 있다. 부하의 역률을 0.85로 개선하는데 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 약 몇 [kVA]인가?

  1. 63
  2. 73
  3. 83
  4. 93
(정답률: 54%)
  • 역률 개선을 위한 콘덴서 용량은 유효전력과 개선 전후의 탄젠트 값 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q_{C} = P(\tan\theta_{1} - \tan\theta_{2})$
    ② [숫자 대입] $Q_{C} = 330 \times 0.7 ( \frac{\sqrt{1-0.7^{2}}}{0.7} - \frac{\sqrt{1-0.85^{2}}}{0.85} )$
    ③ [최종 결과] $Q_{C} = 93$ kVA
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34. 정상적으로 운전하고 있는 전력계통에서 서서히 부하를 조금씩 증가 했을 경우 안전 운전을 지속할 수 있는가 하는 능력을 무엇이라 하는가?

  1. 동태 안정도
  2. 정태 안정도
  3. 고유 과도 안정도
  4. 동적 과도 안정도
(정답률: 72%)
  • 정상 운전 상태에서 부하를 서서히 증가시켰을 때 안정 운전을 지속할 수 있는 능력을 정태 안정도라고 합니다.

    오답 노트
    동태 안정도: 제어 장치의 효과를 고려한 안정도
    과도 안정도: 사고나 급격한 부하 변동 시의 안정도
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35. 그림과 같은 단상 3선식 배전선로에서 100V, 100W 전등을 AN간에 병렬로 5등, BN간에 병렬로 4등이 연결되어 운전하던 중 중성선이 단선되었다. 이때 AN간의 부하전압 VAN은 몇 [V]인가? (단, 선로는 저항뿐이고 부하까지 1선당 2.5[Ω]이다.)

  1. 80
  2. 100
  3. 120
  4. 140
(정답률: 41%)
  • 중성선이 단선되면 전체 회로는 A-N 부하와 B-N 부하가 직렬로 연결된 구조가 됩니다. 각 부하의 합성 저항과 선로 저항을 합산하여 전체 전류를 구한 뒤, A-N 부하에 걸리는 전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{AN} = \frac{V_{AB}}{R_{total}} \times R_{a}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{AN} = \frac{200}{2.5 + 20 + 2.5 + 25} \times 20$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{AN} = 80$$
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36. 수력발전소의 댐 설계 및 저수지 용량 등을 결정하는데 가장 적합하게 사용되는 것은?

  1. 유량도
  2. 유황곡선
  3. 수위-유량곡선
  4. 적산 유량곡선
(정답률: 64%)
  • 적산 유량곡선은 일정 기간 동안 흐른 유량의 누적 합계를 나타낸 곡선으로, 댐의 설계 및 저수지 용량을 결정하는 데 가장 적합한 자료로 사용됩니다.
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37. 반한시성 과전류 계전기의 전류-시간 특성에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 계전기 동작시간은 전류값의 크기와 비례한다.
  2. 계전기 동작시간은 전류의 크기와 관계없이 일정하다.
  3. 계전기 동작시간은 전류값의 크기와 반비례한다.
  4. 계전기 동작시간은 전류값의 크기의 제곱에 비례한다.
(정답률: 65%)
  • 반한시성 과전류 계전기는 유입되는 전류의 크기가 클수록 동작 시간이 짧아지는 특성을 가집니다. 즉, 계전기 동작시간은 전류값의 크기와 반비례합니다.
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38. 송전선에 댐퍼를 설치하는 주된 목적은?

  1. 전선의 진동방지
  2. 전자유도 감소
  3. 코로나의 방지
  4. 현수애자의 경사 방지
(정답률: 80%)
  • 댐퍼(Damper)는 송전선이 바람 등에 의해 떨리는 현상을 억제하여 전선의 단선이나 피로 파괴를 막기 위해 설치하는 장치입니다. 따라서 전선의 진동방지가 주된 목적입니다.
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39. 송전계통에서 이상전압의 방지대책으로 볼 수 없는 것은?

  1. 철탑 접지저하의 저감
  2. 가공 송전선로의 피뢰용으로서의 가공지선에 의한 뇌차폐
  3. 기기 보호용으로서의 피뢰기 설치
  4. 복도체 방식 채택
(정답률: 61%)
  • 복도체 방식 채택은 코로나 임계전압을 높여 코로나 현상을 방지하고 송전 용량을 증대시키기 위한 대책이며, 이상전압(뇌서지 등) 방지대책과는 거리가 멉니다.

    오답 노트
    철탑 접지저하의 저감, 가공지선에 의한 뇌차폐, 피뢰기 설치: 모두 뇌서지 및 이상전압으로부터 계통을 보호하는 직접적인 대책입니다.
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40. 보일러에서 흡수열량이 가장 큰 것은?

  1. 수냉벽
  2. 보일러 수관
  3. 과열기
  4. 절탄기
(정답률: 72%)
  • 보일러의 수냉벽은 연소실 벽면에 설치되어 연소 가스로부터 직접적으로 가장 많은 열량을 흡수하는 장치입니다.
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3과목: 전기기기

41. 슬립 6[%]인 유도 전동기의 2차측 효율[%]은?

  1. 94
  2. 84
  3. 90
  4. 88
(정답률: 74%)
  • 유도 전동기의 2차측 효율은 슬립 $s$를 이용하여 간단히 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\eta = (1 - s) \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\eta = (1 - 0.06) \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\eta = 94$$
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42. 권수비 10:1인 동일정격 3대의 변압기를 Y-△로 결선하여 2차 단자에 200[V], 75[kVA]의 평형부하를 걸었을 때 각 변압기의 1차 권선의 전류[A] 및 1차 선간전압[V]은? (단, 여자전류와 임피던스는 무시한다.)

  1. 21.6[A], 2000[V]
  2. 12.5[A], 2000[V]
  3. 21.6[A], 3464[V]
  4. 12.5[A], 3464[V]
(정답률: 37%)
  • 변압기 1대의 용량과 권수비를 이용하여 1차 권선 전류를 구하고, Y결선의 특성을 이용하여 1차 선간전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{1} = \frac{P_{1}}{V_{1}}, V_{L1} = \sqrt{3} V_{1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{1} = \frac{25 \times 10^{3}}{10 \times 200}, V_{L1} = \sqrt{3} \times (10 \times 200)$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{1} = 12.5\text{ A}, V_{L1} = 3464\text{ V}$$
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43. 3상 교류 발전기의 기전력에 대하여 π/2[rad]뒤진 전기자 전류가 흐르면 전기자 반작용은?

  1. 횡축 반작용을 한다.
  2. 교차 자화작용을 한다.
  3. 증자 작용을 한다.
  4. 감자 작용을 한다.
(정답률: 76%)
  • 3상 교류 발전기에서 전기자 전류가 기전력보다 $\pi/2$ rad(90도) 뒤진다는 것은 부하가 순수 유도성(L성분)임을 의미합니다. 이 경우 전기자 반작용은 주자속을 감소시키는 감자 작용을 하게 됩니다.
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44. 용량 P[kVA]인 동일 정격의 단상 변압기 4대로 낼 수 있는 3상 최대 출력 용량은?

  1. 3P
  2. √3P
  3. 4P
  4. 2√3P
(정답률: 60%)
  • 단상 변압기 4대로 3상 최대 출력을 내기 위해서는 2대씩 묶어 V결선을 2조 구성하는 방식이 가장 효율적입니다. V결선 1조의 출력은 $\sqrt{3}P$이므로, 2조의 총 출력은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $P_{3} = 2 \times \sqrt{3}P$
    ② [숫자 대입] $P_{3} = 2\sqrt{3}P$
    ③ [최종 결과] $P_{3} = 2\sqrt{3}P$
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45. 직류 분권 전동기와 권선형 유도전동기와의 유사한 점은?

  1. 토크가 전압에 비례하며 속도 변동률이 크다.
  2. 기동 토크가 기동 전류에 비례하며 속도가 변하지 않는다.
  3. 저항으로 속도 조정이 되며 속도 변동률이 작다.
  4. 정류자가 있으며 저항으로 속도 조정이 가능하다.
(정답률: 43%)
  • 직류 분권 전동기는 계자 회로에 직렬 저항을 삽입하여 속도를 제어하고, 권선형 유도전동기는 2차 회로에 외부 저항을 삽입하여 속도를 제어합니다. 두 전동기 모두 저항을 통해 속도 조정이 가능하며 속도 변동률이 작다는 공통점이 있습니다.
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46. 변압기유 열화방지 방법 중 틀린 것은?

  1. 개방형 콘서베이터
  2. 수소봉입 방식
  3. 밀봉방식
  4. 흡착제 방식
(정답률: 66%)
  • 변압기유의 열화를 방지하기 위해서는 산소와 수분의 접촉을 차단해야 합니다. 수소봉입 방식은 냉각 효율을 높이기 위한 방법이며, 열화 방지를 위한 봉입 가스로는 질소를 사용하는 질소봉입 방식이 적절합니다.
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47. 내분권 가동복권 발전기의 단자전압 V는 얼마인가? (단, øs[Wb] : 직권 계자권선에 의한 자속, øf[Wb] : 분권 계자의 자속, Ra[Ω] : 전기자 권선 저항, Rs[Ω] : 직권계자 권선 저항, Ia[A] : 전기자 전류, I[A] : 부하전류, n[rps] : 속도, k = PZ/a이고, 자기 회로의 포화 현상과 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. V = k(øf + øs)n - IaRa - IRs[V]
  2. V = k(øf - øs)n - IaRa - IRs[V]
  3. V = k(øf + øs)n - Ia(Ra - Rs)[V]
  4. V = k(øf - øs)n - Ia(Ra - Rs)[V]
(정답률: 45%)
  • 가동복권 발전기는 분권 계자와 직권 계자가 모두 존재하며, 가동복권의 경우 두 자속이 서로 더해지는 방향으로 작용합니다. 단자전압은 유도기전력에서 전기자 저항 강하와 직권계자 저항 강하를 뺀 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $V = E - I_{a}R_{a} - IR_{s}$
    ② [숫자 대입] $V = k(\phi_{f} + \phi_{s})n - I_{a}R_{a} - IR_{s}$
    ③ [최종 결과] $V = k(\phi_{f} + \phi_{s})n - I_{a}R_{a} - IR_{s}$
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48. 권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하는 경우의 속도는?

  1. 두 전동기 극수의 합을 극수로 하는 전동기의 동기속도이다.
  2. 두 전동기 중 큰 극수를 갖는 전동기의 동기속도이다.
  3. 두 전동기 중 적은 극수를 갖는 전동기의 동기속도이다.
  4. 두 전동기 극수의 차를 극수로 하는 전동기의 동기속도이다.
(정답률: 65%)
  • 권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하면, 두 전동기의 극수가 합쳐진 효과가 나타나 전체 시스템의 동기속도가 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{p_1 + p_2}$
    따라서 두 전동기 극수의 합을 극수로 하는 전동기의 동기속도로 회전합니다.
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49. 유도 전동기의 특성에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대토크는 2차 저항과 반비례한다.
  2. 최대토크는 슬립과 반비례한다.
  3. 발생토크는 전압의 2승에 반비례한다.
  4. 발생토크는 전압의 2승에 비례한다.
(정답률: 51%)
  • 유도전동기의 토크 공식에 따르면, 발생토크는 공급 전압의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $T = K \frac{V^2 R_2}{R_2^2 + (s X_2)^2}$
    따라서 발생토크는 전압의 2승에 비례합니다.

    오답 노트
    최대토크: 2차 저항의 크기와 관계없이 일정합니다.
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50. 전기자 지름 0.2[m]의 직류 발전기가 출력 28[kW]의 출력에서 900[rpm]으로 회전하고 있을 때 전기자 주변속도는 약 몇 [m/sec]인가?

  1. 9.42
  2. 10.96
  3. 16.74
  4. 21.85
(정답률: 57%)
  • 전기자의 주변속도는 회전체의 지름과 회전수를 이용하여 선속도로 환산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $v = \pi D \frac{N}{60}$
    ② [숫자 대입] $v = \pi \times 0.2 \times \frac{900}{60}$
    ③ [최종 결과] $v = 9.42$
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51. 3상 동기발전기의 매극 매상의 슬롯수를 3이라고 하면 분포계수는?

(정답률: 69%)
  • 분포계수 $k_d$는 슬롯 간의 위상차를 고려하여 계산하며, 매극 매상 슬롯수가 $q$일 때의 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $k_d = \frac{\sin(\frac{\pi}{2}q)}{\frac{q\pi}{2}\sin(\frac{\pi}{q})}$
    ② [숫자 대입] $k_d = \frac{\sin(\frac{3\pi}{2})}{\frac{3\pi}{2}\sin(\frac{\pi}{3})} = \frac{1}{6\sin(\frac{\pi}{18})}$
    ③ [최종 결과]
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52. 정류자형 주파수 변환기의 구조에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 소용량의 것으로 가장 간단한 것은 회전자만 있고 고정자는 없다.
  2. 회전자는 3상 회전변류기의 전기자와 거의 같은 구조이며 정류자와 3개의 슬립링이 있다.
  3. 자기회로의 자기저항을 감소시키기 위해 성층 철심만으로 권선이 없는 고정자를 설치한 것도 있다.
  4. 용량이 큰 것은 정류작용을 좋게 하기 위해 회전자에 보상권선과 보극권선을 설치한 것도 있다.
(정답률: 41%)
  • 보상권선은 회전자가 아닌 고정자(전기자)에 설치하여 전기자 반작용을 방지하기 위한 장치입니다.
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53. 스테핑 모터의 설명 중 틀린것은?

  1. 가속, 감속이 용이하며 정ㆍ역전 변속이 쉽다.
  2. 위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적되지 않는다.
  3. 정지하고 있을 때 그 위치를 유지해 주는 토크가 작다.
  4. 브러시, 슬립링 등이 없고 부품수가 적다.
(정답률: 48%)
  • 스테핑 모터는 정지 상태에서 입력 신호에 의해 그 위치를 유지하려는 유지 토크(Holding Torque)가 큰 것이 특징입니다.
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54. 변압기에 사용되는 절연유의 성질이 아닌 것은?

  1. 절연내력이 클 것
  2. 인화점이 낮을 것
  3. 비열이 커서 냉각효과가 클 것
  4. 절연재료와 접촉해도 화학작용을 미치지 않을 것.
(정답률: 76%)
  • 절연유는 화재 위험을 방지하기 위해 불이 붙는 온도인 인화점이 충분히 높아야 합니다.

    오답 노트
    인화점이 낮을 것: 화재 위험이 커지므로 인화점이 높아야 함
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55. 병렬운전을 하고 있는 두 대의 3상 동기 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 것은 두 발전기의 기전력이 어떠할 때인가?

  1. 기전력의 위상이 다를 때
  2. 기전력의 파형이 다를 때
  3. 기전력의 주파수가 다를 때
  4. 기전력의 크기가 다를 때
(정답률: 62%)
  • 두 발전기의 기전력 크기가 다르면 전위차로 인해 무효순환전류가 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    기전력의 위상이 다를 때: 동기화전류가 흐름
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56. 반도체 사이리스터에 의한 제어는 어느 것을 변화시키는 것인가?

  1. 주파수
  2. 전류
  3. 위상각
  4. 최대값
(정답률: 73%)
  • 사이리스터(SCR)는 게이트 신호를 주는 시점을 조절하여 전압의 투입 각도를 제어하는 위상 제어 방식을 통해 전력을 조절합니다.
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57. 3상 유도 전동기에 직결된 펌프가 있다. 펌프 출력은 80[kw], 효율 74.6[%], 전동기의 효율과 역률은 94[%] 와 90[%]라고 하면, 전동기의 입력은 약 몇 [kVA] 인가?

  1. 95.74
  2. 104.4
  3. 121.1
  4. 126.7
(정답률: 39%)
  • 펌프의 출력을 펌프 효율로 나누어 전동기의 출력을 구하고, 이를 다시 전동기 효율과 역률로 나누어 피상 전력(kVA)을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{in} = \frac{P_{out}}{\eta_{pump} \times \eta_{motor} \times \cos\theta}$
    ② [숫자 대입] $P_{in} = \frac{80}{0.746 \times 0.94 \times 0.9}$
    ③ [최종 결과] $P_{in} = 126.7$ kVA
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58. 다음 유도 전동기 기동법 중 권선형 유도전동기에 가장 적합한 기동법은?

  1. Y-△ 기동법
  2. 기동 보상기법
  3. 전전압 기동법
  4. 2차 저항법
(정답률: 60%)
  • 권선형 유도전동기는 2차 회로에 외부 저항을 삽입하여 기동 전류를 억제하고 기동 토크를 증대시킬 수 있는 2차 저항법이 가장 적합합니다.
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59. 동기기의 안정도 증진법 중 옳은 것은?

  1. 동기화 리액턴스를 작게 할 것
  2. 회전자의 플라이휠 효과를 작게할 것
  3. 역상, 영상 임피던스를 작게 할 것
  4. 단락비를 작게 할 것
(정답률: 60%)
  • 동기기의 안정도를 높이려면 동기화 리액턴스를 작게 하여 전압 변동을 줄이고 단락비를 크게 해야 합니다.

    오답 노트
    회전자의 플라이휠 효과: 크게 할 것
    단락비: 크게 할 것
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60. 다음에서 게이트에 의한 턴온(turn-on)을 이용하지 않는 소자는?

  1. DIAC
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 50%)
  • DIAC은 애노드(A)와 캐소드(K)로만 구성된 2단자 소자로, 게이트 단자가 없어 게이트에 의한 턴온 제어를 하지 않습니다.
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4과목: 회로이론

61. 그림에서 전류계는 0.4[A], 전압계 V1은 3[V], V2는 4[V]를 지시했다. 저항 R3의 값[Ω]은? (단, 전류계 및 전압계의 내부저항은 무시한다.)

  1. 5
  2. 11
  3. 12.5
  4. 13.7
(정답률: 59%)
  • 키르히호프의 전압 법칙(KVL)에 따라 전체 전압은 각 저항에 걸리는 전압의 합과 같습니다.
    전체 전압 $12\text{V}$에서 $V_{1}$과 $V_{2}$를 뺀 나머지가 $R_{3}$에 걸리는 전압 $V_{3}$가 되며, 이를 전류로 나누어 저항값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $V_{3} = V_{total} - (V_{1} + V_{2}), R_{3} = \frac{V_{3}}{I}$
    ② [숫자 대입] $V_{3} = 12 - (3 + 4), R_{3} = \frac{5}{0.4}$
    ③ [최종 결과] $R_{3} = 12.5$
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62. 전달함수 응답식 C(s)=G(s)=R(s)에서 입력함수를 단위 임펄스 δ(t)로 가할 때 계의 응답은?

  1. C(s) = G(s)δ(s)
  2. C(s) = G(s)/δ(s)
  3. C(s) = G(s)/s
  4. C(s) = G(s)
(정답률: 64%)
  • 전달함수 $G(s)$는 입력이 단위 임펄스 함수 $\delta(t)$일 때의 출력 응답을 $s$-영역에서 나타낸 것입니다. 단위 임펄스 함수의 라플라스 변환은 $1$이므로, 출력 $C(s)$는 다음과 같습니다.
    $$C(s) = G(s) \times 1 = G(s)$$
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63. 다음 회로에서 V1=6[V], R1=1[kΩ], R2=2[kΩ]일 때 등가회로로 변환한 회로의 합성저항 Rth[Ω]와 등가전압 Veq[V]는 얼마인가?

  1. Rth = 0.67, Veq = 2
  2. Rth = 0.67, Veq = 4
  3. Rth = 3,Veq = 2
  4. Rth =4, Veq = 4
(정답률: 58%)
  • 테브낭의 정리를 이용하여 복잡한 회로를 하나의 전압원과 저항의 직렬 연결로 단순화합니다.
    합성저항 $R_{th}$는 전압원을 단락시킨 후 $R_{1}$과 $R_{2}$의 병렬 합성 저항으로 구하고, 등가전압 $V_{eq}$는 $R_{1}$과 $R_{2}$에 의한 전압 분배로 구합니다.
    ① [기본 공식] $R_{th} = \frac{R_{1}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}, V_{eq} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} \times V_{1}$
    ② [숫자 대입] $R_{th} = \frac{1 \times 2}{1 + 2}, V_{eq} = \frac{2}{1 + 2} \times 6$
    ③ [최종 결과] $R_{th} = 0.67, V_{eq} = 4$
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64. RC 회로의 입력 단자에 계단 전압을 인가하면 출력 전압은?

  1. 0부터 지수적으로 증가한다.
  2. 처음에는 입력과 같이 변했다가 지수적으로 감쇠한다.
  3. 같은 모양의 계단 전압이 나타난다.
  4. 아무 것도 나타나지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 제시된 회로는 고역통과 필터(HPF) 구조입니다.
    계단 전압이 인가되는 순간 커패시터는 단락 상태처럼 동작하여 입력 전압이 그대로 출력으로 나타나지만, 시간이 흐를수록 커패시터가 충전되어 전압이 지수적으로 감소하며 0에 수렴하게 됩니다.
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65. 전원이 Y결선, 부하가 △결선된 3상 대칭회로가 있다. 전원의 상전압이 220V이고, 전원의 상전류가 10A일 때, 부하 한 상의 임피던스[Ω]는?

  1. 66
  2. 22√3
  3. 22
  4. 22/√3
(정답률: 45%)
  • 전원(Y)의 상전압과 상전류로 먼저 전원 측 임피던스를 구한 뒤, 부하($\Delta$) 임피던스로 변환합니다.
    Y결선 임피던스 $Z_{Y} = \frac{220}{10} = 22\ \Omega$이며, Y결선을 $\Delta$결선으로 변환하면 임피던스는 3배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_{\Delta} = 3 \times Z_{Y}$
    ② [숫자 대입] $Z_{\Delta} = 3 \times \frac{220}{10}$
    ③ [최종 결과] $Z_{\Delta} = 66\ \Omega$
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66. Z1=3+j10[Ω], Z2=3-j2[Ω]의 두 임피던스를 직렬로 연결하고 양단에 100∠0[V]의 전압을 가했을 때 Z1, Z2에 걸리는 전압 V1, V2는 각각 얼마인가?

  1. V1 = 98 + j36, V2 = 2 + j36
  2. V1 = 98 - j36, V2 = 2 + j36
  3. V1 = 98 + j36, V2 = 2 - j36
  4. V1 = 98 - j36, V2 = 2 - j36
(정답률: 52%)
  • 직렬 회로에서 각 임피던스에 걸리는 전압은 전체 전압에 각 임피던스의 전압 분배 법칙을 적용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{1} = V \times \frac{Z_{1}}{Z_{1} + Z_{2}}, V_{2} = V \times \frac{Z_{2}}{Z_{1} + Z_{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{1} = 100 \times \frac{3 + j10}{(3 + j10) + (3 - j2)}, V_{2} = 100 \times \frac{3 - j2}{(3 + j10) + (3 - j2)}$
    ③ [최종 결과] $V_{1} = 98 + j36, V_{2} = 2 - j36$
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67. 어떤 제어계의 출력이 로 주어질 때 출력의 시간함수 c(t)의 정상값은?

  1. 5
  2. 2
  3. 2/5
  4. 5/2
(정답률: 73%)
  • 최종값 정리(Final Value Theorem)를 사용하여 $t \to \infty$일 때의 정상값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $c(\infty) = \lim_{s \to 0} s C(s)$
    ② [숫자 대입] $c(\infty) = \lim_{s \to 0} s \times \frac{5}{s(s^2 + s + 2)}$
    ③ [최종 결과] $c(\infty) = \frac{5}{2}$
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68. 10t3의 라플라스 변환은?

(정답률: 61%)
  • 시간 함수 $t^n$의 라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}[t^n] = \frac{n!}{s^{n+1}}$을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}[at^n] = a \times \frac{n!}{s^{n+1}}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}[10t^3] = 10 \times \frac{3!}{s^{3+1}}$
    ③ [최종 결과] $\mathcal{L}[10t^3] = \frac{60}{s^4}$
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69. Z = 8 + j6[Ω]인 평형 Y 부하에 선간전압 200[V] 인 대칭 3상 전압을 가할 때 선전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 20
  2. 11.5
  3. 7.5
  4. 5.5
(정답률: 65%)
  • Y결선 부하에서 선전류는 상전압을 임피던스로 나눈 값과 같으며, 상전압은 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_L}{\sqrt{3} \times Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{200}{\sqrt{3} \times \sqrt{8^2 + 6^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 11.5$
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70. 그림과 같이 10[Ω]의 저항에 감은비가 10:1의 결합회로를 연결했을 때 4단자 정수 A, B, C, D는?

  1. A=1, B=10, C=0, D=10
  2. A=10, B=0, C=1, D=1/10
  3. A= 10, B= 1, C=0, D=1/10
  4. A=10, B=1, C=1, D=10
(정답률: 57%)
  • 전체 회로는 $10\Omega$ 저항의 4단자 정수 행렬과 감은비 $10:1$인 변압기의 4단자 정수 행렬의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\begin{bmatrix} A & B \ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & R \ 0 & 1 \end{bmatrix} \times \begin{bmatrix} n & 0 \ 0 & 1/n \end{bmatrix}$
    ② [숫자 대입] $\begin{bmatrix} A & B \ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 10 \ 0 & 1 \end{bmatrix} \times \begin{bmatrix} 10 & 0 \ 0 & 1/10 \end{bmatrix}$
    ③ [최종 결과] $\begin{bmatrix} A & B \ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 10 & 1 \ 0 & 1/10 \end{bmatrix}$
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71. 다음과 같은 브리지 회로가 평형이 되기 위한 Z4의 값은?

  1. 2 + j4
  2. -2 + j4
  3. 4 + j2
  4. 4 - j2
(정답률: 68%)
  • 브리지 회로가 평형을 이루기 위해서는 마주 보는 임피던스의 곱이 서로 같아야 합니다.
    이미지 분석 결과, $Z_{1}Z_{2} = Z_{3}Z_{4}$ 관계가 성립해야 합니다.
    ① [기본 공식] $Z_{4} = \frac{Z_{1}Z_{2}}{Z_{3}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{4} = \frac{(2+j4)(2-j3)}{3+j2} = \frac{4-j6+j8-j^{2}12}{3+j2} = \frac{16+j2}{3+j2}$
    ③ [최종 결과] $Z_{4} = 4-j2$
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72. 주파수 f[Hz], 단상 교류전압 V[V]의 전원에 저항 R[Ω], 인덕턴스 L[H]의 코일을 접속한 회로가 있을 때, L을 가감해서 R의 전력을 L=0 일 때의 1/5로 하면 L[H]의 크기는?

  1. R2/2πf
  2. πfR2
  3. R/πf
  4. R/2πf
(정답률: 38%)
  • 인덕턴스 $L=0$일 때의 전력은 $\frac{V^2}{R}$이며, $L$을 추가하여 이 전력의 $1/5$가 되려면 저항에 걸리는 전압이 $\frac{1}{\sqrt{5}}$배가 되어야 합니다. 즉, 전체 임피던스 $Z$와 저항 $R$의 관계가 $R = \frac{1}{\sqrt{5}}Z$를 만족해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$5R^2 = R^2 + (2\pi f L)^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$4R^2 = (2\pi f L)^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = \frac{R}{\pi f}$$
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73. R=10[Ω], L=5[μH]인 RL 직렬회로와 C=100[㎊]인 콘덴서가 병렬로 연결된 회로에서 공진시 공진임피던스[kΩ]는?

  1. 0.2
  2. 0.5
  3. 5
  4. 200
(정답률: 31%)
  • RL 직렬회로와 C가 병렬로 연결된 병렬 공진 회로에서 공진 임피던스는 회로의 특성 임피던스 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_a = \frac{L}{R C}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_a = \frac{5 \times 10^{-6}}{10 \times 100 \times 10^{-12}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_a = 5$$
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74. 그림과 같은 톱니파의 라플라스 변환은?

(정답률: 50%)
  • 주어진 그림은 주기 $T$와 최대값 $E$를 갖는 톱니파 함수입니다. 이 주기함수를 라플라스 변환하면 시간 영역의 적분 또는 주기함수 변환 공식에 의해 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$\frac{E}{T s^2}(1 - e^{-Ts} - Ts e^{-Ts})$$
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75. 불평형 3상 전류 Ia=18+j3, Ib=-25-j7,Ic=-5+j10일 때, 영상전류 I0는?

  1. -12-j6
  2. 2-j6.24
  3. 6-j3
  4. -4+j2
(정답률: 61%)
  • 불평형 3상 회로에서 영상전류 $I_0$는 각 상의 전류 합의 $1/3$로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_0 = \frac{1}{3}(I_a + I_b + I_c)$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_0 = \frac{1}{3}(18 + j3 - 25 - j7 - 5 + j10)$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_0 = -4 + j2$$
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76. 그림에서 4단자 회로 정수 A, B, C, D 중 출력 단자 3, 4 가 개방되었을 때의 V1/V2인 A의 값은?

(정답률: 56%)
  • 4단자 회로에서 정수 $A$는 출력 단자를 개방했을 때의 전압비 $\frac{V_1}{V_2}$를 의미합니다. 주어진 회로 구성에서 출력 단자가 개방되면 전류는 $Z_1$과 $Z_2$를 통해 흐르게 되며, 전압 분배 법칙에 의해 $A$ 값은 다음과 같이 결정됩니다.
    $$A = 1 + \frac{Z_3}{Z_2}$$
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77. 그림과 같은 회로가 정저항 회로가 되려면 L은 몇[H] 이어야 하는가?(단,R=20[Ω], C=200[㎌]이다.)

  1. 0.08
  2. 0.8
  3. 1
  4. 4
(정답률: 60%)
  • 정저항 회로(m-회로)가 되기 위해서는 저항 $R$과 인덕턴스 $L$, 정전용량 $C$ 사이에 $R = \sqrt{L/C}$의 관계가 성립해야 합니다.
    ① [기본 공식] $L = R^2 C$
    ② [숫자 대입] $L = 20^2 \times 200 \times 10^{-6}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.08$
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78. 다상 교류회로 설명 중 잘못 된 것은?(단, n=상수)

  1. 평형 3상 교류에서 Δ결선의 상전류는 선전류의 1/√3과 같다.
  2. n상전력 이다.
  3. 성형결선에서 선간전압과 상전압과의 위상차는 이다.
  4. 비대칭 다상교류가 만드는 회전 자기장은 타원 회전 자기장이다.
(정답률: 53%)
  • n상 전력의 일반식에서 분자에는 $n$이 위치해야 합니다. 제시된 식은 분자가 $1$로 되어 있어 잘못된 식입니다.

    오답 노트
    평형 3상 $\Delta$결선 상전류는 선전류의 $1/\sqrt{3}$배가 맞음
    성형결선 선간전압과 상전압의 위상차는 가 맞음
    비대칭 다상교류는 타원 회전 자기장을 형성함
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79. 대칭 3상 교류에서 각 상의 전압이 va, vb, vc일 때 3상 전압의 합은?

  1. 0
  2. 0.3va
  3. 0.5va
  4. 3va
(정답률: 74%)
  • 대칭 3상 교류에서는 각 상의 전압 크기가 같고 위상이 $120^\circ$씩 차이 나므로, 세 전압을 벡터적으로 합산하면 상쇄되어 $0$이 됩니다.
    $$v_a + v_b + v_c = v_a(1 + a + a^2) = 0$$
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80. 로 표시되는 비정현파 전류의 실효값은 약 얼마인가?

  1. 20
  2. 50
  3. 114
  4. 150
(정답률: 70%)
  • 비정현파 전류의 실효값은 각 성분(직류분 및 각 고조파) 실효값들의 제곱 합의 제곱근으로 계산합니다.
    주어진 식 $i = 100 + 50\sqrt{2}\sin\omega t + 20\sqrt{2}\sin(3\omega t + \frac{\pi}{6})$에서 직류분은 $100$, 기본파 실효값은 $50$, 제3고조파 실효값은 $20$입니다.
    ① [기본 공식] $I = \sqrt{I_0^2 + I_1^2 + I_2^2 + \dots}$
    ② [숫자 대입] $I = \sqrt{100^2 + 50^2 + 20^2}$
    ③ [최종 결과] $I = 113.58 \approx 114$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선으로 적합하지 아니한 것은?

  1. 통신선은 가공전선의 아래에 시설할 것
  2. 통신선과 저압 가공전선 사이의 이격거리는 60cm 이상 일 것
  3. 통신선과 고압 가공전선 사이의 이격거리는 80cm 이상 일 것
  4. 통신선과 특고압 가공전선 사이의 이격거리는 1.0m 이상 일 것
(정답률: 55%)
  • 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선과 전선 사이의 이격거리는 전압 등급에 따라 규정되어 있습니다. 통신선과 특고압 가공전선 사이의 이격거리는 기본적으로 1.2 m 이상을 유지해야 하므로 1.0 m 이상이라는 설명은 적절하지 않습니다.
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82. 전로의 중성점을 접지하는 목적으로 볼 수 없는 것은?

  1. 전로의 보호 장치의 확실한 동작 확보
  2. 부하전류의 일부를 대지로 방류하여 전선 절약
  3. 이상전압의 억제
  4. 대지전압의 저하
(정답률: 62%)
  • 전로의 중성점을 접지하는 주된 목적은 계통의 안정성과 안전 확보에 있습니다. 보호 장치의 확실한 동작 확보, 이상전압의 억제, 대지전압의 저하가 이에 해당합니다.

    오답 노트
    부하전류의 일부를 대지로 방류하여 전선 절약: 중성점 접지의 목적이 아니며, 부하전류는 전선을 통해 회로로 돌아와야 합니다.
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83. 최대 사용전압이 6600[V]인 3상 유도전동기의 권선과 대지 사이의 절연내력 시험전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 7260
  2. 7920
  3. 8250
  4. 9900
(정답률: 67%)
  • 최대 사용전압이 7 kV 이하인 기기의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압의 1.5배(최저 500 V)를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = E \times 1.5$
    ② [숫자 대입] $V = 6600 \times 1.5$
    ③ [최종 결과] $V = 9900$
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84. 습기가 있는 장소에서 사용전압이 440[V]인 경우 애자 사용 공사시 전선과 조영재 사이의 이격거리는 최소 몇 [cm]이상이어야 하는가?

  1. 2.5
  2. 4.5
  3. 6
  4. 8
(정답률: 48%)
  • 애자 사용 공사 시 전선과 조영재 사이의 이격거리는 사용전압과 장소의 습기 여부에 따라 결정됩니다. 사용전압이 400 V를 초과하고 습기가 있는 장소인 경우, 최소 이격거리는 4.5 cm 이상이어야 합니다.

    오답 노트
    건조한 장소: 2.5 cm
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85. 중성선 다중 접지한 22.9[kV] 3상 4선식 가공전선로를 건조물의 옆쪽 또는 아래쪽에서 접근 상태로 시설하는 경우 가공 나전선과 건조물의 최소 이격거리[m]는?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 39%)
  • 25 kV 이하의 특고압 가공전선로를 건조물의 옆쪽 또는 아래쪽에서 접근 상태로 시설하는 경우, 전선의 종류에 따라 이격거리가 달라집니다. 나전선을 사용하는 경우에는 최소 1.5 m의 이격거리를 확보해야 합니다.
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86. 제2종 접지공사에서 접지선의 굵기는 연동선인 경우 몇 [mm2] 이상인가?

  1. 1.25
  2. 6
  3. 8
  4. 16
(정답률: 46%)
  • 제2종 접지공사(중성점 접지 등)에서 사용하는 접지선의 굵기는 연동선 기준 $16\text{mm}^{2}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    6: 제1종 접지공사의 기준입니다.
    2.5: 제3종 접지공사의 기준입니다.
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87. 강제 배류기의 시설기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 귀선에서는 강제 배류기를 거쳐 금속제 지중 관로로 통하는 전류를 저지하는 구조로 할 것
  2. 강제 배류기를 보호하기 위하여 적정한 과전류 차단기를 시설할 것
  3. 강제 배류기용 전원장치의 변압기는 절연변압기를 시설하고 1, 2차측 전로에는 개폐기 및 과전류차단기를 각 극에 시설한 것일 것
  4. 강제 배류기는 제3종 접지공사를 한 금속제 외함 기타 견고한 함에 넣어 시설하거나 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설할 것
(정답률: 51%)
  • 강제 배류기용 전원장치의 변압기는 절연변압기를 사용해야 하며, 개폐기 및 과전류 차단기는 1차측 전로의 각 극에만 시설하면 됩니다.

    오답 노트
    1, 2차측 전로에는 개폐기 및 과전류차단기를 각 극에 시설한 것일 것: 2차측이 아닌 1차측 전로에만 시설하는 것이 기준입니다.
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88. 전격 살충기는 전격격자가 지표상 또는 마루 위 몇 [m]이상 되도록 시설하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.8
  4. 3.5
(정답률: 47%)
  • 전격 살충기의 시설 기준에 따라 전격격자는 지표상 또는 마루 위 $3.5\text{m}$이상이 되도록 설치하여 사람의 접촉 사고를 방지해야 합니다.
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89. 수소냉각식의 발전기, 조상기에 부속하는 수소 냉각 장치에서 필요 없는 장치는?

  1. 수소의 순도 저하를 경보하는 장치
  2. 수소의 압력을 계측하는 장치
  3. 수소의 온도를 계측하는 장치
  4. 수소의 유량을 계측하는 장치
(정답률: 60%)
  • 수소냉각식 발전기 및 조상기의 냉각 장치 시설 기준에 따르면 수소의 순도 저하 경보 장치, 압력 계측 장치, 온도 계측 장치는 필수적으로 설치해야 하지만, 수소의 유량을 계측하는 장치는 필수 시설 항목에 포함되지 않습니다.
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90. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류의 최대 몇 배의 전류에 견디어야 하는가?

  1. 1.1
  2. 1.25
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 63%)
  • 고압 및 특고압 전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류의 $1.25$배의 전류에 견뎌야 하며, $2$배의 전류로 $2$분 안에 용단되어야 합니다.
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91. 가공전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산시 구성재의 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압을 기초로 적용하는 갑종풍압하중 값의 기준이 잘못된 것은?

  1. 목주 : 588Pa
  2. 원형 철주 : 588Pa
  3. 철근 콘크리트주 : 1117Pa
  4. 강관으로 구성된 철탑 : 1255Pa
(정답률: 67%)
  • 철근 콘크리트주의 갑종풍압하중 기준은 원형일 경우 $588\text{Pa}$, 기타 형태일 경우 $882\text{Pa}$(또는 $885\text{Pa}$)를 적용합니다.

    오답 노트
    철근 콘크리트주 $1117\text{Pa}$는 기준값과 다르므로 틀린 설명입니다. ($1117\text{Pa}$는 철탑 단주 기타 형태에 적용되는 값입니다.)
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92. 사용전압이 25000[V] 이하의 특고압 가공전선로에는 전화선로의 길이 12km 마다 유도전류가 몇 [㎂]를 넘지 아니하도록 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 57%)
  • 사용전압이 $60\text{kV}$이하(특고압 가공전선로 포함)인 경우, 전화선로 $12\text{km}$ 마다 유도전류가 $2\text{\mu A}$를 넘지 않아야 합니다.
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93. 저압 가공인입선의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전선은 절연전선, 다심형 전선 또는 케이블 일 것
  2. 전선은 지름 1.6mm의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기일 것
  3. 전선의 높이는 철도 및 궤도를 횡단하는 경우에는 레일 면상 6.5[m] 이상일 것
  4. 전선의 높이는 횡단보도교의 위에 시설하는 경우에는 노면상 3[m] 이상일 것
(정답률: 52%)
  • 저압 가공인입선으로 사용하는 전선은 지름 $2.6\text{mm}$이상의 인입용 비닐절연전선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    지름 $1.6\text{mm}$의 경동선은 기준치에 미달하여 틀린 설명입니다.
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94. 관, 암거 기타 지중전선을 넣는 방호장치의 금속제 부분, 금속제의 전선 접속함 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에 시행하는 접지공사의 종류는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 70%)
  • 관, 암거 기타 지중전선을 넣는 방호장치의 금속제 부분, 금속제 전선 접속함 및 지중전선 피복용 금속체에 시행하는 접지공사는 제3종 접지공사입니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경 전 기준이며, 현재는 접지 시스템 방식으로 통합되어 해당 구분은 더 이상 사용되지 않습니다.
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95. 지중에 매설된 금속제 수도관로는 각종 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있다. 다음 중에서 접지극으로 사용할 수 없는 것은?

  1. 안지름 75[mm] 이상이고 전기저항값이 3[Ω] 이하인 것
  2. 안지름 75[mm] 이상이고 전기저항값이 2[Ω] 이하인 것
  3. 안지름 75[mm]에서 분기한 안지름 50[mm]의 수도관으로 길이가 6[m]이고, 전기저항 값이 3[Ω] 이하인 것
  4. 안지름 75[mm]에서 분기한 안지름 30[mm]의 수도관으로 길이가 5[m]이내이고, 전기저항 값이 3[Ω] 이하인 것
(정답률: 46%)
  • 금속제 수도관을 접지극으로 사용할 때, 분기된 수도관은 안지름 $30\text{mm}$이상이고 길이가 $5\text{m}$이내이며 전기저항 값이 $3\Omega$이하인 것이어야 합니다.

    오답 노트
    안지름 $75\text{mm}$에서 분기한 안지름 $50\text{mm}$의 수도관으로 길이가 $6\text{m}$이고, 전기저항 값이 $3\Omega$이하인 것: 분기관의 길이는 $5\text{m}$이내여야 하므로 기준을 초과하여 사용할 수 없습니다.
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96. 분기회로의 시설에서 저압 옥내간선과의 분기점에서 전선의 길이가 몇 [m] 이하인 곳에 개폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 하는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 49%)
  • 분기회로의 보호를 위해 저압 옥내간선과의 분기점으로부터 $3\text{m}$이내의 지점에 개폐기 및 과전류 차단기를 시설해야 합니다.
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97. 출퇴표시등 제어회로의 배선을 금속덕트 공사에 의하여 시설하고자 한다. 절연피복을 포함한 전선의 총면적은 덕트 내부 단면적의 몇 [%]까지 할 수 있는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 43%)
  • 금속 덕트 공사 시 전선의 단면적 합계는 기본적으로 덕트 내부 단면적의 $20\%$이하로 제한하지만, 출퇴표시등과 같은 제어회로 등의 배선만을 넣는 경우에는 $50\%$이하까지 가능합니다.
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98. 가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물 기초 안전율은 일반적인 경우에 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 46%)
  • 가공전선로 지지물의 기초 안전율은 일반적인 경우 $2.0$이상이어야 하며, 철탑의 기초에 대해서는 $1.33$이상을 적용합니다.
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99. 3상 380[V] 모터에 전원을 공급하는 저압전로의 전선 상호간 및 전로와 대지 사이의 절연저항 값은 몇 [MΩ] 이상이 되어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 44%)
  • 저압전로의 절연저항 값은 대지전압의 크기에 따라 결정됩니다. 3상 $380\text{V}$ 모터의 경우 대지전압은 $380\text{V} / \sqrt{3} \approx 220\text{V}$이므로, 대지전압이 $300\text{V}$ 초과 $400\text{V}$ 미만인 경우의 기준인 $0.3\text{M}\Omega$이상이 적용됩니다.
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100. 특고압 지중전선이 가연성이나 유독성의 유체(流體)를 내포하는 관과 접근하기 때문에 상호간에 견고한 내화성의 격벽을 시설하였다. 상호 간의 이격거리가 몇 [m] 이하인 경우인가?

  1. 0.4
  2. 0.6
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 52%)
  • 특고압 지중전선이 가연성이나 유독성 유체를 내포하는 관과 접근 또는 교차할 때, 상호 간에 내화성 격벽을 설치해야 하는 기준 이격거리는 $1.0\text{m}$이하입니다.
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