전기산업기사 필기 기출문제복원 (2012-08-26)

전기산업기사 2012-08-26 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2012-08-26 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2012-08-26 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 대전 도체 내부의 전위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 내부에는 전기력선이 없으므로 전위는 무한대의 값을 갖는다.
  2. 내부의 전위와 표면전위는 같다. 즉 도체는 등전위이다.
  3. 내부의 전위는 항상 대지전위와 같다.
  4. 내부에는 전계가 없으므로 0전위이다.
(정답률: 60%)
  • 정전평형 상태의 대전 도체 내부에는 전계 $E$가 $0$이므로, 전위차 $\int E \cdot dl$ 또한 $0$이 됩니다. 따라서 도체 내부의 모든 지점은 표면 전위와 동일한 값을 갖는 등전위체가 됩니다.
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2. 자화율 x와 비투자율 μs의 관계에서 상자성체로 판단 할 수 있는 것은?

  1. x ＞ 0, μs ＜ 1
  2. x ＜ 0, μs ＞ 1
  3. x ＞ 0, μs ＞ 1
  4. x ＜ 0, μs ＜ 1
(정답률: 70%)
  • 물질의 자성 특성에 따른 자화율 $\chi$와 비투자율 $\mu_s$의 관계를 묻는 문제입니다. 상자성체는 외부 자기장 방향으로 약하게 자화되는 성질이 있어 $\chi > 0$이고 $\mu_s > 1$의 특성을 가집니다.

    오답 노트
    강자성체: $\mu_s \gg 1$
    반자성체: $\chi < 0, \mu_s < 1$
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3. 강자성체의 자속밀도 B의 크기와 자화의 세기 J의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

  1. J가 B보다 약간 크다.
  2. J는 B보다 대단히 크다.
  3. J는 B보다 약간 작다
  4. J는 B와 똑같다.
(정답률: 74%)
  • 강자성체에서 자화의 세기 $J$는 자속밀도 $B$에서 진공의 투자율 $\mu_0$와 자계 $H$의 곱을 뺀 값으로 정의됩니다.
    $$J = B - \mu_0 H$$
    따라서 자화의 세기 $J$는 자속밀도 $B$보다 $\mu_0 H$만큼 작은 값을 가지게 됩니다.
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4. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 완전 도체가 아닌 일정한 고유저항을 가진 대지상에 대지와 나란히 높이 h인 곳에 가선된 전류 I가 흐르는 원통상 도선의 영상전류는 방향이 반대인 -I이고, 땅속 h보다 얕은 곳에 대지면과 나란히 흐르는 영상전류이다.
  2. 접지 구도체의 외부에 있는 점전하에 기인된 접지 구도체상 유도전하의 영상전하는 2개 있다.
  3. 두 유전체가 무한 평면으로 경계면을 이루고 접해있을때, 한 유전체내에 있는 점전하 Q의 영상전하는, 경계면과 Q간 거리의 연장선상 반대편 등거리에 1개 있다.
  4. 절연 도체구의 외부에 점전하가 있을 때 절연 도체구에 유도된 전하에 관한 영상 전하는 2개 있다.
(정답률: 46%)
  • 절연 도체구 외부에 점전하가 있을 때, 유도전하에 의한 영상전하는 총 전하량이 0이 되어야 하므로 구 내부의 특정 지점에 위치하는 영상전하와 구의 중심에 위치하는 영상전하까지 총 2개가 존재합니다.

    오답 노트
    완전 도체가 아닌 대지상 영상전류: 땅속 $h$인 곳에 반대 방향으로 흐름
    접지 구도체 외부 점전하: 영상전하는 1개 존재
    두 유전체 경계면 점전하: 영상전하는 1개 존재
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5. 두 개의 자하m1, m2 사이에 작용되는 쿨롱의 법칙으로서 자하간의 자기력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 두 자하가 동일 극성이면 반발력이 작용한다.
  2. 두 자하가 서로 다른 극성이면 흡입력이 작용한다.
  3. 두 자하의 거리에 반비례한다.
  4. 두 자하의 곱에 비례한다.
(정답률: 72%)
  • 쿨롱의 법칙에 따라 두 자하 사이에 작용하는 자기력은 두 자하의 곱에 비례하고, 자하 사이 거리의 제곱에 반비례합니다.
    따라서 두 자하의 거리에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.
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6. 열전대는 무슨 효과를 이용한 것인가?

  1. 압전효과
  2. 제벡효과
  3. 홀 효과
  4. 가우스 효과
(정답률: 79%)
  • 서로 다른 두 금속 단자의 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 현상을 제벡효과라고 하며, 이를 이용해 온도를 측정하는 장치가 열전대입니다.

    오답 노트
    압전효과: 압력을 가했을 때 전압이 발생하는 현상
    홀 효과: 자기장 내 전하 이동으로 전압이 발생하는 현상
    가우스 효과: 자기장과 전기장의 상호작용 관련 법칙
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7. 자기 인덕턴스가 L1, L2이고, 상호인덕턴스가 M인 두 코일을 직렬로 연결하여 합성인덕턴스 L을 얻었을 때, 다음 중 항상 양의 값을 갖는 것만 골라 묶은 것은?

  1. L1, L2, M
  2. L1, L2, L
  3. M, L
  4. 항상 양의 값을 갖는 것은 없다.
(정답률: 63%)
  • 자기 인덕턴스($L_1, L_2$)는 항상 양수이며, 합성 인덕턴스 $L$ 또한 가동접속($L=L_1+L_2+2M$)이든 차동접속($L=L_1+L_2-2M$)이든 물리적으로 항상 양의 값을 가져야 합니다. 반면 상호 인덕턴스 $M$은 코일의 권선 방향에 따라 부호가 결정될 수 있습니다.
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8. 전압 V로 충전된 용량 C의 콘덴서에 용량 2C의 콘덴서를 병렬 연결한 후의 단자 전압[V]은?

  1. 3V
  2. 2V
  3. V/2
  4. V/3
(정답률: 63%)
  • 전하량 보존 법칙을 이용하여 병렬 연결 후의 전압을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\displaystyle V_0 = \frac{Q}{C_0}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\displaystyle V_0 = \frac{CV}{C + 2C}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\displaystyle V_0 = \frac{V}{3}$$
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9. 자기회로 단면적 4[cm2]의 철심에 6×10-4[Wb]의 자속을 통하게 하려면 2800[AT/m]의 자계가 필요하다. 철심의 비투자율 [H/m]은?

  1. 12
  2. 43
  3. 75
  4. 426
(정답률: 48%)
  • 자속 $\phi$와 자계 $H$, 비투자율 $\mu_s$의 관계식을 이용하여 비투자율을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mu_s = \frac{\phi}{\mu_0 H S}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mu_s = \frac{6 \times 10^{-4}}{4\pi \times 10^{-7} \times 2800 \times 4 \times 10^{-4}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\mu_s = 426$$
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10. 두 자성체 경계면에서 정자계가 만족하는 것은?

  1. 자속밀도의 접선성분이 같다.
  2. 자속은 투자율이 작은 자성체에 모인다.
  3. 양측 경계면상의 두 점간의 자위차가 같다.
  4. 자계의 법선성분이 같다.
(정답률: 72%)
  • 두 자성체의 경계면에서 자위(Magnetic Potential)는 연속적이어야 하므로, 경계면상의 임의의 두 점 사이의 자위차는 양측에서 동일하게 유지됩니다.
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11. 평행판 공기콘덴서의 극판 사이에 비유전율 ℇs의 유전체를 채운 경우 동일 전위차에 대한 극판간의 전하량 Q[C]는?

  1. ℇs배로 증가
  2. 1/ℇs배로 감소
  3. πℇs 배로 증가
  4. 불변
(정답률: 78%)
  • 콘덴서의 정전용량 $C$는 비유전율 $\epsilon_s$에 비례하며, 전하량 $Q = CV$이므로 전위차 $V$가 일정할 때 비유전율이 $\epsilon_s$인 유전체를 채우면 전하량 또한 $\epsilon_s$배로 증가합니다.
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12. 두 도체 A와 B에서 도체 A에는 +Q[C], 도체 B에는 -Q[C]의 전하를 줄 때 도체 A, B간의 전위차를 VAB라 하면 성립되는 식은? (단, 두 도체 사이의 정전용량은 C이다.)

(정답률: 69%)
  • 정전용량의 정의에 따라 전하량은 정전용량과 전위차의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = CV_{AB}$
    ② [숫자 대입] $Q = CV_{AB}$
    ③ [최종 결과] $Q = CV_{AB}$
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13. 그림과 같이 진공내의 A, B, C 각 점에 QA= 4×10-6[C], QB= 2×10-6[C], QC=5×10-6[C]의 점전하가 일직선상에 놓여 있을 때 B점에 작용하는 힘은 몇 [N]인가?

  1. 0.8 × 10-2
  2. 1.2 × 10-2
  3. 1.8 × 10-2
  4. 2.4 × 10-2
(정답률: 55%)
  • 쿨롱의 법칙을 이용하여 B점에 작용하는 알짜힘을 구하는 문제입니다. A전하와 C전하가 모두 B전하를 밀어내는 반발력을 작용시키므로, 방향을 고려하여 두 힘의 차를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = 9 \times 10^9 \frac{Q_1 Q_2}{r^2}$
    ② [숫자 대입] $F_B = 9 \times 10^9 \frac{(4 \times 10^{-6})(2 \times 10^{-6})}{2^2} - 9 \times 10^9 \frac{(2 \times 10^{-6})(5 \times 10^{-6})}{3^2}$
    ③ [최종 결과] $F_B = 1.8 \times 10^{-2} - 1.0 \times 10^{-2} = 0.8 \times 10^{-2} \text{ N}$
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14. 반지름 a[m]되는 도선의 1[m]당 내부 자기 인덕턴스는 몇 [H/m]인가?

  1. μ/8π
  2. μ/4π
  3. μa/8π
  4. μa/4π
(정답률: 46%)
  • 도선 내부의 단위 길이당 자기 인덕턴스를 구하는 문제입니다. 내부 자계에너지 $W$를 이용하여 인덕턴스 $L$을 도출합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{2W}{I^2} = \frac{2 \times \frac{\mu I^2}{16\pi}}{I^2}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu}{8\pi}$
    ③ [최종 결과] $\mu/8\pi$
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15. 유전율이 각각 ℇ1, ℇ2인 두 유전체가 접해있는 경우 전기력선의 방향을 그림과 같이 표시할 때 ℇ1＞ℇ2이면, θ1과 θ2의 관계는?

  1. θ1 = θ2
  2. θ1 ＜ θ2
  3. θ1 ＞ θ2
  4. 전기력선의 방향에 따라 θ1 ＜ θ2 혹은 θ1 ＞ θ2
(정답률: 78%)
  • 두 유전체 경계면에서 전기력선의 굴절 법칙에 관한 문제입니다. 유전율이 클수록 전기력선은 법선에서 더 많이 굴절되어 굴절각이 커지는 성질이 있습니다.
    유전율 $\epsilon_1 > \epsilon_2$인 경우, 굴절각 $\theta$는 유전율에 비례하므로 $\theta_1 > \theta_2$가 성립합니다.

    오답 노트
    전계 $E$는 유전율에 반비례하여 $E_1 < E_2$가 됩니다.
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16. 무한 평면도체에서 h[m]의 높이에 반지름 a[m](a《h)의 도선을 도체에 평행하게 가설하였을 때 도체에 대한 도선의 정전용량은 몇 [F/m]인가?

(정답률: 55%)
  • 무한 평면도체 위에 평행하게 가설된 도선의 정전용량을 구하는 문제입니다. 도선과 도체 사이의 거리 $h$와 도선의 반지름 $a$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{2\pi\epsilon_0}{\ln \frac{2h}{a}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2\pi\epsilon_0}{\ln \frac{2h}{a}}$
    ③ [최종 결과]
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17. 유전율 ℇ1[F/m],ℇ2[F/m]인 두 종류의 유전체가 무한평면을 경계로 접해있다. 유전체에서 경계면으로부터 r[m] 만큼 떨어진 점 P에 점전하 Q[C]가 있을 경우, 점전하와 유전체 ℇ2 사이에 작용하는 힘[N]은?

(정답률: 57%)
  • 영상법을 이용하여 두 유전체 경계면에 있는 점전하가 받는 힘을 구하는 문제입니다. 유전체 $\epsilon_1$ 속의 점전하 $Q$에 의해 유전체 $\epsilon_2$ 쪽에 가상으로 형성되는 영상전하 $Q'$와 그로 인해 발생하는 전계의 세기를 이용하여 힘을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_1r^2} \frac{\epsilon_1 - \epsilon_2}{\epsilon_1 + \epsilon_2}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_1r^2} \frac{\epsilon_1 - \epsilon_2}{\epsilon_1 + \epsilon_2}$
    ③ [최종 결과]
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18. 다음 중 전자계에 대한 맥스웰의 기본 이론으로 옳지 않은 것은?

  1. 고립된 자극이 존재한다.
  2. 전하에서 전속선이 발산된다.
  3. 전도전류와 변위전류는 자계의 회전을 발생시킨다.
  4. 자속밀도의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다.
(정답률: 78%)
  • 맥스웰 방정식 중 자계에 관한 가우스 법칙($\text{div} \mathbf{B} = 0$)에 따라, 자력선은 항상 폐곡선을 이루며 고립된 자극(자기 단극자)은 존재하지 않습니다.

    오답 노트
    전하에서 전속선이 발산된다: 전계에 관한 가우스 법칙
    전도전류와 변위전류는 자계의 회전을 발생시킨다: 앙페르-맥스웰 법칙
    자속밀도의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다: 패러데이 법칙
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19. 도전성을 가진 매질내의 평면파에서 전송계수 r를 표현한 것으로 알맞은 것은?

  1. r=a+jβ
  2. r=a-jβ
  3. r=ja+β
  4. r=ja-β
(정답률: 74%)
  • 도전성 매질 내의 평면파 전송계수 $r$은 일반적으로 실수부 $\alpha$와 허수부 $\beta$의 합인 $r = \alpha + j\beta$ 형태로 표현됩니다.
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20. 자기 인덕턴스 50[mH]의 회로에 흐르는 전류가 매초 100[A]의 비율로 감소할 때 자기 유도기전력은?

  1. 5×10-4[mV]
  2. 5[V]
  3. 40[V]
  4. 200[V]
(정답률: 67%)
  • 자기 인덕턴스 회로에서 전류의 시간적 변화율에 의해 발생하는 자기 유도기전력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = L \frac{di}{dt}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 0.05 \times \frac{100}{1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 5$$
    따라서 기전력은 $5\text{V}$입니다.
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2과목: 전력공학

21. 송전선용 표준철탑 설계의 경우 일반적으로 가장 큰 하중은?

  1. 빙설
  2. 애자, 전선의 중량
  3. 풍압
  4. 전선의 인장강도
(정답률: 72%)
  • 송전철탑의 종합 하중은 빙설 및 중량 하중과 풍압 하중의 벡터 합으로 계산됩니다.
    $$\text{종합 하중} = \sqrt{(\text{빙설} + \text{중량하중})^2 + \text{풍압}^2}$$
    일반적으로 설계 시 풍압 하중이 가장 지배적인 영향을 미치므로 가장 큰 하중이 됩니다.
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22. 출력 20000[kW]의 화력발전소가 부하율 80%로 운전할 때 1일의 석탄 소비량은 약 몇 ton인가? (단, 보일러 효율 80%, 터빈의 열 사이클 효율 35%, 터빈효율 85%, 발전기 효율 76%, 석탄의 발열량은 5500[kcal/kg]이다.)

  1. 272
  2. 293
  3. 312
  4. 333
(정답률: 48%)
  • 발전소의 총 효율을 고려하여 1일 동안 소비되는 석탄의 양을 구하는 문제입니다. 석탄의 발열량과 발전소의 종합 효율을 이용하여 필요한 총 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$m = \frac{860 \times W}{\eta \times H}$$
    (여기서 $W$는 출력 $\times$ 시간 $\times$ 부하율, $\eta$는 종합 효율, $H$는 발열량)
    ② [숫자 대입]
    $$m = \frac{860 \times (20000 \times 24 \times 0.8)}{(0.8 \times 0.35 \times 0.85 \times 0.76) \times 5500}$$
    ③ [최종 결과]
    $$m = 331952.87 \text{ kg} \approx 332 \text{ ton}$$
    계산 결과 약 332 ton이며, 보기 중 가장 근접한 값은 333 ton입니다.
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23. 변전소에서 사용되는 조상설비 중 전력 손실이 출력의 최대 0.6[%]이하이며 지상용으로 사용되는 조상설비는?

  1. 전력용 콘덴서
  2. 분로 리액터
  3. 동기 조상기
  4. 유도 전압 조정기
(정답률: 62%)
  • 분로 리액터는 전력 계통에서 지상 무효전력을 공급하여 전압 상승을 억제하는 지상용 조상설비입니다.

    오답 노트
    전력용 콘덴서: 진상용 설비
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24. 3상 3선식 소호리액터 접지방식에서 1선의 대지 정전용량을 C[㎌], 상전압 E[kV], 주파수 f[Hz]라 하면, 소호 리액터의 용량은 몇 [kVA]인가?

  1. πfCE2×10-3
  2. 2πfCE2×10-3
  3. 3πfCE2×10-3
  4. 6πfCE2×10-3
(정답률: 55%)
  • 소호리액터의 용량은 3상 대지 정전용량에 의한 충전전력과 동일하게 설계합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = 3 \times 2\pi f C E^2 = 6\pi f C E^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 6\pi f C E^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 6\pi f C E^2 \times 10^{-3} \text{ kVA}$$
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25. 전력선 1선의 대지전압을 E, 통신선의 대지정전용량을 Cb, 전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량을 Cab라고 하면, 통신선의 정전유도전압은?

(정답률: 63%)
  • 전력선과 통신선 사이의 정전유도전압은 두 선로 사이의 상호 정전용량과 통신선의 대지 정전용량의 비율에 전력선의 대지전압을 곱하여 산출합니다.
    $$\text{정전유도전압} = \frac{C_{ab}}{C_{ab} + C_b} \times E$$
    따라서 정답은 입니다.
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26. 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

  1. 선간거리를 증가시킨다.
  2. 전선의 높이를 가급적 낮게 한다.
  3. 전선 표면의 전위경도를 높인다.
  4. 전선의 바깥지름을 크게 한다.
(정답률: 69%)
  • 코로나 현상을 방지하기 위해서는 전선 표면의 전위경도를 낮추어 임계전압을 높여야 합니다. 전선의 바깥지름을 크게 하거나 복도체를 사용하면 전위경도가 낮아져 코로나 발생을 효과적으로 억제할 수 있습니다.
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27. 다음 중 1상당의 용량 200[kVA]의 콘덴서에 제 5고조파를 억제하기 위하여 직렬 리액터를 설치하고자 한다. 기본파 기준으로 직렬리액터의 용량[kVA]으로 가장 알맞은 것은?

  1. 6
  2. 12
  3. 18
  4. 25
(정답률: 54%)
  • 제 5고조파를 억제하기 위한 직렬 리액터의 용량은 일반적으로 콘덴서 용량의 $6\%$를 적용하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q_L = Q_C \times 0.06$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_L = 200 \times 0.06$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q_L = 12$$
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28. 반지름 r[m]이고, 소도체 간격 a인 2도체 송전선로에 등가 선간거리가 D[m]로 배치되고 완전 연가된 경우 인덕턴스는 몇 [mH/km]인가?

(정답률: 50%)
  • 2도체 송전선로에서 소도체 간격 $a$와 반지름 $r$을 가진 복도체의 인덕턴스 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = 0.4605 \log_{10} \frac{D}{\sqrt{ra}} + 0.05 \times \frac{1}{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = 0.4605 \log_{10} \frac{D}{\sqrt{ra}} + 0.025$$
    ③ [최종 결과]
    $$0.4605 \log_{10} \frac{D}{\sqrt{ra}} + 0.025$$
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29. 전력용 콘덴서 회로에 방전코일을 설치하는 주된 목적은?

  1. 합성 역률의 개선
  2. 전압의 파형 개선
  3. 콘덴서의 등가 용량 증대
  4. 전원 개방시 잔류 전하를 방전시켜 인체의 위험 방지
(정답률: 73%)
  • 전력용 콘덴서는 전원을 차단한 후에도 내부에 전하가 남아있어 감전 사고의 위험이 있습니다.
    방전코일은 전원 개방 시 이러한 잔류 전하를 신속하게 방전시켜 인체의 위험을 방지하는 역할을 합니다.
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30. 플리커 예방을 위한 수용가 측의 대책이 아닌 것은?

  1. 공급 전압을 승압한다.
  2. 전원 계통에 리액터분을 보상한다.
  3. 전압 강하를 보상한다.
  4. 부하의 무효전력 변동분을 흡수한다.
(정답률: 54%)
  • 플리커 현상을 방지하기 위한 대책 중 수용가 측에서는 전원 계통의 리액터분 보상, 전압 강하 보상, 무효전력 변동분 흡수 등의 조치를 취할 수 있습니다.
    하지만 공급 전압을 승압하는 것은 전력 회사(공급자) 측의 영역이므로 수용가 측에서 시행할 수 있는 대책이 아닙니다.
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31. 수전 용량에 비해 첨두부하가 커지면 부하율은 그에 따라 어떻게 되는가?

  1. 높아진다.
  2. 낮아진다.
  3. 변하지 않고 일정하다.
  4. 부하의 종류에 따라 달라진다.
(정답률: 61%)
  • 부하율은 평균전력을 최대전력(첨두부하)으로 나눈 값입니다. 따라서 분모에 해당하는 첨두부하가 커지면 전체적인 부하율은 낮아지게 됩니다.
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32. 고장점에서 구한 전 임피던스를 Z[Ω], 고장점의 상전압을 E[V]라 하면 3상 단락전류 [A]는?

  1. E/Z
  2. ZE/√3
  3. √3E/Z
  4. 3E/Z
(정답률: 61%)
  • 3상 단락전류는 고장점의 상전압을 해당 상의 임피던스로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{E}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I_{s} = \frac{E}{Z}$
    ③ [최종 결과] $I_{s} = \frac{E}{Z}$
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33. 파동 임피던스가 Z1=400[Ω]인 선로의 종단에 파동 임피던스가 Z2=1200[Ω]인 변압기가 접속되어 있다. 지금 선로로부터 파고 e1=1000[kV]의 전압이 진입하였다. 접속점에서 전압의 투과파 [kV]는?

  1. 500
  2. 1000
  3. 1500
  4. 2000
(정답률: 53%)
  • 서로 다른 파동 임피던스를 가진 선로의 접속점에서 전압의 투과파는 두 임피던스의 조합 비율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $e_{2} = \frac{2Z_{2}}{Z_{1} + Z_{2}} e_{1}$
    ② [숫자 대입] $e_{2} = \frac{2 \times 1200}{400 + 1200} \times 1000$
    ③ [최종 결과] $e_{2} = 1500$
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34. 피뢰기의 정격전압이란?

  1. 상용주파수의 방전 개시전압
  2. 속류를 차단할 수 있는 최고의 교류 전압
  3. 방전을 개시할 때 단자전압의 순시값
  4. 충격방전전류를 통하고 있을 때 단자전압
(정답률: 54%)
  • 피뢰기의 정격전압은 낙뢰 등으로 인한 방전 후, 뒤따라 흐르는 속류를 확실하게 차단할 수 있는 최고의 교류 전압을 의미합니다.

    오답 노트
    충격방전전류가 흐를 때의 단자전압 파고값은 제한전압에 해당합니다.
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35. 콘덴서형 계기용 변압기의 특징에 속하지 않은 것은?

  1. 권선형에 비해 오차가 적고 특성이 좋다.
  2. 절연의 신뢰도가 권선형에 비해 크다.
  3. 고압 회로용의 경우는 권선형에 비해 소형 경량이다.
  4. 전력선 반송용 결합 콘덴서와 공용할 수 있다.
(정답률: 52%)
  • 콘덴서형 계기용 변압기는 권선형에 비해 소형 경량이며 절연 신뢰도가 높고 전력선 반송용 결합 콘덴서와 공용할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 전자형에 비해 오차가 많고 특성이 나쁜 것이 특징입니다.
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36. 화력 발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

  1. 보일러 -> 과열기 -> 절탄기 -> 터빈 -> 복수기
  2. 보일러 -> 절탄기 -> 과열기 -> 터빈 -> 복수기
  3. 절탄기 -> 보일러 -> 과열기 -> 터빈 -> 복수기
  4. 절탄기 -> 과열기 -> 보일러 -> 터빈 -> 복수기
(정답률: 68%)
  • 화력 발전소의 증기 및 급수 흐름은 효율적인 가열과 동력 발생을 위해 다음과 같은 순서로 진행됩니다.
    절탄기 $\rightarrow$ 보일러 $\rightarrow$과열기 $\rightarrow$ 터빈 $\rightarrow$ 복수기
    절탄기에서 예열된 물이 보일러에서 증기가 되고, 과열기에서 고온 증기로 변한 뒤 터빈을 돌리고 복수기에서 다시 물로 응축됩니다.
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37. 전력계통의 주파수가 기준값보다 증가하는 경우 어떻게 하는 것이 가장 타당한가?

  1. 발전 출력[kW]을 감소시켜야 한다.
  2. 발전 출력[kW]을 증가시켜야 한다.
  3. 무효 전력[kVar]을 감소시켜야 한다.
  4. 무효 전력[kVar]을 증가시켜야 한다.
(정답률: 56%)
  • 전력계통에서 주파수는 유효전력(발전 출력)과 밀접한 관계가 있습니다. 주파수가 기준값보다 증가했다는 것은 부하보다 발전량이 많은 상태이므로, 발전 출력을 감소시켜 주파수를 낮추어야 합니다.

    오답 노트
    무효 전력: 주파수가 아닌 전압을 제어함
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38. 가공전선로에 대한 지중전선로의 장점으로 옳은 것은?

  1. 건설비가 싸다.
  2. 송전 용량이 많다.
  3. 인축에 대한 안전성이 높으며 환경 조화를 이룰 수 있다.
  4. 사고 복구에 효율적이다.
(정답률: 73%)
  • 지중전선로는 전선이 땅속에 매설되어 있어 인축에 대한 안전성이 높고, 지상 경관을 해치지 않아 환경 조화를 이룰 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다.

    오답 노트
    건설비: 가공전선로보다 비쌈
    송전 용량: 냉각 효율 저하로 인해 가공전선로보다 적음
    사고 복구: 사고 지점 탐색이 어려워 복구가 힘듦
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39. 1선 지락시 건전상의 전압상승이 가장 적은 중성점 접지 방식은?

  1. 직접 접지방식
  2. 비접지 방식
  3. 저항 접지방식
  4. 소호 리액터 접지 방식
(정답률: 61%)
  • 직접 접지방식은 지락 전류가 매우 크기 때문에 계전기 동작이 확실하며, 1선 지락 사고 시 건전상의 전압 상승이 가장 적은 특징이 있습니다.

    오답 노트
    비접지 방식: 건전상 전압 상승이 가장 큼
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40. 전력 원선도의 가로축과 세로축은 각각 어느 것을 나타내는가?

  1. 전압과 전류
  2. 전압과 역률
  3. 전류와 유효전력
  4. 유효전력과 무효전력
(정답률: 81%)
  • 전력 원선도는 전력 계통의 조류 계산 및 해석을 위해 사용하며, 가로축은 유효전력을, 세로축은 무효전력을 나타내어 전력의 흐름을 시각화합니다.
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3과목: 전기기기

41. 순저항 부하를 갖는 3상 반파 위상제어 정류회로에서 출력 전류가 연속이 되는 점호각 a의 범위는?

  1. a ≤ 30°
  2. a ＞ 30°
  3. a ≤ 60°
  4. a ＞ 60°
(정답률: 60%)
  • 3상 반파 위상제어 정류회로에서 각 상의 전압은 $120^{\circ}$의 위상차를 가집니다. 이때 출력 전류가 끊기지 않고 연속적으로 흐르기 위해서는 점호각 $\alpha$가 $30^{\circ}$이하여야 합니다.
    $$\alpha \le 30^{\circ}$$
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42. 변압기의 임피던스 전압이란 정격부하를 걸었을 때 변압기 내부에서 일어나는 임피던스에 의한 전압 강하분이 정격 전압의 몇 [%]가 강하하는가의 백분율이다. 다음 어느 시험에서 구할 수 있는가?

  1. 무부하시험
  2. 단락시험
  3. 온도 시험
  4. 내전압 시험
(정답률: 69%)
  • 변압기의 시험 종류에 따라 구할 수 있는 값이 다릅니다. 단락시험을 통해 임피던스 전압과 임피던스 와트를 구할 수 있습니다.

    오답 노트
    무부하시험: 철손, 여자전류, 여자 어드미턴스 측정
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43. 교류 단상직권전동기의 구조를 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 역률 개선을 위해 고정자와 회전자의 자로를 성층 철심으로 한다.
  2. 정류 개선을 위해 강계자 약전기자형으로 한다.
  3. 전기자 반작용을 줄이기 위해 약계자 강 전기자형으로 한다.
  4. 역률 및 정류 개선을 위해 약계자 강 전기자형으로 한다.
(정답률: 50%)
  • 교류 단상직권전동기에서 역률을 높이고 정류 특성을 개선하기 위해서는 계자 자속은 약하게 하고 전기자 자속은 강하게 하는 약계자 강전기자형 구조를 채택해야 합니다.
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44. 터빈 발전기의 냉각을 수소 냉각방식으로 하는 이유가 아닌것은?

  1. 풍손이 공기 냉각시의 약 1/10으로 줄어든다.
  2. 동일기계일 때 공기냉각시 보다 정격 출력이 약 25% 증가한다.
  3. 수분, 먼지 등이 없어 모로나에 의한 손상이 없다.
  4. 비열은 공기의 약 10배이고 열전도율은 약 15배로 된다.
(정답률: 58%)
  • 수소 냉각 방식은 공기보다 비열이 약 14배 크고 열전도율이 매우 높아 냉각 효율이 뛰어나며, 밀도가 낮아 풍손을 줄이고 출력을 높일 수 있는 방식입니다. 따라서 비열이 공기의 약 10배이고 열전도율이 약 15배라는 설명은 수치상 옳지 않습니다.
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45. 직류기에서 양호한 정류를 얻는 조건을 옳게 설명한 것은?

  1. 정류 주기를 짧게 한다.
  2. 전기자 코일의 인덕턴스를 작게 한다.
  3. 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉 저항에 의한 전압 강하보다 크게 한다.
  4. 브러시 접촉저항을 작게 한다.
(정답률: 55%)
  • 양호한 정류를 위해서는 리액턴스 전압을 작게 하여 정류 저해 요인을 제거해야 하며, 이를 위해 전기자 코일의 인덕턴스를 작게 설계해야 합니다.

    오답 노트
    정류 주기: 길게 해야 함
    평균 리액턴스 전압: 브러시 접촉 저항 전압 강하보다 작게 해야 함
    브러시 접촉저항: 크게 해야 함(탄소 브러시 사용)
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46. 동기 전동기의 기동법으로 옳은 것은?

  1. 직류 초퍼법, 기동 전동기법
  2. 자기동법, 기동 전동기법
  3. 자기동법, 직류 초퍼법
  4. 계자 제어법, 저항 제어법
(정답률: 53%)
  • 동기 전동기는 스스로 기동할 수 없는 기동 토크 0의 특성을 가지므로 별도의 기동법이 필요합니다. 유도 전동기로 기동하는 자기동법과 별도의 전동기를 사용하는 기동 전동기법이 대표적입니다.
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47. 전부하에 있어 철손과 동손의 비율이 1:2인 변압기에서 효율이 최고인 부하는 전부하의 약 몇 [%]인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 56%)
  • 변압기의 최대 효율 조건은 철손과 동손이 같을 때이며, 부하율 $m$은 철손과 전부하 동손의 비율의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = \sqrt{\frac{P_{i}}{P_{c}}}$
    ② [숫자 대입] $m = \sqrt{\frac{1}{2}}$
    ③ [최종 결과] $m = 0.707$
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48. 용량 40[kVA], 3200/200[V]인 3상 변압기 2차측에 3상 단락이 생겼을 경우 단락 전류는 약 몇 [A]인가? (단, %임피던스 전압은 4[%]이다.)

  1. 1887
  2. 2887
  3. 3243
  4. 3558
(정답률: 55%)
  • 변압기 2차측 단락 전류는 정격 전류에 %임피던스의 역수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_s = \frac{100}{\%Z} \times \frac{P}{\sqrt{3} V}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_s = \frac{100}{4} \times \frac{40000}{\sqrt{3} \times 200}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_s = 2887$$
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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. 86.6
  2. 75.0
  3. 66.7
  4. 57.7
(정답률: 74%)
  • $\Delta$결선 변압기 중 한 대가 고장 나서 V결선으로 운전할 때, 출력 전력은 $\Delta$결선 시의 $\frac{\sqrt{3}}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \frac{\sqrt{3}}{3} P_{\Delta}$
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \frac{1.732}{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 57.7$
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50. 절연유를 충만시킨 외함내에 변압기를 수용하고, 오일의 대류작용에 의하여 철심 및 권선에 발생한 열을 외함에 전달하며, 외함의 방산이나 대류에 의하여 열을 대기로 방산시키는 변압기의 냉각방식은?

  1. 유입 송유식
  2. 유입 수냉식
  3. 유입 풍냉식
  4. 유입 자냉식
(정답률: 59%)
  • 절연유의 대류 작용으로 열을 외함에 전달하고, 외함에서 대기로 자연 방산시키는 방식은 유입 자냉식입니다.

    오답 노트
    유입 풍냉식: 송풍기를 이용한 강제 통풍 방식
    유입 수냉식: 냉각관을 통해 냉각수를 순환시키는 방식
    유입 송유식: 펌프로 기름을 강제 순환시키는 방식
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51. 선박의 전기추진용 전동기의 속도제어에 가장 알맞은 것은?

  1. 주파수 변화에 의한 제어
  2. 극수 변화에 의한 제어
  3. 1차 회전에 의한 제어
  4. 2차 저항에 의한 제어
(정답률: 72%)
  • 선박의 전기추진용 전동기는 광범위한 속도 제어와 효율적인 운전이 필요하므로, 인버터를 이용한 주파수 변화에 의한 제어 방식이 가장 적합합니다.
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52. 단상 유도전동기의 기동 토크가 큰 순서로 되어 있는 것은?

  1. 반발기동, 분상기동, 콘덴서 기동
  2. 분상기동, 반발기동, 콘덴서 기동
  3. 반발기동, 콘덴서 기동, 분상기동
  4. 콘덴서 기동, 분상기동, 반발기동
(정답률: 75%)
  • 단상 유도전동기의 기동 토크 크기 순서는 반발기동 > 콘덴서 기동 > 분상기동 > 셰이딩 기동 순입니다.
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53. 전류가 불연속인 경우 전원전압 220[V]인 단상 전파정류회로에서 점호각∝=90°일 때의 직류 평균전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 45
  2. 84
  3. 90
  4. 99
(정답률: 66%)
  • 전류가 불연속인 단상 전파정류회로의 직류 평균전압을 구하는 공식입니다.
    $$E_d = \frac{\sqrt{2}}{\pi} E (1 + \cos \alpha)$$
    $$E_d = \frac{\sqrt{2}}{\pi} \times 220 \times (1 + \cos 90^{\circ})$$
    $$E_d = 99$$
    따라서 직류 평균전압은 $99\text{V}$입니다.
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54. 3상 권선형 유도 전동기에서 토크 t, 1차 전류 I1, 역률 cosθ, 2차 동손 P20, 효율 n, 출력 P0라 할 때 비례추이 하는 량으로 조합된 것은?

  1. I1,cosθ, P0
  2. t, P20,P0
  3. P20, n, P0
  4. t, I1, cosθ
(정답률: 58%)
  • 권선형 유도 전동기의 비례추이 시 함께 변하는 항목은 토크, 역률, 1차 전류, 2차 전류입니다.

    오답 노트
    2차 동손, 효율, 출력은 비례추이 되지 않는 항목입니다.
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55. 유도 전동기의 속도제어방식으로 적합하지 않은 것은?

  1. 2차 여자제어
  2. 2차 저항제어
  3. 1차 저항제어
  4. 1차 주파수 제어
(정답률: 59%)
  • 유도 전동기의 속도 제어는 1차 측에서는 전압과 주파수를 제어하고, 2차 측에서는 저항과 여자를 제어합니다. 1차 저항제어는 일반적인 속도 제어 방식으로 사용되지 않습니다.

    오답 노트
    2차 여자제어: 권선형 유도 전동기 제어법
    2차 저항제어: 권선형 유도 전동기 제어법
    1차 주파수 제어: 농형 유도 전동기 제어법
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56. 용량 1[kVA], 3000/200[V]의 단상 변압기를 단권 변압기로 결선하여 3000/3200[V]의 승압기로 사용할 때 그 부하용량[kVA]은?

  1. 16
  2. 15
  3. 1.5
  4. 0.6
(정답률: 46%)
  • 단권 변압기의 부하 용량은 자기 용량에 전압비를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_a = P_s \times \frac{V_h}{V_h - V_l}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_a = 1 \times \frac{3200}{3200 - 3000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_a = 16$$
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57. 교류 전동기에서 브러시 이동으로 속도변화가 편리한 전동기는?

  1. 시라게 전동기
  2. 농형 전동기
  3. 동기 전동기
  4. 2중 농형 전동기
(정답률: 72%)
  • 시라게 전동기는 권선형 유도 전동기의 일종으로, 브러시의 위치를 이동시켜 2차 저항값을 조절함으로써 속도를 편리하게 제어할 수 있는 특징이 있습니다.
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58. 동기기의 전기자 저항을r, 반작용 리액턴스를 xa, 누설 리액턴스를 xl이라 하면 동기 임피던스는?

(정답률: 71%)
  • 동기 임피던스는 전기자 저항과 동기 리액턴스(반작용 리액턴스와 누설 리액턴스의 합)의 벡터 합으로 계산합니다.
    $$Z_s = \sqrt{r^2 + (x_a + x_l)^2}$$
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59. 다음에서 동기전동기와 거의 같은 구조는?

  1. 직류 전동기
  2. 유도 전동기
  3. 정류자 전동기
  4. 동기 발전기
(정답률: 69%)
  • 동기 발전기와 동기 전동기는 모두 회전 자계와 회전자가 동일한 속도로 회전하는 동기 속도로 운전되며, 기본적으로 동일한 구조를 가지고 있습니다.
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60. 3상 유도전동기 기동특성에서 기동토크 tsts가 부하토크 tc보다 약간 클 때 가속토크로 작용하는 것은? (단, 전동기 토크는 t이다.)

  1. tc-t
  2. t-tc
  3. t-ts
  4. ts-t
(정답률: 59%)
  • 전동기가 가속되기 위해서는 전동기가 내는 토크 $t$가 부하가 방해하는 토크 $t_c$보다 커야 합니다. 이때 두 토크의 차이가 곧 전동기를 가속시키는 가속토크가 됩니다.
    가속토크 = 전동기 토크 - 부하 토크 = $t - t_c$
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4과목: 회로이론

61. R-L 직렬회로에 를 흘리는데 필요한 단자전압 e[V]는?

(정답률: 58%)
  • R-L 직렬회로에서 전압 $e$는 각 성분의 전압 강하의 합입니다. 전류 $i = I_1 \sin \omega t + I_3 \sin 3\omega t$가 흐를 때, 저항 $R$에 의한 전압 강하는 전류에 비례하고, 인덕턴스 $L$에 의한 전압 강하는 $\frac{d}{dt}(Li)$이므로 주파수가 $n$배가 되면 전압 강하의 크기도 $n$배가 됩니다. 따라서 기본파($\omega$)와 제3고조파($3\omega$) 성분이 각각 합산된 형태가 됩니다.
    $$e = (R \sin \omega t + \omega L \cos \omega t) I_1 + (R \sin 3\omega t + 3\omega L \cos 3\omega t) I_3$$
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62. 3상 유도 전동기의 출력이 3.5[kW], 선간전압이 220[V], 효율 80%, 역률 85%일 때 전동기의 선전류[A]는?

  1. 약 9.2
  2. 약 10.3
  3. 약 11.4
  4. 약 13.5
(정답률: 55%)
  • 3상 전동기의 출력 공식에서 선전류를 유도하며, 효율을 고려하여 입력 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{P}{\sqrt{3} V \cos \theta \eta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{3500}{\sqrt{3} \times 220 \times 0.85 \times 0.8}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 13.51\text{ A}$$
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63. 그림의 회로에서 단자 a-b에 나타나는 전압은 몇 [V]인가?

  1. 10
  2. 12
  3. 14
  4. 16
(정답률: 55%)
  • 병렬로 연결된 여러 개의 전원과 저항이 있을 때, 단자 전압을 구하는 밀만의 정리를 적용합니다. 이때 전원 $E_2$는 다른 전원들과 극성이 반대이므로 부호는 마이너스($-$)로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{ab} = \frac{\frac{E_1}{R_1} + \frac{E_2}{R_2} + \frac{E_3}{R_3} + \frac{E_4}{R_4}}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{ab} = \frac{\frac{12}{2} - \frac{4}{4} + \frac{24}{8} + \frac{112}{16}}{\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{16}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{ab} = 16\text{ V}$$
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64. 전압 v=20sin20t+30sin30t[V]이고, 전류가 i=30sin20t+20sin30t[A] 이면 소비전력[W]은?

  1. 1200
  2. 600
  3. 400
  4. 300
(정답률: 67%)
  • 서로 다른 주파수를 가진 전압과 전류의 곱에서 소비전력은 각 성분별 실효값의 곱의 합으로 계산합니다. 최대값 $V_m, I_m$이 주어졌으므로 실효값으로 변환하기 위해 $\frac{1}{2}$을 곱해줍니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{1}{2} V_{m1} I_{m1} + \frac{1}{2} V_{m2} I_{m2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1}{2} (20 \times 30) + \frac{1}{2} (30 \times 20)$
    ③ [최종 결과] $P = 600$
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65. 그림의 회로에서 스위치 S를 갑자기 닫은 후 회로에 흐르는 전류i(t)의 시정수는? (단, C에 초기 전하는 없었다.)

(정답률: 54%)
  • RC 회로의 시정수는 커패시터 $C$와 병렬로 연결된 합성 저항의 곱으로 결정됩니다.
    회로에서 $R$과 $R_1$은 커패시터 입장에서 병렬 구조이므로 합성 저항 $R_{eq} = \frac{RR_1}{R+R_1}$을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = R_{eq} C$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{RR_1}{R+R_1} C$
    ③ [최종 결과] $\tau = \frac{RR_1 C}{R+R_1}$
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66. 출력이 로 표시되는 제어계가 있다. 이 계의 시간함수 f(t)의 정상값은?

  1. 3
  2. 2
  3. 1/3
  4. 1/6
(정답률: 72%)
  • 제어계의 시간함수 $f(t)$의 정상값은 최종값 정리를 이용하여 구할 수 있으며, 이는 $s \to 0$일 때의 극한값과 같습니다.
    주어진 함수 $F(s) = \frac{3s+2}{s(s^2+2s+6)}$에서 $s$를 제외한 나머지 항에 $s=0$을 대입하면 분자의 상수항 $2$를 분모의 상수항 $6$으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $f(\infty) = \lim_{s \to 0} s F(s)$
    ② [숫자 대입] $f(\infty) = \frac{3(0)+2}{(0)^2+2(0)+6}$
    ③ [최종 결과] $f(\infty) = \frac{1}{3}$
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67. 대칭 6상 전원이 있다. 환상결선으로 권선에 120[A]의 전류를 흘린다고 하면 선전류[A]는?

  1. 60
  2. 90
  3. 120
  4. 150
(정답률: 70%)
  • n상 환상결선에서 선전류와 상전류의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{line} = 2 \sin(\frac{\pi}{n}) I_{phase}$
    ② [숫자 대입] $I_{line} = 2 \sin(\frac{\pi}{6}) \times 120$
    ③ [최종 결과] $I_{line} = 120$
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68. 2단자 임피던스 함수가 일 때 회로의 단락상태를 나타내는 점은?

  1. -1,0
  2. 0,1
  3. -2,-3
  4. 2,3
(정답률: 47%)
  • 임피던스 함수에서 단락상태는 임피던스가 0이 되는 지점, 즉 분자가 0이 되는 영점(Zero)을 찾는 것입니다.
    주어진 함수 $Z(s) = \frac{s(s+1)}{(s+2)(s+3)}$에서 분자 $s(s+1) = 0$을 만족하는 값은 $s = 0, -1$ 입니다. 따라서 단락상태를 나타내는 점은 -1, 0 입니다.
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69. 그림과 같은 주파수에 관계없이 일정한 임피던스를 갖도록 C[㎌]의 값을 구하면?

  1. 20
  2. 10
  3. 2.45
  4. 0.24
(정답률: 64%)
  • 주파수에 관계없이 임피던스가 일정하려면 회로가 정저항 조건(Constant Resistance)을 만족해야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{\frac{L}{C}} \implies C = \frac{L}{R^2}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2 \times 10^{-3}}{10^2}$
    ③ [최종 결과] $C = 20\mu F$
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70. 다음은 과도현상에 관한 내용이다. 틀린것은?

  1. RL 직렬회로의 시정수는 L/R[s]이다.
  2. RC 직렬회로에서 V0로 충전된 콘덴서를 방전시킬 경우 t=RC에서의 콘덴서 단자전압은 0.632V0이다.
  3. 정현파 교류회로에서는 전원을 넣을 때의 위상을 조절함으로써 과도현상의 영향을 제거할 수 있다.
  4. 전원이 직류 기전력인 때에도 회로의 전류가 정현파로 되는 경우가 있다.
(정답률: 50%)
  • RC 직렬회로에서 콘덴서 방전 시 전압은 지수함수적으로 감소하며, 시정수 $t=RC$일 때 초기 전압의 약 $36.8\%$로 떨어집니다.
    방전 시 전압 공식은 $V_c = V_0 e^{-\frac{t}{RC}}$이며, $t=RC$를 대입하면 $V_c = V_0 e^{-1} \approx 0.368V_0$가 됩니다.

    오답 노트
    RC 직렬회로에서 $V_0$로 충전된 콘덴서를 방전시킬 경우 $t=RC$에서의 콘덴서 단자전압은 $0.632V_0$이다 $\rightarrow$ $0.368V_0$가 맞음
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71. 와 같은 것은?

(정답률: 60%)
  • 오일러 공식을 이용하여 지수 함수 형태의 복소수를 삼각 함수 형태로 변환합니다.
    $$e^{j\frac{2\pi}{3}} = \cos\frac{2\pi}{3} + j\sin\frac{2\pi}{3} = -\frac{1}{2} + j\frac{\sqrt{3}}{2}$$
    따라서 가 정답입니다.
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72. 그림과 같은 회로의 a-b간에 20[V]의 전압을 가할 때 5[A]의 전류가 흐른다. r1및 r2에 흐르는 전류의 비를 1:2로 하려면 r1 및 r2는 각각 몇 [Ω] 인가?

  1. r1=2, r2=4
  2. r1=4, r2=2
  3. r1=3, r2=6
  4. r1=6, r2=3
(정답률: 58%)
  • 전체 전압과 전류를 통해 합성저항을 구하고, 병렬 회로의 전류 분배 법칙(저항과 전류는 반비례)을 이용하여 각 저항값을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V}{I}$ 및 $$R_{total} = R_{series} + \frac{r_1 r_2}{r_1 + r_2}$$
    ② [숫자 대입] $4 = 2 + \frac{6 \times 3}{6 + 3}$
    ③ [최종 결과] $r_1 = 6\Omega, r_2 = 3\Omega$
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73. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각상의 임피던스가 Z=16+j12[Ω]이고, 부하 전류가 5[A]일 때, 이 부하의 선간전압[V]은?

  1. 100√3
  2. 100√2
  3. 200√3
  4. 200√2
(정답률: 73%)
  • Y결선에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배입니다. 먼저 임피던스의 크기를 구해 상전압을 계산한 뒤 선간전압을 도출합니다.
    ① [기본 공식] $V_L = \sqrt{3} \times I \times \sqrt{R^2 + X^2}$
    ② [숫자 대입] $V_L = \sqrt{3} \times 5 \times \sqrt{16^2 + 12^2}$
    ③ [최종 결과] $V_L = 100\sqrt{3}$
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74. 어느 회로에 전압 V=6cos(4t+30°)[V]를 가했다. 이 전원의 주파수[hz]는?

  1. 2
  2. 4
  3. 2π
  4. 2/π
(정답률: 53%)
  • 전압 식 $V = 6\cos(4t + 30^{\circ})$에서 각주파수 $\omega$는 $t$의 계수인 $4$입니다. 주파수 $f$와 각주파수의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{\omega}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{4}{2\pi}$
    ③ [최종 결과] $f = \frac{2}{\pi}$
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75. f(t)=sintcost를 라플라스 변환하면?

(정답률: 39%)
  • 삼각함수의 곱셈 공식 $\sin\theta\cos\theta = \frac{1}{2}\sin 2\theta$를 이용하여 식을 변형한 후 라플라스 변환을 수행합니다.
    먼저 $f(t) = \sin t\cos t = \frac{1}{2}\sin 2t$로 변환합니다. $\sin at$의 라플라스 변환 공식 $\frac{a}{s^2 + a^2}$를 적용하면 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{ \frac{1}{2}\sin 2t \} = \frac{1}{2} \times \frac{2}{s^2 + 2^2} = \frac{1}{s^2 + 4}$$
    따라서 정답은 입니다.
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76. 기본파의 30[%]인 제 3고조파와 기본파의 20[%]인 제 5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 0.33
  3. 0.36
  4. 0.42
(정답률: 71%)
  • 왜형률은 기본파에 대한 고조파 성분의 실효값의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{\sum V_n^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{30^2 + 20^2}}{100}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = 0.36$
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77. 로 표시되는 전류보다 위상이 60도 지연되고, 최대치가 200[V]인 전압 v를 식으로 나타낸것은?

(정답률: 48%)
  • 전압의 최대치가 $200\text{V}$이므로 진폭은 $200$이 됩니다. 전류 $i = 15\sin(wt - \frac{\pi}{6})$의 위상은 $-\frac{\pi}{6}$ ($-30^{\circ}$)이며, 여기서 $60^{\circ}$가 더 지연되어야 하므로 전압의 위상은 $-30^{\circ} - 60^{\circ} = -90^{\circ}$가 됩니다. 이를 라디안으로 변환하면 $-\frac{\pi}{2}$이므로, 최종 식은 가 됩니다.
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78. 다음 회로해석의 설명 중에서 옳지 않은 것은?

  1. 전기회로는 특정 목적을 달성하기 위하여 상호 연결된 회로소자들의 집합이다.
  2. 옴의 법칙과 같은 소자법칙은 회로가 어떻게 구성되는지에 따라 각 개별 소자에서 단자 전압과 전류를 관계지어준다.
  3. 키르히호프의 법칙은 회로의 연결법칙으로서 전하 불변 및 에너지 불변으로부터 유래되었다.
  4. 일반적으로 전압-전류 특성에 의하여 회로의 형태를 알 수 있는 것이며, 특히 다이오드와 트랜지스터는 선형적으로 해석할 수 있다.
(정답률: 59%)
  • 회로 해석의 기본 개념과 소자의 특성을 묻는 문제입니다.
    다이오드와 트랜지스터는 전압-전류 특성이 곡선 형태로 나타나는 대표적인 비선형 소자이므로, 선형적으로 해석할 수 있다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    전기회로 정의: 소자들의 상호 연결 집합 (옳음)
    소자법칙: 단자 전압과 전류의 관계 (옳음)
    키르히호프 법칙: 전하 및 에너지 불변 법칙 기반 (옳음)
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79. 4단자 정수를 구하는 식으로 틀린 것은?

(정답률: 61%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$의 정의를 묻는 문제입니다.
    4단자 정수 $B$는 출력단을 개방($\displaystyle I_2 = 0$)했을 때, 입력 전압 $\displaystyle V_1$에 대한 출력 전압 $\displaystyle V_2$의 비로 정의됩니다.
    따라서 $\displaystyle B = \frac{V_2}{V_1} \big|_{I_2=0}$이어야 하므로, 는 잘못된 식입니다.
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80. 임피던스가 로 표시되는 2단자 회로는? (단, s=jw이다.)

(정답률: 59%)
  • 주어진 임피던스 식을 정리하여 회로 소자의 구성(직렬/병렬)과 종류를 판별하는 문제입니다.
    임피던스 식 $\displaystyle Z(s) = \frac{4s + 2}{s}$를 분리하면 다음과 같습니다.
    $$\displaystyle Z(s) = \frac{4s}{s} + \frac{2}{s}$$
    $$\displaystyle Z(s) = 4 + \frac{2}{s}$$
    여기서 상수 $4$는 저항 $R = 4\Omega$을 의미하며, $s$가 분모에 있는 $\displaystyle \frac{2}{s}$는 커패시턴스 $C$ 성분($\displaystyle Z_C = \frac{1}{sC}$)을 의미합니다. 따라서 저항 $4\Omega$과 커패시턴스 $\displaystyle \frac{1}{2}F$가 직렬로 연결된 가 정답입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선으로 나경동선을 사용할 때의 최소굵기[㎜]는?

  1. 3.2
  2. 3.5
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 66%)
  • 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선의 최소 굵기는 규정에 따라 나경동선 사용 시 $4.0\text{mm}$를 적용합니다.
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82. 사용전압 380[V]인 저압 보안공사에 사용되는 경동선은 그 지름이 최소 몇 [㎜] 이상의 것을 사용하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.6
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 37%)
  • 저압 보안공사에 사용하는 경동선의 지름은 사용전압에 따라 결정됩니다. $400\text{V}$ 미만인 경우 지름 $4\text{mm}$이상의 나경동선을 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$ \text{저압(400V 미만)} \ge 4\text{mm} $$
    ② [숫자 대입]
    $$ 380\text{V} \rightarrow 4\text{mm} $$
    ③ [최종 결과]
    $$ 4.0\text{mm} $$
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83. 수상 전선로를 시설하는 경우에 대한 설명으로 알맞은 것은?

  1. 사용전압이 고압인 경우에는 클로로프렌 캡타이어 케이블을 사용한다.
  2. 가공전선로의 전선과 접속하는 경우, 접속점이 육상에 있는 경우에는 지표상 4m 이상의 높이로 지지물에 견고하게 붙인다.
  3. 가공전선로의 전선과 접속하는 경우, 접속점이 수면상에 있는 경우, 사용전압이 고압인 경우에는 수면상 5m 이상의 높이로 지지물에 견고하게 붙인다.
  4. 고압 수상전선로에 지락이 생길때를 대비하여 전로를 수동으로 차단하는 장치를 시설한다.
(정답률: 51%)
  • 수상전선로의 접속점이 수면상에 있는 경우, 전압에 따라 높이 기준이 다릅니다. 저압은 수면상 $4\text{m}$이상, 고압은 수면상 $5\text{m}$이상의 높이로 지지물에 견고하게 붙여야 합니다.

    오답 노트
    클로로프렌 캡타이어 케이블: 저압일 때 사용
    접속점이 육상에 있는 경우: 지표상 $5\text{m}$이상
    수동 차단 장치: 자동 차단 장치 시설 필요
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84. 고압 가공전선과 식물과의 이격거리에 대한 기준으로 가장 적절한 것은?

  1. 고압 가공전선의 주위에 보호망으로 이격시킨다.
  2. 식물과의 접촉에 대비하여 차폐선을 시설하도록 한다.
  3. 고압 가공전선을 절연전선으로 사용하고 주변의 식물을 제거시키도록 한다.
  4. 식물에 접촉하지 아니하도록 시설하여야 한다.
(정답률: 73%)
  • 고압 가공전선과 식물이 접촉할 경우 아크 발생으로 인한 지락 사고 및 화재 위험이 매우 크기 때문에, 반드시 식물에 접촉하지 아니하도록 시설해야 합니다.
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85. 동기 발전기를 사용하는 전력 계통에 시설하여야 하는 장치는?

  1. 비상 조속기
  2. 동기 검정 장치
  3. 분로 리액터
  4. 절연유 유출 방지 설비
(정답률: 65%)
  • 동기 발전기를 전력 계통에 병렬로 연결하기 위해서는 전압, 위상, 주파수가 일치하는지 확인해야 하므로 동기 검정 장치가 반드시 필요합니다.
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86. 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 아니되는 가공전선로 지지물은?

  1. 목주
  2. 철주
  3. 철근 콘크리트주
  4. 철탑
(정답률: 71%)
  • 철탑은 구조적 규모가 크고 자체적인 강도가 충분하도록 설계되어 있으므로, 지선을 사용하여 강도를 분담시켜서는 안 됩니다.
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87. 154[kV]전선로를 제 1종 특고압 보안공사로 시설할 때 경동연선의 최소 굵기는 몇[mm2]이어야 하는가?

  1. 55
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 59%)
  • 제 1종 특고압 보안공사 시 전선의 최소 굵기는 전로의 전압에 따라 결정됩니다.
    전압이 $100\text{kV}$이상 $300\text{kV}$ 미만인 $154\text{kV}$ 전선로의 경우, 인장강도 $58.84\text{kN}$이상의 연선 또는 단면적 $150\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용해야 합니다.
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88. 과전류 차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 포장 퓨즈는 정격전류의 몇 배에 견디어야 하는가? (단, 퓨즈 이외의 과전류 차단기와 조합하여 하나의 과전류 차단기로 사용하는 것을 제외한다.)

  1. 1.1
  2. 1.3
  3. 1.5
  4. 1.7
(정답률: 58%)
  • 고압전로에 사용하는 퓨즈의 견딤 전류 기준은 퓨즈의 종류에 따라 다릅니다.
    고압용 포장 퓨즈는 정격전류의 $1.3$배에 견디어야 합니다.

    오답 노트
    저압용 퓨즈: $1.1$배에 견뎌야 함
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89. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 존재하는 곳의 저압 옥내배선은 어느 공사에 의하는가?

  1. 애자 사용 공사
  2. 캡타이어 케이블 공사
  3. 합성 수지관 공사
  4. 금속관 공사
(정답률: 76%)
  • 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 존재하는 위험 장소에서는 물리적 충격과 화재에 가장 강한 금속관 공사 또는 케이블 공사(캡타이어 케이블 제외)를 적용해야 합니다.
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90. 저압 가공전선이 안테나와 접근상태로 시설되는 경우 가공전선과 안테나 사이의 이격거리는 저압인 경우 몇 [㎝]이상 이어야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 67%)
  • 저압 가공전선이 안테나와 접근 상태로 시설될 때, 전선의 종류에 따른 이격거리는 다음과 같습니다.
    일반 전선인 경우 저압은 $60\text{cm}$, 고압은 $80\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.
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91. 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 12000[V]인 방전등 공사시의 네온 변압기 외함에는 몇 종 접지 공사를 해야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종
  2. 제 2종
  3. 제 3종
  4. 특별 제 3종
(정답률: 65%)
  • 2021년 KEC 규정 변경으로 인해 현재는 접지 관련 문제가 출제되지 않으나, 기존 규정에 따르면 네온 변압기 외함에는 제 3종 접지 공사를 적용하였습니다.
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92. 발전소에 시설하지 않아도 되는 계측 장치는?

  1. 발전기의 전압 및 전류 또는 전력
  2. 발전기의 베어링 및 고정자의 온도
  3. 발전기의 회전수 및 주파수
  4. 특고압용 변압기의 온도
(정답률: 49%)
  • 발전소에 반드시 시설해야 하는 계측 장치는 발전기의 전압, 전류, 전력, 베어링 및 고정자의 온도, 특고압용 변압기의 온도, 그리고 출력 $10000\text{kW}$ 초과 증기터빈의 진동진폭입니다. 발전기의 회전수 및 주파수는 필수 시설 계측 장치에 해당하지 않습니다.
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93. 저압 옥내배선의 사용전압이 400[V] 미만인 경우 버스 덕트 공사는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종
  2. 제 2종
  3. 제 3종
  4. 특별 제 3종
(정답률: 71%)
  • 저압 옥내배선 버스 덕트 공사의 접지 기준은 사용전압에 따라 결정됩니다.
    사용전압 $400\text{V}$ 미만: 제 3종 접지공사
    사용전압 $400\text{V}$이상: 특별 제 3종 접지공사
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94. 전력보안 통신설비의 보안장치 중에서 특고압용 배류 중계 코일을 시설하는 경우 선로측 코일과 대지와의 사이의 절연내력은 몇 [V]의 시험전압으로 연속하여 1분간 견디어야 하는가?

  1. AC 600
  2. AC 6000
  3. AC 300
  4. AC 3000
(정답률: 50%)
  • 전력보안 통신설비의 배류 중계 코일 절연내력 시험전압 기준은 전압 등급에 따라 구분됩니다.
    고압용: $3\text{kV}$ 1분
    특고압용: $6\text{kV}$ 1분
    따라서 특고압용의 시험전압은 $6000\text{V}$ (AC 6000)입니다.
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95. 아크 용접장치의 시설 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용접 변압기는 절연변압기일 것
  2. 용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 400[V] 이하일것
  3. 용접 변압기 1차측 전로에는 용접변압기에 가까운 곳에 쉽게 개페할 수 있는 개폐기를 시설할 것
  4. 피용접재 또는 이와 전기적으로 접속되는 받침대, 정반 등의 금속체에는 제 3종 접지공사를 할 것
(정답률: 70%)
  • 아크 용접장치의 시설 기준에 따르면, 용접 변압기 1차측 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 400V 이하일것: $300\text{V}$이하가 올바른 기준입니다.
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96. 옥내의 저압전선으로 나전선 사용이 허용되지 않는 경우는?

  1. 라이팅 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  2. 버스 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  3. 애자 사용 공사에 의하여 전개된 곳에 시설하는 경우
  4. 금속관 공사에 의하여 시설하는 경우
(정답률: 61%)
  • 나전선은 도체에 피복이 없는 전선입니다. 금속관 공사에 의하여 시설할 경우, 피복 없는 전선이 금속관에 직접 닿아 단락 사고가 발생할 위험이 매우 크므로 허용되지 않습니다.
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97. 고압 또는 특고압 가공전선과 금속제 울타리, 담 등이 교차하는 경우에 금속제의 울타리, 담 등에는 교차점과 좌우로 45[m] 이내의 개소에 몇 종 접지공사를 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제 3종 접지공사
(정답률: 62%)
  • 고압 또는 특고압 가공전선과 금속제 울타리, 담 등이 교차하는 경우, 유도 전압으로 인한 감전 사고를 방지하기 위해 가장 낮은 접지 저항값을 갖는 제 1종 접지공사를 시행해야 합니다.
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98. 사용전압이 161[kV]의 가공전선이 건조물과 제 1차 접근상태로 시설되는 경우 가공전선과 건조물 사이의 이격거리는 몇 [m] 이상인가?

  1. 4.25
  2. 4.65
  3. 4.95
  4. 5.45
(정답률: 41%)
  • 사용전압이 $35\text{kV}$를 초과하는 가공전선과 건조물의 이격거리는 기본 거리 $3\text{m}$에 $35\text{kV}$ 초과분 $10\text{kV}$마다 $0.15\text{m}$를 가산하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{이격거리} = 3 + 0.15 \times \lceil \frac{V - 35}{10} \rceil$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{이격거리} = 3 + 0.15 \times \lceil \frac{161 - 35}{10} \rceil = 3 + 0.15 \times 13$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{이격거리} = 4.95$$
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99. 강색 철도의 전차선은 지름 몇 [mm]의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 것 이어야 하는가?

  1. 5
  2. 7
  3. 10
  4. 15
(정답률: 37%)
  • 강색 철도의 전차선은 충분한 기계적 강도와 전기 전도성을 확보하기 위해 지름 $7\text{mm}$이상의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기를 가진 전선을 사용해야 합니다.
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100. 농사용 저압 가공전선로 시설에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 목주의 말구 지름은 9[㎝] 이상일 것
  2. 지름 2[㎜] 이상의 경동선 일 것
  3. 지표상 3.5[m] 이상일 것
  4. 전선로의 경간은 50[m] 이하일 것
(정답률: 59%)
  • 농사용 저압 가공전선로의 시설 기준에 따르면 전선로의 경간은 $30\text{m}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    전선로의 경간은 $50\text{m}$이하일 것: $30\text{m}$이하가 기준임
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