전기산업기사 필기 기출문제복원 (2013-03-10)

전기산업기사 2013-03-10 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2013-03-10 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 비유전율이 2.4인 유전체 내의 전계의 세기가 100[mV/m]이다. 유전체에 저축되는 단위체적당 정전에너지는 몇[J/m3]인가?

  1. 1.06×10-13
  2. 1.77×10-13
  3. 2.32×1013
  4. 2.32×1011
(정답률: 77%)
  • 유전체 내에 저장되는 단위 체적당 정전에너지는 유전율과 전계 세기의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{1}{2} \epsilon_0 \epsilon_r E^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{1}{2} \times 8.85 \times 10^{-12} \times 2.4 \times (100 \times 10^{-3})^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 1.06 \times 10^{-13}$$
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2. 자계 내에서 도선에 전류를 흘려보낼 때, 도선을 자계에 대해 60도의 각으로 놓았을 때 작용하는 힘은 30도의 각으로 놓았을 때 작용하는 힘의 몇 배인가?

  1. 2
  2. √2
  3. √3
  4. 4
(정답률: 69%)
  • 자계 내 전류가 받는 힘은 자계의 세기, 전류, 도선의 길이 그리고 자계와 도선이 이루는 각도의 사인($\sin$) 값에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{F_{60}}{F_{30}} = \frac{\sin 60^{\circ}}{\sin 30^{\circ}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{F_{60}}{F_{30}} = \frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{F_{60}}{F_{30}} = \sqrt{3}$
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3. 간격 50[cm]인 평행 도체판 사이에 10[Ω/m]인 물질을 채웠을 때 단위 면적당의 저항은 몇 [Ω]인가?

  1. 1[Ω]
  2. 5[Ω]
  3. 10[Ω]
  4. 15[Ω]
(정답률: 84%)
  • 물질의 고유저항과 도체판 사이의 간격을 곱하여 단위 면적당 저항을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $R = \rho \times d$
    ② [숫자 대입] $R = 10 \times 0.5$
    ③ [최종 결과] $R = 5$
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4. 도체가 관통하는 자속이 변하든가 또는 자속과 도체가 상대적으로 운동하여 도체내의 자속이 시간적 변화를 일으키면 이 변화를 막기 위하여 도체 내에 국부적으로 형성되는 임의의 폐회로를 따라 전류가 유기되는데 이 전류를 무엇이라 하는가?

  1. 히스테리시스전류
  2. 와전류
  3. 변위전류
  4. 과도전류
(정답률: 76%)
  • 자속의 변화를 방해하려는 방향으로 도체 내에 소용돌이 형태로 유기되는 전류를 와전류라고 합니다.

    오답 노트
    히스테리시스전류: 자성체 내부의 자화 방향 변화로 인한 손실 관련 전류
    변위전류: 콘덴서 극판 사이의 전계 변화로 인해 흐르는 가상 전류
    과도전류: 회로의 상태가 변할 때 일시적으로 흐르는 전류
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5. 공기 중에서 1[V/m]의 크기를 가진 정현파 전계에 대한 변위전류 1[A/m2]를 흐르게 하기 위해서는 이 전계의 주파수가 몇 [MHz]가 되어야 하는가?

  1. 1500[MHz]
  2. 1800[MHz]
  3. 15000[MHz]
  4. 18000[MHz]
(정답률: 55%)
  • 변위전류 밀도 공식 $i_d = \epsilon \frac{\partial E}{\partial t}$에서 정현파 전계의 최대값과 주파수 관계를 이용하여 주파수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{i_d}{2 \pi \epsilon E}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2 \pi \times 8.854 \times 10^{-12} \times 1}$
    ③ [최종 결과] $f = 17975 \text{ MHz} \approx 18000 \text{ MHz}$
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6. 길이 l[m]인 도선으로 원형코일을 만들어 일정한 전류를 흘릴 때, M회 감았을 때의 중심자계는 N회 감았을 때의 중심자계의 몇 배 인가?

  3. N/M
  4. M/N
(정답률: 66%)
  • 도선의 전체 길이 $l$이 일정할 때, 감은 횟수가 $N$회에서 $M$회로 변하면 반지름 $r$이 변하게 됩니다. 원형코일의 중심자계 $H$는 감은 횟수 $N$에 비례하고 반지름 $r$에 반비례하는데, $r$ 자체가 $N$에 반비례하므로 결과적으로 자계는 감은 횟수의 제곱에 비례하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{\pi N^{2} I}{l}$
    ② [숫자 대입] $H_{M} / H_{N} = \frac{\pi M^{2} I / l}{\pi N^{2} I / l}$
    ③ [최종 결과] $H_{M} / H_{N} = (\frac{M}{N})^{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 도체 표면의 전류 밀도가 커지고 도체중심으로 갈수록 전류 밀도가 작아지는 효과는?

  1. 표피효과
  2. 홀효과
  3. 펠티에효과
  4. 제벡효과
(정답률: 82%)
  • 도체에 고주파 전류가 흐를 때, 전류가 도체 중심부보다 표면 부근에 집중되어 흐르는 현상을 표피효과라고 합니다.

    오답 노트
    홀효과: 자기장 내 전하 이동 시 전위차가 발생하는 현상
    펠티에효과: 전류가 흐를 때 접합부에서 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 현상
    제벡효과: 서로 다른 금속 접합부에 온도차가 있을 때 기전력이 발생하는 현상
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8. 비투자율 μs, 자속밀도 B인 자계 중에 있는 m[Wb]의 점 자극이 받는 힘[N]은?

(정답률: 85%)
  • 자계 중의 점 자극이 받는 힘은 자극의 세기와 자계 강도의 곱으로 나타내며, 자속밀도와 투자율의 관계식을 이용하여 변환합니다.
    ① [기본 공식] $F = mH = m\frac{B}{\mu_0\mu_s}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{mB}{\mu_0\mu_s}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{mB}{\mu_0\mu_s}$
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9. 환상 철심에 감은 코일에 5[A]의 전류를 흘리면 2000[AT]의 기자력이 생긴다면 코일의 권수는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 10000
  2. 5000
  3. 400
  4. 250
(정답률: 81%)
  • 기자력은 코일의 권수와 흐르는 전류의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $F = N I$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{2000}{5}$
    ③ [최종 결과] $N = 400$
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10. 자속의 연속성을 나타내는 식은?

  1. B=μH
  2. ∇ ㆍ B =0
  3. ∇ ㆍ B=p
  4. ∇ ㆍ B=μH
(정답률: 74%)
  • 자기장의 발산은 항상 0이며, 이는 자석의 N극과 S극이 항상 쌍으로 존재하여 자력선이 끊어지지 않고 폐곡선을 이룬다는 자속의 연속성을 의미합니다.
    따라서 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$\nabla \cdot \mathbf{B} = 0$$
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11. 1.2[kW]의 전열기를 45분간 사용할 때 발생한 열량[kcal]은?

  1. 471
  2. 572
  3. 673
  4. 774
(정답률: 59%)
  • 전력과 사용 시간을 곱해 전력량을 구한 뒤, 이를 열량 단위인 kcal로 환산합니다. ($1\text{kWh} = 860\text{kcal}$)
    ① [기본 공식] $H = P \times t \times 860$
    ② [숫자 대입] $H = 1.2 \times \frac{45}{60} \times 860$
    ③ [최종 결과] $H = 774$
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12. 그림과 같이 공기 중에서 1[m]의 거리를 사이에 둔 2점 A,B에각각3×10-4[Wb]와-3×10-4[Wb] 의 점자극을 두었다. 이때 점 P에 단위 정(+)자극을 두었을 때 이 극에 작용하는 힘의 합력은 약 몇 [N]인가? (단, 이다.)

  1. 0
  2. 18.9
  3. 37.9
  4. 53.7
(정답률: 44%)
  • 두 점자극 A, B가 점 P에 가하는 힘의 벡터 합을 구하는 문제입니다. $\text{m}(\overline{AP}) = \text{m}(\overline{BP}), \text{m}(\angle APB) = 90^{\circ}$ 조건에 의해 $r = \frac{1}{\sqrt{2}}$이며, 두 힘의 크기가 같고 방향이 대칭이므로 합력은 수직 성분의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = 2 \times \frac{m_{1}m_{2}}{4\pi\mu_{0}r^{2}} \times \cos 45^{\circ}$
    ② [숫자 대입] $F = 2 \times 37.98 \times \frac{1}{\sqrt{2}}$
    ③ [최종 결과] $F = 53.7$
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13. 그림과 같은 정전용량이 Co[F]되는 평행판 공기콘덴서의 판면적의 2/3되는 공간에 비유전율 ℇs인 유전체를 채우면 공기콘덴서의 정전용량은 몇 [F]인가?

(정답률: 77%)
  • 전체 정전용량은 공기 부분과 유전체 부분이 면적에 따라 나누어져 병렬로 연결된 구조입니다. 각 부분의 정전용량을 합산하여 전체 용량을 구합니다.
    ① [기본 공식] $C_{t} = \frac{1}{3}C_{0} + \frac{2}{3}\epsilon_{s}C_{0}$
    ② [숫자 대입] $C_{t} = \frac{1 + 2\epsilon_{s}}{3}C_{0}$
    ③ [최종 결과] $C_{t} = \frac{1 + 2\epsilon_{s}}{3}C_{0}$
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14. 중공도체의 중공부에 전하를 놓지 않으면 외부에서 준 전하는 외부 표현에만 분포한다. 이때 도체내의 전계는 몇 [V/m]가 되는가?

  1. 0
  2. 4π
  3. ∞
(정답률: 86%)
  • 도체 내부에서는 전하가 표면에만 분포하는 표피효과가 발생하며, 정전평형 상태에서 도체 내부의 전계 강도는 항상 0이 됩니다.
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15. 일반적으로 자구(magnetic domain)를 가지는 자성체는?

  1. 강자성체
  2. 유전체
  3. 역자성체
  4. 비자성체
(정답률: 80%)
  • 강자성체는 내부의 작은 자석 영역인 자구(magnetic domain)들이 존재하여, 외부 자기장이 없어도 강한 자성을 띠거나 외부 자기장에 의해 쉽게 자화되는 성질을 가집니다.
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16. 자유 공간을 통과하는 전자파의 전파속도 v 는? (단, ℇ0:자유공간의 유전율, μ0:자유공간의 투자율)

(정답률: 72%)
  • 자유 공간에서 전자파의 전파 속도는 매질의 투자율 $\mu_0$와 유전율 $\epsilon_0$의 곱의 역수에 루트를 씌운 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon \mu}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}}$$
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17. 다음 중 맥스웰의 전자 방정식으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 79%)
  • 맥스웰 방정식 중 자계에 대한 가우스 정리는 자계의 발산이 $0$임을 나타내며, 이는 고립된 자극(자성 단극자)이 존재하지 않음을 의미합니다.
    따라서 에서 $\emptyset$으로 표기된 부분은 잘못되었으며, 올바른 식은 다음과 같습니다.
    $$\text{div} B = 0$$
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18. 그림과 같이 도체구 내부 공동의 중심에 점전하 Q[C]가 있을 때 이 도체구의 외부로 발산되어 나오는 전기력선의 수는 몇 개인가? (단, 도체내외의 공간은 진공이라 한다.)

  1. 4π
  2. Q/ℇ0
  3. Q
  4. ℇ0Q
(정답률: 71%)
  • 가우스 정리에 의해 폐곡면 내부의 총 전하량 $Q$에 의해 외부로 발산되는 전기력선의 총 수는 유전율 $\epsilon_0$에 반비례하여 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{전기력선의 수} = \frac{Q}{\epsilon_0}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{전기력선의 수} = \frac{Q}{\epsilon_0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{전기력선의 수} = \frac{Q}{\epsilon_0}$$
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19. 용량계수와 유도계수에 대한 성질 중에서 틀린 것은?

(정답률: 68%)
  • 용량계수($q_{ii}$)는 자신의 도체 정전용량을 결정하는 상수로 항상 $0$이상이며, 유도계수($q_{ij}$)는 타 도체에 유도된 전하량을 결정하는 상수로 항상 $0$이하의 값을 가집니다.
    따라서 는 잘못된 표현이며, 옳은 관계식은 다음과 같습니다.
    $$q_{11} \ge -(q_{21} + q_{31} + \dots + q_{n1})$$
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20. 대전된 구도체를 반지름이 2배가 되는 대전이 되지 않은 구도체에 가는 도선으로 연결할 때 원래의 에너지에 대해 손실된 에너지의 비율은 얼마가 되는가? (단, 구도체는 충분히 떨어져 있다고 한다.)

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 2/5
(정답률: 46%)
  • 구도체의 반지름이 2배가 되면 정전용량 또한 2배가 됩니다. 두 구도체를 연결하면 전체 정전용량이 증가하여 정전에너지가 감소하며, 그 손실 비율을 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\text{손실비} = \frac{W - W'}{W} = \frac{\frac{Q^{2}}{2C} - \frac{Q^{2}}{2(C + C')}}{\frac{Q^{2}}{2C}}$
    ② [숫자 대입] $\text{손실비} = \frac{\frac{Q^{2}}{2C} - \frac{Q^{2}}{2(C + 2C)}}{\frac{Q^{2}}{2C}}$
    ③ [최종 결과] $\text{손실비} = \frac{2}{3}$
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2과목: 전력공학

21. 차단기의 소호재료가 아닌 것은?

  1. 수소
  2. 기름
  3. 공기
  4. SF6
(정답률: 73%)
  • 차단기의 소호재료는 아크를 빠르게 소멸시키기 위해 사용됩니다. 수소는 공기와 혼합될 경우 폭발 위험이 있어 소호재료로 사용하지 않습니다.
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22. 3상 배전선로의 전압강하율을 나타내는 식이 아닌 것은? (단, Vs:송전단 전압, Vr:수전단 전압, I :전부하전류 P:부하전력, Q:무효전력 이다.)

(정답률: 64%)
  • 전압강하율은 송전단 전압과 수전단 전압의 차이를 수전단 전압으로 나눈 비율을 의미합니다. 따라서 수전단 전압을 송전단 전압으로 나눈 $\frac{V_{r}}{V_{s}} \times 100\%$는 전압강하율을 나타내는 식이 아닙니다.
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23. 송전단 전압을 Vs, 수전단 전압을 Vr, 선로의 직렬 리액턴스를 X 라 할 때 이 선로에서 최대 송전전력은? (단, 선로 저항은 무시한다.)

(정답률: 65%)
  • 선로 저항을 무시할 때, 송전단 전압 $V_{s}$와 수전단 전압 $V_{r}$, 리액턴스 $X$ 사이의 최대 송전전력 공식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{V_{s}V_{r}}{X}$$
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24. 전선의 굵기가 균일하고 부하가 균등하게 분산 분포되어있는 배전선로의 전력손실은 전체 부하가 송전단으로부터 전체 전선로 길이의 어느 지점에 집중되어 있을 경우의 손실과 같은가?

  1. 3/4
  2. 2/3
  3. 1/3
  4. 1/2
(정답률: 51%)
  • 부하가 선로에 균등하게 분산되어 있을 때의 전력손실은 전체 부하가 선로 길이의 $1/3$ 지점에 집중되어 있을 때의 손실과 같습니다.
    $$P_{l} = \frac{1}{3} I^{2} R$$
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25. 선로의 전압을 25[KV]에서 50[KV]로 승압할 경우, 공급전력을 동일하게 취급하면 공급전력은 승압전의 ( ➀ )배로 되고, 선로 손실은 승압 전의 ( ➁ )배로 된다. (단, 동일 조건에서 공금 전력과 선로 손실률을 동일하게 취급함)

  1. ① 1/4, ② 2
  2. ① 1/4, ② 4
  3. ① 2, ② 1/4
  4. ① 4, ② 1/4
(정답률: 64%)
  • 공급전력 $P$는 전압 $V$의 제곱에 비례하고, 전력손실 $P_{l}$은 전압 $V$의 제곱에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① 공급전력
    $$P \propto V^{2}$$
    $$P' = (\frac{50}{25})^{2} P = 4P$$
    ② 전력손실
    $$P_{l} \propto \frac{1}{V^{2}}$$
    $$P_{l}' = (\frac{25}{50})^{2} P_{l} = \frac{1}{4} P_{l}$$
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26. 전력 퓨즈(POWER FUSE)의 특성이 아닌 것은?

  1. 현저한 한류특성이 있다.
  2. 부하전류를 안전하게 차단한다.
  3. 소형이고 경량이다.
  4. 릴레이나 변성기가 불필요하다.
(정답률: 53%)
  • 전력 퓨즈는 단락전류가 흐를 때 용단되어 사고 전류를 빠르게 차단하는 장치입니다. 따라서 일반적인 부하전류를 안전하게 차단하는 용도로는 사용되지 않습니다.
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27. 발전기의 자기여자현상을 방지하기 위한 대책으로 적합하지 않은 것은?

  1. 단락비를 크게 한다.
  2. 포화율을 작게 한다.
  3. 선로의 충전전압을 높게 한다.
  4. 발전기 정격전압을 높게 한다.
(정답률: 44%)
  • 자기여자현상을 방지하기 위해서는 단락비를 크게 하거나 수전단에 리액턴스가 큰 변압기를 설치하는 등의 대책이 필요합니다. 발전기 정격전압을 높게 하는 것은 자기여자현상을 방지하는 적절한 대책이 아닙니다.
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28. 차단기에서 'O-t1-CO-t2-CO" 의 표기로 나타내는 것은? (단, O:차단 동작, t1, t2:시간 간격, C:투입동작, CO:투입 직후 차단)

  1. 차단기 동작 책무
  2. 차단기 재폐로 계수
  3. 차단기 속류 주기
  4. 차단기 무전압 시간
(정답률: 75%)
  • 차단기가 동작하는 순서(차단-시간간격-투입차단-시간간격-투입차단)를 기호로 나타낸 것은 차단기 동작 책무를 의미합니다.
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29. 화력발전소에서 탈기기의 설치 목적으로 가장 타당한 것은?

  1. 급수 중의 용해 산소의 분리
  2. 급수의 습증기 건조
  3. 연료 중의 공기제거
  4. 염류 및 부유물질 제거
(정답률: 73%)
  • 탈기기는 급수 중에 용해되어 있는 산소를 분리·제거함으로써 보일러 및 배관의 부식을 방지하고 효율을 높이기 위해 설치합니다.
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30. 3상의 같은 전원에 접속하는 경우, △결선의 콘덴서를 Y결선으로 바꾸어 연결하면 진상용량은?

  1. √3배의 진상용량이 된다.
  2. 3배의 진상용량이 된다.
  3. 1/√3의 진상용량이 된다.
  4. 1/3의 진상용량이 된다.
(정답률: 62%)
  • 동일 전원에서 콘덴서의 결선 방식 변경 시, $\Delta$결선을 Y결선으로 바꾸면 각 상에 걸리는 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 감소하며, 이에 따라 전체 진상용량은 $\frac{1}{3}$배가 됩니다.
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31. 수력발전소의 조압 수조(서지 탱크)설치 목적은?

  1. 수차 보호
  2. 흡출관 보호
  3. 수격작용 흡수
  4. 조속기 보호
(정답률: 55%)
  • 조압 수조(서지 탱크)는 수차의 부하 변동 시 발생하는 급격한 압력 변화인 수격작용을 흡수하여 관로의 파손을 방지하기 위해 설치합니다.
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32. 전압이 일정값 이하로 되었을 때 동작하는 것으로서 단락시 고장 검출용으로도 사용되는 계전기는?

  1. 재폐로 계전기
  2. 역상 계전기
  3. 부족 전류 계전기
  4. 부족 전압 계전기
(정답률: 78%)
  • 전압이 설정된 일정 값 이하로 떨어졌을 때 이를 검출하여 동작하는 계전기이므로 부족 전압 계전기가 정답입니다.
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33. 전력계통의 전압조정과 무관한 것은?

  1. 변압
  2. 발전기의 전압조정장치
  3. MOF
  4. 동기 조상기
(정답률: 65%)
  • 전압 조정은 변압기의 탭 조정, 발전기의 전압조정장치(AVR), 무효전력을 조절하는 동기 조상기 등을 통해 이루어집니다.

    오답 노트
    MOF: 전력수급용 계기용 변성기로, 전력량 측정을 위해 CT와 PT를 조합한 장치일 뿐 전압 조정과는 무관합니다.
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34. 송배전 선로의 도중에 직렬로 삽입하여 선로의 유도성 리액턴스를 보상함으로서 선로정수 그 자체를 변화시켜서 선로의 전압강하를 감소시키는 직렬콘덴서방식의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대 송전전력이 감소하고 정태 안정도가 감소된다.
  2. 부하의 변동에 따른 수전단의 전압변동률은 증대된다.
  3. 장거리 선로의 유도 리액턴스를 보상하고 전압강하를 감소시킨다.
  4. 송·수 양단의 전달 임피던스가 증가하고 안정 극한 정력이 감소한다.
(정답률: 64%)
  • 직렬 콘덴서는 선로의 유도성 리액턴스를 상쇄(보상)하여 선로 임피던스를 줄이는 장치입니다. 이를 통해 장거리 선로에서 발생하는 전압강하를 감소시키고 송전 효율 및 안정도를 향상시킵니다.
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35. 배전반 및 분전반의 설치장소로 가장 적당한 곳은?

  1. 벽장 내부
  2. 화장실 내부
  3. 노출된 장소
  4. 출입구 신발장 내부
(정답률: 72%)
  • 배전반 및 분전반은 점검과 조작이 용이해야 하며, 습기가 많은 곳이나 밀폐된 공간을 피해야 합니다. 따라서 화장실, 벽장 내부, 신발장 내부보다는 통풍이 잘 되고 접근이 쉬운 노출된 장소에 설치하는 것이 가장 적당합니다.
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36. 배전선로의 접지 목적과 거리가 먼 것은?

  1. 고장전류의 크기 억제
  2. 고저압 혼촉, 누전, 접촉에 의한 위험 방지
  3. 이상전압의 억제, 대지전압을 저하시켜 보호 장치 작동 확실
  4. 피뢰기 등의 뇌해 방지 설비의 보호 효과 향상
(정답률: 60%)
  • 배전선로의 접지는 인명 안전(혼촉, 누전 방지), 기기 보호(이상전압 억제), 뇌해 방지 설비의 효율 향상을 목적으로 합니다.

    오답 노트
    고장전류의 크기 억제: 이는 배전선로가 아닌 송전선로의 소호리액터 접지 방식에서 나타나는 특성입니다.
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37. 철탑의 탑각 접지저항이 커질 때 생기는 문제점은?

  1. 속류 발생
  2. 역섬락 발생
  3. 코로나 증가
  4. 가공지선의 차폐각 증가
(정답률: 79%)
  • 철탑의 탑각 접지저항이 크면 낙뢰 시 철탑의 전위가 급격히 상승합니다. 이때 철탑 전위가 애자의 절연 파괴 전압보다 높아지면, 전류가 철탑에서 전력선 방향으로 거꾸로 흐르는 역섬락 현상이 발생하여 애자가 파손될 수 있습니다.
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38. 전선 양측의 지지점의 높이가 동일할 경우 전선의 단위 길이당 중량을 W[kg], 수평장력을 T[kg], 경간을 S[m], 전선의 이도를 D[m]라 할 때 전선의 실제길이 L[m]를 계산하는 식은?

(정답률: 72%)
  • 전선 양측 지지점의 높이가 같을 때, 경간 $S$와 이도 $D$를 이용하여 전선의 실제 길이 $L$을 구하는 근사식입니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = S + \frac{8D^{2}}{3S}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = S + \frac{8D^{2}}{3S}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = S + \frac{8D^{2}}{3S}$$
    따라서 정답은 입니다.
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39. 22.9[KV-Y] 배전 선로의 보호 협조기기가 아닌 것은?

  1. 컷아웃 스위치
  2. 인터럽터 스위치
  3. 리클로저
  4. 섹셔널라이저
(정답률: 58%)
  • 22.9$\text{kV}$ 배전 선로의 보호 협조를 위해 사용되는 주요 기기는 컷아웃 스위치, 리클로저, 섹셔널라이저입니다. 인터럽터 스위치는 일반적인 보호 협조 기기 구성에 포함되지 않습니다.
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40. 뒤진 역률 80[%], 1000[KW]의 3상 부하가 있다. 여기에 콘덴서를 설치하여 역률을 95[%]로 개선하려면 콘덴서의 용량[KVA]은?

  1. 328[KVA]
  2. 421[KVA]
  3. 765[KVA]
  4. 951[KVA]
(정답률: 62%)
  • 역률 개선을 위한 콘덴서 용량은 부하 전력에 두 역률의 $\tan$ 값 차이를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q_{C} = P(\tan \theta_{1} - \tan \theta_{2})$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_{C} = 1000 ( \frac{\sqrt{1-0.8^{2}}}{0.8} - \frac{\sqrt{1-0.95^{2}}}{0.95} )$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q_{C} = 421.32$$
    따라서 콘덴서 용량은 $421\text{kVA}$입니다.
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3과목: 전기기기

41. 정격출력 p[kW], 회전수 N[rpm]인 전동기의 토크[kg·m]는?

(정답률: 56%)
  • 전동기의 출력 $P$와 회전수 $N$을 이용하여 토크 $T$를 구하는 공식입니다. 출력 단위가 $\text{kW}$일 때 사용하는 상수는 $975$입니다.
    $$\text{T} = 975 \frac{P}{N}$$
    따라서 정답은 입니다.
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42. 트랜지스터에 비해 스위칭 속도가 매우 빠른 이점이 있는 반면에 용량이 적어서 비교적 저전력용에 주로 사용되는 전력용 반도체 소자는?

  1. SCR
  2. GTO
  3. IGBT
  4. MOSFET
(정답률: 64%)
  • MOSFET은 전력 손실이 적어 구동 전력이 낮고, 트랜지스터보다 스위칭 속도가 매우 빨라 주로 저전력용으로 사용되는 소자입니다.
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43. 변압기에 사용하는 절연유의 성질이 아닌 것은?

  1. 절연 내력이 클 것
  2. 인화점이 높을 것
  3. 점도가 클 것
  4. 냉각효과가 클 것
(정답률: 75%)
  • 변압기 절연유는 냉각 효율을 높이기 위해 유동성이 좋아야 하므로 점도가 낮아야 합니다.

    오답 노트
    절연 내력이 클 것: 전기적 절연을 위해 필수적입니다.
    인화점이 높을 것: 화재 예방을 위해 필요합니다.
    냉각효과가 클 것: 비열이 커서 열 방출이 잘 되어야 합니다.
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44. 단권변압기의 3상 결선에서 △결선인 경우, 1차측 선간전압 V1, 2차측 선간전압 V2 일 때 단권변압기의 자기용량/부하용량은? (단, V1 ＞V2인 경우이다.)

(정답률: 48%)
  • 3상 $\Delta$결선 단권변압기에서 $V_1 > V_2$일 때, 자기용량과 부하용량의 비는 전압의 제곱 차를 전압의 곱과 $\sqrt{3}$의 곱으로 나눈 값으로 계산합니다.
    $$\frac{V_1^2 - V_2^2}{\sqrt{3} V_1 V_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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45. 75[W]이하의 소 출력으로 소형 공구, 영사기, 치과의료용 등에 널리 이용되는 전동기는?

  1. 단상 반발 전동기
  2. 3상 직권정류자 전동기
  3. 영구자석 스텝전동기
  4. 단상 직권정류자 전동기
(정답률: 73%)
  • 단상 직권정류자 전동기는 $75\text{W}$이하의 소출력으로 소형 공구, 영사기, 치과 의료용 기기 등에 널리 사용되는 전동기입니다.
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46. 직류발전기의 구조가 아닌 것은?

  1. 계자 권선
  2. 전기자 권선
  3. 내철형 철심
  4. 전기자 철심
(정답률: 75%)
  • 직류발전기는 자속을 만드는 계자 권선, 전압을 유도하는 전기자 권선, 그리고 이를 지지하는 전기자 철심으로 구성됩니다.

    오답 노트
    내철형 철심: 변압기의 구조적 특징입니다.
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47. 3상 유도전동기의 원선도 작성시 필요한 시험이 아닌것은?

  1. 슬립 측정
  2. 무부하 시험
  3. 구속 시험
  4. 고정자권선의 저항 측정
(정답률: 78%)
  • 유도전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 무부하 시험, 구속 시험, 고정자 권선의 저항 측정이 필수적으로 필요합니다. 슬립 측정은 원선도 작성을 위한 기본 시험 항목에 해당하지 않습니다.
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48. 주파수 60[Hz], 슬립 3[%], 회전수 1164[rpm]인 유도전동기의 극수는?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 73%)
  • 슬립과 회전수를 통해 동기속도를 먼저 구하고, 이를 통해 극수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{120 f}{N_s} = \frac{120 f}{\frac{N}{1-s}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{120 \times 60}{\frac{1164}{1-0.03}}$
    ③ [최종 결과] $P = 6$
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49. 4극 60[Hz]의 3상 동기발전기가 있다. 회전자의 주변속도를 200[m/s] 이하로 하려면 회전자의 최대 직경을 약 몇[m]로 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.1
  4. 2.8
(정답률: 59%)
  • 동기속도를 먼저 구한 뒤, 회전자의 주변속도 공식을 이용하여 최대 직경을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{60 v}{\pi N_s}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{60 \times 200}{\pi \times \frac{120 \times 60}{4}}$
    ③ [최종 결과] $D = 2.12 \text{ m}$
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50. 동기전동기에서 제동권선의 역할에 해당되지 않는 것은?

  1. 기동 토크를 발생한다.
  2. 난조 방지작용을 한다.
  3. 전기자반작용을 방지한다.
  4. 급격한 부하의 변화로 인한 속도의 요동을 방지한다.
(정답률: 50%)
  • 제동권선은 동기전동기의 기동 토크 발생, 난조 방지, 그리고 급격한 부하 변화 시 속도 요동을 방지하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    전기자반작용을 방지하는 것은 보상권선의 역할입니다.
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51. 유도전동기에서 부하를 증가시킬 때 일어나는 현상에 관한 설명 중 틀린 것은? (단, ns:회전자계의 속도, n:회전자의 속도이다.)

  1. 상대속도 (ns-n) 증가
  2. 2차 전류 증가
  3. 토크 증가
  4. 속도 증가
(정답률: 46%)
  • 유도전동기에 부하가 증가하면 더 큰 토크를 내기 위해 2차 전류가 증가하고, 이로 인해 회전자의 속도는 감소하게 됩니다.
    속도가 감소하면 동기속도와의 차이인 상대속도($n_{s}-n$)는 오히려 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    속도 증가: 부하 증가 시 속도는 감소함
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52. 비철극(원통)형 회전자 동기발전기에서 동기리액턴스 값이 2배가 되면 발전기의 출력은?

  1. 1/2로 줄어든다.
  2. 1배이다.
  3. 2배로 증가한다.
  4. 4배로 증가한다.
(정답률: 50%)
  • 비철극형 동기발전기의 출력 $P$는 동기리액턴스 $X_{s}$에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$P = \frac{EV}{X_{s}} \sin \delta$$
    따라서 동기리액턴스 값이 2배가 되면 출력은 $1/2$로 줄어듭니다.
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53. 직류 전동기의 실측효율을 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 보조 발전기를 사용하는 방법
  2. 프로니 브레이크를 사용하는 방법
  3. 전기 동력계를 사용하는 방법
  4. 블론델법을 사용하는 방법
(정답률: 53%)
  • 직류 전동기의 실측효율 측정법에는 전기 동력계법, 프로니 브레이크법, 보조 발전기법 등이 있습니다.
    블론델법은 실측효율 측정법이 아니라 손실을 측정하는 반환부하법의 일종입니다.

    오답 노트
    반환부하법: 카프법, 홉킨스법, 블론델법
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54. 2극 단상 60[Hz]인 릴럭턴스(reluctance) 전동기가 있다. 실효치 2[A]의 정현파 전류가 흐를 때 발생 토크의 최대 값[Nm]은? (단, 직축(Ld) 및 횡축(Lq) 인덕턴스는 Ld=2Lq=200[mH]이다.)

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1.0
  4. 1.5
(정답률: 31%)
  • 릴럭턴스 전동기의 최대 토크는 직축과 횡축 인덕턴스의 차이에 비례하며, 다음 공식을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T_{m} = \frac{I_{m}^{2}(L_{d} - L_{q})}{8}$
    ② [숫자 대입] $T_{m} = \frac{2^{2}(0.2 - 0.1)}{8}$
    ③ [최종 결과] $T_{m} = 0.1 \text{ Nm}$
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55. 동일 정격의 3상 동기발전기 2대를 무부하로 병렬 운전하고 있을 때 두 발전기의 기전력 사이에 30°의 위상차가 있으면 한 발전기에서 다른 발전기에 공급되는 유효전력은 몇 [kW]인가? (단, 각 발전기의(1상의) 기전력은 1000[V], 동기 리액턴스는 4[Ω]이고, 전기자 저항은 무시한다.)

  1. 62.5
  2. 62.5×√3
  3. 125.5
  4. 125.5×√3
(정답률: 55%)
  • 두 대의 동기발전기가 병렬 운전 중 위상차가 발생하면 수수전력이 흐르게 되며, 이때의 유효전력 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{E^{2}}{2X_{s}} \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1000^{2}}{2 \times 4} \sin 30^{\circ} \times 10^{-3}$
    ③ [최종 결과] $P = 62.5 \text{ kW}$
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56. 3상 유도전동기의 슬립과 토크의 관계에서 최대 토크를 Tm, 최대 토크를 발생하는 슬립을 St, 2차 저항이 R2일 때의 관계는?

(정답률: 61%)
  • 3상 유도전동기에서 최대 토크 $T_{m}$은 2차 저항 $R_{2}$나 슬립 $s$의 변화와 관계없이 항상 일정하며, 최대 토크가 발생하는 슬립 $s_{t}$는 2차 저항 $R_{2}$에 비례합니다.
    따라서 정답은 입니다.
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57. 50[kW], 610[V], 1200[rpm]의 직류 분권전동기가 있다. 70[%] 부하일 때 부하전류는 100[A], 회전 속도는 1240[rpm]이다. 전기자 발생 토크[kg·m]는? (단, 전기자 저항은 0.1[Ω]이고, 계자 전류는 전기자 전류에 비해 현저히 작다.)

  1. 약 39.3
  2. 약 40.6
  3. 약 47.17
  4. 약 48.75
(정답률: 46%)
  • 먼저 전동기의 역기전력을 구한 뒤, 이를 이용하여 전기자 발생 토크를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = 0.975 \times \frac{E_{c} I_{a}}{N}$
    ② [숫자 대입] $T = 0.975 \times \frac{(610 - 100 \times 0.1) \times 100}{1240}$
    ③ [최종 결과] $T = 47.17$
    따라서 전기자 발생 토크는 약 $47.17 \text{kg} \cdot \text{m}$ 입니다.
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58. 변압기 온도시험을 하는 데 가장 좋은 방법은?

  1. 반환 부하법
  2. 실 부하법
  3. 단락 시험법
  4. 내전압 시험법
(정답률: 68%)
  • 변압기 온도시험 방법 중 가장 정밀하고 좋은 방법은 반환 부하법입니다.

    오답 노트
    단락 시험법, 실 부하법: 반환 부하법보다 정밀도가 떨어지는 방법입니다.
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59. 변압기 결선방법 중 3상 전원을 이용하여 2상 전압을 얻고자 할 때 사용할 결선 방법은?

  1. Fork 결선
  2. Scott결선
  3. 환상 결선
  4. 2중 3각 결선
(정답률: 75%)
  • Scott결선은 3상 전원을 이용하여 2상 전압을 얻기 위해 사용하는 특수 결선 방법입니다.
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60. 동기 발전기의 전기자 권선법 중 집중권에 비해 분포권의 장점에 해당되는 것은?

  1. 기전력의 파형이 좋아진다.
  2. 난조를 방지 할 수 있다.
  3. 권선의 리액턴스가 커진다.
  4. 합성유도기전력이 높아진다.
(정답률: 72%)
  • 동기 발전기 권선법 중 분포권의 특징을 묻는 문제입니다. 분포권은 권선을 여러 슬롯에 나누어 배치함으로써 고조파를 제거하여 기전력의 파형을 사인파에 가깝게 개선하는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    합성유도기전력이 높아진다: 분포권 계수 때문에 오히려 기전력은 약간 감소합니다.
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4과목: 회로이론

61. 다음과 같이 변환시 R1+R2+R3의 값[Ω]은? (단, Rab=2[Ω], Rbc=4[Ω]Rca=6[Ω]이다.)

  1. 1.57[Ω]
  2. 2.67[Ω]
  3. 3.67[Ω]
  4. 4.87[Ω]
(정답률: 56%)
  • $\Delta$-Y 변환 공식을 이용하여 각 저항의 합을 구하는 문제입니다. $\Delta$ 결선 저항을 Y 결선 저항으로 변환할 때는 마주 보는 두 저항의 곱을 전체 저항의 합으로 나눕니다.
    $$R_{1} = \frac{R_{ab} \times R_{ca}}{R_{ab} + R_{bc} + R_{ca}} = \frac{2 \times 6}{2 + 4 + 6} = 1\text{ }\Omega$$
    $$R_{2} = \frac{R_{ab} \times R_{bc}}{R_{ab} + R_{bc} + R_{ca}} = \frac{2 \times 4}{2 + 4 + 6} = 0.67\text{ }\Omega$$
    $$R_{3} = \frac{R_{bc} \times R_{ca}}{R_{ab} + R_{bc} + R_{ca}} = \frac{4 \times 6}{2 + 4 + 6} = 2\text{ }\Omega$$
    따라서 전체 합은 다음과 같습니다.
    $$R_{1} + R_{2} + R_{3} = 1 + 0.67 + 2 = 3.67\text{ }\Omega$
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62. 그림과 같은 회로에서 t=0일 때 스위치 K를 닫을 때 과도 전류 I(t)는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 45%)
  • RL 회로에서 스위치를 닫았을 때 흐르는 과도 전류 $i(t)$를 구하는 문제입니다. 스위치 $K$를 닫으면 회로의 전체 저항이 $R_{1}$에서 $R_{1} + R_{2}$의 병렬 합으로 변하며, 이에 따른 시정수와 최종 정상 상태 전류를 반영한 수식을 도출합니다.
    $$i(t) = \frac{V}{R_{1}}(1 - \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}e^{-\frac{R_{1}}{L}t})$$
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63. 그림과 같은 4단자 회로망에서 어드미턴스 파라미터 Y12[℧]는?

(정답률: 43%)
  • 4단자 회로망의 어드미턴스 파라미터 $Y_{12}$를 구하는 문제입니다. $Y$ 파라미터에서 $Y_{12}$는 $V_{2} = 0$일 때 $I_{1}/V_{1}$의 값이며, 이는 회로의 병렬 연결 구조를 분석하여 구할 수 있습니다.
    먼저 임피던스 관점에서 $Z_{12}$ 성분을 계산하면 $j12 + j12 + \frac{j12 \times j12}{-j24} = j24 + \frac{-144}{-j24} = j24 - j6 = j18\text{ }\Omega$이 됩니다. 어드미턴스는 임피던스의 역수이므로 부호를 고려하여 계산합니다.
    $$Y_{12} = -\frac{1}{Z_{12}}$$
    $$Y_{12} = -\frac{1}{j18}$$
    $$Y_{12} = -j\frac{1}{18}$$
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64. 테브난의 정리를 이용하여 그림(a)의 회로를 (b)와 같은 등가회로로 만들려고 할 때 V와 R의 값은?

  1. V=12[V], R=3[Ω]
  2. V=20[V], R=3[Ω]
  3. V=12[V], R=10[Ω]
  4. V=20[V], R=10[Ω]
(정답률: 67%)
  • 테브난의 정리를 이용하여 개방 단자 전압 $V$와 등가 저항 $R$을 구하는 문제입니다.
    먼저 전압 $V$는 $a, b$ 단자 사이의 개방 전압으로, 전압 분배 법칙을 적용합니다.
    $$V = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} \times V_{s}$$
    $$V = \frac{6}{4 + 6} \times 20$$
    $$V = 12\text{ V}$$
    다음으로 저항 $R$은 전원을 단락시킨 후 $a, b$ 단자에서 바라본 합성 저항을 구합니다.
    $$R = R_{3} + \frac{R_{1} \times R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$$
    $$R = 0.6 + \frac{4 \times 6}{4 + 6}$$
    $$R = 3\text{ }\Omega$
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65. 저항 R1=10[Ω]과 R2=40[Ω]이 직렬로 접속된 회로에 100[V], 60[Hz]인 정현파 교류전압을 인가할 때, 이 회로에 흐르는 전류로 옳은 것은?

  1. √2sin377t[A]
  2. 2√2sin377t[A]
  3. √2sin422t[A]
  4. 2√2sin422t[A]
(정답률: 69%)
  • 직렬회로의 전체 저항을 구해 실효 전류를 찾고, 이를 순시값 형태로 변환합니다.
    전체 저항 $R = 10 + 40 = 50\Omega$이며, 각주파수 $\omega = 2\pi f = 2 \times \pi \times 60 \approx 377$ 입니다.
    ① [기본 공식] $i = \frac{V \times \sqrt{2}}{R} \sin(\omega t)$
    ② [숫자 대입] $i = \frac{100 \times \sqrt{2}}{50} \sin(377t)$
    ③ [최종 결과] $i = 2\sqrt{2} \sin(377t)$ A
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66. 다음 중 옳지 않은 것은?

(정답률: 73%)
  • 파고율(Peak Factor)은 파형의 최대값을 실효값으로 나눈 비율을 의미합니다.
    따라서 는 분모와 분자가 뒤바뀌어 잘못된 정의입니다.

    오답 노트
    파형률: 실효값 / 평균값
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67. 그림과 같은 4단자 회로망에서 출력측을 개방하니 V1=12[V], I1=2[A],V2=4[V]이고 출력측을 단락하니 V1=16[V], I1=4[A], I2=2[A]이었다. 4단자 정수 A, B, C, D는 얼마인가?

  1. A=2, B=3, C=8, D=0.5
  2. A=0.5, B=2, C=3, D=8
  3. A=8, B=0.5, C=2, D=3
  4. A=3, B=8, C=0.5, D=2
(정답률: 64%)
  • 4단자 정수는 출력측 개방 시 $A, C$를, 단락 시 $B, D$를 구할 수 있습니다.
    개방 시($V_2=4\text{V}, I_1=2\text{A}, V_1=12\text{V}$), 단락 시($I_2=2\text{A}, I_1=4\text{A}, V_1=16\text{V}$) 조건을 대입합니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{V_1}{V_2}, B = \frac{V_1}{I_2}, C = \frac{I_1}{V_2}, D = \frac{I_1}{I_2}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{12}{4}, B = \frac{16}{2}, C = \frac{2}{4}, D = \frac{4}{2}$
    ③ [최종 결과] $A=3, B=8, C=0.5, D=2$
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68. 대칭 3상 전압을 그림과 같은 평형 부하에 가할 때 부하의 역률은 얼마인가? (단, 이다.)

  1. 0.4
  2. 0.6
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 45%)
  • 델타($\Delta$) 결선을 와이($Y$) 결선으로 변환하여 임피던스를 구한 뒤, RC 병렬회로의 역률 공식을 적용합니다.
    먼저 $\Delta \rightarrow Y$ 변환 시 저항값은 $1/3$배가 되므로 $R = 9 \times \frac{1}{3} = 3\Omega$이고, 용량성 리액턴스는 $X_C = 4\Omega$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\cos\theta = \frac{X_C}{\sqrt{R^2 + X_C^2}}$
    ② [숫자 대입] $\cos\theta = \frac{4}{\sqrt{3^2 + 4^2}}$
    ③ [최종 결과] $\cos\theta = 0.8$
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69. 두 점 사이에는 20[C]의 전하를 옮기는데 80[J]의 에너지가 필요하다면 두 점 사이의 전압은?

  1. 2[V]
  2. 3[V]
  3. 4[V]
  4. 5[V]
(정답률: 73%)
  • 전압은 단위 전하를 옮기는 데 필요한 에너지(일)로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{W}{Q}$ 전압 = 에너지 / 전하량
    ② [숫자 대입] $V = \frac{80}{20}$
    ③ [최종 결과] $V = 4$ V
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70. 대칭 3상전압을 공급한 3상 유도전동기에서 각 계기의 지시는 다음과 같다. 유도전동기의 역률은 얼마인가? (단, W1=1.2[kW], W2=1.8[kW], V=200[V], A=10[A]이다.)

  1. 0.70
  2. 0.76
  3. 0.80
  4. 0.87
(정답률: 53%)
  • 2전력계법을 사용하는 3상 회로에서 전체 유효전력은 두 전력계의 합($W_{1} + W_{2}$)이며, 피상전력은 $\sqrt{3}VI$로 계산합니다. 역률은 피상전력에 대한 유효전력의 비율로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{W_{1} + W_{2}}{\sqrt{3}VI}$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{1200 + 1800}{\sqrt{3} \times 200 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = 0.87$
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71. 비정현파에서 정현 대칭의 조건은 어느 것인가?

  1. f(t)=f(-t)
  2. f(t)=-f(-t)
  3. f(t)=-f(t)
  4. f(t)=-f(t+T/2)
(정답률: 64%)
  • 비정현파의 대칭성 중 정현 대칭은 원점 대칭(기함수)의 성질을 가지며, 시간 $t$를 $-t$로 바꾸었을 때 부호가 반전되는 특성을 가집니다.
    핵심 원리: $f(t) = -f(-t)$

    오답 노트
    $f(t) = f(-t)$: 여현 대칭(우함수)의 조건입니다.
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72. 그림과 같은 회로의 합성 인덕턴스는?

(정답률: 57%)
  • 제시된 회로도는 두 코일이 병렬로 연결되어 있으며, 전류의 방향과 점의 위치를 통해 감극성(차동결합) 접속임을 알 수 있습니다. 감극성 병렬접속 시 합성 인덕턴스는 상호 인덕턴스 $M$의 영향으로 분모에서 $2M$을 빼주는 공식을 사용합니다.
    $$L = \frac{L_{1}L_{2} - M^{2}}{L_{1} + L_{2} - 2M}$$
    따라서 정답은 입니다.
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73. 코일에 단상 100[V]의 전압을 가하면 30[A]의 전류가 흐르고 1.8[KW]의 전력을 소비한다고 한다. 이 코일과 병렬로 콘덴서를 접속하여 회로의 합성 역률을 100[%]로 하기 위한 용량 리액턴스[Ω]는?

  1. 약 4.2[Ω]
  2. 약 6.8[Ω]
  3. 약 8.4[Ω]
  4. 약 10.6[Ω]
(정답률: 46%)
  • 합성 역률을 $100\%$로 만들기 위해서는 코일의 무효전력을 콘덴서가 완전히 상쇄시켜야 합니다. 먼저 코일의 피상전력과 유효전력을 이용해 무효전력을 구한 뒤, 이를 콘덴서의 무효전력 공식에 대입하여 용량 리액턴스를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \sqrt{P_{a}^{2} - P^{2}}, X_{C} = \frac{V^{2}}{Q}$
    ② [숫자 대입] $Q = \sqrt{(100 \times 30)^{2} - 1800^{2}}, X_{C} = \frac{100^{2}}{2400}$
    ③ [최종 결과] $X_{C} = 4.17 \approx 4.2 \Omega$
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74. 100[V] 전압에 대하여 늦은 역률 0.8 로서 10[A]의 전류가 흐르는 부하와 앞선 역률 0.8로서 20[A]의 전류가 흐르는 부하가 병렬로 연결되어 있다. 전 전류에 대한 역률은 약 얼마인가?

  1. 0.66
  2. 0.76
  3. 0.87
  4. 0.97
(정답률: 32%)
  • 각 부하의 전류를 복소수(벡터) 형태로 나타내어 전체 전류의 합을 구한 뒤, 전체 전류의 크기 대비 유효 성분의 비율로 역률을 계산합니다.
    늦은 역률 부하: $10 \times 0.8 - j10 \times 0.6 = 8 - j6$
    앞선 역률 부하: $20 \times 0.8 + j20 \times 0.6 = 16 + j12$
    전체 전류: $I = (8 - j6) + (16 + j12) = 24 + j6$
    ① [기본 공식]
    $$\cos \theta = \frac{I_{r}}{|I|}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\cos \theta = \frac{24}{\sqrt{24^{2} + 6^{2}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\cos \theta = 0.97$$
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75. 두 코일이 있다. 한 코일의 전류가 매초 40[A]의 비율로 변화할 때 다른 코일에는 20[V]의 기전력이 발생하였다면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 [H]인가?

  1. 0.2[H]
  2. 0.5[H]
  3. 1.0[H]
  4. 2.0[H]
(정답률: 64%)
  • 상호인덕턴스는 한 코일의 전류 변화율에 의해 다른 코일에 유도되는 기전력의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$M = \frac{V_{L}}{\frac{di}{dt}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$M = \frac{20}{40}$$
    ③ [최종 결과]
    $$M = 0.5\text{ H}$$
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76. 3상 불평형 전압에서 영상전압이 150[V]이고 정상전압이 600[V], 역상전압이 300[V]이면 전압의 불평형률[%]은?

  1. 60[%]
  2. 50[%]
  3. 40[%]
  4. 30[%]
(정답률: 73%)
  • 전압의 불평형률은 정상분 전압에 대한 역상분 전압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{불평형률} = \frac{\text{역상전압}}{\text{정상전압}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{불평형률} = \frac{300}{600} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{불평형률} = 50\%$$
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77. tsinwt의 라플라스 변환은?

(정답률: 38%)
  • 시간 함수 $t$가 곱해진 함수의 라플라스 변환은 $s$ 영역에서 미분 연산 $\frac{d}{ds}$를 수행하는 것과 같습니다. $\sin \omega t$의 라플라스 변환인 $\frac{\omega}{s^{2} + \omega^{2}}$를 $s$에 대해 미분하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$\mathcal{L}[t \sin \omega t] = -\frac{d}{ds}(\frac{\omega}{s^{2} + \omega^{2}}) = \frac{2\omega s}{(s^{2} + \omega^{2})^{2}}$$
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78. 의 라플라스 함수의 역변환의 값은?

(정답률: 57%)
  • 주어진 라플라스 함수 $\frac{2s+3}{s^2+3s+2}$를 부분분수 전개 후 역변환을 수행합니다.
    먼저 분모를 인수분해하면 $s^2+3s+2 = (s+1)(s+2)$이며, 분자를 이에 맞춰 분리하면 $\frac{1}{s+1} + \frac{1}{s+2}$가 됩니다.
    각 항을 역라플라스 변환하면 $\mathcal{L}^{-1}\{\frac{1}{s+a}\} = e^{-at}$ 공식에 의해 $\frac{1}{s+1} \rightarrow e^{-t}$, $\frac{1}{s+2} \rightarrow e^{-2t}$가 되어 최종 결과는 가 됩니다.
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79. RLC 직렬회로에서 t=0 에서 교류전압 e=Emsin(wt+θ)를 가할 때 이면 이 회로는?

  1. 진동적이다.
  2. 비진동적이다.
  3. 임계진동적이다.
  4. 비감쇠진동이다.
(정답률: 62%)
  • RLC 직렬회로의 과도 응답은 저항 $R$과 인덕턴스 $L$, 정전용량 $C$의 관계에 의해 결정됩니다. 주어진 조건인 $$R^{2} - 4\frac{L}{C} > 0$$ 은 $$R^{2} > \frac{4L}{C}$$ 와 같으며, 이는 저항 성분이 매우 커서 진동 없이 감쇠하는 비진동적 상태임을 의미합니다.

    오답 노트
    임계진동적: $R^{2} = \frac{4L}{C}$ 일 때
    진동적(감쇠진동): $R^{2} < \frac{4L}{C}$ 일 때
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80. 전압 일 때 실효값은?

  1. 7.07[V]
  2. 10[V]
  3. 15[V]
  4. 20[V]
(정답률: 68%)
  • 비정현파의 실효값은 각 고조파 성분(직류분 포함) 실효값의 제곱의 합에 루트를 씌워 계산합니다.
    전압 식: $e = 5 + 10\sqrt{2}\sin\omega t + 10\sqrt{2}\sin 3\omega t$
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{V_0^2 + V_1^2 + V_2^2 + \dots}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{5^2 + 10^2 + 10^2}$
    ③ [최종 결과] $V = 15\text{ V}$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 특고압 가공 전선로를 제3종 특고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우는?

  1. 건조물과 제1차 접근상태로 시설되는 경우
  2. 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우
  3. 도로 등과 교차하여 시설하는 경우
  4. 가공 약전류선과 공가하여 시설하는 경우
(정답률: 57%)
  • 특고압 가공 전선로와 건조물의 접근 상태에 따른 보안공사 기준에 의해, 건조물과 제1차 접근상태로 시설되는 경우에는 제3종 특고압 보안공사를 적용합니다.

    오답 노트
    건조물과 제2차 접근상태: 전압에 따라 제1종 또는 제2종 특고압 보안공사 적용
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82. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 안전율은 일반적인 경우 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.8
  2. 2.0
  3. 2.2
  4. 2.5
(정답률: 51%)
  • KEC 규정에 따라 가공 전선로의 지지물에 사용하는 지선의 안전율은 $2.5$이상으로 시설해야 합니다.
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83. 제1종 또는 제2종 접지공사에 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우에 합성수지관 또는 이와 동등 이상의 절연효력 및 강도를 가지는 몰드로 접지선을 덮어야 하는가?

  1. 지하 30cm로부터 지표상 1.5m까지의 부분
  2. 지하 50cm로부터 지표상 1.8m까지의 부분
  3. 지하 90cm로부터 지표상 2.5m까지의 부분
  4. 지하 75cm로부터 지표상 2.0m까지의 부분
(정답률: 65%)
  • 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설할 때는 안전을 위해 보호관(합성수지관 등)으로 덮어야 하며, 그 범위는 지하 $75\text{cm}$로부터 지표상 $2.0\text{m}$까지의 부분입니다.
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84. 400[V] 미만의 저압용 계기용변성기에 있어서 그 철심에서 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 특별 제3종 접지공사
  2. 제1종 접지공사
  3. 제2종 접지공사
  4. 제3종 접지공사
(정답률: 51%)
  • 저압용 계기용변성기의 철심 접지공사는 전압 기준에 따라 구분됩니다. $400\text{V}$ 미만인 경우에는 제3종 접지공사를 시행하며, $400\text{V}$를 초과하는 경우에는 특별 제3종 접지공사를 시행합니다.
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85. 저압 접촉전선을 절연 트롤리 공사에 의하여 시설하는 경우에 대한 기준으로 옳지 않은 것은? (단, 기계기구에 시설하는 경우가 아닌 것으로 한다.)

  1. 절연 트롤리선은 사람이 쉽게 접할 우려가 없도록 시설 할 것
  2. 절연 트롤리선의 개구부는 아래 또는 옆으로 향하여 시설할 것
  3. 절연 트롤리선의 끝 부분은 충전 부분이 노출되는 구조일 것
  4. 절연 트롤리선은 각 지지점에서 견고하게 시설하는 것 이외에 그 양쪽 끝을 내장 인류장치에 의하여 견고하게 인류할 것
(정답률: 68%)
  • 절연 트롤리 공사 시 안전을 위해 충전 부분은 절대로 노출되어서는 안 됩니다. 따라서 끝 부분이 충전 부분이 노출되는 구조여야 한다는 설명은 안전 원칙에 어긋나는 틀린 내용입니다.
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86. 철도·궤도 또는 자동차도의 전용터널 안의 터널내 전선로의 시설방법으로 틀린 것은?

  1. 저압전선으로 지름 2.0[mm]의 경동선을 사용하였다.
  2. 고압전선은 케이블공사로 하였다.
  3. 저압전선을 애자사용공사에 의하여 시설하고 이를 레일면상 또는 노면상 2.5[m] 이상으로 하였다.
  4. 저압전선을 가요전선관공사에 의하여 시설하였다.
(정답률: 46%)
  • 터널 내 전선로 시설 시 저압전선은 인장강도 $2.30\text{kN}$이상의 절연전선 또는 지름 $2.6\text{mm}$이상의 경동선 절연전선을 사용해야 합니다. 따라서 지름 $2.0\text{mm}$의 경동선을 사용했다는 설명은 기준 미달로 틀린 것입니다.

    오답 노트
    고압전선 케이블공사: 옳은 시설방법
    애자사용공사 및 높이 $2.5\text{m}$이상: 옳은 시설방법
    가요전선관공사: 옳은 시설방법
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87. 강색 철도의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강색 차선은 지름 7[mm]의 경동선을 사용한다.
  2. 강색 차선의 레일면상 높이는 3[m]이상으로 한다.
  3. 강색 차선과 대지사이의 절연저항은 사용전압에 대한 누설 전류가 궤도의 연장 1[km]마다 10[mA]를 넘지 않는다.
  4. 레일에 접속하는 전선은 레일 사이 및 레일의 바깥쪽 30[cm]안에 시설하는 것 이외에는 대지로부터 절연한다.
(정답률: 43%)
  • 강색 차선의 레일면상 높이는 기본적으로 $4\text{m}$이상으로 시설해야 합니다. 따라서 레일면상 높이를 $3\text{m}$이상으로 한다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    지름 $7\text{mm}$의 경동선 사용: 옳은 규정
    누설 전류 $1\text{km}$마다 $10\text{mA}$이하: 옳은 규정
    레일 바깥쪽 $30\text{cm}$ 안 외 절연: 옳은 규정
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88. 345[kV] 옥외 변전소에 울타리 높이와 울타리에서 충전부분까지 거리[m]의 합계는?

  1. 6.48
  2. 8.16
  3. 8.40
  4. 8.28
(정답률: 71%)
  • 옥외 변전소의 울타리 높이와 충전부분까지 거리의 합계는 전압에 따라 결정됩니다. $154\text{kV}$를 초과하는 경우, 초과분 전압을 $10\text{kV}$ 단위로 나누어 계산한 값에 $0.12$를 곱하고 기본 높이 $6\text{m}$를 더합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{V - 160}{10} \times 0.12 + 6$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{345 - 160}{10} \times 0.12 + 6$
    ③ [최종 결과] $L = 8.28$
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89. 고압 가공전선이 교류 전차선과 교차하는 경우, 고압 가공전선으로 케이블을 사용하는 경우 이외에는 단면적 몇 [mm2]이상의 경동연선을 사용하여야 하는가?

  1. 14
  2. 22
  3. 30
  4. 38
(정답률: 52%)
  • 고압 가공전선이 교류 전차선과 교차하는 경우, 케이블을 사용하지 않는다면 안전을 위해 단면적 38 $\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용해야 합니다.
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90. 고압 옥내배선이 다른 고압 옥내배선과 접근하거나 교차하는 경우 상호간의 이격거리는 최소 몇 [cm]이상이어야 하는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 40%)
  • 고압 옥내배선이 다른 고압 배선, 저압 배선, 약전류 전선, 수관 등과 접근하거나 교차할 때의 최소 이격거리는 15 cm 이상이어야 합니다.

    오답 노트
    30 cm: 애자사용공사에 의한 고압전선과 교차하는 경우의 이격거리입니다.
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91. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도계산에 적용하는 갑종 풍압하중을 계산할 때 구성재의 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압의 기준이 잘못된 것은?

  1. 목주 : 588 pa
  2. 원형 철주 : 588 pa
  3. 원형 철근콘크리트주 : 882 pa
  4. 강관으로 구성(단주는 제외)된 철탑 : 1255 pa
(정답률: 67%)
  • 갑종 풍압하중 계산 시 원형 구성재(목주, 원형 철주 등)의 기준 풍압은 무조건 588 Pa를 적용합니다. 따라서 원형 철근콘크리트주에 882 Pa를 적용한 것은 잘못되었습니다.
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92. 금속덕트 공사에 의한 저압 옥내배선에서, 금속덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계는 덕트 내부 단면적의 몇 [%]이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 62%)
  • 금속덕트 공사 시 전선의 단면적 합계는 덕트 내부 단면적의 20% 이하로 제한하여 과열을 방지해야 합니다.

    오답 노트
    50%: 전광 표시 장치, 출퇴근 표시등, 제어 회로 등의 배전선만을 넣는 경우에 해당합니다.
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93. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 통신선은 가공 전선과의 이격거리를 몇 [cm] 이상 유지하여야 하는가? (단, 가공전선은 고압으로 케이블을 사용한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 30
  2. 45
  3. 60
  4. 75
(정답률: 48%)
  • 가공 전선과 통신선 사이의 이격거리는 기본적으로 $60\text{cm}$이상이어야 하지만, 고압 가공 전선이 케이블인 경우에는 $30\text{cm}$이상으로 완화 적용됩니다.
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94. 주상변압기 전로의 절연내력을 시험할 때 최대 사용전압이 23000V인 권선으로서 중성점 접지식 전로(중성선을 가지는 것으로서 그 중성선에 다중접지를 한 것)에 접속하는 것의 시험전압은?

  1. 16560[V]
  2. 21160[V]
  3. 25300[V]
  4. 28750[V]
(정답률: 59%)
  • 최대 사용전압 $25\text{kV}$이하인 다중접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압의 $0.92$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 0.92$
    ② [숫자 대입] $V = 23000 \times 0.92$
    ③ [최종 결과] $V = 21160$
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95. 교류식 전기철도의 전차선과 식물사이의 이격거리는 몇[m] 이상이어야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 52%)
  • 전기설비기술기준 제271조에 따라 교류식 전기철도의 전차선과 식물 사이의 이격거리는 $2\text{m}$이상으로 규정되어 있습니다.
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96. 아파트 세대 욕실에 ‘비데용 콘센트’를 시설하고자 한다. 다음의 시설방법 중 적합하지 않는 것은?

  1. 충전 부분이 노출되지 않을 것
  2. 배선기구에 방습장치를 시설할 것
  3. 저압용 콘센트는 접지극이 없는 것을 사용할 것
  4. 인체감전보호용 누전차단기가 부착된 것을 사용할 것
(정답률: 77%)
  • 욕실과 같은 습한 장소에 시설하는 비데용 콘센트는 감전 사고 예방을 위해 반드시 접지극이 있는 것을 사용해야 합니다.
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97. 저압 및 고압 가공전선의 최소 높이는 도로를 횡단하는 경우와 철도를 횡단하는 경우에 각각 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 도로 : 지표상 6[m], 철도 : 레일면상 6.5[m]
  2. 도로 : 지표상 6[m], 철도 : 레일면상 6[m]
  3. 도로 : 지표상 5[m], 철도 : 레일면상 6.5[m]
  4. 도로 : 지표상 5[m], 철도 : 레일면상 6[m]
(정답률: 58%)
  • 가공전선의 최소 높이는 도로 횡단 시 지표상 $6\text{m}$, 철도 횡단 시 레일면상 $6.5\text{m}$이상을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    가공통신선의 경우 도로 횡단 시 $5\text{m}$로 기준이 다르므로 주의하세요.
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98. 유희용 전차에 전기를 공급하는 전로의 사용전압이 교류인 경우 몇 [V] 이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 100
(정답률: 46%)
  • 유희용 전차에 전기를 공급하는 전로의 사용전압 제한 규정에 따라, 전원의 종류에 따라 전압 기준이 다릅니다.
    교류일 경우 $40\text{V}$이하, 직류일 경우 $60\text{V}$이하로 제한합니다.
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99. 빙설이 적고 인가가 밀집된 도시에 시설하는 고압 가공전선로 설계에 사용하는 풍압하중은?

  1. 갑종 풍압하중
  2. 을종 풍압하중
  3. 병종 풍압하중
  4. 갑종 풍압하중과 을종 풍압하중을 각 설비에 따라 혼용
(정답률: 56%)
  • 풍압하중 설계 기준에 따라 인가가 밀집된 지역은 계절에 관계없이 고온 및 저온 계절 모두 병종 풍압하중을 적용합니다.

    오답 노트
    갑종: 빙설이 많은 해안 지역이나 일반 지역의 고온 계절
    을종: 빙설이 많은 일반 지역의 저온 계절
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100. 저압 옥내배선 버스덕트공사에서 지지점간의 거리[m]는? (단, 취급자만이 출입하는 곳에서 수직으로 붙이는 경우)

  1. 3
  2. 5
  3. 6
  4. 8
(정답률: 41%)
  • 저압 옥내배선 버스덕트 공사의 지지점 간 거리는 기본적으로 $3\text{m}$이지만, 취급자만이 출입하는 곳에서 수직으로 붙이는 경우에는 $6\text{m}$까지 가능합니다.
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