전기산업기사 필기 기출문제복원 (2013-06-02)

전기산업기사 2013-06-02 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2013-06-02 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2013-06-02 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 유전율이 각각 ℇ1, ℇ2인 두 유전체가 접해 있다. 각 유전체중의 전계 및 전속밀도가 각각 E1, D1 및 E2, D2 이고, 경계면에 대한 입사각 및 굴절각이 θ1, θ2일 때 경계조건으로 옳은 것은?

(정답률: 88%)
  • 두 유전체의 경계면에서 전계의 접선 성분은 연속적이며, 전속밀도의 법선 성분은 연속적이라는 경계조건에 의해 굴절 법칙이 성립합니다.
    $$\frac{\tan \theta_{2}}{\tan \theta_{1}} = \frac{\epsilon_{2}}{\epsilon_{1}}$$
    따라서 $\frac{\tan \theta_{2}}{\tan \theta_{1}} = \frac{\epsilon_{2}}{\epsilon_{1}}$가 성립하는 가 정답입니다.
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2. 자기인덕턴스가 10[H]인 코일에 3[A]의 전류가 흐를 때 코일에 축적된 자계에너지는 몇 [J]인가?

  1. 30
  2. 45
  3. 60
  4. 90
(정답률: 77%)
  • 코일에 축적되는 자계에너지는 인덕턴스와 전류의 제곱에 비례하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} L I^{2}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 10 \times 3^{2}$
    ③ [최종 결과] $W = 45$
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3. 자유공간에서 특성 임피던스 의 값은?

  3. 110π[Ω]
  4. 120π[Ω]
(정답률: 77%)
  • 자유공간에서의 특성 임피던스는 진공의 투자율 $\mu_{0}$와 유전율 $\epsilon_{0}$의 비에 루트를 씌운 값으로, 약 $377\Omega$의 값을 가집니다.
    $$\sqrt{\frac{\mu_{0}}{\epsilon_{0}}} \approx 120\pi \approx 377\Omega$$
    따라서 특성 임피던스 의 값은 $120\pi\Omega$입니다.
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4. 진공 중에서 10-6[C]과 10-7[C]의 두 개의 점전하가 50[cm]의 거리에 있을 때 작용하는 힘은 몇 [N] 인가?

  1. 3.6×10-3
  2. 1.8×10-3
  3. 4×1013
  4. 0.25×1013
(정답률: 70%)
  • 두 점전하 사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = 9 \times 10^9 \frac{10^{-6} \times 10^{-7}}{0.5^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 3.6 \times 10^{-3}$$
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5. 유전체내의 정전 에너지식으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 66%)
  • 유전체 내의 단위 체적당 정전 에너지 $W$는 전계 $E$, 전속밀도 $D$, 유전율 $\epsilon$의 관계식으로 표현됩니다.
    정전 에너지 공식은 다음과 같습니다.
    $$W = \frac{1}{2}ED = \frac{1}{2}\epsilon E^{2} = \frac{1}{2}\frac{D^{2}}{\epsilon}$$
    따라서 $\frac{1}{2}\epsilon D$로 표기된 는 잘못된 식입니다.
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6. 공기 중에서 무한 평면 도체 표면 아래의 1[m]떨어진 곳에 1[c]의 점전하가 있다. 전하가 받는 힘의 크기는?

  1. 9×109[N]
  2. 9/2×109[N]
  3. 9/4×109[N]
  4. 9/16×109[N]
(정답률: 64%)
  • 무한 평면 도체와 점전하 사이의 힘은 영상전하법을 이용하여 계산하며, 전하 $Q$와 거리 $d$에 따른 영상력 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Q^2}{(2d)^2} = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2}$
    ② [숫자 대입] $F = (9\times 10^9) \times \frac{1^2}{4 \times 1^2}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{9}{4} \times 10^9$
    따라서 전하가 받는 힘의 크기는 $9/4 \times 10^9$ N 입니다.
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7. 전위 분포가 V=2x2+3y2+z2[V]의 식으로 표시되는 공간의 전하밀도 p 는 얼마인가?

(정답률: 68%)
  • 포아송 방정식에 의해 전하밀도 $\rho$는 전위 $V$의 라플라시안에 유전율을 곱한 값에 마이너스를 붙여 구할 수 있습니다.
    전위 $V = 2x^{2} + 3y^{2} + z^{2}$의 라플라시안 $\nabla^{2}V$를 계산하면 다음과 같습니다.
    $$\nabla^{2}V = \frac{\partial^{2}V}{\partial x^{2}} + \frac{\partial^{2}V}{\partial y^{2}} + \frac{\partial^{2}V}{\partial z^{2}} = 4 + 6 + 2 = 12$$
    이를 전하밀도 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = -\epsilon_{0} \nabla^{2}V$
    ② [숫자 대입] $\rho = -\epsilon_{0} \times 12$
    ③ [최종 결과] $\rho = -12\epsilon_{0}$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 강자성체에서 자구의 크기에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 역자성체를 제외한 다른 자성체에서는 모두 같다.
  2. 원자나 분자의 질량에 따라 달라진다.
  3. 물질의 종류에 관계없이 크기가 모두 같다.
  4. 물질의 종류 및 상태에 따라 다르다.
(정답률: 77%)
  • 강자성체 내부의 자화 방향이 일정한 작은 구역인 자구의 크기는 물질의 고유한 성질과 물리적 상태에 따라 결정됩니다.
    따라서 물질의 종류 및 상태에 따라 다르다고 하는 설명이 정답입니다.
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9. 평행한 두 개의 도선에 전류가 서로 같은방향으로 흐를 때 두 도선 사이에서의 자계강도는 한 개의 도선일 때 보다 어떠한가?

  1. 더 약해진다.
  2. 주기적으로 약해졌다 또는 강해졌다 한다.
  3. 더 강해진다.
  4. 강해졌다가 약해진다.
(정답률: 55%)
  • 평행한 두 도선에 전류가 같은 방향으로 흐르면, 각 도선에 의해 형성되는 자계의 방향이 서로 반대가 되어 상쇄됩니다. 따라서 두 도선 사이의 자계강도는 한 개의 도선만 있을 때보다 더 약해지며, 이때 두 도선 사이에는 서로 끌어당기는 흡인력이 발생합니다.
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10. 강자성체의 자속밀도 B 의 크기와 자화의 세기 J 의 크기사이의 관계로 옳은 것은?

  1. J는 B 보다 크다.
  2. J는 B 보다 적다.
  3. J 는 B 와 그 값이 같다.
  4. J 는 B 에 투자율을 더한 값과 같다.
(정답률: 76%)
  • 강자성체에서 자속밀도 $B$는 진공의 투자율 $\mu_{0}$와 자기장의 세기 $H$, 그리고 자화의 세기 $J$의 합으로 표현됩니다.
    $$\text{자속밀도 공식: } B = \mu_{0}H + J$$
    위 식에서 $B$는 $J$에 $\mu_{0}H$라는 양수 값이 더해진 결과이므로, 자화의 세기 $J$는 자속밀도 $B$보다 항상 적은 값을 가집니다.
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11. 반지름 a[m]인 원통도체가 있다. 이 원통도체의 길이가 l[m]일 때 내부 인덕턴스는 몇 [H] 인가? (단, 원통도체의 투자율은 μ[H/m]이다.)

  1. μa/4π
  2. μl/4π
  3. μl/8π
  4. μa/8π
(정답률: 59%)
  • 반지름이 $a$이고 길이가 $l$인 원통 도체의 내부 인덕턴스는 도체 내부의 자속을 적분하여 계산하며, 공식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{\mu l}{8 \pi}$$
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12. 점 P(1, 2, 3)[m]와 Q(2, 0, 5)[m]에 각각 4×10-5[C]과 -2×10-4[C]의 점전하가 있을 때, 점 P에 작용하는 힘은 몇 [N] 인가?

(정답률: 63%)
  • 두 점전하 사이에 작용하는 쿨롱의 힘을 벡터 형태로 계산합니다. 두 점 사이의 거리 $r$은 $\sqrt{(2-1)^{2} + (0-2)^{2} + (5-3)^{2}} = 3$m 이며, 단위 벡터 방향을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}} \hat{r}$
    ② [숫자 대입] $F = 9 \times 10^{9} \times \frac{4 \times 10^{-5} \times (-2 \times 10^{-4})}{3^{2}} \times \frac{(1 \mathbf{i} - 2 \mathbf{j} + 2 \mathbf{k})}{3}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{8}{3}(\mathbf{i} - 2\mathbf{j} + 2\mathbf{k})$
    따라서 정답은 입니다.
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13. 공기 중에서 반지름 a[m], 도선의 중심축간 거리 d[m]인 평행 도선간의 정전용량은 몇 [F/m] 인가? (단, d ≫ a 이다.)

(정답률: 61%)
  • 공기 중에서 반지름이 $a$이고 중심축 간 거리가 $d$인 평행 도선 간의 정전용량 공식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{\pi \epsilon_{0}}{\log_{e} \frac{d}{a}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 하나의 금속에서 전류의 흐름으로 인한 온도 구배부분의 줄열 이외의 발열 또는 흡열에 관한 현상은?

  1. 펠티에 효과(Peltier effect)
  2. 볼타 법칙(Volta law)
  3. 지벡 효과(Seebeck effect)
  4. 톰슨 효과(Thomson effect)
(정답률: 66%)
  • 동일한 하나의 금속 도선에 전류를 흘렸을 때, 온도 차이가 있는 지점에서 열을 흡수하거나 방출하는 현상을 톰슨 효과라고 합니다.

    오답 노트
    펠티에 효과: 서로 다른 두 금속 접점에 전류를 흘릴 때 열 발생/흡수
    지벡 효과: 서로 다른 두 금속 접점에 온도차를 줄 때 기전력 발생
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15. 500[AT/m]의 자계 중에 어떤 자극을 놓았을 때 3×103[N]의 힘이 작용했다면 이때의 자극 세기는 몇 [Wb]인가?

  1. 2[Wb]
  2. 3[Wb]
  3. 5[Wb]
  4. 6[Wb]
(정답률: 76%)
  • 자계 내에 놓인 자극이 받는 힘의 크기는 자극의 세기와 자계의 세기의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = mH$
    ② [숫자 대입] $3 \times 10^{3} = m \times 500$
    ③ [최종 결과] $m = 6$
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16. 투자율과 유전율로 이루어진 식 의 단위는?

  1. [F/H]
  2. [m/s]
  3. [Ω]
  4. [A/m2]
(정답률: 66%)
  • 제시된 식 $\frac{1}{\sqrt{\mu\epsilon}}$은 전자기파의 속도 $v$를 나타내는 공식입니다.
    속도의 단위는 거리(m)를 시간(s)으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{1}{\sqrt{\mu\epsilon}}$ 속도
    ② [숫자 대입] (단위 분석 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $v = \text{m/s}$
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17. 자계 B의 안에 놓여 있는 전류 I 의 회로 C가 받는 힘 F 의 식으로 옳은 것은? (단, dl 은 미소변위이다.)

(정답률: 61%)
  • 자기장 $\text{B}$ 내에서 전류 $I$가 흐르는 회로 $\text{C}$가 받는 힘은 전류의 방향과 미소 길이 벡터, 그리고 자계의 외적을 회로 전체에 대해 적분하여 구합니다.
    따라서 정답은 $\oint_{C} (I d\ell) \times \text{B}$가 포함된 입니다.
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18. 진공 중에서 어떤 대전체의 전속이 Q 이었다. 이 대전체를 비유전율 2.2 인 유전체 속에 넣었을 경우의 전속은?

  1. Q
  2. ℇQ
  3. 2.2Q
  4. 0
(정답률: 69%)
  • 전속 $\Psi$는 매질의 종류(유전율)와 관계없이 오직 전하량 $Q$에 의해서만 결정됩니다. 따라서 진공에서 유전체 속으로 대전체를 옮기더라도 전속의 양은 변하지 않고 $Q$로 일정합니다.
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19. 다음 식들 중 옳지 못한 것은?

  1. 라플라스(Laplace)의 방정식 ∇2V=0
  2. 발산정리
  3. 포아송(Poisson's)의 방정식
  4. 가우스(Gauss)의 정리 divD=p
(정답률: 67%)
  • 포아송의 방정식은 전위의 라플라시안이 공간전하밀도를 유전율로 나눈 값에 마이너스 부호를 붙인 형태여야 합니다. 따라서 $\nabla^2 V = \frac{\rho}{\epsilon_0}$로 표기된 포아송(Poisson's)의 방정식 은 부호가 잘못되어 옳지 않습니다.

    오답 노트
    라플라스의 방정식 $\nabla^2 V = 0$: 전하가 없는 영역에서의 전위 분포를 나타내는 옳은 식입니다.
    발산정리 $\int_V (\nabla \cdot \mathbf{A}) dV = \oint_S \mathbf{A} \cdot d\mathbf{S}$: 체적 적분을 표면 적분으로 변환하는 옳은 식입니다.
    가우스의 정리 $\text{div} D = \rho$: 전속밀도의 발산은 전하밀도와 같다는 옳은 식입니다.
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20. 판자석의 세기가 P[Wb/m]되는 판자석을 보는 입체각 w 인 점의 자위는 몇 [A] 인가?

(정답률: 69%)
  • 판자석의 세기를 이용한 등가 전류를 자위 공식에 대입하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $U = \frac{I \omega}{4\pi} \text{ 이고 } I = \frac{P}{\mu_0}$ 자위 및 등가전류 공식
    ② [숫자 대입] $U = \frac{\frac{P}{\mu_0} \omega}{4\pi}$
    ③ [최종 결과] $U = \frac{P \omega}{4\pi \mu_0}$
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2과목: 전력공학

21. 가공전선로의 작용 인덕턴스를 L[H], 작용정전용량을 C[F], 사용전원의 주파수를 f[Hz]라 할 때 선로의 특성 임피던스는? (단, 저항과 누설컨덕턴스는 무시한다.)

(정답률: 83%)
  • 가공전선로의 특성 임피던스는 선로의 단위 길이당 인덕턴스와 정전용량의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$ 특성 임피던스
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ③ [최종 결과] $\sqrt{\frac{L}{C}}$
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22. 중성점 비접지 방식이 이용되는 송전선은?

  1. 20~30[kV] 정도의 단거리 송전선
  2. 40~50[kV] 정도의 중거리 송전선
  3. 80~100[kV] 정도의 장거리 송전선
  4. 140~160[kV] 정도의 장거리 송정선
(정답률: 74%)
  • 중성점 비접지 방식은 절연 레벨을 낮게 유지할 수 있어 주로 $20 \sim 30\text{kV}$ 정도의 단거리 송전선로에 이용됩니다.
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23. 중성점 저항 접지방식의 병행 2회선 송전선로의 지락사고 차단에 사용되는 계전기는?

  1. 선택접지계전기
  2. 거리 계전기
  3. 과전류계전기
  4. 역상계전기
(정답률: 74%)
  • 병행 2회선 송전선로에서 지락 사고가 발생했을 때, 사고가 발생한 회선을 선택적으로 검출하여 차단하기 위해 선택접지계전기(SGR)를 사용합니다.
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24. 주상변압기 1차측 전압이 일정할 경우, 2차측 부하가 증가하면 주상변압기의 동손과 철손은 어떻게 되는가?

  1. 동손은 감소하고 철손은 증가한다.
  2. 동손은 증가하고 철손은 감소한다.
  3. 동손은 증가하고 철손은 일정하다.
  4. 동손과 철손이 모두 일정하다.
(정답률: 74%)
  • 1차측 전압이 일정하면 철심에서 발생하는 철손은 부하와 관계없이 일정합니다. 반면, 2차측 부하가 증가하면 선로에 흐르는 전류가 증가하여 권선에서 발생하는 동손($I^2 R$)은 함께 증가하게 됩니다.
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25. 풍압이 P[kg/m2]이고 빙설이 적은 지방에서 지름이 d[mm]인 전선 1[m]가 받는 풍압하중은 표면계수를 k라고 할 때 몇 [kg/m]가 되는가?

(정답률: 63%)
  • 빙설이 적은 지방에서 전선이 받는 풍압하중은 풍압, 표면계수, 전선 지름의 곱을 단위 환산 계수로 나눈 값입니다.
    $$\frac{Pkd}{1000}$$
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26. 다음 중 3상 차단기의 정격차단용량으로 알맞은 것은?

  1. 정격전압×정격차단전류
  2. √3×정격전압×정격차단전류
  3. 3×정격전압×정격차단전류
  4. 3√3×정격전압×정격차단전류
(정답률: 84%)
  • 3상 차단기의 정격차단용량은 3상 전력을 구하는 공식과 동일하게 $\sqrt{3}$을 곱하여 산출합니다.
    $$\text{정격차단용량} = \sqrt{3} \cdot \text{정격전압} \cdot \text{정격차단전류}$$
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27. 배전선로의 전기적 특성 중 그 값이 1이상인 것은?

  1. 부등률
  2. 전압강하율
  3. 부하율
  4. 수용률
(정답률: 83%)
  • 부등률은 각 부하의 최대 전력 합계를 합성 최대 전력으로 나눈 값으로, 항상 1보다 큽니다.

    오답 노트
    전압강하율, 부하율, 수용률: 일반적으로 1 이하의 값을 가집니다.
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28. 단상 2선식 계동에서 단락점까지 전선 한 가닥의 임피던스가 6+j8[Ω](전원포함), 단락전의 단락점 전압이 3300[V]일 때 단상 전선로의 단락 용량은 약 몇 [kVA]인가? (단, 부하전류는 무시한다.)

  1. 455
  2. 500
  3. 545
  4. 600
(정답률: 55%)
  • 단상 2선식의 단락 용량은 전원 전압과 왕복 선로 전체 임피던스를 이용하여 구합니다.
    ① [임피던스 크기] $Z = \sqrt{6^{2} + 8^{2}} = 10\text{ }\Omega$
    ② [단락 전류] $I_{s} = \frac{3300}{2 \cdot 10} = 165\text{ A}$
    ③ [단락 용량] $P_{s} = 3300 \cdot 165 = 544.5\text{ kVA}$
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29. 전선 a, b, c가 일직선으로 배치되어 있다. a와 b와 c사이의 거리가 각각 5[m]일 때 이 선로의 등가선간거리는 몇 [m]인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 5 3√2
  4. 5√2
(정답률: 73%)
  • 전선이 일직선으로 배치된 경우, 등가선간거리는 각 전선 사이 거리의 기하평균으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D_{e} = \sqrt[3]{D_{ab} \cdot D_{bc} \cdot D_{ca}}$
    ② [숫자 대입] $D_{e} = \sqrt[3]{5 \cdot 5 \cdot 10}$
    ③ [최종 결과] $D_{e} = 5\sqrt[3]{2}$
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30. 충전된 콘덴서의 에너지에 의해 트립되는 방식으로 정류기, 콘덴서 등으로 구성되어 있는 차단기의 트립방식은?

  1. 과전류 트립방식
  2. 직류전압 트립방식
  3. 콘덴서 트립방식
  4. 부족전압 트립방식
(정답률: 82%)
  • 정류기와 콘덴서로 구성되어 충전된 콘덴서의 에너지를 이용하여 차단기를 트립시키는 방식은 콘덴서 트립방식입니다.
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31. 소호리액터 접지방식에서 사용되는 탭의 크기로 일반적인 것은?

  1. 과보상
  2. 부족보상
  3. (-)보상
  4. 직렬공진
(정답률: 57%)
  • 소호리액터 접지방식에서는 직렬공진으로 인한 이상전압 발생을 억제하기 위해 일반적으로 $10\%$ 정도를 과보상하도록 탭을 설정합니다.
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32. 다음 중 송전선의 1선지락 시 선로에 흐르는 전류를 바르게 나타낸 것은?

  1. 영상전류만 흐른다.
  2. 영상전류 및 정상전류만 흐른다.
  3. 영상전류 및 역상전류만 흐른다.
  4. 영상전류, 정상전류 및 역상전류가 흐른다.
(정답률: 68%)
  • 1선 지락 사고가 발생하면 계통의 불평형으로 인해 정상분, 역상분, 영상분 전류가 모두 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    선간단락: 정상분, 역상분만 흐름
    3상단락: 정상분만 흐름
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33. 기력발전소에서 과잉공기가 많아질 때의 현상으로 적당하지 않은 것은?

  1. 노 내의 온도가 저하된다.
  2. 배기가스가 증가된다.
  3. 연도손실이 커진다.
  4. 불완전 연소로 매연이 발생한다.
(정답률: 60%)
  • 과잉공기가 많아지면 산소 공급이 충분해져 완전연소율이 높아지므로 매연 발생이 줄어듭니다.

    오답 노트
    노 내의 온도가 저하된다: 과잉 공기가 열을 흡수하여 온도 하락
    배기가스가 증가된다: 불필요한 공기량 증가로 배기가스량 증가
    연도손실이 커진다: 배기가스 증가로 인해 열 손실 증가
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34. 불평형 부하에서 역률은 어떻게 표현되는가?

(정답률: 72%)
  • 불평형 부하에서의 역률은 전체 유효전력을 각 상의 피상전력의 벡터 합으로 나누어 표현합니다.
    $$\frac{\text{유효전력}}{\text{각 상의 피상전력의 벡터 합}}$$
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35. 역률 0.8, 출력 360[kW]인 3상 평형유도 부하가 3상 배전선로에 접속되어 있다. 부하단의 수전전압이 6000[V], 배전선의 1조의 저항 및 리액턴스가 각각 5[Ω], 4[Ω]라고 하면 송전단전압은 몇[V] 인가?

  1. 6120
  2. 6277
  3. 6300
  4. 6480
(정답률: 52%)
  • 부하 전류를 먼저 구한 뒤, 전압 강하를 고려하여 송전단 전압을 산출하는 문제입니다.
    부하 전류 $I$ 계산:
    ① $I = \frac{P}{\sqrt{3} V I \cos \theta}$
    ② $I = \frac{360000}{\sqrt{3} \times 6000 \times 0.8}$
    ③ $I = 43.3$
    송전단 전압 $V_{s}$ 계산:
    ① $V_{s} = V + \sqrt{3} I (R \cos \theta + X \sin \theta)$
    ② $V_{s} = 6000 + \sqrt{3} \times 43.3 \times (5 \times 0.8 + 4 \times 0.6)$
    ③ $V_{s} = 6480$
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36. 초호각(acring horn)의 역할은?

  1. 풍압을 조정한다.
  2. 차단기의 단락강도를 높인다.
  3. 송전효율을 높인다.
  4. 애자의 파손을 방지한다.
(정답률: 80%)
  • 초호각은 애자 표면의 섬락(Flash-over) 시 발생하는 아크가 애자 자체를 직접 가열하여 파손시키는 것을 방지하기 위해 설치하는 보호 장치입니다.
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37. 단상 2선식과 3상 3선식의 부하전력, 전압을 같게 하였을 때 단상 2선식의 선로전류를 100%로 보았을 경우, 3상 3선식의 선로 전류는?

  1. 38[%]
  2. 48[%]
  3. 58[%]
  4. 68[%]
(정답률: 56%)
  • 부하전력과 전압이 동일할 때, 단상 2선식 대비 3상 3선식의 선로전류 비율을 구하는 문제입니다.
    ① $V I_{1} \cos \theta = \sqrt{3} V I_{3} \cos \theta$
    ② $I_{3} = \frac{1}{\sqrt{3}} I_{1}$
    ③ $I_{3} = 0.577 I_{1}$
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38. 154[kV] 송전선로에 10개의 현수애자가 연결되어 있다. 다음 중 전압부담이 가장 적은 것은?

  1. 철탑에 가장 가까운 것
  2. 철탑에서 3번째에 있는 것
  3. 전선에서 가장 가까운 것
  4. 전선에서 3번째에 있는 것
(정답률: 77%)
  • 현수애자열에서 전압 분담은 전선에 가까운 애자가 가장 크고, 철탑에 가까울수록 작아지는 경향이 있으나, 실제로는 철탑에서 약 1/3 지점에 있는 애자의 전압 부담이 가장 적습니다.
    따라서 철탑에서 3번째에 있는 것이 전압 부담이 가장 적습니다.
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39. 154[kV] 송전선로에서 송전거리가 154[km]라 할 때 송전용량 계수법에 의한 송전용량은 몇 [kW] 인가? (단, 송전용량계수는 1200으로 한다.)

  1. 61600
  2. 92400
  3. 123200
  4. 184800
(정답률: 62%)
  • 송전용량 계수법을 이용하여 송전용량을 산출하는 문제입니다.
    ① $P = K \frac{V^{2}}{L}$
    ② $P = 1200 \times \frac{154^{2}}{154}$
    ③ $P = 184800$
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40. 1선의 대지정전용량이 C 인 3상 1회선 송전선로의 1단에 소호리액터를 설치할 때 그 인덕턴스는?

(정답률: 56%)
  • 3상 1회선 송전선로에서 소호리액터의 리액턴스 $\omega L$은 대지정전용량 $C$에 대해 $\frac{1}{3\omega C}$가 되어야 하므로, 인덕턴스 $L$을 구하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\omega L = \frac{1}{3\omega C}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{1}{3\omega^2 C}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{1}{3\omega^2 C}$$
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3과목: 전기기기

41. 6극 3상 유도전동기가 있다. 회전자도 3상이며 회전자정지시의 1상의 전압은 200V 이다. 전부하시의 속도가 1152rpm이면 2차 1상의 전압은 몇 [V]인가? (단, 1차 주파수는 60hz이다.)

  1. 8.0
  2. 8.3
  3. 11.5
  4. 23.0
(정답률: 48%)
  • 동기 속도와 슬립을 먼저 구한 뒤, 슬립과 정지 시 전압의 곱으로 2차 전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N_s = \frac{120f}{P}$$
    $$s = \frac{N_s - N}{N_s}$$
    $$E_2 = s \times E_{2s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N_s = \frac{120 \times 60}{6} = 1200$$
    $$s = \frac{1200 - 1152}{1200} = 0.04$$
    $$E_2 = 0.04 \times 200$$
    ③ [최종 결과]
    $$E_2 = 8.0$$
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42. SCR에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 턴온을 위해 게이트 펄스가 필요하다.
  2. 게이트 펄스를 지속적으로 공급해야 턴온 상태를 유지 할 수 있다.
  3. 양방향성의 3단 소자이다.
  4. 양방향성의 3층 구조이다.
(정답률: 57%)
  • SCR은 정류 기능을 가진 단방향 3단자 소자로, 게이트에 (+) 트리거 펄스를 인가해야만 턴온(통전) 상태가 됩니다.

    오답 노트
    게이트 펄스 지속 공급: 한 번 턴온되면 게이트 전류를 차단해도 통전 상태가 유지됨
    양방향성: 단방향성 소자임
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43. 다음중 인버터(inverter)의 설명으로 바르게 나타낸 것은?

  1. 직류를 교류로 변환
  2. 교류를 교류로 변환
  3. 직류를 직류로 변환
  4. 교류를 직류로 변환
(정답률: 80%)
  • 인버터(Inverter)는 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하는 전력 변환 장치입니다.

    오답 노트
    교류를 직류로 변환: 컨버터(Converter)
    직류를 직류로 변환: 쵸퍼(Chopper)
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44. 동기발전기에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 단락비가 크면 동기임피던스가 적다.
  2. 단락비가 크면 공극이 크고 철이 많이 소요된다.
  3. 단락비를 적게 하기 위해서 분포권 단절권을 사용한다.
  4. 전압강하가 감소되어 전압변동률이 좋다.
(정답률: 61%)
  • 분포권과 단절권을 사용하는 주된 목적은 고조파를 제거하여 기전력의 파형을 개선하기 위함이지, 단락비를 조절하기 위한 것이 아닙니다.
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45. 와류손이 3kW인 3300/110V, 60Hz용 단상 변압기를 50Hz, 3000V의 전원에 사용하면 이변압기의 와류손은 약 몇 [kW]로 되는가?

  1. 1.7
  2. 2.1
  3. 2.3
  4. 2.5
(정답률: 37%)
  • 와류손은 전압의 제곱에 비례하므로, 전압 변화 전후의 비율을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{c}' = P_c \times (\frac{V'}{V})^2$
    ② [숫자 대입] $P_{c}' = 3 \times (\frac{3000}{3300})^2$
    ③ [최종 결과] $P_{c}' = 2.5$ kW
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46. 440/13200V, 단상 변압기의 2차 전류가 4.5A이면 1차 출력은 약 몇 [kVA]인가?

  1. 50.4
  2. 59.4
  3. 62.4
  4. 65.4
(정답률: 60%)
  • 변압기의 용량(출력)은 전압과 전류의 곱으로 구할 수 있으며, 1차와 2차의 용량은 동일합니다.
    ① [기본 공식] $P = V \times I$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{13200 \times 4.5}{1000}$
    ③ [최종 결과] $P = 59.4$ kVA
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47. 전기철도에 주로 사용되는 직류전동기는?

  1. 직권 전동기
  2. 타여자 전동기
  3. 자여자 분권전동기
  4. 가동 복권전동기
(정답률: 71%)
  • 직권 전동기는 기동 토크가 매우 크기 때문에, 무거운 차량을 출발시켜야 하는 전기철도에 주로 사용됩니다.
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48. 220V 50Hz, 8극, 15kW의 3상 유도전동기에서 전부하회전수가 720rpm이면 이 전동기의 2차 동손은 몇 [W]인가?

  1. 435
  2. 537
  3. 625
  4. 723
(정답률: 69%)
  • 동기속도와 슬립을 먼저 구한 뒤, 슬립과 출력의 관계를 이용하여 2차 동손을 계산합니다.
    ① [동기속도] $N_s = \frac{120f}{P}$
    ② [슬립] $S = \frac{N_s - N}{N_s} = \frac{750 - 720}{750} = 0.04$
    ③ [2차 동손] $P_{c2} = \frac{S \times P}{1 - S} = \frac{0.04 \times 15000}{1 - 0.04} = 625$ W
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49. 전압비가 무부하에서는 33:1, 정격부하에서는 33.6:1인 변압기의 전압변동률[%]은?

  1. 약 1.5
  2. 약 1.8
  3. 약 2.0
  4. 약 2.2
(정답률: 70%)
  • 변압기의 전압변동률은 무부하 시 전압비와 정격부하 시 전압비의 차이를 무부하 전압비 기준으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = (\frac{V_{full}}{V_{no}} - 1) \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = (\frac{33.6}{33} - 1) \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 1.82$
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50. 변압기의 전일효울을 최대로 하기 위한 조건은?

  1. 전부하 시간이 짧을수록 무부하손을 적게 한다.
  2. 전부하 시간이 짧을수록 철손을 크게 한다.
  3. 부하시간에 관계없이 전부하 동손과 철손을 같게 한다.
  4. 전부하 시간이 길수록 철손을 적게 한다.
(정답률: 44%)
  • 변압기의 전일효율을 높이려면 전체 손실을 줄여야 합니다. 특히 무부하손(철손)은 부하 상태와 관계없이 24시간 내내 발생하므로, 전부하 시간이 짧은 운전 조건일수록 무부하손을 적게 설계하는 것이 효율 향상에 유리합니다.
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51. 동기 발전기의 단락비나 동기 임피던스를 산출하는데 필요한 특성곡선은?

  1. 단상 단락 곡선과 3상 단락곡선
  2. 무부하포화곡선과 3상 단락곡선
  3. 부하포화곡선과 3상 단락곡선
  4. 무부하포화곡선과 외부특성곡선
(정답률: 75%)
  • 동기 발전기의 단락비와 동기 임피던스를 구하기 위해서는 무부하 상태의 자속 특성을 나타내는 무부하포화곡선과 단락 상태의 전류 특성을 나타내는 3상 단락곡선이 필요합니다.
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52. 3상 유도전동기의 전전압 기동토크는 전부하시의 1.8배이다. 전전압의 2/3으로 기동할 때 기동토크는 전부하시보다 약 몇 [%] 감소하는가?

  1. 80
  2. 70
  3. 60
  4. 40
(정답률: 43%)
  • 유도전동기의 기동토크 $T$는 공급전압 $V$의 제곱에 비례하는 성질을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $T_{2} = (\frac{V_{2}}{V_{1}})^{2} \times T_{1}$
    ② [숫자 대입] $T_{2} = (\frac{2}{3})^{2} \times 1.8 \times 100$
    ③ [최종 결과] $T_{2} = 80$
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53. 전기자를 고정자로 하고 계자극을 회전자로 한 전기기계는?

  1. 직류 발전기
  2. 동기 발전기
  3. 유도 발전기
  4. 회전 변류기
(정답률: 69%)
  • 동기 발전기는 구조적으로 전기자(Armature)를 고정자로 배치하여 고전압 대전류를 인출하기 쉽게 하고, 계자(Field)를 회전자로 하여 자기장을 생성시키는 구조를 가집니다.
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54. 변압기의 내부고장 보호에 쓰이는 계전기로서 가장 적당한 것은?

  1. 과전류 계전기
  2. 역상 계전기
  3. 접지 계전기
  4. 브흐홀쯔 계전기
(정답률: 79%)
  • 변압기 내부 고장 보호를 위한 계전기는 크게 전기적 보호와 기계적 보호로 나뉩니다. 전기적으로는 차동계전기나 비율차동계전기를 사용하며, 기계적으로는 내부 고장 시 발생하는 가스를 검출하는 브흐홀쯔 계전기를 사용합니다.
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55. 직류전동기의 속도제어법 중 정지 워드 레오나드 방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 광범위한 속도제어가 가능하다.
  2. 정토크 가변속도의 용도에 적합하다.
  3. 제철용압연기, 엘리베이터 등에 사용된다.
  4. 직권전동기의 저항제어와 조합하여 사용한다.
(정답률: 65%)
  • 워드 레오나드 방식은 전압 제어를 통해 매우 광범위하고 부드러운 속도 제어가 가능하며, 정토크 가변속도 용도인 제철소 압연기나 엘리베이터 등에 적합한 방식입니다. 이 방식은 전압을 조절하는 것이 핵심이며, 직권전동기의 저항제어와 조합하여 사용하는 방식이 아닙니다.
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56. 3상 동기발전기에서 그림과 같이 1상의 권선을 서로 똑같은 2조로 나누어서 그 1조의 권선전압을 E[V], 각 권선의 전류를 I[A]라 하고 2중 △형(double delta)으로 결선하는 경우 선간전압과 선전류 및 피장 전력은?

  1. 3E. I 5.19EI
  2. √3E, 2I, 6EI
  3. E, 2√3I, 6EI
  4. √3E, √3I, 5.19EI
(정답률: 56%)
  • 2중 델타(double delta) 결선에서는 1조의 권선전압이 곧 선간전압이 되며, 각 상에 두 개의 권선이 병렬로 연결되어 선전류는 상전류의 2배에 $\sqrt{3}$을 곱한 값이 됩니다. 전력은 3상 전체의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_L = E$$
    $$I_L = 2 \times \sqrt{3} \times I$$
    $$P = 3 \times 2 \times E \times I$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_L = E$$
    $$I_L = 2\sqrt{3}I$$
    $$P = 6EI$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_L = E, I_L = 2\sqrt{3}I, P = 6EI$$
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57. 권선형 유도전동기에 한하여 이용되고 있는 속도 제어법은?

  1. 1차 전압제어법, 2차 저항제어법
  2. 1차 주파수제어법, 1차 전압제어법
  3. 2차 여자제어법, 2차 저항제어법
  4. 2차 여자제어법, 극수변환법
(정답률: 63%)
  • 권선형 유도전동기는 농형과 달리 회전자가 외부 회로와 연결되어 있어 2차 측에서 직접 제어가 가능합니다. 따라서 2차 저항제어법과 2차 여자제어법이 권선형에서만 이용되는 대표적인 속도 제어법입니다.
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58. 직류기에서 양호한 정류를 얻을수 있는 조건이 아닌 것은?

  1. 전기자 코일의 인덕턴스를 작게 한다.
  2. 정류주기를 크게 한다.
  3. 자속 분포를 줄이고 자기적으로 포화시킨다.
  4. 브러시의 접촉저항을 작게 한다.
(정답률: 72%)
  • 양호한 정류를 위해서는 리액턴스 전압을 줄여야 합니다. 이를 위해 전기자 인덕턴스를 작게 하고, 정류 주기를 길게 하며, 자속 분포를 조절하여 자기 포화를 유도해야 합니다.


    오답 노트
    브러시의 접촉저항을 작게 한다: 정류 시 발생하는 스파크를 억제하기 위해 오히려 접촉 저항이 큰 탄소 브러시를 사용하는 것이 유리합니다.
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59. 저전압 대전류에 가장 적합한 브러시 재료는?

  1. 금속 흑연질
  2. 전기 흑연질
  3. 탄소질
  4. 금속질
(정답률: 69%)
  • 브러시 재료는 사용 전압과 전류에 따라 선택합니다. 저전압 대전류 회로에서는 전기 전도도가 높고 마찰 특성이 좋은 금속 흑연질 브러시가 가장 적합합니다.
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60. 스테핑 모터의 특징을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 위치제어를 할때 각도오차가 적고 누적되지않는다.
  2. 속도제어 범위가 좁으며 초저속에서 토크가 크다.
  3. 정지하고 있을 때 그 위치를 유지해주는 토크가 크다.
  4. 가속, 감속이 용이하며 정 ㆍ 역전 및 변속이 쉽다.
(정답률: 51%)
  • 스테핑 모터는 펄스 수에 비례하여 회전하므로 위치 제어 정밀도가 높고 가감속 및 정역전이 용이하며, 정지 시 유지 토크(Holding Torque)가 큰 것이 특징입니다.


    오답 노트
    속도제어 범위가 좁으며 초저속에서 토크가 크다: 스테핑 모터는 일반적으로 고속으로 갈수록 토크가 급격히 감소하는 특성을 가집니다.
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4과목: 회로이론

61. 다음과 같은 Y결선 회로와 등가인 △결선 회로의 A, B, C, 값은 몇 [Ω] 인가?

(정답률: 74%)
  • Y-△ 변환 공식을 사용하여 각 저항값을 구합니다. Y결선의 저항을 $R_a=1\Omega$, $R_b=2\Omega$, $R_c=3\Omega$라고 할 때, △결선의 각 변 저항은 두 저항의 곱의 합을 마주 보는 Y저항으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{R_a R_b + R_b R_c + R_c R_a}{R_c}, B = \frac{R_a R_b + R_b R_c + R_c R_a}{R_a}, C = \frac{R_a R_b + R_b R_c + R_c R_a}{R_b}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{1\times 2 + 2\times 3 + 3\times 1}{3}, B = \frac{1\times 2 + 2\times 3 + 3\times 1}{1}, C = \frac{1\times 2 + 2\times 3 + 3\times 1}{2}$
    ③ [최종 결과] $A = \frac{11}{3}, B = 11, C = \frac{11}{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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62. 부하저항 RL[Ω]이 전원의 내부저항 R0[Ω]의 3배가 되면 부하저항 RL에서 소비되는 전력 PL[W]은 최대 전송전력 Pm[W]의 몇 배인가?

  1. 0.89배
  2. 0.75배
  3. 0.5배
  4. 0.3배
(정답률: 63%)
  • 최대 전송 전력 조건은 부하저항 $R_L$이 내부저항 $R_0$와 같을 때이며, 일반적인 전력 전송 공식과 비교하여 배수를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{E^2 R_L}{(R_0 + R_L)^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_L = \frac{E^2 (3R_0)}{(R_0 + 3R_0)^2} = \frac{3E^2 R_0}{16R_0^2} = \frac{3E^2}{16R_0}$$
    $$P_m = \frac{E^2}{4R_0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{P_L}{P_m} = \frac{3/16}{1/4} = 0.75$$
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63. 다음과 같은 회로에서 t = 0 인 순간에 스위치 S를 닫았다. 이 순간에 인덕턴스 L에 걸리는 전압은? (단, L의 초기 전류는 0 이다.)

  1. 0
  2. LE/R
  3. E
  4. E/R
(정답률: 58%)
  • 인덕터 $L$은 전류의 급격한 변화를 방해하는 성질이 있어, 스위치를 닫는 순간($t=0$) 초기 전류는 $0$이 됩니다. 따라서 모든 전압이 인덕터에 걸리게 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$v_L(t) = E e^{-\frac{R}{L}t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v_L(0) = E e^{0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v_L(0) = E$$
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64. 라플라스 함수이라 하면 이의 라플라스 역변환은?

  1. aeAt
  2. AeAt
  3. ae-At
  4. Ae-at
(정답률: 75%)
  • 라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}\{e^{-at}\} = \frac{1}{s+a}$를 이용한 역변환 문제입니다. 분모가 $s + a$ 형태이고 분자에 상수 $A$가 곱해져 있으므로, 지수함수의 지수는 $-at$가 되고 앞에 계수 $A$가 붙습니다.
    $$\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{A}{s + a} \} = Ae^{-at}$$
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65. 파고율이 2 이고 파형률이 1.57 인 파형은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 구형파
  2. 정현반파
  3. 삼각파
  4. 정현파
(정답률: 65%)
  • 파형의 특성치인 파형률과 파고율을 통해 파형을 구분할 수 있습니다. 정현반파의 경우 파형률은 $1.57$, 파고율은 $2$의 값을 가집니다.

    오답 노트
    구형파: 파형률 $1.414$, 파고율 $1.414$
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66. RL 직렬회로에서 시정수의 값이 클수록 과도현상이 소멸되는 시간은 어떻게 변화하는가?

  1. 길어진다.
  2. 짧아진다.
  3. 관계없다.
  4. 과도기가 없어진다.
(정답률: 71%)
  • RL 직렬회로에서 시정수는 회로의 응답 속도를 결정하는 지표입니다. 시정수의 값이 클수록 과도현상이 소멸되어 정상 상태에 도달하는 시간이 길어지며, 이는 회로의 반응 속도가 느려짐을 의미합니다.
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67. ejwt의 라플라스 변환은?

(정답률: 58%)
  • 지수함수 $e^{at}$의 라플라스 변환 기본 공식은 $\frac{1}{s-a}$ 입니다.
    주어진 식 $e^{jwt}$에서 $a = jw$이므로 이를 공식에 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{e^{jwt}\} = \frac{1}{s - jw}$$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 그림과 같은 회로의 컨덕턴스 G2에 흐르는 전류는 몇 [A] 인가?

  1. 3
  2. 5
  3. 10
  4. 15
(정답률: 47%)
  • 전류원들이 병렬로 연결된 회로에서 컨덕턴스 $G_{2}$에 흐르는 전류는 전체 전류와 각 가지의 컨덕턴스 비율에 비례하여 분배됩니다.
    회로의 전체 전류 $I$는 $15\text{ A} + 30\text{ A} = 45\text{ A}$이지만, 전류원의 방향을 고려하여 $G_{1}$과 $G_{2}$가 나누어 갖는 유효 전류는 $30\text{ A} - 15\text{ A} = 15\text{ A}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $I_{2} = I \times \frac{G_{2}}{G_{1} + G_{2}}$
    ② [숫자 대입] $I_{2} = 15 \times \frac{15}{30 + 15}$
    ③ [최종 결과] $I_{2} = 5$
    따라서 $G_{2}$에 흐르는 전류는 $5\text{ A}$ 입니다.
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69. 2단자 임피던스 함수 일 때 극점(pole)은?

  1. -2, -3
  2. -3, -4
  3. -2, -4
  4. -4, -5
(정답률: 73%)
  • 임피던스 함수 $Z(s) = \frac{(s+2)(s+3)}{(s+4)(s+5)}$에서 극점(pole)은 분모를 0으로 만드는 $s$의 값입니다.
    분모 $(s+4)(s+5) = 0$을 만족하는 값은 $s = -4, -5$ 입니다.

    오답 노트
    -2, -3: 분자를 0으로 만드는 영점(zero)의 값입니다.
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70. 다음 중 LC 직렬회로의 공진 조건으로 옳은 것은?

  1. 1/wL=wC+R
  2. 직류 전원을 가할 때
  3. wL=wC
  4. wL=1/wC
(정답률: 75%)
  • LC 직렬회로에서 공진이 일어나기 위해서는 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스의 크기가 같아야 합니다.
    따라서 공진 조건은 $wL = \frac{1}{wC}$가 됩니다.
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71. RL 직렬회로에 VR = 100[V]이고, VL = 173[V]이다. 전원 전압이 v=√2Vsinwt[V]일 때 리액턴스 양단 전 압의 순시값 VL[V]은?

  1. 173√2sin(wt+60°)
  2. 173√2sin(wt+30°)
  3. 173√2sin(wt-60°)
  4. 173√2sin(wt-30°)
(정답률: 44%)
  • RL 직렬회로에서 전압의 위상 관계를 분석하는 문제입니다. 전원 전압의 위상을 기준으로 리액턴스 전압 $V_{L}$의 위상을 구해야 합니다.
    먼저 전압 삼각형을 통해 전원 전압과 저항 전압 사이의 위상각 $\theta$를 구합니다.
    $$\theta = \tan^{-1} \frac{V_{L}}{V_{R}}$$
    $$\theta = \tan^{-1} \frac{173}{100} \approx 60^{\circ}$$
    인덕터의 전압은 전류보다 $90^{\circ}$ 앞서므로, 최종 위상은 $90^{\circ} - 60^{\circ} = +30^{\circ}$가 됩니다. 따라서 순시값 식은 최댓값 $173\sqrt{2}$와 위상 $+30^{\circ}$를 적용한 $173\sqrt{2}\sin(\omega t + 30^{\circ})$입니다.
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72. 그림의 R-L-C 직렬회로에서 입력을 전압 ej(t), 출력을 전류 i(t)로 할 때 이 계의 전달함수는?

(정답률: 51%)
  • 전달함수 $G(s)$는 입력 전압 $E(s)$에 대한 출력 전류 $I(s)$의 비이므로, 회로의 전체 임피던스 $Z(s)$의 역수인 어드미턴스가 됩니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{1}{Z(s)} = \frac{1}{R + Ls + \frac{1}{Cs}}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{10 + 1s + \frac{1}{0.1s}} = \frac{1}{10 + s + \frac{10}{s}}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{s}{s^2 + 10s + 10}$
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73. 그림과 같은 톱니파형의 실효값은?

  1. A/√3
  2. A/√2
  3. A/3
  4. A/2
(정답률: 54%)
  • 톱니파형의 실효값은 최대값 $A$에 $\frac{1}{\sqrt{3}}$을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \frac{A}{\sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \frac{A}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = \frac{A}{\sqrt{3}}$
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74. 임피던스가 으로 주어지는 2단자 회로에 직류 전류원 3[A]를 가할 때, 이 회로의 단자전압[V]은? (단, s=jw 이다.)

  1. 30[V]
  2. 90[V]
  3. 300[V]
  4. 900[V]
(정답률: 64%)
  • 직류 전류원이 인가된 경우 주파수 $f = 0$이므로 라플라스 변수 $s = j 2 \pi f = 0$이 됩니다. 이를 임피던스 식에 대입하여 단자전압을 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times Z(s)$
    ② [숫자 대입] $V = 3 \times \frac{0 + 30}{0^2 + 2RL(0) + 1}$
    ③ [최종 결과] $V = 90 \text{ V}$
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75. 그림과 같이 선형저항 R1과 이상 전압원 V2와의 직렬접속된 회로에서 V-i 특성을 나타낸 것은?

(정답률: 52%)
  • 회로의 전압 $v$는 저항 $R_1$에 걸리는 전압과 전압원 $V_2$의 합으로 나타납니다. 옴의 법칙에 의해 $v = i R_1 + V_2$가 되며, 이는 기울기가 $R_1$이고 $v$축 절편이 $V_2$인 직선 그래프가 됩니다. 따라서 가 정답입니다.
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76. Y결선 전원에서 각 상전압이 100[V]일 때 선간전압[V]은?

  1. 150
  2. 170
  3. 173
  4. 179
(정답률: 81%)
  • Y결선 방식에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배가 되는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $V_{l} = \sqrt{3} V_{p}$
    ② [숫자 대입] $V_{l} = \sqrt{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $V_{l} = 173$
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77. 두 벡터의 값이 이고, 일 때 A1/A2의 값은?

(정답률: 67%)
  • 복소수 벡터의 나눗셈은 크기는 서로 나누고, 각도는 뺌으로써 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{A_{1}}{A_{2}} = \frac{|A_{1}|}{|A_{2}|} \angle (\theta_{1} - \theta_{2})$
    ② [숫자 대입] $\frac{A_{1}}{A_{2}} = \frac{20}{5} \angle (\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}) = 4 \angle \frac{\pi}{6}$
    ③ [최종 결과]
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78. 그림과 같은 회로에서 지로전류 IL[A]과 IC[A]가 크기는 같고 90°의 위상차를 이루는 조건은?

(정답률: 53%)
  • 두 지로전류의 크기가 같으려면 각 지로의 임피던스 크기가 동일해야 합니다. 위쪽 지로는 $R_{1}$과 $L$의 직렬 결합이고, 아래쪽 지로는 $R_{2}$와 $C$의 직렬 결합이므로 각 리액턴스 성분이 서로의 저항 성분과 같을 때 조건이 성립합니다.
    ① [기본 공식] $R_{1} = X_{C}, R_{2} = X_{L}$
    ② [숫자 대입] $R_{1} = \frac{1}{\omega C}, R_{2} = \omega L$
    ③ [최종 결과]
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79. 그림과 같은 불평형 Y형 회로에 평형 3상 전압을 가할 경우 중성점의 전위 Vn[V]는? (단, Y1, Y2, Y3 는 각 상의 어드미턴스[℧]]이고, Z1, Z2, Z3 는 각 어드미턴스에 대한 임피던스[Ω]이다.)

(정답률: 71%)
  • 불평형 Y형 회로에서 중성점 전위는 각 상의 전압과 어드미턴스의 곱의 합을 전체 어드미턴스의 합으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{n} = \frac{Y_{1}E_{1} + Y_{2}E_{2} + Y_{3}E_{3}}{Y_{1} + Y_{2} + Y_{3}}$
    ② [숫자 대입] $V_{n} = \frac{Y_{1}E_{1} + Y_{2}E_{2} + Y_{3}E_{3}}{Y_{1} + Y_{2} + Y_{3}}$
    ③ [최종 결과]
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80. 푸리에 급수에서 직류항은?

  1. 우함수이다
  2. 기함수이다.
  3. 우함수+기함수이다.
  4. 우함수×기함수이다.
(정답률: 55%)
  • 푸리에 급수의 구성 성분과 함수의 대칭성을 묻는 문제입니다.
    푸리에 급수에서 직류항($a_0$)과 코사인($\cos$)항은 $y$축을 기준으로 대칭인 우함수이며, 사인($\sin$)항은 원점을 기준으로 대칭인 기함수입니다.

    오답 노트
    기함수: $\sin$항에 해당함
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 저압 가공인입선에 사용하지 않는 전선은?

  1. 나전선
  2. 절연전선
  3. 다심형 전선
  4. 케이블
(정답률: 56%)
  • 저압 가공인입선의 안전성을 위한 전선 종류를 묻는 문제입니다.
    가공인입선은 외부 노출 환경에서 사용되므로 감전 및 단락 사고 방지를 위해 반드시 절연전선, 다심형 전선 또는 케이블을 사용해야 하며, 피복이 없는 나전선은 사용할 수 없습니다.
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82. 케이블을 지지하기 위하여 사용하는 금속제 케이블 트레이의 종류가 아닌 것은?

  1. 통풍 밀폐형
  2. 통풍 채널형
  3. 바닥 밀폐형
  4. 사다리형
(정답률: 70%)
  • 금속제 케이블 트레이의 구조적 특징을 묻는 문제입니다.
    케이블 트레이는 통풍 채널형, 바닥 밀폐형, 사다리형 등이 있으며, 통풍과 밀폐는 서로 상충되는 개념이므로 통풍 밀폐형이라는 종류는 존재하지 않습니다.
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83. 옥내 저압 간선 시설에서 전동기 등의 정격전류 합계가 50A 이하인 경우에는 그 정격전류 합계의 몇 배 이상의 허용전류가 있는 전선을 사용하여야 하는가?

  1. 0.8
  2. 1.1
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 51%)
  • 옥내 저압 간선 시설에서 전동기 등의 정격전류 합계에 따른 전선 허용전류 기준을 묻는 문제입니다.
    정격전류 합계가 $50\text{A}$이하인 경우에는 합계의 $1.25$배 이상, $50\text{A}$를 초과하는 경우에는 합계의 $1.1$배 이상의 허용전류가 있는 전선을 사용해야 합니다.
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84. 가공 전화선에 고압 가공전선을 접근하여 시설하는 경우, 이격거리는 최소 몇 [cm] 이상이어야 하는가? (단, 가공전선으로는 절연전선을 사용한다고 한다.)

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 120
(정답률: 45%)
  • 고압 가공전선이 가공 약전류 전선(전화선 등)과 접근하는 경우, 안전을 위한 최소 이격 거리는 $80\text{cm}$이상으로 규정되어 있습니다.

    오답 노트
    케이블 사용 시: $40\text{cm}$이상
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85. 저압 가공전선과 식물이 상호 접촉되지 않도록 이격시키는 기준으로 옳은 것은?

  1. 이격거리는 최소 50cm이상 떨어져 시설하여야 한다.
  2. 상시 불고 있는 바람 등에 의하여 식물에 접촉하지 않도록 시설하여야 한다.
  3. 저압 가공전선은 반드시 방호구에 넣어 시설하여야 한다.
  4. 트리와이어(Tree Wire)를 사용하여 시설하여야 한다.
(정답률: 73%)
  • 저압 가공전선과 식물이 접촉하여 사고가 발생하는 것을 방지하기 위해, 상시 불고 있는 바람 등에 의해 식물에 접촉하지 않도록 충분한 이격거리를 확보하여 시설해야 합니다.
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86. 풀용 수중조명등에 전기를 공급하기 위하여 1차측 120V, 2차측 30V의 절연 변압기를 사용하였다. 절연 변압기의 2차측 전로의 접지에 대한 방법으로 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사로 접지한다
  2. 제2종 접지공사로 접지한다.
  3. 특별 제3종 접지공사로 접지한다.
  4. 접지하지 않는다.
(정답률: 59%)
  • 풀용 수중 조명등의 절연 변압기 2차측 전압이 $30\text{V}$를 초과하는 경우에는 지락 시 자동 차단 장치를 시설하거나 2차측 전로를 비접지로 시설해야 합니다. 본 문제의 경우 2차측 전로를 접지하지 않는 방법이 정답입니다.
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87. 고압전로와 비접지식의 저압전로를 결합하는 변압기로 그 고압권선과 저압권선 간에 금속제의 혼촉방지판이 있고 그 혼촉방지판에 제2종 접지공사를 한 것에 접속하는 저압 전선을 옥외에 시설하는 경우로 옳지 않은 것은?

  1. 저압 옥상전선로의 전선은 케이블이어야 한다.
  2. 저압 가공전선과 고압의 가공전선은 동일 지지물에 시설하지 않아야 한다.
  3. 저압 전선은 2구내에만 시설한다.
  4. 저압 가공전선로의 전선은 케이블이어야 한다.
(정답률: 59%)
  • 혼촉방지판이 설치된 변압기에서 저압 전선을 옥외에 시설하는 경우, 저압 전선은 반드시 1구내에만 시설해야 합니다.

    오답 노트
    저압 전선은 2구내에만 시설한다: 1구내에만 시설하는 것이 원칙이므로 틀린 설명입니다.
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88. 옥내 고압용 이동전선의 시설방법으로 옳은 것은?

  1. 전선은 MI케이블을 사용하였다.
  2. 다선식 선로의 중성선에 과전류차단기를 시설하였다.
  3. 이동전선과 전기사용기계기구와는 해체가 쉽게 되도록 느슨하게 접속하였다.
  4. 전로에 지락이 생겼을 때에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하였다.
(정답률: 65%)
  • 옥내 고압용 이동전선은 안전을 위해 전로에 지락이 발생했을 때 자동으로 전로를 차단하는 장치를 반드시 시설해야 합니다.

    오답 노트
    MI케이블 사용: 이동전선으로 부적합
    중성선 과전류차단기: 중성선에는 차단기를 설치하지 않음
    느슨하게 접속: 접속부는 전기적으로 확실하게 접속해야 함
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89. 특고압 가공전선이 다른 특고압 가공전선과 접근상태로 시설되거나 교차하는 경우에 양쪽이 특고압 절연전선으로 시설할 경우 이격거리는 몇 [m] 이상 인가?

  1. 0.8
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.6
(정답률: 53%)
  • 특고압 가공전선이 다른 특고압 가공전선과 접근하거나 교차할 때, 양쪽 모두 특고압 절연전선을 사용하는 경우의 이격거리는 $1.0\text{m}$이상으로 규정되어 있습니다.
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90. 고압 옥내배선의 시설 공사로 할 수 있는 것은?

  1. 금속관 공사
  2. 케이블 공사
  3. 합성수지관 공사
  4. 버스덕트 공사
(정답률: 52%)
  • 고압 옥내배선 공법으로 허용되는 시설 방법은 다음과 같습니다.
    1. 애자사용 공사 (건조하고 전개된 장소에 한함)
    2. 케이블 공사
    3. 케이블 트레이 공사
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91. 저압 가공전선이 상부 조영재 위쪽에서 접근하는 경우 전선과 상부 조영재간의 이격거리[m]는 얼마 이상이어야 하는가? (단, 특고압 절연전선 또는 케이블인 경우이다.)

  1. 0.8
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 2.0
(정답률: 44%)
  • 저압 가공전선이 상부 조영재 위쪽에서 접근하는 경우의 이격거리 기준입니다.
    일반적인 경우에는 $2\text{m}$이상이어야 하지만, 특고압 절연전선 또는 케이블을 사용하는 경우에는 $1.0\text{m}$이상으로 완화됩니다.
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92. 냉각장치에 고장이 생긴 경우 특고압용 변압기의 보호 장치는?

  1. 경보장치
  2. 과전류 측정장치
  3. 온도 측정장치
  4. 자동차단장치
(정답률: 73%)
  • 특고압용 변압기의 냉각장치에 고장이 발생한 경우에는 즉각적인 알림을 통해 조치할 수 있도록 경보장치를 설치해야 합니다.

    오답 노트
    자동차단장치: 변압기 용량이 $10\text{MVA}$이상인 경우에 설치하는 기준입니다.
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93. 중성선 다중접지식의 것으로 전로에 지락이 생긴 경우에 2초안에 자동적으로 이를 차단하는 장치를 가지는 22.9kV 특고압 가공전선로에서 각 접지점의 대지 전기저항 값이 300Ω 이하이며, 1km 마다의 중성선과 대지간의 합성전기 저항 값은 몇 [Ω]이하이어야 하는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 30
(정답률: 45%)
  • 특고압 가공전선로의 중성선 접지저항 기준은 전압 크기에 따라 결정됩니다.
    전압이 $15\text{kV}$이하인 경우에는 $30\Omega$이하, $15\text{kV}$ 초과 $25\text{kV}$이하인 경우에는 $15\Omega$이하로 규정하고 있습니다. 본 문제의 전압은 $22.9\text{kV}$이므로 $15\Omega$이하가 정답입니다.
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94. 다도체 가공전선의 을종 풍압하중은 수직 투영면적 1m2당 몇 Pa 을 기초로 하여 계산하는가? (단, 전선 기타의 가섭선 주위에 두께 6mm, 비중 0.9의 빙설이 부착한 상태임)

  1. 333
  2. 372
  3. 588
  4. 666
(정답률: 44%)
  • 다도체 가공전선의 풍압하중은 갑종, 을종, 병종으로 구분하며, 을종과 병종은 갑종 풍압하중의 $1/2$을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{을종 풍압하중} = \text{갑종 풍압하중} \times \frac{1}{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{을종 풍압하중} = 666 \times \frac{1}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{을종 풍압하중} = 333$$
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95. 지상에 전선로를 시설하는 규정에 대한 내용으로 설명이 잘못된 것은?

  1. 1구내에서만 시설하는 전선로의 전부 또는 일부로 시설하는 경우에 사용한다.
  2. 사용전선은 케이블 또는 클로로프렌 캡타이어 케이블을 사용한다.
  3. 전선이 케이블인 경우는 철근 콘트리트제의 견고한 개거 또는 트라프에 넣어야 한다.
  4. 캡타이어 케이블을 사용하는 경우 전선 도중에 접속점을 제공하는 장치를 시설한다.
(정답률: 47%)
  • 지상 전선로 시설 시 캡타이어 케이블을 사용하는 경우, 전선 도중에 접속점을 제공하는 장치를 시설해서는 안 됩니다.
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96. 고압 가공전선으로 ACSR선을 사용할 때의 안전율은 얼마 이상이 되는 이도(弛度)로 시설하여야 하는가?

  1. 2.2
  2. 2.5
  3. 3
  4. 3.5
(정답률: 73%)
  • 고압 가공전선의 안전율은 전선의 재질에 따라 결정됩니다. ACSR선 및 기타 전선을 사용할 때의 안전율은 $2.5$이상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    경동선 및 내열합금선: 안전율 $2.2$이상
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97. 다심 코드 및 다심 캡타이어케이블의 일심이외의 가요성이 있는 연동연성으로 제3종 접지공사 시 접지선의 단면적은 몇 [mm2]이상 이어야 하는가?

  1. 0.75
  2. 1.5
  3. 6
  4. 10
(정답률: 34%)
  • 제3종 및 특별 제3종 접지공사 시 접지선의 단면적 기준은 전선의 종류에 따라 다릅니다. 다심 코드나 다심 캡타이어 케이블의 일심이 아닌, 기타 가요성이 있는 연동연선을 사용하는 경우에는 $1.5\text{mm}^{2}$이상을 사용해야 합니다.
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98. 전로에 설치하는 고압용 기계기구의 철대 및 외함에 설치하여야 할 접지공사는?(2021년 KEC 규정 변경으로 인하여 종별 접지관련 문제는 출제되지 않습니다.)

  1. 제1종 접지
  2. 제2종 접지
  3. 제3종 접지
  4. 특별 제3종 접지
(정답률: 35%)
  • 철대 및 외함 접지공사는 전압 수준에 따라 구분합니다. 고압 및 특고압 기계기구의 경우에는 제1종 접지를 적용해야 합니다.

    오답 노트
    제3종 접지: $400\text{V}$ 미만 저압
    특별 제3종 접지: $400\text{V}$이상 저압
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99. 피뢰기 설치기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 발전소·변전소 또는 이에 준하는 장소의 가공전선의 인입구 및 인출구
  2. 가공전선로와 특고압 전선로가 접속되는 곳
  3. 가공 전선로에 접속한 1차측 전압이 35kV 이하인 배전용 변압기의 고압측 및 특고압측
  4. 고압 및 특고압 가공전선로로부터 공급 받는 수용장소의 인입구
(정답률: 43%)
  • 피뢰기는 이상전압으로부터 설비를 보호하기 위해 설치하며, 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳에 설치하는 것이 기준입니다. 따라서 가공전선로와 특고압 전선로가 접속되는 곳이라는 설명은 옳지 않습니다.
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100. “지중관로”에 대한 정의로 가장 옳은 것은?

  1. 지중전선로·지중 약전류 전선로와 지중매설지선 등을 말한다.
  2. 지중전선로·지중 약전류 전선로와 복합케이블선로·기타 이와 유사한 것 및 이들에 부속되는 지중함을 말한다.
  3. 지중전선로·지중 약전류 전선로·지중에 시설하는 수관 및 가스관과 지중매설지선을 말한다.
  4. 지중전선로·지중 약전류 전선로·지중 광섬유 케이블선로·지중에 시설하는 수관 및 가스관과 기타 이와 유사한 것 및 이들에 부속하는 지중함 등을 말한다.
(정답률: 73%)
  • 지중관로는 지중전선로, 지중 약전류 전선로, 지중 광섬유 케이블선로뿐만 아니라 지중에 시설하는 수관 및 가스관, 그리고 이와 유사한 시설물과 이에 부속되는 지중함 등을 모두 포함하는 개념입니다.
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