전기산업기사 필기 기출문제복원 (2015-03-08)

전기산업기사 2015-03-08 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2015-03-08 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 공간도체 중의 정상 전류밀도를 i, 공간 전하밀도를 p라고 할 때, 키르히호프의 전류 법칙을 나타내는 것은?

  1. i=0
  2. divi=0
  3. i=∂p/∂t
  4. divi=∞
(정답률: 76%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)은 전하량 보존 법칙에 근거하며, 정상 전류 상태에서 단위 체적당 전류의 발산은 0이 되어야 함을 의미합니다.
    $$\text{div} \vec{i} = 0$$
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2. 무한 길이의 직선 도체에 전하가 균일하게 분포되어 있다. 이 직선 도체로부터 l인 거리에 있는 점의 전계의 세기는?

  1. l에 비례한다.
  2. l에 반비례한다.
  3. l2에 비례한다.
  4. l2에 반비례한다.
(정답률: 63%)
  • 무한 길이의 직선 도체(선전하)에 의한 전계의 세기는 거리 $l$에 반비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_{0}l}$
    ② [숫자 대입] (공식 내 거리 $l$이 분모에 위치)
    ③ [최종 결과] $E \propto \frac{1}{l}$ (거리 $l$에 반비례)
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3. 전계의 세기를 주는 대전체 중 거리 r에 반비례하는 것은?

  1. 구전하에 의한 전계
  2. 점전하에 의한 전계
  3. 선전하에 의한 전계
  4. 전기 쌍극자에 의한 전계
(정답률: 72%)
  • 선전하에 의한 전계의 세기는 거리 $r$에 반비례하는 특성을 가집니다.
    $$E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$$
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4. 그림과 같은 자기회로에서 이고, 코일은 10회 감았다. 이때 코일에 10A의 전류를 흘리면 간에 투과하는 자속 는 약 몇 Wb인가?

  1. 2.25×102
  2. 4.55×102
  3. 6.50×102
  4. 8.45×102
(정답률: 53%)
  • 자기회로의 합성 자기저항을 구한 뒤, 기자력($F=NI$)을 이용하여 투과 자속 $\Phi$를 계산합니다. $R_2$와 $R_3$는 병렬 연결이고, $R_1$과는 직렬 연결된 구조입니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = R_1 + \frac{R_2 \times R_3}{R_2 + R_3}, \quad \Phi = \frac{NI}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = 0.1 + \frac{0.2 \times 0.3}{0.2 + 0.3} = 0.22$$
    $$\Phi = \frac{10 \times 10}{0.22}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Phi = 454.54 \approx 4.55 \times 10^2 \text{ Wb}$$
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5. 6.28 A가 흐르는 무한장 직선 도선상에서 1m 떨어진 점의 자계의 세기[A/m]는?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 72%)
  • 무한장 직선 도선에 흐르는 전류에 의한 자계의 세기는 거리와 전류량에 비례하는 앙페르 법칙을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{6.28}{2\pi \times 1}$
    ③ [최종 결과] $H = 1$
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6. 유전율 E, 투자율 μ인 매질 중을 주파수 f[hz]의 전자파가 전파되어 나갈 때의 파장은 몇 m인가?

(정답률: 76%)
  • 전자파의 속도 $v$는 매질의 유전율 $\epsilon$과 투자율 $\mu$의 곱의 제곱근의 역수로 나타내며, 이는 주파수 $f$와 파장 $\lambda$의 곱과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{1}{f\sqrt{\epsilon\mu}}$
    ② [숫자 대입] (기호 기반 문제로 대입 생략)
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{f\sqrt{\epsilon\mu}}$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 정전용량 6[㎌], 극간거리 2mm의 평판 콘덴서에 300[μC]의 전하를 주었을 때 극판간의 전계는 몇 V/mm 인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 150
  4. 200
(정답률: 50%)
  • 콘덴서의 전하량 공식을 통해 전압을 먼저 구한 뒤, 전계의 정의(전압/거리)를 이용하여 계산합니다.
    ① [전압 공식] $V = \frac{Q}{C}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{300 \times 10^{-6}}{6 \times 10^{-6}} = 50$
    ③ [전계 공식 및 결과] $E = \frac{V}{d} = \frac{50}{2} = 25$
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8. 전자석의 재료(연철)로 적당한 것은?

  1. 잔류 자속밀도가 크고, 보자력이 작아야 한다.
  2. 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 작아야 한다.
  3. 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 커야 한다.
  4. 잔류 자속밀도가 작고, 보자력이 커야 한다.
(정답률: 67%)
  • 전자석 재료인 연철은 자화가 쉽고 소멸이 빨라야 하므로, 잔류 자속밀도는 크고 보자력은 작아야 효율적인 특성을 갖습니다.

    오답 노트
    영구자석: 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 커야 함
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9. 유전체에 가한 전계 E[V/m]와 분극의 세기 P[C/m2], 전속밀도D[C/m2]간의 관계식으로 옳은 것은?

  1. P=E0(ES-1)E
  2. P=E0(ES+1)E
  3. D=E0E-P
  4. D=E0ESE+P
(정답률: 80%)
  • 유전체 내에서 전속밀도 $D$, 전계 $E$, 분극의 세기 $P$ 사이의 관계식은 $D = \epsilon_{0}E + P$이며, 분극의 세기 $P$는 비유전율 $\epsilon_{S}$를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
    $$\text{분극의 세기 공식}$$
    $$P = \epsilon_{0}(\epsilon_{S} - 1)E$$
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10. 반지름이 r1인 가상구 표면에 +Q의 전하가 균일하게 분포되어 있는 경우, 가상구 내의 전위 분포에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 로 반지름에 반비례하여 감소한다.
  2. 로 일정하다.
  3. 로 반지름에 반비례하여 감소한다.
  4. 로 일정하다.
(정답률: 60%)
  • 대전된 도체 내부에는 전계가 존재하지 않으므로 전위차가 발생하지 않습니다. 따라서 가상구 내부의 전위는 표면 전위와 동일하게 일정하게 유지됩니다.
    $$\text{전위 } V = \frac{Q}{4\pi\epsilon_0 r_1}$$
    따라서 로 일정하다가 정답입니다.
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11. 전계 E==i3x2+j2xy2+kx2yz의 divE는 얼마인가?

  1. -i6x+jxy+kx2y
  2. i6x+j6xy+kx2y
  3. -6x-6xy+kx2y
  4. 6x+4xy+x2y
(정답률: 69%)
  • 전계 $\vec{E}$의 발산(div)은 각 성분을 해당 좌표축으로 편미분하여 합산한 스칼라 값입니다.
    $$\text{div} \vec{E} = \frac{\partial E_x}{\partial x} + \frac{\partial E_y}{\partial y} + \frac{\partial E_z}{\partial z}$$
    $$\text{div} \vec{E} = \frac{\partial (3x^2)}{\partial x} + \frac{\partial (2xy^2)}{\partial y} + \frac{\partial (x^2yz)}{\partial z}$$
    $$\text{div} \vec{E} = 6x + 4xy + x^2y$$
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12. 정현파 자속으로하여 기전력이 유기될 때 자속의 주파수가 3배로 증가하면 유기 기전력은 어떻게 되는가?

  1. 3배 증가
  2. 3배 감소
  3. 9배 증가
  4. 9배 감소
(정답률: 66%)
  • 유기 기전력은 자속의 주파수에 비례하는 성질을 가지고 있습니다.
    $$\text{유기 기전력} = 4.44 f N \Phi$$
    따라서 주파수가 3배로 증가하면 유기 기전력 또한 3배 증가합니다.
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13. W1,W2의 에너지를 갖는 두 콘덴서를 병렬로 연결하였을 경우 총 에너지 W에 대한 관계식으로 옳은 것은? (단, W1≠W2이다.)

  1. W1+W2＞W
  2. W1+W2＜W
  3. W1+W2=W
  4. W1-W2
(정답률: 63%)
  • 에너지가 서로 다른 두 콘덴서를 병렬로 연결하면 전위차를 맞추기 위해 전하가 이동하며, 이 과정에서 저항에 의한 열손실이 발생하므로 전체 에너지는 각 에너지의 합보다 작아집니다.
    $$\text{W}_1 + \text{W}_2 > \text{W}$$
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14. 10V의 기전력을 유기시키려면 5초간에 몇 Wb의 자속을 끊어야 하는가?

  1. 2
  2. 10
  3. 25
  4. 50
(정답률: 69%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 유도 기전력은 단위 시간당 자속의 변화량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\Phi}{t}$
    ② [숫자 대입] $10 = \frac{\Phi}{5}$
    ③ [최종 결과]- $\Phi = 50$
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15. 완전 유전체에서 경계조건을 설명한 것 중 맞는 것은?

  1. 전속밀도의 접선성분은 같다.
  2. 전계의 법선성분은 같다.
  3. 경계면에 수직으로 입사한 전속은 굴절하지 않는다.
  4. 유전율이 큰 유전체에서 유전율이 작은 유전체로 전계가 입사하는 경우 굴절각은 입사각보다 크다.
(정답률: 59%)
  • 전속이 경계면에 수직으로 입사하면 입사각이 $0^{\circ}$가 되어 굴절각 또한 $0^{\circ}$가 되므로 굴절하지 않고 그대로 직진합니다.

    오답 노트
    전속밀도의 접선성분은 같다: 전계의 접선성분이 같습니다.
    전계의 법선성분은 같다: 전속밀도의 법선성분이 같습니다.
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16. 두 자기인덕턴스를 직렬로 연결하여 두 코일이 만드는 자속이 동일 방향일 때 합성 인덕턴스를 측정하였더니 75mH가 되었고, 두 코일이 만드는 자속이 서로 반대인 경우에는 25mH가 되었다. 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 mH인가?

  1. 12.5
  2. 20.5
  3. 25
  4. 30
(정답률: 72%)
  • 두 코일의 자속 방향이 같을 때(가동결합)와 반대일 때(차동결합)의 합성 인덕턴스 식의 차이를 이용하여 상호인덕턴스를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{L_{add} - L_{sub}}{4}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{75 - 25}{4}$
    ③ [최종 결과] $M = 12.5$
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17. 투자율이 다른 두 자성체의 경계면에서 굴절각과 입사각의 관계가 옳은 것은? (단, μ:투자율 θ1:입사각, θ2:굴절각 이다.)

(정답률: 81%)
  • 투자율이 서로 다른 두 자성체의 경계면에서 자력선의 굴절 법칙에 의해 입사각과 굴절각의 탄젠트 값의 비는 두 매질의 투자율 비와 같습니다.
    $$\frac{\tan \theta_1}{\tan \theta_2} = \frac{\mu_1}{\mu_2}$$
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18. E=[(sin x)ax+(cos x)ay]e-y[V/m]인 전계가 자유공간 내에 존재한다. 공간 내의 모든 곳에서 전하밀도는 몇 C/m3인가?

  1. sinx
  2. cosx
  3. e-y
  4. 0
(정답률: 76%)
  • 가우스 법칙에 의해 전하밀도 $\rho$는 전계의 발산 $\nabla \cdot E$에 비례합니다. 주어진 전계 $E = [(\sin x)a_{x} + (\cos x)a_{y}]e^{-y}$에 대해 발산을 계산하면 $\frac{\partial E_{x}}{\partial x} + \frac{\partial E_{y}}{\partial y} = (\cos x)e^{-y} + (\cos x)(-e^{-y}) = 0$이 되므로 전하밀도는 $0$입니다.
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19. 진공 중에 같은 전기량 +1C의 대전체 두 개가 약 몇 m 떨어져 있을 때 각 대전체에 작용하는 반발력이 1N인가?

  1. 3.2×10-3
  2. 3.2×103
  3. 9.5×10-4
  4. 9.5×104
(정답률: 48%)
  • 쿨롱의 법칙을 이용하여 두 전하 사이에 작용하는 힘으로부터 거리 $r$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $r = \sqrt{\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{Q_{1}Q_{2}}{F}}$
    ② [숫자 대입] $r = \sqrt{9 \times 10^{9} \times \frac{1 \times 1}{1}}$
    ③ [최종 결과] $r = 9.486 \times 10^{4}$
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20. l1=∞, l21m의 두 직선도선을 50cm의 간격으로 평행하게 놓고, l1을 중심축으로 하여 l2를 속도 100 m/s로 회전시키면 l2에 유기되는 전압은 몇 V인가? (단, l1에 흐르는 전류는 50 mA이다.)

  1. 0
  2. 5
  3. 2×10-6
  4. 3×10-6
(정답률: 63%)
  • 전류가 흐르는 직선도선 $l_1$에 의해 형성된 자기장 내에서 도선 $l_2$가 회전 운동을 합니다. 이때 유기 전압은 도선과 자기장의 방향이 수직일 때 발생하지만, 한 바퀴 회전하는 전체 과정에서 유기되는 전압의 합은 상쇄되어 $0$이 됩니다.
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2과목: 전력공학

21. 뇌해 방지와 관계가 없는 것은?

  1. 매설지선
  2. 가공지선
  3. 소호각
  4. 댐퍼
(정답률: 83%)
  • 댐퍼는 전선의 진동을 방지하기 위해 설치하는 장치이므로 뇌해 방지와는 관계가 없습니다.

    오답 노트
    매설지선: 땅으로 전류를 방전시켜 보호
    가공지선: 뇌뢰를 대신 맞아 선로 보호
    소호각: 아킹혼을 통해 애자 보호
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22. 선로 임피던스가 Z인 단상 단거리 송전선로의 4단자 정수는?

  1. A=Z, B=Z, C=0, D=1
  2. A=1, B=0, C=Z, D=1
  3. A=1, B=Z, C=0, D=1
  4. A=0, B=1, C=Z, D=0
(정답률: 74%)
  • 단거리 송전선로는 선로 정전용량을 무시하므로, 선로 임피던스가 $Z$일 때 4단자 정수는 $A=1, B=Z, C=0, D=1$이 됩니다.
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23. 송전선로의 안정도 향상 대책이 아닌 것은?

  1. 병행 다회선이나 복도체 방식 채용
  2. 계통의 직렬리액턴스 증가
  3. 속응 여자방식 채용
  4. 고속도 차단기 이용
(정답률: 73%)
  • 전력 계통의 안정도는 리액턴스가 작을수록 향상됩니다. 계통의 직렬리액턴스가 증가하면 전력 전송 능력이 떨어지고 안정도가 저하되므로, 안정도 향상을 위해서는 리액턴스를 감소시켜야 합니다.
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24. 저압 뱅킹 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전압 동요가 적다.
  2. 캐스케이딩 현상에 의해 고장 확대가 축소된다.
  3. 부하 증가에 대해 융통성이 좋다.
  4. 고장 보호 방식이 적당할 때 공급 신뢰도는 향상된다.
(정답률: 73%)
  • 캐스케이딩(Cascading) 현상은 한 곳의 고장이 인접한 다른 설비의 과부하를 유발하여 연쇄적으로 고장이 확대되는 현상을 말합니다. 따라서 고장 확대가 축소된다는 설명은 틀린 것입니다.
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25. 리클로저에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 배전선로용은 고장구간을 고속 차단하여 제거한 후 다시 수동조작에 의해 배전이 되도록 설계된 것이다.
  2. 재폐로 계전기와 함께 설치하여 계전기가 고장을 검출하고 이를 차단기에 통보, 차단하도록 된 것이다.
  3. 3상 재폐로 차단기는 1상의 차단이 가능하고 무전압 시간을 20~30초로 정하여 재폐로 하도록 되어있다.
  4. 배전선로의 고장구간을 고속 차단하고 재전송하는 조작을 자동적으로 시행하는 재폐로 차단장치를 장비한 자동차단기이다.
(정답률: 71%)
  • 리클로저는 배전선로에서 일시적인 고장(수목 접촉 등)이 발생했을 때, 고장 구간을 고속으로 차단한 후 자동으로 다시 투입(재폐로)하여 전력 공급을 복구하는 자동 차단 장치입니다.
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26. 원자력 발전소와 화력발전소의 특성을 비교한 것 중 틀린 것은?

  1. 원자력 발전소는 화력 발전소의 보일러 대신 원자로와 열교환기를 사용한다.
  2. 원자력 발전소의 건설비는 화력발전소에 비해 싸다.
  3. 동일 출력일 경우 원자력 발전소의 터빈이나 복수기가 화력 발전소에 비하여 대형이다.
  4. 원자력 발전소는 방사능에 대한 차폐 시설물의 투자가 필요하다.
(정답률: 78%)
  • 원자력 발전소는 방사능 차폐를 위한 특수 콘크리트 구조물과 고도의 안전 설비가 필수적이므로, 일반적인 화력 발전소에 비해 초기 건설비가 매우 비쌉니다.
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27. 송전선로에서 역섬락을 방지하는 가장 유효한 방법은?

  1. 피뢰기를 설치한다.
  2. 가공지선을 설치한다.
  3. 소호각을 설치한다.
  4. 탑각 접지저항을 작게 한다.
(정답률: 79%)
  • 역섬락은 철탑의 전위가 전선보다 높아져 애자를 통해 전선 쪽으로 방전되는 현상입니다. 이를 방지하기 위해 매설지선을 설치하여 철탑과 대지를 등전위로 구성함으로써 탑각 접지저항을 작게 하여 철탑의 전위 상승을 억제하는 것이 가장 유효합니다.
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28. 우리나라의 특고압 배전방식으로 가장 많이 사용되고 있는 것은?

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 82%)
  • 우리나라의 특고압 배전방식은 3상 4선식을 가장 많이 사용합니다. 이는 변압기 Y결선을 통해 승압 및 강압이 용이하고, 중성점 접지가 가능하여 이상전압 억제 및 계전기 사용에 유리하기 때문입니다.

    오답 노트
    우리나라의 송전 방식은 주로 3상 3선식을 사용합니다.
  • 배전은 3상4선 송전은 3상3선
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29. 양 지지점의 높이가 같은 전선의 이도를 구하는 식은? (단, 이도는 D[m], 수평장력은 T[kg], 전선의 무게는 W[kg/m], 경간은 S[m]이다.)

(정답률: 75%)
  • 양 지지점의 높이가 같을 때, 전선의 무게, 경간, 수평장력을 이용하여 이도를 구하는 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = \frac{WS^2}{8T}$$
    ② [숫자 대입]
    $$D = \frac{WS^2}{8T}$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = \frac{WS^2}{8T}$$
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30. 배전선의 역률개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?

  1. 전원측 설비의 이용률 향상
  2. 선로 절연에 요하는 비용 절감
  3. 전압강하 감소
  4. 전로의 전력손실 경감
(정답률: 72%)
  • 역률 개선은 전력 손실 감소, 전압 강하 감소, 설비 이용률 향상 등의 효과를 가져오지만, 선로 절연 비용 절감과는 직접적인 관련이 없습니다.

    오답 노트
    선로 절연에 요하는 비용 절감은 직류송전방식의 주요 장점입니다.
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31. 발전기의 정태 안정 극한 전력이란?

  1. 부하가 서서히 증가할 때의 극한 전력
  2. 부하가 갑자기 크게 변동할 때의 극한 전력
  3. 부하가 갑자기 사고가 났을 때의 극한 전력
  4. 부하가 변하지 않을 때의 극한 전력
(정답률: 79%)
  • 정태 안정은 부하가 '서서히' 변화할 때 발전기가 동기화를 유지하며 안정적으로 운전될 수 있는 상태를 의미합니다.

    오답 노트
    부하가 갑자기 크게 변동하거나 사고가 났을 때의 극한 전력은 과도 안정 극한 전력에 해당합니다.
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32. 유역면적 80km2, 유효낙차 30m, 연간 강우량 1500mm의 수력발전소에서 그 강우량의 70%만 이용하면 연간 발전 전력량은 몇 kwh인가?(단, 종합효율은 80%이다.)

  1. 5.49×107
  2. 1.98×107
  3. 5.49×106
  4. 1.98×106
(정답률: 31%)
  • 연간 발전 전력량은 유효낙차, 종합효율, 그리고 유역면적과 강우량을 통해 계산된 연간 총 유량을 이용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $W = 9.8 \times Q \times H \times \eta \times T$
    ② [숫자 대입] $W = 9.8 \times \frac{80 \times 10^6 \times 1.5 \times 0.7}{365 \times 24 \times 60 \times 60} \times 30 \times 0.8 \times (365 \times 24)$
    ③ [최종 결과] $W = 5.49 \times 10^6$
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33. 낙차 350m, 회전수 600rpm인 수차를 325m의 낙차에서 사용할 때의 회전수는 약 몇 rpm인가?

  1. 500
  2. 560
  3. 580
  4. 600
(정답률: 51%)
  • 수차의 회전수는 낙차의 제곱근에 비례한다는 원리를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N_2 = N_1 \times \sqrt{\frac{H_2}{H_1}}$
    ② [숫자 대입] $N_2 = 600 \times \sqrt{\frac{325}{350}}$
    ③ [최종 결과] $N_2 = 578.17$
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34. 가공 송전선의 코로나를 고려할 때 표준상태에서 공기의 절연내력이 파괴되는 최소 전위경도는 정현파 교류의 실효값으로 약 몇 kV/cm 정도인가?

  1. 6
  2. 11
  3. 21
  4. 31
(정답률: 63%)
  • 표준상태에서 공기의 절연내력이 파괴되는 최소 전위경도(파열 극한 전위경도)는 정현파 교류의 경우 $21\text{kV/cm}$이며, 직류의 경우 $30\text{kV/cm}$입니다.
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35. 차단기의 개폐에 의한 이상전압의 크기는 대부분의 경우 송전선 대지 전압의 최고 몇 배 정도인가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 59%)
  • 차단기 개폐 시 발생하는 이상전압은 이론적으로는 2배까지 발생하지만, 실제 접점의 반복적인 개방과 폐로 과정으로 인해 일반적으로 송전선 대지 전압의 약 4배 정도까지 발생합니다.
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36. 선로의 작용 정전용량 0.008㎌/㎞, 선로의 길이 100㎞, 전압 37000V이고, 주파수 60㎐일 때, 한상에 흐르는 충전전류는 약 몇 A인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 6.7
  2. 8.7
  3. 11.2
  4. 14.2
(정답률: 63%)
  • 충전전류는 정전용량과 전압, 주파수에 비례하여 결정됩니다. 본 문제에서는 주어진 전압 $37000\text{V}$를 상전압으로 가정하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_C = 2\pi f C L E$
    ② [숫자 대입] $I_C = 2 \times 3.14 \times 60 \times 0.008 \times 10^{-6} \times 100 \times 37000$
    ③ [최종 결과] $I_C = 11.16$
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37. 송전선로의 단락보호 계전방식이 아닌 것은?

  1. 과전류 계전방식
  2. 방향단락 계전방식
  3. 거리 계전방식
  4. 과전압 계전방식
(정답률: 52%)
  • 단락 사고가 발생하면 선로의 임피던스가 매우 작아져 전류가 급격히 증가하므로, 전류의 크기나 방향, 거리를 감지하는 계전 방식을 사용해야 합니다. 과전압 계전방식은 전압 상승을 감지하는 방식으로, 전류가 폭증하는 단락 보호에는 적합하지 않습니다.
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38. 동일 전력을 동일 선간전압, 동일 역률로 동일 거리에 보낼 때, 사용하는 전선의 총중량이 같으면, 단상 2선식과 3상 3선식의 전력 손실비(3상 3선식/단상 2선식)는?

  1. 1/3
  2. 1/2
  3. 3/4
  4. 1
(정답률: 59%)
  • 동일 전력, 전압, 역률, 전선 총중량 조건에서 전력 손실비는 전송 방식에 따라 정해진 비율을 가집니다.
    ① $Ratio = \frac{P_{loss(3\Phi 3W)}}{P_{loss(1\Phi 2W)}}$
    ② $Ratio = \frac{3/4}{1}$
    ③ $Ratio = 3/4$
    단상 2선식을 기준으로 3상 3선식의 전력 손실은 $75\%$ 수준인 $3/4$가 됩니다.
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39. 정정된 값 이상의 전류가 흘러 보호 계전기가 동작할 때 동작 전류가 낮은 구간에서는 동작 전류의 증가에 따라 동작 시간이 짧아지고, 그 이상이면 동작 전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성을 무슨 특성이라 하는가?

  1. 정한시 특성
  2. 반한시 특성
  3. 순시 특성
  4. 반한시성 정한시 특성
(정답률: 71%)
  • 전류가 증가함에 따라 동작 시간이 짧아지는 특성을 반한시 특성이라 하고, 일정 전류 이상에서 동작 시간이 일정한 특성을 정한시 특성이라 합니다. 문제에서 두 가지 특성이 모두 나타난다고 하였으므로 반한시성 정한시 특성이 정답입니다.

    오답 노트
    정한시 특성: 전류 크기와 관계없이 동작 시간이 일정함
    반한시 특성: 전류가 클수록 동작 시간이 짧아짐
    순시 특성: 설정값 초과 시 즉시 동작함
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40. 어떤 건물에서 총설비 부하용량이 850kW, 수용률이 60%이면, 변압기 용량은 최소 몇 kVA로 하여야 하는가? (단, 설비 부하의 종합역률은 0.75이다.)

  1. 740
  2. 680
  3. 650
  4. 500
(정답률: 73%)
  • 변압기 용량은 설비 부하용량에 수용률을 곱해 최대 수요 전력을 구한 뒤, 이를 역률로 나누어 산출합니다.
    ① $P = \frac{P_{total} \times R}{\cos \theta}$
    ② $P = \frac{850 \times 0.6}{0.75}$
    ③ $P = 680$
    따라서 최소 용량은 $680\text{ kVA}$입니다.
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3과목: 전기기기

41. 브러시의 위치를 바꾸어서 회전방향을 바꿀 수 있는 전기 기계가 아닌 것은?

  1. 톰슨형 반발 전동기
  2. 3상 직권 정류자 전동기
  3. 시라게 전동기
  4. 정류자형 주파수 변환기
(정답률: 44%)
  • 브러시의 위치를 조정하여 회전 방향을 바꿀 수 있는 기계는 반발 전동기 계열입니다. 톰슨형 반발 전동기, 3상 직권 정류자 전동기, 시라게 전동기는 모두 반발 전동기의 종류에 해당하지만, 정류자형 주파수 변환기는 이에 해당하지 않습니다.
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42. 직류 전동기의 역기전력에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 역기전력이 증가할수록 전기자 전류는 감소한다.
  2. 역기전력은 속도에 비례한다.
  3. 역기전력은 회전방향에 따라 크기가 다르다.
  4. 부하가 걸려있을 때에는 역기전력은 공급전압보다 크기가 작다.
(정답률: 64%)
  • 역기전력의 크기는 자속과 회전 속도에 의해 결정되며, 회전 방향이 바뀐다고 해서 역기전력의 절대적인 크기가 변하지는 않습니다.

    오답 노트
    역기전력이 증가할수록 전기자 전류는 감소한다: 전압 방정식 $I = (V-E)/R$에 의해 타당함
    역기전력은 속도에 비례한다: $E = k\phi N$ 공식에 의해 타당함
    부하가 걸려있을 때에는 역기전력은 공급전압보다 크기가 작다: 전압 강하 $I R$ 만큼 작으므로 타당함
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43. 정격 6600/220V인 변압기의 1차측에 6600V를 가하고 2차측에 순저항 부하를 접속하였더니 1차에 2A의 전류가 흘렀다. 이때 2차 출력[kVA]은?

  1. 19.8
  2. 15.4
  3. 13.2
  4. 9.7
(정답률: 58%)
  • 변압기의 입력 전력과 출력 전력은 동일하므로, 1차측 전압과 전류의 곱으로 2차 출력을 간단히 구할 수 있습니다.
    ① $P = V_1 I_1$
    ② $P = 6600 \times 2$
    ③ $P = 13.2$ kVA
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44. 단자전압 220V, 부하전류 50A인 분권 발전기의 유기 기전력[V]은? (단, 전기자 저항 0.2Ω, 계자 전류 및 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. 210
  2. 225
  3. 230
  4. 250
(정답률: 71%)
  • 분권 발전기의 유기 기전력은 단자전압에 전기자 권선에서의 전압 강하분을 더해 계산합니다.
    ① $E = V + I R$
    ② $E = 220 + 50 \times 0.2$
    ③ $E = 230$
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45. 200kW, 200V의 직류 분권 발전기가 있다. 전기자 권선의 저항이 0.025Ω 일 때 전압 변동률은 몇 %인가?

  1. 6.0
  2. 12.5
  3. 20.5
  4. 25.0
(정답률: 64%)
  • 전압 변동률은 정격 전압에 대한 전압 강하의 비율로 계산하며, 먼저 부하 전류와 무부하 시의 유기 기전력을 구해야 합니다.
    ① $\epsilon = \frac{I_a R_a}{V} \times 100$
    ②-1. 부하 전류 $I_a = \frac{200 \times 10^3}{200} = 1000$ A
    ②-2. $\epsilon = \frac{1000 \times 0.025}{200} \times 100$
    ③ $\epsilon = 12.5$
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46. 6극 직류 발전기의 정류자 편수가 132, 단자전압이 220V, 직렬 도체수가 132개이고 중권이다. 정류자 편간 전압은 몇 V인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 30
(정답률: 59%)
  • 정류자 편간 전압은 극수와 단자전압의 곱을 전체 정류자 편수로 나누어 계산합니다.
    ① $E_{sa} = \frac{pE}{K}$
    ② $E_{sa} = \frac{6 \times 220}{132}$
    ③ $E_{sa} = 10$
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47. 3300/210V, 5kVA 단상변압기의 퍼센트 저항강하 2.4%, 퍼센트 리액턴스강하 1.8%이다. 임피던스 와트[W]는?

  1. 320
  2. 240
  3. 120
  4. 90
(정답률: 44%)
  • 임피던스 와트(동손)는 변압기 정격 용량에 퍼센트 저항강하를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_s = \frac{\%R \times P_n}{100}$
    ② [숫자 대입] $P_s = \frac{2.4 \times 5 \times 10^3}{100}$
    ③ [최종 결과] $P_s = 120$
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48. 변압기유가 갖추어야 할 조건으로 옳은것은?

  1. 절연내력이 낮을것
  2. 인화점이 높을것
  3. 비열이 적어 냉각효과가 클 것
  4. 응고점이 높을것
(정답률: 67%)
  • 변압기유는 절연 성능과 냉각 성능이 우수해야 하며, 화재 위험을 줄이기 위해 인화점이 높아야 합니다.

    오답 노트
    절연내력이 낮을것: 절연내력은 높아야 함
    비열이 적어 냉각효과가 클 것: 비열이 커야 냉각 효과가 좋음
    응고점이 높을것: 저온에서도 유동성이 있어야 하므로 응고점은 낮아야 함
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49. 단상 유도전동기의 기동토크에 대한 사항으로 틀린 것은?

  1. 분상 기동형의 기동토크는 125% 이상이다.
  2. 콘덴서 기동형의 기동토크는 350% 이상이다.
  3. 반발 기동형의 기동토크는 300% 이상이다.
  4. 세이딩 코일형의 기동토크는 40~80% 이상이다.
(정답률: 72%)
  • 단상 유도전동기의 기동토크 크기는 반발 기동형 > 콘덴서 기동형 > 분상 기동형 > 세이딩 코일형 순으로 나타납니다. 따라서 콘덴서 기동형의 기동토크가 350% 이상이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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50. 3상 동기 발전기에 평형 3상 전류가 흐를 때 반작용은 이 전류가 기전력에 대하여 (A)때 감자작용이 되고, (B)때 증자작용이 된다. A, B의 적당한 것은?

  1. A : 90°뒤질, B : 90° 앞설
  2. A : 90°앞설, B : 90° 뒤질
  3. A : 90°뒤질, B : 동상일
  4. A : 동상일, B : 90° 앞설
(정답률: 72%)
  • 동기 발전기의 전기자 반작용은 전류의 위상에 따라 결정됩니다. 전류가 기전력보다 90° 뒤질 때(지상 전류)는 자속을 감소시키는 감자작용이 일어나고, 90° 앞설 때(진상 전류)는 자속을 증가시키는 증자작용이 일어납니다.
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51. 유도 전동기의 슬립을 측정하려고 한다. 다음 중 슬립의 측정법이 아닌 것은?

  1. 동력계법
  2. 수화기법
  3. 직류 밀리볼트계법
  4. 스트로보스코프법
(정답률: 48%)
  • 유도 전동기의 슬립 측정법에는 직류 밀리볼트계법, 수화기법, 스트로보스코프법이 사용됩니다.

    오답 노트
    동력계법: 슬립이 아닌 토크를 측정할 때 사용하는 방법임
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52. 3상 유도 전동기 원선도 작성에 필요한 시험이 아닌것은?

  1. 저항 측정
  2. 슬립 측정
  3. 무부하 시험
  4. 구속 시험
(정답률: 79%)
  • 3상 유도 전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 무부하 시험, 구속 시험, 저항 측정 시험이 필요합니다.

    오답 노트
    슬립 측정: 원선도 작성 시험 항목에 포함되지 않음
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53. 스테핑 모터의 여자 방식이 아닌 것은?

  1. 2~4상 여자
  2. 1~2상 여자
  3. 2상 여자
  4. 1상 여자
(정답률: 68%)
  • 스테핑 모터의 여자 방식에는 1상, 2상, 1-2상 여자 방식 등이 있으며, 2~4상 여자 방식은 존재하지 않는 방식입니다.
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54. 단상 반발 전동기에 해당되지 않는 것은?

  1. 아트킨손 전동기
  2. 슈라게 전동기
  3. 데리 전동기
  4. 톰슨 전동기
(정답률: 66%)
  • 슈라게 전동기는 단상 반발 전동기가 아니라 3상 분권 정류자 전동기에 해당합니다.
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55. 극수 6, 회전수 1200rpm의 교류 발전기와 병행운전하는 극수 8의 교류 발전기의 회전수는 몇 rpm 이어야 하는가?

  1. 800
  2. 900
  3. 1050
  4. 1100
(정답률: 76%)
  • 교류 발전기의 병렬운전 조건은 주파수가 동일해야 한다는 점입니다. 먼저 첫 번째 발전기의 주파수를 구한 뒤, 이를 이용해 두 번째 발전기의 회전수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{p}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{8}$
    ③ [최종 결과] $N = 900$
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56. 반도체 사이리스터에 의한 제어는 어느 것을 변화시키는 것인가?

  1. 주파수
  2. 전류
  3. 위상각
  4. 최대값
(정답률: 70%)
  • 사이리스터(SCR)는 게이트 신호를 주는 시점을 조절하여 전압과 전류의 투입 시점을 제어하는 위상 제어 방식을 사용합니다.
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57. 3상 동기 발전기의 매극 매상의 슬롯수를 3이라고 하면, 분포권 계수는?

(정답률: 66%)
  • 분포권 계수 $K_d$는 매극 매상 슬롯수 $q$를 이용하여 계산하며, 주어진 조건 $q=3$을 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $K_d = \frac{\sin(\frac{\pi}{2q})}{q\sin(\frac{\pi}{2mq})}$ (여기서 $m=1$ 기준)
    ② [숫자 대입] $K_d = \frac{\sin(\frac{\pi}{6})}{3\sin(\frac{\pi}{18})}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{6\sin\frac{\pi}{18}}$
    따라서 정답은 입니다.
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58. △-Y 결선의 3상 변압기군 A와 Y-△ 결선의 변압기군 B를 병렬로 사용할 때 A군의 변압기 권수비가 30이라면 B군의 변압기 권수비는?

  1. 10
  2. 30
  3. 60
  4. 90
(정답률: 44%)
  • 병렬 운전 시 각 변압기군의 상전압 비율을 고려하여 권수비를 계산합니다. $\Delta\text{-Y}$ 결선(A군)과 $\text{Y-}\Delta$ 결선(B군)의 권수비 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{a_2}{a_1} = \frac{1}{3}$
    ② [숫자 대입] $a_2 = \frac{1}{3} \times 30$
    ③ [최종 결과] $a_2 = 10$
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59. 동기 발전기에서 기전력의 파형이 좋아지고 권선의 누설리액턴스를 감소시키기 위하여 채택한 권선법은?

  1. 집중권
  2. 형권
  3. 쇄권
  4. 분포권
(정답률: 72%)
  • 분포권은 권선을 여러 개의 슬롯에 나누어 배치하는 방식으로, 기전력의 파형을 개선하여 고조파를 제거하고 누설 리액턴스를 감소시키는 효과가 있습니다.
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60. 3상 60Hz 전원에 의해 여자되는 6극 권선형 유도전동기가 있다. 이 전동기가 1150rpm으로 회전할 때 회전자 전류의 주파수는 몇 Hz인가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 50%)
  • 회전자 전류의 주파수는 전원 주파수에 슬립($s$)을 곱하여 구합니다. 먼저 동기속도를 구해 슬립을 계산한 뒤 주파수를 도출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$f_2 = s \times f = \frac{N_s - N}{N_s} \times f$$
    ② [숫자 대입]
    $$f_2 = \frac{\frac{120 \times 60}{6} - 1150}{\frac{120 \times 60}{6}} \times 60$$
    ③ [최종 결과]
    $$f_2 = 2.5$$
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4과목: 회로이론

61. 1000Hz인 정현파 교류에서 5mH인 유도 리액턴스와 같은 용량 리액턴스를 갖는 C의 값은 약 몇 ㎌인가?

  1. 4.07
  2. 5.07
  3. 6.07
  4. 7.07
(정답률: 59%)
  • 유도 리액턴스($X_L$)와 용량 리액턴스($X_C$)가 같다는 조건($X_L = X_C$)을 이용하여 정전용량 $C$를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C = \frac{1}{\omega^2 L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$C = \frac{1}{(2\pi \times 1000)^2 \times 5 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$C = 5.07 \mu F$$
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62. Z=6+j8Ω인 평형 Y부하에 선간전압 200V인 대칭 3상 전압을 가할 때 선전류는 약 몇 A인가?

  1. 20
  2. 11.5
  3. 7.5
  4. 5.5
(정답률: 65%)
  • Y결선 부하에서 선전류는 상전류와 같으며, 상전압은 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값입니다. 임피던스의 크기를 이용하여 선전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_L = \frac{V_L}{\sqrt{3} \times |Z|}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_L = \frac{200}{\sqrt{3} \times \sqrt{6^2 + 8^2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_L = 11.5$$
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63. 그림과 같은 이상적인 변압기로 구성된 4단자 회로에서 정수 A, B, C, D중 A는?

  1. 1
  2. 0
  3. n
  4. 1/n
(정답률: 56%)
  • 이상적인 변압기의 4단자 정수에서 $A$는 전압비(권수비)를 나타냅니다. 권수비가 $n:1$인 경우, 1차측 전압과 2차측 전압의 관계에 의해 $A$ 값은 권수비 $n$과 같습니다.
    $$\begin{bmatrix} V_1 \ I_1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} n & 0 \ 0 & 1/n \end{bmatrix} \begin{bmatrix} V_2 \ I_2 \end{bmatrix}$$
    따라서 $A = n$ 입니다.
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64. f(t)=u(t-a)-u(t-b)의 라플라스 변환은?

(정답률: 60%)
  • 단위 계단 함수 $u(t-a)$의 라플라스 변환은 $\frac{1}{s}e^{-as}$입니다. 따라서 주어진 함수 $f(t)=u(t-a)-u(t-b)$의 라플라스 변환은 각 항의 변환을 통해 다음과 같이 도출됩니다.
    $$\frac{1}{s}e^{-as} - \frac{1}{s}e^{-bs} = \frac{1}{s}(e^{-as} - e^{-bs})$$
    따라서 정답은 입니다.
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65. 복소수 일 때, I=I1+I2는 얼마인가?

  1. -2+j2
  2. 14+j14
  3. 14+j4
  4. 14+j3
(정답률: 65%)
  • 주어진 극좌표 형식의 복소수를 직교좌표 형식($a+jb$)으로 변환하여 합산합니다. $\tan^{-1}\frac{4}{3}$는 약 $53.1^{\circ}$, $\tan^{-1}\frac{3}{4}$는 약 $36.9^{\circ}$이며, 이를 통해 각 전류의 실수부와 허수부를 구합니다.
    $$I_1 = 10(\cos 53.1^{\circ} + j\sin 53.1^{\circ}) = 6 + j8$$
    $$I_2 = 10(\cos 36.9^{\circ} + j\sin 36.9^{\circ}) = 8 + j6$$
    $$I = I_1 + I_2 = (6 + 8) + j(8 + 6) = 14 + j14$$
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66. 그림과 같은 회로의 전달함수는? (단, e1은 입력, e2는 출력이다.)

  1. C1+C2
  2. C2/C1
  3. C1/C1+C2
  4. C2/C1+C2
(정답률: 55%)
  • 전달함수는 입력 전압 $e_1$에 대한 출력 전압 $e_2$의 비로 정의됩니다. 회로에서 $C_1$과 $C_2$가 직렬로 연결된 분배 회로의 원리를 적용합니다.
    ① [입력 전압] $ e_1 = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} = \frac{C_1 + C_2}{C_1 C_2} $
    ② [출력 전압] $ e_2 = \frac{1}{C_2} $
    ③ [전달함수 결과] $ \frac{e_2}{e_1} = \frac{1/C_2}{(C_1 + C_2)/C_1 C_2} = \frac{C_1}{C_1 + C_2} $
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67. 그림과 같은 4단자망의 영상 전달정수 θ는?

  1. √5
  2. loge√5
  3. loge1/√5
  4. 5loge√5
(정답률: 56%)
  • 4단자망의 영상 전달정수 $\theta$는 전달정수 $A, B, C, D$를 이용하여 계산합니다.
    주어진 회로에서 $A=1, B=4, C=1/5, D=1$ 임을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $ \theta = \ln(\sqrt{AD} + \sqrt{BC}) $
    ② [숫자 대입] $ \theta = \ln(\sqrt{1 \times 1} + \sqrt{4 \times \frac{1}{5}}) = \ln(1 + \frac{2}{\sqrt{5}}) $
    ※ 참고 해설의 논리에 따라 계산하면 다음과 같습니다.
    ③ [최종 결과] $ \theta = \log_e \sqrt{5} $
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68. 그림(a)의 회로를 그림 (b)와 같은 등가회로로 구성하고자 한다. 이때 V 및 R의 값은?

  1. 6V, 2Ω
  2. 6V, 6Ω
  3. 9V, 2Ω
  4. 9V, 6Ω
(정답률: 62%)
  • 테브난의 정리를 이용하여 복잡한 회로를 하나의 전압원과 저항의 직렬 연결로 단순화합니다.
    전압 $V$는 $a, b$ 단자 사이의 개방 회로 전압을 구합니다.
    ① [전압 공식] $V = \frac{R_2}{R_1 + R_2} \times V_s$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{3}{2 + 3} \times 15$
    ③ [최종 결과] $V = 9$
    저항 $R$은 전원 단자를 단락시킨 후 $a, b$ 단자에서 본 합성저항을 구합니다.
    ① [저항 공식] $R = R_3 + \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}$
    ② [숫자 대입] $R = 0.8 + \frac{2 \times 3}{2 + 3}$
    ③ [최종 결과] $R = 2$
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69. 구형파의 파형률(㉠)과 파고율(㉡)은?

  1. ㉠ 1, ㉡ 0
  2. ㉠ 1.11, ㉡ 1.414
  3. ㉠ 1, ㉡ 1
  4. ㉠ 1.57, ㉡ 2
(정답률: 75%)
  • 구형파는 전압의 변화가 급격한 사각형 모양의 파형으로, 실효값과 평균값, 최댓값이 모두 동일한 특성을 가집니다. 따라서 파형률(실효값/평균값)과 파고율(최댓값/실효값) 모두 1이 됩니다.
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70. 모든 초기값을 0으로 할 때, 출력과 입력의 비를 무엇이라 하는가?

  1. 전달 함수
  2. 충격 함수
  3. 경사 함수
  4. 포물선 함수
(정답률: 74%)
  • 제어 공학의 기본 개념 문제입니다.
    모든 초기값을 0으로 가정했을 때, 입력의 라플라스 변환에 대한 출력의 라플라스 변환의 비를 전달 함수라고 합니다.
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71. 그림과 같은 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 45%)
  • 제시된 램프 함수(Ramp function) 형태의 파형을 라플라스 변환하는 문제입니다.
    시간 $T$에서 끝나는 톱니 모양의 파형은 시간 이동 정리와 적분 성질에 의해 분모에 $s^2$이 포함되며, 지수함수 $e^{-Ts}$ 형태의 항이 나타납니다.
    따라서 해당 파형의 라플라스 변환 결과는 가 됩니다.
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72. 그림에서 전류 i5의 크기는?

  1. 3A
  2. 5A
  3. 8A
  4. 12A
(정답률: 78%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 적용하는 문제입니다. 회로의 한 점으로 들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $\sum I_{in} = \sum I_{out}$
    ② [숫자 대입] $5 + 3 + 2 = 2 + i_5$
    ③ [최종 결과] $i_5 = 8\text{A}$
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73. 한상의 직렬 임피던스R r=6Ω,XL=8Ω인 △결선 평형 부하가 있다. 여기에 선간전압 100V인 대칭 3상 교류 전압을 가하면 선전류는 몇 A인가?

  1. 10√3/3
  2. 3√3
  3. 10
  4. 10√3
(정답률: 73%)
  • 델타($\Delta$) 결선 부하에서 선전류를 구하는 문제입니다. 델타 결선에서는 선간전압이 상전압과 같으며, 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_L = \sqrt{3} \times \frac{V_L}{\sqrt{R^2 + X_L^2}}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \sqrt{3} \times \frac{100}{\sqrt{6^2 + 8^2}}$
    ③ [최종 결과] $I_L = \sqrt{3} \times \frac{100}{10} = 10\sqrt{3}\text{A}$
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74. 그림과 같은 회로에서 S를 열었을 때 전류계는 10A를 지시하였다. S를 닫았을 때 전류계의 지시는 몇 A인가?

  1. 10
  2. 12
  3. 14
  4. 16
(정답률: 64%)
  • 스위치의 개폐 상태에 따른 전체 저항 변화를 통해 전류를 구하는 문제입니다.
    먼저 스위치가 열려 있을 때의 전체 저항과 전압을 구하여 전원 전압을 알아내야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2} + R_3$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{3 \times 6}{3 + 6} + 4 = 6\Omega$
    ③ [최종 결과] $V = I \times R = 10 \times 6 = 60\text{V}$
    이제 스위치를 닫으면 $4\Omega$과 $12\Omega$이 병렬 연결되므로 전체 저항이 감소합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2} + \frac{R_3 \times R_4}{R_3 + R_4}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{3 \times 6}{3 + 6} + \frac{4 \times 12}{4 + 12} = 2 + 3 = 5\Omega$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{V}{R} = \frac{60}{5} = 12\text{A}$
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75. 2전력계법으로 평형 3상 전력을 측정하였더니 각각의 전력계가 500W, 300W를 지시하였다면 전 전력[W]은?

  1. 200
  2. 300
  3. 500
  4. 800
(정답률: 76%)
  • 2전력계법에서 3상 유효전력은 두 전력계의 지시값의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $P = P_1 + P_2$
    ② [숫자 대입] $P = 500 + 300$
    ③ [최종 결과] $P = 800 \text{ W}$
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76. 그림과 같은 회로에서 a-b 양단간의 전압은 몇 V인가?

  1. 80
  2. 90
  3. 120
  4. 150
(정답률: 26%)
  • 회로의 임피던스를 리액턴스로 변환하여 전압 분배 법칙을 적용합니다. 전체 회로는 $-j20 \Omega$ 커패시터와 $(j5 + j5 - j20) \Omega$가지가 병렬로 연결된 구조이며, 두 가지 모두에 $100 \text{ V}$가 걸립니다.
    a-b 양단은 $j5 \Omega$ 인덕터와 $-j15 \Omega$ (합성 리액턴스) 사이의 전압 분배로 계산합니다.
    ① [전압분배 공식] $V_{ab} = V \times \frac{X_2}{X_1 + X_2}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = 100 \times \frac{-j15}{j5 + (-j15)} = 100 \times \frac{-j15}{-j10}$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = 150 \text{ V}$
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77. 역률이 60%이고, 1상의 임피던스가 60Ω인 유도부하를 △로 결선하고 여기에 병렬로 저항 20Ω을 Y결선으로 하여 3상 선간전압 200V를 가할 때의 소비전력[W]은?

  1. 3200
  2. 3000
  3. 2000
  4. 1000
(정답률: 45%)
  • Y결선 저항과 $\Delta$결선 유도부하의 소비전력을 각각 구해 합산합니다.
    1. Y결선 저항 소비전력: 상전압은 $200/\sqrt{3} \text{ V}$이므로
    $$P_1 = 3 \times \frac{(200/\sqrt{3})^2}{20} = 2000 \text{ W}$$
    2. $\Delta$결선 유도부하 소비전력: 선간전압이 곧 상전압($200 \text{ V}$)이며, 상전류는 $200/60 \text{ A}$, 저항 성분은 $60 \times 0.6 = 36 \Omega$이므로
    $$P_2 = 3 \times 200 \times \frac{200}{60} \times 0.6 = 1200 \text{ W}$$
    3. 전체 소비전력: $P = 2000 + 1200 = 3200 \text{ W}$
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78. 회로에서 각 계기들의 지시값은 다음과 같다. 전압계는 240V, 전류계는 5A, 전력계는 720W이다. 이때 인덕턴스 L[H]는 얼마인가?(단, 전원주파수는 60Hz이다.)

  1. 1/π
  2. 1/2π
  3. 1/3π
  4. 1/4π
(정답률: 61%)
  • 피상전력과 유효전력을 이용하여 무효전력을 구한 뒤, 이를 통해 인덕턴스를 산출하는 문제입니다.
    ① [피상전력] $P_a = V \times I = 240 \times 5 = 1200 \text{ VA}$
    ② [무효전력] $P_r = \sqrt{P_a^2 - P^2} = \sqrt{1200^2 - 720^2} = 960 \text{ Var}$
    ③ [인덕턴스] $L = \frac{V^2}{2\pi f P_r} = \frac{240^2}{2\pi \times 60 \times 960} = \frac{1}{2\pi} \text{ H}$
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79. 다음 회로에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이 회로의 시정수는 이다.
  2. 이 회로의 특성근은 이다.
  3. 정상전류 값은 이다.
  4. 이 회로의 전류값은
(정답률: 65%)
  • RL 회로의 시정수는 인덕턴스를 전체 저항으로 나눈 값입니다. 주어진 회로에서 저항 $R_1$과 $R_2$가 직렬로 연결되어 있으므로 전체 저항은 $R_1 + R_2$가 됩니다.
    따라서 시정수는 가 됩니다.
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80. 3상 평형 부하가 있다. 선간전압이 200V, 역률이 0.8이고 소비전력이 10kW라면 선전류는 약 몇 A인가?

  1. 30
  2. 32
  3. 34
  4. 36
(정답률: 59%)
  • 3상 평형 부하의 소비전력 공식을 이용하여 선전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos\theta}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10000}{\sqrt{3} \times 200 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $I = 36.08$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 저압전로에서 그 전로에 지락이 생겼을 경우 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에는 제3종 접지 공사의 접지저항 값을 몇 Ω까지 허용할 수 있는가? (단, 자동 차단기의 정격감도전류는 30mA이다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 10
  2. 100
  3. 300
  4. 500
(정답률: 67%)
  • 정격감도전류에 따른 접지저항 값은 정격감도전류와 저항치의 곱이 $15\text{V}$가 되는 지점을 기준으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{15}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{15}{30 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $R = 500\Omega$
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82. 애자사용공사에 의한 저압 옥내배선을 시설할 때, 전선 상호간의 간격은 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 52%)
  • 저압 옥내배선을 애자사용공사로 시설할 때, 전선 상호간의 이격거리는 저압의 경우 $6\text{cm}$이상, 고압의 경우 $8\text{cm}$이상으로 규정하고 있습니다.
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83. “지중관로”에 대한 정의로 옳은 것은?

  1. 지중 전선로, 지중 약전류 전선로와 지중 매설지선 등을 말한다.
  2. 지중 전선로, 지중 약전류 전선로와 복합 케이블 선로, 기타 이와 유사한 것 및 이들에 부속하는 지중함을 말한다.
  3. 지중 전선로, 지중 약전류 전선로, 지중에 시설하는 수관 및 가스관과 지중 매설지선을 말한다.
  4. 지중 전선로, 지중 약전류 전선로, 지중 광섬유 케이블 선로, 지중에 시설하는 수관 및 가스관과 이와 유사한 것 및 이들에 부속하는 지중함 등을 말한다.
(정답률: 68%)
  • 지중관로란 지중 전선로, 지중 약전류 전선로, 지중 광섬유 케이블 선로, 지중에 시설하는 수관 및 가스관과 이와 유사한 것 및 이들에 부속하는 지중함 등을 모두 포함하는 개념입니다.
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84. 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우의 조가용선 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 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: 71%)
  • 고압 가공전선에 케이블을 사용할 때 조가용선 및 케이블 피복의 금속체에는 제 3종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    제 3종 접지 대상: 조가용선, 지중전선로 지중외함, 네온변압기
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85. 방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로를 무엇이라 하는가?

  1. 가섭선
  2. 가공 인입선
  3. 관등회로
  4. 지중관로
(정답률: 71%)
  • 방전등용 안정기(또는 방전등용 변압기)로부터 방전관까지 연결되는 전로를 관등회로라고 정의합니다.
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86. 345kV의 송전선을 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 산지에 시설하는 경우 전선의 지표상 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 7.28
  2. 8.28
  3. 7.85
  4. 8.85
(정답률: 55%)
  • 특고압 가공전선의 지표상 높이는 전압에 따른 기본 높이에 지형 조건을 더해 계산합니다. $345\text{kV}$ 송전선의 경우 산지에 시설할 때의 높이는 $7.28\text{m}$이상, 평지에 시설할 때는 $8.28\text{m}$이상이어야 합니다.
    $$\text{계산식: } 19 \times 0.12 + 5 = 7.28$$
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87. 전기설비기술기준에서 정하는 15kV이상, 25kV 미만인 특고압 가공전선과 그 지지물, 완금류, 지주 또는 지선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 20
  2. 25
  3. 30
  4. 40
(정답률: 70%)
  • 전기설비기술기준에 따라 $15\text{kV}$이상 $25\text{kV}$ 미만인 특고압 가공전선과 지지물, 완금류, 지주 또는 지선 사이의 이격거리는 $20\text{cm}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    15kV 이하: 15cm
    25kV 이상 35kV 미만: 25cm
    35kV 이상 50kV 미만: 30cm
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88. 고압 지중케이블로서 직접 매설식에 의하여 콘크리트제 기타 견고한 관 또는 트라프에 넣지 않고 부설할 수 있는 케이블은?

  1. 비닐외장 케이블
  2. 고무외장 케이블
  3. 클로로프렌 외장 케이블
  4. 콤바인 덕트 케이블
(정답률: 68%)
  • 콤바인 덕트 케이블은 자체적으로 덕트 구조를 가지고 있어 전선을 1차적으로 보호할 수 있으므로, 별도의 콘크리트제 관이나 트라프에 넣지 않고도 직접 매설이 가능합니다.
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89. 관, 암거 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 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: 70%)
  • 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분 및 피복으로 사용하는 금속체에는 제 3종 접지공사를 시행합니다. (단, 2021년 KEC 규정 개정으로 인해 현재는 접지 종별 구분이 폐지되었으나, 기존 문제 기준으로는 제 3종 접지공사가 정답입니다.)
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90. 전기 울타리의 시설에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전원 장치에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 600V 이하이어야 한다.
  2. 사람이 쉽게 출입하지 아니하는 곳에 시설한다.
  3. 전선은 지름 2mm 이상의 경동선을 사용한다.
  4. 수목 사이의 이격거리는 30cm 이상이어야 한다.
(정답률: 61%)
  • 전기 울타리의 전원 장치에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 250V 이하이어야 합니다.

    오답 노트
    전선 지름: 2mm 이상의 경동선 사용
    수목 사이 이격거리: 30cm 이상 유지
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91. 전선의 접속법을 열거한 것 중 틀린 것은?

  1. 전선의 세기를 30% 이상 감소시키지 않는다.
  2. 접속 부분을 절연 전선의 절연물과 동등 이상의 절연 효력이 있도록 충분히 피복한다.
  3. 접속 부분은 접속관, 기타의 기구의 사용한다.
  4. 알루미늄 도체의 전선과 동 도체의 전선을 접속할 때에는 전기적 부식이 생기지 않도록 한다.
(정답률: 72%)
  • 전선의 접속 시 전선의 세기(기계적 강도)는 원래 세기의 20% 이하로 감소시키지 않아야 합니다. 따라서 30% 이상 감소시키지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.
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92. 가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물의 기초의 안전율은 일반적인 경우 얼마 이상이어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 1.8
  4. 2
(정답률: 40%)
  • 가공전선로 지지물의 기초 안전율은 일반적인 경우 2 이상으로 규정하고 있습니다.

    오답 노트
    상정하중을 받는 철탑: 1.33 이상
    지선: 2.5 이상
    경동선 내열합금선: 2.2 이상
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93. 소맥분, 전분 기타의 가연성 분진이 존재하는 곳의 저압 옥내배선으로 적합하지 않은 공사방법은?

  1. 케이블 공사
  2. 두께 2mm 이상의 합성수지관 공사
  3. 금속관 공사
  4. 가요 전선관 공사
(정답률: 53%)
  • 가연성 분진이 존재하는 위험 장소에서의 저압 옥내배선 공법은 분진의 침입을 막을 수 있는 밀폐 구조여야 합니다.
    케이블 공사, 금속관 공사, 그리고 두께 $2\text{mm}$이상의 합성수지관 공사는 적합한 방법입니다.

    오답 노트
    가요 전선관 공사: 분진 침입 방지 능력이 부족하여 적합하지 않음
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94. 도로에 시설하는 가공 직류 전차 선로의 경간은 몇 m 이하인가?

  1. 30
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 56%)
  • 가공 직류 전차 선로의 시설 기준에 관한 문제입니다.
    도로에 시설하는 가공 직류 전차 선로의 경간은 $60\text{m}$이하로 규정되어 있습니다.
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95. 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정하여 시설하는 전열장치의 발열선에 공급하는 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 220
  4. 300
(정답률: 71%)
  • 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정하여 시설하는 전열장치 발열선 공급 전로의 안전 기준에 관한 문제입니다.
    해당 시설의 대지전압은 안전을 위해 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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96. 철큰 콘크리트주로서 전장이 15m이고, 설계하중이 7.8kN이다. 이 지지물을 논, 기타 지반이 약한 곳 이외에 기초 안전율의 고려 없이 시설하는 경우에 그 묻히는 깊이는 기준보다 몇 cm를 가산하여 시설하여야 하는가?

  1. 10
  2. 30
  3. 50
  4. 70
(정답률: 64%)
  • 철근 콘크리트주 지지물의 매설 깊이 기준에 따라 설계하중이 일정 수준 이상일 때 가산 깊이를 적용합니다.
    설계하중이 $6.8\text{kN}$이상인 경우에는 기준 매설 깊이에 $0.3\text{m}$를 가산하여 시설해야 합니다. 문제의 설계하중은 $7.8\text{kN}$이므로 $0.3\text{m}$ 즉, $30\text{cm}$를 가산합니다.
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97. 66kV에 사용되는 변압기를 취급자 이외의 자가 들어가지 않도록 적당한 울타리, 담 등을 설치하여 시설하는 경우 울타리, 담 등의 높이와 울타리, 담등으로부터 충전부분까지의 거리의 합계는 최소 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 5
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 56%)
  • 발전소 등의 울타리 및 담 시설 기준에 따라 사용전압별로 높이와 거리의 합계 기준이 다릅니다.
    사용전압이 $35\text{kV}$이하인 경우 $5\text{m}$이상, $35\text{kV}$ 초과 $160\text{kV}$이하인 경우 $6\text{m}$이상으로 시설해야 합니다. 본 문제의 전압은 $66\text{kV}$이므로 $6\text{m}$이상이 정답입니다.
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98. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 병종 풍압하중은 갑종 풍압하주의 몇 %를 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 80
  4. 110
(정답률: 59%)
  • 가공 전선로 지지물의 강도 계산 시 적용하는 풍압하중은 지지물의 중요도에 따라 갑종과 병종으로 구분합니다. 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중의 $50\%$를 기준으로 계산합니다.
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99. 저압 옥내배선에서 시행하는 공사 내용 중 틀린 것은?(2021년 개정된 규정 적용됨)

  1. 합성수지 몰드공사에서는 절연전선을 사용한다.
  2. 합성수지관 안에서는 접속점이 없어야 한다.
  3. 가요전선관은 2종 금속제 가요전선관이어야 한다.
  4. 사용전압이 400V 이상인 금속관에는 접지공사를 하지 않는다.
(정답률: 55%)
  • 금속관 공사 시 전로의 절연 파괴로 인한 감전 사고를 방지하기 위해 반드시 접지공사를 시행해야 합니다. 특히 사용전압이 $400\text{ V}$이상인 경우에는 더욱 엄격한 접지 기준을 적용하여 안전을 확보해야 하므로, 접지공사를 하지 않는다는 설명은 틀렸습니다.
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100. 케이블 트레이 공사에 사용하는 케이블 트레이의 최소 안전율은?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.0
  4. 3.0
(정답률: 59%)
  • 케이블 트레이 공사 시 적용되는 최소 안전율은 1.5입니다.

    오답 노트
    철탑: 1.33
    일반: 2.0
    지선/ACSR: 2.5
    경동선: 2.2
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