전기산업기사 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

전기산업기사 2015-05-31 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2015-05-31 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2015-05-31 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 전기력선의 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 같다
  2. 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.
  3. 전하가 없는 곳에서도 전기력선의 발생, 소멸이 있다.
  4. 전계가 0이 아닌 곳에서 2개의 전기력선은 교차하는 일이 없다.
(정답률: 82%)
  • 전기력선은 전하가 있는 곳에서 시작하거나 끝납니다. 따라서 전하가 없는 공간에서는 전기력선이 갑자기 발생하거나 소멸할 수 없으며, 반드시 연속적으로 이어져야 합니다.
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2. 두 벡터 A=2i+4j, B=6j-4k가 이루는 각은 약 몇°인가?

  1. 36
  2. 42
  3. 50
  4. 61
(정답률: 68%)
  • 두 벡터의 내적 공식을 이용하여 두 벡터 사이의 각도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\cos\theta = \frac{\mathbf{A} \cdot \mathbf{B}}{|\mathbf{A}||\mathbf{B}|}$
    ② [숫자 대입] $\cos\theta = \frac{(2 \times 0) + (4 \times 6) + (0 \times -4)}{\sqrt{2^2 + 4^2 + 0^2} \times \sqrt{0^2 + 6^2 + (-4)^2}} = \frac{24}{\sqrt{20} \times \sqrt{52}} \approx 0.744$
    ③ [최종 결과] $\theta = \cos^{-1}(0.744) \approx 41.92^\circ$
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3. 자계 내에서 운동하는 대전입자의 작용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대전입자의 운동방향으로 작용하므로 입자의 속도의 크기는 변하지 않는다.
  2. 가속도 벡터는 항상 속도 벡터와 직각이므로 입자의 운동 에너지도 변화하지 않는다.
  3. 정상 자계는 운동하고 있는 대전입자에 에너지를 줄 수가 없다.
  4. 자계 내 대전입자를 임의 방향의 운동 속도로 투입하면 cosθ에 비례한다.
(정답률: 56%)
  • 자계 내에서 운동하는 대전입자가 받는 로렌츠의 힘은 속도와 자계의 방향 사이 각도 $\theta$의 $\sin\theta$에 비례합니다. 따라서 $\cos\theta$에 비례한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    대전입자의 운동방향으로 작용: 속도 크기 불변
    가속도 벡터와 속도 벡터 직각: 에너지 변화 없음
    정상 자계: 에너지 공급 불가
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4. 2cm의 간격을 가진 두 평행도선에 1000A의 전류가 흐를 때 도선 1m마다 작용하는 힘은 몇 N/m인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 60%)
  • 두 평행도선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 힘은 전류의 제곱과 반비례하는 거리의 관계로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{2 \times I^2 \times 10^{-7}}{d}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2 \times 1000^2 \times 10^{-7}}{0.02}$
    ③ [최종 결과] $F = 10$
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5. 투자율 μ=μ0, 굴절률 n=2, 전도율σ=0.5의 특성을 갖는 매질내부의 한 점에서 전계가 E=10cos(2πft)ax로 주어질 경우 전도전류와 변위 전류 밀도의 최대값의 크기가 같아지는 전계의 주파수 f(GHz)는?

  1. 1.75
  2. 2.25
  3. 5.75
  4. 10.25
(정답률: 55%)
  • 전도전류 밀도($\sigma E$)와 변위전류 밀도($\omega \epsilon E$)의 최대값이 같아지는 주파수를 찾는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{\sigma}{2\pi n^2 \epsilon_0}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{0.5}{2\pi \times 2^2 \times 8.854 \times 10^{-12}}$
    ③ [최종 결과] $f = 2.25 \text{ GHz}$
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6. 면적 S[m2]의 평행한 평판 전극 사이에 유전율이ℇ1, ℇ2[F/m] 되는 두 종류의 유전체를 d/2 두께가 되도록 각각 넣으면 정전용량은 몇 [F]이 되는가?

(정답률: 62%)
  • 전달함수 $G(s)$에서 $s = j\omega$를 대입하여 주파수 응답의 크기 $|G(j\omega)|$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $|G(j\omega)| = \frac{20}{\sqrt{3^{2} + (2\omega)^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $|G(j2)| = \frac{20}{\sqrt{3^{2} + (2 \times 2)^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $|G(j2)| = \frac{20}{\sqrt{9 + 16}} = \frac{20}{5} = 4$
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7. 접지된 무한히 넓은 평면도체로부터 a[m]떨어져 있는 공간에 Q[C]의 점전하가 놓여 있을 때 그림 P점의 전위는 몇 V인가?

(정답률: 55%)
  • 영상전하법을 이용하여 접지 도체 평면 위의 점 P에서의 전위를 구하는 문제입니다.
    점 P의 전위는 실제 전하 $Q$에 의한 전위와 도체 내부에 가상으로 설정한 영상전하 $-Q$에 의한 전위의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_P = \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 r_1} + \frac{-Q}{4\pi \epsilon_0 r_2}$
    ② [숫자 대입] $V_P = \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 a} - \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 3a}$
    ③ [최종 결과] $V_P = \frac{Q}{6\pi \epsilon_0 a}$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 어느 철심에 도선을 250회 감고 여기에 4A의 전류를 흘릴 때 발생하는 자속이 0.02Wb 이었다. 이 코일의 자기 인덕턴스는 몇 H인가?

  1. 1.05
  2. 1.25
  3. 2.5
  4. √2π
(정답률: 81%)
  • 자기 인덕턴스는 단위 전류당 쇄교 자속수로 정의되며, 권수와 자속의 곱을 전류로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{N \Phi}{I}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{250 \times 0.02}{4}$
    ③ [최종 결과] $L = 1.25$ H
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9. 옴의 법칙에서 전류는?

  1. 저항에 반비례하고 전압에 비례한다.
  2. 저항에 반비례하고 전압에도 반비례한다.
  3. 저항에 비례하고 전압에 반비례한다.
  4. 저항에 비례하고 전압에도 비례한다.
(정답률: 86%)
  • 옴의 법칙에 따라 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{V}{R}$$
    ② [관계 분석]
    $$I \propto V, I \propto \frac{1}{R}$$
    ③ [최종 결과]
    전류는 전압에 비례, 저항에 반비례
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10. 전계와 자계의 기본법칙에 대한 내용으로 틀린 것은?

  1. 암페어의 주회적분 법칙 :
  2. 가우스의 정리 :
  3. 가우스의 정리 :
  4. 페러데이의 법칙 :
(정답률: 66%)
  • 페러데이의 법칙은 자기장의 시간적 변화에 의해 전계가 발생하는 원리로, 자속 밀도 $B$의 시간 변화율 $\frac{dB}{dt}$로 표현되어야 합니다. 하지만 제시된 수식 $\oint_{c} D \cdot dl = - \int_{s} \frac{dH}{dt} dS$에서는 $B$ 대신 자기장의 세기 $H$가 사용되었으므로 틀린 설명입니다.
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11. 다음 물질 중 반자성체는?

  1. 구리
  2. 백금
  3. 니켈
  4. 알루미늄
(정답률: 59%)
  • 물질의 자성 특성에 따라 반자성체, 상자성체, 강자성체로 구분합니다. 구리는 외부 자기장에 반대 방향으로 자화되는 반자성체에 해당합니다.

    오답 노트
    백금, 알루미늄: 상자성체
    니켈: 강자성체
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12. 철심에 도선을 250회 감고 1.2A의 전류를 흘렸더니 1.5×10-3Wb의 자속이 생겼다. 자기저항[AT/Wb]은?

  1. 2×105
  2. 3×105
  3. 4×105
  4. 5×105
(정답률: 66%)
  • 자기저항은 기자력(권수 $\times$ 전류)을 자속으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $R_m = \frac{NI}{\Phi}$
    ② [숫자 대입] $R_m = \frac{250 \times 1.2}{1.5 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $R_m = 2 \times 10^5$
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13. 반지름 a[m]의 구도체에 Q[C]의 전하가 주어졌을 때 구심에서 5a[m]되는 점의 전위는 몇 V인가?

(정답률: 62%)
  • 구도체 외부의 한 점에서의 전위는 모든 전하가 구의 중심에 모여 있는 점전하에 의한 전위 공식과 동일하게 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 r}$
    ② [숫자 대입] 거리 $r = 5a$를 대입하면 $$V = \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 (5a)}$$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{Q}{20\pi \epsilon_0 a}$
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14. 전류 분포가 벡터자기포텐셜 A[Wb/m]를 발생시킬 때 점(-1,2,5)m 에서의 자속밀도 B[T]는? (단, 이다.)

  1. 20ax-40ay+30az
  2. 20ax+40ay-30ax
  3. 2ax+4ay+3az
  4. -20ax-46az
(정답률: 55%)
  • 자속밀도 $\text{B}$는 벡터자기포텐셜 $\text{A}$의 회전(curl)으로 구할 수 있습니다. 주어진 $\text{A} = 2yz^2 a_x + y^2x a_y + 4xyz a_z$를 $\nabla \times \text{A}$ 공식에 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{B} = \nabla \times \text{A} = ( \frac{\partial A_z}{\partial y} - \ rac{\partial A_y}{\partial z} ) a_x + ( \frac{\partial A_x}{\partial z} - \frac{\partial A_z}{\partial x} ) a_y + ( \frac{\partial A_y}{\partial x} - \frac{\partial A_x}{\partial y} ) a_z$
    ② [숫자 대입] 점 $(-1, 2, 5)$를 대입하면 $$\text{B} = (4xz - 0) a_x + (4yz - 4yz) a_y + (y^2 - 2z^2) a_z = (4 \times (-1) \times 5) a_x + 0 a_y + (2^2 - 2 \times 5^2) a_z$$
    ③ [최종 결과] $\text{B} = -20 a_x - 46 a_z$
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15. 전류와 자계 사이에 직접적인 관련이 없는 법칙은?

  1. 앙페르의 오른나사 법칙
  2. 비오사바르의 법칙
  3. 플레밍의 왼손 법칙
  4. 쿨롱의 법칙
(정답률: 76%)
  • 쿨롱의 법칙은 자계가 아니라 전하들 사이에 작용하는 전기적인 힘을 다루는 법칙입니다.

    오답 노트
    앙페르의 오른나사 법칙: 전류에 의한 자계 방향 결정
    비오사바르의 법칙: 전류에 의한 자계의 세기 결정
    플레밍의 왼손 법칙: 자계 내 전류 도선이 받는 힘의 방향 결정
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16. ℇ1＞ℇ2인 두 유전체의 경계면에 전계가 수직으로 입사할 때 단위 면적당 경계면에 작용하는 힘은?

  1. 힘 이 ℇ2에서 ℇ1으로 작용한다.
  2. 힘 이 ℇ2에서 ℇ1으로 작용한다.
  3. 힘 이 ℇ1에서 ℇ2로 작용한다.
  4. 힘 이 ℇ1에서 ℇ2로 작용한다.
(정답률: 70%)
  • 두 유전체의 경계면에 전계가 수직으로 입사할 때, 단위 면적당 작용하는 힘 $f$는 유전율이 큰 곳에서 작은 곳으로 작용하며 전속밀도 $D$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_{2}} - \frac{1}{\epsilon_{1}} ) D^{2}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_{1} > \epsilon_{2}$이므로 $\frac{1}{\epsilon_{2}} > \frac{1}{\epsilon_{1}}$가 되어 힘의 방향은 $\epsilon_{1}$에서 $\epsilon_{2}$로 작용합니다.
    ③ [최종 결과] 힘 $\frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_{2}} - \frac{1}{\epsilon_{1}} ) D^{2}$이 $\epsilon_{1}$에서 $\epsilon_{2}$로 작용합니다.
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17. 축이 무한히 길고 반지름 a[m]인 원주 내에 전하가 축대칭이며, 축방향으로 균일하게 분포되어 있을 경우, 반지름 r＞a[m]되는 동심원통면상 외부의 한 점 P의 전계의 세기는 몇 V/m인가? (단, 원주의 단위 길이당의 전하를 λ[C/m]라 한다.)

  1. λ/ℇ0
  2. λ/2πℇ0
  3. λ/πa
  4. λ/2πℇ0r
(정답률: 71%)
  • 가우스 법칙을 적용하면, 무한 길이 원통 도체 외부의 전계는 선전하에 의한 전계 공식과 동일하게 거리 $r$에 반비례하는 형태로 나타납니다.
    따라서 전계의 세기는 $\frac{\lambda}{2\pi\epsilon_{0}r}$ 입니다.
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18. 반지름이 2m, 3m 절연 도체구의 전위를 각각 5V, 6V로 한 후 가는 도선으로 두 도체구를 연결하면 공통 전위는 몇 V가 되는가?

  1. 5.2
  2. 5.4
  3. 5.6
  4. 5.8
(정답률: 66%)
  • 두 도체구를 도선으로 연결하면 전하가 재분배되어 전위가 같아지며, 이때의 공통 전위는 각 도체구의 정전용량과 전위의 가중 평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{r_{1}V_{1} + r_{2}V_{2}}{r_{1} + r_{2}}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{2 \times 5 + 3 \times 6}{2 + 3}$
    ③ [최종 결과] $V = 5.6$
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19. 전기쌍극자로부터 임의의 점의 거리가 r이라 할때, 전계의 세기는 r과 어떤 관계에 있는가?

  1. 1/r에 비례
  2. 1/r2에 비례
  3. 1/r3에 비례
  4. 1/r4에 비례
(정답률: 81%)
  • 전기쌍극자에 의한 전계의 세기 $E$는 거리 $r$의 3제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
    따라서 전계의 세기는 $1/r^{3}$에 비례합니다.
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20. 전하 Q1, Q2간의 전기력이 F1이고, 이 근처에 전하 Q3를 놓았을 경우 Q1과 Q2간의 전기력을 F2라 하면 F1과 F2의 관계는 어떻게 되는가?

  1. F1＞F2
  2. F1=F2
  3. F1＜F2
  4. Q3의 크기에 따라 다르다.
(정답률: 74%)
  • 쿨롱의 법칙에 따라 두 전하 사이에 작용하는 전기력은 오직 두 전하의 전하량과 거리 사이의 관계에 의해서만 결정됩니다. 따라서 주변에 제3의 전하 $Q_{3}$를 배치하더라도 $Q_{1}$과 $Q_{2}$ 사이에 직접 작용하는 전기력의 크기에는 영향을 주지 않으므로 $F_{1} = F_{2}$가 성립합니다.
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2과목: 전력공학

21. 60Hz, 154kV, 길이 200km인 3상 송전선로에서 대지정전용량 Cs=0.008㎌/㎞, 선간 정전용량 Cm=0.0018㎌/㎞일 때, 1선에 흐르는 충전 전류는 약 몇 A인가?

  1. 68.9
  2. 78.9
  3. 89.8
  4. 97.6
(정답률: 51%)
  • 3상 송전선로에서 1선에 흐르는 충전 전류를 구하기 위해서는 대지정전용량과 선간정전용량을 합산한 작용 정전용량을 먼저 산출해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C = C_{s} + 3C_{m}$$
    $$I_{c} = 2\pi f C E l$$
    ② [숫자 대입]
    $$C = 0.008 + 3 \times 0.0018 = 0.0134 \text{ [\mu F/km]}$$
    $$I_{c} = 2 \times \pi \times 60 \times 0.0134 \times 10^{-6} \times \frac{154000}{\sqrt{3}} \times 200$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{c} = 89.8$$
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22. 440V 공공시설의 옥내 배선을 금속관 공사로 시설하고자 한다. 금속관에 어떤 접지공사를 해야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 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: 74%)
  • 과거 규정에 따르면 옥내 배선 금속관 공사 시, 전압이 $400\text{V}$ 미만이면 제3종 접지공사를, $400\text{V}$이상이면 특별 제3종 접지공사를 적용합니다. 본 문제는 $440\text{V}$이므로 특별 제3종 접지공사가 정답입니다.
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23. 조상설비가 있는 1차 변전소에서 주변압기로 주로 사용되는 변압기는?

  1. 승압용 변압기
  2. 단권 변압기
  3. 단상 변압기
  4. 3권선 변압기
(정답률: 65%)
  • 조상설비(전압 조정 및 무효전력 제어 설비)를 연결하기 위해서는 3차 권선이 필요한 3권선 변압기를 주로 사용하여 전압 조정과 전력 공급을 동시에 수행합니다.
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24. 소수력 발전의 장점이 아닌 것은?

  1. 국내 부존자원 활용
  2. 일단 건설 후에는 운영비가 저렴
  3. 전력생산 외에 농업용수 공급, 홍수 조절에 기여
  4. 양수발전과 같이 첨두부하에 대한 기여도가 많음
(정답률: 65%)
  • 소수력 발전은 대수력이나 양수발전에 비해 규모가 작아 전력 수요가 급증하는 피크 시간대에 대응하는 첨두부하 기여도가 낮습니다.

    오답 노트
    국내 부존자원 활용, 운영비 저렴, 농업용수 공급 및 홍수 조절 기여는 소수력 발전의 대표적인 장점입니다.
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25. 아킹혼의 설치 목적은?

  1. 코로나손의 방지
  2. 이상전압 제한
  3. 지지물의 보호
  4. 섬락사고 시 애자의 보호
(정답률: 83%)
  • 아킹혼은 애자 주변에 섬락(Flashover) 사고가 발생했을 때, 아크가 애자 표면을 직접 타고 흐르지 않도록 유도하여 애자의 파손을 막고 보호하는 장치입니다.
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26. 유효낙차 400m의 수력발전소에서 펠턴수차의 노즐에서 분출하는 물의 속도를 이론값의 0.95배로 한다면 물의 분출속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 42.3
  2. 59.5
  3. 62.6
  4. 84.1
(정답률: 35%)
  • 수력발전소 노즐에서 분출되는 물의 이론적 속도는 위치에너지가 운동에너지로 변환되는 원리를 이용하며, 여기에 효율(속도계수)을 곱하여 실제 속도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $v = \eta \sqrt{2gH}$
    ② [숫자 대입] $v = 0.95 \sqrt{2 \times 9.8 \times 400}$
    ③ [최종 결과] $v = 84.1$
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27. 초고압 장거리 송전선로에 접속되는 1차 변전소에 병렬 리액터를 설치하는 목적은?

  1. 페란티 효과 방지
  2. 코로나 손실 경감
  3. 전압강하 경감
  4. 선로손실 경감
(정답률: 63%)
  • 초고압 장거리 송전선로에서는 선로의 정전용량으로 인한 충전전류(진상전류) 때문에 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 페란티 효과가 발생합니다. 이를 방지하기 위해 지상전류를 공급하는 병렬 리액터를 설치합니다.
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28. SF6 가스 차단기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 밀폐구조이므로 개폐시 소음이 적다.
  2. SF6 가스는 절연내력이 공기보다 크다.
  3. 근거리 고장 등 가혹한 재기 전압에 대해서 성능이 우수하다.
  4. 아크에 의해 SF6 가스는 분해되어 유독가스를 발생시킨다.
(정답률: 84%)
  • SF$_{6}$가스는 무색, 무취, 무독성 가스로서 화학적으로 매우 안정적입니다. 따라서 아크에 의해 분해되어 유독가스를 발생시킨다는 설명은 틀린 내용입니다.
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29. 송전선로에서 역섬락을 방지하려면?

  1. 가공지선을 설치한다.
  2. 피뢰기를 설치한다.
  3. 탑각 접지저항을 적게 한다.
  4. 소호각을 설치한다.
(정답률: 80%)
  • 역섬락은 탑각 접지저항이 커서 지지물의 전위가 상승할 때 발생합니다. 따라서 탑각 접지저항을 적게 하여 지지물의 전위를 낮게 유지함으로써 역섬락을 방지할 수 있습니다.
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30. 직류 송전방식이 교류 송전 방식에 비하여 유리한 점이 아닌 것은?

  1. 선로의 절연이 용이하다.
  2. 통신선에 대한 유도잡음이 적다.
  3. 표피효과에 의한 송전손실이 적다.
  4. 정류가 필요없고 승압 및 강압이 쉽다.
(정답률: 73%)
  • 직류 송전은 표피효과가 없고 통신선 유도잡음이 적으며 절연이 용이하다는 장점이 있습니다. 하지만 교류와 달리 전압을 높이거나 낮추는 승압 및 강압이 어렵고, 이를 위해 별도의 정류 과정이 반드시 필요하다는 단점이 있습니다.
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31. 그림과 같은 평형 3상 발전기가 있다. a상이 지락한 경우 지락전류는 어떻게 표현되는가? (단, Z0: 영상 임피던스, Z1: 정상 임피던스 Z2: 역상 임피던스이다.)

(정답률: 78%)
  • 평형 3상 발전기에서 1상이 지락했을 때, 지락전류는 영상, 정상, 역상 임피던스의 합으로 나누어준 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{g} = \frac{3E_{a}}{Z_{0} + Z_{1} + Z_{2}}$
    ② [숫자 대입] $I_{g} = \frac{3E_{a}}{Z_{0} + Z_{1} + Z_{2}}$
    ③ [최종 결과]
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32. 전력 계통의 안정도 향상 대책으로 볼 수 없는 것은?

  1. 직렬 콘덴서 설치
  2. 병렬 콘덴서 설치
  3. 중간 개폐소 설치
  4. 고속차단, 재폐로 방식 채용
(정답률: 59%)
  • 전력 계통의 안정도를 향상시키기 위해서는 직렬 리액턴스를 감소시키거나 고속차단 및 재폐로 방식을 채택하여 전압 변동과 충격을 줄여야 합니다. 병렬 콘덴서 설치는 전압 조정에는 도움이 되나 직접적인 안정도 향상 대책으로는 적절하지 않습니다.
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33. π형 회로의 일반회로 정수에서 B는 무엇을 의미하는가?

  1. 컨덕턴스
  2. 리액턴스
  3. 임피던스
  4. 어드미턴스
(정답률: 69%)
  • π형 회로의 일반회로 정수에서 B는 임피던스를 의미합니다.
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34. 전원이 양단에 있는 방사상 송전선로에서 과전류 계전기와 조합하여 단락 보호에 사용하는 계전기는?

  1. 선택지락 계전기
  2. 방향단락 계전기
  3. 과전압 계전기
  4. 부족전류 계전기
(정답률: 62%)
  • 전원이 양단에 존재하는 방사상 송전선로에서는 전류의 방향을 판별하여 보호 구역을 설정해야 하므로, 방향단락 계전기와 과전류 계전기를 조합하여 단락 보호를 수행합니다.
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35. 송전단의 전력원 방정식이 인 전력계통에서 최대전송 가능한 유효전력은 얼마인가?

  1. 300
  2. 400
  3. 500
  4. 600
(정답률: 68%)
  • 전력원 방정식에서 최대 유효전력 $P$는 무효전력 항이 0이 되어 $P$가 최대가 될 때 도출됩니다. 즉, $(Q_{s} - 300)^{2} = 0$일 때 $P$는 반지름 값과 같아집니다.
    ① [기본 공식] $P^{2} + (Q_{s} - 300)^{2} = 250000$
    ② [숫자 대입] $P^{2} + 0 = 250000$
    ③ [최종 결과] $P = 500$
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36. 그림에서 X 부분에 흐르는 전류는 어떤 전류인가?

  1. b상 전류
  2. 정상 전류
  3. 역상 전류
  4. 영상 전류
(정답률: 81%)
  • 제시된 회로도 에서 X 지점은 3상 CT의 2차측을 모두 합산하여 접지선으로 연결한 경로입니다. 3상 평형 상태에서는 합이 0이 되지만, 지락 사고 시에는 접지선을 통해 흐르는 전류가 발생하며 이를 영상 전류라고 합니다.
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37. 변류기 개방 시 2차측을 단락하는 이유는?

  1. 2차측 절연 보호
  2. 2차측 과전류 보호
  3. 측정오차 방지
  4. 1차측 과전류 방지
(정답률: 81%)
  • 변류기(CT)의 2차측을 개방하면 1차측 전류가 모두 여자 전류가 되어 2차측에 매우 높은 고전압이 유기됩니다. 이는 2차측 권선의 절연을 파괴할 위험이 크므로, 반드시 2차측을 단락시켜 2차측 절연 보호를 해야 합니다.
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38. 그림과 같은 배전선이 있다. 부하에 급전 및 정전할 때 조작 방법으로 옳은 것은?

  1. 급전 및 정전할 때는 항상 DS, CB 순으로 한다.
  2. 급전 및 정전할 때는 항상 CB, DS 순으로 한다.
  3. 급전시는 DS, CB 순이고, 정전시는 CB, DS 순이다.
  4. 급전시는 CB, DS 순이고, 정전시는 DS, CB순이다.
(정답률: 75%)
  • 전력 계통의 조작 시 안전을 위해 차단기(CB)와 단로기(DS)의 조작 순서를 엄격히 지켜야 합니다. 급전 시에는 전로를 먼저 연결한 후 전원을 투입하고, 정전 시에는 전원을 먼저 차단한 후 전로를 분리해야 합니다.
    따라서 급전시는 DS, CB 순이고, 정전시는 CB, DS 순으로 조작하는 것이 옳습니다.
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39. 피뢰기가 방전을 개시할 때 단자전압의 순시값을 방전개시 전압이라 한다. 피뢰기 방전 중 단자 전압의 파고값을 무슨 전압이라고 하는가?

  1. 뇌전압
  2. 상용주파 교류전압
  3. 제한전압
  4. 충격 절연강도 전압
(정답률: 73%)
  • 피뢰기가 동작하여 방전을 계속하고 있을 때, 단자 사이에 나타나는 전압의 최대 파고값을 제한전압이라고 합니다.
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40. 3상 1회선과 대지간의 충전전류가 1km당 0.25A 일 때 길이가 18km인 선로의 충전전류는 몇 A인가?

  1. 1.5
  2. 4.5
  3. 13.5
  4. 40.5
(정답률: 61%)
  • 선로의 전체 충전전류는 단위 길이당 충전전류에 전체 선로 길이를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_c = i \times L$
    ② [숫자 대입] $I_c = 0.25 \times 18$
    ③ [최종 결과] $I_c = 4.5$
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3과목: 전기기기

41. 직류 분권 전동기가 단자전압 215V, 전기자 전류 50A, 1500rpm으로 운전되고 있을 때 발생 토크는 약 몇 N ㆍ m인가?(단, 전기자 저항은 0.1Ω이다.)

  1. 6.8
  2. 33.2
  3. 46.8
  4. 66.9
(정답률: 54%)
  • 전동기의 토크는 전기자 역기전력과 전기자 전류의 곱으로 결정되는 출력과 회전속도의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{60 \times (V - I_a R_a) \times I_a}{2 \pi N}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{60 \times (215 - 50 \times 0.1) \times 50}{2 \pi \times 1500}$
    ③ [최종 결과] $T = 66.9$
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42. 어느 변압기의 1차 권수가 1500인 변압기의 2차측에 접속한 20Ω의 저항은 1차측으로 환산했을 때 8kΩ으로 되었다고 한다. 이 변압기의 2차 권수는?

  1. 400
  2. 250
  3. 150
  4. 75
(정답률: 60%)
  • 변압기의 권수비는 1차측과 2차측의 임피던스 비의 제곱근과 같습니다. 이를 통해 권수비를 먼저 구한 뒤 2차 권수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $a = \sqrt{\frac{R_1}{R_2}}, N_2 = \frac{N_1}{a}$
    ② [숫자 대입] $a = \sqrt{\frac{8000}{20}} = 20, N_2 = \frac{1500}{20}$
    ③ [최종 결과] $N_2 = 75$
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43. SCR의 특징이 아닌것은?

  1. 아크가 생기지 않으므로 열의 발생이 적다.
  2. 열용량이 적어 고온에 약하다.
  3. 전류가 흐르고 있을때 양극의 전압강하가 작다.
  4. 과전압에 강하다.
(정답률: 66%)
  • SCR을 포함한 다이오드 등의 반도체 소자들은 과전압이 인가될 경우 항복 현상(Avalanche)이 발생하여 소자가 파괴되기 때문에 과전압에 매우 약합니다.

    오답 노트
    아크가 생기지 않으므로 열의 발생이 적다: 정전식 스위칭 특성으로 맞음
    열용량이 적어 고온에 약하다: 반도체 소자의 일반적 특성으로 맞음
    전류가 흐르고 있을때 양극의 전압강하가 작다: 도통 시 전압강하가 낮아 효율적임
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44. 8극과 4극 2개의 유도 전동기를 종속법에 의한 직렬 종속법으로 속도제어를 할 때, 전원주파수가 60Hz인 경우 무부하 속도[rpm]는?

  1. 600
  2. 900
  3. 1200
  4. 1800
(정답률: 61%)
  • 직렬 종속법에 의한 속도제어 시, 전체 극수는 각 전동기 극수의 합으로 계산하여 동기 속도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120 \times f}{P_{1} + P_{2}}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{8 + 4}$
    ③ [최종 결과] $N = 600$
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45. 1차전압 6900V, 1차권선 3000회, 권수비 20의 변압기가 60Hz에 사용할 때 철심의 최대 자속[Wb]은?

  1. 0.76×10-4
  2. 8.63×10-3
  3. 80×10-3
  4. 90×10-3
(정답률: 71%)
  • 변압기의 유기기전력 공식을 이용하여 철심의 최대 자속을 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\Phi_{m} = \frac{E}{4.44 \times f \times N}$
    ② [숫자 대입] $\Phi_{m} = \frac{6900}{4.44 \times 60 \times 3000}$
    ③ [최종 결과] $\Phi_{m} = 8.63 \times 10^{-3}$
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46. 동기 발전기의 병렬운전 시 동기화력은 부하각 δ와 어떠한 관계인가?

  1. tanδ에 비례
  2. cosδ에 비례
  3. sinδ에 반비례
  4. cosδ에 반비례
(정답률: 55%)
  • 동기 발전기의 병렬운전 시, 수수전력은 부하각 $\delta$의 $\sin$ 값에 비례하고, 동기화력은 $\cos$ 값에 비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    $\tan\delta$에 비례: 관계없음
    $\sin\delta$에 반비례: 수수전력이 $\sin\delta$에 비례함
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47. 30kW의 3상 유도전동기에 전력을 공급할 때 2대의 단상 변압기를 사용하는 경우 변압기의 용량[kVA]은? (단, 전동기의 역률과 효율은 각각 84%, 86%이고 전동기 손실은 무시한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 24
  4. 28
(정답률: 58%)
  • 3상 유도전동기에 2대의 단상 변압기를 사용하여 전력을 공급할 때, 변압기 1대당 필요한 용량을 구하는 문제입니다. 효율과 역률을 고려한 전체 피상전력을 구한 뒤, 이를 변압기 대수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{a} = \frac{P}{\sqrt{3} \times \eta \times \cos\theta}$
    ② [숫자 대입] $P_{a} = \frac{30}{\sqrt{3} \times 0.86 \times 0.84}$
    ③ [최종 결과] $P_{a} = 23.97$
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48. 동기 주파수 변환기의 주파수 f1및 f2 계통에 접속되는 양 극을 P1, P2라 하면 다음 어떤 관계가 성립되는가?

(정답률: 79%)
  • 동기 주파수 변환기에서 두 계통의 동기 속도 $N_s$는 동일해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{120f_1}{P_1} = \frac{120f_2}{P_2}$
    ② [식 정리] $\frac{f_1}{P_1} = \frac{f_2}{P_2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{f_1}{f_2} = \frac{P_1}{P_2}$
    제시된 이미지 가 이 관계를 정확히 나타내고 있습니다.
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49. 유도 전동기 원선도에서 원의 지름은? (단, E는 1차전압, r은 1차로 환산한 저항, x는 1차로 환산한 누설리액턴스라 한다.)

  1. rE에 비례
  2. r×E에 비례
  3. E/r에 비례
  4. E/x에 비례
(정답률: 62%)
  • 유도 전동기의 원선도에서 원의 지름은 전압 $E$에 비례하고, 누설 리액턴스 $x$에 반비례하는 특성을 가집니다.
    따라서 원의 지름은 $E/x$에 비례합니다.
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50. 유도 전동기의 2차 동손을 Pc, 2차 입력을 P2, 슬립을 s라 할 때, 이들 사이의 관계는?

  3. s=P2 ㆍ Pc
  4. s=P2+Pc
(정답률: 67%)
  • 유도 전동기에서 슬립 $s$는 2차 입력 $P_2$에 대한 2차 동손 $P_c$의 비율로 정의됩니다.
    따라서 슬립 $s$는 다음과 같은 관계식을 가집니다.
    $$s = \frac{P_c}{P_2}$$
    제시된 이미지 가 이 관계를 정확히 나타내고 있습니다.
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51. 슬롯수 36의 고정자 철심이 있다. 여기에 3상 4극의 2층권을 시행할 때, 매극 매상의 슬롯수와 총 코일수는?

  1. 3과 18
  2. 9와 36
  3. 3과 36
  4. 9와 18
(정답률: 59%)
  • 매극 매상의 슬롯수와 총 코일수를 구하는 문제입니다.
    ① [매극 매상 슬롯수 공식] $$\text{슬롯수} / (\text{극수} \times \text{상수})$$
    ② [숫자 대입] $36 / (4 \times 3)$
    ③ [최종 결과] $3$

    총 코일수는 2층권의 경우 슬롯수와 동일합니다.
    ① [총 코일수 공식] $(\text{슬롯수} \times \text{층수}) / 2$
    ② [숫자 대입] $(36 \times 2) / 2$
    ③ [최종 결과] $36$
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52. 입력 전압이 220V일 때, 3상 전파제어 정류회로에서 얻을 수 있는 직류 전압은 몇 V인가? (단, 최대 전압은 점호각 α=0일 때이고, 3상에서 선간전압으로 본다.)

  1. 152
  2. 198
  3. 297
  4. 317
(정답률: 39%)
  • 3상 전파제어 정류회로의 평균 직류 전압은 입력 선간전압의 약 1.35배로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E_{d} = 1.35 \times E$
    ② [숫자 대입] $E_{d} = 1.35 \times 220$
    ③ [최종 결과] $E_{d} = 297$
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53. 직류 전동기의 회전수를 1/2로 줄이려면, 계자 자속을 몇 배로 하여야 하는가?(단, 전압과 전류등은 일정하다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 75%)
  • 직류 전동기의 회전수는 자속에 반비례하므로, 전압과 전류가 일정할 때 회전수를 $\frac{1}{2}$로 줄이기 위해서는 계자 자속을 2배로 증가시켜야 합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{V - IR}{\Phi}$
    ② [숫자 대입] $ \frac{1}{2}N = \frac{V - IR}{2\Phi} $
    ③ [최종 결과] 자속은 2배
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54. 전부하로 운전하고 있는 60Hz, 4극 권선형 유도 전동기의 전부하 속도는 1728rpm, 2차 1상의 저항은 0.02Ω이다. 2차 회로의 저항을 3배로 할 때의 회전수[rpm]는?

  1. 1264
  2. 1356
  3. 1584
  4. 1765
(정답률: 61%)
  • 권선형 유도 전동기에서 2차 저항과 슬립은 서로 비례 관계에 있습니다. 따라서 저항이 3배가 되면 슬립 또한 3배가 되며, 이를 통해 변화된 회전수를 구할 수 있습니다.
    먼저 동기 속도 $N_s$와 초기 슬립 $s$를 구합니다.
    $N_s = \frac{120 f}{P} = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$ rpm
    $$s = \frac{N_s - N}{N_s} = \frac{1800 - 1728}{1800} = 0.04$$
    저항이 3배가 되었을 때의 새로운 슬립 $s'$은 다음과 같습니다.
    $$s' = 0.04 \times 3 = 0.12$$
    최종 회전수 $N'$ 계산 과정은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $N' = (1 - s') N_s$
    ② [숫자 대입] $N' = (1 - 0.12) \times 1800$
    ③ [최종 결과] $N' = 1584$ rpm
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55. 단상 변압기 3대를 이용하여 3상 △-△결선을 했을 때, 1차와 2차 전압의 각변위(위상차)는?

  1. 30°
  2. 60°
  3. 120°
  4. 180°
(정답률: 47%)
  • 단상 변압기 3대를 이용한 $\Delta-\Delta$ 결선에서 파형이 반대가 되는 경우, 1차와 2차 전압의 각변위(위상차)는 $180^{\circ}$가 됩니다.
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56. 변압기의 임피던스 전압이란?

  1. 정격 전류 시 2차측 단자전압이다.
  2. 변압기의 1차를 단락, 1차에 1차 정격전류와 같은 전류를 흐르게 하는데 필요한 1차 전압이다.
  3. 변압기 내부 임피던스와 정격전류와의 곱인 내부 전압강하이다.
  4. 변압기 2차를 단락, 2차에 2차 정격전류와 같은 전류를 흐르게 하는데 필요한 2차 전압이다.
(정답률: 56%)
  • 변압기의 임피던스 전압은 변압기 내부 임피던스와 정격전류의 곱으로 정의되며, 이는 정격전류가 흐를 때 발생하는 변압기 내부의 전압강하를 의미합니다.
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57. 3상 유도 전동기를 급속하게 정지시킬 경우에 사용되는 제동법은?

  1. 발전 제동법
  2. 회생 제동법
  3. 마찰 제동법
  4. 역상 제동법
(정답률: 73%)
  • 역상 제동법은 전기자 권선 중 2개의 접속을 서로 반대로 연결하여 전동기에 반대 방향의 토크를 가함으로써 가장 빠르게 정지시킬 수 있는 제동 방법입니다.
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58. 동기 전동기의 진상전류에 의한 전기자 반작용은 어떤 작용을 하는가?

  1. 횡축 반작용
  2. 교차 자화작용
  3. 증자 작용
  4. 감자 작용
(정답률: 73%)
  • 동기전동기에서 진상전류가 흐르면 역기전력 $E$보다 위상이 앞서게 되어 주자속을 감소시키는 감자 작용이 일어납니다.

    오답 노트
    증자 작용: 동기전동기에서는 지상전류가 흐를 때 발생하며, 발전기에서는 진상전류가 흐를 때 발생합니다.
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59. 3상 권선형 유도전동기의 2차 회로의 한상이 단선된 경우에 부하가 약간 커지면 슬립이 50%인 곳에서 운전이 되는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 차동기 운전
  2. 자기여자
  3. 게르게스 현상
  4. 난조
(정답률: 78%)
  • 3상 권선형 유도전동기에서 2차 회로의 한 상이 단선되었을 때, 부하가 증가하면 슬립이 약 $50\%$인 지점에서 안정적으로 운전되는 특이 현상을 게르게스 현상이라고 합니다.
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60. 2상 서보모터의 제어방식이 아닌 것은?

  1. 온도제어
  2. 전압제어
  3. 위상제어
  4. 전압·위상 혼합 제어
(정답률: 72%)
  • 2상 서보모터의 제어방식에는 전압제어, 위상제어, 그리고 전압·위상 혼합 제어가 있습니다.

    오답 노트
    온도제어: 서보모터의 위치나 속도를 제어하는 방식이 아닙니다.
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4과목: 회로이론

61. 의 라플라스 변환 X(s)의 값은? (단, x(0)=0이다.)

  1. s+1
  2. s(s+1)
(정답률: 67%)
  • 미분방정식을 라플라스 변환하여 $X(s)$를 구하는 문제입니다. 상수 $1$의 라플라스 변환은 $1/s$임을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $sX(s) + X(s) = \frac{1}{s}$
    ② [숫자 대입] $X(s)(s + 1) = \frac{1}{s}$
    ③ [최종 결과] $X(s) = \frac{1}{s(s + 1)}$
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62. 4단자 회로에서 4단자 정수를 A, B, C, D라 할때 전달정수 θ는 어떻게 되는가?

(정답률: 51%)
  • 4단자 회로의 4단자 정수 $A, B, C, D$가 주어졌을 때, 전달정수 $\theta$는 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\theta = \ln(\sqrt{AD} + \sqrt{BC})$$
    따라서 정답은 입니다.
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63. 다음 회로에서 10Ω의 저항에 흐르는 전류는 몇 A인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 5
(정답률: 52%)
  • 중첩의 원리를 적용하여 해석합니다. 전압원과 전류원이 병렬로 연결되어 있으므로, 전류원을 개방(Open)시키고 전압원만으로 회로를 해석하면 $10\Omega$ 저항에 흐르는 전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10}{10}$
    ③ [최종 결과] $I = 1$ A
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64. 3상 회로에 △결선된 평형 순저항 부하를 사용하는 경우 선간전압 220V, 상전류가 7.33A라면 1상의 부하저항은 약 몇 Ω인가?

  1. 80
  2. 60
  3. 45
  4. 30
(정답률: 69%)
  • $\Delta$결선에서는 선간전압과 상전압이 동일하다는 특징을 이용하여 옴의 법칙으로 저항을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V_p}{I_p}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{220}{7.33}$
    ③ [최종 결과] $R = 30$ $\Omega$
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65. 그림과 같은 순저항으로 된 회로에 대칭 3상 전압을 가했을　때, 각 선에 흐르는 전류가 같으려면 R[Ω]의 값은?

  1. 20
  2. 25
  3. 30
  4. 35
(정답률: 65%)
  • $\Delta-Y$ 변환을 통해 각 상의 합성 저항을 동일하게 만들어 선전류를 같게 하는 문제입니다.
    먼저 $\Delta$ 결선 저항을 $Y$ 결선으로 변환하면 각 상의 저항은 다음과 같습니다.
    $$R_{ab} = \frac{100 \times 200}{100 + 100 + 200} = 50\Omega$$
    $$R_{bc} = \frac{100 \times 100}{100 + 100 + 200} = 25\Omega$$
    $$R_{ca} = \frac{100 \times 200}{100 + 100 + 200} = 50\Omega$$
    선전류가 같으려면 각 상의 전체 저항이 동일해야 하므로, $R + 25 = 50$이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = R_{ab} - R_{bc}$
    ② [숫자 대입] $R = 50 - 25$
    ③ [최종 결과] $R = 25\Omega$
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66. 다음 용어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 능동소자는 나머지 회로에 에너지를 공급하는 소자이며, 그 값은 양과 음의 값을 갖는다.
  2. 종속전원은 회로 내의 다른 변수에 종속되어 전압 또는 전류를 공급하는 전원이다.
  3. 선형소자는 중첩의 원리와 비례의 법칙을 만족할 수 있는 다이오드 등을 말한다.
  4. 개방회로는 두 단자 사이에 흐르는 전류가 양 단자에 전압과 관계없이 무한대 값을 갖는다.
(정답률: 57%)
  • 종속전원은 회로 내의 다른 전압이나 전류 값에 의해 그 출력이 결정되는 전원을 의미합니다.

    오답 노트
    능동소자: 에너지를 공급하는 소자이나 값의 양음 여부보다는 에너지 공급 능력이 핵심임
    선형소자: 다이오드는 비선형 소자의 대표적인 예임
    개방회로: 저항이 무한대이므로 전류는 $0$이 됨
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67. 그림과 같은 회로에서 입력을 V1(s), 출력을 V1(s)라 할 때, 전압비 전달함수는?

(정답률: 59%)
  • 제시된 회로에서 입력 $V_1(s)$에 대한 출력 $V_2(s)$의 전압비 전달함수를 구하는 문제입니다. 회로의 임피던스 분배 법칙을 적용하여 계산하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$\frac{R_2 + R_1 R_2 C s}{R_1 + R_2 + R_1 R_2 C s}$$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 어떤 코일에 흐르는 전류를 0.5ms 동안에 5A만큼 변화시킬 때 20V의 전압이 발생한다. 이 코일의 자기 인덕턴스[mH]는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 56%)
  • 코일에 흐르는 전류의 시간적 변화율에 의해 유도전압이 발생하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{e \times dt}{di}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{20 \times 0.5 \times 10^{-3}}{5}$
    ③ [최종 결과] $L = 2$ mH
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69. 반파대칭 및 정현대칭인 왜형파의 푸리에 급수의 전개에서 옳게 표현된 것은? (단, )

  1. an의 우수항만 존재한다.
  2. an의 기수항만 존재한다.
  3. bn의 우수항만 존재한다.
  4. bn의 기수항만 존재한다.
(정답률: 69%)
  • 반파대칭인 파형은 기수항만 존재하며, 정현대칭(기함수)인 파형은 $\sin$ 항만 존재합니다. 따라서 두 조건을 모두 만족하는 왜형파의 푸리에 급수 전개에서는 $a_0$와 $a_n$이 모두 사라지고 $b_n$의 기수항만 남게 됩니다.

    오답 노트
    $a_n$ 관련 보기: 정현대칭이므로 $\cos$ 항인 $a_n$은 존재하지 않음
    $b_n$의 우수항: 반파대칭이므로 우수항은 소거됨
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70. 어떤 소자가 60Hz에서 리액턴스 값이 10Ω이었다. 이 소자를 인덕터 또는 커패시터라 할때, 인덕턴스[mH]와 정전용량 [㎌]은 각각 얼마인가?

  1. 26.53 mH, 295.37 ㎌
  2. 18.37 mH, 265.25 ㎌
  3. 18.37 mH, 295.37 ㎌
  4. 26.53 mH, 265.25 ㎌
(정답률: 58%)
  • 리액턴스 값을 통해 인덕턴스($L$)와 정전용량($C$)을 각각 구하는 문제입니다.
    1. 인덕턴스 계산: 유도 리액턴스 공식 $X_L = 2\pi f L$을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{X_L}{2\pi f}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{10}{2\pi \times 60}$
    ③ [최종 결과] $L = 26.53\text{ mH}$
    2. 정전용량 계산: 용량 리액턴스 공식 $X_C = \frac{1}{2\pi f C}$를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{2\pi f X_C}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{2\pi \times 60 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $C = 265.25\text{ \mu F}$
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71. 다음과 같은 π형 회로의 4단자 정수 중 D의 값은?

  1. Z2
(정답률: 56%)
  • $\pi$형 회로의 4단자 정수 중 $D$는 출력측 전압과 전류의 관계를 나타내는 계수입니다.
    $\pi$형 회로의 간편식을 적용하면 $D$의 값은 다음과 같습니다.
    $$D = 1 + \frac{Z_2}{Z_1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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72. 전기량(전하)의 단위로 알맞은 것은?

  1. C
  2. mA
  3. nW
  4. ㎌
(정답률: 81%)
  • 전기량(전하량)은 단위 전하를 나타내는 쿨롱(C)을 사용합니다.
    핵심 원리: 전하량 $Q$는 정전용량 $C$와 전압 $V$의 곱($$Q=CV$$)으로 정의되며, 그 단위는 C(Coulomb)입니다.

    오답 노트
    mA: 전류의 단위
    nW: 전력의 단위
    ㎌: 정전용량의 단위
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73. 저항 60Ω과 유도리액턴스 wL=80Ω인 코일이 직렬로 연결된 회로에 200V의 전압을 인가할 때 전압과 전류의 위상차는?

  1. 48.17°
  2. 50.23°
  3. 53.13°
  4. 55.27°
(정답률: 63%)
  • RL 직렬회로에서 전압과 전류의 위상차는 임피던스 각도와 같으며, $\tan^{-1}$ 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \tan^{-1}(\frac{X_L}{R})$
    ② [숫자 대입] $\theta = \tan^{-1}(\frac{80}{60})$
    ③ [최종 결과] $\theta = 53.13^{\circ}$
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74. 다음 회로에서 t=0일 때 스위치 K를 닫았다. i1(0+),i2(0+)의 값은? (단, t＜0에서 C전압과 L전압은 각각 0V이다.)

  3. 0,0
(정답률: 54%)
  • 스위치를 닫는 순간($t=0^+$)의 회로 상태를 분석하는 문제입니다.
    초기 상태에서 콘덴서 $C$는 단락(Short) 상태로 동작하고, 인덕터 $L$은 개방(Open) 상태로 동작합니다.
    1. $C$가 단락되므로 전압 $V$는 저항 $R_1$에 그대로 걸리며, $i_1(0^+) = \frac{V}{R_1}$이 됩니다.
    2. $L$이 개방되므로 $i_2$가 흐르는 경로가 끊겨 $i_2(0^+) = 0$이 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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75. 그림과 같이 저항 R=3Ω과 용량리액턴스 인 콘덴서가 병렬로 연결된 회로에 100V의 교류 전압을 인가할 때, 합성 임피던 Z[Ω]는?

  1. 1.2
  2. 1.8
  3. 2.2
  4. 2.4
(정답률: 42%)
  • 저항 $R$과 용량 리액턴스 $X_C$가 병렬로 연결된 회로의 합성 임피던스를 구하는 문제입니다.
    병렬 임피던스 공식 $Z = \frac{R \times X_C}{\sqrt{R^2 + X_C^2}}$를 사용합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{R \times X_C}{\sqrt{R^2 + X_C^2}}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{3 \times 4}{\sqrt{3^2 + 4^2}}$
    ③ [최종 결과] $Z = 2.4$
    따라서 합성 임피던스는 $2.4\Omega$ 입니다.
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76. 전달함수 을 갖는 요소가 있다. 이 요소에 w=2[rad/sec]인 정현파를 주었을 때 |G(jw)| 를 구하면?

  1. 8
  2. 6
  3. 4
  4. 2
(정답률: 60%)
  • 전달함수 $G(s)$에서 $s = j\omega$를 대입하여 주파수 응답의 크기 $|G(j\omega)|$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $|G(j\omega)| = \frac{20}{\sqrt{3^{2} + (2\omega)^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $|G(j2)| = \frac{20}{\sqrt{3^{2} + (2 \times 2)^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $|G(j2)| = \frac{20}{\sqrt{9 + 16}} = \frac{20}{5} = 4$
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77. 시정수 t를 갖는 RL직렬회로에 직류 전압을 가할 때 t=2t되는 시간에 회로에 흐르는 전류는 최종값의 약 몇%인가?

  1. 98
  2. 95
  3. 86
  4. 63
(정답률: 52%)
  • RL 직렬회로에 직류 전압을 인가했을 때, 시간 $t$에 따른 전류의 상승률은 $1 - e^{-\frac{t}{\tau}}$로 나타납니다.
    시정수 $\tau$에 따른 전류 도달 비율은 다음과 같습니다.
    1. $t = \tau$ 일 때: 약 $63.2\%$
    2. $t = 2\tau$ 일 때: 약 $86.5\%$
    3. $t = 3\tau$ 일 때: 약 $95\%$
    따라서 $t = 2\tau$일 때의 전류는 최종값의 약 $86\%$입니다.
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78. 3상 4선식에서 중성선이 필요하지 않아서 중성선을 제거하여 3상 3선식으로 하려고 한다. 이때 중성선의 조건식은 어떻게 되는가? (단, Ia, Ib, Ic는 각상의 전류이다.)

  1. Ia+Ib+Ic=1
  2. Ia+Ib+Ic=√3
  3. Ia+Ib+Ic=3
  4. Ia+Ib+Ic=0
(정답률: 77%)
  • 3상 4선식에서 중성선을 제거하여 3상 3선식으로 운용하기 위해서는 중성선에 흐르는 전류가 0이어야 합니다.
    키르히호프의 전류 법칙(KCL)에 의해 각 상의 전류의 합이 0이 되는 조건이 필요합니다.
    $$I_a + I_b + I_c = 0$$
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79. 에서 모든 초기값을 0으로 하고 라플라스 변환 할 때 I(s)는? (단, I(s), Ei(s)는 i(t), ei(t)의 라플라스 변환이다.)

(정답률: 70%)
  • 회로의 전압 방정식 $e_i(t) = Ri(t) + L\frac{di(t)}{dt} + \frac{1}{C}\int i(t)dt$를 라플라스 변환하여 전류 $I(s)$에 대해 정리하는 문제입니다.
    초기값이 0일 때, 미분은 $s$를 곱하고 적분은 $s$로 나누는 성질을 이용합니다.
    $$E_i(s) = RI(s) + LsI(s) + \frac{1}{Cs}I(s)$$
    $$E_i(s) = (Ls + R + \frac{1}{Cs})I(s)$$
    $$I(s) = \frac{E_i(s)}{Ls + R + \frac{1}{Cs}} = \frac{Cs E_i(s)}{LCS^2 + RCS + 1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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80. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각 상의 임피던스가 16+j12Ω이고 부하전류가 10A일 때, 이 부하의 선간전압은 약 몇 V인가?

  1. 152.6
  2. 229.1
  3. 346.4
  4. 445.1
(정답률: 70%)
  • Y결선 부하에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배이며, 상전압은 전류와 임피던스의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{3} \times I \times Z$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{3} \times 10 \times \sqrt{16^{2} + 12^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V = 346.4$ V
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 변압기로서 특고압과 결합되는 고압전로의 혼촉에 의한 위험방지 시설은?

  1. 프아이머리 컷아웃 스위치
  2. 제 2종 접지공사
  3. 휴즈
  4. 사용 전압의 3배의 전압에서 방전하는 방전장치
(정답률: 50%)
  • 특고압과 결합하는 고압 전로는 혼촉 시 위험을 방지하기 위해 사용 전압의 3배 이하의 전압에서 방전하는 방전 장치를 시설하고 제 1종 접지 공사를 시행해야 합니다.
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82. 특고압 가공전선로에서 양측의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 철탑의 종류는?

  1. 내장형
  2. 직선형
  3. 인류형
  4. 보강형
(정답률: 79%)
  • 특고압 가공전선로에서 양측 경간의 차이가 커서 전선에 가해지는 장력의 불균형이 심한 곳에는 이를 보완하기 위해 내장형 철탑을 사용합니다.
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83. 발전기, 변압기, 조상기, 모선 또는 이를 지지하는 애자는 단락전류에 의하여 생기는 어느 충격에 견디어야 하는가?

  1. 기계적 충격
  2. 철손에 의한 충격
  3. 동손에 의한 충격
  4. 표류부하손에 의한 충격
(정답률: 72%)
  • 단락전류가 흐르면 매우 큰 전자기력이 발생하여 진동과 같은 기계적 충격이 가해지므로, 발전기나 변압기 등의 기기와 이를 지지하는 애자는 이러한 기계적 충격에 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
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84. 옥내에 시설하는 저압 전선으로 나전선을 사용할 수 있는 배선공사는?

  1. 합성수지관 공사
  2. 금속관 공사
  3. 버스덕트 공사
  4. 플로어 덕트 공사
(정답률: 53%)
  • 옥내 배선에서 나전선을 사용할 수 있는 공사는 버스덕트 공사, 라이팅 덕트 공사, 애자 사용 공사, 접지선 시설 공사 등이 있습니다.

    오답 노트
    합성수지관 공사, 금속관 공사, 플로어 덕트 공사는 나전선 사용이 제한되는 공사입니다.
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85. 금속제 수도관로 또는 철골, 기타의 금속제를 접지극으로 사용한 제1종 또는 제2종 접지공사의 접지선 시설방법은 어느 것에 준하여 시설하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 애자 사용 공사
  2. 금속 몰드 공사
  3. 금속관 공사
  4. 케이블 공사
(정답률: 72%)
  • 금속제 수도관로 등을 접지극으로 사용하는 경우, 접지할 부분부터 금속체까지의 접지선 시설 방법은 케이블 공사에 준하여 시공해야 합니다.
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86. 22kV 전선로의 절연내력 시험은 전로와 대지간에 시험전압을 연속하여 몇 분간 가하여 시험하게 되는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 10
(정답률: 75%)
  • 고압 및 특고압 전로의 절연내력 시험 시, 규정된 시험전압을 연속하여 $10$분간 가하여 절연 상태를 확인해야 합니다.
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87. 저압 옥내배선을 케이블트레이 공사로 시설하려고 한다. 틀린 것은?

  1. 저압 케이블과 고압 케이블은 동일 케이블 트레이 내에 시설하여서는 안된다.
  2. 케이블 트레이 내에서는 전선을 접속하여서는 안된다.
  3. 수평으로 포설하는 케이블 이외의 케이블은 케이블 트레이 의 가로대에 견고하게 고정시킨다.
  4. 절연금속을 금속관에 넣으면 케이블트레이 공사에 사용할 수 있다.
(정답률: 46%)
  • 케이블 트레이 내에서 전선을 접속하는 것은 가능하며, 다만 접속 시에는 반드시 절연 처리를 해야 합니다.

    오답 노트
    저압 케이블과 고압 케이블의 혼용 금지, 수평 외 케이블의 가로대 고정, 절연금속의 금속관 사용은 모두 올바른 시설 방법입니다.
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88. 건조한 장소에 시설하는 애자사용 공사로서 사용전압이 440V인 경우 전선과 조영재와의 이격거리는 최소 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.5
  4. 5.5
(정답률: 61%)
  • 건조한 장소에 시설하는 애자사용 공사의 전선과 조영재 사이 이격거리는 사용전압 $400\text{V}$이하일 때 $2.5\text{cm}$이상, $400\text{V}$ 초과일 때 $4.5\text{cm}$이상을 유지해야 합니다. 본 문제의 사용전압은 $440\text{V}$이지만, 건조한 장소의 기준을 적용하여 $2.5\text{cm}$가 정답이 됩니다.
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89. 가공전선로의 지지물에 지선을 시설할 때 옳은 방법은?

  1. 지선의 안전율을 2.0으로 하였다.
  2. 소선은 최소 2가닥 이상의 연선을 사용하였다.
  3. 지중의 부분 및 지표상 20cm까지의 부분은 아연도금 철봉 등 내부식성 재료를 사용하였다.
  4. 도로를 횡단하는 곳의 지선의 높이는 지표상 5m로 하였다.
(정답률: 66%)
  • 도로를 횡단하는 곳의 지선 높이는 지표상 $5\text{m}$이상으로 설치하여 통행에 지장이 없도록 해야 합니다.

    오답 노트
    지선의 안전율: $2.5$이상이어야 함
    소선 가닥 수: $3$가닥 이상의 연선을 사용해야 함
    내부식성 재료 사용 범위: 지중 부분 및 지표상 $30\text{cm}$까지 적용함
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90. 교통신호등의 시설공사를 다음과 같이 하였을 때 틀린 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 전선은 450/750V 일반용 단심 비닐 절연전선을 사용하였다.
  2. 신호등의 인하선은 지표상 2.5m로 하였다.
  3. 사용전압을 300V 이하로 하였다.
  4. 제어장치의 금속제 외함은 특별 제 3종 접지공사를 하였다.
(정답률: 56%)
  • 제어장치의 금속제 외함 접지 기준에 관한 내용이 틀렸습니다. (단, 2021년 KEC 규정 변경으로 인해 현재는 종별 접지 개념이 폐지되어 관련 문제는 출제되지 않습니다.)
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91. 전로의 절연 원칙에 따라 반드시 절연하여야 하는 것은?

  1. 수용장소의 인입구 접지점
  2. 고압과 특별고압 및 저압과의 혼촉 위험 방지를 한 경우의 접지점
  3. 저압 가공전선로의 접지측 전선
  4. 시험용 변압기
(정답률: 44%)
  • 전로의 절연 원칙에 따라 저압 가공전선로의 접지측 전선(특히 특고압 가공전선과 동일 지지물에 시설되는 부분)은 반드시 절연하여야 합니다.

    오답 노트
    시험용 변압기: 기술적으로 절연할 수 없는 부분에 해당함
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92. 발전기의 용량에 관계없이 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우는?

  1. 과전류 인입
  2. 베어링 과열
  3. 발전기 내부고장
  4. 유압의 과팽창
(정답률: 59%)
  • 발전기에 과전류가 인입되면 설비에 치명적인 손상을 줄 수 있어 매우 위험하므로, 발전기의 용량과 관계없이 이를 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치를 반드시 시설해야 합니다.
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93. 방직공장의 구내 도로에 220V 조명등용 가공 전선로를 시설하고자 한다. 전선로의 경간은 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 59%)
  • 구내에 설비하는 저압 가공 전선로의 경우, 전선로의 경간은 $30\text{m}$이하로 시설해야 한다는 규정을 적용합니다.
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94. 옥외 백열전등의 인하선으로 공칭단면적 2.5mm2 이상의 연동선과 동등 이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용해야 하는 지표상의 높이는 몇 m 미만인가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 39%)
  • 옥외 백열전등의 인하선 시설 기준에 따라, 지표상 높이가 $2.5\text{m}$ 미만인 경우에는 공칭단면적 $2.5\text{mm}^2$이상의 연동선과 동등 이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용해야 합니다.
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95. 345kV 가공 송전선로를 제1종 특고압 보안 공사에 의할 때 사용되는 경동연선의 굵기는 몇 mm2이상이어야 하는가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 300
(정답률: 44%)
  • 제1종 특별 보안공사 시 전압 범위에 따라 경동연선의 최소 굵기가 규정되어 있습니다. $345\text{kV}$는 $300\text{kV}$이상 구간에 해당하므로 단면적 $200\text{mm}^2$이상의 경동선을 사용해야 합니다.
    전압별 기준
    1. $100\text{kV}$ 미만: $55\text{mm}^2$이상
    2. $100\text{kV}$이상 $300\text{kV}$ 미만: $150\text{mm}^2$이상
    3. $300\text{kV}$이상: $200\text{mm}^2$이상
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96. 금속관 공사에 의한 저압옥내배선 시설 방법으로 틀린것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 전선은 절연전선일 것
  2. 전선은 연선일 것
  3. 관의 두께는 콘크리트에 매설시 1.0mm 이상일 것
  4. 사용전압이 400V 이상인 관에는 제 3종 접지공사를 할 것
(정답률: 64%)
  • 금속관 공사 시 사용전압이 $400\text{V}$이상인 관에는 제 3종 접지공사가 아닌 특별 제 3종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    사용전압이 $400\text{V}$이상인 관에는 제 3종 접지공사를 할 것: 특별 제 3종 접지공사를 적용해야 하므로 틀린 설명입니다.
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97. 한 수용장소의 인입선에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입구에 이르는 부분의 전선을 무엇이라 하는가?

  1. 가공 인입선
  2. 인입선
  3. 연접 인입선
  4. 옥측배선
(정답률: 69%)
  • 한 수용장소의 인입선에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입구에 이르는 전선을 연접 인입선이라고 합니다.
    핵심 포인트
    1. 수용가에서 수용가로 직접 연결되며 다른 지지물을 거치지 않음
    2. 저압에서만 사용 가능하며 길이는 $100\text{m}$를 초과할 수 없음
    3. 지름 $2.6\text{mm}$이상의 경동선을 사용함
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98. 중량물이 통과하는 장소에 비닐외장 케이블을 직접 매설식으로 시설하는 경우 매설 깊이는 몇 m 이상이어야 하는가?(2021년 개정된 KEC 규정 적용됨)

  1. 0.8
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 67%)
  • KEC 규정에 따라 비닐외장 케이블을 직접 매설식으로 시설하는 경우, 중량물 통과 여부와 관계없이 기본 매설 깊이는 $1.0\text{m}$이상이어야 합니다.
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99. 특고압 가공전선이 다른 특고압 가공전선과 교차하여 시설하는 경우는 제 몇 종 특고압 보안 공사에 의하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1종
  2. 2종
  3. 3종
  4. 4종
(정답률: 56%)
  • 특고압 가공 전선이 다른 특고압 가공 전선과 접근하거나 교차하여 시설되는 경우, 위쪽 또는 옆쪽에 시설되는 전선로는 제3종 특고압 보안 공사를 적용해야 합니다.
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100. 특고압 전로와 저압 전로를 결합하는 변압기 저압측의 중성점에 제 2종 접지공사를 토지의 상황 때문에 변압기의 시설장소마다 하기 어려워서 가공 접지선을 시설하려고 한다. 이 때 가공 접지선으로 경동선을 사용한다면 그 최소 굵기는 몇 mm인가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 3.2
  2. 4
  3. 4.5
  4. 5
(정답률: 71%)
  • 고압 또는 특고압과 저압의 혼촉에 의한 위험을 방지하기 위해 변압기 저압측 중성점에 접지공사를 시행합니다. 토지 상황으로 인해 시설장소마다 접지가 어려워 가공 접지선을 시설하는 경우, 경동선 기준 최소 굵기 규정을 적용합니다.
    가공 접지선으로 경동선을 사용할 때의 최소 지름은 $4\text{ mm}$이상이어야 합니다.
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