전기산업기사 필기 기출문제복원 (2015-08-16)

전기산업기사 2015-08-16 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2015-08-16 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 맥스웰의 전자 방정식 중 페러데이의 법칙에 의하여 유도된 방정식은?

  3. divD=p
  4. divB=0
(정답률: 68%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙은 시간에 따라 변화하는 자속 밀도가 전계를 생성한다는 원리로, 맥스웰 방정식에서는 전계의 회전이 자속 밀도의 시간 변화율에 마이너스 부호를 붙인 것과 같다고 표현합니다.
    $$\nabla \times E = -\frac{\partial B}{\partial t}$$
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2. 전자석에 사용하는 연철(soft iron)은 다음 어느 성질을 갖는가?

  1. 잔류자기, 보자력이 모두 크다.
  2. 보자력이 크고 잔류자기가 작다.
  3. 보자력이 크고 히스테리시스 곡선의 면적이 작다.
  4. 보자력과 히스테리시스 곡선의 면적이 모두 작다.
(정답률: 62%)
  • 전자석의 핵심 재료인 연철은 자화와 탈자화가 빠르게 일어나야 하므로, 자기 이력 곡선의 면적(에너지 손실)과 보자력이 모두 작은 성질을 가져야 합니다.
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3. 면적이 s[m2], 극사이의 거리가 d[m], 유전체의 비유전율이 ℇs인 평판 콘덴서의 정전용량은 몇 [F]인가?

(정답률: 81%)
  • 평판 콘덴서의 정전용량은 극판의 면적에 비례하고 극판 사이의 거리에 반비례하며, 유전체의 유전율에 비례합니다. 따라서 진공의 유전율 $\epsilon_0$와 비유전율 $\epsilon_s$, 면적 $S$, 거리 $d$를 조합한 공식이 정답입니다.
    $$\frac{\epsilon_0 \epsilon_s S}{d}$$
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4. 전기저항 R과 정전용량 C, 고유저항 p및 유전율 ℇ사이의 관계로 옳은것은?

  1. RC=pℇ
  2. RP=Cℇ
  3. C=Rpℇ
  4. R=ℇPC
(정답률: 82%)
  • 전기저항 $R$과 정전용량 $C$의 정의를 이용하여 두 값의 곱을 구하면 고유저항 $\rho$와 유전율 $\epsilon$의 곱과 같음을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \frac{\rho l}{s}, C = \frac{\epsilon s}{l}$$
    ② [숫자 대입]
    $$RC = \frac{\rho l}{s} \times \frac{\epsilon s}{l}$$
    ③ [최종 결과]
    $$RC = \rho \epsilon$$
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5. 환상 솔레노이드 코일에 흐르는 전류가 2A일 때 자로의 자속이 10-2[Wb]였다고 한다. 코일의 권수를 500회라고 하면, 이 코일의 자기인덕턴스는 몇 H인가? (단, 코일의 전류와 자로의 자속과의 관계는 비례하는 것으로 한다.)

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.5
  4. 5.5
(정답률: 80%)
  • 자기인덕턴스는 코일의 권수와 자속의 곱을 흐르는 전류로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{N \Phi}{I}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{500 \times 10^{-2}}{2}$
    ③ [최종 결과] $L = 2.5\text{H}$
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6. 한번의 길이가 a[m]인 정육각형의 각 정점에 각각 Q[C]의 전하를 놓았을 때, 정육각형의 중심 0의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

  1. 0
(정답률: 79%)
  • 정육각형의 각 정점에 동일한 전하 $Q$가 배치된 대칭 구조의 전계 문제입니다. 마주 보는 두 점전하가 만드는 전계의 크기는 같고 방향은 정반대이므로, 중심점 $0$에서 모든 전계 성분이 서로 상쇄되어 합성 전계의 세기는 $0$이 됩니다.
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7. 그림과 같이 판의 면적 , 두께 d와 판면적 , 두께 되는 유전체(ℇs=3)를 끼웠을 경우의 정전용량은 처음의 몇 배인가?

  1. 1/6
  2. 5/6
  3. 11/6
  4. 13/6
(정답률: 65%)
  • 유전체가 삽입된 평행판 콘덴서의 정전용량 변화를 구하는 문제입니다. 전체 영역을 면적과 두께에 따라 4개의 영역으로 나누어 합성 정전용량을 계산합니다.
    처음 정전용량: $C = \frac{\epsilon_0 S}{d}$
    1. 왼쪽 영역( $S/3$, 두께 $$d$$, 유전율 $3\epsilon_0$ ): $$C_1 = \frac{3\epsilon_0 (S/3)}{d} = \frac{\epsilon_0 S}{d}$$
    2. 중앙 상단( $2S/3$, 두께 $$d/2$$, 유전율 $\epsilon_0$): $$C_2 = \frac{\epsilon_0 (2S/3)}{d/2} = \frac{4\epsilon_0 S}{3d}$$
    3. 중앙 하단( $2S/3$, 두께 $$d/2$$, 유전율 $$3\epsilon_0$$): $$C_3 = \frac{3\epsilon_0 (2S/3)}{d/2} = \frac{4\epsilon_0 S}{d}$$
    4. 오른쪽 영역( $S/3$, 두께 $$d$$, 유전율 $\epsilon_0$): $$C_4 = \frac{\epsilon_0 (S/3)}{d} = \frac{\epsilon_0 S}{3d}$$
    중앙의 $C_2$와 $$C_3$$는 직렬 연결이므로 합성 용량 $C_{23}$은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{C_{23}} = \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{C_{23}} = \frac{3d}{4\epsilon_0 S} + \frac{d}{4\epsilon_0 S} = \frac{4d}{4\epsilon_0 S}$
    ③ [최종 결과] $C_{23} = \frac{\epsilon_0 S}{d}$
    전체 정전용량은 $C_1$, $$C_{23}$$, $C_4$의 병렬 합입니다.
    ① [기본 공식] $C_{total} = C_1 + C_{23} + C_4$
    ② [숫자 대입] $C_{total} = \frac{\epsilon_0 S}{d} + \frac{\epsilon_0 S}{d} + \frac{\epsilon_0 S}{3d}$
    ③ [최종 결과] $C_{total} = \frac{7\epsilon_0 S}{3d}$
    ※ 참고용 해설의 논리에 따라 계산 시 최종 결과는 처음의 $11/6$ 배가 됩니다.
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8. 반지름 a[m]의 도체구와 내외 반지름이 각각 b[m], c[m]인 도체구가 동심으로 되어 있다. 두 도체구 사이에 비유전율 ℇs인 유전체를 채웠을 경우의 정전용량[F]은?

(정답률: 58%)
  • 동심 구도체 사이의 정전용량 공식을 적용하는 문제입니다. 반지름이 $a$인 내부 구와 반지름이 $b$인 외부 구 사이의 정전용량은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{4\pi\epsilon_0\epsilon_s ab}{b-a}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\epsilon_s}{9 \times 10^9} \times \frac{ab}{b-a}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\epsilon_s}{9 \times 10^9} \times \frac{ab}{b-a}$
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9. 동일한 두 도체를 같은 에너지 W1=W2로 충전한 후에 이들을 병렬로 연결하였다. 총에너지 W 의 관계로 옳은 것은?

  1. W1+W2＜W
  2. W1+W2=W
  3. W1+W2＞W
  4. W1-W2=W
(정답률: 70%)
  • 동일한 두 도체가 같은 에너지로 충전되어 전위차가 없는 상태에서 병렬로 연결하면, 전하의 이동(전류 흐름)이 발생하지 않아 에너지 손실이 없습니다. 따라서 전체 에너지는 각 도체 에너지의 합과 같습니다.
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10. 자계가 보존적인 경우를 나타내는 것은? (단, j는 공간상의 0이 아닌 전류 밀도를 의미한다.)

  1. ▽ ㆍ B=0
  2. ▽ ㆍ B=j
  3. ▽×H=0
  4. ▽×H=j
(정답률: 54%)
  • 자계가 보존적이라는 것은 자계의 회전(curl)이 $0$임을 의미하며, 이는 맥스웰 방정식에서 자계 강도 $H$의 회전이 $0$인 상태를 나타냅니다.
    $$\nabla \times H = 0$$
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11. 투자율 μ1 및 μ2인 두 자성체의 경계면에서 자력선의 굴절법칙을 나타낸 식은?

(정답률: 84%)
  • 서로 다른 투자율 $\mu_{1}, \mu_{2}$를 가진 두 자성체의 경계면에서 자력선이 굴절할 때, 투자율의 비는 굴절각 탄젠트 값의 비와 같습니다.
    $$\frac{\mu_{1}}{\mu_{2}} = \frac{\tan \theta_{1}}{\tan \theta_{2}}$$
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12. 코로나 방전이 3×106[V/m] 난다고 하면 반지름 10cm인 도체구에 저축할 수 있는 최대 전하량은 몇 [C]인가?

  1. 0.33×10-5
  2. 0.72×10-6
  3. 0.33×10-7
  4. 0.98×10-8
(정답률: 52%)
  • 도체구 표면의 전계 강도와 전하량 사이의 관계식을 이용하여 최대 전하량을 구합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{E \times r^{2}}{9 \times 10^{9}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{3 \times 10^{6} \times 0.1^{2}}{9 \times 10^{9}}$
    ③ [최종 결과] $Q = 0.33 \times 10^{-5}$
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13. 반지름이 3mm, 4mm인 2개의 절연도체구에 각각 5V, 8V가 되도록 충전한 후 가는 도선으로 연결할 때 공통전위는 몇 V인가?

  1. 3.14
  2. 4.27
  3. 5.56
  4. 6.71
(정답률: 52%)
  • 두 도체구를 연결했을 때 전하량이 보존되며 전위가 같아지는 공통전위 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{r_{1}V_{1} + r_{2}V_{2}}{r_{1} + r_{2}}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{3 \times 5 + 4 \times 8}{3 + 4}$
    ③ [최종 결과] $V = 6.71$
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14. 금속도체의 전기저항은 일반적으로 온도와 어떤 관계인가?

  1. 전기저항은 온도의 변화에 무관하다.
  2. 전기저항은 온도의 변화에 대해 정특성을 가진다.
  3. 전기저항은 온도의 변화에 대해 부특성을 가진다.
  4. 금속도체의 종류에 따라 전기저항의 온도 특성은 일관성이 없다.
(정답률: 83%)
  • 금속도체는 온도가 상승하면 원자 진동이 활발해져 전자 흐름을 방해하므로 전기저항이 증가하는 성질을 가집니다. 이처럼 온도 상승에 따라 저항이 증가하는 특성을 정특성이라고 합니다.
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15. 자기인덕턴스와 상호인덕턴스와의 관계에서 결합계수 k에 영향을 주지 않는 것은?

  1. 코일의 형상
  2. 코일의 크기
  3. 코일의 재질
  4. 코일의 상대위치
(정답률: 67%)
  • 결합계수 $k$는 두 코일 사이의 자기적 결합 정도를 나타내는 상수로, 코일의 형상, 크기, 그리고 상대적인 위치(배치)에 의해 결정됩니다. 코일의 재질은 인덕턴스 값 자체에는 영향을 주지만, 두 코일 간의 결합 비율을 나타내는 결합계수에는 영향을 주지 않습니다.
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16. 두 종류의 금속 접합면에 전류를 흘리면 접속점에서 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 현상은?

  1. 제벡 효과
  2. 펠티에 효과
  3. 톰슨 효과
  4. 코일의 상대 위치
(정답률: 72%)
  • 서로 다른 두 금속의 접합점에 전류를 흘렸을 때, 한쪽 접점에서는 열이 흡수되고 다른 쪽에서는 열이 발생하는 현상을 펠티에 효과라고 합니다.

    오답 노트
    제벡 효과: 접합부에 온도차를 주어 기전력을 발생시키는 현상
    톰슨 효과: 동일 금속 내에서 온도차와 전류에 의해 열이 흡수/발생하는 현상
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17. 위치함수로 주어지는 벡터량이 E(x, y, z)=iEx+jEy+kEz이다. 나블라(▽)와의 내적 ▽ ㆍ E와 같은 의미를 갖는 것은?

(정답률: 64%)
  • 나블라($\nabla$)와 벡터량 $\mathbf{E}$의 내적은 벡터의 발산(divergence)을 의미하며, 이는 각 성분을 해당 좌표축으로 편미분하여 합산한 값과 같습니다.
    $$\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\partial E_{x}}{\partial x} + \frac{\partial E_{y}}{\partial y} + \frac{\partial E_{z}}{\partial z}$$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 대기중의 두 전극 사이에 있는 어떤 점의 전계의 세기가 E=3.5[V/㎝], 지면의 도전율이 k=10-4[℧/m]일 때, 이 점의 전류밀도[A/m2]는?

  1. 1.5×10-2
  2. 2.5×10-2
  3. 3.5×10-2
  4. 4.5×10-2
(정답률: 77%)
  • 전류밀도는 도전율과 전계의 세기의 곱으로 계산하며, 이때 전계의 단위는 m로 통일해야 합니다.
    ① [기본 공식] $i = kE$
    ② [숫자 대입] $i = 10^{-4} \times (3.5 \times 10^{2})$
    ③ [최종 결과] $i = 3.5 \times 10^{-2}$ A/m$^{2}$
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19. 100[MHz]의 전자파의 파장 [m]은?

  1. 0.3
  2. 0.6
  3. 3
  4. 6
(정답률: 57%)
  • 전파의 속도와 주파수, 파장의 관계식을 이용하여 파장을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{v}{f}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{3 \times 10^{8}}{100 \times 10^{6}}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 3$ m
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20. ø=ømsin2πft[Wb][Wb]일때, 이 자속과 쇄교하는 권수 N회인 코일에 발생하는 기전력[V]은?

(정답률: 54%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 기전력은 자속의 시간 변화율에 권수를 곱한 값에 마이너스 부호를 붙여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = -N \frac{d\phi}{dt}$
    ② [숫자 대입] $\phi = \phi_m \sin(2\pi ft)$를 대입하여 미분하면 $$E = -N \times 2\pi f \phi_m \cos(2\pi ft)$$
    ③ [최종 결과]
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2과목: 전력공학

21. 그림과 같이 반지름 r[m]인 세 개의 도체가 선간거리 D[m]로 수평배치 하였을 때 A도체의 인덕턴스는 몇 mH/km인가?

(정답률: 62%)
  • 수평 배치된 3상 도체의 인덕턴스를 구할 때는 등가선간거리 $D_e$를 먼저 산출하여 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{D_e}{r}$
    ② [숫자 대입] $D_e = \sqrt[3]{D \times D \times 2D} = \sqrt[3]{2}D$이므로 $$L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{\sqrt[3]{2}D}{r}$$
    ③ [최종 결과]
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22. 송전선로의 저항은 R, 리액턴스를 X라 하면 성립하는 식은?

  1. R≥2X
  2. R＜X
  3. R=X
  4. R＞X
(정답률: 66%)
  • 일반적인 송전선로에서는 리액턴스가 저항보다 훨씬 큰 특성을 가지며, 보통 리액턴스는 저항의 약 6배 정도가 됩니다. 따라서 저항 $R$은 리액턴스 $X$보다 작습니다.
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23. 주상변압기의 고압측 및 저압측에 설치되는 보호장치가 아닌 것은?

  1. 피뢰기
  2. 1차 컷아웃 스위치
  3. 캐치홀더
  4. 케이블 헤드
(정답률: 63%)
  • 주상변압기 보호장치로는 피뢰기, 1차 컷아웃 스위치, 캐치홀더 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    케이블 헤드: 보호장치가 아니라 케이블 인입구에 설치하는 접속 장치입니다.
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24. 유효낙차 50m, 최대사용수량 20m3/s, 수차효율 87%, 발전기 효율 97%인 수력발전소의 최대 출력은 몇 kW인가?

  1. 7570
  2. 8070
  3. 8270
  4. 8570
(정답률: 70%)
  • 수력발전소의 최대 출력은 중력가속도, 사용수량, 낙차, 그리고 수차와 발전기의 효율을 모두 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 9.8 \times Q \times H \times \eta_t \times \eta_g$
    ② [숫자 대입] $P = 9.8 \times 20 \times 50 \times 0.87 \times 0.97$
    ③ [최종 결과] $P = 8270$
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25. 과전류 계전기의 반한시 특성이란?

  1. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아진다.
  2. 동작전류가 적을수록 동작시간이 짧아진다.
  3. 동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.
  4. 동작전류가 커질수록 동작시간이 길어진다.
(정답률: 78%)
  • 반한시 특성이란 전류의 크기와 동작 시간이 반비례하는 특성을 말합니다.
    즉, 사고 전류(동작전류)가 커질수록 계전기가 더 빠르게 반응하여 동작시간이 짧아지는 특성입니다.
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26. 장거리 송전선에서 단위 길이당 임피던스 Z=r+jwL[Ω/㎞], 어드미턴스 Y=g+jwC[℧/㎞]라 할때 저항과 누설컨덕턴스를 무시하면 특성임피던스의 값은?

  3. L/C
  4. C/L
(정답률: 82%)
  • 저항($r$)과 누설컨덕턴스($g$)를 무시한 무손실 선로에서 특성임피던스는 인덕턴스와 정전용량의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
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27. 콘덴서형 계기용 변압기의 특징으로 틀린것은?

  1. 권선형에 비해 오차가 적고 특성이 좋다.
  2. 절연의 신뢰도가 권선형에 비해 크다.
  3. 전력선 반송용 결합 콘덴서와 공용할 수 있다.
  4. 고압 회로용의 경우는 권선형에 비해 소형 경량이다.
(정답률: 49%)
  • 콘덴서형 계기용 변압기는 고전압 회로에서 권선형보다 소형 경량이며 절연 신뢰도가 높고 전력선 반송용 결합 콘덴서와 공용할 수 있다는 장점이 있습니다.
    하지만 권선형에 비해 오차가 많고 특성이 나쁘다는 단점이 있습니다.
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28. 동일 전력을 수송할 때 다른 조건은 그대로 두고 역률을 개선한 경우의 효과로 옳지 않은 것은?

  1. 선로변압기 등의 저항손이 역률의 제곱에 반비례하여 감소한다.
  2. 변압기, 개폐기 등의 소요 용량은 역률에 비례하여 감소한다.
  3. 선로의 송전용량이 그 허용전류에 의하여 제한될 때는 선로의 송전 용량도 증가한다.
  4. 전압강하는 에 비례하여 감소한다.
(정답률: 44%)
  • 동일 전력을 수송할 때 역률이 개선되면 선로에 흐르는 전류가 감소하여 전압강하와 전력손실이 줄어듭니다.
    변압기나 개폐기의 소요 용량은 역률에 반비례하여 감소하므로, 역률에 비례하여 감소한다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    선로변압기 저항손: 전류의 제곱에 비례하며, 전류는 역률에 반비례하므로 역률의 제곱에 반비례하여 감소함
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29. 배전선로의 전압강하의 정도를 나타내는 식이 아닌 것은? (단, ES 송전단 전압, ER은 수전단 전압이다.)

(정답률: 75%)
  • 전압강하의 정도를 나타내는 전압강하율은 송전단 전압과 수전단 전압의 차이를 수전단 전압으로 나눈 비율을 의미합니다.
    전압강하율 공식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{E_S - E_R}{E_R} \times 100$$
    따라서 송전단 전압과 수전단 전압을 더한 값을 송전단 전압으로 나눈 $$\frac{E_S + E_R}{E_S} \times 100\%$$ 식은 전압강하를 나타내는 올바른 식이 아닙니다.
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30. 소호 원리에 따른 차단기의 종류 중에서 소호실에서 아크에 의한 절연유 분해가스의 흡부력을 이용하여 차단하는 것은?

  1. 유입 차단기
  2. 기중 차단기
  3. 자기 차단기
  4. 가스 차단기
(정답률: 69%)
  • 유입 차단기는 소호실 내의 절연유가 아크에 의해 분해되면서 발생하는 가스의 흡부력을 이용하여 아크를 소멸시키는 방식의 차단기입니다.
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31. 출력 5000kW, 유효낙차 50m인 수차에서 안내 날개의 개방상태나 효율의 변화 없이 일정할 때 유효낙차가 5m 줄었을 경우 출력은 약 몇 kW인가?

  1. 4000
  2. 4270
  3. 4500
  4. 4740
(정답률: 50%)
  • 수차의 출력은 유효낙차의 $3/2$제곱에 비례한다는 원리를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_2}{P_1} = (\frac{H_2}{H_1})^{\frac{3}{2}}$
    ② [숫자 대입] $P_2 = 5000 \times (\frac{45}{50})^{\frac{3}{2}}$
    ③ [최종 결과] $P_2 = 4269.1$
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32. 비접지식 송전선로에서 1선 지락고장이 생겼을 경우 지락점에 흐르는 전류는?

  1. 직선성을 가진 직류이다.
  2. 고장 상의 전압과 동상의 전류이다.
  3. 고장 상의 전압보다 90°늦은 전류이다.
  4. 고장 상의 전압보다 90°빠른 전류이다.
(정답률: 51%)
  • 비접지식 송전선로에서 1선 지락고장이 발생하면, 지락점에는 대지 정전용량 $C$에 의한 충전전류가 흐르게 됩니다. 이 회로는 정전용량 성분만으로 구성된 회로이므로, 전류가 전압보다 $90^{\circ}$ 앞서는 진상전류가 흐릅니다.
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33. 다음 사항 중 가공 송전선로의 코로나 손실과 관계가 없는 것은?

  1. 전원 주파수
  2. 전선의 연가
  3. 상대 공기밀도
  4. 선간거리
(정답률: 53%)
  • 전선의 연가는 직렬공진 방지, 유도장해 감소, 선로정수의 평형을 위해 실시하는 작업으로, 코로나 손실과는 관계가 없습니다. 코로나 손실은 전원 주파수, 상대 공기밀도, 선간거리, 전선의 굵기 등에 영향을 받습니다.
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34. 송전선로에 낙뢰를 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 초호환
  3. 가공지선
  4. 애자
(정답률: 75%)
  • 송전선로에 낙뢰가 직접 떨어지는 것을 방지하기 위해 전선 최상단에 설치하는 보호선은 가공지선입니다.
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35. 배전방식으로 저압 네트워크 방식이 적당한 경우는?

  1. 부하가 밀집되어 있는 시가지
  2. 바람이 많은 어촌지역
  3. 농촌지역
  4. 화학공장
(정답률: 79%)
  • 저압 네트워크 방식은 공급 신뢰도가 매우 우수하고 정전 사고가 적어, 전력 공급의 안정성이 최우선인 부하가 밀집되어 있는 시가지(대도시)에 주로 적용합니다.
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36. 차단 시 재점호가 발생하기 쉬운 경우는?

  1. R-L 회로의 차단
  2. 단락 전류의 차단
  3. C회로의 차단
  4. L회로의 차단
(정답률: 68%)
  • C회로의 차단 시에는 전류가 전압보다 $90^{\circ}$ 앞서는 진상전류가 흐르므로, 차단 시 재점호가 발생하기 가장 쉽습니다.
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37. 뇌서지와 개폐서지의 파두장과 파미장에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 파두장과 파미장이 모두 같다.
  2. 파두장은 같고 파미장은 다르다.
  3. 파두장이 다르고 파미장은 같다.
  4. 파두장과 파미장이 모두 다르다.
(정답률: 61%)
  • 뇌서지와 개폐서지는 파형의 특성이 서로 다릅니다. 일반적으로 파두장은 짧고 파미장은 길기 때문에 파두장과 파미장이 모두 다릅니다.
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38. 전선이 조영재에 접근할 때에나 조영재를 관통하는 경우에 사용되는 것은?

  1. 노브애자
  2. 애관
  3. 서비스캡
  4. 유니버셜 커플링
(정답률: 65%)
  • 전선이 조영재에 접근하거나 관통하는 지점에서 전선을 보호하기 위해 사용하는 것은 애관 또는 합성수지관입니다.
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39. 동일한 전압에서 동일한 전력을 송전할 때 역률을 0.7에서 0.95로 개선하면 전력손실은 개선 전에 비해 약 몇%인가?

  1. 80
  2. 65
  3. 54
  4. 40
(정답률: 48%)
  • 송전 전력손실 $P_L$은 역률 $\cos \theta$의 제곱에 반비례하는 관계에 있습니다. 역률 개선 전후의 전력손실 비율을 계산하여 백분율로 나타냅니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{P_{L2}}{P_{L1}} = ( \frac{\cos \theta_1}{\cos \theta_2} )^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{P_{L2}}{P_{L1}} = ( \frac{0.7}{0.95} )^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{P_{L2}}{P_{L1}} \approx 0.543 \text{ (약 54\%)} $$
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40. 3상 Y결선된 발전기가 무부하 상태로 운전 중 3상 단락 고장이 발생하였을 때 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 영상분 전류는 흐르지 않는다.
  2. 역상분 전류는 흐르지 않는다.
  3. 3상 단락 전류는 정상분 전류의 3배가 흐른다.
  4. 정상분 전류는 영상분 및 역상분 임피던스에 무관하고 정상분 임피던스에 반비례한다.
(정답률: 53%)
  • 3상 단락 고장 시에는 평형 고장이므로 정상분 전류만 흐르고 영상분과 역상분 전류는 흐르지 않습니다. 이때 흐르는 3상 단락 전류는 정상분 전류와 동일하며, 정상분 전류의 3배가 흐른다는 설명은 사실과 다릅니다.
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3과목: 전기기기

41. 중부하에서도 기동되도록 하고 회전계자형의 동기 전동기에 고정자인 전기자 부분이 회전자의 주위를 회전할 수 있도록 2중 베어링의 구조를 가지고 있는 전동기는?

  1. 유도자형 전동기
  2. 유도 동기 전동기
  3. 초동기 전동기
  4. 반작용 전동기
(정답률: 56%)
  • 동기 전동기의 단점인 작은 기동 토크를 보완하여 중부하에서도 기동이 가능하게 만든 전동기입니다. 회전계자형 동기 전동기에 고정자인 전기자 부분이 회전자 주위를 회전할 수 있도록 2중 베어링 구조를 채택한 고정자 회전 기동형을 초동기 전동기라고 합니다.
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42. 유도 전동기의 공극에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공극은 일반적으로 0.3~2.5mm 정도이다.
  2. 공극이 넓으면 여자 전류가 커지고 역률이 현저하게 떨어진다.
  3. 공극이 좁으면 기계적으로 약간의 불평형이 생겨도 진동과 소음의 원인이 된다.
  4. 공극이 좁으면 누설리액턴스가 증가하여 순간 최대전력이 증가하고 철손이 증가한다.
(정답률: 58%)
  • 유도 전동기의 공극이 좁아지면 누설 리액턴스가 감소하며, 이로 인해 순간 최대 전력이 증가하고 철손이 증가하는 특성을 가집니다. 따라서 공극이 좁을 때 누설 리액턴스가 증가한다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    공극이 넓으면: 여자 전류가 커지고 역률이 현저하게 저하됨
    공극이 좁으면: 기계적 불평형 시 진동과 소음의 원인이 됨
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43. 단상 전파 정류의 맥동률은?

  1. 0.17
  2. 0.34
  3. 0.48
  4. 0.86
(정답률: 63%)
  • 정류 회로의 구성에 따른 맥동률은 정해진 상수를 암기하는 것이 효율적입니다.
    단상 전파 정류의 맥동률은 $48\%$이며, 이를 소수로 나타내면 $0.48$입니다.

    오답 노트
    단상 반파: $121\%$
    3상 반파: $17\%$
    3상 전파: $4\%$
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44. 직류기의 권선법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기자 권선에 환상권은 거의 사용되지 않는다.
  2. 전기자 권선에는 고상권이 주로 사용된다.
  3. 정류를 양호하게 하기 위해 단절권이 이용된다.
  4. 저전압 대전류 직류기에는 파권이 적당하며 고전압 직류기에는 중권이 적당하다.
(정답률: 61%)
  • 직류기의 권선법은 전압과 전류의 특성에 따라 구분하여 사용해야 합니다.

    오답 노트
    저전압 대전류 직류기에는 중권이 적당하며, 고전압 저전류 직류기에는 파권이 적당합니다.
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45. 반발 전동기(reaction motor)의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 분권 특성이다.
  2. 기동 토크가 특히 큰 전동기이다.
  3. 직권특성으로 부하 증가 시 속도가 상승한다.
  4. 1/2 동기 속도에서 정류가 양호하다.
(정답률: 66%)
  • 반발 전동기는 구조적으로 기동 토크가 매우 큰 것이 특징이며, 브러시의 위치를 이동시켜 회전 방향과 속도를 조절할 수 있는 전동기입니다.
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46. 고압 단상변압기의 %임피던스 강하 4%, 2차 정격전류를 300A라 하면 정격 전압의 2차 단락 전류[A]는? (단, 변압기에서 전원측의 임피던스는 무시한다.)

  1. 0.75
  2. 75
  3. 1200
  4. 7500
(정답률: 58%)
  • 변압기의 2차 단락 전류는 정격 전류를 퍼센트 임피던스로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① $I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times I_{n}$
    ② $I_{s} = \frac{100}{4} \times 300$
    ③ $I_{s} = 7500$
    따라서 2차 단락 전류는 $7500\text{A}$입니다.
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47. 3상 유도전동기의 운전 중 전압을 80%로 낮추면 부하 회전력은 몇 %로 감소되는가?

  1. 94
  2. 80
  3. 72
  4. 64
(정답률: 66%)
  • 3상 유도전동기의 부하 회전력(토크)은 공급 전압의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① $T \propto V^{2}$
    ② $T' = (0.8)^{2} \times T$
    ③ $T' = 0.64T$
    따라서 전압을 80%로 낮추면 부하 회전력은 64%로 감소합니다.
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48. 단상 정류자 전동기에 보상권선을 사용하는 이유는?

  1. 정류개선
  2. 기동토크 조절
  3. 속도제어
  4. 역률개선
(정답률: 60%)
  • 단상 정류자 전동기는 약계자 강전기자형 구조로 인해 전기자 권선의 리액턴스가 커져 역률이 저하되는 특성이 있습니다. 이를 해결하기 위해 고정자에 보상권선을 설치하여 전기자 반작용을 상쇄함으로써 역률을 개선합니다.
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49. 단상 직권정류자 전동기에 전기자 권선의 권수를 계자 권수에 비해 많게 하는 이유가 아닌것은?

  1. 주자속을 작게하고 토크를 증가시키기 위하여
  2. 속도 기전력을 크게 하기 위하여
  3. 변압기 기전력을 크게 하기 위하여
  4. 역률 저하를 방지하기 위하여
(정답률: 39%)
  • 단상 직권정류자 전동기에서 전기자 권수를 계자 권수보다 많게 하는 이유는 주자속을 줄여 토크를 증가시키고, 속도 기전력을 높이며, 역률 저하를 방지하기 위함입니다. 변압기 기전력을 크게 하는 것은 3상 직권정류자 전동기의 중간 변압기와 관련된 내용이므로 단상 전동기의 권수 설계 이유와는 무관합니다.
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50. 3상 유도전동기의 원선도를 작성하는데 필요하지 않은 것은?

  1. 구속 시험
  2. 무부하 시험
  3. 슬립 측정
  4. 저항 측정
(정답률: 79%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 무부하 시험, 구속 시험, 저항 측정의 세 가지 데이터가 필수적입니다. 슬립 측정은 원선도 작성의 기본 시험 항목에 포함되지 않습니다.

    오답 노트
    구속 시험, 무부하 시험, 저항 측정: 원선도 작성을 위한 필수 시험 항목임
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51. 변압기의 병렬운전에서 1차 환산 누설임피던스가 2+j3Ω 과 3+j2Ω일 때 변압기에 흐르는 부하 전류가 50A이면순환전류[A]는?(단, 다른 정격은 모두 같다.)

  1. 10
  2. 8
  3. 5
  4. 3
(정답률: 44%)
  • 두 변압기가 병렬운전 중일 때, 각 변압기에 부하 전류가 균등하게 분배된다고 가정하여 순환전류를 계산합니다. 전체 부하 전류 $50\text{A}$를 두 변압기가 나누어 가지므로 각 변압기에 흐르는 전류는 $25\text{A}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_c = \frac{I_1 Z_1 - I_2 Z_2}{Z_1 + Z_2}$
    ② [숫자 대입] $I_c = \frac{25(2+j3) - 25(3+j2)}{(2+j3) + (3+j2)}$
    ③ [최종 결과] $I_c = 5\text{A}$
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52. 터빈 발전기의 출력 1350kVA, 2극, 3600rpm, 11kV일 때 역률 80%에서 전부하 효율이 96%라 하면 이 때의 손실 전력[kW]은?

  1. 36.6
  2. 45
  3. 56.6
  4. 65
(정답률: 37%)
  • 피상전력에 역률을 곱해 유효전력을 구한 뒤, 효율 공식을 이용하여 입력 전력과 출력 전력의 차이인 손실 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{손실} = \frac{P_a \times \cos\theta}{\eta} - (P_a \times \cos\theta)$
    ② [숫자 대입] $\text{손실} = \frac{1350 \times 0.8}{0.96} - (1350 \times 0.8)$
    ③ [최종 결과] $\text{손실} = 45$
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53. 1방향성 4단자 사이리스터는?

  1. TRIAC
  2. SCS
  3. SCR
  4. SSS
(정답률: 59%)
  • SCS는 1방향성 4단자 사이리스터입니다.

    오답 노트
    TRIAC: 양방향 3단자
    SCR: 단방향 3단자
    SSS: 양방향 2단자
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54. T결선에 의하여 3300V의 3상으로부터 200V, 40KVA의 전력을 얻는 경우 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마인가?

  1. 16.5
  2. 14.3
  3. 11.7
  4. 10.2
(정답률: 55%)
  • T결선(스코트 결선)에서 T좌 변압기의 권수비는 주변압기 권수비에 $\frac{\sqrt{3}}{2}$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $a = \frac{V_1}{V_2} \times \frac{\sqrt{3}}{2}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{3300}{200} \times \frac{\sqrt{3}}{2}$
    ③ [최종 결과] $a = 14.3$
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55. 직류 분권 전동기 기동 시 계자 저항기의 저항값은?

  1. 최대로 해둔다.
  2. 0으로 해둔다.
  3. 중간으로 해둔다.
  4. 1/3로 해둔다.
(정답률: 76%)
  • 직류 분권 전동기 기동 시에는 기동 전류를 제한하기 위해 전기자 저항은 최대로, 기동 토크를 최대화하기 위해 계자 저항은 0으로 설정해야 합니다.
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56. 3상 동기발전기를 병렬 운전하는 도중 여자 전류를 증가시킨 발전기에서 일어나는 현상은?

  1. 무효전류가 증가한다.
  2. 역률이 좋아진다.
  3. 전압이 높아진다.
  4. 출력이 커진다.
(정답률: 56%)
  • 동기발전기 병렬 운전 중 여자 전류를 증가시키면 기전력이 상승하여 발전기 사이에 무효 순환 전류가 흐르게 됩니다. 이로 인해 무효전류가 증가하고 결과적으로 역률은 나빠지게 됩니다.
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57. 유도 전동기로 직류 발전기를 회전시킬 때, 직류 발전기의 부하를 증가시키면 유도 전동기의 속도는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변함이 없다.
  4. 동기속도 이상으로 회전한다.
(정답률: 46%)
  • 유도 전동기와 직류 발전기의 상관관계를 묻는 문제입니다. 발전기의 부하가 증가하면 이를 돌리기 위한 더 큰 토크가 필요하게 되며, 유도 전동기에서 토크가 증가하면 슬립이 증가하여 회전 속도는 감소하게 됩니다.
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58. 직류 타여자발전기의 부하 전류와 전기자 전류의 크기는?

  1. 부하 전류가 전기자 전류보다 크다.
  2. 전기자 전류가 부하 전류보다 크다.
  3. 전기자 전류와 부하 전류가 같다.
  4. 전기자 전류와 부하 전류는 항상 0이다.
(정답률: 59%)
  • 직류 타여자발전기의 회로 구조를 묻는 문제입니다. 타여자발전기는 계자회로와 전기자 회로가 완전히 분리되어 있으므로, 전기자에서 생성된 전류가 그대로 부하로 흐르게 되어 전기자 전류와 부하 전류가 같습니다.
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59. 5kVA, 2000/200V의 단상 변압기가 있다. 2차로 환산한 등가저항과 등가리액턴스는 각각 0.14Ω, 0.16Ω이다. 이 변압기에 역률 0.8(뒤짐)의 정격 부하를 걸었을 때의 전압 변동률[%]은?

  1. 0.026
  2. 0.26
  3. 2.6
  4. 26
(정답률: 41%)
  • 변압기의 전압 변동률을 구하는 문제입니다. 2차 정격전류를 먼저 구한 뒤, 저항 강하와 리액턴스 강하의 합을 정격전압에 대한 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\epsilon = \frac{I_2(r_2 \cos \theta + x_2 \sin \theta)}{V_2} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\epsilon = \frac{25(0.14 \times 0.8 + 0.16 \times 0.6)}{200} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\epsilon = 2.6$$
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60. 송전선로에 접속된 동기 조상기의 설명으로 옳은 것은?

  1. 과여자로 해서 운전하면 앞선 전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.
  2. 과여자로 해서 운전하면 뒤진전류가 흐르므로 콘덴서 역할을 한다.
  3. 부족여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.
  4. 부족여자로 해서 운전하면 송전선로의 자기 여자작용에 의한 전압 상승을 방지한다.
(정답률: 51%)
  • 동기 조상기의 운전 상태에 따른 특성을 이해하는 문제입니다. 부족여자로 운전하면 지상전류(뒤진전류)가 흐르며 리액터(L) 역할을 하여, 송전선로의 자기 여자작용으로 인한 전압 상승을 억제하는 효과가 있습니다.

    오답 노트
    과여자로 해서 운전하면 앞선 전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다: 과여자는 콘덴서 역할을 함
    과여자로 해서 운전하면 뒤진전류가 흐르므로 콘덴서 역할을 한다: 과여자는 앞선전류가 흐름
    부족여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다: 부족여자는 뒤진전류가 흐름
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4과목: 회로이론

61. 리액턴스 함수가 로 표시되는 리액턴스 2단자망은?

(정답률: 51%)
  • 주어진 임피던스 함수 $Z(s)$의 형태를 분석하여 회로 구성을 파악합니다. $s$가 분모에 있으면 커패시턴스($C$), 분자에 있으면 인덕턴스($L$) 성분입니다.
    ① [기본 공식] $Z(s) = \frac{1}{\frac{1}{sL} + sC}$
    ② [숫자 대입] 주어진 식 $\frac{3s}{s^2+15}$를 변형하면 $\frac{1}{\frac{s^2+15}{3s}} = \frac{1}{\frac{s}{3} + \frac{5}{s}}$가 됩니다.
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{sL} = \frac{5}{s}$에서 $L = 1/5\text{H}$, $sC = \frac{s}{3}$에서 $C = 1/3\text{F}$ 인 병렬 회로입니다.
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62. 불평형 3상 전류가 Ia=15+j2[A], Ib=-20-j14[A], Ic=-3+j10[A]일 때, 정상분 전류 I[A]는?

  1. 1.91+j6.24
  2. -2.67-j0.67
  3. 15.7-j3.57
  4. 18.4+j12.3
(정답률: 37%)
  • 불평형 3상 전류에서 정상분 전류는 각 상의 전류에 벡터 연산자 $a$를 이용하여 합산한 후 3으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_0 = \frac{1}{3}(I_a + aI_b + a^2I_c)$
    ② [숫자 대입] $I_0 = \frac{1}{3}( (15+j2) + (-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}}{2})(-20-j14) + (-\frac{1}{2}-j\frac{\sqrt{3}}{2})(-3+j10) )$
    ③ [최종 결과] $I_0 = 15.7 - j3.57\text{A}$
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63. RC 직렬회로의 과도현상에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 1/RC의 값이 클수록 전류값은 천천히 사라진다.
  2. RC값이 클수록 과도 전류값은 빨리 사라진다.
  3. 과도 전류는 RC값에 관계가 없다.
  4. RC값이 클수록 과도 전류값은 천천히 사라진다.
(정답률: 66%)
  • RC 직렬회로에서 과도 전류가 사라지는 속도는 시정수 $\tau = RC$에 의해 결정됩니다. 시정수가 클수록 회로의 응답 속도가 느려져 과도 현상이 더 오래 지속됩니다.
    따라서 RC값이 클수록 과도 전류값은 천천히 사라집니다.

    오답 노트
    1/RC의 값이 클수록: 시정수가 작아지므로 전류가 더 빨리 사라짐
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64. 전압과 전류가 각각 인 회로의 소비전력은 몇 [W]인가?

  1. 100
  2. 173
  3. 200
  4. 344
(정답률: 65%)
  • 교류 회로의 소비전력은 전압과 전류의 실효값과 위상차의 코사인 값(역률)을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $P = V_{rms} I_{rms} \cos(\theta_v - \theta_i)$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{141.4}{\sqrt{2}} \times \frac{\sqrt{8}}{\sqrt{2}} \times \cos(\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}) = 100 \times 2 \times \cos(30^\circ)$
    ③ [최종 결과] $P = 200 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 173.2 \approx 173\text{W}$
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65. 그림과 같은 회로의 전압비 전달함수 H(jw)는? (단, 입력 V(t)는 정현파 교류전압이며, VR은 출력이다.)

(정답률: 37%)
  • 전압비 전달함수는 출력 전압을 입력 전압으로 나눈 값입니다. 주어진 회로는 $L=1\text{H}$, $R=1\Omega$, $C=1/5\text{F}$가 직렬로 연결된 구조이며, 출력 $V_R$은 저항 양단의 전압입니다.
    ① [기본 공식] $H(jw) = \frac{R}{R + j\omega L + \frac{1}{j\omega C}}$
    ② [숫자 대입] $H(jw) = \frac{1}{1 + j\omega(1) + \frac{1}{j\omega(1/5)}} = \frac{1}{1 + j\omega + \frac{5}{j\omega}}$
    ③ [최종 결과] 분모와 분자에 $j\omega$를 곱하여 정리하면 $$H(jw) = \frac{j\omega}{(j\omega)^2 + j\omega + 5} = \frac{j\omega}{(5 - \omega^2) + j\omega}$$
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66. 그림과 같은 회로에서 a-b 단자에서 본 합성저항은 몇 Ω인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 62%)
  • 회로의 가장 오른쪽 끝단부터 직렬과 병렬 계산을 반복하여 단자 a-b 사이의 전체 합성저항을 구합니다.
    ① [기본 공식] 직렬: $R = R_1 + R_2$, 병렬: $R = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}$
    ② [숫자 대입]
    1단계(우측 끝 병렬): $\frac{1 \times 1}{1 + 1} = 0.5 \Omega$ (기존 해설의 단계적 계산법 적용 시 최종 단계 $\frac{4 \times 4}{4 + 4} = 2 \Omega$과정 포함)
    2단계(전체 합성): $3 + \frac{4 \times 4}{4 + 4} + 3 = 8 \Omega$
    ③ [최종 결과] $R = 8 \Omega$
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67. i=10sin(wt-π/6)[A]로 표시되는 전류와 주파수는 같으나 위상이 45°앞서는 실효값 100V의 전압을 표시하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 61%)
  • 전압의 순시값 식은 $V = V_m \sin(\omega t + \theta)$ 형태로 나타내며, 최대값 $V_m$은 실효값에 $\sqrt{2}$를 곱해 구합니다. 위상은 전류의 위상에서 주어진 앞선 각도를 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = V \sqrt{2} \sin(\omega t + \theta_i + \theta_{diff})$
    ② [숫자 대입] $V = 100 \sqrt{2} \sin(\omega t - \frac{\pi}{6} + \frac{\pi}{4})$
    ③ [최종 결과] $V = 100 \sqrt{2} \sin(\omega t + \frac{\pi}{12})$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 부동작 시간(dead time) 요소의 전달 함수는?

  1. Ks
  2. K/s
  3. Ke-Ls
  4. K/Ts+1
(정답률: 68%)
  • 제어공학에서 부동작 요소(Dead time element)는 입력이 들어온 후 일정 시간 $L$만큼 지연되어 출력이 나타나는 요소로, 라플라스 변환 시 지수 함수 형태로 표현됩니다.
    따라서 전달 함수는 $Ke^{-Ls}$가 됩니다.

    오답 노트
    $Ks$: 미분 요소
    $K/s$: 적분 요소
    $K/(Ts+1)$: 1차 지연 요소
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69. 저항 6kΩ, 인덕턴스 90mH, 커패시턴스0.01㎌인 직렬회로에 t=0에서의 직류전압 100V를 가하였다. 흐르는 전류의 최대값 Im)은 약 몇mA인가?

  1. 11.8
  2. 12.3
  3. 14.7
  4. 15.6
(정답률: 39%)
  • 주어진 회로의 조건이 $R = 2 \sqrt{L/C}$를 만족하는 임계 제동 상태이므로, 임계 제동 시의 전류 식을 사용하여 최대 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{E}{L} t e^{-\frac{R}{2L}t}$
    ② [숫자 대입] $i_{max} = \frac{100}{90 \times 10^{-3}} \times \frac{2 \times 90 \times 10^{-3}}{6000} \times e^{-1}$
    ③ [최종 결과] $I_{m} = 12.3$
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70. 그림과 같은 회로에서 단자 a-b간의 전압 Vab[V]는?

  1. -j160
  2. j160
  3. 40
  4. 80
(정답률: 54%)
  • 회로의 전류 분배 법칙을 이용하여 $a-b$ 간에 흐르는 전류를 구한 뒤, 옴의 법칙을 적용하여 전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = I_{ab} \times Z$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = 8 \times ( \frac{-j8}{j20 - j4} - j8 ) \times j20$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = -j160$
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71. 회로에서 Z파라미터가 잘못 구하여진 것은?

  1. Z11=8
  2. Z12=3
  3. Z21=3
  4. Z22=5
(정답률: 63%)
  • 제시된 회로 에서 Z파라미터는 각 포트에서 바라본 임피던스로 계산합니다.
    Z11은 $5\Omega$과 $3\Omega$의 직렬 합인 $8\Omega$이며, Z12와 Z21은 상호 임피던스인 $3\Omega$입니다. Z22는 출력단에서 바라본 임피던스로 $0\Omega$과 $3\Omega$의 직렬 합인 $3\Omega$이 되어야 하므로 $Z_{22}=5$는 잘못된 값입니다.
    ① [기본 공식] $Z_{22} = R_{series} + R_{shunt}$
    ② [숫자 대입] $Z_{22} = 0 + 3$
    ③ [최종 결과] $Z_{22} = 3$
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72. △결선된 저항 부하를 Y결선으로 바꾸면 소비 전력은? (단, 저항과 선간 전압은 일정하다.)

  1. 3배로 된다.
  2. 9배로 된다.
  3. 1/9배로 된다.
  4. 1/3배로 된다.
(정답률: 71%)
  • 선간 전압과 저항값이 일정할 때, $\Delta$결선을 Y결선으로 바꾸면 임피던스가 $1/3$배로 감소하며, 이에 따라 소비 전력 또한 $1/3$배로 줄어듭니다.
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73. 굵기가 일정한 도체에서 체적은 변하지 않고 지름을 1/n로 줄였다면 저항은?

  1. 1/n2로 된다.
  2. n로 된다.
  3. n2로 된다.
  4. n4배로 된다.
(정답률: 37%)
  • 도체의 체적이 일정할 때 지름이 $1/n$으로 줄어들면 단면적은 $1/n^2$이 되고, 체적 보존 법칙에 의해 길이는 $n^2$배로 늘어납니다. 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례하므로 최종 저항은 $n^2 \div (1/n^2) = n^4$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \rho \frac{L}{A}$
    ② [숫자 대입] $R' = \rho \frac{n^2 L}{(1/n^2) A}$
    ③ [최종 결과] $R' = n^4 R$
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74. 20mH와 60mH의 두 인덕턴스가 병렬로 연결되어 있다. 합성 인덕턴스의 값[mH]은? (단, 상호인덕턴스는 없는 것으로 한다.)

  1. 15
  2. 20
  3. 50
  4. 75
(정답률: 63%)
  • 상호인덕턴스가 없는 두 인덕턴스가 병렬로 연결된 경우, 합성 인덕턴스는 저항의 병렬 연결 공식과 동일하게 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{L_1 L_2}{L_1 + L_2}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{20 \times 60}{20 + 60}$
    ③ [최종 결과] $L = 15$ mH
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75. 대칭 3상 전압이 있다. 1상의 Y결선 전압의 순시값이 다음과 같을 때 선간전압에 대한 상전압의 비율은?

  1. 약 55%
  2. 약 65%
  3. 약 70%
  4. 약 75%
(정답률: 53%)
  • 비정현파 전압의 실효값은 각 고조파 성분 실효값들의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다.
    상전압 실효값 $V_p$와 선간전압 실효값 $V_L$을 각각 구하여 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{비율} = \frac{V_p}{V_L} = \frac{\sqrt{V_1^2 + V_3^2 + V_5^2}}{\sqrt{3} \times \sqrt{V_1^2 + V_5^2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{비율} = \frac{\sqrt{1000^2 + 500^2 + 100^2}}{\sqrt{3} \times \sqrt{1000^2 + 100^2}} = \frac{1122.5}{1740.7}$
    ③ [최종 결과] $\text{비율} = 0.65 \text{ (약 65\%)}$
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76. 비정현파의 일그러짐의 정도를 표시하는 양으로서 왜형률이란?

  1. 평균값/실효값
  2. 실효값/최대값
  3. 고조파만의실효값/기본파의실효값
  4. 기본파의실효값/고조파만의실효값
(정답률: 71%)
  • 왜형률은 비정현파에서 기본파에 대해 고조파 성분이 얼마나 포함되어 있는지를 나타내는 척도로, 고조파만의 실효값을 기본파의 실효값으로 나누어 계산합니다.
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77. 를 구하면?

(정답률: 66%)
  • 라플라스 변환의 기본 공식 중 사인 함수와 코사인 함수의 변환 형태를 찾는 문제입니다.
    $\sin at$의 라플라스 변환은 $\frac{a}{s^2 + a^2}$이며, $\cos wt$의 라플라스 변환은 $\frac{s}{s^2 + w^2}$입니다.
    따라서 에 대한 결과는 가 됩니다.
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78. 각 상의 임피던스 Z=6+j8Ω인 평형 △ 부하에 선간전압이 220V인 대칭 3상 전압을 가할 때의 선전류[A] 및 전력[W]은?

  1. 17A, 5620W
  2. 25A, 6570W
  3. 57A, 7180W
  4. 38.1A, 8712W
(정답률: 64%)
  • $\Delta$ 결선 평형 3상 회로에서 선전류와 전체 전력을 구하는 문제입니다. $\Delta$ 결선에서는 선간전압이 상전압과 같고, 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배입니다.
    1. 선전류 계산
    ① [기본 공식] $I_L = \frac{V}{\sqrt{R^2 + X^2}} \times \sqrt{3}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \frac{220}{\sqrt{6^2 + 8^2}} \times \sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $I_L = 38.1$
    2. 전력 계산
    ① [기본 공식] $P = 3 \times (\frac{V}{\sqrt{R^2 + X^2}})^2 \times R$
    ② [숫자 대입] $P = 3 \times (\frac{220}{10})^2 \times 6$
    ③ [최종 결과] $P = 8712$
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79. 그림과 같은 회로에서 저항 R에 흐르는 전류 I[A]는?

  1. -2
  2. -1
  3. 2
  4. 1
(정답률: 44%)
  • 중첩의 정리를 이용하여 각 전원(전압원, 전류원)이 저항 $R$에 미치는 전류의 합을 구하는 문제입니다.
    1. 전류원 개방 시 전압원에 의한 전류 $I_1$: 전체 저항을 계산하여 $R$에 흐르는 전류를 구하면 $1\text{A}$입니다.
    2. 전압원 단락 시 전류원에 의한 전류 $I_2$: 회로 해석을 통해 $R$에 흐르는 전류를 구하면 $2\text{A}$이며, 방향은 $I_1$과 반대입니다.
    3. 중첩의 원리 적용:
    ① [기본 공식] $I = I_1 - I_2$
    ② [숫자 대입] $I = 1 - 2$
    ③ [최종 결과] $I = -1$
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80. 전압 100V, 전류 15A로써 1.2kW의 전력을 소비하는 회로의 리액턴스는 약 몇 Ω인가?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 34%)
  • 피상전력과 유효전력의 관계를 이용하여 무효전력을 구한 뒤, 리액턴스를 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $X = \frac{\sqrt{(V \times I)^2 - P^2}}{I^2}$
    ② [숫자 대입] $X = \frac{\sqrt{(100 \times 15)^2 - 1200^2}}{15^2}$
    ③ [최종 결과] $X = 4$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 어느 공장에서 440V 전동기 배선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 금속관으로 시공하고자 한다. 이 금속관을 접지할 때 그 저항값은 몇 Ω이하로 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 10
  2. 30
  3. 50
  4. 100
(정답률: 73%)
  • 사용전압 $400\text{V}$이상인 전로의 금속관 접지는 특별 제3종 접지 공사를 시행해야 하며, 기준 저항값은 $10\Omega$이하입니다.
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82. 440V용 전동기의 외함을 접지할 때 접지 저항값은 몇 Ω 이하로 유지하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 100
(정답률: 73%)
  • 사용전압 $400\text{V}$이상의 저압 전동기 외함 접지는 특별 제3종 접지 공사를 적용하며, 이때의 접지 저항값은 $10\Omega$이하로 유지해야 합니다.
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83. 화약류 저장소에서의 전기설비 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 전용 개폐기 및 과전류 차단기는 화약류 저장소 이외의 곳에 둔다.
  2. 전기기계 기구는 반폐형의 것을 사용한다.
  3. 전로의 대지전압은 300V 이하이어야 한다.
  4. 케이블을 전기기계 기구에 인입할 때에는 인입구에서 케이블이 손상될 우려가 없도록 시설하여야 한다.
(정답률: 69%)
  • 화약류 저장소는 폭발 위험이 매우 높으므로, 전기기계 기구는 불꽃이나 먼지 침입을 완전히 차단할 수 있는 전폐형을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    반폐형: 밀폐되지 않아 폭발 위험이 있음
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84. 사용전압이 220V인 가공전선을 절연전선으로 사용하는 경우 그 최소 굵기는 지름 몇 mm인가?

  1. 2
  2. 2.6
  3. 3.2
  4. 4
(정답률: 65%)
  • 가공전선으로 절연전선을 사용하는 경우, 사용전압 $400\text{V}$이하에서의 최소 굵기 기준을 적용합니다.

    오답 노트
    나선: $3.2\text{mm}$
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85. 최대 사용전압이 3300V인 고압용 전동기가 있다. 이 전동기의 절연내력 시험 전압은 몇 V인가?

  1. 3630
  2. 4125
  3. 4290
  4. 4950
(정답률: 65%)
  • 고압용 전동기의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압이 $7\text{kV}$이하인 경우 최대사용전압의 $1.5$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 1.5$
    ② [숫자 대입] $V = 3300 \times 1.5$
    ③ [최종 결과] $V = 4950$
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86. 345kV 특고압 가공전선로를 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 산지에 시설할 때 지표상의 높이는 몇 m이상인가?

  1. 7.28
  2. 7.85
  3. 8.28
  4. 9.28
(정답률: 56%)
  • 특고압 가공전선로를 산지에 시설할 때, 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 장소라면 지표상 높이 기준이 완화되어 $7.28\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    8.28m: 일반적인 산지 등 도심 이외의 장소 기준
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87. 고압 지중 케이블로서 직접 매설식에 의하여 견고한 트라프 기타 방호물에 넣지 않고 시설할 수 있는 케이블은? (단, 케이블을 개장하지 않고 시설한 경우이다.)

  1. 미네럴 인슈레이션 케이블
  2. 콤바인 덕트 케이블
  3. 클로로프렌 외장 케이블
  4. 고무 외장 케이블
(정답률: 63%)
  • 고압 지중 케이블을 직접 매설할 때, 콤바인 덕트 케이블은 자체적으로 보호 구조를 갖추고 있어 별도의 견고한 트라프나 방호물 없이도 시설이 가능합니다.
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88. 피뢰기를 설치하지 않아도 되는 곳은?

  1. 발전소 · 변전소의 가공전선 인입구 및 인출구
  2. 가공전선로의 말구 부분
  3. 가공전선로에 접속한 1차측 전압이 35kV이하인 배전용 변압기의 고압측 및 특고압측
  4. 고압 및 특고압 가공전선로로부터 공급을 받는 수용장소의 인입구
(정답률: 57%)
  • 피뢰기는 이상전압으로부터 설비를 보호하기 위해 인입구, 인출구, 변압기 고압측 등에 설치합니다. 가공전선로의 말구 부분은 피뢰기 설치 의무 장소에 해당하지 않습니다.
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89. 시가지에 시설하는 154kV 가공전선로를 도로와 1차 접근상태로 시설하는 경우, 전선과 도로와의 이격거리는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 4.4
  2. 4.8
  3. 5.2
  4. 5.6
(정답률: 59%)
  • 시가지 가공전선로의 도로 이격거리는 기본 거리 $3\text{m}$에 전압에 따른 단수 가산치를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{이격거리} = 3 + ( \frac{V - 35}{10} ) \times 0.15$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{이격거리} = 3 + ( \frac{154 - 35}{10} ) \times 0.15$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{이격거리} = 4.8$$
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90. 지중 전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 적절하지 않은 것은?

  1. 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것
  2. 안에 고인 물을 제거할 수 있는 구조로 되어 있을 것
  3. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열수 없도록 시설할 것
  4. 조명 및 세척이 가능한 적당한 장치를 시설할 것
(정답률: 77%)
  • 지중함은 견고한 구조여야 하며, 내부의 고인 물을 제거할 수 있어야 하고, 시설자 외에는 쉽게 열 수 없도록 관리되어야 합니다. 조명 및 세척 장치 시설에 대한 규정은 지중함의 필수 시설기준에 포함되지 않습니다.
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91. 조명용 전등을 설치할 때 타임스위치를 시설해야 할 곳은?

  1. 공장
  2. 사무실
  3. 병원
  4. 아파트 현관
(정답률: 79%)
  • 에너지 절약과 효율적인 조명 관리를 위해 아파트 현관과 같은 공용 출입구에는 일정 시간 후 자동으로 꺼지는 타임스위치를 설치합니다.

    오답 노트
    공장, 사무실, 병원은 상시 점등이나 수동 제어가 필요한 공간으로 타임스위치 설치 대상이 아닙니다.
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92. 지중 또는 수중에 시설되어 있는 금속체의 부식을 방지하기 위해 전기 부식 회로의 사용전압은 직류 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 90
  4. 120
(정답률: 67%)
  • 지중 또는 수중에 시설된 금속체의 부식을 방지하기 위한 전기 부식 회로의 사용 전압은 직류 $60\text{V}$이하로 제한하여 시설해야 합니다.
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93. 22900V용 변압기의 금속제 외함에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 71%)
  • 특고압($22900\text{V}$) 변압기의 금속제 외함에는 안전을 위해 제1종 접지공사를 시행하는 것이 원칙입니다.
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94. 인가에 인접한 주상변압기의 제2종 접지공사에 적합한 시공은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 접지극은 공칭단면적 2mm2 연동선에 연결하여, 지하 75㎝이상의 깊이에 매설
  2. 접지극은 공칭단면적 16mm2 연동선에 연결하여, 지하 60㎝이상의 깊이에 매설
  3. 접지극은 공칭단면적 6mm2 연동선에 연결하여, 지하 60㎝이상의 깊이에 매설
  4. 접지극은 공칭단면적 6mm2 연동선에 연결하여, 지하 75㎝이상의 깊이에 매설
(정답률: 69%)
  • 고압 주상변압기의 제2종 접지공사는 제1종 접지공사와 동일한 규격을 적용하여, 공칭단면적 $6\text{mm}^2$이상의 연동선을 사용하고 지하 $75\text{cm}$이상의 깊이에 매설해야 합니다.
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95. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 절대로 사용할 수 없는 경우는?

  1. 금속 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  2. 버스 덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  3. 애자 사용 공사에 의하여 전개된 곳에 전기로용 전선을 시설하는 경우
  4. 유희용 전차에 전기를 공급하기 위하여 접촉 전선을 사용하는 경우
(정답률: 51%)
  • 옥내 저압전선으로 나전선을 사용할 수 있는 경우는 버스 덕트 공사, 애자 사용 공사(전기로용), 접촉 전선, 부식성 장소 등으로 제한됩니다. 금속 덕트 공사는 나전선 사용이 불가능한 공법입니다.

    오답 노트
    버스 덕트 공사, 애자 사용 공사에 의한 전기로용 전선, 유희용 전차 접촉 전선: 나전선 사용 가능
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96. 가공전선로의 지지물로서 길이 9m, 설계하중이 6.8kN 이하인 철근 콘크리트주를 시설할 때 땅에 묻히는 깊이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 52%)
  • 가공전선로 지지물의 매입 깊이는 지지물의 길이와 설계하중에 따라 결정됩니다. 길이 $15\text{m}$이하이고 설계하중이 $6.8\text{kN}$이하인 경우, 전장의 $1/6$이상을 땅에 묻어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{매입 깊이} = \text{전장} \times \frac{1}{6}$
    ② [숫자 대입] $\text{매입 깊이} = 9 \times \frac{1}{6}$
    ③ [최종 결과] $\text{매입 깊이} = 1.5$
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97. 다음 (㉠),(㉡)에 알맞은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. ㉠ 0.5, ㉡ 정격 차단 속도
  2. ㉠ 0.5, ㉡ 정격 감도 전류
  3. ㉠ 1.0, ㉡ 정격 차단 속도
  4. ㉠ 1.0, ㉡ 정격 감도 전류
(정답률: 42%)
  • 저압전로에서 지락 발생 시 자동 차단 장치를 시설하는 경우, 제3종 및 특별 제3종 접지공사의 접지저항 값은 차단 시간과 차단기의 감도 전류에 의해 결정됩니다.
    $\text{저압전로 지락 시 } 0.5\text{초 이내에 자동 차단하는 장치를 시설하는 경우, 접지저항 값은 자동 차단기의 정격 감도 전류에 따라 달라집니다.}$
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98. 과전류 차단기를 시설하여도 좋은 곳은 어느 것인가?

  1. 2종 접지공사를 한 저압 가공전선로의 접지측 전선
  2. 방전 장치를 시설한 고압측 전선
  3. 접지 공사의 접지선
  4. 다선식 전로의 중성선
(정답률: 49%)
  • 접지선이나 중성선에 과전류 차단기를 설치하면 차단 시 접지 상태가 해제되어 위험하므로 설치가 금지됩니다. 따라서 방전 장치를 시설한 고압측 전선에는 설치가 가능합니다.

    오답 노트
    2종 접지공사를 한 저압 가공전선로의 접지측 전선, 접지 공사의 접지선, 다선식 전로의 중성선: 차단 시 접지/중성점 단절 위험으로 설치 금지
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99. 다음 중에서 목주, A종 철주 또는 A종 철근 콘크리트주를 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 보안 공사는?

  1. 고압 보안공사
  2. 제 1종 특고압 보안공사
  3. 제 2종 특고압 보안공사
  4. 제 3종 특고압 보안공사
(정답률: 69%)
  • 제 1종 특고압 보안공사는 지지물로 B종 철주 또는 B종 철근 콘크리트주를 사용해야 하므로, 목주, A종 철주, A종 철근 콘크리트주는 사용할 수 없습니다.
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100. 특고압 전로와 저압 전로를 결합하는 변압기의 경우 혼촉에 의한 위험을 방지하기 위해 저압측의 중성점에 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별 제3종
(정답률: 69%)
  • 특고압 전로와 저압 전로가 혼촉되었을 때, 저압측의 전위 상승을 억제하여 인명과 설비를 보호하기 위해 저압측 중성점에 제2종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    제1종, 제3종, 특별 제3종: 혼촉 방지를 위한 변압기 중성점 접지 규격에 해당하지 않습니다.
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