전기산업기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

전기산업기사 2017-05-07 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2017-05-07 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 전기력선의 기본 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 일치한다.
  2. 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.
  3. 전기력선은 그 자신만으로도 폐곡선을 만든다
  4. 전계가 0 이 아닌 곳에서는 전기력선은 도체표면에 수직으로 만난다
(정답률: 82%)
  • 전기력선은 전하에서 시작하여 전하에서 끝나므로, 자기력선과 달리 그 자신만으로 폐곡선을 만들 수 없습니다.

    오답 노트
    전기력선은 그 자신만으로도 폐곡선을 만든다: 자기력선의 성질임
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2. 동일용량 C[㎌]의 콘덴서 n개를 병렬로 연결 하였다면 합성용량은 얼마인가?

  1. n2C
  2. nC
  3. C/n
  4. C
(정답률: 88%)
  • 콘덴서를 병렬로 연결하면 전체 정전용량은 각 콘덴서 용량의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $C_{total} = C_1 + C_2 + \dots + C_n$
    ② [숫자 대입] $C_{total} = C + C + \dots + C$
    ③ [최종 결과] $C_{total} = nC$
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3. 반지름 r=1[m]인 도체구의 표면 전하밀도가 이 되도록 하는 도체구의 전위는 몇 [V]인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 40
  4. 80
(정답률: 57%)
  • 도체구의 전위는 표면 전하밀도와 반지름, 유전율의 관계로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sigma r}{\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{\frac{10^{-8}}{9\pi} \times 1}{\frac{10^{-9}}{36\pi}}$
    ③ [최종 결과] $V = 40$
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4. 도전율의 단위로 옳은 것은?(일부 컴퓨터에서 특수 기호가 보이지 않아서 괄호뒤에 한글 발음으로 다시 표기하여 둡니다.)

  1. m/Ω
  2. Ω/m2
  3. 1/℧(모)∙m
  4. ℧(모)/m
(정답률: 73%)
  • 도전율은 저항률의 역수로 정의되며, 단위는 $\Omega \cdot \text{m}$의 역수인 $\mho / \text{m}$ 또는 $\text{S} / \text{m}$를 사용합니다.
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5. 여러 가지 도체의 전하 분포에 있어서 각 도체의 전하를 n배 할 경우 중첩의 원리가 성립하기 위해서는 그 전위는 어떻게 되는가?

  1. 배가 된다.
  2. n배가 된다.
  3. 2n배가 된다.
  4. n2배가 된다.
(정답률: 80%)
  • 중첩의 원리에 따라 전위 $V_i$는 각 전하 $Q$의 합으로 표현되므로, 모든 전하를 $n$배 하면 전위 또한 동일하게 $n$배가 됩니다.
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6. A=i+4j+3k, B=4i+j2-4k의 두 벡터는 서로 어떤 관계에 있는가?

  1. 평행
  2. 면적
  3. 접근
  4. 수직
(정답률: 80%)
  • 두 벡터의 내적이 $0$이면 두 벡터는 서로 수직 관계에 있습니다.
    ① [기본 공식] $\vec{A} \cdot \vec{B} = A_x B_x + A_y B_y + A_z B_z$
    ② [숫자 대입] $(1 \times 4) + (4 \times 2) + (3 \times -4)$
    ③ [최종 결과] $0$
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7. 전류가 흐르는 도선을 자계 내에 놓으면 이 도선에 힘이 작용한다. 평등자계의 진공 중에 놓여 있는 직선전류 도선이 받는 힘에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 도선의 길이에 비례한다.
  2. 전류의 세기에 반비례한다.
  3. 자계의 세기에 반비례한다.
  4. 전류와 자계 사이의 각에 대한 정현(sine)에 반비례한다.
(정답률: 81%)
  • 자계 내에서 직선전류 도선이 받는 힘 $F$는 다음과 같은 원리로 결정됩니다.
    $$F = BIl \sin \theta$$
    위 식에 따라 힘 $F$는 자계의 세기 $B$, 전류의 세기 $I$, 도선의 길이 $l$, 그리고 각도의 정현 $\sin \theta$에 모두 비례합니다.

    오답 노트
    전류의 세기: 비례함
    자계의 세기: 비례함
    정현(sine): 비례함
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8. 영역 1의 유전체 과 영역 2의 유전체 때 영역 1에서 영역 2로 입사된 전자파에 대한 반사계수는?

  1. -0.2
  2. -0.5
  3. 0.2
  4. 0.8
(정답률: 53%)
  • 각 영역의 고유임피던스를 먼저 구한 후, 두 매질의 경계면에서 발생하는 반사계수를 계산합니다.
    영역 1의 고유임피던스: $Z_{01} = 377 \sqrt{\frac{\mu_{r1}}{\epsilon_{r1}}} = 377 \sqrt{\frac{1}{4}} = 188.5 \Omega$
    영역 2의 고유임피던스: $Z_{02} = 377 \sqrt{\frac{\mu_{r2}}{\epsilon_{r2}}} = 377 \sqrt{\frac{1}{9}} = 125.67 \Omega$
    반사계수 계산:
    ① [기본 공식] $\Gamma = \frac{Z_{02} - Z_{01}}{Z_{02} + Z_{01}}$
    ② [숫자 대입] $\Gamma = \frac{125.67 - 188.5}{125.67 + 188.5}$
    ③ [최종 결과] $\Gamma = -0.2$
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9. 정전용량이 0.5[㎌], 1[㎌]인 콘덴서에 각각 2×10-4[C] 및 3×10-4[C]의 전하를 주고 극성을 같게 하여 병렬로 접속할 때 콘덴서에 축적된 에너지는 약 몇 [J]인가?

  1. 0.042
  2. 0.063
  3. 0.083
  4. 0.126
(정답률: 60%)
  • 콘덴서의 병렬 연결 시 전체 정전용량과 총 전하량을 구한 뒤, 축적 에너지 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{Q^{2}}{2C}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{(2 \times 10^{-4} + 3 \times 10^{-4})^{2}}{2 \times (0.5 + 1) \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $W = 0.083$ J
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10. 정전용량 및 내압이 3㎌/1000V, 5㎌/500V, 12㎌/250V 인 3개의 콘덴서를 직렬로 연결하고 양단에 가한 전압을 서서히 증가시킬 경우 가장 먼저 파괴되는 콘덴서는?

  1. 3[㎌]
  2. 5[㎌]
  3. 12[㎌]
  4. 3개 동시에 파괴
(정답률: 78%)
  • 콘덴서를 직렬로 연결하면 모든 콘덴서에 동일한 전하량 $Q$가 쌓입니다. 각 콘덴서가 견딜 수 있는 최대 전하량($Q = CV$)을 계산했을 때, 이 값이 가장 작은 콘덴서가 한계 전압에 먼저 도달하여 가장 먼저 파괴됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = CV$
    ② [숫자 대입] $Q_1 = 3 \times 1000, Q_2 = 5 \times 500, Q_3 = 12 \times 250$
    ③ [최종 결과] $Q_1 = 3000, Q_2 = 2500, Q_3 = 3000$
    따라서 최대 전하량이 $2500\mu\text{C}$로 가장 낮은 $5\mu\text{F}$ 콘덴서가 가장 먼저 파괴됩니다.
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11. 정전용량 10[㎌]인 콘덴서의 양단에 100V의 일정 전압을 인가하고 있다. 이 콘덴서의 극판간의 거리를 1/10로 변화시키면 콘덴서에 충전되는 전하량은 거리를 변화시키기 이전의 전하량에 비해 어떻게 되는가?

  1. 1/10로 감소
  2. 1/100로 감소
  3. 10배로 증가
  4. 100배로 증가
(정답률: 77%)
  • 콘덴서의 정전용량은 극판 사이의 거리에 반비례하며, 전하량은 정전용량에 비례합니다. 전압이 일정할 때 거리가 $1/10$로 감소하면 정전용량은 $10$배 증가하고, 이에 따라 충전되는 전하량 또한 $10$배로 증가합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon S}{d}, Q = CV$
    ② [숫자 대입] $Q_{new} = \frac{\epsilon S}{\frac{1}{10}d} \times V = 10 \times \frac{\epsilon S}{d} \times V$
    ③ [최종 결과] $Q_{new} = 10Q$
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12. 접지 구도체와 점전하간의 작용력은?

  1. 항상 반발력이다.
  2. 항상 흡입력이다.
  3. 조건적 반발력이다.
  4. 조건적 흡입력이다.
(정답률: 90%)
  • 접지된 구도체 근처에 점전하를 놓으면, 정전유도 현상에 의해 구도체 표면에 점전하와 반대 부호의 전하가 유도됩니다. 이로 인해 서로 다른 극성 간의 인력이 작용하므로 항상 흡입력이 발생합니다.
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13. 전계의 세기가 1500[V/m]인 전장에 5[μC]의 전하를 놓았을 때 이 전하에 작용하는 힘은 몇 [N]인가?

  1. 4.5×10-3
  2. 5.5×10-3
  3. 6.5×10-3
  4. 7.5×10-3
(정답률: 73%)
  • 전계 내에 놓인 전하가 받는 힘은 전하량과 전계의 세기를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $F = Q E$
    ② [숫자 대입] $F = 5 \times 10^{-6} \times 1500$
    ③ [최종 결과] $F = 7.5 \times 10^{-3}$
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14. 500[AT/m]의 자계 중에 어떤 자극을 놓았을 때 4×103[N]의 힘이 작용했다면 이 때 자극의 세기는 몇 [Wb]인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 72%)
  • 자계 내에서 자극이 받는 힘은 자극의 세기와 자계의 세기의 곱과 같습니다. 이를 통해 자극의 세기를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{F}{H}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{4 \times 10^{3}}{500}$
    ③ [최종 결과] $m = 8$
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15. 도전성을 가진 매질내의 평면파에서 전송계수 를 표현한 것으로 알맞은 것은? 단, α는 감쇠정수, β는 위상정수 이다.

(정답률: 71%)
  • 도전성 매질 내에서 평면파의 전파 특성을 나타내는 전송계수(전파정수) $\gamma$는 감쇠정수 $\alpha$와 위상정수 $\beta$의 합으로 표현되며, 위상정수 앞에는 허수 단위 $j$가 붙습니다.
    따라서 정답은 $\gamma = \alpha + j\beta$가 포함된 입니다.
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16. 자극의 세기가 8×10-6[Wb]이고, 길이가 30[cm]인 막대자석을 120[AT/m] 평등자계 내에 자력선과 30°의 각도로 놓았다면 자석이 받는 회전력은 몇 [Nm]인가?

  1. 1.44×10-4
  2. 1.44×10-5
  3. 2.88×10-4
  4. 2.88×10-5
(정답률: 66%)
  • 자계 내에 놓인 막대자석이 받는 회전력(토크)은 자극의 세기, 자석의 길이, 자계의 세기, 그리고 자계와 자석이 이루는 각도의 사인 값의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = m l H \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $T = 8 \times 10^{-6} \times 0.3 \times 120 \times \sin 30^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $T = 1.44 \times 10^{-4}$
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17. 자기 회로의 퍼미언스(permeance)에 대응하는 전기회로의 요소는?

  1. 서셉턴스(susceptance)
  2. 컨덕턴스(conductance)
  3. 엘라스턴스(elastance)
  4. 정전용량(electrostatic capacity)
(정답률: 68%)
  • 자기 회로의 퍼미언스는 자기저항의 역수로, 이는 전기 회로에서 저항의 역수인 컨덕턴스와 대응되는 개념입니다.

    오답 노트
    서셉턴스: 어드미턴스의 허수 성분
    엘라스턴스: 정전용량의 역수
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18. 전류가 흐르고 있는 도체에 자계를 가하면 도체 측면에 정∙부(+,-)의 전하가 나타나 두 면간에 전위차가 발생하는 현상은?

  1. 홀효과
  2. 핀치효과
  3. 톰슨효과
  4. 지벡효과
(정답률: 70%)
  • 전류가 흐르는 도체에 수직 방향으로 자계를 가했을 때, 전하가 도체 측면으로 밀려나 전위차가 발생하는 현상을 홀효과라고 합니다.

    오답 노트
    핀치효과: 평행 전류 간 흡인력으로 단면이 수축하는 현상
    톰슨효과: 단일 도체 양단 전위차 발생 시 열 흡수/방출 현상
    지벡효과: 서로 다른 두 도체의 접점 온도차로 전위차가 발생하는 현상
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19. 그림과 같이 직렬로 접속된 두 개의 코일이 있을 때 L1=20[mH], L2=80[mH], 결합계수 k=0.8이다. 여기에 0.5[A]의 전류를 흘릴 때 이 합성코일에 저축되는 에너지는 약 몇 [J]인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.13×10-3
  2. 2.05×10-2
  3. 6.63×10-2
  4. 8.25×10-2
(정답률: 55%)
  • 상호 인덕턴스를 먼저 구한 뒤, 가동 결합(전류 방향 동일) 상태의 합성 인덕턴스를 이용하여 저축되는 에너지를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} L I^2$ (단, $L = L_1 + L_2 + 2k\sqrt{L_1 L_2}$ )
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times (20 \times 10^{-3} + 80 \times 10^{-3} + 2 \times 0.8 \times \sqrt{20 \times 10^{-3} \times 80 \times 10^{-3}}) \times 0.5^2$
    ③ [최종 결과] $W = 2.05 \times 10^{-2} \text{ J}$
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20. 도체 1을 Q가 되도록 대전시키고, 여기에 도체 2를 접촉했을 때 도체 2가 얻는 전하를 전위계수로 표시하면? (단, P11, P12, P21, P22는 전위계수이다.)

(정답률: 66%)
  • 두 도체를 접촉시키면 전하가 재분배되어 두 도체는 등전위가 됩니다. 전위계수의 정의와 전하량 보존 법칙($$Q_1 + Q_2 = Q$$)을 이용하여 도체 2가 얻는 전하 $Q_2$를 유도합니다.
    ① [기본 공식] $Q_2 = \frac{(P_{11} - P_{12})Q}{P_{11} - 2P_{12} + P_{22}}$
    ② [숫자 대입] (주어진 전위계수 기호를 그대로 사용)
    ③ [최종 결과]
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2과목: 전력공학

21. 개폐서지를 흡수할 목적으로 설치하는 것의 약어는?

  1. CT
  2. SA
  3. GIS
  4. ATS
(정답률: 76%)
  • 개폐서지(Switching Surge)를 흡수하여 기기를 보호하는 장치는 서지 흡수기이며, 영문 약어로 SA(Surge Absorber)라고 합니다.

    오답 노트
    CT: 변류기
    GIS: 가스절연개폐장치
    ATS: 자동절체스위치
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22. 다음 중 표준형 철탑이 아닌 것은?

  1. 내선 철탑
  2. 직선 철탑
  3. 각도 철탑
  4. 인류 철탑
(정답률: 69%)
  • 표준형 철탑의 종류에는 직선 철탑, 각도 철탑, 인류 철탑, 보강형 철탑 등이 있으며, 내선 철탑은 표준형 철탑의 분류에 해당하지 않습니다.
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23. 전력계통의 전압안정도를 나타내는 P-V 곡선에 대한 설명 중 적합하지 않은 것은?

  1. 가로축은 수전단 전압을 세로축은 무효전력을 나타낸다.
  2. 진상무효전력이 부족하면 전압은 안정되고 진상무효전력이 과잉되면 전압은 불안정하게 된다.
  3. 전압 불안정 현상이 일어나지 않도록 전압을 일정하게 유지하려면 무효전력을 적절하게 공급하여야 한다.
  4. P-V 곡선에서 주어진 역률에서 전압을 증가시키더라도 송전할 수 있는 최대 전력이 존재하는 임계점이 있다.
(정답률: 67%)
  • P-V 곡선은 전압 안정도를 해석하는 곡선으로, 가로축은 전력($$P$$), 세로축은 전압($V$ )을 나타냅니다.

    오답 노트
    진상무효전력 부족 시 전압 불안정: 무효전력 공급 부족은 전압 강하를 유발하여 계통 붕괴의 원인이 됨
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24. 3상으로 표준전압 3[kV], 800[kW]를 역률 0.9로 수전하는 공장의 수전회로에 시설할 계기용 변류기의 변류비로 적당한 것은? ( 단, 변류기의 2차전류는 5[A]이며, 여유율은 1.2로 한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 48%)
  • 3상 전력 공식을 이용하여 수전전류를 구한 뒤, 변류기 2차 전류와 여유율을 적용하여 변류비를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos\theta}$$
    $$CT = \frac{I}{I_{2}} \times \text{여유율}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{800000}{\sqrt{3} \times 3000 \times 0.9} = 171.07$$
    $$CT = \frac{171.07}{5} \times 1.2$$
    ③ [최종 결과]
    $$CT = 41.06$$
    계산 결과 41.06에 가장 근접한 표준 변류비는 40입니다.
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25. 발전기나 변압기의 내부고장 검출에 주로 사용되는 계전기는?

  1. 역상계전기
  2. 과전압계전기
  3. 과전류계전기
  4. 비율차동계전기
(정답률: 85%)
  • 발전기나 변압기의 전기적 내부고장을 검출하기 위해 유입되는 전류와 유출되는 전류의 차이를 이용하는 비율차동계전기를 주로 사용합니다.

    오답 노트
    역상계전기: 불평형 부하 및 결상 검출
    과전압계전기: 전압 상승 검출
    과전류계전기: 과부하 및 단락 사고 검출
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26. 3000[kW], 역률 80[%](뒤짐)의 부하에 전력을 공급하고 있는 변전소에 전력용콘덴서를 설치하여 변전소에서의 역률을 90[%]로 향상시키는데 필요한 전력용콘덴서의 용량은 약 몇 [kVA]인가?

  1. 600
  2. 700
  3. 800
  4. 900
(정답률: 66%)
  • 역률을 개선하기 위해 필요한 콘덴서 용량은 유효전력에 두 역률의 탄젠트 값 차이를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Q_{C} = P(\tan\theta_{1} - \tan\theta_{2})$
    ② [숫자 대입] $Q_{C} = 3000 \times (\frac{0.6}{0.8} - \frac{0.4359}{0.9})$
    ③ [최종 결과] $Q_{C} = 797.03$
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27. 역률 0.8인 부하 480[kW]를 공급하는 변전소에 전력용 콘덴서 220[kVA]를 설치하면 역률은 몇 [%]로 개선할 수 있는가?

  1. 92
  2. 94
  3. 96
  4. 99
(정답률: 68%)
  • 기존 부하의 무효전력에서 콘덴서의 용량을 뺀 개선 후 무효전력을 이용하여 새로운 역률을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\cos\theta = \frac{P}{\sqrt{P^{2} + (Q_{L} - Q_{C})^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $\cos\theta = \frac{480}{\sqrt{480^{2} + (\frac{480}{0.8} \times 0.6 - 220)^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $\cos\theta = 0.96$
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28. 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임피던스는 300[Ω]이고, 수전단을 개방한 경우에는 1200[Ω]일 때 이 선로의 특성 임피던스는 몇 [Ω] 인가?

  1. 300
  2. 500
  3. 600
  4. 800
(정답률: 64%)
  • 특성 임피던스는 선로의 직렬 임피던스(단락 임피던스)와 병렬 어드미턴스(개방 임피던스의 역수)의 곱의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z_{0} = \sqrt{\frac{Z_{s}}{Y_{o}}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{0} = \sqrt{300 \times 1200}$
    ③ [최종 결과] $Z_{0} = 600$
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29. 배전전압, 배전거리 및 전력손실이 같다는 조건에서 단상 2선식 전기방식의 전선 총중량을 100[%]라 할 때 3상 3선식 전기방식은 몇 [%]인가?

  1. 33.3
  2. 37.5
  3. 75.0
  4. 100.0
(정답률: 62%)
  • 배전 전압, 거리, 전력손실이 동일할 때 단상 2선식 전선 중량을 100%로 기준 잡은 상대적 중량비 문제입니다.
    3상 3선식의 경우 단상 2선식의 $\frac{3}{4}$배인 75%가 됩니다.

    오답 노트
    단상 3선식: 37.5%
    3상 4선식: 33.3%
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30. 외뢰(外雷)에 대한 주 보호장치로서 송전계통의 절연협조의 기본이 되는 것은?

  1. 애자
  2. 변압기
  3. 차단기
  4. 피뢰기
(정답률: 78%)
  • 피뢰기는 외부에서 유입되는 뇌서지(외뢰)로부터 전기기기를 보호하며, 송전계통 절연협조의 가장 기본이 되는 장치입니다.
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31. 배전선로의 전기적 특성 중 그 값이 1 이상인 것은?

  1. 전압강하율
  2. 부등률
  3. 부하율
  4. 수용률
(정답률: 84%)
  • 부등률은 개개의 최대 수용전력의 합을 합성 최대 수용전력으로 나눈 값으로, 항상 1보다 큽니다.

    오답 노트
    전압강하율, 부하율, 수용률: 일반적으로 1(100%) 이하의 값을 가집니다.
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32. 1000[kVA]의 단상변압기 3대를 △-△결선의 1뱅크로 하여 사용하는 변전소가 부하 증가로 다시 1대의 단상변압기를 증설하여 2뱅크로 사용하면 최대 약 몇 [kVA]의 3상 부하에 적용 할 수 있는가?

  1. 1730
  2. 2000
  3. 3460
  4. 4000
(정답률: 60%)
  • 단상변압기 3대를 $\Delta-\Delta$ 결선으로 사용하다 1대를 증설하여 2뱅크로 운용할 경우, 각 뱅크는 $V$결선으로 동작하게 됩니다. $V$결선의 출력은 단상변압기 1대 용량의 $\sqrt{3}$배이며, 이것이 2뱅크이므로 2를 곱합니다.
    ① [기본 공식] $P = \sqrt{3} \times P_{1} \times 2$
    ② [숫자 대입] $P = \sqrt{3} \times 1000 \times 2$
    ③ [최종 결과] $P = 3464.1$
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33. 3300[V] 배전선로의 전압을 6600[V]로 승압하고 같은 손실률로 송전하는 경우 송전전력은 승압전의 몇 배인가?

  1. √3
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 49%)
  • 송전 손실률이 일정할 때, 송전전력 $P$는 전압 $V$의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $P_{ratio} = (\frac{V_{after}}{V_{before}})^{2}$
    ② [숫자 대입] $P_{ratio} = (\frac{6600}{3300})^{2}$
    ③ [최종 결과] $P_{ratio} = 4$
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34. 송전선로에 근접한 통신선에 유도장해가 발생하였다. 전자유도의 주된 원인은?

  1. 영상전류
  2. 정상전류
  3. 정상전압
  4. 역상전압
(정답률: 83%)
  • 통신선에 발생하는 유도장해 중 전자유도는 영상전류에 의해 발생하며, 정전유도는 영상전압에 의해 발생합니다.
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35. 기력발전소의 열사이클 과정 중 단열팽창 과정에서 물 또는 증기의 상태변화로 옳은 것은?

  1. 습증기 → 포화액
  2. 포화액 → 압축액
  3. 과열증기 → 습증기
  4. 압축액 → 포화액 → 포화증기
(정답률: 71%)
  • 랭킨 사이클의 터빈 과정은 단열팽창 과정에 해당합니다. 보일러와 과열기를 거쳐 생성된 고온 고압의 과열증기가 터빈에서 팽창하며 일을 하는 동안 온도가 내려가 습증기 상태로 변화하게 됩니다.
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36. 3상 배전선로의 전압강하율[%]을 나타내는 식이 아닌 것은? (단, Vs : 송전단 전압, VT : 수전단 전압, I : 부하전류, P : 부하전력, Q : 무효전력 이다.)

(정답률: 58%)
  • 3상 배전선로의 전압강하율은 수전단 전압 $V_{T}$를 기준으로 계산하며, 분자에 송전단 전압 $V_{s}$가 곱해지는 형태는 잘못된 식입니다.

    오답 노트
    $\frac{V_{s}(PR+QX)}{V_{T}} \times 100$: 전압강하율 공식의 분자에 송전단 전압 $V_{s}$가 포함되어 있어 틀린 식입니다.
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37. 송전선로의 보호방식으로 지락에 대한 보호는 영상전류를 이용하여 어떤 계전기를 동작 시키는가?

  1. 선택지락 계전기
  2. 전류차동 계전기
  3. 과전압 계전기
  4. 거리 계전기
(정답률: 76%)
  • 선택지락 계전기는 병행 2회선 송전선로에서 한쪽 회선에 지락 사고가 발생했을 때, 영상전류를 검출하여 사고가 난 회선만을 선택적으로 차단하기 위해 동작 전류를 작게 설정한 계전기입니다.
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38. 경수감속 냉각형 원자로에 속하는 것은?

  1. 고속증식로
  2. 열중성자로
  3. 비등수형 원자로
  4. 흑연감속 가스 냉각로
(정답률: 70%)
  • 경수감속 냉각형 원자로는 감속재와 냉각재로 일반적인 물인 경수($H_{2}O$)를 사용하는 원자로를 말합니다. 비등수형 원자로는 냉각재인 물이 원자로 내에서 직접 끓어 증기가 되고, 이 증기로 터빈을 돌려 발전하는 대표적인 경수형 원자로입니다.
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39. 장거리 송전선로의 특성을 표현한 회로로 옳은 것은?

  1. 분산부하 회로
  2. 분포정수 회로
  3. 집중정수 회로
  4. 특성 임피던스 회로
(정답률: 73%)
  • 송전선로의 길이에 따라 모델링 방식이 달라집니다. 장거리 송전선로는 선로 전체에 정수(R, L, C, G)가 고르게 분포되어 있다고 보는 분포정수 회로로 해석해야 정확합니다.

    오답 노트
    집중정수 회로: 단거리 송전선로에서 사용하는 방식입니다.
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40. 배전선로에 3상3선식 비접지방식을 채용할 경우 장점이 아닌 것은?

  1. 과도 안정도가 크다.
  2. 1선 지락고장시 고장전류가 작다.
  3. 1선 지락고장시 인접 통신선의 유도장해가 작다.
  4. 1선 지락고장시 건전상의 대지전위 상승이 작다.
(정답률: 48%)
  • 비접지방식은 1선 지락고장 시 지락전류가 매우 작아 통신선 유도장해가 적고 안정도가 높지만, 건전상의 대지전위가 $\sqrt{3}$배까지 상승하여 절연에 부담을 줍니다.
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3과목: 전기기기

41. 직류기에서 전기자 반작용의 영향을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 주자극의 자속이 감소한다.
  2. 정류자편 사이의 전압이 불균일하게 된다.
  3. 국부적으로 전압이 높아져 섬락을 일으킨다.
  4. 전기적 중성점이 전동기인 경우 회전방향으로 이동한다.
(정답률: 63%)
  • 전기자 반작용으로 인해 전기적 중성축이 이동하는 방향은 기기의 운전 상태에 따라 다릅니다. 발전기일 때는 회전 방향으로 이동하지만, 전동기일 때는 회전 반대 방향으로 이동합니다.
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42. 6300/210[V], 20[kVA] 단상변압기 1차 저항과 리액턴스가 각각 15.2[Ω]과 21.6[Ω], 2차 저항과 리액턴스가 각각 0.019[Ω]과 0.028[Ω]이다. 백분율 임피던스는 약 몇 [%] 인가?

  1. 1.86
  2. 2.86
  3. 3.86
  4. 4.86
(정답률: 53%)
  • 변압기의 백분율 임피던스는 1차측으로 환산한 전체 임피던스를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$a = \frac{E_1}{E_2}$$
    $$Z_1 = \sqrt{(r_1 + a^2 r_2)^2 + (x_1 + a^2 x_2)^2}$$
    $$\text{%}Z = \frac{I_1 Z_1}{E_1} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$a = \frac{6300}{210} = 30$$
    $$Z_1 = \sqrt{(15.2 + 30^2 \times 0.019)^2 + (21.6 + 30^2 \times 0.028)^2} = 56.86$$
    $$\text{%}Z = \frac{(20000 / 6300) \times 56.86}{6300} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{%}Z = 2.86$$
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43. 권선형 유도전동기의 속도제어 방법 중 저항제어법의 특징으로 옳은 것은?

  1. 효율이 높고 역률이 좋다.
  2. 부하에 대한 속도 변동률이 작다.
  3. 구조가 간단하고 제어조작이 편리하다.
  4. 전부하로 장시간 운전하여도 온도에 영향이 적다.
(정답률: 74%)
  • 권선형 유도전동기의 저항제어법은 2차 회로에 외부 저항을 삽입하여 속도를 조절하는 방식으로, 구조가 간단하고 제어 조작이 매우 편리한 것이 특징입니다.

    오답 노트
    효율이 높고 역률이 좋다: 2차 회로에 저항을 삽입하므로 효율과 역률이 낮습니다.
    부하에 대한 속도 변동률이 작다: 속도 변동이 큰 편입니다.
    전부하로 장시간 운전하여도 온도에 영향이 적다: 저항에서 열이 발생하므로 온도 상승의 영향이 큽니다.
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44. 직류 분권전동기의 공급전압이 극성을 반대로 하면 회전방향은 어떻게 되는가?

  1. 반대로 된다.
  2. 변하지 않는다.
  3. 발전기로 된다.
  4. 회전하지 않는다.
(정답률: 66%)
  • 분권전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 병렬로 연결되어 있어, 공급전압의 극성을 반대로 해도 계자 전류와 전기자 전류의 방향이 동시에 바뀌므로 토크의 방향이 유지되어 회전방향은 변하지 않습니다.
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45. 단상 50[Hz], 전파정류 회로에서 변압기의 2차 상전압 100[V], 수은 정류기의 전압강하 20[V]에서 회로 중의 인덕턴스는 무시한다. 외부부하로서 기전력 50[V], 내부저항 0.3[Ω]의 축전지를 연결할 때 평균 출력은 약 몇 [W]인가?

  1. 4556
  2. 4667
  3. 4778
  4. 4889
(정답률: 52%)
  • 단상 전파정류 회로의 평균 전압을 먼저 구한 뒤, 부하 전류와 평균 출력을 순차적으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = E_{d} \times I_{d} = E_{d} \times \frac{E_{d} - E}{r}$
    ② [숫자 대입] $P = 70 \times \frac{70 - 50}{0.3}$
    ③ [최종 결과] $P = 4667$ W
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46. 3상 동기발전기의 여자전류 5[A]에 대한 1상의 유기기전력이 600[V]이고 그 3상 단락전류는 30[A]이다. 이 발전기의 동기임피던스[Ω]는?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 62%)
  • 동기임피던스는 1상당 유기기전력을 단락전류로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{V}{I}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{600}{30}$
    ③ [최종 결과] $Z = 20$ $\Omega$
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47. 동기발전기의 전기자 권선을 단절권으로 하는 가장 큰 이유는?

  1. 과열을 방지
  2. 기전력 증가
  3. 기본파를 제거
  4. 고조파를 제거해서 기전력 파형 개선
(정답률: 80%)
  • 단절권은 고조파를 제거하여 기전력의 파형을 개선하는 것이 가장 큰 목적입니다.

    오답 노트
    기전력 증가: 전절권에 비해 합성 기전력은 오히려 감소합니다.
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48. 권선형 유도전동기가 기동하면서 동기속도 이하까지 회전속도가 증가하면 회전자의 전압은?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변함없다.
  4. 0 이 된다.
(정답률: 50%)
  • 회전자의 속도가 증가하면 슬립(slip)이 감소하게 됩니다. 슬립이 감소하면 회전자에 유도되는 2차 전압의 크기와 주파수가 함께 감소하므로, 결과적으로 전압은 감소합니다.
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49. 3상 직권 정류자 전동기의 중간변압기의 사용목적은?

  1. 역회전의 방지
  2. 역회전을 위하여
  3. 전동기의 특성을 조정
  4. 직권 특성을 얻기 위하여
(정답률: 63%)
  • 3상 직권 정류자 전동기의 중간변압기는 권수비를 조정하여 전동기의 특성을 제어하는 목적으로 사용됩니다. 특히 경부하 또는 무부하 시에 속도가 과도하게 상승하는 것을 억제하여 속도를 조정합니다.
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50. 전기자 지름 0.2[m]의 직류발전기가 1.5[kW]의 출력에서 1800[rpm]으로 회전하고 있을 때 전기자 주변속도는 약 몇 [m/s]인가?

  1. 18.84
  2. 21.96
  3. 32.74
  4. 42.85
(정답률: 63%)
  • 전기자 주변속도는 회전체의 지름과 분당 회전수를 이용하여 선속도로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \pi D \frac{N}{60}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \pi \times 0.2 \times \frac{1800}{60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 18.84$$
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51. 2방향성 3단자 사이리스터는?

  1. SCR
  2. SSS
  3. SCS
  4. TRIAC
(정답률: 63%)
  • 사이리스터는 방향성과 단자 수에 따라 구분됩니다. TRIAC은 양방향으로 전류를 흘릴 수 있으며 3개의 단자를 가진 소자입니다.

    오답 노트
    SCR: 단방향 3단자 소자입니다.
    SSS: 양방향 2단자 소자입니다.
    SCS: 단방향 4단자 소자입니다.
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52. 동기전동기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 속도가 일정하다.
  2. 역률을 조정할 수 없다.
  3. 직류전원을 필요로 한다.
  4. 난조를 일으킬 염려가 있다.
(정답률: 69%)
  • 동기전동기는 위상특성곡선을 이용하여 역률을 1로 조정하여 사용할 수 있는 것이 큰 특징입니다.

    오답 노트
    속도가 일정하다: 정속도 전동기이므로 옳은 설명입니다.
    직류전원을 필요로 한다: 계자 권선에 직류 전원이 필요하므로 옳은 설명입니다.
    난조를 일으킬 염려가 있다: 부하 급변 시 진동 현상인 난조가 발생할 수 있어 옳은 설명입니다.
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53. 정격 주파수 50[Hz]의 변압기를 일정 전압 60[Hz]의 전원에 접속하여 사용했을 때 여자전류, 철손 및 리액턴스 강하는?

  1. 여자전류와 철손은 5/6 감소, 리액턴스 강하 6/5 증가
  2. 여자전류와 철손은 5/6 감소, 리액턴스 강하 5/6 감소
  3. 여자전류와 철손은 6/5 증가, 리액턴스 강하 6/5 증가
  4. 여자전류와 철손은 6/5 증가, 리액턴스 강하 5/6 감소
(정답률: 62%)
  • 전압이 일정할 때, 여자전류($I_{0}$)와 철손은 주파수($f$)에 반비례하고, 리액턴스($X_{L}$)는 주파수에 비례하는 특성을 가집니다.
    주파수가 $50\text{Hz}$에서 $60\text{Hz}$로 증가했으므로:
    1. 여자전류 및 철손: $\frac{50}{60} = \frac{5}{6}$배로 감소
    2. 리액턴스 강하: $\frac{60}{50} = \frac{6}{5}$배로 증가
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54. 어떤 주상 변압기가 4/5 부하일 때 최대효율이 된다. 전부하에 있어서의 철손과 동손의 비 Pc/Pi는 약 얼마인가?

  1. 0.64
  2. 1.56
  3. 1.64
  4. 2.56
(정답률: 53%)
  • 변압기의 최대 효율 조건은 철손($P_{i}$)과 동손($P_{c}$)이 같을 때 발생하며, 부하율 $m$에 따른 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{i} = m^{2} P_{c}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{i} = (4/5)^{2} P_{c} = 0.64 P_{c}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{P_{c}}{P_{i}} = \frac{1}{0.64} = 1.56$$
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55. 직류기의 손실 중 기계손에 속하는 것은?

  1. 풍손
  2. 와전류손
  3. 히스테리시스손
  4. 브러시의 전기손
(정답률: 70%)
  • 직류기의 손실 중 기계손은 회전 시 발생하는 물리적인 마찰과 공기 저항에 의한 손실을 의미합니다. 풍손은 회전자가 회전하며 공기와 마찰하여 발생하는 손실이므로 기계손에 해당합니다.

    오답 노트
    와전류손, 히스테리시스손: 철손에 해당
    브러시의 전기손: 전기적 손실에 해당
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56. 직류기에서 양호한 정류를 얻는 조건으로 틀린 것은?

  1. 정류 주기를 크게 한다.
  2. 브러시의 접촉 저항을 크게 한다.
  3. 전기자 권선의 인덕턴스를 작게 한다.
  4. 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압강하보다 크게 한다.
(정답률: 60%)
  • 양호한 정류를 얻기 위해서는 리액턴스 전압을 최대한 낮추어 브러시 접촉면의 전압강하보다 작게 유지해야 합니다. 따라서 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압강하보다 크게 한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    정류 주기 크게 함: 리액턴스 전압 감소 효과
    브러시 접촉 저항 크게 함: 정류 개선(탄소 브러시 사용)
    전기자 권선 인덕턴스 작게 함: 리액턴스 전압 감소 효과
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57. 동기전동기의 제동권선은 다음 어느 것과 같은가?

  1. 직류기의 전기자
  2. 유도기의 농형 회전자
  3. 동기기의 원통형 회전자
  4. 동기기의 유도자형 회전자
(정답률: 56%)
  • 동기전동기의 제동권선은 유도전동기의 농형 회전자와 구조 및 원리가 같습니다. 이는 기동 시 유도전동기처럼 토크를 발생시켜 기동을 돕고, 운전 중에는 진동 에너지를 열로 소비하여 난조(Hunting)를 방지하는 역할을 합니다.
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58. 권선형 3상 유도전동기의 2차 회로는 Y로 접속되고 2차 각 상의 저항은 0.3[Ω]이며 1차, 2차 리액턴스의 합은 1.5[Ω]이다. 기동 시에 최대 토크를 발생하기 위해서 삽입하여야 할 저항[Ω]은? ( 단, 1차 각 상의 저항은 무시한다.)

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.2
(정답률: 44%)
  • 기동 시 최대 토크가 발생하려면 2차 저항의 합이 1, 2차 리액턴스의 합과 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = (x_1 + x_2) - r_2$
    ② [숫자 대입] $R = 1.5 - 0.3$
    ③ [최종 결과] $R = 1.2$
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59. 3상 유도전압조정기의 특징이 아닌 것은?

  1. 분로권선에 회전자계가 발생한다.
  2. 입력전압과 출력전압의 위상이 같다.
  3. 두 권선은 2극 또는 4극으로 감는다.
  4. 1차 권선은 회전자에 감고 2차 권선은 고정자에 감는다.
(정답률: 56%)
  • 3상 유도전압조정기는 회전자계를 사용하므로 입력전압과 출력전압 사이에 위상차 $\alpha$가 발생합니다.

    오답 노트
    분로권선에 회전자계가 발생한다: 3상 유도전압조정기의 특징임
    두 권선은 2극 또는 4극으로 감는다: 일반적인 설계 방식임
    1차 권선은 회전자에 감고 2차 권선은 고정자에 감는다: 3상 유도전압조정기의 구조적 특징임
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60. 변압기의 부하가 증가할 때의 현상으로서 틀린 것은?

  1. 동손이 증가한다.
  2. 온도가 상승한다.
  3. 철손이 증가한다.
  4. 여자전류는 변함없다.
(정답률: 61%)
  • 변압기의 철손은 전압과 주파수가 일정하면 부하의 크기와 관계없이 일정한 무부하손입니다. 따라서 부하가 증가해도 철손은 증가하지 않고 일정하게 유지됩니다.

    오답 노트
    동손이 증가한다: 부하 전류의 제곱에 비례하여 증가함
    온도가 상승한다: 동손 증가로 인해 열이 발생함
    여자전류는 변함없다: 전압이 일정하면 일정하게 유지됨
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4과목: 회로이론

61. 어떤 회로망의 4단자 정수가 A=8, B=j2, D=3+j2이면 이 회로망의 C는?

  1. 2+j3
  2. 3+j3
  3. 24+j14
  4. 8-j11.5
(정답률: 60%)
  • 4단자 정수 사이의 관계식 $AD - BC = 1$을 이용하여 $C$ 값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{AD - 1}{B}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{8 \times (3 + j2) - 1}{j2}$
    ③ [최종 결과] $C = 8 - j11.5$
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62. 다음과 같은 회로에서 i1=Imsinwt[A]일 때, 개방된 2차 단자에 나타나는 유기기전력e2는 몇 [V]인가?

  1. wMImsin(wt-90°)
  2. wMImcos(wt-90°)
  3. -wMsinwt
  4. -wMcoswt
(정답률: 53%)
  • 상호 인덕턴스 $M$에 의해 유도되는 기전력 $e_{2}$는 1차 측 전류의 시간 변화율에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $e_{2} = M \frac{di_{1}}{dt}$
    ② [숫자 대입] $e_{2} = M \frac{d}{dt}(I_{m}\sin\omega t) = M\omega I_{m}\cos\omega t$
    ③ [최종 결과] $e_{2} = \omega MI_{m}\sin(\omega t - 90^{\circ})$
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63. 다음 회로에서 부하 R에 최대 전력이 공급될 때의 전력값이 5[W]라고 하면 RL+Ri의 값은 몇 [Ω] 인가? (단, Ri는 전원의 내부저항이다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 48%)
  • 최대 전력 전송 조건은 부하 저항 $R_{L}$과 내부 저항 $R_{i}$가 같을 때($R_{i} = R_{L}$) 성립합니다.
    ① [기본 공식] $P_{m} = \frac{V^{2}}{4R_{L}}$
    ② [숫자 대입] $5 = \frac{10^{2}}{4R_{L}}$
    ③ [최종 결과] $R_{L} = 5\Omega$
    최대 전력 전송 조건에 의해 $R_{i} = R_{L} = 5\Omega$이므로, 두 저항의 합은 $5 + 5 = 10\Omega$ 입니다.
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64. 부동작 시간(dead time) 요소의 전달함수는?

  1. K
  2. K/s
  3. Ke-Ls
  4. Ks
(정답률: 73%)
  • 제어공학에서 각 요소의 전달함수를 묻는 문제입니다. 부동작 요소(Dead time element)는 입력이 일정 시간 $L$만큼 지연되어 나타나는 특성을 가지며, 라플라스 변환 시 지수함수 형태로 표현됩니다.

    오답 노트
    K: 비례 요소
    K/s: 적분 요소
    Ks: 미분 요소
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65. 회로의 양 단자에서 테브난의 정리에 의한 등가회로로 변환할 경우 Vab 전압과 테브난 등가저항은?

  1. 60[V], 12[Ω]
  2. 60[V], 15[Ω]
  3. 50[V], 15[Ω]
  4. 50[V], 50[Ω]
(정답률: 72%)
  • 테브난의 정리를 이용하여 개방 전압 $V_{ab}$와 등가 저항 $R_{t}$를 구하는 문제입니다.
    개방 전압은 전압 분배 법칙을 적용하고, 등가 저항은 전원 단자를 단락시킨 후 병렬 저항으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = V \times \frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}, \quad R_{t} = \frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = 100 \times \frac{30}{20+30}, \quad R_{t} = \frac{20 \times 30}{20+30}$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = 60\text{V}, \quad R_{t} = 12\Omega$
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66. 저항 R[Ω], 리액턴스 X[Ω]와의 직렬회로에 교류전압 V[V]를 가했을 때 소비되는 전력[W]은?

(정답률: 49%)
  • 교류 직렬회로에서 소비전력은 저항 성분에서만 발생하며, 전압과 임피던스를 이용해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{V^{2}R}{R^{2}+X^{2}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{V^{2}R}{R^{2}+X^{2}}$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{V^{2}R}{R^{2}+X^{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 그림과 같은 회로에서 V1(s)를 입력, V2(s) 출력으로 한 전달함수는?

(정답률: 58%)
  • 전달함수는 입력 전압 $V_{1}(s)$에 대한 출력 전압 $V_{2}(s)$의 비로, 전압 분배 법칙을 사용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{\frac{1}{sC}}{sL + \frac{1}{sC}}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{s^{2}LC + 1}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{1}{1 + s^{2}LC}$
    따라서 정답은 입니다.
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68. RLC 직렬회로에서 각주파수 w를 변화시켰을 때 어드미턴스의 궤적은?

  1. 원점을 지나는 원
  2. 원점을 지나는 반원
  3. 원점을 지나지 않는 원
  4. 원점을 지나지 않는 직선
(정답률: 59%)
  • RLC 직렬회로에서 주파수 $\omega$가 변화할 때, 임피던스 궤적은 직선으로 나타나지만 어드미턴스 궤적은 그 역수 관계에 의해 원의 형태를 띠게 됩니다. 특히 RLC 직렬회로의 경우 원점을 지나는 원의 궤적을 그리게 됩니다.
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69. 대칭 6상 기전력의 선간전압과 상기전력의 위상차는?

  1. 120°
  2. 60°
  3. 30°
  4. 15°
(정답률: 62%)
  • 대칭 $n$상 기전력에서 선간전압과 상기전력의 위상차는 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{\pi}{2} ( 1 - \frac{2}{n} )$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{180^{\circ}}{2} ( 1 - \frac{2}{6} )$
    ③ [최종 결과] $\theta = 60^{\circ}$
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70. RL 병렬회로에 양단에 e=Emsin(wt+θ)[V]의 전압이 가해졌을 때 소비되는 유효전력[W]은?

(정답률: 50%)
  • RL 병렬회로에서 유효전력은 저항 $R$에서만 소비되며, 병렬회로이므로 전압을 이용한 공식을 사용합니다. 주어진 전압 $e = E_{m} \sin(\omega t + \theta)$는 최대값이므로, 실효값 $V = \frac{E_{m}}{\sqrt{2}}$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{V^{2}}{R}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(\frac{E_{m}}{\sqrt{2}})^{2}}{R}$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{E_{m}^{2}}{2R}$
    따라서 정답은 입니다.
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71. 2단자 회로 소자 중에서 인가한 전류파형과 동위상의 전압파형을 얻을 수 있는 것은?

  1. 저항
  2. 콘덴서
  3. 인덕턴스
  4. 저항+콘덴서
(정답률: 61%)
  • 저항 소자에서는 전압과 전류의 위상차가 발생하지 않아 항상 동위상으로 나타납니다.

    오답 노트
    콘덴서: 전류가 전압보다 $90^{\circ}$ 앞섬
    인덕턴스: 전류가 전압보다 $90^{\circ}$ 뒤짐
    저항+콘덴서: 저항과 콘덴서의 비율에 따라 위상이 앞섬
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72. 다음과 같은 교류 브리지 회로에서 Z0에 흐르는 전류가 0이 되기 위한 각 임피던스의 조건은?

(정답률: 79%)
  • 교류 브리지 회로에서 검류계가 연결된 $Z_{0}$에 전류가 흐르지 않는 평형 상태가 되려면, 서로 마주보는 변의 임피던스 곱이 서로 같아야 합니다.
    따라서 평형 조건은 가 됩니다.
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73. 불평형 3상 전류가 Ia=15+j2[A], Ib=-20-j14[A], Ic=-3+j10[A] 일 때의 영상전류 I0[A]는?

  1. 1.57-j3.25
  2. 2.85+j0.36
  3. -2.67-j0.67
  4. 12.67+j2
(정답률: 74%)
  • 불평형 3상 회로에서 영상전류는 각 상의 전류를 모두 합산한 후 3으로 나누어 평균을 구함으로써 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I_{0} = \frac{1}{3}(I_{a} + I_{b} + I_{c})$
    ② [숫자 대입] $I_{0} = \frac{1}{3}((15 + j2) + (-20 - j14) + (-3 + j10))$
    ③ [최종 결과] $I_{0} = -2.67 - j0.67$
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74. 회로에서 L=50[mH], R=20[kΩ]인 경우 회로의 시정수는 몇 [㎲]인가?

  1. 4.0
  2. 3.5
  3. 3.0
  4. 2.5
(정답률: 69%)
  • RL 직렬 회로에서 시정수는 회로의 응답 속도를 결정하는 상수로, 인덕턴스를 저항으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{L}{R}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{50 \times 10^{-3}}{20 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 2.5 \text{ \mu s}$
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75. 주기적인 구형파 신호의 구성은?

  1. 직류성분만으로 구성된다.
  2. 기본파 성분만으로 구성된다.
  3. 고조파 성분만으로 구성된다.
  4. 직류 성분, 기본파 성분, 무수히 많은 고조파 성분으로 구성된다.
(정답률: 76%)
  • 구형파는 비정현파의 일종으로, 푸리에 급수 전개에 의해 직류 성분과 기본파 성분, 그리고 무수히 많은 홀수 차수의 고조파 성분들이 합쳐져서 만들어지는 파형입니다.
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76. 일 때 f(t)의 최종값은?

  1. 3
  2. -3
  3. 5
  4. -5
(정답률: 69%)
  • 라플라스 변환 함수 $F(s)$의 최종값 정리를 이용하면, $t \to \infty$일 때의 값은 $\lim_{s \to 0} sF(s)$로 구할 수 있으며, 이는 분모와 분자의 최저차항 계수의 비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $f(\infty) = \lim_{s \to 0} s F(s)$
    ② [숫자 대입] $f(\infty) = \lim_{s \to 0} s \frac{5s + 3}{s(s + 1)} = \frac{3}{1}$
    ③ [최종 결과] $f(\infty) = 3$
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77. 다음 미분 방정식으로 표시되는 계에 대한 전달함수는? (단,x(t)는 입력, y(t)는 출력을 나타낸다.)

(정답률: 58%)
  • 미분 방정식의 각 항을 라플라스 변환하여 전달함수 $G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)}$를 구하는 문제입니다. 미분 연산자 $\frac{d}{dt}$를 $s$로 치환하여 식을 정리합니다.
    주어진 식: $\frac{d^{2}y(t)}{dt^{2}} + 3\frac{dy(t)}{dt} + 2y(t) = x(t) + \frac{dx(t)}{dt}$
    라플라스 변환 적용: $(s^{2} + 3s + 2)Y(s) = (1 + s)X(s)$
    전달함수 도출: $G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{s + 1}{s^{2} + 3s + 2}$
    따라서 정답은 입니다.
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78. RC 회로에 비정현파 전압을 가하여 흐른 전류가 다음과 같을 때 이 회로의 역률은 약 몇 [%]인가?

  1. 75.8
  2. 80.4
  3. 86.3
  4. 89.7
(정답률: 46%)
  • 비정현파 교류의 역률은 전체 유효전력을 전체 피상전력으로 나누어 계산합니다.
    유효전력 $P$는 각 성분별 유효전력의 합으로 구하고, 피상전력 $P_{a}$는 전압과 전류의 전체 실효값의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{P}{P_{a}} \times 100 = \frac{\sum V_{n} I_{n} \cos \theta_{n}}{V_{rms} I_{rms}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{220 \times 2.2 \times \cos 36.87^{\circ} + 40 \times 0.49 \times \cos 14.04^{\circ}}{\sqrt{20^{2} + 220^{2} + 40^{2}} \times \sqrt{2.2^{2} + 0.49^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = 80.4$
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79. 대칭 좌표법에 관한 설명이 아닌 것은?

  1. 대칭 좌표법은 일반적인 비대칭 3상 교류회로의 계산에도 이용된다.
  2. 대칭 3상 전압의 영상분과 역상분은 0 이고, 정상분만 남는다.
  3. 비대칭 3상 교류회로는 영상분, 역상분 및 정상분의 3성분으로 해석한다.
  4. 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 대칭 좌표법에서 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분 전류가 흐를 수 있는 경로가 존재하므로 영상분이 반드시 존재합니다.

    오답 노트
    비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다: 접지선을 통해 영상분이 통과하므로 틀린 설명입니다.
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80. 3상 Y결선 전원에서 각 상전압이 100[V]일 때 선간전압[V]은?

  1. 150
  2. 170
  3. 173
  4. 179
(정답률: 83%)
  • Y결선 전원에서 선간전압은 상전압보다 $\sqrt{3}$배 크게 나타납니다.
    ① [기본 공식] $V_{line} = \sqrt{3} V_{phase}$
    ② [숫자 대입] $V_{line} = \sqrt{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $V_{line} = 173$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 변전소의 주요 변압기에 시설하지 않아도 되는 계측장치는?

  1. 전압계
  2. 역률계
  3. 전류계
  4. 전력계
(정답률: 76%)
  • 변전소의 주요 변압기에는 전압, 전류, 전력을 측정하기 위한 계측장치를 시설해야 하며, 역률계는 필수 시설 대상이 아닙니다.

    오답 노트
    전압계, 전류계, 전력계: 변전소 주요 변압기 필수 계측 항목
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82. 애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선을 시설하고자 할 경우 전선과 조영재 사이의 이격거리는 몇 cm 이상인가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 39%)
  • 애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선 시설 시, 전선 상호 간의 간격은 $8\text{cm}$이상이어야 하며 전선과 조영재 사이의 이격거리는 $5\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.
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83. 특고압 전선로에 접속하는 배전용 변압기의 1차 및 2차 전압은?

  1. 1차 : 35[kV] 이하, 2차 : 저압 또는 고압
  2. 1차 : 50[kV] 이하, 2차 : 저압 또는 고압
  3. 1차 : 35[kV] 이하, 2차 : 특고압 또는 고압
  4. 1차 : 50[kV] 이하, 2차 : 특고압 또는 고압
(정답률: 58%)
  • 특고압 전선로에 접속하는 배전용 변압기의 전압 규정에 따라 1차 전압은 $35\text{kV}$이하로 제한하며, 2차 전압은 저압 또는 고압으로 시설해야 합니다.
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84. 관∙암거∙기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분(케이블을 지지하는 금구류는 제외한다.) 금속제의 전선 접속함 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에 시설하는 접지공사의 종류는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 74%)
  • 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분, 금속제 전선 접속함 및 지중전선 피복용 금속체에 시설하는 접지공사는 제3종 접지공사를 적용합니다.
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85. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내 전기설비를 케이블 공사로 할 경우 관이나 방호장치에 넣지 않고 노출로 설치할 수 있는 케이블은?

  1. 미네럴인슈레이션 케이블
  2. 고무절연 비닐 시스케이블
  3. 폴리에틸렌절연 비닐 시스케이블
  4. 폴리에틸렌절연 폴리에틸렌 시스케이블
(정답률: 57%)
  • 폭연성 분진이나 화약류 분말이 있는 위험 장소에서 저압 옥내 전기설비를 케이블 공사로 시설할 때, 관이나 방호장치 없이 노출로 설치할 수 있는 케이블은 미네럴인슈레이션 케이블입니다.
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86. 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 아니되는 가공전선로 지지물은?

  1. 목조
  2. 철주
  3. 철탑
  4. 철근콘크리트주
(정답률: 73%)
  • 철탑은 구조적으로 자체 강도가 충분하여 지선을 사용하여 강도를 분담시킬 필요가 없는 지지물입니다.
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87. 특고압 가공전선로의 지지물 중 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 철탑은?

  1. 내장형 철탑
  2. 인류형 철탑
  3. 보강형 철탑
  4. 각도형 철탑
(정답률: 82%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물 중 양쪽 경간의 차이가 큰 곳에서 전선로를 지지하기 위해 사용하는 철탑은 내장형 철탑입니다.
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88. 정격전류가 15[A] 이하인 과전류차단기로 보호되는 저압 옥내전로에 접속하는 콘센트는 정격전류가 몇 [A] 이하인 것이어야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 51%)
  • 저압 옥내전로의 분기회로 시설 기준에 따라, 정격전류가 $15\text{A}$이하인 과전류차단기로 보호되는 전로에 접속하는 콘센트는 정격전류가 $15\text{A}$이하인 것을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    정격전류 $15\text{A}$ 초과 $20\text{A}$이하인 배서용차단기 보호 시: $20\text{A}$이하 콘센트 사용
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89. 풀용 수중조명등의 시설공사에서 절연변압기는 그 2차측 전로의 사용전압이 몇 [V] 이하인 경우에는 1차권선과 2차권선 사이에 금속제의 혼촉방지판을 설치하여야 하며, 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 30[V], 제1종 접지공사
  2. 30[V], 제2종 접지공사
  3. 60[V], 제1종 접지공사
  4. 60[V], 제2종 접지공사
(정답률: 74%)
  • 풀용 수중조명등 시설 시, 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 $30\text{V}$이하인 경우에는 1차 권선과 2차 권선 사이에 금속제 혼촉방지판을 설치하고 제1종 접지공사를 시행해야 합니다.
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90. 수소냉각식 발전기 및 이에 부속하는 수소냉각장치 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 발전기안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설할 것
  2. 발전기안의 수소의 순도가 70[%] 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
  3. 발전기안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
  4. 발전기는 기밀구조의 것이고 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것
(정답률: 79%)
  • 수소냉각식 발전기의 안전을 위해 수소의 순도가 $85\%$이하로 저하된 경우에 경보하는 장치를 시설해야 합니다.

    오답 노트
    발전기안의 수소의 순도가 $70\%$이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것: 기준 수치는 $85\%$입니다.
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91. 옥내에 시설하는 전동기에 과부하 보호장치의 시설을 생략할 수 없는 경우는?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 정격출력이 0.75[kW]인 전동기
  2. 전동기의 구조나 부하의 성질로 보아 전동기가 소손할 수 있는 과전류가 생길 우려가 없는 경우
  3. 전동기가 단상의 것으로 전원측 전로에 시설하는 배선용 차단기의 정격전류가 20[A] 이하인 경우
  4. 전동기가 단상의 것으로 전원측 전로에 시설하는 과전류 차단기의 정격전류가 16[A] 이하인 경우
(정답률: 62%)
  • 옥내 전동기 과부하 보호장치는 정격출력이 $0.2\text{kW}$이하인 경우 등에 생략 가능합니다. 따라서 정격출력이 $0.75\text{kW}$인 전동기는 생략 기준을 초과하므로 반드시 보호장치를 시설해야 합니다.
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92. 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공 통신선의 높이에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 도로를 횡단하는 경우에는 지표상 6[m] 이상으로 한다.
  2. 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 6[m] 이상으로 한다.
  3. 횡단보도교의 위에 시설하는 경우에는 그 노면상 5[m]이상으로 한다.
  4. 도로를 횡단하는 경우, 저압이나 고압의 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선이 교통에 지장을 줄 우려가 없는 경우에는 지표상 5[m]까지 감할 수 있다.
(정답률: 62%)
  • 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선의 높이 규정에 따라, 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 $6.5\text{m}$이상으로 시설해야 하므로 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 $6\text{m}$이상으로 한다는 설명은 틀렸습니다.
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93. 물기가 있는 장소의 저압전로에서 그 전로에 지락이 생긴 경우, 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에는 자동차단기의 정격감도 전류가 50[mA]라면 제3종 접지공사의 접지저항 값은 몇 [Ω] 이하로 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 500
(정답률: 73%)
  • 물기가 있는 장소에서 0.5초 이내에 자동 차단하는 장치가 있을 때, 접지저항과 정격감도전류의 곱이 $15\text{V}$이하가 되어야 한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{15}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{15}{0.05}$
    ③ [최종 결과] $R = 300$
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94. 접지공사의 특례와 관련하여 특별 제3종 접지공사를 하여야 하는 금속체와 대지 간의 전기저항 값이 몇 [Ω] 이하인 경우에는 특별 제3종 접지공사를 한 것으로 보는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 3
  2. 10
  3. 50
  4. 100
(정답률: 74%)
  • 특별 제3종 접지공사를 해야 하는 금속체와 대지 사이의 전기저항 값이 $10\Omega$이하인 경우에는 특별 제3종 접지공사를 한 것으로 인정합니다.
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95. 아크가 발생하는 고압용 차단기는 목재의 벽 또는 천장, 기타의 가연성 물체로부터 몇 [m] 이상 이격하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 56%)
  • 아크가 발생하는 고압용 차단기는 가연성 물체로부터 $1\text{ m}$이상 이격해야 합니다.

    오답 노트
    특고압용 차단기: $2\text{ m}$이상 이격 (단, 화재 우려가 없는 경우 $1\text{ m}$가능)
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96. 지중 전선로를 관로식에 의하여 시설하는 경우에는 매설 깊이를 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 0.6
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 59%)
  • 지중 전선로를 관로식으로 시설할 때, 차량 기타의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 $1.0\text{ m}$이상이어야 합니다.
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97. 가공 전선로의 지지물이 원형 철근콘크리트주인 경우 갑종 풍압하중은 몇 Pa를 기초로 하여 계산하는가?

  1. 294
  2. 588
  3. 627
  4. 1078
(정답률: 73%)
  • 가공 전선로의 지지물이 원형 철근콘크리트주인 경우, 갑종 풍압하중은 $588\text{ Pa}$를 기초로 하여 계산합니다.
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98. 100[kV] 미만인 특고압 가공전선로를 인가가 밀집한 지역에 시설할 경우 전선로에 사용되는 전선의 단면적이 몇 [mm2] 이상의 경동연선이어야 하는가?

  1. 38
  2. 55
  3. 100
  4. 150
(정답률: 65%)
  • 인가 밀집 지역에 시설하는 특고압 가공전선로의 전선 단면적 기준은 전압에 따라 다릅니다.

    오답 노트
    100 kV 이상: $150\text{ mm}^2$이상의 경동연선 사용
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99. 교류식 전기철도는 그 단상부하에 의한 전압불평형의 허용한도가 그 변전소의 수전점에서 몇 [%] 이하이어야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 49%)
  • 교류식 전기철도의 단상 부하에 의한 전압불평형 허용한도는 변전소의 수전점에서 $3\%$이하로 유지해야 합니다.
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100. 터널 내에 교류 220[V]의 애자사용 공사로 전선을 시설할 경우 노면으로부터 몇 [m] 이상의 높이로 유지해야 하는가?

  1. 2
  2. 2.5
  3. 3
  4. 4
(정답률: 56%)
  • 터널 내 애자사용 공사 시 전선의 설치 높이는 전압 수준에 따라 규정되어 있습니다. 교류 $220\text{V}$는 저압에 해당하므로 노면으로부터 $2.5\text{m}$이상의 높이를 유지해야 합니다.

    오답 노트
    3: 고압 전선 시설 시 기준 높이
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