전기산업기사 필기 기출문제복원 (2017-08-26)

전기산업기사 2017-08-26 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2017-08-26 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2017-08-26 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 100kV로 충전된 8×103pF의 콘덴서가 축적할 수 있는 에너지는 몇 W 전구가 2초 동안 한 일에 해당하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 64%)
  • 콘덴서에 축적된 에너지를 구한 뒤, 이를 전구의 일(에너지) 공식에 대입하여 전력(전구의 와트수)을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\frac{1}{2} C V^2}{t}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{0.5 \times (8 \times 10^{-9}) \times (100 \times 10^3)^2}{2}$
    ③ [최종 결과] $P = 20$
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2. 제벡(Seebeck) 효과를 이용 한 것은?

  1. 광전지
  2. 열전대
  3. 전자냉동
  4. 수정 발전기
(정답률: 86%)
  • 제벡 효과는 서로 다른 두 금속의 접합점에 온도 차를 주었을 때 기전력이 발생하는 현상입니다. 이를 이용한 대표적인 장치가 열전대입니다.
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3. 마찰전기는 두 물체의 마찰열에 의해 무엇이 이동하는 것인가?

  1. 양자
  2. 자하
  3. 중성자
  4. 자유전자
(정답률: 87%)
  • 마찰전기는 서로 다른 두 물체를 마찰시킬 때, 한 물체에서 다른 물체로 전하를 띤 자유전자가 이동하면서 발생하는 정전기 현상입니다.
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4. 두 벡터 A=-7i-j, B=-3i-4j가 이루는 각은?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 69%)
  • 두 벡터가 이루는 각은 벡터의 내적 공식을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{\mathbf{A} \cdot \mathbf{B}}{|\mathbf{A}||\mathbf{B}|}$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{(-7 \times -3) + (-1 \times -4)}{\sqrt{(-7)^2 + (-1)^2} \times \sqrt{(-3)^2 + (-4)^2}} = \frac{25}{\sqrt{50} \times 5} = \frac{25}{5\sqrt{2} \times 5} = \frac{1}{\sqrt{2}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 45^{\circ}$
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5. 그림과 같이 반지름 a[m], 중심간격 d[m]인 평행원통도체가 공기 중에 있다. 원통도체의 선전하밀도가 각각 ±pL[C/m]일 때 두 원통도체 사이의 단위 길이당 정전용량은 약 몇 F/m인가? (단, d≫a이다.)

(정답률: 73%)
  • 반지름이 $a$이고 중심 간격이 $d$인 평행 원통 도체에서 $d \gg a$일 때, 단위 길이당 정전용량은 다음 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\pi \epsilon_{0}}{\ln \frac{d}{a}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\pi \epsilon_{0}}{\ln \frac{d}{a}}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{\pi \epsilon_{0}}{\ln \frac{d}{a}}$
    따라서 정답은 입니다.
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6. 횡전자파(TEM)의 특성은?

  1. 진행 방향의 E, H성분이 모두 존재한다.
  2. 진행 방향의 E, H성분이 모두 존재하지 않는다.
  3. 진행 방향의 E성분만 존재하고, H성분은 존재하지 않는다.
  4. 진행 방향의 H성분만 존재하고, E성분은 존재하지 않는다.
(정답률: 61%)
  • 횡전자파(TEM파)는 전계($E$)와 자계($H$)가 모두 진행 방향에 수직인 평면 내에 존재하며, 진행 방향으로는 성분이 전혀 없는 파동입니다.
    따라서 진행 방향의 E, H성분이 모두 존재하지 않는 것이 특징입니다.
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7. 반자성체가 아닌 것은?

  1. 은(Ag)
  2. 구리(Cu)
  3. 니켈(Ni)
  4. 비스무스(Bi)
(정답률: 80%)
  • 강자성체는 외부 자기장에 의해 강하게 자화되는 물질로 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co)가 대표적입니다. 따라서 니켈은 반자성체가 아닌 강자성체입니다.
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8. 맥스웰 전자계의 기초 방정식으로 틀린 것은?

  3. divD=p
(정답률: 71%)
  • 맥스웰 방정식 중 자기장에 관한 가우스 법칙에 따르면, 자기장의 발산은 항상 0입니다. 즉, 자기 홀극은 존재하지 않음을 의미합니다.

    오답 노트
    : $\text{div} B = 0$이어야 하므로 틀린 식입니다.
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9. 무한히 긴 두 평행도선이 2㎝의 간격으로 가설되어 100A의 전류가 흐르고 있다. 두 도선의 단위 길이당 작용력은 몇 N/m인가?

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1
  4. 1.5
(정답률: 49%)
  • 무한히 긴 두 평행도선 사이에 작용하는 단위 길이당 힘을 구하는 문제입니다. 전류의 방향이 같을 때 서로 끌어당기는 힘의 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{2 \times I^{2} \times 10^{-7}}{r}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2 \times 100^{2} \times 10^{-7}}{0.02}$
    ③ [최종 결과] $F = 0.1$
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10. -1.2C의 점전하가 5ax+2ay-3az[m/s]인 속도로 운동한다. 이 전하가 E=-18ax+5ay-10az[V/m] 전계에서 운동하고 있을 때 이 전하에 작용하는 힘은 약 몇 N인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 21.1
  2. 23.5
  3. 25.4
  4. 27.3
(정답률: 51%)
  • 전하가 전계 내에서 받는 힘은 전하량과 전계의 곱으로 계산하며, 힘의 크기는 각 성분의 제곱 합의 제곱근으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $F = Q E$
    ② [숫자 대입] $F = \sqrt{(-1.2 \times -18)^2 + (-1.2 \times 5)^2 + (-1.2 \times -10)^2}$
    ③ [최종 결과] $F = 25.4$
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11. 전계 의 평면 전자파가 있다. 진공 중에서의 자계의 실효값은 약 몇 AT/m 인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.65×10-4Ee
  2. 2.65×10-3Ee
  3. 3.77×10-2Ee
  4. 3.77×10-1Ee
(정답률: 46%)
  • 진공 중의 전계 실효값 $E_e$와 자계 실효값 $H$의 관계는 파동 임피던스 $\eta_0 \approx 377\Omega$를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{E_e}{\eta_0}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{E_e}{377}$
    ③ [최종 결과] $H = 2.65 \times 10^{-3} E_e$
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12. 전자석의 재료로 가장 적당한 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 잔류자기와 보자력이 모두 커야 한다.
  2. 잔류자기는 작고, 보자력은 커야 한다.
  3. 잔류자기와 보자력이 모두 작아야 한다.
  4. 잔류자기는 크고, 보자력은 작아야 한다.
(정답률: 71%)
  • 전자석은 전류를 흘릴 때만 자성을 띠고, 전류를 끊으면 자성이 빠르게 사라져야 합니다. 따라서 자화되기 쉽고 자성이 잘 사라지도록 잔류자기는 크고, 외부 자기장에 저항하는 힘인 보자력은 작아야 합니다.

    오답 노트
    잔류자기와 보자력이 모두 큰 경우: 영구자석의 특성입니다.
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13. 유전체내의 전계의 세기가 E, 분극의 세기가 P, 유전율이 E=E0Es인 유전체 내의 변위전류밀도는?

(정답률: 54%)
  • 변위전류밀도는 전속밀도 $D$의 시간 변화율이며, $D = \epsilon_0 E + P$의 관계가 성립합니다.
    이를 시간으로 미분하면 변위전류밀도는 다음과 같이 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $j_d = \frac{\partial D}{\partial t} = \frac{\partial}{\partial t}(\epsilon_0 E + P)$
    ② [숫자 대입] $j_d = \epsilon_0 \frac{\partial E}{\partial t} + \frac{\partial P}{\partial t}$
    ③ [최종 결과]
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14. 점전하 +Q[C]의 무한평면도체에 대한 영상전하는?

  1. Q[C]와 같다.
  2. -Q[C]와 같다.
  3. Q[C] 보다 작다.
  4. Q[C] 보다 크다.
(정답률: 88%)
  • 무한 평면 도체에 점전하 $+Q$가 있을 때, 도체 내부의 전계는 $0$이 되어야 하므로 도체 내부에 전하량이 $-Q$인 영상전하가 존재하는 것으로 간주하여 해석합니다. 따라서 영상전하는 $-Q[C]$와 같습니다.
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15. 두 코일 A, B의 자기 인덕턴스가 각각 3mH, 5mH라 한다. 두 코일을 직렬연결 시 자속이 서로 상쇄 되도록 했을 때의 합성 인덕턴스는 서로 증가하도록 연결했을 때의 60[%]이었다. 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 mH 인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 5
  4. 10
(정답률: 57%)
  • 두 코일의 합성 인덕턴스는 가동접속(자속 증가) 시 $L_1 + L_2 + 2M$, 차동접속(자속 상쇄) 시 $L_1 + L_2 - 2M$입니다.
    차동접속 시의 인덕턴스가 가동접속 시의 $60\%$라는 조건을 이용하여 상호인덕턴스 $M$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $L_1 + L_2 - 2M = 0.6(L_1 + L_2 + 2M)$
    ② [숫자 대입] $3 + 5 - 2M = 0.6(3 + 5 + 2M)$
    ③ [최종 결과] $M = 1 \text{ mH}$
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16. 고립 도체구의 정전용량이 50pF일 때 이 도체구의 반지름은 약 몇 ㎝ 인가?

  1. 5
  2. 25
  3. 45
  4. 85
(정답률: 62%)
  • 고립 도체구의 정전용량 공식을 이용하여 반지름을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C = 4 \pi \epsilon_0 a$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{50 \times 10^{-12}}{4 \pi \times 8.854 \times 10^{-12}}$
    ③ [최종 결과] $a = 0.449 \text{ m} \approx 45 \text{ cm}$
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17. N회 감긴 환상 솔레노이드의 단면적이 S[m2]이고 평균길이가 l[m] 이다. 이 코일의 권수를 반으로 줄이고 인덕턴스를 일정하게 하려면?

  1. 길이를 1/2로 줄인다.
  2. 길이를 1/4로 줄인다.
  3. 길이를 1/8로 줄인다.
  4. 길이를 1/16로 줄인다.
(정답률: 68%)
  • 환상 솔레노이드의 인덕턴스는 권수의 제곱에 비례하고 길이에 반비례합니다.
    권수를 $\frac{1}{2}$로 줄이면 인덕턴스는 $(\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}$배가 되므로, 전체 인덕턴스를 일정하게 유지하려면 길이를 동일하게 $\frac{1}{4}$로 줄여야 합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu S N^2}{l}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu S (\frac{N}{2})^2}{\frac{l}{4}}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{\mu S N^2}{l}$
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18. 고유저항이 p[Ωm], 한 변의 길이가 r[m]인 정육면체의 저항[Ω]은?

(정답률: 68%)
  • 도체의 저항은 고유저항에 길이를 곱하고 단면적으로 나눈 값입니다. 정육면체이므로 길이와 가로, 세로 길이가 모두 $r$입니다.
    ① [기본 공식] $R = \rho \frac{l}{A}$
    ② [숫자 대입] $R = \rho \frac{r}{r^2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\rho}{r}$
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19. 내외 반지름이 각각 a, b 이고 길이가 l인 동축원통도체 사이에 도전율 б, 유전율 ε인 손실유전체를 넣고, 내원통과 외원통 간에 전압 V를 가했을 때 방사상으로 흐르는 전류 I는? 단, RC=pε이다

(정답률: 61%)
  • 동축원통도체 사이의 정전용량과 저항의 관계식 $\rho \epsilon = RC$를 이용하여 흐르는 전류 $I$를 도출합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R} = \frac{V}{\frac{\ln(b/a)}{2\pi \sigma l}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{2\pi \sigma l V}{\ln(b/a)}$
    ③ [최종 결과] $\frac{2\pi \sigma l V}{\ln \frac{b}{a}}$
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20. 콘덴서를 그림과 같이 접속했을 때 Cx의 정전용량은 몇 ㎌ 인가? (단, C1=C2=C3=3㎌이고, a-b 사이의 합성정전용량은 5㎌이다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 4
(정답률: 67%)
  • 회로에서 $C_1$과 $C_2$는 직렬 연결이고, 이 뭉치와 $C_x$, $C_3$는 모두 병렬로 연결된 구조입니다. 전체 합성정전용량 공식을 이용하여 $C_x$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $C_{total} = C_x + \frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2} + C_3$
    ② [숫자 대입] $5 = C_x + \frac{3 \times 3}{3 + 3} + 3$
    ③ [최종 결과] $C_x = 0.5 \text{ \mu F}$
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2과목: 전력공학

21. 전력계통에 과도안정도 향상 대책과 관련 없는 것은?

  1. 빠른 고장 제거
  2. 속응 여자시스템 사용
  3. 큰 임피던스의 변압기 사용
  4. 병렬 송전선로의 추가 건설
(정답률: 62%)
  • 과도안정도를 향상시키기 위해서는 계통의 리액턴스를 감소시켜 전력 전송 능력을 높여야 합니다. 큰 임피던스의 변압기를 사용하면 계통의 직렬 리액턴스가 증가하여 오히려 안정도가 저하됩니다.

    오답 노트
    빠른 고장 제거, 속응 여자시스템 사용, 병렬 송전선로의 추가 건설: 모두 계통 리액턴스 감소 및 전압 유지에 도움을 주어 안정도를 향상시키는 대책입니다.
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22. 다음 중 페란티 현상의 방지대책으로 적합하지 않은 것은?

  1. 선로전류를 지상이 되도록 한다.
  2. 수전단에 분로리액터를 설치한다.
  3. 동기조상기를 부족여자로 운전한다.
  4. 부하를 차단하여 무부하가 되도록 한다.
(정답률: 62%)
  • 페란티 현상은 무부하 또는 경부하시 선로의 정전용량으로 인해 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상입니다. 따라서 부하를 차단하여 무부하가 되도록 하는 것은 오히려 페란티 현상을 유발하는 원인이 되므로 방지대책으로 적합하지 않습니다.
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23. 보호계전기의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 고장 상태를 신속하게 선택 할 것
  2. 조정 범위가 넓고 조정이 쉬울 것
  3. 보호동작이 정확하고 감도가 예민할 것
  4. 접점의 소모가 크고, 열적 기계적 강도가 클 것
(정답률: 75%)
  • 보호계전기는 고장 시 신속하고 정확하게 동작해야 하며, 유지보수가 쉽고 내구성이 강해야 합니다.

    오답 노트
    접점의 소모가 크고, 열적 기계적 강도가 클 것: 접점의 소모는 최대한 적어야 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
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24. 우리나라의 화력발전소에서 가장 많이 사용되고 있는 복수기는?

  1. 분사 복수기
  2. 방사 복수기
  3. 표면 복수기
  4. 증발 복수기
(정답률: 64%)
  • 표면 복수기는 터빈에서 배출된 고온의 습증기가 냉각수와 직접 섞이지 않고 금속관 표면을 통해 열교환을 하여 응축되는 방식으로, 효율과 수질 관리가 용이하여 우리나라 화력발전소에서 가장 많이 사용됩니다.
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25. 뒤진 역률 80%, 1000kW의 3상 부하가 있다. 이것에 콘덴서를 설치하여 역률을 95%로 개선하려면 콘덴서의 용량은 약 몇 kVA로 해야 하는가?

  1. 240
  2. 420
  3. 630
  4. 950
(정답률: 64%)
  • 역률 개선을 위한 콘덴서 용량은 기존 역률의 $\tan$ 값과 개선 후 역률의 $\tan$ 값의 차이에 유효전력을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q_{C} = P(\tan\theta_{1} - \tan\theta_{2})$
    ② [숫자 대입] $Q_{C} = 1000(\frac{\sqrt{1-0.8^{2}}}{0.8} - \frac{\sqrt{1-0.95^{2}}}{0.95})$
    ③ [최종 결과] $Q_{C} = 421.3$
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26. 154kV 송전선로에 10개의 현수애자가 연결되어 있다. 다음 중 전압부담이 가장 적은 것은? (단, 애자는 같은 간격으로 설치되어 있다.)

  1. 철탑에 가장 가까운 것
  2. 철탑에서 3번째에 있는 것
  3. 전선에서 가장 가까운 것
  4. 전선에서 3번째에 있는 것
(정답률: 76%)
  • 현수애자열에서 전압 분담은 전선에 가까울수록 가장 크고, 철탑에 가까울수록 작아지는 경향이 있으나, 실제로는 철탑 쪽 애자의 정전용량이 커서 철탑에서 2~3번째 애자의 전압 부담이 가장 적습니다. 따라서 철탑에서 3번째에 있는 것이 전압 부담이 가장 적습니다.
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27. 교류송전에서는 송전거리가 멀어질수록 동일 전압에서의 송전 가능 전력이 적어진다. 그 이유로 가장 알맞은 것은?

  1. 표피효과가 커지기 때문이다.
  2. 코로나 손실이 증가하기 때문이다.
  3. 선로의 어드미턴스가 커지기 때문이다.
  4. 선로의 유도성 리액턴스가 커지기 때문이다.
(정답률: 63%)
  • 송전 가능 전력 $P$는 선로의 리액턴스 $X$에 반비례합니다. 송전 거리가 멀어질수록 선로의 유도성 리액턴스가 증가하여 송전 가능 전력이 감소하게 됩니다.
    $$\text{송전전력 } P = \frac{E_s E_r}{X} \sin \delta$$
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28. 충전된 콘덴서의 에너지에 의한 트립되는 방식으로 정류기, 콘덴서 등으로 구성되어 있는 차단기의 트립방식은?

  1. 과전류 트립방식
  2. 콘덴서 트립방식
  3. 직류전압 트립방식
  4. 부족전압 트립방식
(정답률: 82%)
  • 콘덴서 트립방식은 정류기와 콘덴서를 통해 축적된 에너지를 트립코일의 전원으로 사용하여 차단기를 동작시키는 방식입니다.
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29. 어느 일정한 방향으로 일정한 크기 이상의 단락전류가 흘렀을 때 동작하는 보호계전기의 약어는?

  1. ZR
  2. UFR
  3. OVR
  4. DOCR
(정답률: 64%)
  • 단락 방향 계전기(DOCR)는 특정 방향으로 설정값 이상의 단락전류가 흐를 때 이를 감지하여 동작하는 보호계전기입니다.

    오답 노트
    OVR: 전압이 일정 크기 이상일 때 동작하는 과전압 계전기
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30. 전선의 자체 중량과 빙설의 종합하중을 W1, 풍압하중을 W2라 할 때 합성하중은?

  1. W1+W2
  2. W2-W1
(정답률: 78%)
  • 전선의 수직 하중(자체 중량 및 빙설 하중)과 수평 하중(풍압 하중)은 서로 직교하므로, 피타고라스 정리를 이용하여 합성하중을 구합니다.
    $$\sqrt{W_1^2 + W_2^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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31. 보호계전기 동작속도에 관한 사항으로 한시 특성 중 반한시형을 바르게 설명한 것은?

  1. 입력 크기에 관계없이 정해진 한시에 동작하는 것
  2. 입력이 커질수록 짧은 한시에 동작하는 것
  3. 일정 입력(200%)에서 0.2초 이내로 동작하는 것
  4. 일정 입력(200%)에서 0.04초 이내로 동작하는 것
(정답률: 75%)
  • 반한시형 특성은 입력(전류)의 크기가 커질수록 동작 시간이 반비례하여 짧아지는 특성을 말합니다.

    오답 노트
    입력 크기에 관계없이 정해진 한시에 동작하는 것: 정한시 특성
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32. 다음 중 배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수 H와의 관계로 옳은 것은?

  1. H=F
  3. H=F3
  4. 0≤F2≤H≤F≤1
(정답률: 74%)
  • 배전선로에서 부하율 $F$와 손실계수 $H$의 관계는 부하의 변동 정도에 따라 결정되며, 일반적으로 $0 \le F^2 \le H \le F \le 1$의 범위를 가집니다.
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33. 송전선에 낙뢰가 가해져서 애자에 섬락이 생기면 아크가 생겨 애자가 손상되는데 이것을 방지하기 위하여 사용하는 것은?

  1. 댐퍼(Damper)
  2. 아킹혼(Arcing horn)
  3. 아모로드(Armour rod)
  4. 가공지선(Overhead ground wire)
(정답률: 79%)
  • 낙뢰 등으로 인해 애자에 섬락이 발생했을 때, 아크가 애자 표면을 타고 흘러 손상되는 것을 방지하기 위해 아크의 경로를 유도하는 아킹혼(Arcing horn)을 설치합니다.
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34. 154kV 3상 1회선 송전선로의 1선의 리액턴스가 10Ω, 전류가 200A 일 때 %리액턴스는?

  1. 1.84
  2. 2.25
  3. 3.17
  4. 4.19
(정답률: 56%)
  • 퍼센트 리액턴스는 기준 전압에 대한 리액턴스 전압 강하의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식] $ \%X = \frac{I \times X}{V / \sqrt{3}} \times 100 $
    ② [숫자 대입] $ \%X = \frac{200 \times 10}{154000 / \sqrt{3}} \times 100 $
    ③ [최종 결과] $ \%X = 2.25 $
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35. 우리나라에서 현재 가장 많이 사용되고 있는 배전 방식은?

  1. 3상 3선식
  2. 3상 4선식
  3. 단상 2선식
  4. 단상 3선식
(정답률: 82%)
  • 우리나라의 전력 계통에서 송전 방식은 3상 3선식을 주로 사용하지만, 배전 방식은 효율적인 전력 공급과 중성선 활용을 위해 3상 4선식을 가장 많이 사용합니다.
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36. 조상설비가 아닌 것은?

  1. 단권변압기
  2. 분로리액터
  3. 동기조상기
  4. 전력용콘덴서
(정답률: 59%)
  • 조상설비란 무효 전력을 조정하여 전압 조정이나 역률 개선을 통해 전력 손실을 줄이는 설비를 말합니다.
    분로리액터, 동기조상기, 전력용콘덴서가 대표적인 조상설비이며, 단권변압기는 전압을 조정하는 변압기의 일종으로 조상설비에 해당하지 않습니다.
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37. 단거리 송전선의 4단자 정수 A,B,C,D 중 그 값이 0인 정수는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 74%)
  • 단거리 송전선로는 선로 정수가 작아 정전용량을 무시하고 저항과 인덕턴스만 고려합니다.
    이 경우 4단자 정수는 $A=1, B=Z, C=0, D=1$이 되므로, 값이 0인 정수는 C입니다.
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38. 전원측과 송전선로의 합성 %Zs가 10MVA 기준용량으로 1%의 지점에 변전설비를 시설하고자 한다. 이 변전소에 정격용량 6MVA의 변압기를 설치할 때 변압기 2차측의 단락용량은 몇 MVA 인가? (단, 변압기의 %Zt는 6.9% 이다.)

  1. 80
  2. 100
  3. 120
  4. 140
(정답률: 40%)
  • 단락용량을 구하기 위해 먼저 모든 임피던스를 동일한 기준용량($10\text{ MVA}$)으로 환산하여 합산해야 합니다.
    변압기 임피던스의 기준용량 환산
    ① [기본 공식] $\text{%}Z_t' = \frac{P_n}{P_t} \times \text{%}Z_t$
    ② [숫자 대입] $\text{%}Z_t' = \frac{10}{6} \times 6.9$
    ③ [최종 결과] $\text{%}Z_t' = 11.5\text{%}$
    합성 임피던스 $\text{%}Z = 1\text{%} + 11.5\text{%} = 12.5\text{%}$이므로, 단락용량 $P_s$는
    ① [기본 공식] $P_s = \frac{100}{\text{%}Z} \times P_n$
    ② [숫자 대입] $P_s = \frac{100}{12.5} \times 10$
    ③ [최종 결과] $P_s = 80\text{ MVA}$
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39. 그림과 같은 단상 2선식 배선에서 인입구 A점의 전압이 220V라면 C점의 전압[V]은? (단, 저항값은 1선의 값이며 AB간은 0.05Ω, BC간은 0.1Ω 이다.)

  1. 214
  2. 210
  3. 196
  4. 192
(정답률: 57%)
  • 단상 2선식 배선에서 각 지점의 전압 강하는 왕복 선로의 저항을 고려하여 $2IR$로 계산합니다.
    먼저 B점의 전압을 구하면
    ① [기본 공식] $V_B = V_A - 2I_{AB}R_{AB}$
    ② [숫자 대입] $V_B = 220 - 2 \times (40 + 20) \times 0.05$
    ③ [최종 결과] $V_B = 214\text{ V}$
    이어서 C점의 전압을 구하면
    ① [기본 공식] $V_C = V_B - 2I_{BC}R_{BC}$
    ② [숫자 대입] $V_C = 214 - 2 \times 20 \times 0.1$
    ③ [최종 결과] $V_C = 210\text{ V}$
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40. 파동임피던스가 300Ω인 가공송전선 1km 당의 인덕턴스는 몇 mH/km 인가? (단, 저항과 누설콘덕턴스는 무시한다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 50%)
  • 파동임피던스와 전파속도의 관계를 이용하여 인덕턴스를 구할 수 있습니다. 저항과 누설콘덕턴스를 무시할 때, 인덕턴스는 파동임피던스를 전파속도로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{Z_0}{v}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{300}{300000}$
    ③ [최종 결과] $L = 1$ mH/km
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3과목: 전기기기

41. 3상 전원의 수전단에서 전압 3300V, 전류 1000A, 뒤진 역률 0.8의 전력을 받고 있을 때 동기 조상기로 역률을 개선하여 1로 하고자 한다. 필요한 동기조상기의 용량은 약 몇 kVA인가?

  1. 1525
  2. 1950
  3. 3150
  4. 3429
(정답률: 47%)
  • 역률을 1로 개선하기 위해 필요한 동기조상기의 용량은 부하의 무효전력 크기와 같아야 합니다. 역률 $\cos\theta = 0.8$일 때, 무효율 $\sin\theta = \sqrt{1-0.8^2} = 0.6$을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \sqrt{3} V I \sin\theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \sqrt{3} \times 3300 \times 1000 \times 0.6$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 3429.5\text{ kVA}$$
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42. 기동장치를 갖는 단상 유도전동기가 아닌 것은?

  1. 2중 농형
  2. 분상기동형
  3. 반발기동형
  4. 셰이딩코일형
(정답률: 70%)
  • 2중 농형 유도전동기는 회전자에 농형 권선을 이중으로 설치하여, 기동 시 저항이 높은 외측 도체에 큰 전류가 흐르게 함으로써 별도의 기동장치 없이도 우수한 기동 특성을 얻는 전동기입니다.
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43. 일반적인 직류전동기의 정격표시 용어로 틀린 것은?

  1. 연속정격
  2. 순시정격
  3. 반복정격
  4. 단시간정격
(정답률: 53%)
  • 직류전동기의 정격은 온도 상승 한도를 기준으로 연속정격, 반복정격, 단시간정격으로 구분하여 표시합니다. 순시정격은 일반적인 정격 표시 용어에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    연속정격: 연속 사용 시 온도 상승 한도를 초과하지 않는 정격
    반복정격: 운전과 정지를 주기적으로 반복할 때 온도 상승 한도를 초과하지 않는 정격
    단시간정격: 일정한 단시간 운전 시 온도 상승 한도를 초과하지 않는 정격
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44. 직류전동기의 속도제어 방법 중 광범위한 속도 제어가 가능하며 운전 효율이 높은 방법은?

  1. 계자제어
  2. 전압제어
  3. 직렬저항제어
  4. 병렬저항제어
(정답률: 79%)
  • 직류전동기의 속도제어 방법 중 전압제어는 효율이 가장 우수하며, 일그너나 워드레오너드 방식 등을 통해 광범위한 속도 제어가 가능합니다.

    오답 노트
    계자제어: 속도 조정 범위가 넓고 제어가 간단하지만 전압제어보다 효율이 낮음
    직렬/병렬저항제어: 제어는 간단하나 효율이 매우 좋지 않음
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45. 트라이액(triac)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 쌍방향성 3단자 사이리스터이다.
  2. 턴오프 시간이 SCR보다 짧으며 급격한 전압변동에 강하다.
  3. SCR 2개를 서로 반대방향으로 병렬 연결하여 양방향 전류제어가 가능하다.
  4. 게이트에 전류를 흘리면 어느 방향이든 전압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 도통한다.
(정답률: 54%)
  • 트라이액은 SCR 2개를 역병렬로 연결한 구조의 쌍방향성 3단자 사이리스터로, 게이트에 전류를 흘리면 어느 방향으로든 도통이 가능합니다.

    오답 노트
    턴오프 시간이 SCR보다 짧으며 급격한 전압변동에 강하다: 트라이액은 SCR보다 턴오프 시간이 길고 전압 변동에 취약한 특성을 가집니다.
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46. 탭전환 변압기 1차측에 몇 개의 탭이 있는 이유는?

  1. 예비용 단자
  2. 부하전류를 조정하기 위하여
  3. 수전점의 전압을 조정하기 위하여
  4. 변압기의 여자전류를 조정하기 위하여
(정답률: 61%)
  • 탭전환 변압기는 1차측 권선에 여러 개의 탭을 설치하여 전압비를 자유롭게 조정함으로써, 부하 변동에 따른 수전점의 전압 변동을 보상하고 조정하기 위해 사용합니다.
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47. 스테핑전동기의 스텝각이 3°이고, 스테핑주파수(pulse rate)가 1200pps이다. 이 스테핑전동기의 회전속도[rps]는?

  1. 10
  2. 12
  3. 14
  4. 16
(정답률: 54%)
  • 스테핑전동기의 회전속도는 초당 입력되는 펄스 수에 스텝각을 곱한 총 회전각도를 1회전 각도인 $360^{\circ}$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{f \times \theta}{360}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{1200 \times 3}{360}$
    ③ [최종 결과] $N = 10$
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48. 직류기의 전기자 반작용의 영향이 아닌 것은?

  1. 주자속이 증가한다.
  2. 전기적 중성축이 이동한다.
  3. 정류작용에 악영향을 준다.
  4. 정류자 편간전압이 상승한다.
(정답률: 60%)
  • 전기자 반작용이 발생하면 주자속이 감소하여 유기기전력이 줄어들고, 전기적 중성축이 이동하며 정류자 편간 전압 상승으로 인해 정류 작용에 악영향을 줍니다.

    오답 노트
    주자속이 증가한다: 주자속은 감소함
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49. 유도전동기 역상제동의 상태를 크레인이나 권상기의 강하 시에 이용하고 속도제한의 목적에 사용되는 경우의 제동방법은?

  1. 발전제동
  2. 유도제동
  3. 회생제동
  4. 단상제동
(정답률: 54%)
  • 유도제동은 슬립 $s$의 범위가 $1 < s < 2$인 상태로 동작하며, 두 상의 접속을 변경하여 역상제동 형태로 사용함으로써 크레인이나 권상기의 강하 시 속도 제한 목적으로 이용됩니다.
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50. 단락비가 큰 동기기의 특징 중 옳은 것은?

  1. 전압 변동률이 크다.
  2. 과부하 내량이 크다.
  3. 전기자 반작용이 크다.
  4. 송전선로의 충전 용량이 작다.
(정답률: 48%)
  • 단락비가 크다는 것은 동기 임피던스가 작다는 것을 의미하며, 이는 전기자 반작용이 작고 전압 변동률이 낮아지며 과부하 내량이 커지는 특징을 갖게 합니다.

    오답 노트
    전압 변동률이 크다: 단락비가 클수록 전압 변동률은 작아집니다.
    전기자 반작용이 크다: 단락비가 클수록 전기자 반작용은 작아집니다.
    송전선로의 충전 용량이 작다: 단락비가 크면 충전 용량이 큽니다.
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51. 전류가 불연속인 경우 전원전압 220V인 단상 전파정류 회로에서 점호각 α=90°일 때의 직류 평균전압은 약 몇 V 인가?

  1. 45
  2. 84
  3. 90
  4. 99
(정답률: 60%)
  • 전류가 불연속인 단상 전파정류 회로의 직류 평균전압은 점호각을 이용한 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $E_{d} = 0.9E \frac{1 + \cos \alpha}{2}$
    ② [숫자 대입] $E_{d} = 0.9 \times 220 \times \frac{1 + \cos 90^{\circ}}{2}$
    ③ [최종 결과] $E_{d} = 99$
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52. 변압기의 냉각방식 중 유입자냉식의 표시 기호는?

  1. ANAN
  2. ONAN
  3. ONAF
  4. OFAF
(정답률: 67%)
  • 변압기 냉각방식 기호에서 O(Oil)는 유입, N(Natural)은 자냉을 의미하므로, 유입자냉식은 ONAN으로 표시합니다.

    오답 노트
    ANAN: 건식밀폐자냉식
    ONAF: 유입풍냉식
    OFAF: 송유풍냉식
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53. 타여자 직류전동기의 속도제어에 사용되는 워드 레오나드(Ward Leonard) 방식은 다음 중 어느 제어법을 이용한 것인가?

  1. 저항제어법
  2. 전압제어법
  3. 주파수제어법
  4. 직병렬제어법
(정답률: 70%)
  • 워드 레오나드 방식은 발전기의 단자전압을 0에서부터 서서히 상승시켜 주 전동기의 속도를 단계 없이 연속적으로 제어하는 전압제어법입니다.
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54. 단상변압기 2대를 사용하여 3150V의 평형 3상에서 210V의 평형 2상으로 변환하는 경우에 각 변압기의 1차 전압과 2차 전압은 얼마인가?

  1. 주좌 변압기 : 1차 3150V, 2차 210V, T좌 변압기 : 1차 3150V, 2차 210V
  2. 주좌 변압기 : 1차 3150V, 2차 210V, T좌 변압기 : 1차 , 2차 210V
  3. 주좌 변압기 : 1차 , 2차 210V, T좌 변압기 : 1차 , 2차 210V
  4. 주좌 변압기 : 1차 , 2차 210V,T좌 변압기 : 1차 3150V, 2차 210V
(정답률: 71%)
  • 3상 평형 전압을 2상 평형 전압으로 변환하는 스콧 결선(T-결선)에서 주좌 변압기는 1차 전압을 그대로 사용하고, T좌 변압기는 주좌 변압기 1차 전압의 $\frac{\sqrt{3}}{2}$배 전압을 인가합니다.
    ① [기본 공식] $V_{T1} = V_{M1} \times \frac{\sqrt{3}}{2}$ (T좌 1차 전압 = 주좌 1차 전압 $\times$ $\frac{\sqrt{3}}{2}$)
    ② [숫자 대입] $V_{T1} = 3150 \times \frac{\sqrt{3}}{2}$
    ③ [최종 결과] $V_{T1} = 3150 \times \frac{\sqrt{3}}{2}$
    따라서 주좌 변압기는 1차 $3150\text{V}$, 2차 $210\text{V}$이며, T좌 변압기는 1차 $\frac{\sqrt{3}}{2}V$ , 2차 $210\text{V}$가 됩니다.
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55. 3상 유도전동기의 속도제어법 중 2차 저항제어와 관계가 없는 것은?

  1. 농형 유도전동기에 이용된다.
  2. 토크 속도특성의 비례추이를 응용한 것이다.
  3. 2차 저항이 커져 효율이 낮아지는 단점이 있다.
  4. 조작이 간단하고 속도제어를 광범위하게 행할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 2차 저항제어법은 회전자에 권선을 감아 외부 저항을 연결할 수 있는 권선형 유도전동기에서만 가능하며, 구조가 단순한 농형 유도전동기에는 적용할 수 없습니다.
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56. 직류발전기의 무부하 특성곡선은 다음 중 어느 관계를 표시한 것인가?

  1. 계자전류 – 부하전류
  2. 단자전압 – 계자전류
  3. 단자전압 – 회전속도
  4. 부하전류 – 단자전압
(정답률: 69%)
  • 직류발전기의 무부하 특성곡선은 부하가 없는 상태에서 계자전류의 변화에 따른 단자전압의 관계를 나타낸 곡선입니다.

    오답 노트
    부하전류 – 단자전압: 외부 특성 곡선
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57. 용량이 50kVA 변압기의 철손이 1kW 이고 전부하동손이 2kW이다. 이 변압기를 최대효율에서 사용하라면 부하를 약 몇 kVA 인가하여야 하는가?

  1. 25
  2. 35
  3. 50
  4. 71
(정답률: 57%)
  • 변압기의 최대 효율 부하 용량은 철손과 동손이 같아지는 지점에서 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{max} = P_{n} \times \sqrt{\frac{P_{i}}{P_{c}}}$ (정격용량 $\times$ $\sqrt{\frac{\text{철손}}{\text{전부하동손}}}$)
    ② [숫자 대입] $P_{max} = 50 \times \sqrt{\frac{1}{2}}$
    ③ [최종 결과] $P_{max} = 35.35$
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58. 농형 유도전동기 기동법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전전압 기동법은 일반적으로 소용량에 적용된다.
  2. Y-△ 기동법은 기동전압[V]이 로 감소한다.
  3. 리액터 기동법은 기동 후 스위치로 리액터를 단락한다.
  4. 기동보상기법은 최종속도 도달 후에도 기동보상기가 계속 필요하다.
(정답률: 52%)
  • 기동보상기법은 전동기가 최종 속도에 도달하면 전전압이 가해지며, 이때 기동보상기는 회로에서 분리되어 더 이상 필요하지 않습니다.
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59. 3상 반작용 전동기(reaction motor)의 특성으로 가장 옳은 것은?

  1. 역률이 좋은 전동기
  2. 토크가 비교적 큰 전동기
  3. 기동용 전동기가 필요한 전동기
  4. 여자권선 없이 동기속도로 회전하는 전동기
(정답률: 51%)
  • 3상 반작용 전동기는 회전자에 자극은 있지만 여자권선이 없는 동기전동기의 일종으로, 직류 전원이 필요 없어 구조가 간단하며 동기속도로 회전합니다.

    오답 노트
    역률이 좋은 전동기: 역률이 낮음
    토크가 비교적 큰 전동기: 출력이 작음
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60. 2대의 3상 동기발전기를 동일한 부하로 병렬운전하고 있을 때 대응하는 기전력사이에 60°의 위상차가 있다면 한 쪽 발전기에서 다른 쪽 발전기에 공급되는 1상당 전력은 약 몇 kW인가? (단, 각 발전기의 기전력(선간)은 3300V, 동기 리액턴스는 5Ω이고 전기자 저항은 무시한다.)

  1. 181
  2. 314
  3. 363
  4. 720
(정답률: 58%)
  • 두 동기발전기 사이의 위상차로 인해 발생하는 수수전력을 구하는 공식(상전압 기준)을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{E^2}{2Z_s} \sin \delta$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{(\frac{3300}{\sqrt{3}})^2}{2 \times 5} \sin 60^\circ$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 314\text{ kW}$$
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4과목: 회로이론

61. 코일에 단상 100V의 전압을 가하면 30A의 전류가 흐르고 1.8kW의 전력을 소비한다고 한다. 이 코일과 병렬로 콘덴서를 접속하여 회로의 역률을 100%로 하기 위한 용량 리액턴스는 약 몇 Ω 인가?

  1. 4.2
  2. 6.2
  3. 8.2
  4. 10.2
(정답률: 45%)
  • 역률을 $100\%$로 만들기 위해서는 코일의 무효전력을 상쇄할 수 있는 콘덴서의 용량 리액턴스를 구해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q_L = \sqrt{S^2 - P^2}$$
    $$X_C = \frac{V^2}{Q_C}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_L = \sqrt{(100 \times 30)^2 - 1800^2} = 2400\text{ Var}$$
    $$X_C = \frac{100^2}{2400}$$
    ③ [최종 결과]
    $$X_C = 4.2\Omega$$
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62. 그림과 같은 회로에서 저항 r1,r2에 흐르는 전류의 크기가 1:2의 비율이라면 r1,r2는 각각 몇 Ω 인가?

  1. r1=6, r2=3
  2. r1=8, r2=4
  3. r1=16, r2=8
  4. r1=24, r2=12
(정답률: 63%)
  • 전체 합성 저항을 구한 뒤, 병렬 구간의 저항과 전류의 반비례 관계를 이용하여 각 저항값을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_t = \frac{V}{I}$$
    $$R_{parallel} = \frac{r_1 r_2}{r_1 + r_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_t = \frac{48}{4} = 12\Omega$$
    $$R_{parallel} = 12 - 4 = 8\Omega$$
    전류비가 $1:2$이므로 저항비는 $r_1:r_2 = 2:1$ (즉, $r_1 = 2r_2$)
    $$8 = \frac{2r_2 \cdot r_2}{2r_2 + r_2} = \frac{2}{3}r_2$$
    ③ [최종 결과]
    $$r_2 = 12\Omega, r_1 = 24\Omega$$
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63. 회로에서 스위치를 닫을 때 콘덴서의 초기전하를 무시하면 회로에 흐르는 전류 i(t)는 어떻게 되는가?

(정답률: 70%)
  • RC 직렬 회로에서 스위치를 닫을 때, 콘덴서의 초기 전하가 0이면 전류는 최대값 $\frac{E}{R}$에서 시작하여 지수함수적으로 감소합니다. 이때 시정수는 $RC$이며, 전류 식은 다음과 같습니다.
    $$i(t) = \frac{E}{R}e^{-\frac{1}{RC}t}$$
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64. 다음 그림과 같은 전기회로의 입력을 ei, 출력을 e0라고 할 때 전달함수는?

(정답률: 66%)
  • 전달함수는 입력 전압 $e_{i}$에 대한 출력 전압 $e_{0}$의 비로, 회로의 전압 분배 법칙을 이용하여 구합니다. $R_{1}$과 $L$의 병렬 임피던스를 $Z_{p} = \frac{R_{1}Ls}{R_{1} + Ls}$라 하면, 전체 회로는 $Z_{p}$와 $R_{2}$의 직렬 연결이 됩니다.
    ① [기본 공식] $H(s) = \frac{R_{2}}{Z_{p} + R_{2}}$
    ② [숫자 대입] $H(s) = \frac{R_{2}}{\frac{R_{1}Ls}{R_{1} + Ls} + R_{2}}$
    ③ [최종 결과] $H(s) = \frac{R_{2}(R_{1} + Ls)}{R_{1}R_{2} + R_{1}Ls + R_{2}Ls}$
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65. 3대의 단상 변압기를 △결선으로 하여 운전하던 중 변압기 1대가 고장으로 제거하여 V결선으로 한 경우 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력의 몇 %인가?

  1. 57.7
  2. 50.0
  3. 63.3
  4. 67.7
(정답률: 79%)
  • $\Delta$결선 운전 중 변압기 1대가 고장나 V결선으로 운전될 때, 공급 가능한 전력은 원래 $\Delta$결선 전력의 $\frac{\sqrt{3}}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{출력비} = \frac{\sqrt{3}}{3}$
    ② [숫자 대입] $\text{출력비} = \frac{1.732}{3}$
    ③ [최종 결과] $\text{출력비} = 0.577 \text{ (57.7%)} $
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66. 3상 회로의 영상분, 정상분, 역상분을 각각 I0, I1, I2라 하고 선전류를 Ia, Ib, Ic라 할 때 Ib는? (단, 이다.)

  1. I0+I1+I2
  2. I0+a2I1+aI2
(정답률: 63%)
  • 3상 회로의 대칭분 분석에서 각 상의 선전류는 영상분, 정상분, 역상분의 합으로 표현됩니다. $I_{b}$는 영상분 $I_{0}$에 정상분 $I_{1}$의 $a^{2}$배와 역상분 $I_{2}$의 $a$배를 더한 값입니다.
    $$I_{b} = I_{0} + a^{2}I_{1} + aI_{2}$$
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67. 전압의 순시값이 v=3+10√2sinwt[V] 일 때 실효값은 약 몇 V 인가?

  1. 10.4
  2. 11.6
  3. 12.5
  4. 16.2
(정답률: 60%)
  • 비정현파 전압의 실효값은 직류분과 각 고조파 성분 실효값들의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{V_{0}^{2} + V_{1}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{3^{2} + 10^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V = 10.44$
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68. 시간지연 요인을 포함한 어떤 특정계가 다음 미분방정식 로 표현된다. x(t)를 입력, y(t)를 출력이라 할 때 이 계의 전달함수는?

(정답률: 55%)
  • 전달함수는 입력 $x(t)$에 대한 출력 $y(t)$의 라플라스 변환 비로 정의됩니다. 주어진 미분방정식 $\frac{d}{dt}y(t) + y(t) = x(t-T)$를 라플라스 변환하면 $(s+1)Y(s) = X(s)e^{-sT}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{e^{-sT}}{s+1}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{e^{-sT}}{s+1}$
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69. 다음과 같은 회로에서 단자 a, b 사이의 합성저항Ω은?

  1. r
  4. 3r
(정답률: 68%)
  • 휘트스톤 브릿지 평형 조건을 이용하여 합성저항을 구합니다. 회로를 변형했을 때 $2r \times r = 2r \times r$이 성립하여 중앙의 $3r$ 저항에는 전류가 흐르지 않는 개방 상태가 됩니다.
    따라서 $(2r+r)$ 저항 두 개가 병렬로 연결된 구조가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{(2r+r) \times (2r+r)}{(2r+r) + (2r+r)}$
    ③ [최종 결과] $R = \frac{3}{2}r$
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70. 4단자 회로망이 가역적이기 위한 조건으로 틀린 것은?

  1. Z12=Z21
  2. Y12=Y21
  3. H12=-H21
  4. AB-CD=1
(정답률: 75%)
  • 4단자 회로망이 가역적(Reciprocal)이기 위한 조건은 $AD-BC=1$입니다.

    오답 노트
    AB-CD=1: 가역 조건인 $AD-BC=1$과 수식이 다르므로 틀린 조건입니다.
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71. 그림과 같은 회로에서 유도성 리액턴스 XL의 값[Ω]은?

  1. 8
  2. 6
  3. 4
  4. 1
(정답률: 63%)
  • 병렬 회로에서 저항 $3\Omega$에 흐르는 전류 $I_R$을 구하고, 전체 전류와 유도성 리액턴스에 흐르는 전류 $I_L$의 관계를 이용하여 $X_L$을 산출합니다.
    ① 저항 전류 계산
    $$I_R = \frac{12}{3} = 4\text{ A}$$
    ② 리액턴스 전류 계산 (전류의 벡터합 $I^2 = I_R^2 + I_L^2$이용)
    $$I_L = \sqrt{5^2 - 4^2} = 3\text{ A}$$
    ③ 유도성 리액턴스 계산
    $$X_L = \frac{12}{3} = 4\Omega$$
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72. 그림과 같은 단일 임피던스 회로의 4단자 정수는?

  1. A=Z, B=0, C=1, D=0
  2. A=0. B=1, C=Z, D=1
  3. A=1, B=Z, C=0, D=1
  4. A=1, B=0, C=1, D=Z
(정답률: 75%)
  • 그림과 같이 직렬로 임피던스 $Z$가 연결된 단일 임피던스 회로의 4단자 정수는 다음과 같습니다.
    가로 임피던스 $Z$가 하나 있는 회로의 경우, 전압과 전류의 관계에 의해 $A=1$, $B=Z$, $C=0$, $D=1$이 됩니다.
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73. 저항 3개를 Y로 접속하고 이것을 선간전압 200V의 평형 3상 교류 전원에 연결할 때 선전류가 20A 흘렀다. 이 3개의 저항을 △로 접속하고 동일전원에 연결하였을 때의 선전류는 몇 A 인가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 61%)
  • 동일한 저항을 Y결선에서 $\Delta$결선으로 변경했을 때의 선전류 변화를 묻는 문제입니다. 상전압과 임피던스가 동일한 조건에서 Y결선과 $\Delta$결선의 선전류 비는 $1:3$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{\Delta} = 3 \times I_{Y}$
    ② [숫자 대입] $I_{\Delta} = 3 \times 20$
    ③ [최종 결과] $I_{\Delta} = 60$
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74. R=4000Ω, L=5H의 직렬회로에 직류전압 200V를 가할 때 급히 단자 사이의 스위치를 단락시킬 경우 이로부터 1/800초 후 회로의 전류는 몇 mA인가?

  1. 18.4
  2. 1.84
  3. 28.4
  4. 2.84
(정답률: 45%)
  • R-L 직렬회로에서 전원을 차단(단락)했을 때의 과도 전류를 구하는 문제입니다. 지수함수적으로 감소하는 전류 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{E}{R}e^{-\frac{R}{L}t}$
    ② [숫자 대입] $i = \frac{200}{4000}e^{-\frac{4000}{5} \times \frac{1}{800}}$
    ③ [최종 결과] $i = 0.0184\text{ A} = 18.4\text{ mA}$
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75. 다음과 같은 파형을 푸리에 급수로 전개하면?

(정답률: 68%)
  • 제시된 파형은 원점에 대해 대칭인 기함수 형태의 구형파입니다. 대칭파의 푸리에 급수 전개 시에는 기본파와 홀수차 고조파($1, 3, 5, \dots$) 항만 존재하므로, 정답은 가 됩니다.
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76. i1=Imsinwt[A]와 i2=Imcoswt[A]인 두 교류 전류의 위상차는 몇 도인가?

  1. 0°
  2. 30°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 65%)
  • 삼각함수의 위상 관계를 이용하는 문제입니다. $\cos \omega t$는 $\sin \omega t$보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞선 파형입니다.
    $$\cos \omega t = \sin(\omega t + 90^{\circ})$$
    따라서 두 전류의 위상차는 $90^{\circ}$입니다.
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77. R-L 직렬회로에서 e=10+100√2sinwt+50√2sin(3wt+60°)+60√2sin(5wt+30°)[V] 인 전압을 가할 때 제 3고조파 전류의 실효값은 몇 A 인가? (단, R=8Ω, wL=2Ω 이다.)

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 64%)
  • 제 3고조파 성분만을 추출하여 전류의 실효값을 구하는 문제입니다. 3고조파 전압의 최댓값이 $50\sqrt{2}$이므로 실효값은 $50\text{V}$이며, 유도 리액턴스는 주파수에 비례하여 3배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (3\omega L)^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{50}{\sqrt{8^2 + (3 \times 2)^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 5$
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78. 대칭 n상 Y결선에서 선간전압의 크기는 상전압의 몇 배인가?

(정답률: 58%)
  • 대칭 $n$상 Y결선에서 선간전압과 상전압의 관계는 위상차에 의한 벡터 합으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{L} = 2 \sin \frac{\pi}{n} V_{P}$
    ② [숫자 대입] (3상인 경우 $n=3$ 대입) $$V_{L} = 2 \sin \frac{\pi}{3} V_{P} = 2 \times \frac{\sqrt{3}}{2} V_{P}$$
    ③ [최종 결과] $V_{L} = \sqrt{3} V_{P}$
    따라서 일반적인 $n$상에 대한 배수는 $2 \sin \frac{\pi}{n}$이며, 이는 에 해당합니다.
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79. 다음 함수 의 역라플라스 변환은?

  1. 2+3e-t
  2. 3+2e-t
  3. 3-e-t
  4. 2-3e-t
(정답률: 56%)
  • 주어진 함수 $F(s) = \frac{5s + 3}{s(s + 1)}$를 부분분수 전개하여 역라플라스 변환을 수행합니다.
    먼저 부분분수로 분해하면 다음과 같습니다.
    $$F(s) = \frac{3}{s} + \frac{2}{s + 1}$$
    각 항을 역라플라스 변환하면 $\frac{1}{s} \rightarrow 1$, $\frac{1}{s + a} \rightarrow e^{-at}$이므로 최종 결과는 다음과 같습니다.
    $$f(t) = 3 + 2e^{-t}$$
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80. 그림과 같은 회로가 공진이 되기 위한 조건을 만족하는 어드미턴스는?

(정답률: 61%)
  • 병렬 공진 회로에서 공진 시의 어드미턴스는 임피던스의 역수 관계로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $Y = \frac{1}{Z} = \sqrt{\frac{RC}{L}}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $Y = \sqrt{\frac{RC}{L}}$
    따라서 정답은 $\sqrt{\frac{CR}{L}}$ 형태인 입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 저압 절연전선을 사용한 220V 저압 가공전선이 안테나와 접근상태로 시설되는 경우 가공전선과 안테나 사이의 이격거리는 몇 ㎝ 이상이어야 하는가? (단, 전선이 고압 절연전선, 특고압 절연전선 또는 케이블인 경우는 제외한다.)

  1. 30
  2. 60
  3. 100
  4. 120
(정답률: 63%)
  • 가공전선과 안테나 사이의 이격거리는 전압과 전선의 종류에 따라 결정됩니다. 저압 가공전선의 경우 일반적인 기준은 60cm이며, 절연전선이나 케이블을 사용할 때만 30cm로 완화됩니다. 본 문제에서는 저압 절연전선을 사용하더라도 제외 조건에 해당하지 않는 일반적인 저압 가공전선 기준을 묻고 있으므로 60cm가 정답입니다.
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82. 금속덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계는 덕트의 내부 단면적의 몇 % 이하이어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 32
  4. 48
(정답률: 74%)
  • 금속덕트에 수용되는 전선의 단면적 합계는 덕트 내부 단면적의 20% 이하로 제한하여 전선의 발열을 방지하고 유지보수 공간을 확보해야 합니다.
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83. 지선을 사용하여 그 강도를 분담시키면 안 되는 가공전선로의 지지물은?

  1. 목주
  2. 철주
  3. 철탑
  4. 철근 콘크리트주
(정답률: 73%)
  • 철탑은 구조적으로 자체 강도가 충분하도록 설계되어 있어, 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 안 되는 지지물입니다.
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84. 저압 가공인입선 시설 시 도로를 횡단하여 시설하는 경우 노면상 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 68%)
  • 저압 가공인입선은 일반전선에 해당하며, 도로를 횡단하여 시설하는 경우 노면상 높이는 $5\text{m}$이상으로 설치해야 합니다.
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85. 60kV 이하의 특고압 가공전선과 식물과의 이격거리는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 2.12
  3. 2.24
  4. 2.36
(정답률: 55%)
  • 특고압 가공전선과 식물 사이의 이격거리는 전압에 따라 결정되며, $60\text{kV}$이하인 경우에는 $2\text{m}$이상을 유지해야 합니다.
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86. 전기부식방지 시설에서 전원장치를 사용하는 경우로 옳은 것은?

  1. 전기부식방지 회로의 사용전압은 교류 60V 이하일 것
  2. 지중에 매설하는 양극(+)의 매설깊이는 50㎝ 이상일 것
  3. 지표 또는 수중에서 1m 간격의 임의의 2점간의 전위차는 7V를 넘지 말 것
  4. 수중에 시설하는 양극(+)과 그 주위 1m 이내의 거리에 있는 임의점과의 사이의 전위차는 10V를 넘지 말 것
(정답률: 50%)
  • 전기부식방지 시설의 전원장치 기준에 따라 수중에 시설하는 양극(+)과 그 주위 $1\text{m}$이내의 거리에 있는 임의점과의 사이의 전위차는 $10\text{V}$를 넘지 않아야 합니다.

    오답 노트
    교류 60V 이하: 직류 $60\text{V}$이하일 것
    매설깊이 50cm 이상: $75\text{cm}$이상일 것
    전위차 7V: $5\text{V}$를 넘지 말 것
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87. 400V 미만인 저압용 전동기 외함을 접지공사 할 경우 접지선의 공칭단면적은 몇 mm2 이상의 연동선이어야 하는가?

  1. 0.75
  2. 2.5
  3. 6
  4. 16
(정답률: 51%)
  • 400V 미만의 저압용 전동기 외함 접지공사(제3종 접지공사) 시 사용하는 접지선의 굵기는 $2.5\text{mm}^2$이상의 연동선이어야 합니다.
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88. 345kV 변전소의 충전 부분에서 5.98m 거리에 울타리를 설치할 경우 울타리 최소 높이는 몇 m 인가?

  1. 2.1
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.7
(정답률: 60%)
  • 변전소 울타리의 최소 높이는 충전 부분과의 거리 및 전압에 따라 결정됩니다. 160kV를 초과하는 경우의 기준 높이에서 실제 설치 거리만큼을 제외하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $H = (6 + \text{단수} \times 0.12) - d$
    ② [숫자 대입] $H = (6 + 19 \times 0.12) - 5.98$
    ③ [최종 결과] $H = 2.3$
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89. 동기발전기를 사용하는 전력계통에 시설하여야 하는 장치는?

  1. 비상 조속기
  2. 분로 리액터
  3. 동기검정장치
  4. 절연유 유출방지설비
(정답률: 61%)
  • 동기발전기를 전력계통에 병렬로 연결하기 위해서는 전압, 위상, 주파수가 일치해야 하는 동기화 과정이 필수적입니다. 따라서 이를 확인하고 검정하기 위한 동기검정장치를 반드시 시설해야 합니다.
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90. 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선 중 옥내에 시설하는 부분은 몇 V 이상의 저압 옥내배선의 규정에 준하여 시설하도록 하고 있는가?

  1. 150
  2. 300
  3. 380
  4. 400
(정답률: 39%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 중 옥내에 시설하는 부분의 안전 기준에 관한 문제입니다. 해당 부분은 400V 이상의 저압 옥내배선 규정에 준하여 시설해야 합니다.
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91. 제2종 특고압 보안공사 시 B종 철주를 지지물로 사용하는 경우 경간은 몇 m 이하인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 400
  4. 500
(정답률: 62%)
  • 제2종 특고압 보안공사 시 지지물 종류에 따른 경간 제한 규정을 묻는 문제입니다. B종 철주를 지지물로 사용하는 경우, 특고압 제2종 및 제3종의 경간은 200m 이하로 제한됩니다.
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92. 전체의 길이가 18m이고, 설계하중이 6.8kN인 철근 콘크리트주를 지반이 튼튼한 곳에 시설하려고 한다. 기초 안전율을 고려하지 않기 위해서는 묻히는 깊이를 몇 m 이상으로 시설하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 2.8
  3. 3
  4. 3.2
(정답률: 50%)
  • 지반이 튼튼한 곳에 시설하는 철근 콘크리트주의 묻힘 깊이는 전주의 길이와 설계하중에 따라 결정됩니다. 본 문제는 전장 $15\text{m}$ 초과 및 설계하중 $6.8\text{kN}$이상 $9.8\text{kN}$이하 조건에 해당합니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = 2.8$$
    ② [숫자 대입]
    $$D = 2.8$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = 2.8$$
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93. 변전소를 관리하는 기술원이 상주하는 장소에 경보장치를 시설하지 아니하여도 되는 것은?

  1. 조상기 내부에 고장이 생긴 경우
  2. 주요 변압기의 전원측 전로가 무전압으로 된 경우
  3. 특고압용 타냉식변압기의 냉각장치가 고장 난 경우
  4. 출력 2000kVA 특고압용 변압기의 온도가 현저히 상승한 경우
(정답률: 58%)
  • 특고압용 변압기의 온도 상승 경보장치는 출력 $3,000\text{kVA}$를 초과하는 경우에만 시설 대상입니다. 따라서 출력 $2000\text{kVA}$ 변압기는 시설하지 않아도 됩니다.
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94. 케이블 트레이 공사에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속재의 것은 내식성 재료의 것이어야 한다.
  2. 케이블 트레이의 안전율은 1.25 이상이어야 한다.
  3. 비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료의 것 이어야 한다.
  4. 전선의 피복 등을 손상시킬 돌기 등이 없이 매끈하여야 한다.
(정답률: 69%)
  • 케이블 트레이의 안전율은 $1.5$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    금속제: 내식성 재료 사용
    비금속제: 난연성 재료 사용
    외관: 전선 피복 손상 방지를 위해 돌기 없이 매끈해야 함
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95. 의료장소의 수술실에서 전기설비의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 의료용 절연변압기의 정격출력은 10kVA 이하로 한다.
  2. 의료용 절연변압기의 2차측 정격전압은 교류 250V 이하로 한다.
  3. 절연감시장치를 설치하는 경우 누설전류가 5mA에 도달하면 경보를 발하도록 한다.
  4. 전원측에 강화절연을 한 의료용 절연변압기를 설치하고 그 2차측 전로는 접지한다.
(정답률: 58%)
  • 의료장소 수술실의 전원측에는 이중 또는 강화절연을 한 의료용 절연변압기를 설치해야 하며, 이때 2차측 전로는 접지하지 않아야 합니다.

    오답 노트
    의료용 절연변압기 정격출력: $10\text{kVA}$이하
    2차측 정격전압: 교류 $250\text{V}$이하
    절연감시장치 누설전류 경보: $5\text{mA}$ 도달 시
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96. 전등 또는 방전등에 저압으로 전기를 공급하는 옥내의 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 75%)
  • 전등 또는 방전등에 저압으로 전기를 공급하는 옥내 전로의 대지전압은 규정상 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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97. 저압 가공인입선 시설 시 사용할 수 없는 전선은?

  1. 절연전선, 다심형 전선, 케이블
  2. 지름 2.6㎜ 이상의 인입용 비닐절연전선
  3. 인장강도 1.2kN 이상의 인입용 비닐절연전선
  4. 사람의 접촉우려가 없도록 시설하는 경우 옥외용 비닐절연 전선
(정답률: 48%)
  • 저압 가공인입선은 시설 길이에 따라 요구되는 인장강도와 지름 기준이 다릅니다. $15\text{m}$이하일 때는 인장강도 $1.25\text{kN}$이상, $15\text{m}$ 초과일 때는 $2.30\text{kN}$이상이어야 하므로, 인장강도 $1.2\text{kN}$이상이라는 기준은 규정치에 미달하여 사용할 수 없습니다.
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98. 전용부지가 아닌 가공 직류 전차선의 레일면상의 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3.6
  2. 4
  3. 4.4
  4. 4.8
(정답률: 46%)
  • 전용부지가 아닌 가공 직류 전차선의 레일면상 높이는 안전 확보를 위해 $4.8\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.
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99. 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용하는 경우의 지름은 몇 ㎜ 이상이어야 하는가?

  1. 3.2
  2. 4
  3. 5.5
  4. 6
(정답률: 55%)
  • 가공지선으로 나경동선을 사용할 때, 전로의 전압 등급에 따라 규정된 최소 지름을 준수해야 합니다.

    오답 노트
    특고압 가공전선로: $5\text{mm}$이상
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100. 저압의 옥측배선 또는 옥외배선 시설로 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 400V 이상 저압의 전개된 장소에 애자사용 공사로 시설
  2. 합성수지관 또는 금속관, 가요전선관 공사로 시설
  3. 400V 이상 저압의 점검 가능한 은폐장소에 버스덕트 공사로 시설
  4. 옥내전로의 분기점에서 10m 이상인 저압의 옥측배선 또는 옥외배선의 개폐기를 옥내 전로용과 겸용으로 시설
(정답률: 42%)
  • 저압 옥측배선 또는 옥외배선의 개폐기를 옥내 전로용과 겸용으로 시설할 수 있는 경우는 분기점에서 $8\text{m}$이내인 경우로 제한됩니다. 따라서 옥내전로의 분기점에서 $10\text{m}$이상인 경우에 겸용으로 시설한다는 설명은 틀린 것입니다.
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