전기산업기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

전기산업기사 2018-03-04 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2018-03-04 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 무한장 원주형 도체에 전류 I가 표면에만 흐른다면 원주 내부의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가? (단, r[m]는 원주의 반지름이고, N은 권선수 이다.)

  1. 0
(정답률: 71%)
  • 앙페르의 주회법칙에 따라 자계의 세기는 폐회로 내부에 포함된 총 전류량에 비례합니다. 전류가 도체 표면에만 흐르는 경우, 원주 내부의 임의의 폐곡선 내부에 포함되는 전류가 $0$이므로 자계의 세기는 $0$이 됩니다.
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2. 다음이 설명하고 있는 것은?

  1. 강유전성
  2. 압전기현상
  3. 파이로(Pyro) 전기
  4. 톰슨(Thomson) 효과
(정답률: 79%)
  • 수정이나 로셀염 등의 결정체에 열을 가하거나 냉각시킬 때 전기분극이 일어나 양단면에 전하가 나타나는 현상을 파이로(Pyro) 전기라고 합니다.

    오답 노트
    강유전성: 외부 전기력 없이 스스로 분극되는 성질
    압전기현상: 기계적 변형(압력)을 가했을 때 전하가 발생하는 현상
    톰슨 효과: 온도차가 있는 도선에 전류를 흘릴 때 열이 흡수 또는 발생되는 현상
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3. 비유전율이 9인 유전체 중에 1㎝의 거리를 두고 1μC과 2μC의 두 점전하가 있을 때 서로 작용하는 힘은 약 몇 N 인가?

  1. 18
  2. 20
  3. 180
  4. 200
(정답률: 68%)
  • 두 점전하 사이에 작용하는 정전력(쿨롱의 법칙)을 구하는 문제입니다. 비유전율이 적용된 매질 내에서의 힘을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}\epsilon_{s}} \frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}$
    ② [숫자 대입] $F = 9 \times 10^{9} \times \frac{1 \times 10^{-6} \times 2 \times 10^{-6}}{9 \times 0.01^{2}}$
    ③ [최종 결과] $F = 20$
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4. 비투자율 ㎲, 자속밀도 B[Wb/m2]인 자계 중에 있는 m[Wb]의 자극이 받는 힘[N] 은?

(정답률: 83%)
  • 자계 내에서 자하 $m$이 받는 힘 $F$는 자계의 세기 $H$에 비례하며, 자속밀도 $B$와 투자율의 관계를 이용하여 유도할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{mB}{\mu_{0}\mu_{s}}$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $F = \frac{mB}{\mu_{0}\mu_{s}}$
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5. 반지름이 1m인 도체구에 최고로 줄 수 있는 전위는 몇 kV 인가? (단, 주위 공기의 절연내력은 3×106[V/m] 이다.)

  1. 30
  2. 300
  3. 3000
  4. 30000
(정답률: 75%)
  • 도체구의 표면 전계 강도가 공기의 절연내력에 도달했을 때의 전위가 최고 전위가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V = E \times r$
    ② [숫자 대입] $V = 3 \times 10^6 \times 1$
    ③ [최종 결과] $V = 3000\text{ kV}$
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6. 그림과 같은 정전용량이 C0[F]가 되는 평행판 공기콘덴서가 있다. 이 콘덴서의 판면적의 2/3가 되는 공간에 비유전율 Єs인 유전체를 채우면 공기콘덴서의 정전용량[F]은?

(정답률: 75%)
  • 평행판 콘덴서의 면적이 나누어져 서로 다른 유전체가 채워진 경우, 이는 두 개의 콘덴서가 병렬로 연결된 것과 같습니다.
    전체 면적 중 $1/3$은 공기($\epsilon_0$)가, $2/3$는 유전체($\epsilon_s$)가 채워져 있으므로 각 부분의 정전용량을 합산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{3}C_0 + \frac{2}{3}C_0\epsilon_s$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{3}C_0(1 + 2\epsilon_s)$
    ③ [최종 결과] $\frac{1 + 2\epsilon_s}{3}C_0$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 단면적 S[m2], 자로의 길이 l[m], 투자율 μ[H/m]의 환상 철심에 1m당 N회 코일을 균등하게 감았을 때 자기 인덕턴스[H]는?

  1. μNlS
  2. μN2lS
(정답률: 52%)
  • 자기 인덕턴스 기본 공식에 전체 권수를 대입하여 계산합니다. 문제에서 주어진 $N$은 전체 권수가 아니라 $1\text{m}$당 권수이므로, 전체 권수는 $N \times l$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu S N_{total}^2}{l}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu S (Nl)^2}{l}$
    ③ [최종 결과] $L = \mu N^2 l S$
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8. 반지름 a[m]인 접지 도체구의 중심에서 r[m]되는 거리에 점전하 Q[C]을 놓았을 때 도체구에 유도된 총 전하는 몇 C 인가?

  1. 0
  2. -Q
(정답률: 59%)
  • 전기영상법을 이용한 문제로, 접지 도체구에 의해 유도되는 총 전하는 영상전하의 크기와 같습니다. 도체구의 반지름이 $a$이고 중심에서 점전하 $Q$까지의 거리가 $r$일 때, 유도전하량 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Q' = -\frac{aQ}{r}$
    ② [숫자 대입] $Q' = -\frac{aQ}{r}$
    ③ [최종 결과] $Q' = -\frac{aQ}{r}$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 각각 ±Q[C]로 대전된 두 개의 도체간의 전위차를 전위계수로 표시하면? (단, P12=P21이다.)

  1. (P11+P12+P22)Q
  2. (P11+P12-P22)Q
  3. (P11-P12+P22)Q
  4. (P11-2P12+P22)Q
(정답률: 70%)
  • 두 도체에 각각 $+Q$, $-Q$의 전하가 대전되었을 때, 전위계수를 이용하여 두 도체 간의 전위차를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = V_1 - V_2 = (P_{11}Q_1 + P_{12}Q_2) - (P_{21}Q_1 + P_{22}Q_2)$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = (P_{11}Q + P_{12}(-Q)) - (P_{21}Q + P_{22}(-Q))$$
    $$V = P_{11}Q - P_{12}Q - P_{21}Q + P_{22}Q$$
    ($P_{12} = P_{21}$이므로)
    $$V = P_{11}Q - 2P_{12}Q + P_{22}Q$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = (P_{11} - 2P_{12} + P_{22})Q$$
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10. 접지구도체와 점전하간의 작용력은?

  1. 항상 반발력이다.
  2. 항상 흡입력이다.
  3. 조건적 반발력이다.
  4. 조건적 흡입력이다.
(정답률: 87%)
  • 접지구 도체는 점전하에 의해 정전유도 현상이 발생하여, 점전하와 반대 부호의 전하가 도체 표면에 유도됩니다. 따라서 서로 다른 극성 간의 인력이 작용하므로 항상 흡입력이 발생합니다.
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11. 공기 중에서 무한평면 도체로부터 수직으로 10-10m 떨어진 점에 한 개의 전자가 있다. 이 전자에 작용하는 힘은 약 몇 N 인가? (단, 전자의 전하량 : -1.602×10-19C 이다. )

  1. 5.77×10-9
  2. 1.602×10-9
  3. 5.77×10-19
  4. 1.602×10-19
(정답률: 53%)
  • 무한평면 도체 위의 전하에 작용하는 힘은 영상전하법을 이용하여 계산하며, 전하 사이의 거리는 실제 거리의 2배가 됩니다.
    $$F = \frac{Q^2}{16 \pi \epsilon_0 d^2}$$
    $$F = \frac{(-1.602 \times 10^{-19})^2}{16 \pi (8.855 \times 10^{-12})(10^{-10})^2}$$
    $$F = 5.77 \times 10^{-9}$$
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12. 자속밀도 B[Wb/m2]가 도체 중에서 f[Hz]로 변화할 때 도체 중에 유기되는 기전력 e는 무엇에 비례하는가?

  1. e∝Bf
  2. e∝B/f
  3. e∝B2/f
  4. e∝f/B
(정답률: 70%)
  • 유도 기전력 $e$는 주파수 $f$와 자속 $\Phi$에 비례하며, 자속은 자속밀도 $B$와 면적 $S$의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    $$e = 4.44 f N \Phi$$
    $$\Phi = B S$$
    따라서 기전력 $e$는 자속밀도 $B$와 주파수 $f$의 곱에 비례합니다.
    $$e \propto B f$$
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13. 유전체 중의 전계의 세기를 E, 유전율을 Є이라 하면 전기변위는?

  1. ЄE
  2. ЄE2
  3. Є/E
  4. E/Є
(정답률: 73%)
  • 전기변위 $D$는 매질의 유전율 $\epsilon$과 전계의 세기 $E$의 곱으로 정의됩니다.
    $$D = \epsilon E$$
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14. 맥스웰의 전자방정식으로 틀린 것은?

  1. divB=ø
  2. divD=ρ
(정답률: 73%)
  • 맥스웰 방정식 중 자속밀도의 발산은 항상 0이며, 이는 자기 홀극이 존재하지 않음을 의미합니다. 따라서 $\text{div} B = 0$이 옳은 표현이며, $\text{div} B = \phi$라고 표기한 내용은 틀린 설명입니다.
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15. 유전율 Є, 투자율 μ인 매질 내에서 전자파의 전파속도는?

(정답률: 63%)
  • 매질 내에서 전자파의 전파 속도는 해당 매질의 유전율 $\epsilon$과 투자율 $\mu$의 곱의 역수에 루트를 씌운 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon \mu}}$
    ② [숫자 대입] $v = \sqrt{\frac{1}{\epsilon \mu}}$
    ③ [최종 결과] $v = \sqrt{\frac{1}{\epsilon \mu}}$
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16. 평행판 콘덴서에서 전극간에 [V]의 전위차를 가할 때 전계의 세기가 공기의 절연내력 E[V/m]를 넘지 않도록 하기 위한 콘덴서의 단위 면적당의 최대용량은 몇 F/m2 인가?

(정답률: 65%)
  • 단위 면적당 정전용량 $C/S$를 구하는 문제입니다. 전계의 세기 $E = V/d$이므로 간격 $d = V/E$가 됩니다. 이를 평행판 콘덴서 용량 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{C}{S} = \frac{\epsilon}{d}$
    ② [숫자 대입] $\frac{C}{S} = \frac{\epsilon}{V/E}$
    ③ [최종 결과] $\frac{C}{S} = \frac{\epsilon E}{V}$
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17. 그림과 같이 권수가 1이고 반지름 a[m]인 원형 전류 I[A]가 만드는 자계의 세기 AT/m는?

  1. I/a
  2. I/2a
  3. I/3a
  4. I/4a
(정답률: 85%)
  • 원형 전류 도선 중심에서의 자계 세기는 권수, 전류, 반지름의 관계식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{N I}{2 r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{1 \times I}{2 a}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I}{2 a}$
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18. 두 점전하 q, 1/2q가 a만큼 떨어져 놓여있다. 이 두 점전하를 연결하는 선상에서 전계의 세기가 영(0)이 되는 점은 q가 놓여 있는 점으로부터 얼마나 떨어진 곳인가?

  1. √2a
  2. (2-√2)a
(정답률: 52%)
  • 두 점전하 사이에서 전계의 세기가 0이 되는 지점은 두 전하에 의한 전계의 크기가 같고 방향이 반대인 지점입니다. 전하 $q$로부터의 거리를 $x$라고 할 때, 전계의 세기가 같다는 조건을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{x^{2}} = \frac{1/2}{(a-x)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $x^{2} - 4ax + 2a^{2} = 0$
    ③ [최종 결과] $x = (2-\sqrt{2})a$
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19. 균일한 자장 내에서 자장에 수직으로 놓여있는 직선도선이 받는 힘에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 힘은 자장의 세기에 비례한다.
  2. 힘은 전류의 세기에 반비례한다.
  3. 힘은 도선 길이의 1/2승에 비례한다.
  4. 자장의 방향에 상관없이 일정한 방향으로 힘을 받는다.
(정답률: 66%)
  • 플레밍의 왼손 법칙에 따라 자장 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘은 $F = B I L \sin\theta$로 정의됩니다. 따라서 힘은 자장의 세기 $B$와 전류의 세기 $I$, 도선의 길이 $L$에 모두 비례합니다.

    오답 노트
    전류의 세기에 반비례한다: 비례 관계임
    도선 길이의 1/2승에 비례한다: 1승(선형)에 비례함
    자장의 방향에 상관없이 일정한 방향으로 힘을 받는다: 자장의 방향에 따라 힘의 방향이 결정됨
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20. 전류밀도 J, 전계 E, 입자의 이동도 μ, 도전율을 σ라 할 때 전류밀도 [A/m2]를 옳게 표현한 것은?

  1. J=0
  2. J=E
  3. J=σE
  4. J=μE
(정답률: 70%)
  • 전류밀도는 도전율과 전계 강도의 곱으로 표현됩니다.
    $$J = \sigma E$$
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2과목: 전력공학

21. 차단기의 정격투입전류란 투입되는 전류의 최초 주파수의 어느 값을 말하는가?

  1. 평균값
  2. 최대값
  3. 실효값
  4. 직류값
(정답률: 70%)
  • 차단기의 정격 투입 전류는 차단기가 성능 저하 없이 투입될 수 있는 전류의 한도를 의미하며, 이는 투입되는 전류의 최초 주파수에서의 최대값으로 정의합니다.
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22. 영상변류기와 관계가 가장 깊은 계전기는?

  1. 차동계전기
  2. 과전류계전기
  3. 과전압계전기
  4. 선택접지계전기
(정답률: 64%)
  • 영상변류기(ZCT)는 지락 사고 시 발생하는 영상 전류를 검출하는 장치로, 비접지식 배전선로에서 지락 보호를 위해 선택접지계전기와 함께 사용됩니다.
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23. 전력계통에서의 단락용량 증대가 문제가 되고 있다. 이러한 단락용량을 경감하는 대책이 아닌 것은?

  1. 사고 시 모선을 통합한다.
  2. 상위전압 계통을 구성한다.
  3. 모선 간에 한류 리액터를 삽입한다.
  4. 발전기와 변압기의 임피던스를 크게 한다.
(정답률: 60%)
  • 단락용량을 경감하기 위해서는 계통의 임피던스를 증가시켜 전류를 억제해야 합니다. 사고 시 모선을 통합하면 계통의 임피던스가 감소하여 오히려 단락용량이 증대되므로, 모선을 분리하는 것이 올바른 대책입니다.

    오답 노트
    상위전압 계통 구성, 한류 리액터 삽입, 발전기 및 변압기 임피던스 증가는 모두 계통 임피던스를 높여 단락용량을 줄이는 유효한 방법입니다.
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24. 송전계통의 안정도 증진방법에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 전압변동을 작게 한다.
  2. 직렬리액턴스를 크게 한다.
  3. 고장 시 발전기 입ㆍ출력의 불평형을 작게 한다.
  4. 고장전류를 줄이고 고장구간을 신속하게 차단한다.
(정답률: 78%)
  • 송전계통의 안정도를 높이기 위해서는 직렬리액턴스를 작게 하여 전력 전송 능력을 향상시켜야 합니다.

    오답 노트
    직렬리액턴스를 크게 한다: 리액턴스가 증가하면 전압 강하가 심해지고 안정도가 저하됩니다.
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25. 150kVA 전력용 콘덴서에 제5고조파를 억제시키기 위해 필요한 직렬리액터의 최소 용량은 몇 kVA 인가?

  1. 1.5
  2. 3
  3. 4.5
  4. 6
(정답률: 51%)
  • 제5고조파 억제를 위한 직렬리액터의 용량은 일반적으로 콘덴서 용량의 4%를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q_L = Q_C \times 0.04$
    ② [숫자 대입] $Q_L = 150 \times 0.04$
    ③ [최종 결과] $Q_L = 6$
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26. 보일러 급수 중에 포함되어 있는 산소 등에 의한 보일러 배관의 부식을 방지할 목적으로 사용되는 장치는?

  1. 탈기기
  2. 공기 예열기
  3. 급수 가열기
  4. 수위 경보기
(정답률: 80%)
  • 탈기기는 보일러 급수 속에 용해되어 있는 산소를 분리·제거하여 배관의 부식을 방지하는 장치입니다.
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27. 다음 중 그 값이 1 이상인 것은?

  1. 부등률
  2. 부하율
  3. 수용률
  4. 전압강하율
(정답률: 81%)
  • 부등률은 각 부하의 최대수용전력 합계를 합성최대전력으로 나눈 값으로, 항상 1보다 크거나 같습니다.

    오답 노트
    부하율, 수용률: 정의상 최대값을 분모로 하거나 설비용량을 분모로 하므로 일반적으로 1 이하의 값을 가집니다.
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28. 화력 발전소에서 가장 큰 손실은?

  1. 소내용 동력
  2. 복수기의 방열손
  3. 연돌 배출가스 손실
  4. 터빈 및 발전기의 손실
(정답률: 71%)
  • 복수식 발전소에서는 복수기 냉각수를 통해 외부로 버려지는 방열손이 전체 손실 중 가장 큰 비중을 차지합니다.
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29. 선간거리를 D, 전선의 반지름을 r이라 할 때 송전선의 정전용량은?

  1. 에 비례한다.
  2. 에 비례한다.
  3. 에 반비례한다.
  4. 에 반비례한다.
(정답률: 76%)
  • 송전선의 정전용량 $C$는 다음과 같은 공식으로 정의됩니다.
    $$C = \frac{0.02413}{\log_{10}\frac{D}{r}}$$
    위 식에서 정전용량 $C$는 분모에 있는 $\log_{10}\frac{D}{r}$ 값에 반비례하는 관계입니다. 따라서 에 반비례합니다.
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30. 배전선로의 용어 중 틀린 것은?

  1. 궤전점 : 간선과 분기선의 접속점
  2. 분기선 : 간선으로 분기되는 변압기에 이르는 선로
  3. 간선 : 급전선에 접속되어 부하로 전력을 공급하거나 분기선을 통하여 배전하는 선로
  4. 급전선 : 배전용 변전소에서 인출되는 배전선로에서 최초의 분기점까지의 전선으로 도중에 부하가 접속되어 있지 않은 선로
(정답률: 64%)
  • 궤전점은 간선과 분기선의 접속점이 아니라, 급전선과 간선이 만나는 접속점을 의미합니다.

    오답 노트
    분기선: 간선에서 분기되어 변압기에 이르는 선로 (옳음)
    간선: 급전선에 접속되어 부하에 전력을 공급하거나 분기선으로 배전하는 선로 (옳음)
    급전선: 변전소에서 최초 분기점까지 부하 접속 없이 연결된 선로 (옳음)
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31. 송전계통에서 발생한 고장 때문에 일부 계통의 위상각이 커져서 동기를 벗어나려고 할 경우 이것을 검출하고 계통을 분리하기 위해서 차단하지 않으면 안 될 경우에 사용되는 계전기는?

  1. 한시계전기
  2. 선택단락계전기
  3. 탈조보호계전기
  4. 방향거리계전기
(정답률: 65%)
  • 송전계통의 고장으로 인해 위상각이 커져 동기를 벗어나려는 현상을 '탈조'라고 하며, 이를 검출하여 계통을 분리함으로써 보호하는 장치가 탈조보호계전기입니다.

    오답 노트
    한시계전기: 설정된 시간이 지난 후 동작하는 계전기
    선택단락계전기: 고장 회선을 선택적으로 차단하는 계전기
    방향거리계전기: 거리계전기에 방향성을 부여하여 단락 사고 지점을 검출하는 계전기
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32. 가공 송전선에 사용되는 애자 1연 중 전압부담이 최대인 애자는?

  1. 중앙에 있는 애자
  2. 철탑에 제일 가까운 애자
  3. 전선에 제일 가까운 애자
  4. 전선으로부터 1/4 지점에 있는 애자
(정답률: 74%)
  • 가공 송전선로의 애자련에서 전압 분담은 전선에 가까울수록 크고, 철탑에 가까울수록 작아지는 특성을 가집니다. 따라서 전선에 제일 가까운 애자가 가장 많은 전압을 부담하게 됩니다.
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33. 송전선에 복도체를 사용하는 주된 목적은?

  1. 역률개선
  2. 정전용량의 감소
  3. 인덕턴스의 증가
  4. 코로나 발생의 방지
(정답률: 74%)
  • 복도체는 전선 묶음을 사용하여 전선의 등가 반지름을 크게 함으로써 전선 표면의 전위 경도를 낮추어 코로나 발생을 방지하고 임계전압을 상승시키는 것이 주된 목적입니다.

    오답 노트
    정전용량의 감소: 오히려 증가함
    인덕턴스의 증가: 오히려 감소함
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34. 선간전압, 부하역률, 선로손실, 전선중량 및 배전거리가 같다고 할 경우 단상 2선식과 3상 3선식의 공급전력의 비(단상/3상)는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1/3
  2. 1/√3
  3. √3
  4. √3/2
(정답률: 48%)
  • 선간전압, 부하역률, 선로손실, 전선중량 및 배전거리가 동일할 때, 각 방식의 공급전력 비는 단상 2선식 $2$, 3상 3선식 $\sqrt{3}$의 관계를 가집니다. 따라서 단상 2선식과 3상 3선식의 공급전력 비는 다음과 같습니다.
    $$\text{비} = \frac{\text{단상 2선식}}{\text{3상 3선식}}$$
    $$\text{비} = \frac{2}{\sqrt{3}}$$
    $$\text{비} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
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35. 송전선로의 중성점 접지의 주된 목적은?

  1. 단락전류 제한
  2. 송전용량의 극대화
  3. 전압강하의 극소화
  4. 이상전압의 발생방지
(정답률: 84%)
  • 송전선로의 중성점 접지는 계통의 대지전위를 안정시켜 이상전압의 발생을 방지하고, 보호계전기의 확실한 동작을 확보하며 감전 사고를 방지하는 것이 주된 목적입니다.
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36. 전주사이의 경간이 80m인 가공전선로에서 전선 1m당의 하중이 0.37kg, 전선의 이도가 0.8m일 때 수평장력은 몇 kg 인가?

  1. 330
  2. 350
  3. 370
  4. 390
(정답률: 68%)
  • 가공전선로의 이도 공식을 이용하여 수평장력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{w s^2}{8 D}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{0.37 \times 80^2}{8 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $T = 370$
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37. 수차의 특유속도 Ns를 나타내는 계산식으로 옳은 것은? (단, 유효낙차 : H[m], 수차의 출력 : P[kW], 수차의 정격 회전수 N[rpm]이라 한다.)

(정답률: 65%)
  • 수차의 특유속도 $N_s$는 정격 회전수 $N$, 출력 $P$, 유효낙차 $H$의 관계를 통해 결정되며, 다음과 같은 수식으로 정의됩니다.
    $$N_s = \frac{N P^{\frac{1}{2}}}{H^{\frac{5}{4}}}$$
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38. 고장점에서 전원측을 본 계통 임피던스를 Z[Ω], 고장점의 상전압을 E[V]라 하면 3상 단락전류[A]는?

  1. E/Z
  2. ZE/√3
  3. √3E/Z
  4. 3E/Z
(정답률: 53%)
  • 3상 단락전류는 고장점의 상전압을 계통 임피던스로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{E}{Z}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{E}{Z}$
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39. 3상 계통에서 수전단전압 60kV, 전류 250A, 선로의 저항 및 리액턴스가 각각 7.61Ω, 11.85Ω 일 때 전압강하율은? (단, 부하역률은 0.8(늦음)이다.)

  1. 약 5.50%
  2. 약 7.34%
  3. 약 8.69%
  4. 약 9.52%
(정답률: 40%)
  • 3상 계통의 전압강하율은 수전단 전압 대비 전압강하량의 비율로 계산합니다. 역률 $\cos\theta = 0.8$일 때 $\sin\theta = 0.6$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{전압강하율} = \frac{\sqrt{3}I(R\cos\theta + X\sin\theta)}{V} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{전압강하율} = \frac{\sqrt{3} \times 250(7.61 \times 0.8 + 11.85 \times 0.6)}{60000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{전압강하율} = 9.52$
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40. 피뢰기의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 속류의 차단능력이 충분할 것
  2. 충격 방전 개시 전압이 높을 것
  3. 상용 주파 방전 개시 전압이 높을 것
  4. 방전 내량이 크고, 제한전압이 낮을 것
(정답률: 59%)
  • 피뢰기는 이상전압 발생 시 신속하게 방전하여 기기를 보호해야 하므로, 충격 방전 개시 전압은 낮을수록 유리합니다.

    오답 노트
    속류 차단능력, 상용 주파 방전 개시 전압, 방전 내량은 높아야 하며, 제한전압은 낮아야 합니다.
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3과목: 전기기기

41. 유도전동기의 출력과 같은 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 2번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 2, 3번이 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 출력= 입력전압 - 철손
  2. 출력= 기계출력 - 기계손
  3. 출력= 2차입력 - 2차 저항손
  4. 출력= 입력전압 - 1차 저항손
(정답률: 78%)
  • 유도전동기의 출력은 전기적 출력에서 기계손을 제외한 기계적 출력을 의미합니다. 따라서 기계출력에서 기계손을 뺀 값이 최종 출력이 됩니다.
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42. 75W 이하의 소출력으로 소형공구, 영사기, 치과 의료용 등에 널리 이용되는 전동기는?

  1. 단상 반발전동기
  2. 영구자석 스텝전동기
  3. 3상 직권 정류자전동기
  4. 단상 직권 정류자전동기
(정답률: 71%)
  • 단상 직권 정류자전동기는 직류와 교류 양용으로 사용 가능하며, 특히 $75\text{W}$이하의 소출력 소형 기기(소형공구, 영사기, 치과 의료용 등)에 널리 이용되는 특징이 있습니다.
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43. 직류발전기를 병렬 운전할 때 균압선이 필요한 직류발전기는?

  1. 분권발전기, 직권발전기
  2. 분권발전기, 복권발전기
  3. 직권발전기, 복권발전기
  4. 분권발전기, 단극발전기
(정답률: 69%)
  • 직권발전기와 복권발전기는 수하특성이 없기 때문에 병렬 운전 시 한쪽 발전기에 부하가 집중되는 현상이 발생합니다. 이를 방지하고 부하를 균등하게 분담시키기 위해 균압선을 설치하여 전압을 평형하게 유지해야 합니다.
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44. 병렬 운전하고 있는 2대의 3상 동기발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우는?

  1. 부하의 증가
  2. 부하의 감소
  3. 여자전류의 변화
  4. 원동기의 출력변화
(정답률: 68%)
  • 동기발전기 병렬 운전 중 두 기기의 여자전류가 달라지면 유기기전력의 크기에 차이가 발생하며, 이 전압 차이로 인해 두 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르게 됩니다.
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45. 전압이나 전류의 제어가 불가능한 소자는?

  1. SCR
  2. GTO
  3. IGBT
  4. Diode
(정답률: 77%)
  • 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 단순한 정류 소자로, 외부에서 전압이나 전류를 통해 도통 상태를 임의로 제어할 수 있는 게이트 단자가 없기 때문에 제어가 불가능합니다.

    오답 노트
    SCR: 게이트 신호로 제어 가능
    GTO: 게이트 신호로 턴온/오프 제어 가능
    IGBT: 전압 제어 가능
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46. 전기자저항이 각각 RA=0.1Ω과 RB=0.2Ω 인 100V, 10kW의 두 분권발전기의 유기기전력을 같게 해서 병렬운전하여, 정격전압으로 135A의 부하전류를 공급할 때 각 기기의 분담전류는 몇 A 인가?

  1. IA=80, IB=55
  2. IA=90, IB=45
  3. IA=100, IB=35
  4. IA=110, IB=25
(정답률: 70%)
  • 두 분권발전기의 유기기전력이 같을 때, 각 발전기가 분담하는 전류는 전기자저항에 반비례하여 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{A} : I_{B} = R_{B} : R_{A}$
    ② [숫자 대입] $I_{A} : I_{B} = 0.2 : 0.1 = 2 : 1$
    ③ [최종 결과] $I_{A} = 135 \times \frac{2}{3} = 90\text{A}, I_{B} = 135 \times \frac{1}{3} = 45\text{A}$
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47. 다이오드를 사용한 정류회로에서 여러 개를 병렬로 연결하여 사용할 경우 얻는 효과는?

  1. 인가전압 증가
  2. 다이오드의 효율 증가
  3. 부하 출력의 맥동률 감소
  4. 다이오드의 허용전류 증가
(정답률: 62%)
  • 다이오드를 병렬로 연결하면 전류가 여러 경로로 분산되어 흐르기 때문에, 단일 다이오드를 사용할 때보다 더 큰 전류를 흘릴 수 있어 다이오드의 허용전류가 증가하는 효과가 있습니다.

    오답 노트
    인가전압 증가: 직렬연결 시 효과
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48. △결선 변압기의 한 대가 고장으로 제거되어 V결선으로 공급할 때 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력에 대하여 몇 % 인가?

  1. 57.7
  2. 66.7
  3. 75.0
  4. 86.6
(정답률: 70%)
  • $\Delta$결선 변압기 3대 운전 중 1대가 고장나 V결선으로 운전될 때, 출력은 $\Delta$결선 시의 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \frac{1}{\sqrt{3}} P_{\Delta}$
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \frac{1}{1.732} \times 100\%$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 57.7\%$
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49. 변압기의 2차를 단락한 경우에 1차 단락전류 Is1은? (단, V1 : 1차 단자전압, Z1 : 1차 권선의 임피던스, Z2 : 2차 권선의 임피던스, Z : 부하의 임피던스 a: 권수비)

(정답률: 53%)
  • 변압기 2차측을 단락하면 1차측에서 본 전체 임피던스는 1차 임피던스와 2차 임피던스를 1차측으로 환산한 값의 합이 됩니다. 따라서 단락전류는 단자전압을 이 전체 임피던스로 나눈 값입니다.
    $$I_{s1} = \frac{V_1}{Z_1 + a^2 Z_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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50. 직류 분권전동기에서 단자전압 210V, 전기자전류 20A, 1500rpm으로 운전할 때 발생 토크는 약 몇 Nm 인가? (단, 전기자저항은 0.15Ω이다.)

  1. 13.2
  2. 26.4
  3. 33.9
  4. 66.9
(정답률: 52%)
  • 직류 전동기의 토크는 전기자 유기기전력과 전류의 곱(전기적 출력)을 각속도로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{(V - I_a R_a) I_a}{2 \pi \frac{N}{60}}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{(210 - 20 \times 0.15) \times 20}{2 \pi \frac{1500}{60}}$
    ③ [최종 결과] $T = 26.4\text{ Nm}$
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51. 220V, 50kW인 직류 직권전동기를 운전하는데 전기자 저항(브러시의 접촉저항 포함)이 0.05Ω이고 기계적 손실이 1.7kW, 표유손이 출력의 1%이다. 부하전류가 100A 일 때의 출력은 약 몇 kW인가?

  1. 14.5
  2. 16.7
  3. 18.2
  4. 19.6
(정답률: 38%)
  • 전동기의 출력은 전기자 유기기전력에 의한 전력에서 기계적 손실과 표유손을 제외하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{out} = (V - I_a R_a) I_a - P_{mech} - P_{stray}$
    ② [숫자 대입] $P_{out} = (220 - 100 \times 0.05) \times 100 - 1700 - (21.5 \times 1000 \times 0.01)$
    ③ [최종 결과] $P_{out} = 19.6\text{ kW}$
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52. 60Hz, 12극, 회전자의 외경 2m인 동기발전기에 있어서 회전자의 주변속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 43
  2. 62.8
  3. 120
  4. 132
(정답률: 65%)
  • 동기속도를 먼저 구한 뒤, 회전자의 외경을 이용하여 원주 속도를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N = \frac{120 \times f}{p}$$
    $$V = \pi \times D \times \frac{N}{60}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N = \frac{120 \times 60}{12} = 600$$
    $$V = \pi \times 2 \times \frac{600}{60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 62.8$$
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53. 변압기의 등가회로를 작성하기 위하여 필요한 시험은?

  1. 권선저항측정, 무부하시험, 단락시험
  2. 상회전시험, 절연내력시험, 권선저항측정
  3. 온도상승시험, 절연내력시험, 무부하시험
  4. 온도상승시험, 절연내력시험, 권선저항측정
(정답률: 70%)
  • 변압기의 등가회로를 구성하기 위해서는 철손과 여자 어드미턴스를 구하는 무부하시험, 동손과 임피던스를 구하는 단락시험, 그리고 권선저항측정이 필수적입니다.
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54. 직류 타여자발전기의 부하전류와 전기자전류의 크기는?

  1. 전기자전류와 부하전류가 같다.
  2. 부하전류가 전기자전류보다 크다.
  3. 전기자전류가 부하전류보다 크다.
  4. 전기자전류와 부하전류는 항상 0이다.
(정답률: 57%)
  • 타여자 발전기는 계자 권선과 전기자 권선이 완전히 분리되어 있어, 전기자에서 생성된 전류가 그대로 부하로 흐르기 때문에 전기자전류와 부하전류가 같습니다.
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55. 유도전동기의 특성에서 토크와 2차 입력 및 동기속도의 관계는?

  1. 토크는 2차 입력과 동기속도의 곱에 비례한다.
  2. 토크는 2차 입력에 반비례하고, 동기속도에 비례한다.
  3. 토크는 2차 입력에 비례하고, 동기속도에 반비례한다.
  4. 토크는 2차 입력의 자승에 비례하고, 동기속도의 자승에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • 유도전동기의 토크는 2차 입력(출력)에 비례하고 동기속도에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$T = \frac{0.975 \times P_{2}}{N_{s}}$$
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56. 농형 유도전동기의 속도제어법이 아닌 것은?

  1. 극수변환
  2. 1차 저항변환
  3. 전원전압변환
  4. 전원주파수변환
(정답률: 59%)
  • 농형 유도전동기는 구조적으로 회전자에 외부 저항을 삽입할 수 없으므로 1차 저항변환을 통한 속도제어가 불가능합니다.

    오답 노트
    극수변환, 전원전압변환, 전원주파수변환: 농형 유도전동기에서 사용 가능한 속도제어법입니다.
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57. 220V, 60Hz, 8극, 15kW의 3상 유도전동기에서 전부하 회전수가 864rpm 이면 이 전동기의 2차 동손은 몇 W인가?

  1. 435
  2. 537
  3. 625
  4. 723
(정답률: 66%)
  • 유도전동기의 2차 동손을 구하기 위해 먼저 동기속도와 슬립을 계산한 후, 출력과 슬립의 관계식을 이용합니다.
    ① [동기속도] $N_{s} = \frac{120 f}{P}$
    $N_{s} = \frac{120 \times 60}{8} = 900$ rpm
    ② [슬립] $s = \frac{N_{s} - N}{N_{s}}$
    $s = \frac{900 - 864}{900} = 0.04$
    ③ [2차 동손] $P_{2c} = \frac{s P_{o}}{1 - s}$
    $P_{2c} = \frac{0.04 \times 15000}{1 - 0.04} = 625$ W
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58. 2대의 동기발전기가 병렬 운전하고 있을 때 동기화 전류가 흐르는 경우는?

  1. 부하분담에 차가 있을 때
  2. 기전력의 크기에 차가 있을 때
  3. 기전력의 위상에 차가 있을 때
  4. 기전력의 파형에 차가 있을 때
(정답률: 66%)
  • 동기발전기 병렬 운전 시 각 조건에 따라 흐르는 순환 전류의 종류가 다릅니다.
    기전력의 위상이나 주파수에 차이가 발생하면 두 발전기의 위상을 맞추려는 동기화 전류가 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    기전력의 크기에 차가 있을 때: 무효순환전류 발생
    기전력의 파형에 차가 있을 때: 고주파 무효순환전류 발생
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59. 선박추진용 및 전기자동차용 구동전동기의 속도제어로 가장 적합한 것은?

  1. 저항에 의한 제어
  2. 전압에 의한 제어
  3. 극수변환에 의한 제어
  4. 전원주파수에 의한 제어
(정답률: 59%)
  • 농형 유도 전동기의 속도를 연속적이고 정밀하게 제어하기 위해서는 전원 주파수를 변경하는 방법이 가장 적합합니다.
    이 방식은 전용 전원이 필요하지만 효율이 좋아 선박 추진용이나 전기자동차 구동 전동기에 주로 사용됩니다.
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60. 변압기에서 권수가 2배가 되면 유기기전력은 몇 배가 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 62%)
  • 변압기의 유기기전력은 권수(코일의 감은 횟수)에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    유기기전력 공식 $e = 4.44 f N \Phi$에서 기전력 $e$는 권수 $N$에 정비례하므로, 권수가 2배가 되면 유기기전력 또한 2배가 됩니다.
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4과목: 회로이론

61. r[Ω]인 6개의 저항을 그림과 같이 접속하고 평형 3상 전압 E를 가했을 때 전류 I는 몇 A인가? (단, r=3Ω, E=60V 이다. )

  1. 8.66
  2. 9.56
  3. 10.8
  4. 12.6
(정답률: 63%)
  • 델타($\Delta$) 결선을 와이($Y$) 결선으로 변환하여 합성 저항을 구한 뒤, 상전압을 이용하여 전류를 계산하는 문제입니다.
    먼저 $\Delta$ 결선을 $Y$ 결선으로 변환하면 각 상의 저항은 기존 저항의 $1/3$배가 되므로, 전체 상저항 $R$은 $r$과 $1/3r$의 합이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{\sqrt{3} \times R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{60}{\sqrt{3} \times (3 + \frac{1}{3} \times 3)}$
    ③ [최종 결과] $I = 8.66$
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62. 다음 중 정전용량의 단위 F(패럿)와 같은 것은? (단, C는 쿨롱, N은 뉴턴, V는 볼트, m은 미터이다.)

  1. V/C
  2. N/C
  3. C/m
  4. C/V
(정답률: 60%)
  • 정전용량 $C$는 전하량 $Q$를 전압 $V$로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{Q}{V}$
    ② [숫자 대입] $\text{단위} = \frac{\text{C}}{\text{V}}$
    ③ [최종 결과] $\text{C/V}$
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63. 다음과 같은 Y결선 회로와 등가인 △결선 회로의 A, B, C 값은 몇 Ω 인가?

(정답률: 66%)
  • Y결선을 $\Delta$결선으로 변환할 때, 각 변의 저항은 마주보는 두 저항의 곱의 합을 마주보는 저항으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $R_{\Delta} = \frac{R_{1}R_{2} + R_{2}R_{3} + R_{3}R_{1}}{R_{opposite}}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{1 \times 2 + 2 \times 3 + 3 \times 1}{3} = \frac{11}{3}$
    ③ [최종 결과]
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64. 회로의 전압비 전달함수 는?

  1. RC
  2. 1/RC
  3. RCs+1
  4. 1/RCs+1
(정답률: 68%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{V_{2}(s)}{V_{1}(s)}$는 출력 전압과 입력 전압의 비로, RC 직렬 회로에서 커패시터 양단의 전압비를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{\frac{1}{sC}}{R + \frac{1}{sC}}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{sCR + 1}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{1}{RCs + 1}$
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65. 측정하고자 하는 전압이 전압계의 최대 눈금보다 클 때에 전압계에 직렬로 저항을 접속하여 측정 범위를 넓히는 것은?

  1. 분류기
  2. 분광기
  3. 배율기
  4. 감쇠기
(정답률: 80%)
  • 전압계의 측정 범위를 넓히기 위해 전압계와 직렬로 연결하는 고저항을 배율기라고 합니다.

    오답 노트
    분류기: 전류계의 측정 범위를 넓히기 위해 병렬로 접속하는 저항
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66. 그림과 같이 주기가 3s인 전압 파형의 실효값은 약 몇 V인가?

  1. 5.67
  2. 6.67
  3. 7.57
  4. 8.57
(정답률: 55%)
  • 주어진 파형의 실효값은 주기 $T=3\text{s}$ 동안의 전압 제곱의 평균에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{\frac{1}{T} \int_{0}^{T} v(t)^{2} dt}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{\frac{1}{3} ( \int_{0}^{1} (10t)^{2} dt + \int_{1}^{2} 10^{2} dt )}$
    ③ [최종 결과] $V = 6.67\text{V}$
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67. 1mV의 입력을 가했을 때 100mV의 출력이 나오는 4단자 회로의 이득[dB]은?

  1. 40
  2. 30
  3. 20
  4. 10
(정답률: 56%)
  • 전압 이득을 데시벨($\text{dB}$)로 환산할 때는 $20\log_{10}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Gain(dB)} = 20\log_{10} ( \frac{V_{out}}{V_{in}} )$
    ② [숫자 대입] $\text{Gain(dB)} = 20\log_{10} ( \frac{100\text{mV}}{1\text{mV}} )$
    ③ [최종 결과] $\text{Gain(dB)} = 40$
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68. 다음과 같은 회로에서 t=0인 순간에 스위치 S를 닫았다. 이 순간에 인덕턴스 L에 걸리는 전압[V]은? (단, L의 초기전류는 0이다.)

  1. 0
  2. LE/R
  3. E
  4. E/R
(정답률: 46%)
  • 인덕터 $L$은 전류의 급격한 변화를 방해하는 성질이 있어, 스위치를 닫는 순간($t=0$) 초기 전류는 $0$이 됩니다. 따라서 저항 $R$에 걸리는 전압 강하($V_R = iR$)가 $0\text{V}$가 되어, 전원 전압 $E$ 전체가 인덕터 $L$에 그대로 걸리게 됩니다.
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69. f(t)=3u(t)+2e-t인 시간함수를 라플라스 변환한 것은?

(정답률: 63%)
  • 각 항의 라플라스 변환 기본 공식을 적용한 후 분수를 통분하여 합산합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{u(t)\} = \frac{1}{s}, \quad \mathcal{L}\{e^{at}\} = \frac{1}{s-a}$
    ② [숫자 대입] $F(s) = \frac{3}{s} + \frac{2}{s+1} = \frac{3(s+1) + 2s}{s(s+1)}$
    ③ [최종 결과] $F(s) = \frac{5s + 3}{s(s+1)}$
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70. 비정현파 f(x)가 반파대칭 및 정현대칭일 때 옳은 식은? (단, 주기는 2π 이다. )

(정답률: 55%)
  • 정현대칭은 기함수(sin 함수 형태)의 성질을 가지며, 반파대칭은 주기의 절반만큼 이동했을 때 부호가 반전되는 성질을 가집니다. 따라서 정현대칭 조건인 $f(-x) = -f(x)$와 반파대칭 조건인 $f(x + \pi) = -f(x)$ (또는 $-f(x + \pi) = f(x)$)를 모두 만족하는 식을 찾아야 합니다.
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71. 의 시간함수 f(t)는 어느 것인가?

  1. 2etcos2t
  2. 2etsin2t
  3. 2e-tcos2t
  4. 2e-tsin2t
(정답률: 55%)
  • 주어진 라플라스 변환 식 $F(s) = \frac{2(s+1)}{s^2 + 2s + 5}$을 시간함수로 변환합니다.
    분모를 완전제곱식으로 변형하면 $s^2 + 2s + 5 = (s+1)^2 + 2^2$이 됩니다.
    식의 형태가 $\frac{s-a}{(s-a)^2 + \omega^2}$ 꼴이므로, 이는 지수함수와 코사인 함수의 곱인 $e^{at}\cos(\omega t)$ 형태로 변환됩니다.
    여기서 $a = -1$, $\omega = 2$이고 계수가 $2$이므로 최종 시간함수는 $2e^{-t}\cos 2t$가 됩니다.
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72. 그림과 같은 회로에서 스위치 S를 닫았을 때 시정수[sec]의 값은? (단, L=10mH, R=20Ω 이다.)

  1. 200
  2. 2000
  3. 5×10-3
  4. 5×10-4
(정답률: 58%)
  • RL 회로에서 스위치를 닫았을 때의 시정수는 인덕턴스를 저항으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{L}{R}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{10 \times 10^{-3}}{20}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 5 \times 10^{-4}$
    따라서 시정수는 $5 \times 10^{-4}\text{sec}$ 입니다.
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73. 대칭 10상 회로의 선간전압이 100V 일 때 상전압은 약 몇 V 인가? (단, sin18°=0.309이다.)

  1. 161.8
  2. 172
  3. 183.1
  4. 193
(정답률: 40%)
  • 대칭 다상 회로에서 선간전압과 상전압의 관계식을 이용하여 상전압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{p} = \frac{V_{L}}{2\sin(\frac{\pi}{n})}$
    ② [숫자 대입] $V_{p} = \frac{100}{2\sin(18^{\circ})}$
    ③ [최종 결과] $V_{p} = 161.8$
    따라서 상전압은 약 $161.8\text{V}$ 입니다.
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74. 회로에서 단자 1-1'에서 본 구동점 임피던스 Z11은 몇 Ω 인가?

  1. 5
  2. 8
  3. 10
  4. 15
(정답률: 67%)
  • 구동점 임피던스 $Z_{11}$은 단자 1-1'에서 바라본 합성 임피던스를 의미합니다.
    회로 구성상 단자 1-1'에서 본 임피던스는 $3\Omega$ 저항과 $5\Omega$ 저항이 직렬로 연결된 경로의 합과 같습니다.
    $$Z_{11} = 3 + 5 = 8\Omega$$
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75. 어느 회로망의 응답 의 라플라스 변환은?

(정답률: 51%)
  • 지수함수 $e^{-at}$의 라플라스 변환 기본 공식인 $\frac{1}{s+a}$를 이용하여 각 항을 변환합니다.
    응답 $h(t) = (e^{-t} + 2e^{-2t})u(t)$에서 $e^{-t}$는 $\frac{1}{s+1}$로, $2e^{-2t}$는 $\frac{2}{s+2}$로 변환됩니다.
    두 식을 통분하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{s+1} + \frac{2}{s+2} = \frac{(s+2) + 2(s+1)}{(s+1)(s+2)} = \frac{3s+4}{(s+1)(s+2)}$$
    따라서 정답은 입니다.
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76. R=50Ω,L=200 mH의 직렬회로에서 주파수 f=50 Hz의 교류에 대한 역률[%]은?

  1. 82.3
  2. 72.3
  3. 62.3
  4. 52.3
(정답률: 57%)
  • RL 직렬회로에서 역률은 전체 임피던스에 대한 저항의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{R}{\sqrt{R^2 + (2\pi f L)^2}}$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{50}{\sqrt{50^2 + (2 \times 3.14 \times 50 \times 200 \times 10^{-3})^2}}$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = 0.623$
    따라서 역률은 $62.3\%$ 입니다.
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77. 그림과 같은 e=Emsinωt인 정현파 교류의 반파정현파형의 실효값은?

  1. Em
  2. Em/√2
  3. Em/2
  4. Em/√3
(정답률: 56%)
  • 제시된 파형은 정현파의 절반만 존재하는 반파 정현파입니다. 반파 정현파의 실효값은 최댓값 $E_{m}$의 $\frac{1}{2}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $E_{rms} = \frac{E_{m}}{2}$
    ② [숫자 대입] $E_{rms} = \frac{E_{m}}{2}$
    ③ [최종 결과] $E_{rms} = \frac{E_{m}}{2}$

    오답 노트
    $E_{m}/\sqrt{2}$: 정현 전파(전체 파형)의 실효값임
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78. 대칭 3상 교류전원에서 각 상의 전압이 va, vb, vc일 때 3상 전압[V]이 합은?

  1. 0
  2. 0.3va
  3. 0.5va
  4. 3va
(정답률: 74%)
  • 대칭 3상 교류전원은 각 상의 전압 크기가 같고 위상이 $120^{\circ}$씩 동일하게 차이 나는 정현파입니다. 이 세 전압을 벡터적으로 합산하면 서로 상쇄되어 총합은 $0$이 됩니다.
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79. 전압 e=100sin10t+20sin20t[V]전류 i=20sin(10t-60°)+10sin20t[A] 일 때 소비전력은 몇 W 인가?

  1. 500
  2. 550
  3. 600
  4. 650
(정답률: 64%)
  • 서로 다른 주파수를 가진 전압과 전류가 합성된 경우, 동일한 주파수 성분끼리의 소비전력을 각각 구해 합산합니다. 각 성분의 실효값은 최댓값을 $\sqrt{2}$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V_{1}I_{1}\cos\delta_{1} + V_{2}I_{2}\cos\delta_{2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{100}{\sqrt{2}} \times \frac{20}{\sqrt{2}} \times \cos 60^{\circ} + \frac{20}{\sqrt{2}} \times \frac{10}{\sqrt{2}} \times \cos 0^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $P = 500 + 100 = 600$
    따라서 소비전력은 $600\text{ W}$ 입니다.
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80. RLC 직렬회로에서 공진 시의 전류는 공급전압에 대하여 어떤 위상차를 갖는가?

  1. 0°
  2. 90°
  3. 180°
  4. 270°
(정답률: 55%)
  • RLC 직렬회로에서 공진이 발생하면 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 서로 상쇄되어 회로에는 저항 $R$ 성분만 남게 됩니다. 저항만 존재하는 회로에서는 전압과 전류의 위상차가 없으므로 위상차는 $0^{\circ}$가 됩니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 철근 콘크리트주로서 전장이 15m이고, 설계하중이 8.2kN 이다. 이 지지물을 논이나 기타 지반이 연약한 곳 이외에 기초안전율의 고려없이 시설하는 경우에 그 묻히는 깊이는 기준보다 몇 ㎝를 가산하여 시설하여야 하는가?

  1. 10
  2. 30
  3. 50
  4. 70
(정답률: 64%)
  • 철근 콘크리트주를 시설할 때, 지반이 연약한 곳 이외의 지역에서 기초 안전율을 고려하지 않고 시설하는 경우 기준 깊이에 가산하는 값은 $30\text{cm}$입니다.
    해당 조건(전장 $15\text{m}$이하, 설계하중 $6.8\text{kN}$ 초과 $9.8\text{kN}$이하)의 묻힘 깊이 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = \frac{L}{6} + 0.3$$
    ② [숫자 대입]
    $$D = \frac{15}{6} + 0.3$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = 2.8$$
    여기서 가산되는 값은 $0.3\text{m}$, 즉 $30\text{cm}$입니다.
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82. 금속관 공사에 의한 저압 옥내배선 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 인입용 비닐절연전선을 사용했다.
  2. 옥외용 비닐절연전선을 사용했다.
  3. 짧고 가는 금속관에 연선을 사용했다.
  4. 단면적 10mm2 이하는 전선을 사용했다.
(정답률: 74%)
  • 금속관 공사를 포함한 저압 옥내배선 시설 시 옥외용 비닐절연전선(OW)은 사용이 금지되어 있습니다.
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83. 전가섭선에 관하여 각 가섭선의 상정 최대장력의 33%와 같은 불평형 장력의 수평 종분력에 의한 하중을 더 고려하여야 할 철탑의 유형은?

  1. 직선형
  2. 각도형
  3. 내장형
  4. 인류형
(정답률: 69%)
  • 전가섭선 설치 시 불평형 장력의 수평 종분력 하중을 고려하는 철탑 유형은 내장형이며, 이때 상정 최대장력의 $33\%$를 고려합니다.

    오답 노트
    보강형 철탑의 경우에는 $17\%$를 고려합니다.
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84. 케이블 트레이공사에 사용되는 케이블트레이가 수용된 모든 전선을 지지할 수 있는 적합한 강도의 것일 경우 케이블 트레이의 안전율은 얼마 이상으로 하여야 하는가?

  1. 1.1
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.5
(정답률: 63%)
  • 케이블 트레이 공사 시, 트레이가 수용된 모든 전선을 안전하게 지지하기 위해 요구되는 최소 안전율은 $1.5$이상입니다.
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85. 고압 가공전선로에 케이블을 조가용선에 행거로 시설할 경우 그 행거의 간격은 몇 ㎝ 이하로 하여야 하는가?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 55%)
  • 고압 가공전선로에서 조가용선을 사용하여 케이블을 시설할 때, 행거의 간격은 기본적으로 $50\text{cm}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    금속 테이프를 이용하는 경우에는 $20\text{cm}$이하로 시설합니다.
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86. 케이블 공사에 의한 저압 옥내배선의 시설방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전선은 케이블 및 캡타이어케이블로 한다.
  2. 콘크리트 안에는 전선에 접속점을 만들지 아니한다.
  3. 400V 미만인 경우 전선을 넣는 방호장치의 금속제 부분에는 제3종 접지공사를 한다.
  4. 전선을 조영재의 옆면에 따라 붙이는 경우 전선의 지지점 간의 거리를 케이블은 3m 이하로 한다.
(정답률: 55%)
  • 케이블 공사 시 전선을 조영재의 옆면에 따라 붙이는 경우, 지지점 간의 거리는 케이블의 경우 $2\text{m}$이하(수직은 $6\text{m}$이하), 캡타이어 케이블의 경우 $1\text{m}$이하로 유지해야 합니다.
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87. 교통신호등 제어장치의 금속제 외함에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(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%)
  • 교통신호등 제어장치의 금속제 외함에는 감전 방지를 위해 제3종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경 이후 접지 체계가 통합되어 현재는 종별 접지 개념이 사라졌으나, 기존 규정 기준으로는 제3종 접지공사가 정답입니다.
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88. 태양전지 발전소에 태양전지 모듈 등을 시설할 경우 사용 전선(연동선)의 공칭단면적은 몇 mm2 이상인가?

  1. 1.6
  2. 2.5
  3. 5
  4. 10
(정답률: 62%)
  • 태양전지 발전소의 모듈 등에 사용되는 연동선의 굵기 규정에 관한 문제입니다. 관련 판단기준에 따라 전선의 공칭 단면적은 $2.5\text{mm}^2$이상의 연동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기를 가져야 합니다.
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89. 특고압 가공전선과 저압 가공전선을 동일 지지물에 병가하여 시설하는 경우 이격거리는 몇 m 이상이어야 하는가? (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 77%)
  • 특고압 가공전선과 저압 가공전선을 동일 지지물에 병가할 때, 전압 범위에 따라 이격거리가 달라집니다. 일반적으로 $35\text{kV}$이하일 때는 $1.2\text{m}$, $35\text{kV}$이상일 때는 $2\text{m}$이상(케이블인 경우 $1\text{m}$이상)을 유지해야 합니다. 본 문제는 특고압의 범위가 명시되지 않아 실제 시험에서는 모두 정답 처리되었으나, 케이블 기준을 적용할 경우 $1\text{m}$가 됩니다.
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90. 변압기의 고압측 1선 지락전류가 30A인 경우에 제2종 접지공사의 최대 접지저항 값은 몇 Ω인가? (단, 고압측 전로가 저압측 전로와 혼촉하는 경우 1초 이내에 자동적으로 차단하는 장치가 설치되어 있다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 31%)
  • 제2종 접지저항 값은 지락전류와 차단 장치의 동작 시간에 따라 결정됩니다. 문제에서 1초 이내에 자동 차단하는 장치가 설치되어 있으므로, 접지저항 공식은 $600/I$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{600}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{600}{30}$
    ③ [최종 결과] $R = 20$
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91. 전광표시 장치에 사용하는 저압 옥내배선을 금속관 공사로 시설할 경우 연동선의 단면적은 몇 mm2 이상 사용하여야 하는가?

  1. 0.75
  2. 1.25
  3. 1.5
  4. 2.5
(정답률: 38%)
  • 전광표시 장치 및 출퇴표시등 회로의 배선 시, 연동선을 사용하는 경우에는 단면적 $1.5\text{mm}^{2}$이상을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    단면적 $0.75\text{mm}^{2}$이상: 캡타이어 케이블 또는 다심 케이블 사용 시 기준
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92. 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 인장강도 5.26kN 이상의 것 또는 지름이 몇 mm 이상의 나경동선을 사용하여야 하는가?

  1. 2.6
  2. 3.2
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 52%)
  • 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선의 기준은 인장강도 $5.26\text{kN}$이상 또는 지름 $4\text{mm}$이상의 나경동선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    지름 $5\text{mm}$이상: 특고압 가공전선로 기준
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93. 전력보안 통신용 전화설비를 시설하지 않아도 되는 것은?

  1. 원격감시제어가 되지 아니하는 발전소
  2. 원격감시제어가 되지 아니하는 변전소
  3. 2 이상의 급전소 상호 간과 이들을 총합 운용하는 급전소 간
  4. 발전소로서 전기 공급에 지장을 미치지 않고, 휴대용 전력보안통신 전화설비에 의하여 연락이 확보된 경우
(정답률: 76%)
  • 휴대용 전력보안통신 전화설비를 통해 연락 체계가 이미 확보되어 있고, 전기 공급에 지장을 미치지 않는 발전소의 경우에는 별도의 전력보안 통신용 전화설비를 추가로 시설할 필요가 없습니다.
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94. 지중 전선로의 시설방식이 아닌 것은?

  1. 관로식
  2. 압착식
  3. 암거식
  4. 직접매설식
(정답률: 70%)
  • 판단기준 제136조에 따라 지중 전선로의 시설방식은 관로식, 암거식, 직접매설식 세 가지로 규정되어 있습니다. 따라서 압착식은 지중 전선로의 시설방식에 해당하지 않습니다.
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95. 지중 전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 조명 및 세척이 가능한 장치를 하도록 할 것
  2. 그 안의 고인 물을 제거할 수 있는 구조일 것
  3. 견고하고 차량 기타 중량물의 압력을 견딜수 있을 것
  4. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 할 것
(정답률: 73%)
  • 지중함은 고인 물 제거 구조, 시설자 외 개방 금지, 중량물 압력 견딤 구조, 대형 지중함($1\text{m}^3$이상)의 통풍장치 설치 등이 기준입니다.

    오답 노트
    조명 및 세척이 가능한 장치를 하도록 할 것: 지중함 시설 기준에 포함되지 않는 내용입니다.
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96. 특고압 가공전선은 케이블인 경우 이외에는 단면적이 몇 mm2 이상의 경동연선이어야 하는가?

  1. 8
  2. 14
  3. 22
  4. 30
(정답률: 65%)
  • 특고압 가공전선은 케이블인 경우를 제외하고, 기계적 강도 확보를 위해 반드시 $22\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용해야 합니다.
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97. 345kV 변전소의 충전 부분에서 6m의 거리에 울타리를 설치하려고 한다. 울타리의 최소 높이는 몇 m 인가?

  1. 2
  2. 2.28
  3. 2.57
  4. 3
(정답률: 58%)
  • 특고압 가공전선로의 울타리 높이는 $160\text{kV}$ 초과 시 $6\text{m} + (\text{단수} \times 0.12\text{m})$로 계산합니다. $345\text{kV}$의 경우 단수는 $19$단으로 계산하며, 문제에서 울타리 설치 거리 $6\text{m}$를 제외한 순수 높이만을 구하는 방식입니다.
    ① [기본 공식] $H = (6 + \text{단수} \times 0.12) - 6$
    ② [숫자 대입] $H = (6 + 19 \times 0.12) - 6$
    ③ [최종 결과] $H = 2.28$
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98. 자동 차단기가 설치되어 있지 않는 전로에 접속되어 있는 440V 전동기의 외함을 접지할 때, 접지저항 값은 몇 Ω 이하이어야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 5
  2. 10
  3. 30
  4. 50
(정답률: 74%)
  • 과거 규정에 따라 기구 외함 접지 시 전압이 $400\text{V}$이하인 경우에는 3종 접지를 적용하며, 이때의 접지저항 값은 $10\Omega$이하로 규정되었습니다.
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99. 최대사용전압이 23000V인 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 몇 V 인가?

  1. 16560
  2. 21160
  3. 25300
  4. 28750
(정답률: 54%)
  • 최대사용전압이 $7\text{kV}$ 초과 $60\text{kV}$이하인 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 $1.25$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 1.25$
    ② [숫자 대입] $V = 23000 \times 1.25$
    ③ [최종 결과] $V = 28750$
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100. 다음 괄호 안에 들어갈 내용으로 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 4.5
  2. 5
  3. 5.5
  4. 6
(정답률: 67%)
  • 강체방식에 의해 시설하는 직류식 전기철도용 전차선로는 전차선의 높이가 지표상 $5\text{m}$이상인 경우 이외에는 사람이 쉽게 출입할 수 없는 전용 부지 안에 시설해야 합니다. (단, 해당 문제는 KEC 개정으로 인해 현재는 삭제된 규정입니다.)
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