전기산업기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

전기산업기사 2019-04-27 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2019-04-27 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 전자파의 에너지 전달방향은?

  1. ▽ × E의 방향과 같다.
  2. E × H의 방향과 같다.
  3. 전계 E의 방향과 같다.
  4. 자계 H의 방향과 같다.
(정답률: 80%)
  • 전자파는 전계 $E$와 자계 $H$가 서로 직교하며 진행하는 파동입니다. 따라서 에너지의 전달 방향(포인팅 벡터)은 전계와 자계의 벡터곱인 $E \times H$ 방향과 같습니다.
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2. 자기 회로의 자기저항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위는 AT/Wb이다.
  2. 자기회로의 길이에 반비례한다.
  3. 자기회로의 단면적에 반비례한다.
  4. 자성체의 비투자율에 반비례한다.
(정답률: 77%)
  • 자기저항은 자기회로의 길이에 비례하고 단면적과 비투자율에 반비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    자기회로의 길이에 반비례한다: 길이에 비례함
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3. 자위의 단위에 해당되는 것은?

  1. A
  2. J/C
  3. N/Wb
  4. Gauss
(정답률: 74%)
  • 자위(Magnetic Vector Potential)의 단위는 전류의 단위인 $A$를 사용합니다.

    오답 노트
    J/C: 전압($V$)의 단위
    N/Wb: 자계 세기의 단위
    Gauss: 자기장의 단위
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4. 자기 유도계수가 20 mH인 코일에 전류를 흘릴 때 코일과의 쇄교 자속수가 0.2 Wb였다면 코일에 축적된 에너지는 몇 J 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 55%)
  • 코일에 축적되는 자계 에너지는 쇄교 자속과 자기 유도계수의 관계로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{\Phi^2}{2L}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{0.2^2}{2 \times 20 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $W = 1\text{ J}$
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5. 비자화율 , 자속밀도 B=20yax(Wb/m2)인 균일 물체가 있다. 자계의 세기 H는 약 몇 AT/m 인가?

  1. 0.53 × 107 yax
  2. 0.13 × 107 yax
  3. 0.53 × 107 xay
  4. 0.13 × 107 xay
(정답률: 59%)
  • 자속밀도 $B$와 자계의 세기 $H$의 관계식 $B = \mu H$를 이용하며, 이때 투자율 $\mu$는 진공 투자율 $\mu_0$와 비자화율 $\chi_m$의 관계인 $\mu = \mu_0(1 + \chi_m)$을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{B}{\mu_0(1 + \chi_m)}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{20y a_x}{(4\pi \times 10^{-7})(1 + 2)}$
    ③ [최종 결과] $H = 0.53 \times 10^7 y a_x$
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6. 맥스웰 전자방정식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폐곡면을 통해 나오는 전속은 폐곡면 내의 전하량과 같다.
  2. 폐곡면을 통해 나오는 자속은 폐곡면 내의 자극의 세기와 같다.
  3. 폐곡선에 따른 전계의 선적분은 폐곡선 내를 통하는 자속의 시간 변화율과 같다.
  4. 폐곡선에 따른 자계의 선적분은 폐곡선 내를 통하는 전류와 전속의 시간적 변화율을 더한 것과 같다.
(정답률: 59%)
  • 맥스웰 방정식 중 가우스의 자기 법칙에 따르면, 자석은 항상 N극과 S극이 쌍으로 존재하여 단독 자극(Magnetic Monopole)이 존재하지 않습니다. 따라서 폐곡면을 통해 나오는 전체 자속은 항상 0이며, 폐곡면 내의 자극의 세기와 같다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    폐곡면을 통해 나오는 전속은 폐곡면 내의 전하량과 같다: 가우스의 전기 법칙
    폐곡선에 따른 전계의 선적분은 자속의 시간 변화율과 같다: 패러데이 법칙
    폐곡선에 따른 자계의 선적분은 전류와 전속의 시간 변화율의 합과 같다: 앙페르-맥스웰 법칙
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7. 진공 중 반지름이 a(m)인 원형 도체판 2매를 사용하여 극판거리 d(m)인 콘덴서를 만들었다. 만약 이 콘덴서의 극판거리를 2배로 하고 정전용량은 일정하게 하려면 이 도체판의 반지름 a는 얼마로 하면 되는가?

  1. 2a
  3. √2 a
(정답률: 53%)
  • 콘덴서의 정전용량 공식은 극판 면적에 비례하고 극판 거리에는 반비례합니다. 정전용량을 일정하게 유지하면서 거리를 2배로 늘렸을 때, 면적을 얼마나 키워야 하는지 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon \pi a^2}{d}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\epsilon \pi (a')^2}{2d}$
    ③ [최종 결과] $a' = \sqrt{2}a$
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8. 비유전율 εr=5 인 유전체 내의 한 점에서 전계의 세기가 104 V/m라면, 이 점의 분극의 세기는 약 몇 C/m2인가?

  1. 3.5 × 10-7
  2. 4.3 × 10-7
  3. 3.5 × 10-11
  4. 4.3 × 10-11
(정답률: 66%)
  • 유전체 내의 분극의 세기는 진공 중의 전속밀도와 유전체 내 전속밀도의 차이로 구하며, 비유전율과 전계의 세기를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \epsilon_{0}(\epsilon_{r} - 1)E$
    ② [숫자 대입] $P = 8.855 \times 10^{-12} \times (5 - 1) \times 10^{4}$
    ③ [최종 결과] $P = 3.5 \times 10^{-7}$
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9. 진공 중에 서로 떨어져 있는 두 도체 A, B가 있다. A에만 1C의 전하를 줄 때 도체 A, B의 전위가 각각 3V, 2V 였다고 하면, A에 2C, B에 1C의 전하를 주면 도체 A의 전위는 몇 V 인가?

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
(정답률: 57%)
  • 두 도체 사이의 전위는 각 도체의 전하량과 전위계수의 곱의 합으로 결정됩니다. 먼저 주어진 조건으로 전위계수를 구한 뒤, 변경된 전하량을 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{a} = P_{11}Q_{1} + P_{12}Q_{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{a} = 3 \times 2 + 2 \times 1$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{a} = 8$$
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10. 자기 인덕턴스 0.05H의 회로에 흐르는 전류가 매초 500A의 비율로 증가할 때 자기 유도기전력의 크기는 몇 V 인가?

  1. 2.5
  2. 25
  3. 100
  4. 1000
(정답률: 81%)
  • 자기 유도기전력은 인덕턴스와 전류의 시간당 변화율의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = L \times \frac{di}{dt}$
    ② [숫자 대입] $V = 0.05 \times 500$
    ③ [최종 결과] $V = 25$
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11. MKS 단위계에서 진공 유전율 값은?

  1. 4π × 10-7 H/m
  4. 6.33 × 10-4 H/m
(정답률: 70%)
  • 진공 유전율 $\epsilon_{0}$는 쿨롱의 법칙 비례상수 $k = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}$ 관계를 통해 구할 수 있으며, 그 값은 약 $8.854 \times 10^{-12} \text{ F/m}$ 입니다.
    따라서 정답은 $\frac{1}{4\pi \times 9 \times 10^{9}} \text{ F/m}$ 입니다.
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12. 원점 주위의 전류 밀도가 의 분포를 가질 때 반지름 5cm의 구면을 지나는 전 전류는 몇 A 인가?

  1. 0.1 π
  2. 0.2 π
  3. 0.3 π
  4. 0.4 π
(정답률: 57%)
  • 전류 밀도 $J$와 구면의 표면적 $S$를 곱하여 전체 전류 $I$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = J \times S = \frac{2}{r} \times 4\pi r^{2} = 8\pi r$
    ② [숫자 대입] $I = 8\pi \times 0.05$
    ③ [최종 결과] $I = 0.4\pi$
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13. 유전체의 초전효과(pyroelectric effect)에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 온도변화에 관계없이 일어난다.
  2. 자발 분극을 가진 유전체에서 생긴다.
  3. 초전효과가 있는 유전체를 공기 중에 놓으면 중화된다.
  4. 열에너지를 전기에너지로 변화시키는 데 이용된다.
(정답률: 76%)
  • 초전효과는 자발 분극을 가진 유전체에서 온도 변화에 따라 분극의 크기가 변하며 전하가 발생하는 현상입니다. 따라서 온도 변화가 필수적인 조건이므로 온도변화에 관계없이 일어난다는 설명은 틀린 것입니다.
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14. 권선수가 400회, 면적이 9π cm2인 장방형 코일에 1A의 직류가 흐르고 있다. 코일의 장방형 면과 평행한 방향으로 자속밀도가 0.8 Wb/m2 인 균일한 자계가 가해져 있다. 코일의 평행한 두 변의 중심을 연결하는 선을 축으로 할 때 이 코일에 작용하는 회전력은 약 몇 N·m 인가?

  1. 0.3
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 0.9
(정답률: 51%)
  • 자계 내에서 코일이 받는 회전력(토크)은 자속밀도, 면적, 권수, 전류의 곱으로 계산합니다.
    $$T = BSNI\cos\theta$$
    $$T = 0.8 \times (9\pi \times 10^{-4}) \times 400 \times 1 \times \cos 0$$
    $$T = 0.9$$
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15. 점전하 +Q의 무한 평면도체에 대한 영상전하는?

  1. +Q
  2. -Q
  3. +2Q
  4. -2Q
(정답률: 86%)
  • 무한 평면도체에 의한 영상전하는 거울에 비친 모습과 같다고 생각하면 쉽습니다. 원래 전하가 $+Q$라면, 전위 경계 조건을 만족시키기 위해 부호가 반대인 $-Q$의 영상전하가 생성됩니다.
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16. 다음 조건 중 틀린 것은? (단, : 비자화율, μr : 비투자율이다.)

  1. μr ≫ 1 이면 강자성체
  2. , μr ＜ 1 이면 상자성체
  3. , μr ＜ 1 이면 반자성체
  4. 물질은 또는 μr 의 값에 따라 반자성체, 상자성체, 강자성체 등으로 구분한다.
(정답률: 75%)
  • 비자화율 $\chi_{m}$과 비투자율 $\mu_{r}$의 관계는 $\chi_{m} = \mu_{r} - 1$입니다. 상자성체는 $\mu_{r} > 1$이므로 $\chi_{m} > 0$이어야 합니다.

    오답 노트
    $\mu_{r} \gg 1$이면 강자성체: 맞음
    $\chi_{m} < 0$, $\mu_{r} < 1$이면 반자성체: 맞음
    물질 구분 기준: $\chi_{m}$ 또는 $\mu_{r}$ 값으로 구분하는 것이 맞음
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17. 등전위면을 따라 전하 Q(C)를 운반하는 데 필요한 일은?

  1. 항상 0 이다.
  2. 전하의 크기에 따라 변한다.
  3. 전위의 크기에 따라 변한다.
  4. 전하의 극성에 따라 변한다.
(정답률: 83%)
  • 등전위면이란 전위가 모든 지점에서 동일한 면을 말합니다. 전위차($$\Delta V$$)가 $0$이므로, 전하를 운반하는 데 필요한 일($$W = Q\Delta V$$)은 항상 $0$이 됩니다.
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18. 접지된 직교 도체 평면과 점전하 사이에는 몇 개의 영상 전하가 존재하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 67%)
  • 두 개의 접지된 도체 평면이 직교($$90^{\circ}$$)할 때, 영상 전하의 개수는 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    $$N = \frac{360}{\theta} - 1$$
    $$N = \frac{360}{90} - 1$$
    $$N = 3$$
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19. 두 개의 코일에서 각각의 자기인덕턴스가 L1 = 0.35H, L2 = 0.5H이고, 상호인덕턴스는 M = 0.1H라고 하면 이때 코일의 결합계수는 약 얼마인가?

  1. 0.175
  2. 0.239
  3. 0.392
  4. 0.586
(정답률: 70%)
  • 두 코일 사이의 상호인덕턴스와 자기인덕턴스의 관계를 이용하여 결합계수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $k = \frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$
    ② [숫자 대입] $k = \frac{0.1}{\sqrt{0.35 \times 0.5}}$
    ③ [최종 결과] $k = 0.239$
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20. 두 종류의 유전체 경계면에서 전속과 전기력선이 경계면에 수직으로 도달할 때에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전속밀도는 변하지 않는다.
  2. 전속과 전기력선은 굴절하지 않는다.
  3. 전계의 세기는 불연속적으로 변한다.
  4. 전속선은 유전율이 작은 유전체 쪽으로 모이려는 성질이 있다.
(정답률: 70%)
  • 두 유전체 경계면에 전속과 전기력선이 수직으로 입사할 때, 전속밀도는 일정하게 유지되며 전기력선은 굴절하지 않습니다. 전속선은 유전율이 큰 유전체 쪽으로 모이려는 성질이 있으므로 유전율이 작은 쪽으로 모인다는 설명은 틀린 것입니다.
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2과목: 전력공학

21. 화력발전소의 기본 사이클이다. 그 순서로 옳은 것은?

  1. 급수펌프 → 과열기 → 터빈 → 보일러 → 복수기 → 급수펌프
  2. 급수펌프 → 보일러 → 과열기 → 터빈→ 복수기 → 급수펌프
  3. 보일러 → 급수펌프 → 과열기 → 복수기 → 급수펌프 → 보일러
  4. 보일러 → 과열기 → 복수기 → 터빈 → 급수펌프 → 축열기 → 과열기
(정답률: 76%)
  • 화력발전소의 기본 사이클은 물을 가열하여 증기를 만들고 터빈을 돌린 후 다시 물로 되돌리는 과정으로, 급수펌프 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기 → 급수펌프 순으로 순환합니다.
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22. 저압뱅킹 배전방식에서 저전압 측의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상은?

  1. 아킹(Arcing)
  2. 플리커(Flicker)
  3. 밸런서(Balancer)
  4. 캐스케이딩(Cascading)
(정답률: 80%)
  • 저압뱅킹 배전방식에서 저전압 측의 고장으로 인해 건전한 변압기까지 연쇄적으로 차단되는 현상을 캐스케이딩(Cascading)이라고 합니다.
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23. 증기의 엔탈피(Enthalpy)란?

  1. 증기 1kg의 잠열
  2. 증기 1kg의 기화 열량
  3. 증기 1kg의 보유 열량
  4. 증기 1kg의 증발열을 그 온도로 나눈 것
(정답률: 68%)
  • 엔탈피는 물질이 가지고 있는 전체 열량을 의미하며, 증기에서는 증기 $1 \text{kg}$이 보유하고 있는 총 열량을 말합니다.

    오답 노트
    증기 $1 \text{kg}$의 잠열: 액화열
    증기 $1 \text{kg}$의 기화 열량: 기화열(증발열)
    증기 $1 \text{kg}$의 증발열을 그 온도로 나눈 것: 엔트로피
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24. 그림에서 X부분에 흐르는 전류는 어떤 전류인가?

  1. b상 전류
  2. 정상전류
  3. 역상전류
  4. 영상전류
(정답률: 81%)
  • 그림과 같이 3상 CT의 2차측을 병렬로 연결하여 접지점으로 흐르는 전류는 영상전류입니다.
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25. 지름 5mm의 경동선을 간격 1m로 정삼각형 배치를 한 가공전선 1선의 작용 인덕턴스는 약 몇 mH/km 인가? (단, 송전선은 평형 3상 회로)

  1. 1.13
  2. 1.25
  3. 1.42
  4. 1.55
(정답률: 60%)
  • 가공전선 1선의 작용 인덕턴스는 전선의 반지름과 전선 간의 거리를 이용하여 계산합니다.
    $$L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{D}{r}$$
    $$L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{1}{2.5 \times 10^{-3}}$$
    $$L = 1.25$$
    따라서 작용 인덕턴스는 $1.25 \text{ mH/km}$ 입니다.
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26. 직류송전방식의 장점은?

  1. 역률이 항상 1 이다.
  2. 회전자계를 얻을 수 있다.
  3. 전력 변환장치가 필요하다.
  4. 전압의 승압, 강압이 용이하다.
(정답률: 67%)
  • 직류송전방식은 교류와 달리 위상차가 없으므로 역률이 항상 1로 유지되어 송전 효율이 높다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    회전자계를 얻을 수 있다: 교류송전의 특징임
    전력 변환장치가 필요하다: 장점이 아닌 단점임
    전압의 승압, 강압이 용이하다: 교류에 비해 매우 어려움
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27. 송전선로의 후비 보호 계전 방식의 설명으로 틀린 것은?

  1. 주 보호 계전기가 그 어떤 이유로 정지해 있는 구간의 사고를 보호한다.
  2. 주 보호 계전기에 결함이 있어 정상 동작을 할 수 없는 상태에 있는 구간 사고를 보호한다.
  3. 차단기 사고 등 주 보호 계전기로 보호할 수 없는 장소의 사고를 보호한다.
  4. 후비 보호 계전기의 정정값은 주 보호 계전기와 동일하다.
(정답률: 68%)
  • 후비 보호 계전 방식은 주 보호 계전기가 고장 나거나 동작하지 못하는 상황을 대비해 백업하는 역할입니다. 주 보호 계전기가 차단하지 못한 사고를 확실히 처리하기 위해 정정값을 서로 다르게 설정해야 합니다.

    오답 노트
    후비 보호 계전기의 정정값은 주 보호 계전기와 동일하다: 백업 역할을 위해 정정값을 다르게 설정해야 함
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28. 최대 수용전력의 합계와 합성 최대 수용전력의 비를 나타내는 계수는?

  1. 부하율
  2. 수용률
  3. 부등률
  4. 보상률
(정답률: 69%)
  • 부등률은 각 부하의 개별 최대 수용전력의 합계를 합성 최대 수용전력으로 나눈 값으로, 부하의 특성이 서로 다를수록 값이 커집니다.

    오답 노트
    부하율: 평균전력을 최대전력으로 나눈 값
    수용률: 최대전력을 설비용량으로 나눈 값
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29. 주파수 60Hz, 정전용량 의 콘덴서를 △결선해서 3상전압 20,000V를 가했을 때의 충전용량은 몇 kVA 인가?

  1. 12
  2. 24
  3. 48
  4. 50
(정답률: 57%)
  • 3상 $\Delta$결선 콘덴서의 충전용량을 구하는 문제입니다. 3상 전압이 주어졌을 때 전체 충전용량 $Q$는 상전압의 제곱에 비례하며, $\Delta$결선에서는 선간전압이 곧 상전압이 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = 3 \times 2\pi f C V^2$
    ② [숫자 대입] $Q = 3 \times 2\pi \times 60 \times \frac{1}{6\pi} \times 10^{-6} \times 20000^2 \times 10^{-3}$
    ③ [최종 결과] $Q = 24$ kVA
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30. 3상 3선식 3각형 배치의 송전선로에 있어서 각 선의 대지정전용량이 0.5038 μF이고, 선간 정전용량이 0.1237 μF일 때 1선의 작용 정전용량은 약 몇 μF 인가?

  1. 0.6275
  2. 0.8749
  3. 0.9164
  4. 0.9755
(정답률: 69%)
  • 3상 3선식 송전선로에서 1선의 작용 정전용량은 대지정전용량과 선간정전용량의 3배를 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $C_{w} = C_{s} + 3C_{m}$
    ② [숫자 대입] $C_{w} = 0.5038 + 3 \times 0.1237$
    ③ [최종 결과] $C_{w} = 0.8749$
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31. 지상 역률 80%, 10,000 kVA의 부하를 가진 변전소에 6,000 kVA의 콘덴서를 설치하여 역률을 개선하면 변압기에 걸리는 부하[kVA]는 콘덴서 설치 전의 몇 % 로 되는가?

  1. 60
  2. 75
  3. 80
  4. 85
(정답률: 55%)
  • 콘덴서 설치 전의 유효전력을 구한 뒤, 설치 후 무효전력이 0이 되어 역률이 1이 되었을 때의 피상전력 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{비율} = \frac{P}{P_{old}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{비율} = \frac{10000 \times 0.8}{10000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{비율} = 80$
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32. 가공지선을 설치하는 주된 목적은?

  1. 뇌해 방지
  2. 전선의 진동 방지
  3. 철탑의 강도 보강
  4. 코로나의 발생 방지
(정답률: 77%)
  • 가공지선은 송전선로 최상단에 설치하여 직격뢰나 유도뢰로부터 전선을 보호하는 차폐 역할을 하며, 전자 유도장애를 경감시키기 위해 설치합니다. 따라서 주된 목적은 뇌해 방지입니다.
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33. 송전 계통의 안정도를 증진시키는 방법은?

  1. 중간 조상설비를 설치한다.
  2. 조속기의 동작을 느리게 한다.
  3. 계통의 연계는 하지 않도록 한다.
  4. 발전기나 변압기의 직렬 리액턴스를 가능한 크게 한다.
(정답률: 71%)
  • 송전 계통의 안정도를 높이기 위해서는 중간 조상설비를 설치하여 전압과 위상을 조절해야 합니다.

    오답 노트
    조속기 동작: 빠르게 동작해야 안정도가 향상됨
    계통 연계: 연계를 통해 부하 변동 영향을 줄여야 함
    직렬 리액턴스: 가능한 작게 유지해야 안정도가 증진됨
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34. 보일러 절탄기(economizer)의 용도는?

  1. 증기를 과열한다.
  2. 공기를 예열한다.
  3. 석탄을 건조한다.
  4. 보일러 급수를 예열한다.
(정답률: 64%)
  • 절탄기는 보일러에서 연소 후 배출되는 폐열(뜨거운 연소 가스)을 이용하여 보일러에 공급되는 급수를 미리 예열함으로써 연료 소비를 줄이는 장치입니다.
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35. 345 kV 송전계통의 절연협조에서 충격 절연내력의 크기순으로 나열한 것은?

  1. 선로애자 ＞ 차단기 ＞ 변압기 ＞ 피뢰기
  2. 선로애자 ＞ 변압기 ＞ 차단기 ＞ 피뢰기
  3. 변압기 ＞ 차단기 ＞ 선로애자 ＞ 피뢰기
  4. 변압기 ＞ 선로애자 ＞ 차단기 ＞ 피뢰기
(정답률: 67%)
  • 절연협조는 사고 시 기기 보호를 위해 절연 내력을 단계적으로 설정하는 것으로, 충격 절연내력은 선로애자 ＞ 차단기 ＞ 변압기 ＞ 피뢰기 순으로 가장 높게 설계합니다.
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36. 전선에서 전류의 밀도가 도선의 중심으로 들어갈수록 작아지는 현상은?

  1. 표피효과
  2. 근접효과
  3. 접지효과
  4. 페란티효과
(정답률: 80%)
  • 교류 전류가 흐를 때 도선의 중심부보다 표면 쪽으로 전류가 집중되어, 중심으로 갈수록 전류 밀도가 작아지는 현상을 표피효과라고 합니다.

    오답 노트
    근접효과: 인접한 도선 간의 자속 영향으로 전류 분포가 불균일해지는 현상
    페란티효과: 무부하 또는 경부하 시 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상
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37. 차단기의 정격차단시간을 설명 한 것으로 옳은 것은?

  1. 계기용변성기로부터 고장전류를 감지한 후 계전기가 동작할 때까지의 시간
  2. 차단기가 트립 지령을 받고 트립 장치가 동작하여 전류 차단을 완료할 때까지의 시간
  3. 차단기의 개극(발호)부터 이동 행정 종료 시까지의 시간
  4. 차단기 가동접촉자 시동부터 아크 소호가 완료될 때까지의 시간
(정답률: 73%)
  • 차단기의 정격차단시간은 트립 코일이 여자되는 순간(트립 지령)부터 아크가 완전히 소호되어 전류 차단이 완료될 때까지의 시간을 의미합니다.
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38. 연가를 하는 주된 목적은?

  1. 미관상 필요
  2. 전압강하 방지
  3. 선로정수의 평형
  4. 전선로의 비틀림 방지
(정답률: 84%)
  • 연가(Transposition)는 전선로의 배치 순서를 바꾸어 주는 것으로, 각 전선이 가지는 인덕턴스와 정전용량을 동일하게 만들어 선로정수를 평형하게 함으로써 통신선 유도장해를 줄이는 것이 주된 목적입니다.
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39. 변압기의 보호방식 에서 차동계전기는 무엇에 의하여 동작하는가?

  1. 1, 2차 전류의 차로 동작한다.
  2. 전압과 전류의 배수 차로 동작한다.
  3. 정상전류와 역상전류의 차로 동작한다.
  4. 정상전류와 영상전류의 차로 동작한다.
(정답률: 66%)
  • 차동계전기는 보호 대상 기기의 유입 전류와 유출 전류의 차이를 검출하여 동작하는 원리를 가집니다. 따라서 변압기의 1차측 전류와 2차측 전류의 차이를 이용하여 내부 고장을 판별합니다.
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40. 보호 계전 방식의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 여자돌입전류에 동작할 것
  2. 고장 구간의 선택 차단을 신속 정확하게 할 수 있을 것
  3. 과도 안정도를 유지하는 데 필요한 한도 내의 동작 시한을 가질 것
  4. 적절한 후비 보호 능력이 있을 것
(정답률: 67%)
  • 보호 계전기는 사고 전류에만 정확히 반응해야 합니다. 여자돌입전류는 변압기 투입 시 발생하는 일시적인 현상으로, 이를 사고로 오인하여 동작하면 불필요한 정전이 발생하는 오작동의 원인이 되므로 동작하지 않아야 합니다.
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3과목: 전기기기

41. 자극수 4, 전기자 도체수 50, 전기자저항 0.1Ω의 중권 타여자전동기가 있다. 정격전압 105V, 정격전류 50A로 운전하던 것을 전압 106V 및 계자회로를 일정히 하고 무부하로 운전했을 때 전기자전류가 10A이라면 속도변동률(%)은? (단, 매극의 자속은 0.05Wb라 한다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 6
  4. 8
(정답률: 53%)
  • 역기전력과 회전수의 관계를 이용하여 부하 시와 무부하 시의 속도를 각각 구한 뒤 속도변동률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{60aE}{P Z \Phi}$ $$속도변동률 = \frac{N_0 - N}{N} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{60 \times 4 \times (105 - 50 \times 0.1)}{4 \times 50 \times 0.05} = 2400$ $$N_0 = \frac{60 \times 4 \times (106 - 10 \times 0.1)}{4 \times 50 \times 0.05} = 2520$$
    ③ [최종 결과] $속도변동률 = \frac{2520 - 2400}{2400} \times 100 = 5\%$
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42. 동기발전기의 권선을 분포권으로 하면?

  1. 난조를 방지한다.
  2. 파형이 좋아진다.
  3. 권선의 리액턴스가 커진다.
  4. 집중권에 비하여 합성 유도 기전력이 높아진다.
(정답률: 69%)
  • 권선을 분포권으로 감으면 기전력의 파형이 정현파에 가까워져 파형이 좋아지는 효과가 있습니다.

    오답 노트
    합성 유도 기전력이 높아진다: 집중권에 비해 기전력은 약간 감소함
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43. 직류 분권발전기가 운전 중 단락이 발생하면 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 과전압이 발생한다.
  2. 계자저항선이 확립된다.
  3. 큰 단락전류로 소손된다.
  4. 작은 단락전류가 흐른다.
(정답률: 53%)
  • 분권발전기에서 단락이 발생하면 단락 지점의 저항이 계자 권선의 저항보다 훨씬 작아집니다. 이로 인해 계자 전류가 급격히 감소하여 자속이 줄어들고, 결과적으로 전기자에서 생성되는 단락전류 또한 작게 흐르게 됩니다.
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44. 단락비가 큰 동기발전기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 효율이 나쁘다.
  2. 계자전류가 크다.
  3. 전압변동률이 크다.
  4. 안정도와 선로 충전용량이 크다.
(정답률: 54%)
  • 단락비가 큰 발전기는 동기 임피던스(전기자 저항 및 동기 리액턴스)가 작기 때문에 전압변동률이 작아지는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    효율이 나쁘다: 철기계 특성상 철손이 증가하여 효율이 낮음
    계자전류가 크다: 단락비가 클수록 큰 계자전류가 필요함
    안정도와 선로 충전용량이 크다: 임피던스가 작아 안정도가 높고 충전용량이 큼
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45. 어떤 변압기의 부하역률이 60%일 때 전압변동률이 최대라고 한다. 지금 이 변압기의 부하역률이 100%일 때 전압변동률을 측정 했더니 3%였다. 이 변압기의 부하역률이 80% 일 때 전압변동률은 몇 % 인가?

  1. 2.4
  2. 3.6
  3. 4.8
  4. 5.0
(정답률: 50%)
  • 전압변동률 공식 $\epsilon = P\cos\theta + q\sin\theta$를 이용하여 저항강하 $P$와 리액턴스강하 $q$를 먼저 구해야 합니다.
    역률 100%($\cos\theta=1, \sin\theta=0$)일 때 전압변동률이 3%이므로 $P=3$입니다.
    전압변동률이 최대가 되는 역률 $\cos\theta_{max} = \frac{P}{\sqrt{P^2+q^2}}$ 공식에 $0.6 = \frac{3}{\sqrt{3^2+q^2}}$를 대입하여 풀면 $q=4$가 도출됩니다.
    이제 부하역률 80%($\cos\theta=0.8, \sin\theta=0.6$)일 때의 전압변동률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = P\cos\theta + q\sin\theta$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = 3 \times 0.8 + 4 \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 4.8$
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46. 직류발전기에서 기하학적 중성축과 각도 θ만큼 브러시의 위치가 이동되었을 감자기자력(AT/극)은? (단, )

(정답률: 70%)
  • 직류발전기에서 브러시가 기하학적 중성축에서 $\theta$만큼 이동했을 때 발생하는 매극당 감자기자력은 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$AT_d = \frac{P}{Z} \times \frac{I_a}{2a} \times \frac{2\theta}{180}$$
    ② [숫자 대입]
    $$AT_d = \frac{I_a Z}{2Pa} \times \frac{2\theta}{\pi}$$
    ③ [최종 결과]
    $$AT_d = K \frac{2\theta}{\pi}$$
    따라서 정답은 입니다.
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47. 동기 주파수변환기의 주파수 f1 및 f2 계통에 접속되는 양극을 P1, P2 라 하면 다음 어떤 관계가 성립되는가?

(정답률: 78%)
  • 동기 주파수 변환기는 동기 발전기와 동기 전동기를 직결하여 사용하며, 주파수와 극수 사이에는 비례 관계가 성립합니다.
    $$\frac{f_1}{f_2} = \frac{P_1}{P_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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48. 다음은 직류 발전기의 정류곡선이다. 이 중에서 정류 말기에 정류의 상태가 좋지 않은 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 70%)
  • 정류곡선에서 정류 말기의 상태를 나타내는 곡선은 ⓑ이며, 이는 정류가 원활하지 않고 상태가 좋지 않음을 의미합니다.
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49. 직류전압의 맥동률이 가장 작은 정류회로는? (단, 저항부하를 사용한 경우이다.)

  1. 단상전파
  2. 단상반파
  3. 3상반파
  4. 3상전파
(정답률: 63%)
  • 정류회로의 상 수가 많고 전파 정류를 할수록 맥동률이 작아져 직류에 가까운 전압을 얻을 수 있습니다. 3상전파 정류회로의 맥동률이 약 $4\%$로 가장 작습니다.

    오답 노트
    단상반파($121\%$) > 단상전파($48\%$) > 3상반파($17\%$) > 3상전파($4\%$) 순으로 맥동률이 감소합니다.
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50. 권선형 유도전동기의 저항제어법의 장점은?

  1. 부하에 대한 속도변동이 크다.
  2. 역률이 좋고, 운전효율이 양호하다.
  3. 구조가 간단하며, 제어조작이 용이하다.
  4. 전부하로 장시간 운전하여도 온도 상승이 적다.
(정답률: 71%)
  • 권선형 유도전동기의 2차 저항 제어법은 구조가 간단하고 제어 조작이 용이하며 내구성이 풍부하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    부하에 대한 속도변동이 크고, 효율이 낮으며, 역률이 좋지 않은 것이 특징입니다.
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51. 권선형 유도전동기에서 비례추이를 할 수 없는 것은?

  1. 토크
  2. 출력
  3. 1차 전류
  4. 2차 전류
(정답률: 66%)
  • 권선형 유도전동기의 비례추이에서 토크, 역률, 1차 및 2차 전류는 일정하게 유지되지만, 출력, 효율, 동손, 동기속도는 비례추이가 적용되지 않습니다.
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52. 직류 직권전동기의 속도제어에 사용되는 기기는?

  1. 초퍼
  2. 인버터
  3. 듀얼 컨버터
  4. 사이클로 컨버터
(정답률: 73%)
  • 직류 전동기의 속도 제어에는 직류 전압을 변환하여 제어하는 초퍼가 사용됩니다.

    오답 노트
    인버터: 직류 $\rightarrow$ 교류 변환
    컨버터: 교류 $\rightarrow$ 직류 변환
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53. 6극 유도전동기 의 고정자 슬롯(slot)홈 수가 36이라면 인접한 슬롯 사이의 전기각은?

  1. 30˚
  2. 60˚
  3. 120˚
  4. 180˚
(정답률: 49%)
  • 인접한 슬롯 사이의 전기각은 전체 전기각($\text{극수} \times 180^{\circ}$)을 총 슬롯 수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{전기각} = \frac{P \times 180^{\circ}}{S}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{전기각} = \frac{6 \times 180^{\circ}}{36}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{전기각} = 30^{\circ}$$
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54. 그림은 복권발전기의 외부특성곡선이다. 이 중 과복권을 나타내는 곡선은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 77%)
  • 복권발전기의 외부특성곡선에서 부하가 증가할 때 단자 전압이 무부하 전압보다 상승하는 곡선이 과복권입니다.


    오답 노트
    B: 평복권
    C: 부족복권
    D: 차동복권
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55. 누설 변압기에 필요한 특성은 무엇인가?

  1. 수하특성
  2. 정전압특성
  3. 고저항특성
  4. 고임피던스특성
(정답률: 66%)
  • 누설변압기는 부하 전류가 증가함에 따라 단자 전압이 감소하는 수하특성이 반드시 필요합니다.
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56. 단상변압기 3대를 이용하여 △-△ 결선하는 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중성점을 접지할 수 없다.
  2. Y-Y결선에 비해 상전압이 선간전압의 1/√3 배이므로 절연이 용이하다.
  3. 3대 중 1대에서 고장이 발생하여도 나머지 2대로 V결선하여 운전을 계속할 수 있다.
  4. 결선 내에 순환전류가 흐르나 외부에는 나타나지 않으므로 통신장애에 대한 염려가 없다.
(정답률: 68%)
  • $\Delta-\Delta$ 결선은 상전압이 선간전압과 같기 때문에, 상전압이 선간전압의 $1/\sqrt{3}$ 배인 $Y-Y$ 결선에 비해 절연 설계 면에서 불리합니다.

    오답 노트
    중성점 접지 불가: $\Delta$ 결선 특성상 중성점이 없어 접지가 불가능함
    V결선 운전: 3대 중 1대 고장 시 나머지 2대로 운전 가능함
    통신장애 없음: 3고조파가 결선 내에서 순환하여 외부로 유출되지 않음
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57. 직류전동기의 속도제어 방법에서 광범위한 속도제어가 가능하며, 운전효율이 가장 좋은 방법은?

  1. 계자제어
  2. 전압제어
  3. 직렬 저항제어
  4. 병렬 저항제어
(정답률: 74%)
  • 전압제어는 전압을 조절하여 속도를 제어하므로 에너지 손실이 적어 운전효율이 가장 좋으며, 매우 광범위한 속도 제어가 가능한 최적의 방법입니다.

    오답 노트
    계자제어: 정출력 제어에 사용되며 효율이 상대적으로 불량함
    직렬/병렬 저항제어: 저항에서 전력 손실이 발생하여 효율이 매우 불량함
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58. 200V의 배전선 전압을 220V로 승압하여 30kVA의 부하에 전력을 공급하는 단권변압기가 있다. 이 단권변압기의 자기용량은 약 몇 kVA 인가?

  1. 2.73
  2. 3.55
  3. 4.26
  4. 5.25
(정답률: 51%)
  • 단권변압기의 자기용량은 부하용량에 전압 변동 비율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{자기용량} = \frac{V_h - V_l}{V_h} \times \text{부하용량}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{자기용량} = \frac{220 - 200}{220} \times 30$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{자기용량} = 2.73 \text{ kVA}$$
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59. 동기발전기의 단락시험, 무부하시험에서 구할 수 없는 것은?

  1. 철손
  2. 단락비
  3. 동기리액턴스
  4. 전기자 반작용
(정답률: 59%)
  • 단락시험과 무부하시험을 통해 전기적 특성치들을 구할 수 있지만, 전기자 반작용은 시험 결과로 직접 도출되는 값이 아니라 기기 내부의 자기적 현상입니다.

    오답 노트
    철손: 무부하시험으로 산출 가능
    단락비: 단락시험과 무부하시험 결과를 통해 산출 가능
    동기리액턴스: 단락시험으로 산출 가능
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60. 유도전동기에서 공간적으로 본 고정자에 의한 회전자계와 회전자에 의한 회전자계는?

  1. 항상 동상으로 회전한다.
  2. 슬립만큼의 위상각을 가지고 회전한다.
  3. 역률각만큼의 위상각을 가지고 회전한다.
  4. 항상 180˚만큼의 위상각을 가지고 회전한다.
(정답률: 55%)
  • 유도전동기에서 고정자에 의해 만들어진 회전자계와 회전자에 의해 만들어진 회전자계는 위상각이 동일하게 움직이므로 항상 동상으로 회전합니다. 다만, 회전 속도만 동기 속도 $N_s$와 실제 회전 속도 $N = (1-s)N_s$로 차이가 날 뿐입니다.
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4과목: 회로이론

61. f(t)=e-t+3t2+3cos2t+5 의 라플라스 변환식은?

(정답률: 67%)
  • 각 항의 라플라스 변환 기본 공식을 적용하여 합산합니다.
    1. 지수함수 $e^{-t} \rightarrow \frac{1}{s+1}$
    2. 램프함수 $3t^2 \rightarrow 3 \times \frac{2!}{s^{2+1}} = \frac{6}{s^3}$
    3. 코사인함수 $3\cos 2t \rightarrow 3 \times \frac{s}{s^2 + 2^2} = \frac{3s}{s^2 + 4}$
    4. 상수함수 $5 \rightarrow \frac{5}{s}$
    따라서 최종 식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{s+1} + \frac{6}{s^3} + \frac{3s}{s^2 + 4} + \frac{5}{s}$$
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62. 그림의 회로에서 전류 I 는 약 몇 A 인가? (단, 저항의 단위는 Ω 이다.)

  1. 1.125
  2. 1.29
  3. 6
  4. 7
(정답률: 55%)
  • 여러 개의 전압원과 저항이 병렬로 연결된 회로에서 밀만의 정리를 사용하여 단자 전압 $V$를 먼저 구한 뒤, 해당 지로의 전류 $I$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sum \frac{V_n}{R_n}}{\sum \frac{1}{R_n}}, I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{\frac{2}{1} + \frac{4}{2} + \frac{6}{3}}{\frac{1}{1} + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{2}} = 2.57, I = \frac{2.57}{2}$
    ③ [최종 결과] $I = 1.29$
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63. 구형파의 파형률(㉠)과 파고율(㉡)은?

  1. ㉠ 1, ㉡ 0
  2. ㉠ 1.11, ㉡ 1.414
  3. ㉠ 1, ㉡ 1
  4. ㉠ 1.57, ㉡ 2
(정답률: 76%)
  • 구형파는 최대값, 실효값, 평균값이 모두 동일한 파형입니다. 따라서 파형률(실효값/평균값)과 파고율(최대값/실효값)은 모두 1이 됩니다.

    오답 노트
    1.11, 1.414: 정현파의 값입니다.
    1.57, 2: 정현반파의 값입니다.
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64. a-b 단자의 전압이 50∠0˚ (V), a-b단자에서 본 능동 회로망(N)의 임피던스가 Z=6+j8(Ω)일 때, a-b 단자에 임피던스 Z′=2-j2(ohm)를 집속하면 이 임피던스에 흐르는 전류(A)는?

  1. 3 - j4
  2. 3 + j4
  3. 4 - j3
  4. 4 + j3
(정답률: 54%)
  • 회로의 전체 임피던스는 능동 회로망의 임피던스 $Z$와 부하 임피던스 $Z'$의 합으로 계산하며, 옴의 법칙을 적용하여 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{Z + Z'}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{50\angle 0^\circ}{(6 + j8) + (2 - j2)}$
    ③ [최종 결과] $I = 4 - j3$
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65. 3상 평형회로에서 선간전압이 200V 이고 각 상의 임피던스가 24+j7(Ω)인 Y결선 3상 부하의 유효전력은 약 몇 W 인가?

  1. 192
  2. 512
  3. 1536
  4. 4608
(정답률: 60%)
  • Y결선 3상 부하에서 유효전력은 각 상의 저항과 전압을 이용하여 구할 수 있습니다. 선간전압 $V_L$이 주어졌으므로 상전압 $V_p = \frac{V_L}{\sqrt{3}}$을 이용하거나, 아래의 간편식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 3 \times \frac{V_p^2 \times R}{R^2 + X^2} = \frac{V_L^2 \times R}{R^2 + X^2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{200^2 \times 24}{24^2 + 7^2}$
    ③ [최종 결과] $P = 1536$
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66. 로 표시되는 2단자 회로망은?

(정답률: 69%)
  • 임피던스 함수 $Z(s)$를 분석하여 회로 소자를 결정합니다. 상수는 저항 $R$, $s$가 분모에 있는 항은 커패시턴스 $C$를 의미합니다.
    ① [기본 공식] $Z(s) = R + \frac{1}{sC}$
    ② [숫자 대입] $Z(s) = \frac{2s+3}{s} = 2 + \frac{3}{s} = 2 + \frac{1}{s(1/3)}$
    ③ [최종 결과] 저항 $2\Omega$과 커패시터 $\frac{1}{3}F$가 직렬로 연결된
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67. 의 역라플라스 변환은?

  1. e-t - e-3t
  2. e-t - e3t
  3. et - e3t
  4. et - e-3t
(정답률: 70%)
  • 주어진 $s$-영역 함수를 부분분수 전개법을 통해 분리한 후, 역라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}^{-1} {\frac{1}{s+a}} = e^{-at}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = \frac{2}{(s+1)(s+3)} = \frac{1}{s+1} - \frac{1}{s+3}$
    ② [숫자 대입] $f(t) = \mathcal{L}^{-1} {\frac{1}{s+1}} - \mathcal{L}^{-1} {\frac{1}{s+3}}$
    ③ [최종 결과] $f(t) = e^{-t} - e^{-3t}$
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68. 그림과 같은 회로의 영상 임피던스 Z01, Z02(Ω)는 각각 얼마인가?

  1. 9, 5
  2. 6, 10/3
  3. 4, 5
  4. 4, 20/9
(정답률: 53%)
  • 주어진 회로는 T형 회로로, 4단자 정수 $A, B, C, D$를 이용하여 영상 임피던스를 구할 수 있습니다. 회로에서 $A = 1 + \frac{4}{5} = \frac{9}{5}$, $B = 4$, $C = \frac{1}{5}$, $D = 1$입니다.
    ① [기본 공식] $Z_{01} = \sqrt{\frac{AB}{CD}}, Z_{02} = \sqrt{\frac{BD}{AC}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{01} = \sqrt{\frac{(9/5) \times 4}{(1/5) \times 1}}, Z_{02} = \sqrt{\frac{4 \times 1}{(9/5) \times (1/5)}}$
    ③ [최종 결과] $Z_{01} = 6, Z_{02} = \frac{10}{3}$
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69. e1=6√2 sinωt(V), e2=4√2 sin(ωt-60°) (V) 일 때, e1-e2 의 실효값(V)은?

  1. 4
  2. 2√2
  3. 2√7
  4. 2√13
(정답률: 56%)
  • 두 전압의 차를 구하기 위해 페이저(Phasor)법을 사용합니다. 각 전압을 복소수로 변환하여 뺄셈을 수행한 후, 결과값의 크기(실효값)를 구합니다.
    ① [기본 공식] $E_{diff} = |E_1 - E_2|$
    ② [숫자 대입] $E_{diff} = |6\angle 0^\circ - 4\angle -60^\circ| = |6 - (2 - j2\sqrt{3})| = |4 + j2\sqrt{3}|$
    ③ [최종 결과] $E_{diff} = \sqrt{4^2 + (2\sqrt{3})^2} = \sqrt{28} = 2\sqrt{7}$
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70. 기본파의 60% 인 제3고조파와 80% 인 제5고조파를 포함하는 전압의 왜형률은?

  1. 0.3
  2. 1
  3. 5
  4. 10
(정답률: 65%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 전 고조파 실효값의 비로 정의합니다.
    ① $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{\sum V_{n}^{2}}}{V_{1}}$
    ② $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{(0.6)^{2} + (0.8)^{2}}}{1}$
    ③ $\text{왜형률} = 1$
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71. 인덕턴스가 각각 5H, 3H인 두 코일을 모두 dot 방향으로 전류가 흐르게 직렬로 연결하고 인덕턴스를 측정하였더니 15H이었다. 두 코일간의 상호 인덕턴스(H)는?

  1. 3.5
  2. 4.5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 60%)
  • 두 코일을 dot 방향으로 연결한 가동접속 시, 전체 인덕턴스는 각 인덕턴스의 합에 상호 인덕턴스의 2배를 더한 값과 같습니다.
    ① $L = L_{1} + L_{2} + 2M$
    ② $15 = 5 + 3 + 2M$
    ③ $M = 3.5$ H
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72. 1상의 직렬 임피던스가 R = 6Ω, XL = 8Ω인 △결선의 평형부하가 있다. 여기에 선간전압 100V인 대칭 3상 교류전압을 가하면 선전류는 몇 A 인가?

  1. 3√3
  3. 10
  4. 10√3
(정답률: 68%)
  • 델타($\Delta$)결선에서는 선간전압과 상전압이 같으며, 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    먼저 임피던스 $Z = \sqrt{6^{2} + 8^{2}} = 10\Omega$이므로 상전류 $I_{p}$를 구합니다.
    ① $I_{p} = \frac{V}{Z}$
    ② $I_{p} = \frac{100}{10}$
    ③ $I_{p} = 10$ A
    이제 선전류 $I_{l}$을 계산합니다.
    ① $I_{l} = \sqrt{3} I_{p}$
    ② $I_{l} = \sqrt{3} \times 10$
    ③ $I_{l} = 10\sqrt{3}$ A
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73. RL 직렬회로에서 시정수의 값이 클수록 과도현상은 어떻게 되는가?

  1. 없어진다.
  2. 짧아진다.
  3. 길어진다.
  4. 변화가 없다.
(정답률: 65%)
  • RL 직렬회로에서 시정수는 회로의 응답 속도를 결정하는 지표입니다. 시정수의 값이 클수록 과도현상이 소멸되는 데 걸리는 시간이 비례하여 늘어나므로 과도현상은 길어집니다.
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74. 대칭 6상 전원이 있다. 환상결선으로 각 전원이 150A의 전류를 흘린다고 하면 선전류는 몇 A 인가?

  1. 50
  2. 75
  3. 150 / √3
  4. 150
(정답률: 51%)
  • 대칭 n상 전원의 환상결선에서 선전류와 상전류의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① $I_{l} = 2 \sin \frac{\pi}{n} I_{p}$
    ② $I_{l} = 2 \sin \frac{180^{\circ}}{6} \times 150$
    ③ $I_{l} = 150$ A
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75. RLC 직렬회로에서 R=100Ω, L=5mH, C=2μF 일 때 이 회로는?

  1. 과제동이다.
  2. 무제동이다.
  3. 임계제동이다.
  4. 부족제동이다.
(정답률: 65%)
  • RLC 직렬회로의 제동 상태는 저항 $R$과 $2\sqrt{\frac{L}{C}}$의 크기를 비교하여 판별합니다.
    ① [기본 공식] $R_{crit} = 2\sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $R_{crit} = 2\sqrt{\frac{5 \times 10^{-3}}{2 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $R_{crit} = 100$
    계산 결과 $R = R_{crit} = 100\Omega$이므로 이 회로는 임계제동 상태입니다.
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76. 의 주파수는 약 몇 Hz 인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 80%)
  • 정현파 전류 식 $i = 20\sqrt{2}\sin(377t - \frac{\pi}{6})$에서 각주파수 $\omega = 2\pi f$ 임을 이용하여 주파수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{\omega}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{377}{2 \times 3.14}$
    ③ [최종 결과] $f = 60$
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77. 그림과 같은 회로의 전압 전달함수 G(s) 는?

(정답률: 62%)
  • 주어진 회로는 저항 $R$과 커패시터 $C$가 직렬로 연결된 분배 회로입니다. 전압 전달함수 $G(s)$는 입력 전압 $V_{1}(s)$에 대한 출력 전압 $V_{2}(s)$의 비로, 커패시터의 임피던스 $\frac{1}{sC}$를 이용하여 구합니다.
    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] $G(s) = \frac{1}{RCs + 1}$
    따라서 정답은 입니다.
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78. 평형 3상 부하에 전력을 공급할 때 선전류가 20A이고 부하의 소비전력이 4kW 이다. 이 부하의 등가 Y회로에 대한 각 상의 저항은 약 몇 Ω 인가?

  1. 3.3
  2. 5.7
  3. 7.2
  4. 10
(정답률: 40%)
  • 평형 3상 Y결선 부하에서 전체 소비전력은 각 상의 저항에 흐르는 전류의 제곱과 상의 개수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 3I^{2}R$
    ② [숫자 대입] $4000 = 3 \times 20^{2} \times R$
    ③ [최종 결과] $R = 3.3$
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79. f(t)=eat의 라플라스 변환은?

(정답률: 62%)
  • 지수함수 $e^{at}$의 라플라스 변환 기본 공식에 의해 결과는 $\frac{1}{s-a}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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80. 그림과 같은 평형 3상 Y 결선에서 각 상이 8Ω의 저항과 6Ω의 리액턴스가 직렬로 연결된 부하에 선간전압 100√3 (V)가 공급되었다. 이때 선전류는 몇 A 인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 66%)
  • Y 결선에서는 선전류가 상전류와 같으며, 상전류는 상전압을 상 임피던스로 나누어 구합니다. 상전압은 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $I_{L} = I_{p} = \frac{V_{L} / \sqrt{3}}{\sqrt{R^{2} + X^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $I_{L} = \frac{100\sqrt{3} / \sqrt{3}}{\sqrt{8^{2} + 6^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $I_{L} = 10$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 저압 옥내배선과 옥내 저압용의 전구선의 시설방법으로 틀린 것은?(문제 오류로 실제 시험에서는 2,4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 쇼케이스 내의 배선에 0.75mm2의 캡타이어케이블을 사용하였다.
  2. 출퇴표시등용 전선으로 1.0mm2의 연동선을 사용하여 금속관에 넣어 시설하였다.
  3. 전광표시장치의 배선으로 1.5mm2의 연동선을 사용하고 합성수지관에 넣어 시설하였다.
  4. 조영물에 고정시키지 아니하고 백열전등에 이르는 전구선으로 0.55mm2의 케이블을 사용하였다.
(정답률: 73%)
  • 출퇴표시등 및 전광표시장치 회로의 배선은 사용전압 $400\text{V}$ 미만일 때 단면적 $1.5\text{mm}^{2}$이상의 연동선 또는 $0.75\text{mm}^{2}$이상의 코드, 캡타이어 케이블 등을 사용해야 합니다. 따라서 출퇴표시등용 전선으로 $1.0\text{mm}^{2}$의 연동선을 사용한 것은 기준에 미달하여 틀린 시설방법입니다.
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82. 사용전압이 20kV인 변전소에 울타리·담 등을 시설하고자 할 때 울타리·담 등의 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 5
  4. 6
(정답률: 57%)
  • 변전소의 울타리·담 등의 시설 기준에서 높이는 전압과 관계없이 $2\text{m}$이상으로 규정되어 있습니다.

    오답 노트
    충전부분과의 거리: $35\text{kV}$이하일 때 $5\text{m}$이상 (문제에서 요구한 것은 '높이'이므로 구분 필요)
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83. 최대사용전압 440V인 전동기의 절연내력 시험전압은 몇 V 인가?

  1. 330
  2. 440
  3. 500
  4. 660
(정답률: 62%)
  • 최대사용전압이 $7\text{kV}$이하인 전동기의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 $1.5$배를 적용하며, 계산 결과가 $500\text{V}$이하일 경우 최저 시험전압인 $500\text{V}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 1.5$
    ② [숫자 대입] $V = 440 \times 1.5$
    ③ [최종 결과] $V = 660$
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84. 고압 옥내배선을 애자사용 공사로 하는 경우, 전선의 지지점간의 거리는 전선을 조영 재의 면을 따라 붙이는 경우 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 56%)
  • 고압 옥내배선을 애자사용 공사로 시공할 때, 전선을 조영재의 면을 따라 붙여 시설하는 경우 전선의 지지점 간 거리는 $2\text{m}$이하로 제한하여 전선의 처짐과 안전성을 확보해야 합니다.
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85. 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이것에 직접 접속하는 통신선일 경우에 설치하여야 할 보안 장치로서 모두 옳은 것은?

  1. 특고압용 제2종 보안장치, 고압용 제2종 보안장치
  2. 특고압용 제1종 보안장치, 특고압용 제3종 보안장치
  3. 특고압용 제2종 보안장치, 특고압용 제3종 보안장치
  4. 특고압용 제1종 보안장치, 특고압용 제2종 보안장치
(정답률: 58%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하거나 직접 접속하는 통신선에는 감전 및 사고 방지를 위해 특고압용 제1종 보안장치와 특고압용 제2종 보안장치를 설치해야 합니다.
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86. 사용전압 60000V인 특고압 가공전선과 지지물·지주·완금류 또는 지선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 35
  2. 40
  3. 45
  4. 65
(정답률: 52%)
  • 특고압 가공전선과 지지물 및 완금류 사이의 이격거리는 사용전압에 따라 결정됩니다. 사용전압이 $60,000\text{V}$($60\text{kV}$)인 경우, $70\text{kV}$ 미만 기준에 해당하여 $40\text{cm}$이상의 이격거리를 확보해야 합니다.
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87. 특고압 가공전선로에서 발생 하는 극저주파 전자계는 지표상 1m 에서 전계가 몇 kV/m 이하가 되도록 시설하여야 하는가?

  1. 3.5
  2. 2.5
  3. 1.5
  4. 0.5
(정답률: 39%)
  • 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전자계의 인체 영향 및 유도장해 방지를 위한 기준에 따라, 지표상 $1\text{m}$에서의 전계 강도는 $3.5\text{kV/m}$이하로 유지해야 합니다.
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88. 동일 지지물에 저압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외)과 고압 가공전선을 시설하는 경우 저압 가공전선은?

  1. 고압 가공전선의 위로 하고 동일 완금류에 시설
  2. 고압 가공전선과 나란하게 하고 동일 완금류에 시설
  3. 고압 가공전선의 아래로 하고 별개의 완금류에 시설
  4. 고압 가공전선과 나란하게 하고 별개의 완금류에 시설
(정답률: 71%)
  • 동일 지지물에 고압 가공전선과 저압 가공전선을 함께 시설할 때는 안전을 위해 전압이 낮은 저압 가공전선을 고압 가공전선의 아래로 배치해야 하며, 서로 간섭되지 않도록 별개의 완금류에 시설하는 것이 원칙입니다.
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89. 23kV 특고압 가공전선로의 전로와 저압전로를 결합한 주상변압기의 2차측 접지선의 굵기는 공칭단면적이 몇 mm2 이상의 연동선인가? (단, 특고압 가공전선로는 중성선 다중접지식의 것을 제외한다.)(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 2.5
  2. 6
  3. 10
  4. 16
(정답률: 47%)
  • KEC 규정에 따라 특고압 가공전선로의 접지도체 굵기는 기본적으로 $6\text{ mm}^{2}$이상이어야 하나, 중성점 접지용 접지도체는 공칭단면적 $16\text{ mm}^{2}$이상의 연동선을 사용해야 합니다. 본 문제에서는 중성선 다중접지식을 제외한다고 명시하였으므로 $16\text{ mm}^{2}$가 정답입니다.
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90. 특고압 가공전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용되는 철탑은?

  1. 내장형철탑
  2. 인류형철탑
  3. 각도형철탑
  4. 보강형철탑
(정답률: 75%)
  • 전선로 지지물 양쪽의 경간 차이가 큰 곳에는 내장형철탑을 사용합니다.

    오답 노트
    인류형철탑: 전가섭선을 인류하는 곳에 사용
    각도형철탑: 수평각도가 $3^{\circ}$를 초과하는 곳에 사용
    보강형철탑: 직선 부분의 보강을 위해 사용
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91. 철탑의 강도 계산에 사용하는 이상 시 상정 하중의 종류가 아닌 것은?

  1. 좌굴하중
  2. 수직하중
  3. 수평횡하중
  4. 수평종하중
(정답률: 74%)
  • 철탑의 강도 계산 시 상정 하중에는 수직하중, 수평횡하중, 수평종하중 등이 포함되지만, 좌굴하중은 포함되지 않습니다.

    오답 노트
    좌굴하중: 축 방향 압력을 받는 기둥이나 판이 한계를 넘어 휘어지기 시작하는 한계 압력을 의미합니다.
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92. 교류 전차선 등이 교량 등의 밑에 시설되는 경우 교량의 가더 등의 금속제 부분에는 제 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: 76%)
  • 교류 전차선 등이 교량 밑에 시설될 경우, 교량의 가더 등 금속제 부분에는 제3종 접지공사를 시행해야 합니다.

    오답 노트
    제1종, 제2종, 특별 제3종 접지공사는 해당 시설물의 설치 기준 및 목적이 다르므로 적용되지 않습니다.
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93. 사용전압 15kV 이하인 특고압 가공전선로의 중성선 다중 접지시설은 각 접지선을 중성 선으로부터 분리하였을 경우 1km 마다의 중성선과 대지사이의 합성 전기저항값은 몇 Ω 이하이어야 하는가?

  1. 30
  2. 50
  3. 400
  4. 500
(정답률: 51%)
  • 특고압 가공전선로의 중성선 다중 접지시설에서 접지선을 분리했을 때, 전압 수준에 따른 $1\text{km}$ 마다의 합성 전기저항 기준을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R \le 30\text{ }\Omega \text{ (for } 15\text{kV 이하)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R \le 30\text{ }\Omega$$
    ③ [최종 결과]
    $$R = 30\text{ }\Omega$$
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94. 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우의 조가용선 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 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: 76%)
  • 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우, 조가용선 및 케이블 피복에 사용하는 금속체에는 제3종 접지공사를 시행합니다. (단, 2021년 KEC 규정 변경으로 현재는 접지 관련 문제가 출제되지 않으므로 참고용으로 학습하시기 바랍니다.)
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95. 강색 차선의 레일면상의 높이는 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 터널 안, 교량 아래 그 밖에 이와 유사한 곳에 시설하는 경우는 제외한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.5
  2. 3.0
  3. 3.5
  4. 4.0
(정답률: 30%)
  • 강색 차선의 레일면상 높이는 기본적으로 $4\text{m}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    3.5: 터널 안, 교량 아래 또는 이와 유사한 곳에 시설하는 경우의 기준 높이입니다.
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96. “지중 관로”에 포함되지 않는 것은?

  1. 지중 전선로
  2. 지중 레일 선로
  3. 지중 약전류 전선로
  4. 지중 광섬유 케이블 선로
(정답률: 69%)
  • 지중 관로에는 지중 전선로, 지중 약전류 전선로, 지중 광섬유 케이블 선로, 그리고 지중에 시설하는 수관 및 가스관 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    지중 레일 선로: 지중 관로의 정의에 포함되지 않는 시설물입니다.
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97. 수소냉각식의 발전기·조상기에 부속하는 수소 냉각 장치에서 필요 없는 장치는?

  1. 수소의 압력을 계측하는 장치
  2. 수소의 온도를 계측하는 장치
  3. 수소의 유량을 계측하는 장치
  4. 수소의 순도 저하를 경보하는 장치
(정답률: 64%)
  • 수소냉각식 장치에서는 수소의 압력, 온도, 순도 저하 여부를 감시하는 것이 필수적이지만, 수소의 유량을 계측하는 장치는 필요하지 않습니다.
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98. 고압 가공 전선이 경동선 또는 내열동합금선인 경우 안전율의 최소값은?

  1. 2.0
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 4.0
(정답률: 53%)
  • 고압 가공 전선의 재질에 따른 최소 안전율 기준을 묻는 문제입니다. 경동선 및 내열 동합금선의 경우 안전율은 $2.2$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    기타 전선: $2.5$이상
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99. 전체의 길이가 16m 이고 설계하중이 6.8kN 초과 9.8kN 이하인 철근 콘크리트주를 논, 기타 지반이 연약한 곳 이외의 곳에 시설할 때, 묻히는 깊이를 2.5m 보다 몇 cm 가산하여 시설하는 경우에는 기초의 안전율에 대한 고려 없이 시설하여도 되는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 63%)
  • 철근 콘크리트주의 근입 깊이 규정에 관한 문제입니다. 전주 길이가 $14\text{m}$에서 $20\text{m}$ 사이이고 설계하중이 $6.8\text{kN}$ 초과 $9.8\text{kN}$이하인 경우, 기초의 안전율 고려 없이 시설하기 위해서는 기본 근입 깊이에 $30\text{cm}$를 가산해야 합니다.
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100. 저압 및 고압 가공전선의 높이에 대한 기준으로 틀린 것은?

  1. 철도를 횡단하는 경우는 레일면상 6.5m 이상이다.
  2. 횡단 보도교 위에 시설하는 경우 저압 가공전선은 노면상에서 3m 이상이다.
  3. 횡단 보도교 위에 시설하는 경우 고압 가공전선은 그 노면 상에서 3.5m 이상이다.
  4. 다리의 하부 기타 이와 유사한 장소에 시설하는 저압의 전기철도용 급전선은 지표상 3.5m 까지로 감할 수 있다.
(정답률: 46%)
  • 횡단 보도교 위에 시설하는 저압 가공전선의 높이는 기본적으로 노면상 $3.5\text{m}$이상이어야 합니다. 다만, 절연전선, 다심케이블 등을 사용하는 경우에 한하여 $3\text{m}$까지 감할 수 있으므로, 일반적인 기준으로 $3\text{m}$이상이라고 단정 지은 설명은 틀린 것입니다.
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