전기산업기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

전기산업기사 2020-06-06 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2020-06-06 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 유전율이 각각 다른 두 종류의 유전체 경계면에 전속이 입사될 때 이 전속은 어떻게 되는가? (단, 경계면에 수직으로 입사하지 않는 경우이다.)

  1. 굴절
  2. 반사
  3. 회절
  4. 직진
(정답률: 88%)
  • 유전율이 서로 다른 두 유전체 경계면에 전속이 입사할 때, 수직으로 입사하지 않는 경우에는 경계면에서 굴절 현상이 발생합니다.

    오답 노트
    직진: 경계면에 수직으로 입사하는 경우에만 해당합니다.
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2. 반지름이 9cm인 도체구 A에 8C의 전하가 균일하게 분포되어 있다. 이 도체구에 반지름 3cm인 도체구 B를 접촉시켰을 때 도체구 B로 이동한 전하는 몇 C인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 58%)
  • 두 도체구가 접촉하면 전위가 같아지며, 전하는 각 도체구의 반지름 비에 비례하여 분배됩니다.
    ① [기본 공식] $Q_B = Q \times \frac{r_B}{r_A + r_B}$
    ② [숫자 대입] $Q_B = 8 \times \frac{3}{9 + 3}$
    ③ [최종 결과] $Q_B = 2$
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3. 내구의 반지름 a(m), 외구의 반지름 b(m)인 동심 구 도체 간에 도전율이 k(S/m)인 저항물질이 채워져 있을 때의 내외구간의 합성저항(Ω)은?

(정답률: 73%)
  • 동심 구 도체 사이의 합성저항은 도전율 $k$와 내외구 반지름 $a, b$를 이용하여 다음과 같이 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{1}{4\pi k} (\frac{1}{a} - \frac{1}{b})$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $R = \frac{1}{4\pi k} (\frac{1}{a} - \frac{1}{b})$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 대전된 도체 표면의 전하밀도를 σ(C/m2)이라고 할 때, 대전된 도체 표면의 단위면적이 받는 정전응력(N/m2)은 전하밀도 σ와 어떤 관계에 있는가?

  1. σ1/2에 비례
  2. σ3/2에 비례
  3. σ에 비례
  4. σ2에 비례
(정답률: 69%)
  • 대전된 도체 표면의 정전응력과 전하밀도의 관계를 묻는 문제입니다. 정전응력은 전계의 제곱에 비례하며, 전계는 전하밀도에 비례하므로 결과적으로 전하밀도의 제곱에 비례하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\sigma^2}{2\epsilon}$
    ② [숫자 대입] (관계식 도출 단계로 생략)
    ③ [최종 결과] $F \propto \sigma^2$
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5. 양극판의 면적이 S(m2), 극판 간의 간격이 d(m), 정전용량이 C1(F)인 평행판 콘덴서가 있다. 양극판 면적을 각각 3S(m2)로 늘이고 극판 간격을 d(m)로 줄였을 때의 정전용량 C2(F)는?

  1. C2 = C1
  2. C2 = 3C1
  3. C2 = 6C1
  4. C2 = 9C1
(정답률: 74%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 극판 면적에 비례하고 극판 간격에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \epsilon \frac{S}{d}$
    ② [숫자 대입] $C_{2} = \epsilon \frac{3S}{\frac{1}{3}d}$
    ③ [최종 결과] $C_{2} = 9C_{1}$
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6. 투자율이 각각 μ1, μ2인 두 자성체의 경계면에서 자기력선의 굴절의 법칙을 나타낸 식은?

(정답률: 79%)
  • 두 자성체의 경계면에서 자기력선이 굴절할 때, 투자율의 비는 굴절각 탄젠트 값의 비와 같습니다.
    $$\frac{\mu_{1}}{\mu_{2}} = \frac{\tan \theta_{1}}{\tan \theta_{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 전계 내에서 폐회로를 따라 단위 전하가 일주할 때 전계가 한 일은 몇 J인가?

  1. ∞
  2. π
  3. 1
  4. 0
(정답률: 81%)
  • 정전계는 보존장(Conservative Field)이므로, 폐회로를 따라 전하를 한 바퀴 이동시켰을 때 전계가 한 일의 총합은 항상 0입니다.
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8. 진공 중에서 멀리 떨어져 있는 반지름이 각각 a1(m), a2(m)인 두 도체구를 V1(V), V2(V)인 전위를 갖도록 대전시킨 후 가는 도선으로 연결할 때 연결 후의 공통 전위 V(V)는?

(정답률: 76%)
  • 두 도체구를 도선으로 연결하면 병렬 접속이 되어 전하량 보존 법칙에 의해 공통 전위가 형성됩니다. 도체구의 정전용량 $C = 4\pi\epsilon a$이므로, 공통 전위는 전체 전하량을 전체 정전용량으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{C_1 V_1 + C_2 V_2}{C_1 + C_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{4\pi\epsilon a_1 V_1 + 4\pi\epsilon a_2 V_2}{4\pi\epsilon a_1 + 4\pi\epsilon a_2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = \frac{a_1 V_1 + a_2 V_2}{a_1 + a_2}$$
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9. 그림과 같이 도체 1을 도체 2로 포위하여 도체 2를 일정 전위로 유지하고 도체 1과 도체 2의 외측에 도체 3이 있을 때 용량계수 및 유도계수의 성질로 옳은 것은?

  1. q23 = q11
  2. q13 = -q11
  3. q31 = q11
  4. q21 = -q11
(정답률: 71%)
  • 도체 2가 일정 전위(접지)로 유지되어 도체 1과 도체 3 사이를 완전히 포위하고 있으므로, 도체 1과 도체 3은 정전차폐된 상태입니다.
    이때 도체 1에 전하 $q_{11}$이 있을 때, 도체 2의 내측면에는 정전유도에 의해 크기가 같고 부호가 반대인 전하 $q_{21} = -q_{11}$이 유도됩니다.
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10. 와전류(eddy current)손에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주파수에 비례한다.
  2. 저항에 반비례한다.
  3. 도전율이 클수록 크다.
  4. 자속밀도의 제곱에 비례한다.
(정답률: 54%)
  • 와전류손은 주파수에 비례하는 것이 아니라 주파수의 제곱에 비례합니다.
    핵심 공식은 다음과 같습니다.
    $$P_{e} = K(t f B_{m})^{2}$$
    여기서 $K$는 도전율, $t$는 두께, $f$는 주파수, $B_{m}$은 최대자속밀도이며, 이에 따라 철심의 두께, 주파수, 자속밀도의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
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11. 전계 E(V/m) 및 자계 H(AT/m)의 에너지가 자유공간 사이클 C(m/s)의 속도로 전파될 때 단위 시간에 단위 면적을 지나는 에너지(W/m2)는?

  2. EH
  3. EH2
  4. E2H
(정답률: 72%)
  • 단위 시간당 단위 면적을 지나는 에너지의 흐름을 포인팅 벡터(Poynting vector)라고 하며, 이는 전계 $E$와 자계 $H$의 곱으로 정의됩니다.
    $$P = EH$$
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12. 공기 중에 선간거리 10cm의 평행왕복 도선이 있다. 두 도선 간에 작용하는 힘이 4×10-6 N/m 이었다면 도선에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. √2
  4. √3
(정답률: 51%)
  • 평행한 두 도선 사이에 작용하는 힘의 공식을 이용합니다. 왕복 도선이므로 두 도선에 흐르는 전류 $I$는 동일합니다.
    $$F = \frac{2I^{2} \times 10^{-7}}{r}$$
    $$4 \times 10^{-6} = \frac{2I^{2} \times 10^{-7}}{0.1}$$
    $$I = \sqrt{2}$$
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13. 자기 인덕턴스가 L1, L2이고 상호 인덕턴스가 M인 두 회로의 결합계수가 1일 때, 성립되는 식은?

  1. L1 · L2 = M
  2. L1 · L2 ＜ M2
  3. L1 · L2 ＞ M2
  4. L1 · L2 = M2
(정답률: 72%)
  • 상호 인덕턴스 $M$은 결합계수 $k$와 각 회로의 자기 인덕턴스 $L_{1}, L_{2}$의 곱의 제곱근으로 표현됩니다. 결합계수가 1인 완전 결합 상태일 때의 관계식은 다음과 같습니다.
    $$M = k\sqrt{L_{1}L_{2}}$$
    $$M = 1\times\sqrt{L_{1}L_{2}}$$
    $$M^{2} = L_{1}L_{2}$$
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14. 어떤 콘덴서의 비유전율 εs인 유전체로 채워져 있을 때의 정전용량 C와 공기로 채워져 있을 때의 정전용량 C0의 비(C/C0)는?

  1. εs
  2. 1/εs
  3. √εs
  4. 1/√εs
(정답률: 65%)
  • 콘덴서의 정전용량은 유전율에 비례합니다. 공기로 채워졌을 때의 유전율을 $\epsilon_{0}$, 비유전율 $\epsilon_{s}$인 유전체로 채워졌을 때의 유전율을 $\epsilon_{0}\epsilon_{s}$라고 하면, 두 정전용량의 비는 다음과 같습니다.
    $$C_{0} = \epsilon_{0}$$
    $$C = \epsilon_{0}\epsilon_{s}$$
    $$\frac{C}{C_{0}} = \frac{\epsilon_{0}\epsilon_{s}}{\epsilon_{0}} = \epsilon_{s}$$
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15. 유전체에서의 변위전류에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 변위전류가 주변에 자계를 발생시킨다.
  2. 변위전류의 크기는 유전율에 반비례한다.
  3. 전속밀도의 시간적 변화가 변위전류를 발생시킨다.
  4. 유전체 중의 변위전류는 진공 중의 전계 변화에 의한 변위전류와 구속전자의 변위에 의한 분극전류와의 합이다.
(정답률: 52%)
  • 변위전류밀도 $i_d$는 전속밀도 $D$의 시간적 변화율로 정의되며, 전속밀도는 유전율 $\epsilon$에 비례하므로 변위전류의 크기 또한 유전율에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $i_d = \frac{\partial D}{\partial t}$
    ② [숫자 대입] $i_d = \frac{\partial (\epsilon E)}{\partial t}$
    ③ [최종 결과] $i_d \propto \epsilon$
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16. 환상 솔레노이드의 자기 인덕턴스(H)와 반비례 하는 것은?

  1. 철심의 투자율
  2. 철심의 길이
  3. 철심의 단면적
  4. 코일의 권수
(정답률: 69%)
  • 환상 솔레노이드의 자기 인덕턴스 $L$은 투자율, 단면적, 권수의 제곱에 비례하고, 철심의 길이에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu S N^2}{l}$
    ② [숫자 대입] (공식 내 $l$이 분모에 위치함)
    ③ [최종 결과] $L \propto \frac{1}{l}$
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17. 자성체에 대한 자화의 세기를 정의한 것으로 틀린 것은?

  1. 자성체의 단위 체적당 자기모멘트
  2. 자성체의 단위 면적당 자화된 자하량
  3. 자성체의 단위 면적당 자화선의 밀도
  4. 자성체의 단위 면적당 자기력선의 밀도
(정답률: 54%)
  • 자화의 세기 $J$는 자성체의 단위 체적당 자기모멘트 또는 단위 면적당 자화된 자하량(자화선의 밀도)으로 정의됩니다.

    오답 노트
    자성체의 단위 면적당 자기력선의 밀도: 이는 외부에서 인가된 자기장에 의한 자속밀도 $B$를 의미하며, 내부의 자화 상태를 나타내는 자화의 세기와는 다른 개념입니다.
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18. 두 전하 사이 거리의 세제곱에 비례하는 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 2번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 두 구전하 사이에 작용하는 힘
  2. 전기쌍극자에 의한 전계
  3. 직선 전하에 의한 전계
  4. 전하의 의한 전위
(정답률: 85%)
  • 전기쌍극자에 의한 전계 $E$는 거리 $r$의 세제곱에 반비례하는 특성을 가집니다. 문제상 '비례'라고 명시되었으나, 이는 '반비례'의 오타로 판단되며 해당 개념을 묻는 문제이므로 전기쌍극자에 의한 전계가 정답입니다.
    $$E = \frac{M}{4\pi\epsilon r^3} \sqrt{1+3\cos^2\theta}$$
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19. 정사각형 회로의 면적을 3배로, 흐르는 전류를 2배로 증가시키면 정사각형의 중심에서의 자계의 세기는 약 몇 %가 되는가?

  1. 47
  2. 115
  3. 150
  4. 225
(정답률: 62%)
  • 정사각형 중심에서의 자계 세기는 전류 $I$에 비례하고, 한 변의 길이 $L$에 반비례합니다. 면적이 3배가 되면 한 변의 길이 $L$은 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{2\sqrt{2}I}{\pi L}$
    ② [숫자 대입] $H' = \frac{2\sqrt{2} \times 2I}{\pi \times \sqrt{3}L} = \frac{2}{\sqrt{3}} \times \frac{2\sqrt{2}I}{\pi L}$
    ③ [최종 결과] $H' = 1.1547 \times H = 115.47\%$
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20. 그림과 같이 권수가 1이고 반지름이 a(m)인 원형 코일에 전류 I(A)가 흐르고 있다. 원형 코일 중심에서의 자계의 세기(AT/m)는?

  1. I/a
  2. I/2a
  3. I/3a
  4. I/4a
(정답률: 80%)
  • 원형 코일 중심에서의 자계의 세기는 권수와 전류의 곱을 반지름의 2배로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2a}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{1 \times I}{2a}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I}{2a}$
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2과목: 전력공학

21. 전압이 일정값 이하로 되었을 때 동작하는 것으로서 단락 시 고장 검출용으로도 사용되는 계전기는?

  1. OVR
  2. OVGR
  3. NSR
  4. UVR
(정답률: 75%)
  • UVR(부족전압계전기)은 전압이 설정된 일정 값 이하로 떨어졌을 때 동작하며, 단락 사고 시 발생하는 전압 강하를 검출하는 용도로 사용됩니다.

    오답 노트
    OVR: 과전압계전기
    OVGR: 지락과전압계전기
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22. 반동수차의 일종으로 주요부분은 러너, 안내날개, 스피드링 및 흡출관 등으로 되어 있으며 50~500m 정도의 중낙차 발전소에 사용되는 수차는?

  1. 카플란수차
  2. 프란시스수차
  3. 펠턴수차
  4. 튜블러수차
(정답률: 66%)
  • 프란시스수차는 러너, 안내날개, 흡출관 등으로 구성되며 $50\sim500\text{m}$ 정도의 중낙차 발전소에 사용되는 대표적인 반동수차입니다.

    오답 노트
    카플란수차: 저낙차용
    펠턴수차: 고낙차용
    튜블러수차: 저낙차용
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23. 페란티현상이 발생하는 원인은?

  1. 선로의 과도한 저항
  2. 선로의 정전용량
  3. 선로의 인덕턴스
  4. 선로의 급격한 전압강하
(정답률: 69%)
  • 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 페란티 현상은 선로의 정전용량 때문에 발생합니다.

    오답 노트
    선로의 인덕턴스: 전압 강하의 원인이 됨
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24. 전력계통의 경부하시나 또는 다른 발전소의 발전전력에 여유가 있을 때, 이 잉여전력을 이용하여 전동기로 펌프를 돌려서 물을 상부의 저수지에 저장하였다가 필요에 따라 이 물을 이용해서 발전하는 발전소는?

  1. 조력발전소
  2. 양수식발전소
  3. 유역변경식발전소
  4. 수로식발전소
(정답률: 74%)
  • 경부하시나 잉여 전력을 이용하여 물을 상부 저수지로 펌핑해 저장했다가, 전력 수요가 많은 첨두부하시에 이를 이용해 발전하는 방식은 양수식발전소입니다.

    오답 노트
    조력발전소: 밀물과 썰물의 조위 차 이용
    유역변경식발전소: 강의 줄기를 변경하여 낙차 확보
    수로식발전소: 수로를 통해 낙차를 이용하여 발전
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25. 열의 일당량에 해당되는 전위는?

  1. kcal/kg
  2. kg/cm2
  3. kcal/cm3
  4. kg·m/kcal
(정답률: 69%)
  • 열의 일당량은 열량 단위인 $\text{kcal}$와 일의 단위인 $\text{kg} \cdot \text{m}$ 사이의 변환 관계를 나타내는 전위입니다.
    ① [기본 공식] $\text{일당량} = \frac{\text{일}}{\text{열량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{일당량} = \frac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{kcal}}$
    ③ [최종 결과] $\text{kg} \cdot \text{m} / \text{kcal}$
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26. 가공전선을 단도체식으로 하는 것보다 같은 단면적의 복도체식으로 하였을 경우에 대한 내용으로 틀린 것은?

  1. 전선의 인덕턴스가 감소된다.
  2. 전선의 정전용량이 감소된다.
  3. 코로나 발생률이 적어진다.
  4. 송전용량이 증가한다.
(정답률: 64%)
  • 복도체 방식을 사용하면 등가 반지름이 증가하여 전선의 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    전선의 정전용량이 감소된다: 복도체 방식에서는 정전용량이 증가하므로 틀린 설명입니다.
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27. 연가의 효과로 볼 수 없는 것은?

  1. 선로 정수의 평형
  2. 대지 정전용량의 감소
  3. 통신선의 유도 장해의 감소
  4. 직렬 공진의 방지
(정답률: 61%)
  • 연가는 선로 정수의 평형을 맞추기 위해 전선을 꼬아 배치하는 방식으로, 선로 정수의 평형, 직렬 공진 방지, 통신선 유도 장해 감소 등의 효과가 있습니다.

    오답 노트
    대지 정전용량의 감소: 연가의 주요 목적 및 효과에 해당하지 않습니다.
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28. 발전기나 변압기의 내부고장 검출로 주로 사용되는 계전기는?

  1. 역상계전기
  2. 과전압계전기
  3. 과전류계전기
  4. 비율차동계전기
(정답률: 76%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 이용하여 기기로 들어오는 전류와 나가는 전류의 차이를 비교함으로써 내부 고장을 검출하는 비율차동계전기가 정답입니다.
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29. 송전선로에서 역섬락을 방지하는 가장 유효한 방법은?

  1. 피뢰기를 설치한다.
  2. 가공지선을 설치한다.
  3. 소호각을 설치한다.
  4. 탑각 접지저항을 작게 한다.
(정답률: 69%)
  • 역섬락은 탑각의 접지저항이 커서 전위가 상승할 때 발생하므로, 탑각 접지저항을 작게 하여 전위 상승을 억제하는 것이 가장 유효한 방지책입니다.

    오답 노트
    피뢰기 설치: 이상전압으로부터 기기 보호
    가공지선 설치: 낙뢰로부터 송전선로 보호
    소호각 설치: 이상전압으로부터 애자련 보호
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30. 교류 송전방식과 직류 송전방식을 비교할 때 교류 송전방식의 장점에 해당되는 것은?

  1. 전압의 승압, 강압 변경이 용이하다.
  2. 절연계급을 낮출 수 있다.
  3. 송전효율이 좋다.
  4. 안정도가 좋다.
(정답률: 71%)
  • 교류 송전방식은 변압기를 이용하여 전압을 쉽게 높이거나 낮출 수 있어, 장거리 송전 시 전력 손실을 줄이는 데 매우 유리합니다. 이것이 교류 방식이 표준으로 채택된 결정적인 이유입니다.

    오답 노트
    절연계급 낮춤, 송전효율, 안정도: 직류 송전방식의 장점입니다.
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31. 단상 2선식 교류 배전선로가 있다. 전선의 1가닥 저항이 0.15Ω이고, 리액턴스는 0.25Ω이다. 부하는 순저항부하이고 100V, 3kW 이다. 급전점의 전압(V)은 약 얼마인가?

  1. 105
  2. 110
  3. 115
  4. 124
(정답률: 44%)
  • 단상 2선식 선로에서 급전점 전압은 부하단 전압에 선로 전압강하를 더해 구하며, 전압강하 시 저항과 리액턴스를 모두 고려한 벡터 합을 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $V_{s} = \sqrt{(V_{r} + 2IR)^{2} + (2IX)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{s} = \sqrt{(100 + 2 \times 30 \times 0.15)^{2} + (2 \times 30 \times 0.25)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V_{s} = 110$
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32. 반한시성 과전류계전기의 전류-시간 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 계전기 동작시간은 전류의 크기와 비례한다.
  2. 계전기 동작시간은 전류의 크기와 관계없이 일정하다.
  3. 계전기 동작시간은 전류의 크기와 반비례한다.
  4. 계전기 동작시간은 전류의 크기의 제곱에 비례한다.
(정답률: 62%)
  • 반한시성 계전기는 유입되는 전류의 크기가 커질수록 동작 시간이 짧아지는 특성을 가집니다. 따라서 계전기 동작시간은 전류의 크기와 반비례합니다.
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33. 지상부하를 가진 3상 3선식 배전선로 또는 단거리 송전선로에서 선간 전압강하를 나타낸 식은? (단, I, R, X, θ는 각각 수전단 전류, 선로저항, 리액턴스 및 수전단 전류의 위상각이다.)

  1. I(Rcosθ+ Xsinθ)
  2. 2I(Rcosθ+Xsinθ)
  3. √3I(Rcosθ+Xsinθ)
  4. 3I(Rcosθ+Xsinθ)
(정답률: 76%)
  • 3상 3선식 배전선로 또는 송전선로의 선간 전압강하는 상전압 강하에 $\sqrt{3}$배를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_d = \sqrt{3}I(R\cos\theta + X\sin\theta)$
    ② [숫자 대입] $V_d = \sqrt{3}I(R\cos\theta + X\sin\theta)$
    ③ [최종 결과] $V_d = \sqrt{3}I(R\cos\theta + X\sin\theta)$
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34. 다음 중 송·배전선로의 진동 방지대책에 사용되지 않는 기구는?

  1. 댐퍼
  2. 조임쇠
  3. 클램프
  4. 아머 로드
(정답률: 63%)
  • 송배전선로의 진동을 방지하기 위해 댐퍼, 클램프, 아머 로드 등이 사용되지만, 조임쇠는 진동 방지 전용 기구가 아닙니다.
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35. 단락전류를 제한하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 한류리액터
  2. 사이리스터
  3. 현수애자
  4. 직렬콘덴서
(정답률: 71%)
  • 단락전류를 제한하여 계통을 보호하기 위해 설치하는 기기는 한류리액터입니다.

    오답 노트
    소호리액터: 지락전류 제한
    직렬리액터: 제5고조파 제거 및 돌입전류 억제
    분로리액터: 페란티 현상 방지
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36. 어느 변전설비의 역률을 60%에서 80%로 개선하는데 2800 kVA의 전력용 커패시터가 필요하였다. 이 변전설비의 용량은 몇 kW 인가?

  1. 4800
  2. 5000
  3. 5400
  4. 5800
(정답률: 62%)
  • 전력용 커패시터 용량을 이용하여 설비의 유효전력을 구하는 문제입니다. 역률 개선 전후의 $\tan\theta$ 차이를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{Q}{\tan\theta_1 - \tan\theta_2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2800}{\frac{0.6}{0.8} - \frac{0.8}{0.6}}$
    ③ [최종 결과] $P = 4800$
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37. 교류 단상 3선식 배전방식을 교류 단상 2선식에 비교하면?

  1. 전압강하가 크고, 효율이 낮다.
  2. 전압강하가 작고, 효율이 낮다.
  3. 전압강하가 작고, 효율이 높다.
  4. 전압강하가 크고, 효율이 높다.
(정답률: 66%)
  • 교류 단상 3선식은 2선식에 비해 전압강하가 작고 전력 손실이 감소하여 효율이 높아지는 특징이 있습니다.
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38. 배전선로의 전압을 √3배로 증가시키고 동일한 전력 손실률로 송전할 경우 송전전력은 몇 배로 증가되는가?

  1. √3
  2. 3/2
  3. 3
  4. 2√3
(정답률: 66%)
  • 송전 전력 $P$는 전압 $V$의 제곱에 비례한다는 원리를 이용합니다. 전압이 $\sqrt{3}$배 증가하면 전력은 그 제곱인 $3$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P \propto V^2$
    ② [숫자 대입] $P \propto (\sqrt{3})^2$
    ③ [최종 결과] $P = 3 \text{ 배}$
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39. 주상 변압기의 2차 측 접지는 어느 것에 대한 보호를 목적으로 하는가?

  1. 1차 측의 단락
  2. 2차 측의 단락
  3. 2차 측의 전압강하
  4. 1차 측과 2차 측의 혼촉
(정답률: 61%)
  • 주상 변압기 2차 측 접지의 목적은 1차 측(고압)와 2차 측(저압)의 절연이 파괴되어 서로 연결되는 혼촉 사고 시, 저압 측의 전위 상승을 억제하여 인명과 기기를 보호하기 위함입니다.
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40. 100MVA의 3상 변압기 2뱅크를 가지고 있는 배전용 2차 측의 배전선에 시설할 차단기 용량(MVA)은? (단, 변압기는 병렬로 운전되며, 각각의 %Z는 20%이고, 전원의 임피던스는 무시한다.)

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 4000
(정답률: 44%)
  • 변압기 2뱅크가 병렬로 운전될 때의 차단기 용량(단락 용량)을 구하는 문제입니다. 병렬 운전 시 합성 임피던스가 감소하여 단락 전류가 증가하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $P_s = \frac{100}{\%Z} \times P_n$
    ② [숫자 대입] $P_s = \frac{100}{20 / 2} \times 100$
    ③ [최종 결과] $P_s = 1000 \text{ MVA}$
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3과목: 전기기기

41. 단상 다이오드 반파정류회로인 경우 정류 효율은 약 몇 % 인가? (단, 저항부하인 경우이다.)

  1. 12.6
  2. 40.6
  3. 60.6
  4. 81.2
(정답률: 60%)
  • 단상 반파정류회로의 정류 효율은 이론적으로 고정된 값으로, 암기를 통해 빠르게 해결하는 문제입니다.
    단상 반파정류의 정류 효율은 $40.6\%$ 입니다.
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42. 직류발전기의 병렬운전에서 균압모선을 필요로 하지 않는 것은?

  1. 분권발전기
  2. 직권발전기
  3. 평복권발전기
  4. 과복권발전기
(정답률: 55%)
  • 균압모선은 병렬운전 시 전류의 불평형을 방지하기 위해 설치하며, 주로 직권발전기나 복권발전기에서 필요합니다. 분권발전기는 구조적으로 균압모선이 필요하지 않습니다.

    오답 노트
    직권발전기, 평복권발전기, 과복권발전기: 모두 균압모선이 필요한 발전기 유형임
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43. 3상 유도전동기의 전원측에서 임의의 2선을 바꾸어 접속하여 운전하면?

  1. 즉각 정지된다.
  2. 회전방향이 반대가 된다.
  3. 바꾸지 않았을 때와 동일하다.
  4. 회전방향은 불변이나 속도가 약간 떨어진다.
(정답률: 70%)
  • 3상 유도전동기는 전원의 상회전 방향에 따라 회전자가 회전합니다. 따라서 전원측의 임의의 2선을 서로 바꾸어 접속하면 상회전 방향이 반대가 되어 회전방향이 반대가 됩니다.
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44. 직류 분권전동기의 정격전압 220V, 정격전류 105A, 전기자저항 및 계자회로의 저항이 각각 0.1Ω 및 40Ω이다. 기동전류를 정격전류의 150%로 할 때의 기동저항은 약 몇 Ω 인가?

  1. 0.46
  2. 0.92
  3. 1.21
  4. 1.35
(정답률: 37%)
  • 기동 시 전기자 회로에 직렬로 삽입하는 기동저항을 구하는 문제입니다. 전체 기동전류에서 계자전류를 뺀 전기자전류를 통해 전체 저항을 구하고, 여기서 전기자 저항을 제외합니다.
    ① [전기자전류] $I_{a} = (I_{n} \times 1.5) - \frac{V}{R_{f}} = (105 \times 1.5) - \frac{220}{40} = 152$
    ② [전체저항] $R = \frac{V}{I_{a}} = \frac{220}{152} = 1.45$
    ③ [기동저항] $R_{s} = R - R_{a} = 1.45 - 0.1 = 1.35$
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45. 전기자저항과 계자저항이 각각 0.8Ω인 직류 직권전동기가 회전수 200rpm, 전기자전류 30A 일 때 역기전력은 300V이다. 이 전동기의 단자전압을 500V로 사용한다면 전기자전류가 위와 같은 30A로 될 때의 속도(rpm)는? (단, 전기자 반작용, 마찰손, 풍손 및 철손은 무시한다.)

  1. 200
  2. 301
  3. 452
  4. 500
(정답률: 54%)
  • 직권전동기에서 자속이 일정할 때 역기전력은 회전수에 비례합니다. 먼저 변경된 단자전압에서의 역기전력을 구한 뒤, 비례 관계를 이용하여 속도를 산출합니다.
    ① [역기전력 공식] $E = V - I_{a}(R_{a} + R_{f})$
    ② [숫자 대입] $E = 500 - 30(0.8 + 0.8) = 452$
    ③ [속도 계산] $N_{2} = \frac{E_{2}}{E_{1}} \times N_{1} = \frac{452}{300} \times 200 = 301.33$
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46. 수은 정류기에 있어서 정류기의 밸브작용이 상실되는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 통호
  2. 실호
  3. 역호
  4. 점호
(정답률: 62%)
  • 음극에 대해 부전위로 있는 양극에 어떠한 원인으로 인해 음극점이 형성되어, 정류기의 밸브 작용이 상실되는 현상을 역호라고 합니다.
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47. 3상 유도전동기의 전원주파수와 전압의 비가 일정하고 정격속도 이하로 속도를 제어하는 경우 전동기의 출력 P와 주파수 f와의 관계는?

  1. P ∝ f
  2. P ∝ 1/f
  3. P ∝ f2
  4. P는 f에 무관
(정답률: 67%)
  • 유도전동기의 출력 $P$는 회전수 $N$과 토크 $T$의 곱에 비례합니다. 전원주파수와 전압의 비가 일정할 때, 회전수 $N$은 주파수 $f$에 비례하므로 결과적으로 출력 $P$ 또한 주파수 $f$에 비례하게 됩니다.
    $$P \propto f$$
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48. SCR에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증폭기능을 갖는 단방향성 3단자 소자이다.
  2. 제어기능을 갖는 양방향성 3단자 소자이다.
  3. 정류기능을 갖는 단방향성 3단자 소자이다.
  4. 스위칭기능을 갖는 양방향성 3단자 소자이다.
(정답률: 64%)
  • SCR(실리콘 제어 정류기)은 게이트 신호를 통해 도통을 제어하는 단방향성 3단자 소자로, 주로 정류 및 스위칭 회로에 사용됩니다.

    오답 노트
    증폭기능: SCR은 스위칭 소자이며 증폭 소자가 아님
    양방향성: SCR은 단방향성 소자임 (양방향은 TRIAC, DIAC)
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49. 유도전동기의 주파수가 60Hz이고 전부하에서 회전수가 매분 1164회이면 극수는? (단, 슬립은 3% 이다.)

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 69%)
  • 먼저 실제 회전수와 슬립을 이용해 동기 속도를 구한 뒤, 주파수와 동기 속도의 관계식을 통해 극수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $p = \frac{120f}{N_{s}} = \frac{120f}{\frac{N}{1-s}}$
    ② [숫자 대입] $p = \frac{120 \times 60}{\frac{1164}{1-0.03}}$
    ③ [최종 결과] $p = 6$
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50. 동기기의 과도 안정도를 증가시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 속응 여자방식을 채용한다.
  2. 동기 탈조계전기를 사용한다.
  3. 동기화 리액턴스를 작게 한다.
  4. 회전자의 플라이휠 효과를 작게 한다.
(정답률: 63%)
  • 동기기의 과도 안정도를 높이려면 계통의 충격을 완화하고 복원력을 높여야 합니다. 회전자의 플라이휠 효과를 크게 하여 관성모멘트를 증가시켜야 안정도가 향상되므로, 이를 작게 한다는 설명은 틀린 방법입니다.

    오답 노트
    속응 여자방식 채용: 전압을 빠르게 조정하여 안정도 향상
    동기 탈조계전기 사용: 탈조 시 신속한 대처 가능
    동기화 리액턴스 작게 함: 전기적 결합력을 높여 안정도 향상
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51. 전압비 3300/110V, 1차 누설 임피던스 Z1=12+j13Ω, 2차 누설 임피던스 Z2=0.015+j0.013Ω인 변압기가 있다. 1차로 환산된 등가임피던스(Ω)는?

  1. 22.7 + j25.5
  2. 24.7 + j25.5
  3. 25.5 + j22.7
  4. 25.5 + j24.7
(정답률: 52%)
  • 변압기의 2차 임피던스를 1차로 환산하기 위해서는 권수비 $a$의 제곱을 2차 임피던스에 곱하여 1차 임피던스와 합산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_{eq} = Z_{1} + a^{2}Z_{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_{eq} = (12 + j13) + (\frac{3300}{110})^{2}(0.015 + j0.013)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_{eq} = 25.5 + j24.7$$
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52. 동기발전기의 단자 부근에서 단락이 발생되었을 때 단락전류에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 서서히 증가한다.
  2. 발전기는 즉시 정지한다.
  3. 일정한 큰 전류가 흐른다.
  4. 처음은 큰 전류가 흐르나 점차 감소한다.
(정답률: 71%)
  • 발전기 단자 단락 초기에는 전기자 반작용이 즉각적으로 나타나지 않아 매우 큰 과도전류가 흐르지만, 이후 전기자 반작용이 발생하면서 전류가 서서히 감소하여 일정 값(영구 단락전류)에 수렴하게 됩니다.
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53. 어떤 공장에 뒤진 역률 0.8인 부하가 있다. 이 선로에 동기조상기를 병렬로 결선해서 선로의 역률을 0.95로 개선하였다. 개선 후 전력의 변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 피상전력과 유효전력은 감소한다.
  2. 피상전력과 무효전력은 감소한다.
  3. 피상전력은 감소하고 유효전력은 변화가 없다.
  4. 무효전력은 감소하고 유효전력은 변화가 없다.
(정답률: 50%)
  • 동기조상기를 이용한 역률 개선 시, 무효전력을 상쇄시켜 무효전력과 피상전력은 감소하지만, 부하가 소비하는 유효전력은 변하지 않고 일정하게 유지됩니다.

    오답 노트
    피상전력과 유효전력은 감소한다: 유효전력은 변하지 않으므로 틀린 설명입니다.
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54. 기동 시 정류자의 불꽃으로 라디오의 장해를 주며 단락장치의 고장이 일어나기 쉬운 전동기는?

  1. 직류 직권전동기
  2. 단상 직권전동기
  3. 반발기동형 단상유도전동기
  4. 셰이딩코일형 단상유도전동기
(정답률: 54%)
  • 반발기동형 단상유도전동기는 기동 시 정류자를 사용하여 강한 기동 토크를 얻으며, 기동 후 이를 분리하기 위한 단락장치가 포함되어 있어 해당 장치의 고장이나 정류자 불꽃으로 인한 라디오 장해 가능성이 있습니다.
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55. 8극, 유도기전력 100V, 전기자전류 200A인 직류발전기의 전기자권선을 중권에서 파권으로 변경했을 경우의 유도기전력과 전기자전류는?

  1. 100V, 200A
  2. 200V, 100A
  3. 400V, 50A
  4. 800V, 25A
(정답률: 61%)
  • 직류발전기에서 병렬 회로 수 $a$는 중권일 때 극수 $P$와 같고, 파권일 때 항상 $2$입니다. 권선 변경 시 전압은 $a$에 반비례하고, 전류는 $a$에 비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{new} = V_{old} \times \frac{a_{old}}{a_{new}}, \quad I_{new} = I_{old} \times \frac{a_{new}}{a_{old}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 100 \times \frac{8}{2}, \quad I = 200 \times \frac{2}{8}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 400\text{V}, \quad I = 50\text{A}$$
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56. 8극, 50kW, 3300V, 60Hz인 3상 권선형 유도전동기의 전부하 슬립이 4%라고 한다. 이 전동기의 슬립링 사이에 0.16Ω의 저항 3개를 Y로 삽입하면 전부하 토크를 발생할 때의 회전수(rpm)는? (단, 2차 각상의 저항은 0.04Ω이고, Y접속이다.)

  1. 660
  2. 720
  3. 750
  4. 880
(정답률: 52%)
  • 비례추이 원리를 이용하여 외부 저항 삽입 시의 새로운 슬립을 구한 뒤, 실제 회전수를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N = N_{s}(1 - s_{2})$$
    ② [숫자 대입]
    $$N = \frac{120 \times 60}{8} \times (1 - \frac{0.04 + 0.16}{0.04 / 0.04})$$
    ③ [최종 결과]
    $$N = 720$$
    따라서 회전수는 $720$ rpm 입니다.
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57. 임피던스 강하가 5%인 변압기가 운전 중 단락되었을 때 그 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?

  1. 20
  2. 25
  3. 30
  4. 35
(정답률: 59%)
  • 단락전류는 정격전류를 퍼센트 임피던스로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times I_{n}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{s} = \frac{100}{5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{s} = 20$$
    따라서 단락전류는 정격전류의 $20$배가 됩니다.
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58. 변압기의 임피던스와트와 임피던스전압을 구하는 시험은?

  1. 부하시험
  2. 단락시험
  3. 무부하시험
  4. 충격전압시험
(정답률: 60%)
  • 변압기의 임피던스 전압과 임피던스 와트(동손)를 측정하기 위해서는 2차 측을 단락시킨 상태에서 시험을 진행해야 합니다.

    오답 노트
    무부하시험: 여자전류 및 철손 측정
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59. 변압기에서 1차 측의 여자 어드미턴스를 Y0라고 한다. 2차 측으로 환산한 여자 어드미턴스 Y0′을 옳게 표한한 식은? (단, 권수비를 a라고 한다.)

(정답률: 58%)
  • 변압기의 권수비 $a$를 이용하여 1차 측의 임피던스나 어드미턴스를 2차 측으로 환산할 때, 어드미턴스는 권수비의 제곱에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Y_{0}' = a^{2} Y_{0}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Y_{0}' = a^{2} Y_{0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Y_{0}' = a^{2} Y_{0}$$
    따라서 정답은 입니다.
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60. 3상 동기기의 제동권선을 사용하는 주 목적은?

  1. 출력이 증가한다.
  2. 효율이 증가한다.
  3. 역률을 개선한다.
  4. 난조를 방지한다.
(정답률: 73%)
  • 동기기에서 제동권선은 회전자의 속도가 동기 속도에서 벗어날 때 전자기적 제동력을 발생시켜 진동을 억제하는 역할을 합니다. 따라서 주 목적은 난조를 방지하는 것입니다.

    오답 노트
    기동토크 발생: 동기전동기에서의 역할임
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4과목: 회로이론

61. Z=5√3+j5(Ω)인 3개의 임피던스를 Y결선하여 선간전압 250V의 평형 3상 전원에 연결하였다. 이때 소비되는 유효전력은 약 몇 W 인가?

  1. 3125
  2. 5413
  3. 6252
  4. 7120
(정답률: 50%)
  • Y결선 평형 3상 회로에서 소비되는 총 유효전력은 각 상의 저항에서 소비되는 전력의 3배와 같습니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{V_l^2 \times R}{R^2 + X^2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{250^2 \times 5\sqrt{3}}{(5\sqrt{3})^2 + 5^2}$
    ③ [최종 결과] $P = 5413$
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62. 그림과 같은 회로에서 스위치 S를 t=0에서 닫았을 때 이다. L(H)의 값은?

  1. 0.75
  2. 0.5
  3. 0.25
  4. 0.1
(정답률: 63%)
  • 인덕터 $L$에 걸리는 전압은 전류의 시간 변화율에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $v_L = L \frac{di}{dt}$
    ② [숫자 대입] $100 = L \times 400$
    ③ [최종 결과] $L = 0.25$
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63. r1(Ω)인 저항에 r(Ω)인 가변저항이 연결된 그림과 같은 회로에서 전류 I를 최소로 하기 위한 저항 r2(Ω)는? (단, r(Ω)은 가변저항의 최대 크기이다.)

  1. r1/2
  2. r/2
  3. r1
  4. r
(정답률: 68%)
  • 전류 $I$를 최소로 만들기 위해서는 회로의 전체 저항이 최대가 되어야 합니다. 가변저항 $r$이 $r_2$와 나머지 부분으로 나누어져 있을 때, 두 저항의 합이 일정하다면 두 값이 동일할 때 전체 저항이 최대가 됩니다. 따라서 가변저항의 최대 크기 $r$을 반으로 나눈 $r/2$일 때 전류가 최소가 됩니다.
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64. 다음과 같은 회로에서 Va, Vb, Vc(V)를 평형 3상 전압이라 할 때 전압 V0(V)은?

  1. 0
  2. V1/3
  4. V1
(정답률: 69%)
  • 평형 3상 전압의 경우, 영상분, 정상분, 역상분 중 정상분만 존재하며 세 전압 $V_a, V_b, V_c$의 벡터 합은 항상 $0$이 됩니다. 따라서 전압 $V_0$는 $0$입니다.
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65. 9Ω과 3Ω인 저항 6개를 그림과 같이 연결하였을 때, a와 b 사이의 합성저항(Ω)은?

  1. 9
  2. 4
  3. 3
  4. 2
(정답률: 61%)
  • 회로의 저항 배치를 분석하면 휘스톤 브리지 조건($$9 \times 3 = 3 \times 9$$)을 만족하여 중앙의 $3\Omega$ 저항에는 전류가 흐르지 않습니다. 따라서 회로는 $18\Omega$, $6\Omega$, $9\Omega$ 저항이 서로 병렬로 연결된 구조가 됩니다.
    병렬 합성저항 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R_{ab} = \frac{1}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}}$
    ② [숫자 대입] $R_{ab} = \frac{1}{\frac{1}{18} + \frac{1}{6} + \frac{1}{9}}$
    ③ [최종 결과] $R_{ab} = 3$
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66. 그림과 같은 회로의 전달함수는? (단, 초기조건은 0이다.)

(정답률: 61%)
  • 전달함수 $G(s)$는 입력 전압 $e_1(s)$에 대한 출력 전압 $e_2(s)$의 비로 정의됩니다. 회로의 임피던스 분배 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{Z_2}{Z_1 + Z_2}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{R_2 + \frac{1}{Cs}}{R_1 + R_2 + \frac{1}{Cs}}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{R_2Cs + 1}{(R_1 + R_2)Cs + 1}$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 그림과 같은 회로에서 5Ω에 흐르는 전류 I는 몇 A 인가?

  1. 1/2
  2. 2/3
  3. 1
  4. 5/3
(정답률: 59%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 각 전압원에 의해 $5\Omega$ 저항에 흐르는 전류의 합을 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{10V} + I_{5V}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10V}{10\Omega + 5\Omega} \text{ (단, 5V 단락 시)} + \frac{5V}{5\Omega} \text{ (단, 10V 단락 시)} = 0 + 1$
    ③ [최종 결과] $I = 1$
    ※ 기존 해설의 논리에 따라 $5V$ 전압원 단락 시 $5\Omega$에 흐르는 전류를 $0$으로, $10V$ 전압원 단락 시 $5\Omega$에 걸리는 전압을 $5V$로 분석하여 합산하였습니다.
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68. 전류의 대칭분이 I0=-2+j4(A), I1=6-j5(A), I2=8+j10(A) 일 때 3상전류 중 a상 전류(Ia)의 크기(｜Ia｜)는 몇 A 인가? (단, I0는 영상분이고, I1은 정상분이고, I2는 역상분이다.)

  1. 9
  2. 12
  3. 15
  4. 19
(정답률: 52%)
  • 3상 전류의 a상 전류는 영상분, 정상분, 역상분 전류의 합으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_a = I_0 + I_1 + I_2$
    ② [숫자 대입] $I_a = (-2 + j4) + (6 - j5) + (8 + j10) = 12 + j9$
    ③ [최종 결과] $|I_a| = \sqrt{12^2 + 9^2} = 15$
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69. V=50√3-j50(V), I=15√3+j15(A) 일 때 유효전력 P(W)와 무효전력 Q(var)는 각각 얼마인가?

  1. P = 3000, Q = -1500
  2. P = 1500, Q = -1500√3
  3. P = 750, Q = -750√3
  4. P = 2250, Q = -1500√3
(정답률: 58%)
  • 복소전력 $S = V I^*$ 공식을 사용하여 유효전력 $P$와 무효전력 $Q$를 구합니다. 전압 $V$와 전류의 공액 복소수 $I^*$를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S = V I^* = P + jQ$
    ② [숫자 대입] $S = (50\sqrt{3} - j50)(15\sqrt{3} - j15) = 1500 - j1500\sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $P = 1500, Q = -1500\sqrt{3}$
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70. 푸리에 급수로 표현된 왜평파 f(t)가 반파대칭 및 정현대칭일 때 f(t)에 대한 특징으로 옳은 것은?

  1. an의 우수항만 존재한다.
  2. an의 기수항만 존재한다.
  3. bn의 우수항만 존재한다.
  4. bn의 기수항만 존재한다.
(정답률: 56%)
  • 푸리에 급수에서 파형의 대칭성에 따른 특징을 분석하면 다음과 같습니다.
    1. 반파대칭: $f(t) = -f(t \pm T/2)$ 성질을 가지며, 이 경우 기수항(홀수항)만 존재합니다.
    2. 정현대칭: 기함수 성질을 가지며, $\cos$ 항인 $a_{n}$은 사라지고 $\sin$ 항인 $b_{n}$만 존재합니다.
    따라서 두 조건을 모두 만족하면 $b_{n}$의 기수항만 존재하게 됩니다.
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71. 그림과 같은 회로에서 L2에 흐르는 전류 I2(A)가 단자전압 V(V)보다 위상이 90°뒤지기 위한 조건은? (단, ω는 회로의 각주파수(rad/s)이다.)

  1. R2/R1 = L2/L1
  2. R1R2 = L1L2
  3. R1R2 = ωL1L2
  4. R1R2 = ω2L1L2
(정답률: 52%)
  • 전류 $I_{2}$의 위상이 단자전압 $V$보다 $90^{\circ}$ 뒤지려면, 회로의 임피던스 성분 중 실수부(저항 성분)가 0이 되어 순수 유도성 회로가 되어야 합니다. 회로 방정식을 통해 $I_{2}$에 대해 정리하면 분모의 실수부가 $R_{1}R_{2} - \omega^{2}L_{1}L_{2}$가 되며, 이 값이 0이 되는 조건이 필요합니다.
    ① [기본 공식] $R_{1}R_{2} - \omega^{2}L_{1}L_{2} = 0$
    ② [숫자 대입] $R_{1}R_{2} = \omega^{2}L_{1}L_{2}$
    ③ [최종 결과] $R_{1}R_{2} = \omega^{2}L_{1}L_{2}$
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72. RC 직렬회로의 과도현상에 대한 설명을 옳은 것은?

  1. (R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 빨리 사라진다.
  2. (R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 천천히 사라진다.
  3. 과도 전류는 (R×C)의 값에 관계가 없다.
  4. 1/(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 천천히 사라진다.
(정답률: 70%)
  • RC 직렬회로에서 과도현상이 지속되는 시간은 시정수 $T$에 의해 결정됩니다. 시정수 $T = RC$ 값이 클수록 충·방전 시간이 길어져 과도 전류가 천천히 사라지게 됩니다.
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73. 용량이 50kVA인 단상 변압기 3대를 △결선하여 3상으로 운전하는 중 1대의 변압기에 고장이 발생하였다. 나머지 2대의 변압기를 이용하여 3상 V결선으로 운전하는 경우 최대 출력은 몇 kVA 인가?

  1. 30√3
  2. 50√3
  3. 100√3
  4. 200√3
(정답률: 61%)
  • 단상 변압기 3대를 $\Delta$결선으로 운전하다가 1대가 고장 나면 V결선으로 운전하게 됩니다. V결선 시의 최대 출력은 변압기 1대 용량의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \sqrt{3} \times P_{1}$
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \sqrt{3} \times 50$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 50\sqrt{3}$
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74. 각 상의 전류가 ia = 30sinωt(A), ib=30sin(ωt-90°)(A), ic=30sin(ωt+90°)(A)일 때 영상분 전류(A)의 순시치는?

  1. 10sinωt
  3. 30sinωt
(정답률: 54%)
  • 영상분 전류는 각 상의 전류를 모두 더해 3으로 나눈 값입니다. 주어진 조건에서 $i_{b}$와 $i_{c}$는 위상차가 $180^{\circ}$인 정반대 방향의 전류이므로 서로 상쇄되어 0이 됩니다. 따라서 $i_{a}$ 성분만 남게 되며, 이를 3으로 나눈 값이 최종 영상분 전류가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{0} = \frac{1}{3}(i_{a} + i_{b} + i_{c})$
    ② [숫자 대입] $I_{0} = \frac{1}{3}(30\sin\omega t + 0)$
    ③ [최종 결과] $I_{0} = 10\sin\omega t$
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75. f(t)=sint+2cost를 라플라스 변환하면?

(정답률: 47%)
  • 기본 라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}\{\sin(\omega t)\} = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$와 $\mathcal{L}\{\cos(\omega t)\} = \frac{s}{s^2 + \omega^2}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}\{\sin t + 2\cos t\} = \frac{1}{s^2 + 1} + 2 \times \frac{s}{s^2 + 1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{1 + 2s}{s^2 + 1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{2s + 1}{s^2 + 1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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76. 어떤 회로에 흐르는 전류가 i(t)=7+14.1 sinωt(A)인 경우 실효값은 약 몇 A 인가?

  1. 11.2
  2. 12.2
  3. 13.2
  4. 14.2
(정답률: 47%)
  • 직류분과 교류분이 합성된 전류의 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근으로 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{rms} = \sqrt{I_0^2 + (\frac{I_m}{\sqrt{2}})^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{rms} = \sqrt{7^2 + (\frac{14.1}{\sqrt{2}})^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{rms} = 12.2$$
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77. 어떤 전지에 연결된 외부 회로의 저항은 5Ω이고 전류는 8A가 흐른다. 외부 회로에 5Ω대신 15Ω의 저항을 접속하면 전류는 4A로 떨어진다. 이 전지의 내부 기전력은 몇 V 인가?

  1. 15
  2. 20
  3. 50
  4. 80
(정답률: 40%)
  • 전지의 기전력 공식 $E = I(r + R)$을 이용하여 두 가지 조건에 대한 연립방정식을 세워 해결합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = I_1(r + R_1) = I_2(r + R_2)$$
    ② [숫자 대입]
    $$8(r + 5) = 4(r + 15)$$
    $$8r + 40 = 4r + 60 \rightarrow 4r = 20 \rightarrow r = 5$$
    $$E = 8(5 + 5)$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 80$$
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78. 파형율과 파고율이 모두 1인 파형은?

  1. 고조파
  2. 삼각파
  3. 구형파
  4. 사인파
(정답률: 73%)
  • 구형파는 최댓값, 실효값, 평균값이 모두 동일한 특성을 가집니다. 따라서 실효값을 평균값으로 나눈 파형률과 최댓값을 실효값으로 나눈 파고율이 모두 1이 됩니다.

    오답 노트
    사인파: 파형률 1.11, 파고율 1.414
    삼각파: 파형률 1.15, 파고율 1.73
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79. 회로의 4단자 정수로 틀린 것은?

  1. A=2
  2. B=12
  3. C=1/4
  4. D=6
(정답률: 59%)
  • T형 회로의 4단자 정수 공식을 사용하여 각 성분을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = 1 + \frac{r_1}{r_3}$$, $B = r_1 + r_2 + \frac{r_1 r_2}{r_3}$, $C = \frac{1}{r_3}$ , $$D = 1 + \frac{r_2}{r_3}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = 1 + \frac{4}{4} = 2$$
    $$B = 4 + 4 + \frac{4 \times 4}{4} = 12$$
    $$C = \frac{1}{4}$$
    $$D = 1 + \frac{4}{4} = 2$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = 2$$
    따라서 $D=6$이라는 설명은 틀렸습니다.
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80. 그림과 같은 4단자 회로망에서 출력 측을 개방하니 V1=12V, I1=2A, V2=4V이고, 출력 측을 단락하니 V1=16V, I1=4A, I2=2A 이었다. 4단자 정수 A, B, C, D는 얼마인가?

  1. A=2, B=3, C=8, D=0.5
  2. A=0.5, B=2, C=3, D=8
  3. A=8, B=0.5, C=2, D=3
  4. A=3, B=8, C=0.5, D=2
(정답률: 57%)
  • 4단자 정수는 개방 시 전압/전류와 단락 시 전압/전류의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = \frac{V_1}{V_2}, B = \frac{V_1}{I_2}, C = \frac{I_1}{V_2}, D = \frac{I_1}{I_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = \frac{12}{4}, B = \frac{16}{2}, C = \frac{2}{4}, D = \frac{4}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A = 3, B = 8, C = 0.5, D = 2$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 버스덕트 공사에 의한 저압의 옥측배선 또는 옥외배선의 사용전압이 400V 이상인 경우의 시설기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 목조 외의 조영물(점검할 수 없는 은폐장소)에 시설할 것
  2. 버스덕트는 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 시설할 것
  3. 버스덕트는 KS C IEC 60529(2006)에 의한 보호등급 IPX4에 적합할 것
  4. 버스덕트는 옥외용 버스덕트를 사용하여 덕트 안에 물이 스며들어 고이지 아니하도록 한 것일 것
(정답률: 66%)
  • 버스덕트 공사 시 사용전압이 $400\text{V}$이상인 경우, 목조 이외의 조영물에 시설해야 하며 이때 점검할 수 없는 은폐된 장소는 제외해야 합니다. 따라서 점검할 수 없는 은폐장소에 시설한다는 설명은 틀린 것입니다.
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82. 가공전선로의 지지물에 지선을 시설하려는 경우 이 지선의 최저 기준으로 옳은 것은?

  1. 허용인장하중 : 2.11kN, 소선지름 : 2.0mm, 안전율 : 3.0
  2. 허용인장하중 : 3.21kN, 소선지름 : 2.6mm, 안전율 : 1.5
  3. 허용인장하중 : 4.31kN, 소선지름 : 1.6mm, 안전율 : 2.0
  4. 허용인장하중 : 4.31kN, 소선지름 : 2.6mm, 안전율 : 2.5
(정답률: 73%)
  • 가공전선로 지지물에 시설하는 지선의 최저 기준은 안전율 $2.5$, 소선지름 $2.6\text{mm}$, 허용인장하중 $4.31\text{kN}$입니다.
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83. 직류식 전기철도에서 배류선의 상승 부분 중 지표상 몇 m 미만의 부분은 절연전선(옥외용 비닐 절연전선을 제외한다.) 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하고 사람이 접촉할 우려가 없고 또한 손상을 받을 우려가 없도록 시설하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 73%)
  • 직류식 전기철도의 배류선 상승 부분 중 지표상 $2.5\text{m}$ 미만인 부분은 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하여 사람이 접촉하거나 손상을 입을 우려가 없도록 시설해야 합니다.

    오답 노트
    KEC 개정으로 삭제된 규정이나, 기존 문제 기준으로는 $2.5\text{m}$가 정답입니다.
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84. 고압전로 또는 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측의 중성점에는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 73%)
  • 고압 또는 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에는 혼촉 사고 방지를 위해 제2종 접지공사를 시행합니다.
    (단, 2021년 KEC 규정 변경으로 현재는 접지 종별 개념이 폐지되었으나, 기존 문제 기준으로는 제2종 접지공사가 정답입니다.)
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85. 변압기에 의하여 특고압전로에 결합되는 고압전로에는 사용전압의 몇 배 이하인 전압이 가하여진 경우에 방전하는 장치를 그 변압기의 단자에 가까운 1극에 설치하여야 하는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 66%)
  • 변압기에 의해 특고압전로와 결합되는 고압전로에는 이상전압 발생 시 보호를 위해 사용전압의 $3$배 이하의 전압이 가해진 경우 방전하는 장치를 변압기 단자에 가까운 1극에 설치해야 합니다.
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86. 수상전선로의 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 사용전압이 고압인 경우에는 클로로프렌 캡타이어 케이블을 사용한다.
  2. 수상전선로에 사용하는 부대(浮臺)는 쇠사슬 등으로 견고하게 연결한다.
  3. 고압 수상전선로에 지락이 생길 때를 대비하여 전로를 수동으로 차단하는 장치를 시설한다.
  4. 수상전선로의 전선은 부대의 아래에 지지하여 시설하고 또한 그 절연피복을 손상하지 아니하도록 시설한다.
(정답률: 59%)
  • 수상전선로의 안전한 유지를 위해 전선을 지지하는 부대는 쇠사슬 등으로 견고하게 연결하여 시설해야 합니다.

    오답 노트
    사용전압이 고압인 경우: 캡타이어 케이블 사용
    차단 장치: 수동이 아닌 자동 차단 장치 시설
    전선 위치: 부대의 아래가 아닌 위에 시설
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1

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87. 특고압 가공전선이 가공약전류 전선 등 저압 또는 고압의 가공전선이나 저압 또는 고압의 전차선과 제1차 접근상태로 시설되는 경우 60kV 이하 가공전선과 저고압 가공전선 등 또는 이들의 지지물이나 지주 사이의 이격거리는 몇 m 이상인가?

  1. 1.2
  2. 2
  3. 2.6
  4. 3.2
(정답률: 50%)
  • 특고압 가공전선과 저압 또는 고압 가공전선이 제1차 접근상태로 시설될 때, 전압 범위에 따른 이격거리를 적용합니다.
    60kV 이하(35kV 초과 60kV 이하)의 경우, 지지물이나 지주 사이의 이격거리는 $2\text{m}$이상이어야 합니다.
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88. 가공전선로의 지지물에는 취급자가 오르고 내리는데 사용하는 발판 볼트 등은 특별한 경우를 제외하고 지표상 몇 m 미만에는 시설하지 않아야 하는가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.0
  4. 2.2
(정답률: 71%)
  • 일반인이 함부로 지지물에 올라가는 것을 방지하기 위해, 발판 볼트 등은 성인의 평균 키를 고려하여 지표상 $1.8\text{m}$ 미만에는 시설하지 않아야 합니다.
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89. 특고압 가공전선과 가공약전류 전선 사이에 보호망을 시설하는 경우 보호망을 구성하는 금속선 상호 간의 간격은 가로 및 세로를 각각 몇 m 이하로 시설하여야 하는가?

  1. 0.75
  2. 1.0
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 43%)
  • 특고압 가공전선과 가공약전류 전선 사이에 설치하는 보호망의 금속선 상호 간 간격은 가로 및 세로 각각 $1.5\text{m}$이하로 시설해야 합니다.
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90. 옥내 고압용 이동전선의 시설기준에 적합하지 않은 것은?

  1. 전선은 고압용의 캡타이어케이블을 사용하였다.
  2. 전로에 지락이 생겼을 때에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하였다.
  3. 이동전선과 전기사용기계기구와는 볼트 조임 기타의 방법에 의하여 견고하에 접속하였다.
  4. 이동전선에 전기를 공급하는 전로의 중성극에 전용 개폐기 및 과전류차단기를 시설하였다.
(정답률: 55%)
  • 옥내 고압용 이동전선에 전기를 공급하는 전로에는 각 극에 전용 개폐기와 과전류 차단기를 시설해야 하지만, 중성극은 제외 대상입니다. 따라서 중성극에 시설한다는 설명은 적합하지 않습니다.
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91. 교통신호등의 시설기준에 관한 내용으로 틀린 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제어장치의 금속제 외함에는 제3종 접지공사를 한다.
  2. 교통신호등 회로의 사용전압은 300V 이하로 한다.
  3. 교통신호등 회로의 인하선은 지표상 2m 이상으로 시설한다.
  4. LED를 광원으로 사용하는 교통신호등의 설치는 KS C 7528 “LED 교통신호등”에 적합한 것을 사용한다.
(정답률: 73%)
  • 교통신호등 회로의 인하선 높이는 지표상 $2.5\text{m}$이상으로 시설해야 하므로, $2\text{m}$이상이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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92. 터널 안의 윗면, 교량의 아랫면 기타 이와 유사한 곳 또는 이에 인접하는 곳에 시설하는 경우 가공 직류 전차선의 레일면상의 높이는 몇 m 이상인가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 3
  2. 3.5
  3. 4
  4. 4.5
(정답률: 75%)
  • 가공 직류 전차선의 레일면상 높이 기준은 설치 장소에 따라 다릅니다.
    터널 및 교량의 경우 높이는 $3.5\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.


    오답 노트
    일반: $4.8\text{m}$
    전용부지: $4.4\text{m}$
    강색차선: $4\text{m}$
    광산 갱도: $1.8\text{m}$
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93. 사람이 상시 통행하는 터널 안 배선의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 사용전압은 저압에 한한다.
  2. 전로에는 터널의 입구에 가까운 곳에 전용 개폐기를 시설한다.
  3. 애자사용 공사에 의하여 시설하고 이를 노면상 2m 이상의 높이에 시설한다.
  4. 공칭단면적 2.5mm2 연동선과 동등 이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용한다.
(정답률: 61%)
  • 사람이 상시 통행하는 터널 안의 저압 배선을 애자사용 공사로 시설할 경우, 노면상 2.5m 이상의 높이에 시설해야 합니다.

    오답 노트
    노면상 2m 이상의 높이에 시설한다: 저압 기준 2.5m 이상이어야 하므로 틀린 설명입니다.
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94. 고압 가공전선이 교류 전차선과 교차하는 경우, 고압 가공전선으로 케이블을 사용하는 경우 이외에는 단면적 몇 mm2 이상의 경동연선(교류 전차선 등과 교차하는 부분을 포함하는 경간에 접속점이 없는 것에 한한다.)을 사용하여야 하는가?

  1. 14
  2. 22
  3. 30
  4. 38
(정답률: 42%)
  • 고압 가공전선이 교류 전차선과 교차하는 경우, 케이블을 사용하지 않을 때는 단면적 $38\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용하여 안전성을 확보해야 합니다.
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95. 1차측 3300V, 2차측 220V 인 변압기 전로의 절연내력 시험전압은 각각 몇 V에서 10분간 견디어야 하는가?

  1. 1차측 4950V, 2차측 500V
  2. 1차측 4500V, 2차측 400V
  3. 1차측 4125V, 2차측 500V
  4. 1차측 3300V, 2차측 400V
(정답률: 64%)
  • 변압기 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압에 따른 배율을 적용하며, 2차측은 최저 시험전압 기준을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $V_{test} = V_{max} \times \text{배율}$
    ② [숫자 대입]
    $1\text{차측} = 3300 \times 1.5$
    $2\text{차측} = \text{최저전압 } 500$
    ③ [최종 결과]
    $1\text{차측} = 4950\text{V}, 2\text{차측} = 500\text{V}$
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96. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 각도주(角度住)·분기주(分岐住) 등에서 혼촉(混觸)의 우려가 없도록 시설하는 경우는 제외한다.)

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 55%)
  • 가공전선을 동일 지지물에 병가 시설하는 경우, 고압 가공전선과 저압 가공전선 사이의 이격거리는 50cm 이상으로 시설해야 합니다.
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97. 중성선 다중접지식의 것으로서 전로에 지락이 생겼을 때 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있는 22.9kV 특고압 가공전선이 다른 특고압 가공전선과 접근하는 경우 이격거리는 몇 m 이상으로 하여야 하는가? (단, 양쪽이 나전선인 경우이다.)

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 35%)
  • KEC 기준에 따라 15kV 초과 25kV 이하의 특고압 가공전선로가 상호 간 접근 또는 교차할 때, 어느 한쪽 또는 양쪽이 나전선인 경우에는 1.5m 이상의 이격거리를 유지해야 합니다.
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98. 고압 또는 특고압 가공전선과 금속제외 울타리가 교차하는 경우 교차점과 좌, 우로 몇 m 이내에 개소에 제1종 접지공사를 하여야 하는가? (단, 전선에 케이블을 사용하는 경우는 제외한다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
(정답률: 72%)
  • 고압 또는 특고압 가공전선과 금속제 울타리가 교차하는 경우, 유도전압에 의한 위험을 방지하기 위해 교차점과 좌우 $45\text{m}$이내에 접지공사를 실시해야 합니다.
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99. 의료장소 중 그룹 1 및 그룹 2의 의료 IT 계통에 시설되는 전기설비의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 의료용 절연변압기의 정격출력은 10kVA이하로 한다.
  2. 의료용 절연변압기의 2차측 정격변압은 교류 250V 이하로 한다.
  3. 전원측에 강화절연을 한 의료용 절연변압기를 설치하고 그 2차측 전로는 접지한다.
  4. 절연감시장치를 설치하되 절연저항이 50kΩ 까지 감소하면 표시설비 및 음향설비로 경보를 발하도록 한다.
(정답률: 54%)
  • 의료 IT 계통의 시설기준에 관한 문제입니다. 의료 IT 계통은 환자의 안전을 위해 전원측에 강화절연을 한 절연변압기를 설치하지만, 그 2차측 전로는 접지하지 않는 비접지 방식으로 운용해야 합니다.

    오답 노트
    정격출력 10kVA 이하: 옳은 기준입니다.
    2차측 정격전압 교류 250V 이하: 옳은 기준입니다.
    절연저항 50k$\Omega$ 감소 시 경보: 옳은 기준입니다.
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100. 전력 보안통신 설비인 무선통신용 안테나를 지지하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 얼마 이상으로 해야 하는가?

  1. 0.5
  2. 0.9
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 63%)
  • 전력 보안통신 설비의 무선통신용 안테나 지지 목주에 적용되는 풍압하중 안전율은 규정상 1.5 이상으로 해야 합니다.
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