전기산업기사 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

전기산업기사 2020-08-22 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기산업기사 2020-08-22 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기산업기사
(2020-08-22 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 표의 ㉠, ㉡과 같은 단위로 옳게 나열한 것은?

  1. ㉠: H, ㉡: F
  2. ㉠: H/m, ㉡: F/m
  3. ㉠: F, ㉡: H
  4. ㉠: F/m, ㉡: H/m
(정답률: 67%)
  • 단위의 정의를 통해 ㉠과 ㉡을 찾는 문제입니다. 인덕턴스 $L$은 전압과 전류의 변화율의 비로 $\Omega \cdot \text{s}$ 단위를 가지며, 커패시턴스 $C$는 전하량과 전압의 비로 $\text{s}/\Omega$ 단위를 가집니다.
    따라서 $\Omega \cdot \text{s}$는 인덕턴스의 단위인 $\text{H}$이며, $\text{s}/\Omega$은 정전용량의 단위인 $\text{F}$입니다.
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2. 진공 중에 판간 거리가 d(m)인 무한 평판 도체 간의 전위차(V)는? (단, 각 평판 도체에는 면전하밀도 +σ(C/m2), -σ(C/m2)가 각각 분포되어 있다.)

  1. σd
  2. σ/ε0
  3. ε0σ/d
  4. σd/ε0
(정답률: 46%)
  • 무한 평판 도체 사이의 전계 세기는 면전하밀도를 유전율로 나눈 값이며, 전위차는 전계 세기에 판간 거리를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sigma}{\epsilon_{0}} d$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{\sigma}{\epsilon_{0}} d$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{\sigma d}{\epsilon_{0}}$
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3. 어떤 자성체 내에서의 자계의 세기가 800AT/m이고 자속밀도가 0.05Wb/m2일 때 이 자성체의 투자율은 몇 H/m인가?

  1. 3.25×10-5
  2. 4.25×10-5
  3. 5.25×10-5
  4. 6.25×10-5
(정답률: 63%)
  • 자속밀도는 투자율과 자계 세기의 곱으로 나타나므로, 투자율은 자속밀도를 자계 세기로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\mu = \frac{B}{H}$
    ② [숫자 대입] $\mu = \frac{0.05}{800}$
    ③ [최종 결과] $\mu = 6.25 \times 10^{-5}$
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4. 자기 인덕턴스의 성질을 설명으로 옳은 것은?

  1. 경우에 따라 정(+) 또는 부(-)의 값을 갖는다.
  2. 항상 정(+)의 값을 갖는다.
  3. 항상 부(-)의 값을 갖는다.
  4. 항상 0이다.
(정답률: 64%)
  • 자기 인덕턴스는 코일 자체의 성질로 인해 항상 정(+)의 값을 갖습니다.

    오답 노트
    경우에 따라 정(+) 또는 부(-)의 값을 갖는 것은 상호 인덕턴스에 대한 설명입니다.
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5. 자기회로에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, S는 자기회로의 단면적이다.)

  1. 자기저항의 단위는 H(Henry)의 역수이다.
  2. 자기저항의 역수를 퍼미언스(permeance)라고 한다.
  3. "자기저항= (자기회로의 단면을 통과하는 자속)/(자기회로의 총 기자력)"이다.
  4. 자속밀도 B가 모든 단면에 걸쳐 균일하다면 자기회로의 자속은 BS 이다.
(정답률: 62%)
  • 자기저항은 기자력을 자속으로 나눈 값으로 정의됩니다. 따라서 자기저항은 자기회로의 총 기자력을 자기회로의 단면을 통과하는 자속으로 나눈 값이어야 합니다.

    오답 노트
    자기저항의 단위는 $H^{-1}$이며, 이 역수를 퍼미언스라고 합니다. 또한 자속밀도 $B$가 균일할 때 자속 $\Phi = BS$가 성립합니다.
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6. 비유전율이 2.8인 유전체에서의 전속밀도가 D=3.0×10-7C/m2일 때 분극의 세기 P는 약 몇 C/m2인가?

  1. 1.93×10-7
  2. 2.93×10-7
  3. 3.50×10-7
  4. 4.07×10-7
(정답률: 54%)
  • 분극의 세기는 전속밀도에서 진공 중의 전속밀도를 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = D(1 - \frac{1}{\epsilon_{s}})$
    ② [숫자 대입] $P = 3.0 \times 10^{-7} \times (1 - \frac{1}{2.8})$
    ③ [최종 결과] $P = 1.93 \times 10^{-7}$
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7. 전계의 세기가 5×102(V/m)인 전계 중 8×10-8(C)의 전하가 놓일 때 전하가 받는 힘은 몇 N인가?

  1. 4×10-2
  2. 4×10-3
  3. 4×10-4
  4. 4×10-5
(정답률: 62%)
  • 전계 내에서 전하가 받는 힘은 전하량과 전계 세기의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = Q \times E$
    ② [숫자 대입] $F = 8 \times 10^{-8} \times 5 \times 10^{2}$
    ③ [최종 결과] $F = 4 \times 10^{-5}$
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8. 지름 2mm의 동선에 π(A)의 전류가 균일하게 흐를 때 전류밀도는 몇 A/m2인가?

  1. 103
  2. 104
  3. 105
  4. 106
(정답률: 45%)
  • 전류밀도는 단위 면적당 흐르는 전류의 양을 의미하며, 도체의 단면적을 구하여 전류를 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $J = \frac{I}{S} = \frac{I}{\pi r^2}$
    ② [숫자 대입] $J = \frac{\pi}{\pi \times (1 \times 10^{-3})^2}$
    ③ [최종 결과] $J = 10^6$
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9. 반지름이 a(m)인 도체구에 전하 Q(C)을 주었을 때, 구 중심에서 r(m) 떨어진 구 외부(r＞a)의 한 점에서의 전속밀도 D(C/m2)는?

  1. Q/4πa2
  2. Q/4πr2
  3. Q/4πεa2
  4. Q/4πεr2
(정답률: 50%)
  • 가우스 법칙에 의해 전하 $Q$가 있는 도체구 외부의 한 점에서의 전속밀도는 전하량을 해당 지점의 가상 구 표면적으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = \frac{Q}{4\pi r^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$D = \frac{Q}{4\pi r^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$D = \frac{Q}{4\pi r^{2}}$$
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10. 2Wb/m2인 평등 자계 속에 길이가 30cm인 도선이 자계와 직각 방향으로 놓여있다. 이 도선이 자계와 30°의 방향으로 30m/s의 속도로 이동할 때, 도체 양단에 유기되는 기전력(V)의 크기는?

  1. 3
  2. 9
  3. 30
  4. 90
(정답률: 58%)
  • 자계 속에서 도체가 이동할 때 발생하는 유기기전력의 크기를 구하는 문제입니다. 기전력은 자속밀도, 도체 길이, 이동 속도, 그리고 자계와 속도 방향 사이의 각도에 따라 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $e = B \cdot \ell \cdot v \cdot \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $e = 2 \cdot 0.3 \cdot 30 \cdot \sin30^\circ$
    ③ [최종 결과] $e = 9$
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11. 공기 중에 있는 무한 직선 도체에 전류 I(A)가 흐르고 있을 때 도체에서 r(m) 떨어진 점에서의 자속 밀도(Wb/m2)는?

  1. I/2πr
  2. 2μ0I
  3. μ0I/r
  4. μ0I/2πr
(정답률: 50%)
  • 무한 직선 도체에 전류가 흐를 때, 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 자계 강도 $H$에 투자율 $\mu_{0}$를 곱하여 자속 밀도 $B$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu_{0} \times \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $B = \frac{\mu_{0}I}{2\pi r}$
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12. 무한 평면 도체로부터 d(m)인 곳에 점전하 Q(C)가 있을 때 도체 표면상에 최대로 유도되는 전하밀도(C/m2)는?

(정답률: 38%)
  • 무한 평면 도체와 점전하 사이의 전하밀도는 영상전하법을 이용하여 계산하며, 도체 표면상에 최대로 유도되는 전하밀도는 다음과 같습니다.
    $$\rho = -\frac{Q}{2\pi d^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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13. 선간전압이 66000V인 2개의 평행 왕복 도선에 10kA의 전류가 흐르고 있을 때 도선 1m 마다 작용하는 힘의 크기는 몇 N/m인가? (단, 도선 간의 간격은 1m이다.)

  1. 1
  2. 10
  3. 20
  4. 200
(정답률: 51%)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 힘 $F$를 구하는 공식(암페어의 힘)을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{2 \times I^{2} \times 10^{-7}}{r}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2 \times (10 \times 10^{3})^{2} \times 10^{-7}}{1}$
    ③ [최종 결과] $F = 20$
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14. 무손실 유전체에서 평면 전자파의 전계 E와 자계 H사이 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 52%)
  • 무손실 유전체에서 전계 $E$와 자계 $H$의 비는 고유 임피던스 $\eta$와 같으며, 이는 투자율 $\mu$와 유전율 $\epsilon$의 관계로 결정됩니다. 이를 $H$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$H = \sqrt{\frac{\epsilon}{\mu}} E$$
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15. 대전 도체 표면의 전하밀도는 도체 표면의 모양에 따라 어떻게 되는가?

  1. 곡률이 작으면 작아진다.
  2. 곡률 반지름이 크면 커진다.
  3. 평면일 때 가장 크다.
  4. 곡률 반지름이 작으면 작다.
(정답률: 52%)
  • 도체 표면의 전하는 뾰족한 곳에 모이는 성질이 있습니다. 곡률이 크다는 것은 곡률 반지름이 작아 뾰족하다는 뜻이며, 이때 전하밀도가 가장 높습니다. 반대로 곡률이 작으면 곡률 반지름이 커서 뭉툭해지므로 전하밀도는 작아집니다.

    오답 노트
    곡률 반지름이 크면 커진다: 곡률 반지름이 크면 뭉툭하므로 전하밀도는 작아집니다.
    평면일 때 가장 크다: 가장 뾰족한 곳(곡률이 큰 곳)에서 전하밀도가 최대입니다.
    곡률 반지름이 작으면 작다: 곡률 반지름이 작으면 뾰족하므로 전하밀도는 커집니다.
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16. 1Ah의 전기량은 몇 C인가?

  1. 1/3600
  2. 1
  3. 60
  4. 3600
(정답률: 66%)
  • 전기량 $Q$는 전류 $I$와 시간 $t$의 곱으로 계산합니다. $1\text{Ah}$는 $1\text{A}$의 전류가 $1$시간($3600$초) 동안 흐른 양을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $Q = I \times t$
    ② [숫자 대입] $Q = 1 \times 3600$
    ③ [최종 결과] $Q = 3600$
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17. 강자성체가 아닌 것은?

  1. 철
  2. 구리
  3. 니켈
  4. 코발트
(정답률: 69%)
  • 강자성체는 외부 자기장에 의해 강하게 자화되는 물질로 철, 니켈, 코발트, 망간 등이 이에 해당합니다. 구리는 외부 자기장에 반하게 자화되는 반자성체입니다.

    오답 노트
    철, 니켈, 코발트: 대표적인 강자성체
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18. 맥스웰(Maxwell) 전자방정식의 물리적 의미중 틀린 것은?

  1. 자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 발생한다.
  2. 전도전류와 변위전류는 자계를 발생시킨다.
  3. 고립된 자극이 존재한다.
  4. 전하에서 전속선이 발산한다.
(정답률: 63%)
  • 맥스웰 방정식 중 $\text{div} B = 0$은 자속밀도의 발산이 0임을 의미하며, 이는 자석을 아무리 쪼개도 N극과 S극이 항상 쌍으로 존재하며 고립된 자극(자기 단극자)은 존재하지 않는다는 물리적 의미를 갖습니다.

    오답 노트
    자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 발생한다: $\text{rot} E = -\frac{\partial B}{\partial t}$에 의해 성립
    전도전류와 변위전류는 자계를 발생시킨다: $\text{rot} H = \sigma E + \frac{\partial D}{\partial t}$에 의해 성립
    전하에서 전속선이 발산한다: $\text{div} D = \rho$에 의해 성립
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19. 2㎌, 3㎌, 4㎌의 커패시터를 직렬로 연결하고 양단에 가한 전압을 서서히 상승시킬 때의 현상으로 옳은 것은? (단, 유전체의 재질 및 두께는 같다고 한다.)

  1. 2㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다.
  2. 3㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다.
  3. 4㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다.
  4. 3개의 커패시터가 동시에 파괴된다.
(정답률: 70%)
  • 커패시터를 직렬로 연결하면 모든 커패시터에 동일한 전하량 $Q$가 축적됩니다. 이때 전압 $V = Q/C$ 관계에 의해 정전용량 $C$가 가장 작은 커패시터에 가장 높은 전압이 걸리게 되므로, $2\mu F$의 커패시터가 가장 먼저 절연 파괴됩니다.
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20. 패러데이관의 밀도와 전속밀도는 어떠한 관계인가?

  1. 동일하다.
  2. 패러데이관의 밀도가 항상 높다.
  3. 전속밀도가 항상 높다.
  4. 항상 틀리다.
(정답률: 63%)
  • 패러데이관의 밀도는 단위 면적당 통과하는 전속의 수인 전속밀도와 그 정의가 동일하므로 두 값은 서로 같습니다.
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2과목: 전력공학

21. 수전용 변전설비의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느 것에 의하여 정하는가?

  1. 수전전력과 부하율
  2. 수전계약용량
  3. 공급측 전원의 단락용량
  4. 부하설비용량
(정답률: 55%)
  • 수전설비 1차측 차단기는 전원측(공급측)에서 사고가 발생했을 때 흐르는 최대 전류를 차단해야 하므로, 공급측 전원의 단락용량을 기준으로 용량을 결정합니다.
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22. 어떤 발전소의 유효 낙차가 100m이고, 사용 수량이 10m3/s일 경우 이 발전소의 이론적인 출력(kW)은?

  1. 4900
  2. 9800
  3. 10000
  4. 14700
(정답률: 61%)
  • 수력 발전소의 이론적 출력은 물의 밀도와 중력가속도를 고려한 상수 9.8에 유량과 유효 낙차를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 9.8 \times Q \times H$
    ② [숫자 대입] $P = 9.8 \times 10 \times 100$
    ③ [최종 결과] $P = 9800$
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23. 피뢰기의 제한전압이란?

  1. 상용주파전압에 대한 피뢰기의 충격방전 개시 전압
  2. 충격파 침입 시 피뢰기의 충격방전 개시전압
  3. 피뢰기가 충격파 방전 종료 후 언제나 속류를 확실히 차단할 수 있는 상용주파 최대전압
  4. 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압
(정답률: 48%)
  • 제한전압은 피뢰기가 동작하여 충격파 전류가 흐르고 있을 때, 피뢰기 단자 사이에 나타나는 전압을 의미합니다.

    오답 노트
    상용주파전압에 대한 충격방전 개시 전압은 피뢰기의 정격전압에 대한 설명입니다.
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24. 발전기의 정태 안정 극한전력이란?

  1. 부하가 서서히 증가할 때의 극한전력
  2. 부하가 갑자기 크게 변동할 때의 극한전력
  3. 부하가 갑자기 사고가 났을 때의 극한전력
  4. 부하가 변하지 않을 때의 극한전력
(정답률: 57%)
  • 정태 안정도는 부하가 서서히 증가할 때 발전기가 동기화를 유지하며 안정적으로 운전될 수 있는 능력을 의미합니다.

    오답 노트
    부하가 갑자기 크게 변동하거나 사고가 났을 때의 안정도는 과도 안정도에 해당합니다.
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25. 3상으로 표준전압 3kV, 용량 600kW, 역률 0.85로 수전하는 공장의 수전회로에 시설할 계기용 변류기의 변류비로 적당한 것은? (단, 변류기의 2차 전류는 5A이며, 여유율은 1.5배로 한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 32%)
  • 3상 전력 공식을 이용하여 부하 전류를 구한 뒤, 여유율을 곱해 계기용 변류기(CT)의 1차 전류를 결정하고 이를 2차 정격전류로 나누어 변류비를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $CT = \frac{\frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos\theta} \times \text{여유율}}{5}$
    ② [숫자 대입] $CT = \frac{\frac{600}{\sqrt{3} \times 3 \times 0.85} \times 1.5}{5}$
    ③ [최종 결과] $CT = 40.74 \approx 40$
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26. 30000kW의 전력을 50km 떨어진 지점에 송전하려고 할 때 송전전압(kV)은 약 얼마인가? (단, still식에 의하여 산정한다.)

  1. 22
  2. 33
  3. 66
  4. 100
(정답률: 40%)
  • 송전전압을 산정하는 Still 식을 사용하여 거리와 송전전력을 대입해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = 5.5 \sqrt{0.6l + \frac{P}{100}}$
    ② [숫자 대입] $V = 5.5 \sqrt{0.6 \times 50 + \frac{30000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $V = 99.91$
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27. 다음 중 전력선에 의한 통신선의 전자유도장해의 주된 원인?

  1. 전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량
  2. 전력선의 불충분한 연가
  3. 전력선의 1선 지락 사고 등에 의한 영상전류
  4. 통신선 전압보다 높은 전력선의 전압
(정답률: 54%)
  • 통신선 유도장해 중 전자유도장해는 전력선에 흐르는 영상전류와 작용 인덕턴스에 의해 발생합니다.

    오답 노트
    전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량: 정전유도장해의 원인
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28. 조상설비가 있는 발전소 측 변전소에서 주변압기로 주로 사용되는 변압기는?

  1. 강압용 변압기
  2. 단권 변압기
  3. 3권선 변압기
  4. 단상 변압기
(정답률: 52%)
  • 조상설비가 있는 발전소에서는 무효전력을 조정하기 위해 제3권선이 필요한 3권선 변압기를 주로 사용합니다. 이 변압기는 제3권선을 통해 소내 보조 전력을 공급하거나 델타 결선을 통해 제3고조파를 제거할 수 있는 장점이 있습니다.
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29. 3상 1회선의 송전선로에 3상 전압을 가해 충전할 때 선에 흐르는 충전전류는 30A, 또 3선을 일괄하여 이것과 대지사이에 상전압을 가하여 충전시켰을 때 전 충전전류는 60A가 되었다. 이 선로의 대지정전용량과 선간정전용량의 비는? (단, 대지정전용량= Cs, 선간정전용량= Cm이다.)

(정답률: 43%)
  • 3상 전압 인가 시의 충전전류는 대지정전용량과 선간정전용량의 합에 비례하며, 3선을 일괄하여 상전압을 가하면 선간정전용량의 영향이 사라지고 대지정전용량의 3배에 해당하는 전류가 흐릅니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I_{c1}}{I_{c2}} = \frac{C_s + 3C_m}{3C_s}$
    ② [숫자 대입] $\frac{30}{60} = \frac{1}{3} + \frac{C_m}{C_s}$
    ③ [최종 결과] $\frac{C_m}{C_s} = \frac{1}{6}$
    따라서 정답은 입니다.
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30. 전력 사용의 변동 상태를 알아보기 위한 것으로 가장 적당한 것은?

  1. 수용률
  2. 부등률
  3. 부하율
  4. 역률
(정답률: 45%)
  • 부하율은 일정 기간 동안의 평균 전력이 최대 전력에 대해 어느 정도인지를 나타내는 지표로, 전력 사용의 변동 상태를 파악하는 데 가장 적당합니다.
    $$\text{부하율} = \frac{\text{평균전력}}{\text{최대전력}} \times 100 [\%]$$
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31. 단상 교류회로에 3150/210V의 승압기를 80kW, 역률 0.8인 부하에 접속하여 전압을 상승시키는 경우 약 몇 kVA의 승압기를 사용하여야 적당하가? (단, 전원전압은 2900V이다.)

  1. 3.6
  2. 5.5
  3. 6.8
  4. 10
(정답률: 36%)
  • 승압기 용량은 승압 후의 2차 전류와 승압기 자체의 정격 전압의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W_2 = e_2 \times \frac{P}{E_2 \times \cos \theta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$W_2 = 210 \times \frac{80 \times 10^3}{2900 \times (1 + \frac{210}{3150}) \times 0.8}$$
    ③ [최종 결과]
    $$W_2 = 6.8 \text{ kVA}$$
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32. 철탑의 접지저항이 커지면 가장 크게 우려되는 문제점은?

  1. 정전 유도
  2. 역섬락 발생
  3. 코로나 증가
  4. 차폐각 증가
(정답률: 61%)
  • 철탑의 접지저항이 크면 뇌격 시 탑각의 전위가 상승하여, 전선에서 탑각으로 섬락이 일어나는 것이 아니라 탑각에서 전선으로 섬락이 발생하는 역섬락 현상이 우려됩니다. 따라서 접지저항을 최대한 작게 유지해야 합니다.
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33. 역률 0.8(지상), 480kW 부하가 있다. 전력용 콘덴서를 설치하여 역률을 개선하고자 할 때 콘덴서 220kVA를 설치하면 역률은 몇 %로 개선되는가?

  1. 82
  2. 85
  3. 90
  4. 96
(정답률: 48%)
  • 전력용 콘덴서 설치 후의 개선 역률은 기존 무효전력에서 콘덴서 용량을 뺀 새로운 무효전력을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\cos \theta' = \frac{P}{\sqrt{P^2 + (P \tan \theta - Q_c)^2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\cos \theta' = \frac{480}{\sqrt{480^2 + (480 \times \frac{0.6}{0.8} - 220)^2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\cos \theta' = 0.96$$
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34. 화력발전소에서 탈기기를 사용하는 주 목적은?

  1. 급수 중에 함유된 산소 등의 분리 제거
  2. 보일러 관벽의 스케일 부착 방지
  3. 급수중에 포함된 염류의 제거
  4. 연소용 공기의 예열
(정답률: 58%)
  • 탈기기는 급수 중에 용해되어 있는 산소($O_2$)나 이산화탄소($CO_2$) 등의 불응축 가스를 분리 제거하여 보일러 관의 부식을 방지하는 장치입니다.
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35. 변류기를 개방할 때 2차측을 단락하는 이유는?

  1. 1차측 과전류 보호
  2. 1차측 과전압 방지
  3. 2차측 과전류 보호
  4. 2차측 절연 보호
(정답률: 55%)
  • 변류기(CT)의 2차측을 개방하면 1차 전류가 모두 여자 전류가 되어 철심이 포화되고, 2차측에 매우 높은 과전압이 유도됩니다. 이로 인해 2차측 절연 보호를 위해 반드시 단락시켜야 합니다.

    오답 노트
    1차측 과전압 방지: 변압기(PT)의 경우 2차측을 개방하여 과전류를 방지하는 것과 혼동 주의
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36. ( ) 안에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠: 손실율, ㉡: 발열량, ㉢: 물, ㉣: 차
  2. ㉠: 열효율, ㉡: 전력량, ㉢: 연료, ㉣: 비
  3. ㉠: 발전량, ㉡: 증기량, ㉢: 연료, ㉣: 결과
  4. ㉠: 연료소비율, ㉡: 증기량, ㉢: 물, ㉣: 차
(정답률: 61%)
  • 화력발전소의 열효율은 발전된 전력량을 열량으로 환산한 값과 이를 위해 소비된 연료의 보유열량 사이의 비를 의미합니다.
    발전기 열효율 공식은 다음과 같습니다.
    $$\text{열효율} = \frac{860 \times W}{B \times H}$$
    여기서 $W$는 발전 전력량, $B$는 연료량, $H$는 연료 발열량을 나타냅니다.
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37. 다음 중 전압강하의 정도를 나타내는 식으로 옳지 않은 것은? (단, ES는 송전단전압, ER은 수전단전압이다.)

(정답률: 53%)
  • 전압강하율은 송전단 전압과 수전단 전압의 차이를 송전단 전압으로 나눈 비율을 의미합니다. 따라서 두 전압의 합을 이용한 식은 전압강하의 정의에 어긋나므로 옳지 않습니다.

    오답 노트
    $$\frac{E_S + E_R}{E_S} \times 100\%$$ : 전압의 차가 아닌 합을 사용했으므로 잘못된 식입니다.
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38. 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상과 관련된 것은?

  1. 페란티 효과
  2. 표피 효과
  3. 근접 효과
  4. 도플러 효과
(정답률: 62%)
  • 경부하 또는 무부하 시 선로의 정전용량(충전용량)으로 인해 진상 전류가 흐르면서 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 페란티 효과라고 합니다. 이를 방지하기 위해 분로 리액터를 설치합니다.
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39. 송전선로의 중성점을 접지하는 목적으로 가장 알맞은 것은?

  1. 전선량의 절약
  2. 송전용량의 증가
  3. 전압강하의 감소
  4. 이상 전압의 경감 및 발생 방지
(정답률: 63%)
  • 송전선로의 중성점을 접지하는 가장 주된 목적은 계통의 전위 상승을 억제하여 이상 전압의 경감 및 발생을 방지함으로써 설비를 보호하기 위함입니다.
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40. 송전선로에서 4단자정수 A, B, C, D사이의 관계는?

  1. BC-AD=1
  2. AC-BD=1
  3. AB-CD=1
  4. AD-BC=1
(정답률: 62%)
  • 송전선로의 4단자 정수 $A, B, C, D$ 사이에는 항상 성립하는 불변의 관계식이 존재하며, 이는 $AD-BC=1$ 입니다. 회로 이론에서도 중요하게 다뤄지는 공식이므로 반드시 암기하시기 바랍니다.
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3과목: 전기기기

41. 돌극형 동기발전기에서 직축 리액턴스 Xd와 횡축 리액턴스 Xq는 그 크기 사이에 어떤 관계가 있는가?

  1. Xd = Xq
  2. Xd > Xq
  3. Xd < Xq
  4. 2Xd = Xq
(정답률: 54%)
  • 돌극형 동기발전기는 구조적 특성상 직축(d축)의 리액턴스가 횡축(q축)의 리액턴스보다 크게 나타납니다.

    오답 노트
    $X_d = X_q$: 비돌극형 발전기의 특징
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42. 어떤 정류기의 출력전압 평균값이 2000V이고, 맥동률이 3%이면 교류분은 몇 V 포함되어 있는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 60
  4. 70
(정답률: 58%)
  • 맥동률은 직류분(평균값)에 대한 교류분의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $V_{ac} = V_{dc} \times \text{맥동률}$
    ② [숫자 대입] $V_{ac} = 2000 \times 0.03$
    ③ [최종 결과] $V_{ac} = 60$
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43. 직류기에서 전류용량이 크고 저전압 대전류에 가장 적합한 브러시 재료는?

  1. 탄소질
  2. 금속 탄소질
  3. 금속 흑연질
  4. 전기 흑연질
(정답률: 52%)
  • 브러시 재료는 접촉저항에 따라 용도가 결정됩니다. 금속 흑연질 브러시는 접촉저항이 낮아 대전류 및 고속기에 적합합니다.

    오답 노트
    탄소질: 접촉저항이 높아 저전류, 저속기에 사용
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44. 동기발전기 종류 중 회전계자형의 특징으로 옳은 것은?

  1. 고주파 발전기에 사용
  2. 극소용량, 특수용으로 사용
  3. 소요전력이 크고 기구적으로 복잡
  4. 기계적으로 튼튼하여 가장 많이 사용
(정답률: 59%)
  • 회전계자형은 계자가 회전하고 전기자가 고정된 구조로, 고전압이 유기되는 전기자가 고정되어 있어 절연이 용이하고 기계적으로 튼튼하여 가장 널리 사용됩니다.
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45. 전압비 a인 단상변압기 3대를 1차 △결선, 2차 Y결선으로 하고 1차에 선간전압 V(V)를 가했을 때 무부하 2차 선간전압(V)은?

  1. V/a
  2. a/V
  3. √3∙V/a
  4. √3∙a/v
(정답률: 51%)
  • 1차 $\Delta$결선에서는 선간전압과 상전압이 같고, 2차 Y결선에서는 선간전압이 상전압의 $\sqrt{3}$배가 되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V_{2L} = \sqrt{3} \times \frac{V_{1L}}{a}$
    ② [숫자 대입] $V_{2L} = \sqrt{3} \times \frac{V}{a}$
    ③ [최종 결과] $V_{2L} = \frac{\sqrt{3}V}{a}$
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46. 단상 및 3상 유도전압조정기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 3상 유도전압조정기에는 단락권선이 필요 없다.
  2. 3상 유도전압조정기의 1차, 2차 전압은 동상이다.
  3. 단락권선은 단상 및 3상 유도전압조정기 모두 필요하다.
  4. 단상 유도전압조정기의 기전력은 회전자계에 의해 유도된다.
(정답률: 38%)
  • 3상 유도전압조정기는 회전자계를 이용하므로 단상과 달리 단락권선이 필요하지 않습니다.

    오답 노트
    단상 유도전압조정기는 교번자계를 이용하며 단락코일이 반드시 필요합니다. 또한 3상 유도전압조정기는 1차와 2차 전압 사이에 위상차가 존재합니다.
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47. 12극과 8극인 2개의 유도전동기를 종속법에 의한 직렬접속법으로 속도제어할 때 전원주파수가 60Hz인 경우 무부하 속도 No는 몇 rps인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 200
  4. 360
(정답률: 39%)
  • 종속법 직렬접속 시 전체 극수는 각 전동기 극수의 합으로 계산하며, 무부하 속도는 동기 속도와 같습니다. 문제에서 요구하는 단위가 rps(초당 회전수)이므로 rpm 결과값을 60으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{P \times 60}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{(12 + 8) \times 60}$
    ③ [최종 결과] $N = 6$
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48. 인버터에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직류를 교류로 변환
  2. 교류를 교류로 변환
  3. 직류를 직류로 변환
  4. 교류를 직류로 변환
(정답률: 64%)
  • 인버터(Inverter)는 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하는 전력 변환 장치입니다.

    오답 노트
    교류를 직류로 변환하는 것은 컨버터, 직류를 직류로 변환하는 것은 초퍼, 교류를 교류로 변환하는 것은 사이클로 컨버터입니다.
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49. 직류전동기의 역기전력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 역기전력은 속도에 비례한다.
  2. 역기전력은 회전방향에 따라 크기가 다르다.
  3. 역기전력이 증가할수록 전기자 전류는 감소한다.
  4. 부하가 걸려 있을 때에는 역기전력은 공급전압보다 크기가 작다.
(정답률: 42%)
  • 역기전력은 자속과 회전속도에 비례하며, 회전 방향이 바뀌어도 크기는 동일하게 유지됩니다.

    오답 노트
    역기전력 $E_c = V - I_a R_a$ 관계에 의해, 공급전압 $V$와 저항 $R_a$가 일정할 때 역기전력이 증가하면 전기자 전류 $I_a$는 감소하며, 부하 시에는 항상 공급전압보다 작습니다.
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50. 유도전동기의 실부하법에서 부하로 쓰이지 않는 것은?

  1. 전동발전기
  2. 전기동력계
  3. 프로니 브레이크
  4. 손실을 알고 있는 직류발전기
(정답률: 38%)
  • 유도전동기의 실부하법에서는 전기동력계, 프로니 브레이크, 손실을 알고 있는 직류발전기 등을 부하로 사용하여 성능을 측정합니다.

    오답 노트
    전동발전기: 실제 부하 측정 시 효율 및 구성 문제로 사용되지 않습니다.
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51. 직류기의 구조가 아닌 것은?

  1. 계자 권선
  2. 전기자 권선
  3. 내철형 철심
  4. 전기자 철심
(정답률: 58%)
  • 직류기는 계자 권선, 전기자 권선, 전기자 철심 등으로 구성됩니다.

    오답 노트
    내철형 철심: 변압기의 구조적 특징입니다.
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52. 30kW의 3상 유도전동기에 전력을 공급할 때 2대의 단상변압기를 사용하는 경우 변압기의 용량은 약 몇 kVA인가? (단, 전동기의 역률과 효율은 각각 84%, 86%이고 전동기 손실은 무시한다.)

  1. 17
  2. 24
  3. 51
  4. 72
(정답률: 38%)
  • 3상 유도전동기에 단상변압기 2대를 V결선으로 공급할 때, 전동기의 출력, 역률, 효율을 고려하여 변압기 1대의 용량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\text{출력}}{\text{역률} \times \text{효율} \times \sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{30}{0.84 \times 0.86 \times \sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $P = 23.95 \approx 24\text{ kVA}$
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53. 3상, 6극, 슬롯 수 54의 동기발전기가 있다. 어떤 전기자 코일의 두 변이 제1슬롯과 제8슬롯에 들어있다면 단절권 계수는 약 얼마인가?

  1. 0.9397
  2. 0.9567
  3. 0.9837
  4. 0.9117
(정답률: 40%)
  • 단절권 계수는 코일 간격과 극 간격의 비율을 이용하여 계산하며, 주어진 슬롯 수와 극 수를 통해 베타 값을 구한 뒤 사인 함수에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $k_{p} = \sin(\frac{\beta \pi}{2})$ (단, $\beta = \frac{\text{코일간격}}{\text{극간격}}$)
    ② [숫자 대입] $k_{p} = \sin(\frac{\frac{7}{9} \times 180^{\circ}}{2})$
    ③ [최종 결과] $k_{p} = 0.9397$
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54. 부흐홀츠 계전기로 보호되는 기기는?

  1. 변압기
  2. 발전기
  3. 유도전동기
  4. 회전변류기
(정답률: 56%)
  • 부흐홀츠 계전기는 변압기 내부에서 발생하는 가스나 유류의 급격한 흐름을 감지하여 기계적 고장을 보호하는 장치입니다.
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55. 변압기의 효율이 가장 좋을 때의 조건은?

  1. 철손 = 동손
  2. 철손 = 1/2동손
  3. 1/2철손 = 동손
  4. 철손 = 2/3동손
(정답률: 61%)
  • 변압기의 효율이 최대가 되기 위해서는 고정손인 철손과 부하에 따라 변하는 가변손인 동손이 서로 같아야 합니다.
    $$P_{i} = P_{c}$$
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56. 직류전동기 중 부하가 변하면 속도가 심하게 변하는 전동기는?

  1. 분권 전동기
  2. 직권 전동기
  3. 차동 복권 전동기
  4. 가동 복권 전동기
(정답률: 50%)
  • 직권 전동기는 전기자 전류가 곧 계자 전류가 되어 자속이 부하 전류에 비례합니다. 이로 인해 부하가 변하면 속도가 매우 심하게 변하는 특성이 있어 벨트 운전 시 위험합니다.
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57. 1차 전압 6900V, 1차 권선 3000회, 권수비 20의 변압기가 60Hz에 사용할 때 철심의 최대 자속(Wb)은?

  1. 0.76×10-4
  2. 8.63×10-3
  3. 80×10-3
  4. 90×10-3
(정답률: 52%)
  • 변압기의 유도기전력 공식을 이용하여 최대 자속을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{E}{4.44 f N}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{6900}{4.44 \times 60 \times 3000}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 8.63 \times 10^{-3}$ Wb
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58. 표면을 절연 피막처리 한 규소강판을 성층하는 이유로 옳은 것은?

  1. 절연성을 높이기 위해
  2. 히스테리시스손을 작게 하기 위해
  3. 자속을 보다 잘 통하게 하기 위해
  4. 와전류에 의한 손실을 작게 하기 위해
(정답률: 47%)
  • 규소강판을 사용하는 것은 히스테리시스손을 줄이기 위함이며, 이를 얇게 성층(겹겹이 쌓음)하는 것은 와전류(와류손)에 의한 손실을 줄이기 위한 조치입니다.

    오답 노트
    히스테리시스손을 작게 하기 위해: 규소강판 재질 자체의 특성 때문입니다.
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59. 단상 유도전동기 중 기동토크가 가장 작은 것은?

  1. 반발 기동형
  2. 분상 기동형
  3. 쉐이딩 코일형
  4. 커패시티 기동형
(정답률: 55%)
  • 단상 유도전동기의 기동토크 크기를 비교하면 반발 기동형 > 콘덴서 기동형 > 분상 기동형 > 쉐이딩 코일형 순입니다. 따라서 쉐이딩 코일형이 기동토크가 가장 작습니다.
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60. 동기기의 전기자 권선법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 중권
  2. 2층권
  3. 분포권
  4. 환상권
(정답률: 52%)
  • 동기기의 전기자 권선법에는 중권, 파권, 분포권, 2층권 등이 사용됩니다.
    환상권은 동기기가 아닌 직류기의 전기자 권선법에 해당하므로 적합하지 않습니다.

    오답 노트
    중권, 2층권, 분포권: 동기기 권선법에 해당함
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4과목: 회로이론

61. 에서 모든 초기 값을 0으로 하고 라플라스 변환했을 때 I(s)는? (단, I(s), Ei(s)는 i(t), ei(t)를 라플라스 변환한 것이다.)

(정답률: 50%)
  • 제시된 회로 방정식 $e_{i}(t) = Ri(t) + L\frac{di(t)}{dt} + \frac{1}{C}\int i(t)dt$를 라플라스 변환하여 $I(s)$에 대해 정리합니다.
    ① [기본 공식] $E_{i}(s) = I(s)(R + sL + \frac{1}{sC})$
    ② [숫자 대입] $I(s) = \frac{E_{i}(s)}{R + sL + \frac{1}{sC}} = \frac{sC E_{i}(s)}{s^{2}LC + RCs + 1}$
    ③ [최종 결과] $\frac{Cs E_{i}(s)}{LCs^{2} + RCs + 1}$
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62. 기본파의 30%인 제3고조파와 기본파의 20%인 제5고조파를 포함하는 전압의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 0.31
  3. 0.36
  4. 0.42
(정답률: 50%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 전 고조파 실효값의 비로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{\sum V_{n}^{2}}}{V_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{0.3^{2} + 0.2^{2}}}{1}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = 0.36$
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63. 3상 회로의 대칭분 전압이 V0=-8+j3(V), V1=6-j8(V), V2=8+j12(V)일 때 a상의 전압(V)은? (단, V0는 영상분, V1은 정상분, V2는 역상분 전압이다.)

  1. 5-j6
  2. 5+j6
  3. 6-j7
  4. 6+j7
(정답률: 52%)
  • 대칭 좌표법에 의해 a상의 전압은 영상분, 정상분, 역상분 전압의 합으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{a} = V_{0} + V_{1} + V_{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{a} = (-8 + j3) + (6 - j8) + (8 + j12)$
    ③ [최종 결과] $V_{a} = 6 + j7$
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64. 어느 회로에 V=120+j90(V)의 전압을 인가하면 I=3+j4(A)의 전류가 흐른다. 이 회로의 역률은?

  1. 0.92
  2. 0.94
  3. 0.96
  4. 0.98
(정답률: 48%)
  • 복소전력 $S$는 전압 $\mathbf{V}$와 전류의 공액복소수 $\mathbf{I}^*$의 곱으로 정의하며, 역률은 피상전력에 대한 유효전력의 비율로 계산합니다.
    전류 $\mathbf{I} = 3 + j4$의 공액복소수는 $\mathbf{I}^* = 3 - j4$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$S = \mathbf{V} \times \mathbf{I}^* = P + jQ$$
    ② [숫자 대입]
    $$S = (120 + j90)(3 - j4) = 360 - j480 + j270 - j^2 360 = 720 - j210$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{역률} = \frac{P}{|S|} = \frac{720}{\sqrt{720^2 + (-210)^2}} = \frac{720}{750} = 0.96$$
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65. 2단자 회로망에 단상 100V의 전압을 가하면 30A의 전류가 흐르고 1.8kW의 전력이 소비된다. 이 회로망과 병렬로 커패시터를 접속하여 합성 역률을 100%로 하기 위한 용량성 리액턴스는 약 몇 Ω인가?

  1. 2.1
  2. 4.2
  3. 6.3
  4. 8.4
(정답률: 38%)
  • 합성 역률을 $100\%$로 만들기 위해서는 부하의 무효전력을 완전히 상쇄하는 용량성 리액턴스를 병렬로 연결해야 합니다.
    먼저 피상전력 $P_a$와 유효전력 $P$를 통해 무효전력 $P_r$을 구한 뒤, 리액턴스 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$X_c = \frac{V^2}{\sqrt{(V I)^2 - P^2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$X_c = \frac{100^2}{\sqrt{(100 \times 30)^2 - 1800^2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$X_c = 4.2\Omega$$
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66. 22kVA의 부하가 0.8의 역률로 운전될 때 이 부하의 무효전력(kvar)은?

  1. 11.5
  2. 12.3
  3. 13.2
  4. 14.5
(정답률: 46%)
  • 피상전력 $P_a$와 역률 $\cos\theta$가 주어졌을 때, 무효전력 $P_r$은 $\sin\theta$를 이용하여 계산합니다.
    $$\sin\theta = \sqrt{1 - \cos^2\theta}$$
    ① [기본 공식]
    $$P_r = P_a \times \sqrt{1 - \cos^2\theta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_r = 22 \times \sqrt{1 - 0.8^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_r = 13.2\text{kvar}$$
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67. 어드미턴스 Y(℧)로 표현된 4단자 회로망에서 4단자 정수 행렬 T는? (단, )

(정답률: 47%)
  • 제시된 회로는 어드미턴스 $Y$ 하나가 병렬로 연결된 단일 소자 4단자망입니다. 병렬 회로에서 전압 $V_1 = V_2$이며, 입력 전류 $I_1$은 출력 전류 $I_2$와 어드미턴스 $Y$로 흐르는 전류의 합($V_1 Y$)과 같습니다.
    이를 행렬식 $\begin{bmatrix} V_1 \\ I_1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} A & B \\ C & D \end{bmatrix} \begin{bmatrix} V_2 \\ I_2 \end{bmatrix}$에 대입하면 $A=1, B=0, C=Y, D=1$이 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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68. 회로에서 10Ω의 저항에 흐르는 전류(A)는?

  1. 8
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 55%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 각 전원별로 $10\Omega$ 저항에 흐르는 전류를 합산합니다.
    1. $10\text{A}$ 전류원 기준: 전압원 단락, 나머지 전류원 개방 $\rightarrow 10\text{A}$ 흐름
    2. $10\text{V}$ 전압원 기준: 전류원 개방 $\rightarrow$ 전류 흐르지 않음
    3. $2\text{A}$ 전류원 기준: 전압원 단락, 나머지 전류원 개방 $\rightarrow 2\text{A}$ 흐름
    4. $3\text{A}$ 전류원 기준: 전압원 단락, 나머지 전류원 개방 $\rightarrow 3\text{A}$ 흐름
    따라서 전체 전류는 다음과 같습니다.
    $$I = 10 + 2 + 3$$
    $$I = 15\text{A}$$
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69. 10Ω의 저항 5개를 접속하여 얻을 수 있는 합성저항 중 가장 적은 값은 몇 Ω인가?

  1. 10
  2. 5
  3. 2
  4. 0.5
(정답률: 58%)
  • 동일한 저항을 연결할 때 합성저항이 가장 작아지는 경우는 모든 저항을 병렬로 연결했을 때입니다.
    ① [기본 공식] $R_{total} = \frac{R}{n}$
    ② [숫자 대입] $R_{total} = \frac{10}{5}$
    ③ [최종 결과] $R_{total} = 2$
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70. 동일한 용량 2대의 단상 변압기를 V결선하여 3상으로 운전하고 있다. 단상 변압기 2대의 용량에 대한 3상 V 결선시 변압기 용량의 비인 변압기 이용률은 약 몇 % 인가?

  1. 57.7
  2. 70.7
  3. 80.1
  4. 86.6
(정답률: 50%)
  • V결선 시 변압기 이용률은 단상 변압기 2대의 용량 합계에 대한 3상 출력 용량의 비율을 의미하며, 이론적으로 $\frac{\sqrt{3}}{2}$의 값을 가집니다.
    ① [기본 공식] $\text{이용률} = \frac{\sqrt{3}}{2} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{이용률} = 0.866 \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{이용률} = 86.6$
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71. 4단자 회로망에서의 영상 임피던스(Ω)는?

  2. - 1
  3. 1
  4. 0
(정답률: 44%)
  • 주어진 회로는 대칭 4단자망으로, 영상 임피던스는 $Z_0 = \sqrt{\frac{B}{C}}$ 공식을 사용합니다. 여기서 $B$는 직렬 임피던스들의 조합으로 계산되며, $Z_1 = j100\Omega$, $Z_2 = j100\Omega$, $Z_3 = -j50\Omega$일 때 $B = \frac{Z_1 Z_2 + Z_2 Z_3 + Z_1 Z_3}{Z_3}$가 됩니다.
    $$B = \frac{(j100)(j100) + (j100)(-j50) + (j100)(-j50)}{-j50} = \frac{-10000 + 5000 + 5000}{-j50} = 0$$
    따라서 $B=0$이므로 영상 임피던스 $Z_0$는 0이 됩니다.
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72. i(t)=3√2sin(377t-30°) (A)의 평균값은 약 몇 A인가?

  1. 1.35
  2. 2.7
  3. 4.35
  4. 5.4
(정답률: 41%)
  • 정현파 교류의 평균값은 최대값에 $\frac{2}{\pi}$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I_{avg} = I_{max} \times \frac{2}{\pi}$
    ② [숫자 대입] $I_{avg} = 3\sqrt{2} \times \frac{2}{\pi}$
    ③ [최종 결과] $I_{avg} = 2.7$
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73. 20Ω과 30Ω의 병렬회로에서 20Ω에 흐르는 전류가 6A이라면 전체 전류 I(A)는?

  1. 3
  2. 4
  3. 9
  4. 10
(정답률: 46%)
  • 병렬회로에서는 모든 가지에 걸리는 전압이 동일하다는 원리를 이용합니다. 먼저 $20\Omega$ 저항에 흐르는 전류로 회로 전압을 구한 뒤, $30\Omega$ 저항에 흐르는 전류를 찾아 합산합니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times R, \quad I_{total} = I_1 + I_2$
    ② [숫자 대입] $V = 6 \times 20 = 120\text{V}, \quad I_2 = \frac{120}{30} = 4\text{A}$
    ③ [최종 결과] $I = 6 + 4 = 10\text{A}$
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74. 의 라플라스 역변환은?

  1. αeAt
  2. Aeαt
  3. αe-At
  4. Ae-αt
(정답률: 50%)
  • 주어진 주파수 함수 $F(s) = \frac{A}{\alpha + s}$를 시간 함수 $f(t)$로 변환하는 라플라스 역변환 문제입니다. 상수 $A$를 분리하고 $\frac{1}{s + \alpha}$ 형태의 기본 역변환 공식인 $e^{-\alpha t}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{1}{s + a} \} = e^{-at}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{A}{s + \alpha} \} = A \cdot e^{-\alpha t}$
    ③ [최종 결과] $Ae^{-\alpha t}$
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75. RC 직렬회로의 과도현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 과도상태 전류의 크기는 (R×C)의 값과는 무관하다.
  2. (R×C)의 값이 클수록 과도상태 전류의 크기는 빨리 사라진다.
  3. (R×C)의 값이 클수록 과도상태 전류의 크기는 천천히 사라진다.
  4. (1/R×C)의 값이 클수록 과도상태 전류의 크기는 천천히 사라진다.
(정답률: 53%)
  • RC 직렬회로에서 시정수 $\tau = RC$는 회로의 응답 속도를 결정합니다. 시정수가 클수록 충·방전 시간이 길어지므로, 과도상태 전류가 0에 도달하는 시간이 더 오래 걸려 천천히 사라지게 됩니다.
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76. 불평형 Y 결선의 부하 회로에 평형 3상 전압을 가할 경우 중성점의 전위 Vn′n(V)는? (단, Z1, Z2, Z3는 각 상의 임피던스(Ω)이고, Y1, Y2, Y3는 각 상의 임피던스에 대한 어드미턴스(℧)이다.)

(정답률: 49%)
  • 불평형 Y 결선 부하에서 중성점의 전위를 구하는 문제는 밀만의 정리를 이용하여 풀이합니다. 각 상의 전압과 어드미턴스의 곱의 합을 전체 어드미턴스의 합으로 나누어 계산합니다.
    정답은 입니다.
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77. RL 병렬회로에서 t=0일 때 스위치 S를 닫는 경우 R(Ω)에 흐르는 전류 iR(t)(A)는?

  3. I0
(정답률: 36%)
  • RL 병렬회로에서 스위치를 닫는 순간($t=0$), 인덕터 $L$은 초기 전류가 0이므로 개방 회로처럼 동작합니다. 따라서 모든 전류 $I_0$가 저항 $R$으로 흐르기 시작하며, 시간이 흐름에 따라 인덕터에 전류가 쌓이면서 저항에 흐르는 전류는 지수함수적으로 감소합니다.
    정답은 입니다.
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78. 1상의 임피던스가 14+j48(Ω)인 평형 △부하에 선간전압이 200V인 평형 3상 전압이 인가될 때 이 부하의 피상전력(VA)는?

  1. 1200
  2. 1384
  3. 2400
  4. 4157
(정답률: 41%)
  • 평형 $\Delta$ 부하에서 선간전압은 상전압과 같으므로, 한 상의 피상전력을 구한 뒤 3배를 하여 전체 피상전력을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Pa = 3 \times \frac{V^2}{Z}$
    ② [숫자 대입] $Pa = 3 \times \frac{200^2}{\sqrt{14^2 + 48^2}}$
    ③ [최종 결과] $Pa = 2400$
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79. 로 표현되는 비정현파 전류의 실효값은 약 몇 A인가?

  1. 20
  2. 50
  3. 114
  4. 150
(정답률: 48%)
  • 비정현파 전류의 실효값은 각 성분(직류분 및 각 고조파) 실효값의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다.
    $$i(t) = 100 + 50 \sqrt{2} \sin \omega t + 20 \sqrt{2} \sin (3\omega t + \frac{\pi}{6}) (A)$$
    ① [기본 공식]
    $$I = \sqrt{I_0^2 + I_1^2 + I_2^2 + \dots}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \sqrt{100^2 + 50^2 + 20^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 114$$
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80. 저항만으로 구성된 그림의 회로에 평형 3상 전압을 가했을 때 각 선에 흐르는 선전류가 모두 같게 되기 위한 R(Ω)의 값은?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 43%)
  • 평형 3상 전압에서 선전류가 모두 같으려면 각 상의 임피던스가 동일한 평형 상태여야 합니다. 델타($\Delta$) 결선을 Y 결선으로 변환하여 등가 저항을 구한 뒤, 부족한 저항값 $R$을 찾아 평형을 맞춥니다.
    ① [기본 공식] $Z_a = \frac{Z_{ab} \times Z_{ca}}{Z_{ab} + Z_{bc} + Z_{ca}}$
    ② [숫자 대입] $Z_a = \frac{10 \times 10}{10 + 10 + 30} = 2$
    ③ [최종 결과] $R = 6 - 2 = 4$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 22900V용 변압기의 금속제 외함에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 60%)
  • 전기설비기술기준에 따라 고압 및 특고압 기기의 금속제 외함에는 제1종 접지공사를 시행하여 감전 사고를 방지해야 합니다.

    오답 노트
    제2종, 제3종, 특별 제3종 접지공사: 저압 기기나 특정 조건의 설비에 적용되는 접지 방식으로, 특고압 외함 기준에 부합하지 않습니다.
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82. 154kV 가공전선과 식물과의 최소 이격거리는 몇 m 인가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.8
  4. 4.2
(정답률: 45%)
  • 가공전선과 식물 사이의 최소 이격거리는 전압에 따라 결정됩니다. $60\text{kV}$이하일 때는 $2\text{m}$를 적용하며, $60\text{kV}$를 초과하는 경우에는 $10\text{kV}$마다 $12\text{cm}$($0.12\text{m}$)를 가산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 2 + \frac{V - 60}{10} \times 0.12$
    ② [숫자 대입] $L = 2 + \frac{154 - 60}{10} \times 0.12$
    ③ [최종 결과] $L = 3.2$
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83. 다음( )의 ㉠, ㉡에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠: 급전소, ㉡: 개폐소
  2. ㉠: 궤전선, ㉡: 변전소
  3. ㉠: 변전소, ㉡: 전차선
  4. ㉠: 전차선, ㉡: 급전소
(정답률: 48%)
  • 전기철도용 급전선이란 전기철도용 변전소로부터 다른 전기철도용 변전소 또는 전차선에 이르는 전선을 말합니다. 따라서 ㉠은 변전소, ㉡은 전차선이 정답입니다.
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84. 제1종 특고압 보안공사로 시설하는 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 것은?

  1. 목주
  2. 철탑
  3. B종 철주
  4. B종 철근 콘크리트주
(정답률: 56%)
  • 제1종 특고압 보안공사는 $35\text{kV}$이상의 전선로를 제2차 접근 상태로 시설하는 매우 엄격한 공법으로, 지지물로 목주와 A종 지지물은 사용할 수 없습니다.
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85. 저압 가공인입선 시설 시 도로를 횡단하여 시설하는 경우 노면상 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 52%)
  • 저압 가공인입선을 도로 횡단하여 시설할 때, 노면상 높이는 $5\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    6.5m: 저압 가공인입선이 철도나 궤도를 횡단할 때의 높이입니다.
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86. 기구 등의 전로의 절연내력 시험에서 최대 사용전압이 60kV를 초과하는 기구 등의 전로로서 중성점 비접지식전로에 접속하는 것은 최대 사용전압의 몇 배의 전압에 10분간 견디어야 하는가?

  1. 0.72
  2. 0.92
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 45%)
  • 기구 등의 전로 절연내력 시험에서 최대 사용전압이 $60\text{kV}$를 초과하고 중성점 비접지식 전로에 접속하는 경우에는 최대 사용전압의 $1.25$배 전압으로 10분간 견뎌야 합니다.
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87. 저압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외)과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 저압 가공전선과 고압 가공전선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 각도주(角度柱), 분기주(分破柱) 등에서 혼촉(混觸)의 우려가 없도록 시설하는 경우가 아니다.)

  1. 50
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 42%)
  • 동일 지지물에 저압 가공전선과 고압 가공전선을 함께 시설하는 병가 시설 시, 두 전선 사이의 이격거리는 $50\text{cm}$이상으로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    80cm: 전선이 서로 교차할 때의 이격거리입니다.
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88. 폭연성 분진이 많은 장소의 저압 옥내배선에 적합한 배선공사방법은?

  1. 금속관 공사
  2. 애자사용 공사
  3. 합성수지관 공사
  4. 가요전선관 공사
(정답률: 54%)
  • 폭연성 분진이 많은 장소는 폭발 위험이 매우 높으므로, 물리적 강도가 높고 외부 불꽃 유입을 차단할 수 있는 금속관 공사가 가장 적합합니다. 기본적으로 위험물 장소에는 금속관 공사가 만능으로 적용됩니다.

    오답 노트
    합성수지관 공사: 가연성 분진 장소에는 가능하나, 폭연성 분진 장소에는 부적합함
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89. 절연내력시험은 전로와 대지 사이에 연속하여 10분간 가하여 절연내력을 시험하였을 때에 이에 견디어야 한다. 최대 사용전압이 22.9kV인 중성선 다중 접지식 가공전선로의 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 몇 V인가?

  1. 16488
  2. 21068
  3. 22900
  4. 28625
(정답률: 43%)
  • 중성선 다중 접지식 가공전선로의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압에 $0.92$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{시험전압} = \text{최대사용전압} \times 0.92$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{시험전압} = 22900 \times 0.92$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{시험전압} = 21068\text{ V}$$
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90. 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선이 도로·횡단보도교·철도의 레일 등 또는 교류 전차선 등과 교차하는 경우의 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 인장강도 4.0kN 이상의 것 또는 지름 3.5mm 경동선일 것
  2. 통신선이 케이블 또는 광섬유 케이블일 때에는 이격거리의 제한이 없다.
  3. 통신선과 삭도 또는 다른 가공약전류 전선 등 사이의 이격거리는 20cm 이상으로 할 것
  4. 통신선이 도로·횡단보도교·철도의 레일과 교차하는 경우에는 통신선은 지름 4mm의 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있을 것
(정답률: 41%)
  • 특고압 가공전선로의 통신선이 도로, 횡단보도교, 철도의 레일 등과 교차할 때는 안전을 위해 절연 성능이 확보되어야 합니다. 따라서 통신선은 지름 $4\text{mm}$의 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있는 것을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    인장강도 4.0kN 이상의 것 또는 지름 3.5mm 경동선: 인장강도 $8.01\text{kN}$이상 또는 지름 $5\text{mm}$이상의 경동선이어야 함
    통신선이 케이블 또는 광섬유 케이블일 때 이격거리 제한 없음: 케이블 사용 시에도 이격거리 제한이 존재함
    통신선과 삭도 또는 다른 가공약전류 전선 사이 이격거리 20cm 이상: 이격거리는 $0.8\text{m}$ (케이블 시 $0.4\text{m}$) 이상이어야 함
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91. 시가지 또는 그 밖에 인가가 밀집한 지역에 154kV 가공전선로의 전선을 케이블로 시설하고자 한다. 이 때 가공전선을 지지하는 애자장치의 50% 충격섬락전압 값이 그 전선의 근접한 다른부분을 지지하는 애자장치 값의 몇 % 이상이어야 하는가?

  1. 75
  2. 100
  3. 105
  4. 110
(정답률: 44%)
  • 가공전선로의 전선을 케이블로 시설할 때, 애자장치의 50% 충격섬락전압 기준은 전압 크기에 따라 달라집니다.
    130kV 이하인 경우에는 근접한 다른 부분 애자장치 값의 110% 이상이어야 하며, 130kV를 초과하는 경우에는 105% 이상이어야 합니다. 본 문제의 전압은 $154\text{kV}$로 130kV를 초과하므로 105%가 정답입니다.
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92. 변압기에 의하여 154kV에 결합되는 3300V 전로에는 몇 배 이하의 사용전압이 가하여진 경우에 방전하는 장치를 그 변압기의 단자에 가까운 1극에 시설하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 51%)
  • 변압기 2차측이 고압인 전로의 방전 장치 설치 기준에 관한 문제입니다. $154\text{kV}$에 결합되는 $3300\text{V}$ 전로와 같이 2차측이 고압인 경우, 사용전압의 $3$배 이하의 전압이 가해졌을 때 방전하는 장치를 변압기 단자에 가까운 1극에 시설해야 합니다.
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93. 고압 가공전선으로 ACSR(강심알루미늄연선)을 사용할 때의 안전율은 얼마 이상이 되는 이도(弛度)로 시설하여야 하는가?

  1. 1.38
  2. 2.1
  3. 2.5
  4. 4.01
(정답률: 54%)
  • 가공전선의 안전율 기준에 관한 문제입니다. 전선의 종류에 따라 안전율 기준이 다르며, 경동선이나 내열동합금선은 $2.2$이상을 적용하고, ACSR(강심알루미늄연선)을 포함한 그 외의 전선은 $2.5$이상의 안전율을 확보하는 이도로 시설해야 합니다.
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94. 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치의 유압, 압축공기장치의 공기압 또는 전동식 브레이드 제어장치의 전원전압이 현저히 저하한 경우 발전기를 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 발전기 용량은 몇 kVA 이상인가?

  1. 100
  2. 300
  3. 500
  4. 1000
(정답률: 31%)
  • 발전기 보호장치 시설 기준 중 풍차 구동 발전기의 용량 기준을 묻는 문제입니다. 풍차의 압유장치 유압, 압축공기장치 공기압 또는 전동식 브레이드 제어장치의 전원전압이 현저히 저하될 때 자동 차단 장치를 설치해야 하는 발전기 용량은 $100\text{kVA}$이상입니다.
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95. 욕조나 샤워시설이 있는 욕실 또는 화장실 등 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 전기를 사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우에 적합한 누전차단기는?

  1. 정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류동작형 누전차단기
  2. 정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.03초 이하의 전압동작형 누전차단기
  3. 정격감도전류 20mA 이하, 동작시간 0.3초 이하의 전류동작형 누전차단기
  4. 정격감도전류 20mA 이하, 동작시간 0.3초 이하의 전압동작형 누전차단기
(정답률: 53%)
  • 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 사용하는 콘센트의 감전 방지 기준을 묻는 문제입니다. 이러한 위험 장소에는 인체 감전 시 빠르게 차단될 수 있도록 정격감도전류 $15\text{mA}$이하, 동작시간 $0.03\text{초}$이하의 전류동작형 누전차단기를 시설해야 합니다.
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96. 풀장용 수중조명등에 전기를 공급하기 위해 사용되는 절연변압기에 대한 설명으로 틀린 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 절연변압기 2차측 전로의 사용전압은 150V 이하이어야 한다.
  2. 절연변압기의 2차측 전로에는 반드시 제2종 접지 공사를 하며, 그 저항값은 5Ω 이하가 되도록 하여야 한다.
  3. 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 30V 이하인 경우에는 1차 권선과 2차 권선 사이에 금속제의 혼촉방지판이 있어야 한다.
  4. 절연변압기의 2차측 전로의 사용전압이 30V를 초과하는 경우에는 그 전로에 지락이 생겼을 때에 자동적으로 전로를 차단하는 장치가 있어야한다.
(정답률: 57%)
  • 수중조명등용 절연변압기의 시설 기준에 관한 문제입니다. 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 $30\text{V}$를 초과하는 경우에는 지락 시 자동 차단 장치가 있어야 하며, $30\text{V}$이하인 경우에는 혼촉방지판을 설치해야 합니다. 또한 2차측 사용전압은 $150\text{V}$이하로 제한됩니다.

    오답 노트
    절연변압기의 2차측 전로에는 반드시 제2종 접지 공사를 하며, 그 저항값은 $5\Omega$이하가 되도록 하여야 한다: 해당 규정은 틀린 설명입니다.
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97. 건조한 곳에 시설하고 또한 내부를 건조한 상태로 사용하는 진열장 안의 사용전압이 400V 미만인 저압 옥내배선은 외부에서 보기 쉬운 곳에 한하여 코드 또는 캡타이어 케이블을 조영재에 접촉하여 시설할 수 있다. 이때 전선의 붙임점 간의 거리는 몇 m 이하로 시설하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 50%)
  • 사용전압 $400\text{V}$ 미만인 저압 옥내배선을 진열장 내에 시설할 때, 단면적 $0.75\text{mm}^{2}$이상의 코드 또는 캡타이어 케이블을 사용하는 경우 전선의 붙임점 간의 거리는 $1.0\text{m}$이하로 시설해야 합니다.
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98. 가공전선로의 지지물에 사용하는 지선의 시설기준에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 지선에 연선을 사용하는 경우 소선(素線) 3가닥 이상의 연선일 것
  2. 지선의 안전율은 2.5 이상, 허용 인장하중의 최저는 3.31kN으로 할 것
  3. 지선에 연선을 사용하는 경우 소선의 지름이 2.6mm 이상의 금속선을 사용한 것일 것
  4. 가공전선로의 지지물로 사용하는 철탑은 지선을 사용하여 그 강도를 분담시키지 않을 것
(정답률: 51%)
  • 지선의 시설기준에 따르면 안전율은 $2.5$이상이어야 하며, 허용 인장하중의 최저는 $4.31\text{kN}$이상으로 규정되어 있습니다.
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99. 뱅크용량 15000kVA 이상인 분로리액터에서 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치가 동작하는 경우가 아닌 것은?

  1. 내부 고장 시
  2. 과전류 발생 시
  3. 과전압 발생 시
  4. 온도가 현저히 상승한 경우
(정답률: 50%)
  • 뱅크용량 $15000\text{kVA}$이상인 분로리액터의 자동 전로 차단장치는 내부 고장, 과전류, 과전압 발생 시 동작하도록 시설해야 합니다.

    오답 노트
    온도가 현저히 상승한 경우: 차단장치 동작 기준에 포함되지 않습니다.
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100. 발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정 시켜 시설하는 경우, 발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 220
  2. 300
  3. 380
  4. 600
(정답률: 52%)
  • 발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정하여 시설하는 경우, 안전을 위해 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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