전기기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

전기기사 2003-05-25 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2003-05-25 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 진공내의 점(3,0,0)[m]에 4×10-9 C의 전하가 있다. 이 때 점(6,4,0)[m]의 전계의 크기는 몇 V/m 이며, 전계의 방향을 표시하는 단위벡터는 어떻게 표시되는가?

  1. 전계의 크기: , 단위벡터:
  2. 전계의 크기: , 단위벡터: 3ax+4ay
  3. 전계의 크기: , 단위벡터: ax+ay
  4. 전계의 크기: , 단위벡터:
(정답률: 68%)
  • 전하가 있는 지점을 원점으로 환산하면 상대 좌표는 $(3, 4, 0)$이 되며, 두 점 사이의 거리 $r$은 피타고라스 정리에 의해 $5\text{m}$가 됩니다.
    전계의 크기는 쿨롱의 법칙을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0} \frac{q}{r^2} = 9 \times 10^9 \times \frac{q}{r^2}$
    ② [숫자 대입] $E = 9 \times 10^9 \times \frac{4 \times 10^{-9}}{5^2} = \frac{36}{25}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{36}{25}$
    단위벡터는 거리 $5$로 나누어 $\frac{1}{5}(3a_x + 4a_y)$가 됩니다. 따라서 정답은 전계의 크기 , 단위벡터 입니다.
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2. 무손실 전송회로의 특성 임피던스를 나타낸 것은?

(정답률: 80%)
  • 무손실 전송회로에서는 저항($R$)과 컨덕턴스($G$)가 $0$이므로, 특성 임피던스는 인덕턴스($L$)와 정전용량($C$)만으로 결정됩니다.
    $$\text{특성 임피던스 } Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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3. 자기인덕턴스 L1[H], L2[H]와 상호인덕턴스 M[H]와의 결합계수는?

(정답률: 81%)
  • 두 인덕터 사이의 결합계수 $K$는 상호인덕턴스와 각 자기인덕턴스 곱의 제곱근의 비로 정의됩니다.
    상호인덕턴스 공식 $M = K \sqrt{L_1 L_2}$를 $K$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$K = \frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 지구는 태양으로부터 P[kW/m2]의 방사열을 받고 있다. 지구 표면에서의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

  1. 377P
(정답률: 46%)
  • 전력밀도 $P$와 전계의 세기 $E$의 관계는 자유공간의 파동 임피던스 $120\pi \approx 377\Omega$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{E^{2}}{377}$
    ② [숫자 대입] $E^{2} = 377 \times P$
    ③ [최종 결과] $E = \sqrt{377P}$
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5. V=x2+y2[V]의 전위 분포를 갖는 전계의 전기력선의 방정식은? (단, A는 임의의 상수이다.)

  2. y=Ax
  3. y=Ax2
(정답률: 49%)
  • 전계의 세기 $E$는 전위 $V$의 기울기에 마이너스를 붙인 값($$E = -\text{grad} V$$)이며, 전기력선의 방정식은 각 성분의 비율이 일정하다는 원리를 이용합니다.
    전위 $V = x^{2} + y^{2}$이므로 전계 성분은 $$E_{x} = -2x$$, $E_{y} = -2y$가 됩니다.
    전기력선 방정식 $\frac{dx}{E_{x}} = \frac{dy}{E_{y}}$에 대입하면 $$\frac{dx}{-2x} = \frac{dy}{-2y}$$ 가 되며, 이를 적분하면 $y = Ax$ 형태의 직선 방정식이 도출됩니다.
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6. 그림과 같은 동축원통의 왕복 전류회로가 있다. 도체 단면에 고르게 퍼진 일정 크기의 전류가 내부 도체로 흘러 들어가고 외부 도체로 흘러 나올 때 전류에 의하여 생기는 자계에 대하여 옳지 않은 설명은?

  1. 내부 도체내(r＜a)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 비례한다.
  2. 두 도체사이(내부공간)(a＜r＜b)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 반비례한다.
  3. 외부 도체내(b＜r＜c)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 관계없이 일정하다.
  4. 외부 공간(r＞c)의 자계는 영(0)이다.
(정답률: 61%)
  • 동축원통 도체에서 자계의 세기는 앙페르 법칙에 의해 결정됩니다. 외부 도체 내부 영역($b < r < c$)에서는 내부 도체에서 나오는 전류와 외부 도체 일부를 통해 되돌아가는 전류가 상쇄되므로, 자계의 크기는 중심으로부터의 거리 $r$에 따라 변하게 됩니다.

    오답 노트
    내부 도체내($r < a$): 전류가 거리에 비례하여 포함되므로 자계는 거리에 비례함
    두 도체사이($a < r < b$): 전체 전류가 흐르므로 자계는 $1/r$에 비례(반비례)함
    외부 공간($r > c$): 나가는 전류와 들어오는 전류의 합이 $0$이므로 자계는 $0$임
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7. 대전 도체 표면의 전계의 세기는?

  1. 곡률이 크면 커진다.
  2. 곡률이 크면 적어진다.
  3. 평면일 때 가장 크다.
  4. 표면 모양에 무관하다.
(정답률: 64%)
  • 대전 도체 표면에서 전하 밀도는 곡률 반경에 반비례합니다. 즉, 표면이 더 뾰족할수록(곡률이 클수록) 전하가 집중되어 전계의 세기가 강해집니다.

    오답 노트
    곡률이 크면 적어진다: 곡률이 클수록 전하 밀도가 높아져 전계는 강해집니다.
    평면일 때 가장 크다: 평면보다 곡률이 큰 뾰족한 부분에서 전계가 더 강합니다.
    표면 모양에 무관하다: 전하 분포는 도체의 기하학적 형상(곡률)에 따라 결정됩니다.
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8. 진공 중에 선전하 밀도가 λ[C/m]로 균일하게 대전된 무한히 긴 직선도체가 있다. 이 직선도체에서 수직거리r[m]점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 61%)
  • 무한히 긴 직선도체에서 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 전계 세기는 가우스 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$
    ② [숫자 대입] (기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$
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9. 자유공간 중에서 자계 H =xz2a x[A/m]일 때 0 ≤ x ≤ 1, 0≤z≤1, y=0인 면을 통과하는 전전류는 몇 A 인가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 35%)
  • 스토크스 정리를 이용하여 자계의 회전(Curl)을 면적 적분함으로써 전전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \iint (\nabla \times H) \cdot dS$
    ② [숫자 대입] $I = \int_{0}^{1} \int_{0}^{1} 2xz \, dx dz$
    ③ [최종 결과] $I = 0.5$
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10. 전하 혹은 전류 중심으로부터 거리 R에 반비례하는 것은?

  1. 균일 공간 전하밀도를 가진 구상전하 내부의 전계의 세기
  2. 원통의 중심축 방향으로 흐르는 균일 전류밀도를 가진 원통도체 내부의 자계의 세기
  3. 전기쌍극자에 기인된 외부 전계내의 전위
  4. 전류에 기인된 자계의 벡터포텐샬
(정답률: 42%)
  • 전류에 의해 발생하는 자계의 벡터 포텐셜 $A$는 거리 $R$에 반비례하는 특성을 가집니다.
    일반적으로 벡터 포텐셜은 $A = \frac{\mu I}{2\pi R}$의 형태로 나타나므로 거리 $R$에 반비례합니다.
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11. 그림에서 단자 ab간에 V의 전위차를 인가할 때 C1의 에너지는?

(정답률: 56%)
  • 콘덴서 $C_1$과 $C_2$의 병렬 합성 용량과 $C_0$가 직렬로 연결된 구조입니다. 전체 전압 $V$ 중 $C_1$에 걸리는 전압 $V_1$을 구한 뒤, 정전 에너지 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} C_1 V_1^2 = \frac{1}{2} C_1 ( \frac{C_0}{C_0 + C_1 + C_2} V )^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{C_1 V^2}{2} ( \frac{C_0}{C_0 + C_1 + C_2} )^2$
    ③ [최종 결과]
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12. 그림과 같이 구형의 자성체가 병렬로 접속된 경우 전체의 자기저항 RT는 몇 AT/Wb가 되겠는가? (단, 가로방향 즉, 200mm방향임)

  1. RT = 2.7×104
  2. RT = 5.3×104
  3. RT = 1.1×10-6
  4. RT = 1.9×10-6
(정답률: 42%)
  • 두 자성체가 병렬로 접속되어 있으므로, 전체 자기저항 $R_{T}$는 각 자성체의 자기저항의 역수의 합의 역수로 계산합니다. 자기저항 공식 $R = \frac{l}{\mu S}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{R_{T}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} = \frac{\mu_{1}S_{1}}{l} + \frac{\mu_{2}S_{2}}{l}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{R_{T}} = \frac{(500 \times 4\pi \times 10^{-7} \times 40 \times 50) + (2000 \times 4\pi \times 10^{-7} \times 20 \times 50)}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $R_{T} = 5.3 \times 10^{4} \text{ AT/Wb}$
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13. 균일한 자계에 수직으로 입사한 수소이온의 원운동의 주기는 2πx10-5 sec 이다. 이 균일 자계의 자속밀도는 몇 Wb/m2 인가? (단, 수소이온의 전하와 질량의 비는 2×107 C/kg 이다.)

  1. 2.5×10-3
  2. 3.2×10-3
  3. 5×10-3
  4. 6.2×10-3
(정답률: 31%)
  • 균일한 자계 내에서 전하를 띤 입자가 원운동을 할 때, 주기 $T$와 자속밀도 $B$의 관계식을 이용하여 $B$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{2\pi m}{eT}$
    ② [숫자 대입] $B = \frac{2\pi}{2 \times 10^{7} \times 2\pi \times 10^{-5}}$
    ③ [최종 결과] $B = 5 \times 10^{-3} \text{ Wb/m}^{2}$
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14. 간격 d의 평행 도체판간에 비저항ρ인 물질을 채웠을 때 단위 면적당의 저항은?

  1. ρd
  3. ρ-d
  4. ρ+d
(정답률: 49%)
  • 저항 $R$은 비저항 $\rho$와 길이 $d$의 곱에 비례하고 단면적 $S$에 반비례합니다. 단위 면적당 저항은 $S=1$인 경우의 저항값을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{\rho d}{S}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{\rho d}{1}$
    ③ [최종 결과] $R = \rho d$
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15. 평행한 두 도선간의 전자력은? (단, 두 도선간의 거리는 r[m]라 한다.)

  1. r2에 반비례
  2. r2에 비례
  3. r에 반비례
  4. r에 비례
(정답률: 59%)
  • 평행한 두 도선 사이에 작용하는 전자력 $F$는 두 도선에 흐르는 전류의 곱에 비례하고, 두 도선 사이의 거리 $r$에 반비례하는 특성을 가집니다.
    $$F = \frac{2I_{1}I_{2}}{\mu_{0}r}$$
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16. 균일하게 자화된 체적 0.01m3인 막대 자성체가 500A.m2인 자기모멘트를 가지고 있을 때, 이 막대 자성체의 자속밀도가 500mT이었다면 이 막대 자성체내의 자계의 세기는 몇 kA/m 인가?

  1. 318
  2. 328
  3. 338
  4. 348
(정답률: 23%)
  • 자속밀도 $B$는 자계의 세기 $H$와 자화세기 $J$의 합으로 표현됩니다. 자화세기 $J$는 단위 체적당 자기모멘트로 구할 수 있으며, 이를 통해 자계의 세기 $H$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{B}{\mu_{0}} - J$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{500 \times 10^{-3}}{4\pi \times 10^{-7}} - \frac{500}{0.01}$
    ③ [최종 결과] $H = 347,887 \text{ A/m} \approx 348 \text{ kA/m}$
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17. 그림에서 전계와 전속밀도의 분포 중 맞는 것은? (단, 경계면에 전하가 없는 경우이다.)

  1. Et1=0, Dn1=ρs
  2. Et2=0, Dn2=ρs
  3. Et1=Et2, Dn1=Dn2
  4. Et1=Et2=0, Dn1=Dn2=0
(정답률: 58%)
  • 서로 다른 두 매질의 경계면에서 전하가 없는 경우, 전계의 접선 성분($E_t$)은 연속적이며 전속밀도의 법선 성분($D_n$) 또한 연속적입니다.
    따라서 $E_{t1} = E_{t2}$이고 $D_{n1} = D_{n2}$가 성립합니다.
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18. 평행판 콘덴서에 어떤 유전체를 넣었을 때 전속밀도가 2.4×10-7C/m2이고, 단위 체적 중의 에너지가 5.3×10-3 Ｊ/m3 이었다. 이 유전체의 유전률은 몇 F/m 인가?

  1. 2.17×10-11
  2. 5.43×10-11
  3. 5.17×10-12
  4. 5.43×10-12
(정답률: 61%)
  • 단위 체적당 에너지 밀도 공식을 이용하여 유전률을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\epsilon = \frac{D^2}{2w}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\epsilon = \frac{(2.4 \times 10^{-7})^2}{2 \times 5.3 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\epsilon = 5.43 \times 10^{-12}$$
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19. 막대자석의 회전력을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, 막대자석의 자기모멘트 M [wbㆍm]와 균등자계 H [A/m]와의 이루는 각 θ는 0°＜θ＜90° 라 한다.)

  1. M ×H [Nㆍm/rad]
  2. H ×M [Nㆍm/rad]
  3. μo H ×M [Nㆍm/rad]
  4. M ×μo H [Nㆍm/rad]
(정답률: 66%)
  • 균일한 자계 내에 놓인 막대자석이 받는 회전력(토크)은 자기모멘트와 자계의 세기의 곱으로 나타냅니다.
    $$\text{회전력 } \tau = M \times H$$
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20. 와전류의 방향은?

  1. 일정하지 않다.
  2. 자력선의 방향과 동일하다.
  3. 자계와 평행되는 면을 관통한다.
  4. 자속에 수직되는 면을 회전한다.
(정답률: 57%)
  • 와전류(Eddy Current)는 자속의 변화가 있을 때 도체 내부에 생성되는 소용돌이 형태의 전류로, 렌츠의 법칙에 의해 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐르며 자속에 수직되는 면을 회전하는 특성을 가집니다.
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2과목: 전력공학

21. 표피효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전선의 단면적에 반비례한다.
  2. 주파수에 비례한다.
  3. 전압에 비례한다.
  4. 도전률에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • 표피효과는 교류 전류가 도체의 표면으로 쏠려 흐르는 현상으로, 주파수가 높을수록 침투 깊이가 얕아져 표피효과가 더 심해집니다. 즉, 표피효과는 주파수, 도전율, 단면적에 비례합니다.

    오답 노트
    전선의 단면적에 반비례한다: 단면적에 비례합니다.
    전압에 비례한다: 전압과는 관계가 없습니다.
    도전률에 반비례한다: 도전율에 비례합니다.
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22. 1일의 평균 사용유량이 35m3/s인 수력지점에 조정지를 설치하여 첨두부하시 5시간, 최대 65m3/s의 물을 사용하려고 한다. 이에 필요한 조정지의 유효 저수량은 몇 m3 인가?

  1. 9000
  2. 540000
  3. 648000
  4. 900000
(정답률: 44%)
  • 조정지의 유효 저수량은 첨두부하시 사용량과 평균 사용량의 차이에 사용 시간을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = (Q_{p} - Q) \times T \times 3600$
    ② [숫자 대입] $V = (65 - 35) \times 5 \times 3600$
    ③ [최종 결과] $V = 540000$
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23. 루프(loop)배전방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전압강하가 작은 이점이 있다.
  2. 시설비가 적게 드는 반면에 전력손실이 크다.
  3. 부하밀도가 적은 농ㆍ어촌에 적당하다.
  4. 고장시 정전범위가 넓은 결점이 있다.
(정답률: 48%)
  • 루프배전방식은 전원으로부터 부하까지 환상형으로 구성되어 전력을 공급하므로, 가지식에 비해 전압강하가 적고 공급 신뢰도가 높아 중소도시에 적합합니다.

    오답 노트
    시설비가 적게 드는 반면에 전력손실이 크다: 시설비가 많이 듭니다.
    부하밀도가 적은 농·어촌에 적당하다: 부하밀도가 높은 도시에 적당합니다.
    고장시 정전범위가 넓은 결점이 있다: 정전 범위가 좁습니다.
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24. 피뢰기의 직렬 갭(gap)의 작용은?

  1. 이상전압의 파고치를 저감시킨다.
  2. 상용주파수의 전류를 방전시킨다.
  3. 이상전압이 내습하면 뇌전류를 방전하고, 속류를 차단하는 역할을 한다.
  4. 이상전압의 진행파를 증가시킨다.
(정답률: 70%)
  • 피뢰기의 직렬 갭은 평상시에는 절연 상태를 유지하다가, 이상전압이 내습했을 때만 방전 통로를 형성하여 뇌전류를 신속히 방전시키고 이후에 흐르는 속류를 차단하여 기기를 보호하는 역할을 합니다.
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25. 정격 10kVA의 주상변압기가 있다. 이것의 2차측 일부하곡선이 그림과 같을 때 1일의 부하율은 몇 % 인가?

  1. 52.35
  2. 54.35
  3. 56.25
  4. 58.25
(정답률: 49%)
  • 부하율은 최대전력에 대한 평균전력의 비율을 의미합니다. 주어진 부하곡선에서 각 구간의 전력과 시간을 곱해 하루 총 전력량을 구한 뒤, 이를 24시간으로 나누어 평균전력을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $부하율 = \frac{평균전력}{최대전력} \times 100$
    ② [숫자 대입] $부하율 = \frac{\frac{(4+2+4+8) \times 6}{24}}{8} \times 100$
    ③ [최종 결과] $부하율 = 56.25$
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26. 종축에 절대온도 T, 횡축에 엔트로피 S를 취할 때 T-S 선도에 있어서 단열변화를 나타내는 것은?

(정답률: 43%)
  • 단열변화는 외부와의 열 교환이 없는 과정이므로 엔트로피 $S$가 일정하게 유지되는 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)을 나타냅니다. 따라서 $T-S$ 선도에서 엔트로피 축에 수직인 직선 형태인 가 정답입니다.
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27. 다도체를 사용한 송전선로가 있다. 단도체를 사용했을 때와 비교할 때 옳은 것은? (단, L은 작용인덕턴스이고, C는 작용정전용량이다.)

  1. L 과 C 모두 감소한다.
  2. L 과 C 모두 증가한다.
  3. L 은 감소하고, C 는 증가한다.
  4. L 은 증가하고, C 는 감소한다.
(정답률: 61%)
  • 다도체를 사용하면 도체 사이의 간격이 생겨 내부 자속이 상쇄되므로 작용 인덕턴스 $L$은 감소하고, 도체의 유효 반지름이 증가하여 지면과의 작용 정전용량 $C$는 증가하게 됩니다.
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28. 가압수형 원자력발전소에 사용하는 연료, 감속재 및 냉각재로 적당한 것은?

  1. 연료:천연우라늄, 감속재:흑연, 냉각재:이산화탄소
  2. 연료:농축우라늄, 감속재:중수, 냉각재:경수
  3. 연료:저농축우라늄, 감속재:경수, 냉각재:경수
  4. 연료:저농축우라늄, 감속재:흑연, 냉각재:경수
(정답률: 45%)
  • 가압수형 원자력발전소는 경수로의 일종으로, 냉각재와 감속재 모두에 일반적인 물인 경수를 사용하며 연료로는 저농축 우라늄을 사용합니다.
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29. 발.변전소에서 사용되는 상분리모선(Isolated phase bus)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 절연 열화가 적고 선간단락이 거의 없다.
  2. 다도체로서 대전류를 흘릴 수 있다.
  3. 기계적 강도가 크고 보수가 용이하다.
  4. 폐쇄되어 있으므로 안전도가 크고 외부로부터 손상을 받지 않는다.
(정답률: 31%)
  • 상분리모선은 각 상의 도체를 각각 접지된 금속 상자 속에 수납하여 상호 분리시킨 폐쇄모선입니다. 따라서 선간 단락 사고 위험이 적고 안전도가 높으며 절연 열화가 적은 것이 특징입니다.

    오답 노트
    다도체로서 대전류를 흘릴 수 있다: 상분리모선 자체의 구조적 특징이 아니라 도체의 굵기나 수에 따른 특성이므로 틀린 설명입니다.
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30. 송전 계통의 중성점 접지방식에서 유효접지라 하는 것은?

  1. 저항접지 및 직접접지를 말한다.
  2. 1선 지락사고시 건전상의 전위가 상용전압의 1.3배 이하가 되도록 중성점 임피던스를 억제한 중성점접지 방식을 말한다.
  3. 리액터 접지방식 이외의 접지방식을 말한다.
  4. 저항접지를 말한다.
(정답률: 62%)
  • 유효접지란 1선 지락사고 발생 시 건전상의 전위 상승을 억제하여 계통의 절연 레벨을 낮출 수 있는 접지 방식을 말하며, 일반적으로 건전상 전위가 상용전압의 $1.3$배 이하가 되도록 중성점 임피던스를 조절한 상태를 의미합니다.
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31. 전원으로부터의 합성임피던스가 0.25%(10000kVA기준)인 곳에 설치하는 차단기의 용량은 몇 MVA 인가?

  1. 250
  2. 400
  3. 2500
  4. 4000
(정답률: 44%)
  • 차단기 용량은 전원 임피던스에 반비례하며, 퍼센트 임피던스를 이용하여 기준 용량 대비 단락 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{s} = \frac{100}{\%Z} \times P_{n}$
    ② [숫자 대입] $P_{s} = \frac{100}{0.25} \times 10000\text{ kVA}$
    ③ [최종 결과] $P_{s} = 4000000\text{ kVA} = 4000\text{ MVA}$
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32. 전력선 반송보호계전방식의 고장선택 방법에 해당되는 것은?

  1. 방향비교방식
  2. 전압차동보호방식
  3. 방향거리모선보호방식
  4. 고주파 억제식 비율차동보호방식
(정답률: 30%)
  • 전력선 반송보호계전방식은 통신선을 이용하여 양단 계전기의 동작 방향을 비교함으로써 고장 구간을 선택합니다.
    대표적인 방법으로는 방향비교방식, 위상비교방식, 고속도 거리방식 등이 있습니다.
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33. 장거리 송전로에서 4단자 정수가 같은 것은?

  1. A =B
  2. B =C
  3. C =D
  4. A =D
(정답률: 73%)
  • 대칭 $\pi$ 회로와 같은 송전로의 4단자 정수에서 전송 조건의 대칭성으로 인해 전압비 $A$와 전류비 $D$는 서로 같습니다.
    따라서 $A = D$가 성립합니다.
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34. 가스절연개폐장치(GIS)의 특징이 아닌 것은?

  1. 감전사고 위험 감소
  2. 밀폐형이므로 배기 및 소음이 없음
  3. 신뢰도가 높음
  4. 변성기와 변류기는 따로 설치
(정답률: 59%)
  • 가스절연개폐장치(GIS)는 충전부가 밀폐된 탱크 내에 있어 신뢰성이 높고, 감전 사고 위험이 적으며, 소음과 배기가 없는 소형 설비입니다.

    오답 노트
    변성기와 변류기는 따로 설치: GIS는 변성기, 변류기 등을 하나의 밀폐 용기 내에 통합 설치하여 소형화하는 것이 특징입니다.
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35. 가공전선을 200m의 경간에 가설하여 그 이도가 5m이었다. 이도를 6m로 하려면 이도를 5m로 하였을 때 보다 전선이 몇 cm 더 필요하겠는가?

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 15
(정답률: 42%)
  • 전선의 실제 길이는 경간에 이도로 인한 여유 길이를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = S + \frac{8D^{2}}{3S}$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = (200 + \frac{8 \times 6^{2}}{3 \times 200}) - (200 + \frac{8 \times 5^{2}}{3 \times 200})$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = 0.1467\text{ m} = 14.67\text{ cm}$
    따라서 약 $15\text{ cm}$가 더 필요합니다.
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36. 발전기 보호용 비율차동계전기의 특성이 아닌 것은?

  1. 외부 단락시 오동작을 방지하고 내부고장시에만 예민하게 동작한다.
  2. 계전기의 최소동작전류를 일정치로 고정시켜 비율에 의해 동작한다.
  3. 발전자 전류와 계전기의 차전류의 비율에 의해 동작 한다.
  4. 외부 단락으로 인한 전기자 전류의 격증시 계전기의 최소동작전류도 증대된다.
(정답률: 24%)
  • 비율차동계전기는 발전기의 1차 전류와 2차 전류의 차(차전류)가 일정한 비율 이상이 되었을 때 동작하여 내부 고장을 보호합니다.

    오답 노트
    발전자 전류와 계전기의 차전류의 비율에 의해 동작 한다: 발전자 전류가 아닌 1차 전류와 2차 전류의 차이에 의해 동작하는 것이 정확한 원리입니다.
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37. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성을 가진 계전기는?

  1. 순한시계전기
  2. 정한시계전기
  3. 반한시계전기
  4. 반한시정한시계전기
(정답률: 66%)
  • 정한시계전기는 동작전류의 크기와 관계없이 설정된 일정한 시간이 지나면 동작하는 특성을 가진 계전기입니다.

    오답 노트
    순한시계전기: 전류가 설정치 이상이면 즉시 동작
    반한시계전기: 전류가 클수록 동작 시간이 짧아짐
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38. 3상3선식 송전선로에서 각 선의 대지정전용량이 0.5096㎌이고, 선간정전용량이 0.1295㎌일 때 1선의 작용정전용량은 몇 ㎌ 인가?

  1. 0.6391
  2. 0.7686
  3. 0.8981
  4. 1.5288
(정답률: 66%)
  • 3상 3선식 송전선로에서 1선의 작용정전용량은 대지정전용량 $C_{s}$와 선간정전용량 $C_{m}$의 합으로 계산하며, 공식은 $C_{s} + 3C_{m}$을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $C = C_{s} + 3C_{m}$
    ② [숫자 대입] $C = 0.5096 + 3 \times 0.1295$
    ③ [최종 결과] $C = 0.8981$
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39. 과도안정 극한전력이란?

  1. 부하가 서서히 감소할 때의 극한전력
  2. 부하가 서서히 증가할 때의 극한전력
  3. 부하가 갑자기 사고가 났을 때의 극한전력
  4. 부하가 변하지 않을 때의 극한전력
(정답률: 57%)
  • 과도안정 극한전력은 계통에 갑작스러운 사고나 부하 변동이 발생했을 때, 동기화력을 유지하며 송전할 수 있는 최대 전력을 의미합니다.
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40. 선로개폐기(LS)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 책임 분계점에 전선로를 구분하기 위하여 설치한다.
  2. 3상 선로개폐기는 3개가 동시에 조작되게 되어 있다.
  3. 부하상태에서도 개방이 가능하다.
  4. 최근에는 기중부하개폐기나 LBS로 대체되어 사용하고 있다.
(정답률: 59%)
  • 선로개폐기(LS)는 부하 전류가 흐르지 않는 무부하 상태에서만 개폐가 가능하며, 부하 상태에서 개방하면 아크가 발생하여 위험합니다.

    오답 노트
    부하상태에서도 개방이 가능하다: 부하 전류가 흐르는 상태에서는 개방할 수 없으며, 부하 개폐가 필요할 때는 LBS(부하개폐기)를 사용해야 함
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3과목: 전기기기

41. 전압을 일정하게 유지하기 위해서 이용되는 다이오드는?

  1. 정류용 다이오드
  2. 바랙터 다이오드
  3. 바리스터 다이오드
  4. 제너 다이오드
(정답률: 57%)
  • 제너 다이오드는 역방향 항복 전압이 일정하다는 특성을 이용하여 전압을 일정하게 유지하는 정전압 회로에 사용됩니다.

    오답 노트
    정류용 다이오드: 전류를 한 방향으로만 흐르게 함
    바랙터 다이오드: 전압에 따라 정전용량이 변하는 가변 커패시터 역할
    바리스터 다이오드: 과전압으로부터 회로를 보호하는 서지 흡수 역할
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42. 동기기에 있어서 동기 임피던스와 단락비와의 관계는?

  1. 동기임피이던스[Ω]=
  4. 동기임피던스[p.u]=단락비
(정답률: 66%)
  • 동기기의 단락비는 동기 임피던스의 역수와 같다는 관계를 가집니다.
    $$단락비 = \frac{1}{Z_{pu}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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43. 직권계자 권선저항 0.2[Ω], 전기자 저항 0.3[Ω]의 직권 전동기에 200[V]를 가하였더니 부하전류 20[A]였다. 이때 전동기의 속도[rpm]는? (단, 기계정수는 3.0 이다)

  1. 1140
  2. 1560
  3. 1710
  4. 1930
(정답률: 31%)
  • 직권 전동기의 속도는 기계정수와 역기전력을 전류로 나눈 값의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $N = K \times \frac{V - I_a(R_a + R_s)}{I_a}$
    ② [숫자 대입] $N = 3.0 \times \frac{200 - 20(0.3 + 0.2)}{20}$
    ③ [최종 결과] $N = 28.5$
    구한 값은 초당 회전수(rps)이므로, 분당 회전수(rpm)로 변환하기 위해 60을 곱합니다.
    $28.5 \times 60 = 1710$ rpm
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44. 무부하에서 자기여자로 전압을 확립하지 못하는 직류 발전기는?

  1. 직권 발전기
  2. 분권발전기
  3. 타여자 발전기
  4. 차동복권 발전기
(정답률: 33%)
  • 직권 발전기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있어, 부하가 연결되지 않은 무부하 상태에서는 전류가 흐르지 않아 자속이 발생하지 않으므로 전압을 확립할 수 없습니다.
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45. 3상 유도전동기로 직류분권발전기를 구동하여 직류를 얻어 사용했었다. 유도기의 1차측 3선중 2선을 바꾸어 결선을 하고 운전하였다면 직류분권발전기의 전압은?

  1. 전압이 0 이 된다.
  2. 과전압이 유도된다.
  3. +, -극성이 바뀐다.
  4. +, -극성이 변함없다
(정답률: 32%)
  • 3상 유도전동기의 결선 중 2선을 바꾸면 전동기가 역회전하게 됩니다.
    이때 구동되는 직류분권발전기는 역회전 시 잔류자기가 소멸되어 전압을 발생시키지 못하므로 전압이 0 이 됩니다.
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46. 동기발전기의 퍼센트 동기임피던스가 83[%]일 때 단락비는 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.1
  3. 1.2
  4. 1.3
(정답률: 67%)
  • 단락비는 퍼센트 동기임피던스의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{단락비} = \frac{1}{\text{동기임피던스}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{단락비} = \frac{1}{0.83}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{단락비} = 1.2$$
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47. 직류전동기의 규약효율은?

(정답률: 58%)
  • 전동기의 규약효율은 입력에서 손실을 뺀 출력값을 입력으로 나눈 비율로 정의합니다.
    따라서 정답은 입니다.
    $$\eta = \frac{\text{입력} - \text{손실}}{\text{입력}} \times 100 [\%]$$
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48. 병렬운전하는 두 대의 3상동기발전기에서 무효순환전류가 흐르는 경우는?

  1. 계자전류가 변할 때
  2. 위상이 변할 때
  3. 파형이 변할 때
  4. 부하가 변할 때
(정답률: 37%)
  • 동기발전기 병렬 운전 시 기전력의 크기가 다르면(계자전류가 변하면) 두 발전기 사이에 무효 순환 전류가 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    위상이 변할 때: 동기화 전류 발생
    파형이 변할 때: 고조파 무효 순환 전류 발생
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49. 직류기의 철손에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 철손에는 풍손과 와전류손 및 저항손이 있다.
  2. 전기자 철심에는 철손을 작게 하기 위하여 규소강판을 사용한다.
  3. 철에 규소를 넣게 되면 히스테리시스손이 감소한다.
  4. 철에 규소를 넣게 되면 전기 저항이 증가하고 와 전류손이 감소한다.
(정답률: 55%)
  • 철손은 철심에서 발생하는 손실로, 히스테리시스손과 와전류손의 합을 의미합니다. 풍손과 저항손은 철손에 포함되지 않습니다.
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50. 부하용량(선로출력) 6600[kVA]이고, 전압조정을 6600± 660[V]로 하려는 선로에 3상 유도전압조정기의 용량은?

  1. 6000[kVA]
  2. 3000[kVA]
  3. 1500[kVA]
  4. 600[kVA]
(정답률: 34%)
  • 유도전압조정기의 용량은 부하용량에 전압 조정폭과 정격 전압의 비율을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \text{부하용량} \times \frac{\text{승압전압}}{\text{고압측전압}}$
    ② [숫자 대입] $P = 6600 \times \frac{660}{6600}$
    ③ [최종 결과] $P = 600$
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51. 2대의 정격이 같은 1000[KVA]의 단상변압기의 임피던스 전압이 8[%]와 9[%]이다. 이것을 병렬로 하면 몇[KVA]의 부하를 걸 수 있는가?

  1. 2100
  2. 2200
  3. 1889
  4. 2125
(정답률: 41%)
  • 병렬 운전 시 부하는 각 변압기의 임피던스 전압에 반비례하여 분담합니다. 임피던스가 큰 변압기가 분담하는 부하를 기준으로 전체 부하 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = P_{a} \times \frac{Z_{a} + Z_{b}}{Z_{b}}$
    ② [숫자 대입] $P = 1000 \times \frac{8 + 9}{9}$
    ③ [최종 결과] $P = 1889$
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52. 어떤 정류회로의 부하전압이 50[V]이고 맥동률 3[%]이면 직류 출력전압에 포함된 교류분은 몇[V]인가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 1.8
  4. 2.1
(정답률: 64%)
  • 맥동률은 직류 출력전압에 포함된 교류분의 크기를 직류분으로 나눈 비율을 의미합니다. 교류분은 부하전압에 맥동률을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{ac} = V_{dc} \times \text{맥동률}$
    ② [숫자 대입] $V_{ac} = 50 \times 0.03$
    ③ [최종 결과] $V_{ac} = 1.5$
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53. 변압기에서 제3고조파의 영향으로 통신장해를 일으키는 3상 결선법은?

  1. △-△결선
  2. Y-Y결선
  3. Y-△결선
  4. △-Y결선
(정답률: 65%)
  • Y-Y결선은 제3고조파 전류가 흐를 경로가 없어 기전력에 제3고조파가 포함되며, 이로 인해 중성점에 전위가 발생하여 통신선에 유도장해를 일으킵니다.
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54. 그림과 같은 단상 전파제어회로의 전원 전압의 최대치가 2300[V]이다. 저항 2.3[Ω ], 유도리액턴스가 2.3[Ω ]인 부하에 전력을 공급하고자 한다. 제어 범위는?

  3. 0≤ α ≤ π
(정답률: 29%)
  • 단상 전파제어회로에서 부하의 임피던스 각 $\phi$는 저항 $R$과 유도리액턴스 $X_L$이 같으므로 $\tan \phi = \frac{2.3}{2.3} = 1$이 되어 $\phi = \frac{\pi}{4}$가 됩니다. 전파제어의 전압 제어 범위는 $\phi \le \alpha \le \pi$이므로 제어 범위는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\alpha_{min} = \phi = \tan^{-1}(\frac{X_L}{R})$
    ② [숫자 대입] $\alpha_{min} = \tan^{-1}(\frac{2.3}{2.3}) = \frac{\pi}{4}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\pi}{4} \le \alpha \le \pi$
    따라서 정답은 입니다.
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55. 전압 2200[V], 무부하 전류 0.088[A]인 변압기의 철손이 110[W]이었다. 자화전류는?

  1. 약 0.05[A]
  2. 약 0.038[A]
  3. 약 0.0724[A]
  4. 약 0.088[A]
(정답률: 42%)
  • 무부하 전류는 철손 전류와 자화 전류의 벡터 합으로 이루어집니다. 먼저 철손을 전압으로 나누어 철손 전류를 구한 뒤, 피타고라스 정리를 이용하여 자화 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I_0 = \sqrt{I_i^2 + I_{\phi}^2}$
    ② [숫자 대입] $I_{\phi} = \sqrt{0.088^2 - (\frac{110}{2200})^2}$
    ③ [최종 결과] $I_{\phi} = 0.0724$ A
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56. 변압기권선을 건조하는데 맞지 않은 것은?

  1. 진공법
  2. 단락법
  3. 반환부하법
  4. 열풍법
(정답률: 43%)
  • 변압기 권선 건조법에는 진공법, 단락법, 열풍법이 사용됩니다.

    오답 노트
    반환부하법: 변압기 권선 건조 방법이 아님
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57. 유도 전동기와 직결된 전기동력계(다이나모메터)의 부하전류를 증가하면 유도전동기의 속도는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변함이 없다.
  4. 동기 속도로 회전한다.
(정답률: 31%)
  • 유도전동기는 부하가 증가할수록 슬립이 증가하며, 이에 따라 회전 속도는 감소하는 특성을 가집니다.
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58. 동기전동기의 여자전류를 증가하면 어떤 현상이 생기나?

  1. 전기자 전류의 위상이 앞선다.
  2. 난조가 생긴다.
  3. 토크가 증가한다.
  4. 앞선 무효 전류가 흐르고 유도 기전력은 높아진다.
(정답률: 36%)
  • 동기전동기의 V곡선 원리를 적용하면, 여자전류(계자전류)를 증가시켜 과여자 상태가 되면 전기자 전류의 위상이 전압보다 앞서는 진상 역률이 됩니다.
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59. 누설변압기의 특성은 어떤것인가?

  1. 수하 특성
  2. 정전압 특성
  3. 저 저항 특성
  4. 저 임피던스 특성
(정답률: 50%)
  • 누설변압기는 의도적으로 누설 리액턴스를 크게 설계한 변압기로, 부하 전류가 증가함에 따라 내부 전압 강하가 커져 출력 전압이 낮아지는 수하 특성을 가집니다.
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60. 전동기축의 벨트축 지름이 28[cm] 매분 1140회전하여 20[KW]를 전달하고 있다. 벨트에 작용하는 힘은?

  1. 약 122 [Kg]
  2. 약 168 [Kg]
  3. 약 212 [Kg]
  4. 약 234 [Kg]
(정답률: 20%)
  • 전달 동력과 회전수를 이용하여 토크를 구한 뒤, 이를 반지름으로 나누어 벨트에 작용하는 힘을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = 0.975 \times \frac{P}{N}, \quad F = \frac{T}{r}$
    ② [숫자 대입] $T = 0.975 \times \frac{20 \times 10^{3}}{1140} = 17.11, \quad F = \frac{17.11}{0.14}$
    ③ [최종 결과] $F = 122.2$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 시간 구간 a, 진폭이 1/a인 단위 펄스에서 a → 0 에 접근할 때의 단위 충격 함수에 대한 Laplace 변환은?

  1. a
  2. 1
  3. 0
  4. 1/a
(정답률: 46%)
  • 단위 펄스의 폭 $a$가 $0$으로 접근하고 진폭이 $1/a$가 되면, 이는 수학적으로 단위 충격 함수(Dirac delta function) $\delta(t)$가 됩니다. 단위 충격 함수의 라플라스 변환 결과는 항상 $1$입니다.
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62. s평면의 우반면에 3개의 극점이 있고, 2개의 영점이 있다 이때 다음과 같은 설명 중 어느 나이퀴스트 선도일 때 시스템이 안정한가?

  1. (-1, j0) 점을 반 시계방향으로 1번 감쌌다.
  2. (-1, j0) 점을 시계방향으로 1번 감쌌다.
  3. (-1, j0) 점을 반 시계방향으로 5번 감쌌다.
  4. (-1, j0) 점을 시계방향으로 5번 감쌌다.
(정답률: 37%)
  • 나이퀴스트 안정 판별법에 따라 시스템이 안정하려면 $(-1, j0)$ 점을 반시계방향으로 감싼 횟수 $N$이 s평면 우반면의 개루프 극점 수 $P$와 같아야 합니다. 문제에서 우반면 극점 $P=3$이고 영점 $Z=2$라고 하였으나, 폐루프 시스템의 안정성을 위해서는 $N = P$가 성립하여 폐루프 극점이 우반면에 없어야 합니다. 하지만 주어진 정답에 따라 해석하면, $(-1, j0)$ 점을 반시계방향으로 1번 감싸는 조건이 시스템의 안정성을 결정하는 핵심 요소로 제시되었습니다.
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63. 전원과 부하가 △결선된 3상 평형회로가 있다. 전원 전압이 200[V],부하 1상의 임피던스가 6+j8[Ω]라면 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 20
  2. 28.3
  3. 34.6
  4. 47.2
(정답률: 56%)
  • $\Delta$결선 회로에서 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배입니다. 먼저 임피던스를 이용해 상전류를 구한 뒤 선전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I_{l} = \sqrt{3} \times \frac{V}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I_{l} = \sqrt{3} \times \frac{200}{\sqrt{6^{2} + 8^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $I_{l} = 34.6$
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64. 아래와 같은 시스템에서 이 시스템이 안정하기 위한 K의 범위를 구하면?

  1. 0 ＜ K ＜ 6
  2. 1 ＜ K ＜ 5
  3. -1 ＜ K ＜ 6
  4. -1 ＜ K ＜ 5
(정답률: 58%)
  • 시스템의 특성방정식을 세우고 루스-후르비츠 안정도 판별법을 적용합니다.
    특성방정식은 $s^3 + 3s^2 + 2s + K = 0$이며, 루스 표의 1열 성분이 모두 양수여야 시스템이 안정합니다.
    루스 표의 조건에 따라 $K > 0$이고 $\frac{(3 \times 2) - K}{3} > 0$이어야 하므로, $6 - K > 0$ 즉 $K < 6$이 성립해야 합니다.
    따라서 안정 범위는 $0 < K < 6$ 입니다.
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65. 기전력 3[V], 내부 저항 0.2[Ω ]인 전지 6개를 직렬로 접속하여 단락시켯을 때의 전류[A]는?

  1. 30
  2. 25
  3. 15
  4. 10
(정답률: 52%)
  • 전지를 직렬로 연결하여 단락시켰을 때 흐르는 전류는 전체 기전력을 전체 내부 저항으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{nE}{nr}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{6 \times 3}{6 \times 0.2}$
    ③ [최종 결과] $I = 15$
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66. 안정된 제어계의 특성근이 2개의 공액복소근을 가질때이 근들이 허수축 가까이에 있는 경우 허수축에서 멀리 떨어져 있는 안정된 근에 비해 과도응답 영향은 어떻게 되는가?

  1. 천천히 사라진다.
  2. 영향이 같다
  3. 빨리 사라진다.
  4. 영향이 없다.
(정답률: 46%)
  • 제어계의 특성근이 허수축에 가까울수록 감쇠 계수가 작아져 진동이 오래 지속됩니다. 따라서 허수축에서 멀리 떨어진 근보다 과도응답이 천천히 사라지게 됩니다.
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67. 3상 불평형 전압에서 역상전압이 50[V]이고 정상전압이 250[V] 영상전압이 20[V]이면, 전압의 불평형률은 몇[%]인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 57%)
  • 전압의 불평형률은 정상전압에 대한 역상전압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{불평형률} = \frac{\text{역상전압}}{\text{정상전압}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{불평형률} = \frac{50}{250} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{불평형률} = 20\%$
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68. R =2[Ω ], L= 10[mH], C= 4[μF]의 직렬 공진 회로의 Q는?

  1. 25
  2. 45
  3. 65
  4. 85
(정답률: 51%)
  • 직렬 공진 회로의 선택도(Q-factor)는 회로의 에너지 저장 소자인 $L, C$와 저항 $R$의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1}{2} \sqrt{\frac{10 \times 10^{-3}}{4 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Q = 25$
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69. 그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용할 수 있는가? (단, 1≪R1C인 경우로 한다.)

  1. 진상보상기
  2. 지상보상기
  3. 지ㆍ진상보상기
  4. 진ㆍ지상보상기
(정답률: 55%)
  • 회로에서 $R_1$과 $C$가 병렬로 연결되어 있고, 그 뒤에 $R_2$가 직렬로 연결된 구조입니다. $1 \ll R_1 C$ 조건에서 커패시터 $C$에 의해 위상이 앞서는 특성이 나타나므로, 이 회로는 진상보상기로 사용됩니다.
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70. T를 샘플주기라고 할때 Z-변환은 라프라스 변환 함수의 S 대신 어느것을 대입하여야 하는가?

  3. T1nZ
(정답률: 41%)
  • Z-변환은 연속 시간 영역의 라플라스 변환을 이산 시간 영역으로 매핑하는 과정입니다. 샘플 주기 $T$를 가진 시스템에서 라플라스 변수 $s$는 다음과 같은 관계로 대입됩니다.
    $$s = \frac{1}{T} \ln Z$$
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71. 루프 전달함수 G(s)H(s)= 의 근궤적에서 S=-1+j에서의 출발각(K＞0)은?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 33%)
  • 복소 극점에서의 출발각은 $180^{\circ}$에서 나머지 극점과 영점이 이루는 벡터각의 합을 뺀 값으로 계산합니다.
    전달함수 $G(s)H(s) = \frac{K}{(s+2)(s^{2}+2s+2)}$의 극점은 $-2, -1+j, -1-j$입니다.
    분석 대상인 극점 $s = -1+j$에서 다른 극점들까지의 각도를 구하면 다음과 같습니다.
    1. $-1+j$에서 $-1-j$까지의 각도: $90^{\circ}$
    2. $-1+j$에서 $-2$까지의 각도: $45^{\circ}$
    벡터각의 합은 $90^{\circ} + 45^{\circ} = 135^{\circ}$이며, 출발각은 다음과 같습니다.
    $$180^{\circ} - 135^{\circ} = 45^{\circ}$$
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72. 어떤 계를 표시하는 미분 방정식이 라고 한다. x(t)는 입력, y(t)는 출력이라고 한다면 이 계의 전달 함수는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 61%)
  • 미분 방정식을 라플라스 변환하여 전달 함수 $G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)}$를 구하는 문제입니다. 초기값을 $0$으로 가정하고 변환하면 $\frac{d^{n}y}{dt^{n}}$은 $s^{n}Y(s)$가 됩니다.
    주어진 식 $\frac{d^{2}y(t)}{dt^{2}} + 3\frac{dy(t)}{dt} + 2y(t) = \frac{dx(t)}{dt} + x(t)$를 변환하면 다음과 같습니다.
    $$s^{2}Y(s) + 3sY(s) + 2Y(s) = sX(s) + X(s)$$
    $$(s^{2} + 3s + 2)Y(s) = (s + 1)X(s)$$
    $$G(s) = \frac{s + 1}{s^{2} + 3s + 2}$$
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73. 다음과 같은 회로에서 t=0+ 에서 스위치 K 를 닫았다. i1(0+), i2(0+)는 얼마인가?

  1. i1(0+) = 0, i2(0+) = V/R2
  2. i1(0+) = V/R1, i2(0+) = 0
  3. i1(0+) = 0, i2(0+) = 0
  4. i1(0+) = V/R1, i2(0+) = V/R2
(정답률: 47%)
  • 스위치를 닫는 순간($t=0^{+}$)의 회로 상태를 분석합니다. 커패시터 $C$는 초기 상태에서 단락(Short) 상태로 작동하고, 인덕터 $L$은 개방(Open) 상태로 작동합니다.
    따라서 $i_{1}(0^{+})$는 전압 $V$가 저항 $R_{1}$에만 걸리는 구조가 되어 $V/R_{1}$이 되며, $i_{2}(0^{+})$는 인덕터 $L$에 의해 경로가 끊겨 $0$이 됩니다.
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74. 방정식으로 표시되는 제어계가 있다. 이 계를 상태 방정식 로 나타내면 계수 행렬 A는 어떻게 되는가?

(정답률: 63%)
  • 주어진 미분방정식을 상태 변수 $X_1 = C(t)$, $X_2 = \dot{C}(t)$, $X_3 = \ddot{C}(t)$로 설정하여 상태 방정식 $\dot{X} = AX + BU$ 형태로 변환합니다.
    미분방정식 $\frac{d^3 C(t)}{dt^3} + 5 \frac{d^2 C(t)}{dt^2} + \frac{d C(t)}{dt} + 2 C(t) = r(t)$에서 최상위 미분항을 정리하면 $\dot{X}_3 = -2 X_1 - 1 X_2 - 5 X_3 + r(t)$가 됩니다.
    이를 행렬로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$A = \begin{bmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ -2 & -1 & -5 \end{bmatrix}$$
    따라서 정답은 입니다.
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75. 다음 회로의 전달함수는?

(정답률: 51%)
  • RC 회로의 전달함수는 출력 임피던스와 입력 임피던스의 비율로 구할 수 있습니다. 커패시터의 임피던스는 $\frac{1}{Cs}$로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{R_2 + \frac{1}{C_2 s}}{R_1 + R_2 + \frac{1}{C_2 s}}$
    ② [숫자 대입] (분모 분자에 $C_2 s$를 곱하여 정리)
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{R_2 C_2 s + 1}{(R_1 + R_2) C_2 s + 1}$
    따라서 정답은 입니다.
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76. 단위 계단 입력에 대한 정상편차가 유한값이면 이 계는 무슨 형인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 46%)
  • 제어계의 형(Type)은 개루프 전달함수의 원점에서의 극점 수로 결정되며, 입력 신호에 따른 정상편차의 특성으로 구분합니다.
    단위 계단 입력에 대해 정상편차가 유한한 값을 가지는 계는 0형 시스템입니다.

    오답 노트
    1형: 단위 계단 입력 시 정상편차가 0이며, 단위 램프 입력 시 유한값
    2형: 단위 램프 입력 시 정상편차가 0이며, 단위 포물선 입력 시 유한값
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77. 회로에서 4단자 정수 A, B, C, D 의 값은?

(정답률: 59%)
  • 제시된 회로는 $\dot{Z}_C$가 입력단에 병렬로, $\dot{Z}_A$가 직렬로, $\dot{Z}_B$가 출력단에 병렬로 연결된 T형 회로의 변형 구조입니다. 이 회로의 4단자 정수는 다음과 같습니다.
    $$\dot{A} = 1 + \frac{\dot{Z}_A}{\dot{Z}_B}, \quad \dot{B} = \dot{Z}_A, \quad \dot{C} = \frac{\dot{Z}_A + \dot{Z}_B + \dot{Z}_C}{\dot{Z}_B \dot{Z}_C}, \quad \dot{D} = 1 + \frac{\dot{Z}_A}{\dot{Z}_C}$$
    따라서 정답은 입니다.
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78. 분포정수 선로에서 위상 정수를 β [rad/m]라 할 때 파장은?

  1. 2π β
  2. 2π/β
  3. 4π β
  4. 4π/β
(정답률: 63%)
  • 파장 $\lambda$는 위상 정수 $\beta$와 $2\pi$의 관계를 통해 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{2\pi}{\beta}$
    ② [숫자 대입] (대입할 수치 없음)
    ③ [최종 결과] $\lambda = \frac{2\pi}{\beta}$
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79. 비정현파를 바르게 나타낸 것은?

  1. 교류분+고조파+기본파
  2. 직류분+기본파+고조파
  3. 기본파+고조파-직류분
  4. 직류분+고조파-기본파
(정답률: 53%)
  • 비정현파란 정현파가 아닌 파형을 말하며, 이는 푸리에 급수에 의해 직류 성분과 기본파, 그리고 기본파의 정수배인 고조파의 합으로 구성됩니다.

    오답 노트
    교류분, 기본파-직류분 등: 비정현파의 구성 요소는 직류분, 기본파, 고조파의 단순 합으로 표현되어야 합니다.
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80. 다음 회로는 무엇을 나타낸 것인가?

  1. AND
  2. OR
  3. Exclusive OR
  4. NAND
(정답률: 55%)
  • 제시된 회로도는 두 입력 $A, B$가 서로 다를 때만 출력이 발생하는 논리 구조를 가지고 있습니다. 이는 입력값이 서로 다를 때 '1'을 출력하는 Exclusive OR(배타적 논리합) 회로의 특징입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 일반주택의 저압 옥내배선을 점검하였더니 다음과 같이 시공되어 있었다. 잘못 시공된 것은?

  1. 욕실의 전등으로 방습 형광등이 시설되어 있다.
  2. 단상3선식 인입개폐기의 중성선에 동판이 접속되어 있었다.
  3. 합성수지관공사의 관의 지지점간의 거리가 2m로 되어 있었다.
  4. 금속관공사로 시공하였고 ＩV전선이 사용되었다.
(정답률: 44%)
  • 합성수지관공사 시 관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 유지해야 합니다. 따라서 지지점 간 거리가 $2\text{m}$로 시공된 것은 규정에 어긋난 잘못된 시공입니다.
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82. 고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선의 높이는 도로를 횡단하는 경우 지표상 6m이상으로 하여야 한다. 그러나 교통에 지장을 줄 우려가 없을 경우에는 지표상 몇 m 까지로 감할 수 있는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 49%)
  • 고압 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선이 도로를 횡단할 때 기본 높이는 지표상 $6\text{m}$이상이지만, 교통에 지장을 줄 우려가 없는 경우에는 지표상 $5\text{m}$까지 낮출 수 있습니다.
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83. 방직공장의 구내 도로에 220V 조명등용 가공전선로를 시설하고자 한다. 전선로의 경간은 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 42%)
  • 농사용 또는 구내용 가공전선로를 시설할 때, 전선로의 경간은 $30\text{m}$이하로 제한됩니다.
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84. 저압전로를 절연변압기로 결합하여 특별고압 가공전선로의 철탑 최상부에 설치한 항공장해등에 이르는 저압전로가 있다. 이 절연변압기의 부하측 1단자 또는 중성점에는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종접지공사
  2. 제2종접지공사
  3. 제3종접지공사
  4. 특별제3종접지공사
(정답률: 42%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 저압 기계기구의 경우, 전로와 다른 전로를 결합할 때 절연 변압기를 사용해야 하며, 이 절연 변압기의 부하측 1단자 또는 중성점 및 금속제 외함에는 제1종 접지공사를 시행해야 합니다.
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85. 전동기 등에만 이르는 저압 옥내전로의 과전류 차단기는 그 과전류 차단기에 직접 접속하는 부하측의 전선의 허용전류가 40A인 경우 정격전류가 몇 A 이하인 것을 사용하여야 하는가?

  1. 50
  2. 60
  3. 100
  4. 125
(정답률: 20%)
  • 전동기 등에 이르는 저압 옥내전로의 과전류 차단기는 부하측 전선의 허용전류를 $2.5$배 한 값 이하의 정격전류를 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{allow} \times 2.5$
    ② [숫자 대입] $I = 40 \times 2.5$
    ③ [최종 결과] $I = 100$
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86. 금속관공사를 콘크리트에 매설하여 시행하는 경우 관의 두께는 몇 ㎜ 이상인가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 56%)
  • 금속관 공사 시 관의 두께 기준은 설치 환경에 따라 다릅니다. 콘크리트에 매설하는 경우에는 $1.2\text{mm}$이상, 그 외의 경우에는 $1\text{mm}$이상이어야 합니다.
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87. 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 장소에 지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 시설하는 경우, 매설 깊이는 최소 몇 cm 이상으로 하면 되는가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 30
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 61%)
  • KEC 규정에 따라 지중 전선로를 직접 매설식으로 시설할 때, 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 장소의 매설 깊이는 $0.6\text{m}$이상이어야 합니다.
    $$0.6\text{m} = 60\text{cm}$$
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88. 특별고압절연전선을 사용한 22900V가공전선과 안테나와의 최소 이격거리는 몇 m 인가? (단, 중성선 다중접지식의 것으로 전로에 지기가 생겼을 때, 2초이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있음)

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 25%)
  • 25kV 이하의 특고압 가공전선로가 안테나 나전선과 이격될 때, 전선의 종류에 따라 기준이 다릅니다. 특고압절연전선을 사용하는 경우에는 1.5m 이상의 이격거리를 유지해야 합니다.

    오답 노트
    일반 가공전선: 2m 이상
    케이블: 0.5m 이상
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89. 사용전압 22900V 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우에 22900V 가공전선로의 보안공사 종류는?

  1. 고압 보안공사
  2. 제1종 특별고압 보안공사
  3. 제2종 특별고압 보안공사
  4. 제3종 특별고압 보안공사
(정답률: 54%)
  • 사용전압 22,900V의 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우에는 제2종 특별고압 보안공사를 적용해야 합니다.
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90. 사용전압이 380V인 저압 보안공사에 사용되는 경동선은 그 지름이 최소 몇 mm 이상의 것을 사용하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.6
  3. 4
  4. 5
(정답률: 26%)
  • 저압 보안공사에서 사용전압이 400V 미만인 경우, 인장강도 5.26kN 이상 또는 지름 4mm 이상의 경동선을 사용해야 합니다. 본 문제의 사용전압은 380V이므로 4mm 이상의 경동선을 사용해야 합니다.
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91. 통신상의 유도장해를 방지하기 위하여 직류 단선식 전기 철도용 급전선로가 단선식 전화선로를 제외한 기설 가공 약전류전선로와 병행하여 시설될 때, 특별한 경우를 제외하고 이격거리는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 12%)
  • 통신상의 유도장해 방지를 위한 이격거리 기준에 따라, 직류 단선식 전기철도용 급전선·전차선 또는 가공 직류 절연 귀선의 경우에는 4m 이상의 이격거리를 확보해야 합니다.

    오답 노트
    직류 복선식 전기철도용 급전선 또는 전차선: 2m 이상
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92. 전로의 사용전압이 400V미만이며, 대지전압이 150V이하인 경우, 이 전로의 절연저항은 몇 MΩ 이상이어야 하는가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 39%)
  • 전로의 절연저항 기준에 따라 사용전압이 $400\text{V}$ 미만이고 대지전압이 $150\text{V}$이하인 경우, 절연저항은 $0.1\text{M}\Omega$이상이어야 합니다.
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93. 발전소에는 필요한 계측장치를 시설해야 한다. 다음 중 시설을 생략해도 되는 계측장치는?

  1. 발전기의 전압 및 전류
  2. 주요 변압기의 역률
  3. 발전기의 고정자 온도
  4. 특별고압용 변압기의 온도
(정답률: 62%)
  • 발전소 계측장치 시설 기준에 따라 발전기의 전압 및 전류, 고정자 온도, 특별고압용 변압기의 온도는 필수적으로 시설해야 하지만, 주요 변압기의 역률은 시설을 생략할 수 있습니다.
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94. 제1종특별고압보안공사로 시설하는 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 것은?

  1. 철탑
  2. B종철주
  3. B종철근콘크리트주
  4. 목주
(정답률: 63%)
  • 제1종 특별고압 보안공사로 시설하는 전선로의 지지물로는 철탑, B종 철주, B종 철근콘크리트주 등을 사용할 수 있으나, 강도가 부족한 목주는 사용할 수 없습니다.
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95. 출퇴표시등회로에 전기를 공급하기 위한 변압기는 2차측 전로의 사용전압이 몇 V 이하인 절연변압기 이어야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 56%)
  • 출퇴표시등회로의 안전을 위해 전기를 공급하는 변압기는 2차측 전로의 사용전압이 $60\text{V}$이하인 절연변압기를 사용해야 합니다.
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96. 사용전압이 400V이상인 저압 가공전선을 동복강선 또는 케이블인 경우 이외에 시가지에 시설하는 것은 지름 몇 mm 의 경동선 또는 이와 동등이상의 세기 및 굵기의 것이어야 하는가?

  1. 3.2
  2. 3.5
  3. 4
  4. 5
(정답률: 21%)
  • 저압 가공전선의 굵기 기준에 따라 사용전압이 $400\text{V}$이상인 전선을 시가지 내에 시설할 때는 경동선 기준 지름 $5\text{mm}$이상의 전선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    시가지 외 시설 시: $4.0\text{mm}$
    $400\text{V}$ 미만 나전선: $3.2\text{mm}$
    $400\text{V}$ 미만 절연전선 및 케이블: $2.6\text{mm}$
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97. 과전류차단기로 저압전로에 사용하는 정격전류 30A인 퓨즈를 수평으로 붙인 경우 정격전류의 2배의 전류를 통하였을 때 몇 분안에 용단되어야 하는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 54%)
  • 저압전로 과전류차단기 퓨즈의 용단 시간 기준에 따라 정격전류 $30\text{A}$이하인 경우, 정격전류의 2배 전류가 흐를 때 2분 안에 용단되어야 합니다.
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98. 버스덕트공사에 의한 저압 옥내배선의 사용전압이 400V 미만인 경우 덕트에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종접지공사
  2. 제2종접지공사
  3. 제3종접지공사
  4. 특별제3종접지공사
(정답률: 57%)
  • 과거 규정에 따라 저압 옥내배선 버스덕트의 사용전압이 $400\text{V}$ 미만인 경우 제3종접지공사를 적용하였습니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경으로 현재는 종별 접지 개념이 폐지되었습니다.
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99. 건조한 장소로서 전개된 장소에 한하여 고압옥내배선을 할 수 있는 것은?

  1. 애자사용공사
  2. 합성수지관공사
  3. 금속관공사
  4. 가요전선관공사
(정답률: 54%)
  • 고압 옥내배선은 원칙적으로 금지되나, 건조한 장소로서 전개된 장소에 한하여 애자사용공사 방식으로 시설할 수 있습니다.
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100. 고압가공전선에 경동선을 사용하는 경우 안전율은 얼마 이상이 되는 이도로 시설하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 2.6
(정답률: 49%)
  • 고압 가공전선의 안전율 규정에 따라 전선의 재질별로 기준값이 다릅니다.
    경동선 또는 내열동합금선을 사용하는 경우에는 안전율을 2.2 이상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    그 밖의 전선: 2.5 이상
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