전기기사 필기 기출문제복원 (2004-03-07)

전기기사 2004-03-07 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2004-03-07 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 자계분포 H =xy j -xz k [A/m]를 발생시키는 점(1,1,1)[m] 에서의 전류밀도는 몇 A/m2 인가?

  1. 2
  2. 3
  3. √2
  4. √3
(정답률: 51%)
  • 맥스웰 방정식 중 앙페르 법칙에 따라 자계의 회전(Curl)은 전류밀도와 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $J = \nabla \times H$
    ② [숫자 대입] $J = ( \frac{\partial H_z}{\partial y} - \frac{\partial H_y}{\partial z} ) i + ( \frac{\partial H_x}{\partial z} - \frac{\partial H_z}{\partial x} ) j + ( \frac{\partial H_y}{\partial x} - \frac{\partial H_x}{\partial y} ) k$
    ③ [최종 결과] $J = \sqrt{2}$
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2. 임의의 단면을 가진 2개의 원주상의 무한히 긴 평행도체가 있다. 지금 도체의 도전률을 무한대라고 하면 C, L, ε 및 μ사이의 관계는? (단, C는 두 도체간의 단위길이당 정전용량, L은 두 도체를 한개의 왕복회로로 한 경우의 단위길이당 자기인덕턴스, ε은 두 도체사이에 있는 매질의 유전률, μ는 두 도체사이에 있는 매질의 투자율이다.)

  1. Cε= Lμ
  4. LC =εμ
(정답률: 70%)
  • 무한히 긴 평행 도체에서 단위 길이당 정전용량 $C$와 자기인덕턴스 $L$의 곱은 매질의 유전율 $\epsilon$과 투자율 $\mu$의 곱과 같습니다.
    $$L C = \epsilon \mu$$
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3. 패러데이 관(Faraday 管)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 패러데이관내의 전속선 수는 일정하다.
  2. 진전하가 없는 점에서는 패러데이관은 불연속적이다.
  3. 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같다.
  4. 패러데이관 양단에 정(正), 부(負)의 단위 전하가 있다.
(정답률: 75%)
  • 패러데이관은 전속선을 가상의 관으로 나타낸 것으로, 진전하가 없는 공간에서는 전속선이 끊어지지 않고 계속 이어지는 연속적인 특성을 가집니다.

    오답 노트
    진전하가 없는 점에서는 패러데이관은 불연속적이다: 진전하가 없어도 관은 연속적입니다.
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4. 전류가 흐르는 도선을 자계안에 놓으면, 이 도선에 힘이 작용한다. 평등자계의 진공 중에 놓여 있는 직선 전류 도선이 받는 힘에 대하여 옳은 것은?

  1. 전류의 세기에 반비례한다.
  2. 도선의 길이에 비례한다.
  3. 자계의 세기에 반비례한다.
  4. 전류와 자계의 방향이 이루는 각의 탄젠트 각에 비례한다.
(정답률: 65%)
  • 자계 내의 직선 전류 도선이 받는 힘은 전류의 세기, 도선의 길이, 자속밀도에 비례하며, 전류와 자계 방향 사이의 각도 $\sin$ 값에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $F = B I L \sin \theta$

    오답 노트
    전류의 세기: 비례함
    자계의 세기: 비례함
    탄젠트 각: $\sin$ 값에 비례함
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5. 비투자율이 500인 철심을 이용한 환상 솔레노이드에서 철심속의 자계의 세기가 200A/m일 때 철심속의 자속밀도 B[T]와 자화율 X[H/m]는 약 얼마인가?

  1. B=π×10-2 , X=3.2×10-4
  2. B=π×10-2 , X=6.3×10-4
  3. B=4π×10-2 , X=6.3×10-4
  4. B=4π×10-2 , X=12.6×10-4
(정답률: 63%)
  • 자속밀도는 투자율과 자계의 세기의 곱으로 구하며, 자화율은 비투자율에서 1을 뺀 값에 진공의 투자율을 곱하여 산출합니다.
    ① [자속밀도 공식] $B = \mu_{0} \mu_{s} H$
    ② [숫자 대입] $B = 4\pi \times 10^{-7} \times 500 \times 200$
    ③ [최종 결과] $B = 4\pi \times 10^{-2}$

    ① [자화율 공식] $\chi = \mu_{0}(\mu_{s} - 1)$
    ② [숫자 대입] $\chi = 4\pi \times 10^{-7} \times (500 - 1)$
    ③ [최종 결과] $\chi = 6.3 \times 10^{-4}$
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6. Ωㆍsec와 같은 단위는?

  1. H
  2. H/m
  3. F
  4. F/m
(정답률: 69%)
  • 인덕턴스 $L$의 단위인 헨리 $\text{H}$는 전압과 전류의 변화율 관계식에서 유도되며, 저항 $\Omega$과 시간 $\text{sec}$의 곱과 동일한 차원을 가집니다.
    ① [기본 공식] $L = R \times t$
    ② [숫자 대입] $L = \Omega \times \text{sec}$
    ③ [최종 결과] $L = \text{H}$
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7. 환상 철심에 권수 NA인 A코일과 권수 NB인 B코일이 있을 때 코일 A의 자기인덕턴스가 LA[H]라면 두 코일간의 상호인덕턴스는 몇 H 인가? (단, A코일과 B코일간의 누설자속은 없는 것으로 한다.)

(정답률: 76%)
  • 누설 자속이 없는 이상적인 결합 상태에서 상호인덕턴스 $M$은 두 코일의 권수비와 자기인덕턴스의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    $$M = \frac{N_B}{N_A} L_A$$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 정전용량이 1μF인 공기콘덴서가 있다. 이 콘덴서 판간의 1/2 인 두께를 갖고 비유전률 εr=2인 유전체를 그 콘덴서의 한 전극면에 접촉하여 넣었을 때 전체의 정전용량은 몇 μF 가 되는가?

  1. 2
  2. 1/2
  3. 4/3
  4. 5/3
(정답률: 72%)
  • 콘덴서의 일부에 유전체를 삽입하면 기존 공기층과 유전체층이 직렬로 연결된 구조가 되어 전체 정전용량이 변화합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{2 C_0}{1 + \frac{1}{\epsilon_r}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2 \times 1}{1 + \frac{1}{2}}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{4}{3} \mu\text{F}$
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9. 매질 1 이 나일론 (비유전율 εs = 4)이고, 매질 2가 진공일 때 전속밀도 D가 경계면에서 각각 θ1, θ2 의 각을 이룰 때 θ2=30° 라 하면 θ1의 값은?(문제 오류로 실제 시험에서는 전항 정답 처리 된 문제입니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 68%)
  • 전속밀도 $D$의 경계면 조건에 따라, 두 매질의 경계면에서 전속밀도의 수직 성분은 연속적이며 $\tan \theta$와 유전율의 관계를 이용해 풀이합니다.
    ① [기본 공식] $\tan \theta_1 \epsilon_1 = \tan \theta_2 \epsilon_0$
    ② [숫자 대입] $\tan \theta_1 \times 4 = \tan 30^\circ \times 1$
    ③ [최종 결과] $\theta_1 = \tan^{-1} \frac{\tan 30^\circ}{4} = \tan^{-1} \frac{1}{4\sqrt{3}} = \tan^{-1} \frac{\sqrt{3}}{12}$
    단, 문제의 그림에서 $\theta_1$이 경계면과 이루는 각도가 아닌 수직선과 이루는 각도로 표시된 오류가 있으나, 가답안 기준으로는 $\tan \theta_1 = \frac{4}{\sqrt{3}}$ 형태인 가 정답으로 처리됩니다.
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10. 자속밀도가 0.3Wb/m2인 평등자계내에 5A의 전류가 흐르고 있는 길이 2m인 직선도체를 자계의 방향에 대하여 60도의 각도로 놓았을 때 이 도체가 받는 힘은 약 몇 N 인가?

  1. 1.3
  2. 2.6
  3. 4.7
  4. 5.2
(정답률: 76%)
  • 자계 내에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘(플레밍의 왼손 법칙)을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $F = B I L \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $F = 0.3 \times 5 \times 2 \times \sin 60^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $F = 2.6$
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11. 정전계내에 있는 도체 표면에서의 전계의 방향은 어떻게 되는가?

  1. 임의 방향
  2. 표면과 접선방향
  3. 표면과 45도 방향
  4. 표면과 수직방향
(정답률: 66%)
  • 정전계에서 도체 표면은 전위가 모두 같은 등전위면입니다. 전계는 전위가 가장 급격하게 변하는 방향으로 형성되므로, 등전위면인 도체 표면과는 항상 수직 방향으로 나갑니다.
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12. 무한장 솔레노이드에 전류가 흐를 때 발생되는 자장에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 내부 자장은 평등자장이다.
  2. 외부와 내부의 자장의 세기는 같다.
  3. 외부 자장은 평등자장이다.
  4. 내부 자장의 세기는 0 이다.
(정답률: 73%)
  • 무한장 솔레노이드 내부에서는 자력선이 모두 평행하고 간격이 일정하게 형성되므로, 위치에 관계없이 자계의 세기와 방향이 일정한 평등자장이 형성됩니다. 반면, 외부 자장은 이론적으로 0에 수렴합니다.
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13. 다음 중 옳은 것은?

  1. grad V 는 전계방향으로 향하는 전위의 변화율이다.
  2. curl curl H = grad div H - ∇2 H 의 벡터 항등식은 멕스웰 전자 방정식을 이용하여 전신 방정식(telegraphic equation)을 유도하는데 필요하다.
  3. div E 는 폐곡면의 단위 면적당의 전기력선의 발산량이다.
  4. curl H (=∇×H )는 rot H 와 같은 것이며 자계내의 1 Wb가 이동하여 만든 폐로면내 단위 길이당의 선적 분이다.
(정답률: 36%)
  • 벡터 항등식 $\text{curl curl } H = \text{grad div } H - \nabla^2 H$는 맥스웰 방정식과 결합하여 전자기파의 전파 특성을 설명하는 전신 방정식(telegraphic equation)을 유도하는 핵심 근거가 됩니다.

    오답 노트
    grad V: 전위가 가장 급격히 감소하는 방향(전계의 반대 방향)입니다.
    div E: 단위 면적이 아니라 단위 체적당 발산량입니다.
    curl H: 단위 길이당 선적분이 아니라 단위 면적당 전류밀도와 같습니다.
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14. 한변의 저항이 Ro 인 그림과 같은 무한히 긴 회로에서 AB간의 합성저항은 어떻게 되는가?

(정답률: 67%)
  • 무한히 반복되는 회로의 합성저항 $R_{AB}$는 회로의 반복 구조상 $R_{AB}$ 뒤에 다시 동일한 $R_{AB}$가 연결된 형태로 볼 수 있습니다. 따라서 $R_{AB}$는 저항 $R_0$ 하나와, $R_0$ 및 $R_{AB}$가 병렬로 연결된 구조가 직렬로 이어진 형태가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{AB} = R_0 + \frac{R_0 \times R_{AB}}{R_0 + R_{AB}}$
    ② [숫자 대입] $R_{AB}^2 - R_0 R_{AB} - R_0^2 = 0$
    ③ [최종 결과] $R_{AB} = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} R_0$
    제시된 정답 이미지 는 위 계산 결과의 변형 또는 특정 조건의 해를 나타냅니다.
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15. 전력용 유입 커패시터가 있다. 유(기름)의 비유전률이 2 이고 인가된 전계 E =200sinωt ax[V/m]일 때 커패시터 내부에서의 변위 전류밀도는 몇 A/m2 인가?

  1. 400ω cosωt ax
  2. 400 sinωt ax
  3. 200ω cosωt ax
  4. 400ω sinωt ax
(정답률: 58%)
  • 변위 전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율로 정의됩니다. 유전율 $\epsilon$은 진공 유전율 $\epsilon_0$에 비유전율 $\epsilon_r$을 곱한 값이며, 전계 $E$를 시간에 대해 미분하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $J_d = \frac{\partial D}{\partial t} = \epsilon \frac{\partial E}{\partial t}$
    ② [숫자 대입] $J_d = (2\epsilon_0) \frac{\partial}{\partial t}(200\sin \omega t a_x)$
    ③ [최종 결과] $J_d = 400\omega \cos \omega t a_x$
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16. 액체 유전체를 포함한 콘덴서 용량이 C[F]인 것에 V[V]의 전압을 가했을 경우에 흐르는 누설전류는 몇 A 인가? (단, 유전체의 비유전률은 εs이며, 고유저항은 ρ[Ω.m]라 한다.)

(정답률: 72%)
  • 누설전류는 옴의 법칙 $I = V/R$을 따르며, 유전체의 저항 $R$은 비유전률 $\epsilon_s$와 고유저항 $\rho$를 이용하여 $R = \rho / (C \epsilon_s)$의 관계로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{CV}{\rho \epsilon_s}$
    ② [숫자 대입] (주어진 기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $I = \frac{CV}{\rho \epsilon_s}$
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17. 균일한 자속 밀도 B 중에 자기 모멘트 m 의 자석(관성 모멘트 I)이 있다. 이 자석을 미소 진동 시켰을 때의 주기는 얼마인가?

(정답률: 36%)
  • 자기장 내에서 자기 모멘트를 가진 자석이 미소 진동할 때, 복원력에 의한 각진동수 $\omega$와 주기 $T$의 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $T = 2\pi \sqrt{\frac{I}{mB}}$
    ② [숫자 대입] (주어진 기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $T = 2\pi \sqrt{\frac{I}{mB}}$
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18. 미분방정식 형태로 나타낸 멕스웰의 전자계 기초 방정식은?

(정답률: 77%)
  • 맥스웰 방정식의 미분형은 전자기장의 공간적 변화와 시간적 변화의 관계를 나타내는 기초 방정식입니다.
    정답인 는 다음의 수식으로 표현됩니다.
    $$\text{rot } E = -\frac{\partial B}{\partial t}, \text{ rot } H = i + \frac{\partial D}{\partial t}, \text{ div } D = \rho, \text{ div } B = 0$$
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19. 30V/m의 전계내 50V 되는 점에서 1C 의 전하를 전계 방향으로 70㎝ 이동한 경우, 그 점의 전위는 몇 V 인가?

  1. 21
  2. 29
  3. 35
  4. 65
(정답률: 72%)
  • 전계 내에서 전하를 이동시킬 때 전위차는 전계의 세기와 이동 거리의 곱으로 나타나며, 전계 방향으로 이동하면 전위는 감소합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 - E \times d$
    ② [숫자 대입] $V = 50 - 30 \times 0.7$
    ③ [최종 결과] $V = 29$
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20. 유전율이 다른 두 유전체의 경계면에 작용하는 힘은? (단, 유전체의 경계면과 전계방향은 수직이다.)

  1. 유전율의 차이에 비례
  2. 유전율의 차이에 반비례
  3. 경계면의 전계의 세기의 제곱에 비례
  4. 경계면의 전하밀도의 제곱에 비례
(정답률: 36%)
  • 유전율이 다른 두 유전체 경계면에 작용하는 힘은 전하밀도의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_{2}} - \frac{1}{\epsilon_{1}} ) \sigma^{2}$
    ② [숫자 대입] $f \propto \sigma^{2}$
    ③ [최종 결과] 경계면의 전하밀도의 제곱에 비례
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2과목: 전력공학

21. 3본의 송전선에 동상의 전류가 흘렀을 경우 이 전류를 무슨 전류라 하는가?

  1. 영상전류
  2. 평형전류
  3. 단락전류
  4. 대칭전류
(정답률: 53%)
  • 3상 송전선에서 크기와 위상이 모두 같은 동상의 전류가 흐르는 성분을 영상전류라고 합니다.
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22. 부하역률이 cosθ인 경우의 배전선로의 전력손실은 같은 크기의 부하전력으로 역률이 1 인 경우의 전력손실에 비하여 몇 배인가?

  3. cosθ
  4. cos2θ
(정답률: 65%)
  • 전력손실은 전류의 제곱에 비례하며, 동일 전력일 때 전류는 역률에 반비례하므로 전력손실은 역률의 제곱에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_{loss}}{P_{loss1}} = \frac{1}{\cos^{2}\theta}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_{loss}}{P_{loss1}} = \frac{1}{\cos^{2}\theta}$
    ③ [최종 결과]
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23. 케이블을 부설한 후 현장에서 절연내력시험을 할 때 직류를 사용하는 이유로 가장 적당한 것은?

  1. 절연 파괴시까지의 피해가 적다.
  2. 절연내력은 직류가 크다.
  3. 시험용 전원의 용량이 적다.
  4. 케이블의 유전체손이 없다.
(정답률: 33%)
  • 케이블 절연내력시험에 직류를 사용하면 충전전류가 흐르지 않아 시험용 전원의 용량을 작게 설계할 수 있으며, 이로 인해 장비의 이동과 운용이 간편해집니다.
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24. 직접접지방식이 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것은?

  1. 지락고장시 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 작기 때문에
  2. 지락시의 지락전류가 적으므로
  3. 계통의 절연을 낮게 할 수 있으므로
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 58%)
  • 직접접지방식은 지락 사고 시 중성점 전위 상승이 억제되어, 상전압의 절연 수준을 낮게 설계할 수 있어 경제적이기 때문에 초고압 송전선에 채용합니다.
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25. 정전압 송전방식에서 전력원선도를 그리려면 무엇이 주어져야 하는가?

  1. 송수전단 전압, 선로의 일반회로 정수
  2. 송수전단 역률, 선로의 일반회로 정수
  3. 조상기 용량, 수전단 전압
  4. 송전단 전압, 수전단 전류
(정답률: 56%)
  • 정전압 송전방식에서 전력원선도를 작성하기 위해서는 송전단과 수전단의 전압 조건 및 선로의 임피던스, 어드미턴스와 같은 일반회로 정수가 반드시 주어져야 합니다.
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26. 피뢰기의 제한전압이 728kV이고 변압기의 기준충격절연 강도가 1040kV 라고 하면 보호 여유도는 약 몇 % 정도 되는가?

  1. 31
  2. 38
  3. 43
  4. 47
(정답률: 43%)
  • 보호 여유도는 기준충격절연 강도와 피뢰기의 제한전압 차이를 제한전압으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{여유도} = \frac{V_{BIL} - V_{lim}}{V_{lim}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{여유도} = \frac{1040 - 728}{728} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{여유도} = 42.87 \approx 43$
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27. 가스터빈 발전의 장점은?

  1. 효율이 가장 높은 발전방식이다.
  2. 기동시간이 짧아 첨두부하용으로 사용하기 용이하다.
  3. 어떤 종류의 가스라도 연료로 사용이 가능하다.
  4. 장기간 운전해도 고장이 적으며, 발전효율이 높다.
(정답률: 57%)
  • 가스터빈 발전은 기동 시간이 매우 짧고 운전 조작이 간편하며, 부하 변동에 대한 응답 속도가 빠르기 때문에 전력 수요가 급증하는 첨두부하용으로 사용하기에 매우 유리합니다.
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28. 포오밍(foaming)의 원인은?

  1. 과열기의 손상
  2. 냉각수의 불순물
  3. 급수의 불순물
  4. 기압의 과대
(정답률: 50%)
  • 포밍(foaming)은 보일러 급수 중에 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등의 염류 불순물이 포함되어 있을 때 액체 표면에 거품이 발생하는 현상을 말합니다.
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29. 단상 교류회로에 3150/210V의 승압기를 60kW, 역률 0.8인 부하에 접속하여 전압을 상승시키는 경우에 몇 kVA 의 승압기를 사용해야 적당한가? (단, 전원전압은 2900V 이다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 40%)
  • 승압기 용량은 부하 전류와 승압 전압의 곱으로 계산합니다. 먼저 전원 전압에 승압 전압을 더해 2차 전압을 구한 뒤, 부하 전력을 통해 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $E_{2} = E_{1} + e_{2}$ $I_{2} = \frac{P}{E_{2} \cos \theta}$ $$W = I_{2} e_{2}$$
    ② [숫자 대입] $E_{2} = 2900 + 210 = 3110$ $I_{2} = \frac{60000}{3110 \times 0.8} = 24.11$ $$W = 24.11 \times 210 = 5063.1$$
    ③ [최종 결과] $W = 5.06 \text{ kVA}$
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30. 주상변압기의 2차측 접지공사는 어느 것에 의한 보호를 목적으로 하는가?

  1. 2차측 단락
  2. 1차측 접지
  3. 2차측 접지
  4. 1차측과 2차측의 혼촉
(정답률: 60%)
  • 주상변압기 2차측 접지공사는 변압기 내부에서 1차측(고압) 권선과 2차측(저압) 권선이 서로 맞닿는 혼촉 사고가 발생했을 때, 저압측 전위 상승을 억제하여 인명 피해와 기기 손상을 방지하는 것을 목적으로 합니다.
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31. 동일한 조건하에서 3상 4선식 배전선로의 총 소요전선량은 3상 3선식의 것에 비해 몇 배정도로 되는가? (단, 중성선의 굵기는 전력선의 굵기와 같다고 한다.) 가.

  1. 1/3
  2. 3/4
  3. 3/8
  4. 4/9
(정답률: 51%)
  • 동일 조건에서 전선량 비교는 전압 강하와 전력 손실을 기준으로 계산합니다. 3상 3선식 대비 3상 4선식의 소요 전선량 비율을 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{전선량 비율} = \frac{3\Phi 4\text{W}}{3\Phi 3\text{W}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{전선량 비율} = \frac{1/3}{3/4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{전선량 비율} = \frac{4}{9}$$
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32. 그림과 같은 회로에서 4단자 정수 A , B , C , D 는? (단, Es, Is는 송전단 전압, 전류이고, ER, IR는 수전단전압, 전류, Y는 병렬 어드미턴스이다.)

  1. A =1, B =0, C =Y, D =1
  2. A =1, B =Y, C =0, D =1
  3. A =1, B =Y, C =1, D =0
  4. A =1, B =0, C =0, D =1
(정답률: 63%)
  • 제시된 회로는 병렬 어드미턴스 $Y$만 존재하는 $\pi$형 회로의 일부 또는 단순 병렬 회로입니다. 4단자 정수 기본 식 $E_s = AE_R + BI_R$ 및 $I_s = CE_R + DI_R$에 대입하면, 송전단 전압 $E_s$는 수전단 전압 $E_R$과 같고($A=1, B=0$), 송전단 전류 $I_s$는 수전단 전류 $I_R$에 병렬 어드미턴스로 흐르는 전류 $YE_R$을 더한 값($C=Y, D=1$)이 됩니다.
    따라서 $A=1, B=0, C=Y, D=1$입니다.
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33. 송배전 선로에서 도체의 굵기는 같게 하고 경간을 크게 하면 도체의 인덕턴스는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 커진다.
  2. 작아진다.
  3. 변함이 없다.
  4. 도체의 굵기 및 경간과는 무관하다.
(정답률: 24%)
  • 도체의 인덕턴스 공식은 다음과 같습니다.
    $$L = 0.05 + 0.4605 \log \frac{D}{r}$$
    위 식에서 $L$은 전선의 굵기($r$)에는 영향을 받지만, 경간(전선 사이의 거리 $D$)과는 무관한 특성을 가집니다. 따라서 경간을 크게 하더라도 도체의 인덕턴스는 변함이 없습니다.
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34. 저압 뱅킹방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 전압강하 및 전력손실이 경감된다.
  2. 변압기 용량 및 저압선 동량이 절감된다.
  3. 부하 변동에 대한 탄력성이 좋다.
  4. 경부하시의 변압기 이용 효율이 좋다.
(정답률: 52%)
  • 저압 뱅킹방식은 여러 대의 변압기를 병렬로 연결하여 전압강하 경감, 전력손실 감소, 부하 변동 탄력성 확보, 변압기 용량 및 동량 절감 등의 장점이 있습니다. 하지만 변압기 대수가 많아지므로 경부하시에는 변압기 이용 효율이 오히려 떨어지게 됩니다.
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35. 특유속도가 큰 수차일수록 발생되는 현상으로 옳은 것은?

  1. 회전자의 주변속도가 대단히 작아진다.
  2. 회전수가 커진다.
  3. 저낙차에서는 사용할 수 없다.
  4. 경부하에서 효율의 저하가 심하다.
(정답률: 39%)
  • 특유속도가 큰 수차(예: 펠톤 수차 등과 대비되는 카플란 수차 등)는 일반적으로 저낙차 대유량에 적합하며, 부하가 적은 경부하 상태에서 효율 저하가 심하게 나타나는 특성이 있습니다.
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36. 가공송전선로를 가선할 때에는 하중조건과 온도조건을 고려하여 적당한 이도(dip)를 주도록 하여야 한다. 다음 중 이도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이도가 작으면 전선이 좌우로 크게 흔들려서 다른 상의 전선에 접촉하여 위험하게 된다.
  2. 전선을 가선할 때 전선을 팽팽하게 가선하는 것을 이도를 크게 준다고 한다.
  3. 이도를 작게 하면 이에 비례하여 전선의 장력이 증가되며, 너무 작으면 전선 상호간이 꼬이게 된다.
  4. 이도의 대소는 지지물의 높이를 좌우한다.
(정답률: 64%)
  • 이도는 전선의 처짐 정도를 의미하며, 이도의 크기에 따라 전선이 지면이나 다른 시설물에 접근하는 거리가 달라지므로 지지물의 높이를 결정하는 중요한 요소가 됩니다.

    오답 노트
    이도가 작으면: 전선이 팽팽해져 장력이 증가하고 단선 위험이 커짐
    팽팽하게 가선: 이도를 작게 주는 것
    이도와 장력: 이도가 작을수록 장력은 증가하지만, 전선 상호간 꼬임과는 직접적 관계가 없음
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37. 설비 A가 150kW, B가 350kW, 수용률이 각각 0.6 및 0.7일 때 합성최대전력이 279kW이면 부등률은?

  1. 1.1
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.4
(정답률: 71%)
  • 부등률은 개별 수용가의 최대수용전력의 합을 합성최대전력으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $Diversity Factor = \frac{\sum P_{max}}{P_{composite}}$
    ② [숫자 대입] $Diversity Factor = \frac{150 \times 0.6 + 350 \times 0.7}{279}$
    ③ [최종 결과] $Diversity Factor = 1.2$
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38. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 73%)
  • 영상전류(Zero-sequence current)를 검출하여 지락 사고를 보호하기 위해 사용되는 계전기에 전류를 공급하는 장치는 ZCT(영상변류기)입니다.
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39. 어떤 선로의 양단에 같은 용량의 소호리액터를 설치한 3상 1회선 송전선로에서 전원측으로부터 선로길이의 1/4 지점에 1선지락고장이 발생했다면 영상전류의 분포는 대략 어떠한가?

(정답률: 39%)
  • 양단에 소호리액터가 설치된 선로에서 지락 고장이 발생하면, 고장 지점을 중심으로 양단 전원측으로 영상전류가 분배되어 흐르게 됩니다. 따라서 고장 지점에서 영상전류가 0이 되고 양 끝단으로 갈수록 증가하는 형태인 가 정답입니다.
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40. 초고압용 차단기에서 개폐저항기를 사용하는 이유는?

  1. 개폐써지 이상전압 억제
  2. 차단전류 감소
  3. 차단속도 증진
  4. 차단전류의 역률 개선
(정답률: 72%)
  • 초고압 차단기에서 개폐 시 발생하는 과도 현상으로 인해 선로에 매우 높은 전압이 유도될 수 있는데, 개폐저항기를 통해 이를 흡수하여 개폐써지 이상전압 억제 효과를 얻습니다.
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3과목: 전기기기

41. 극수 8, 중권직류기의 전기자 총 도체수 960, 매극 자속 0.04[wb], 회전수 400[rpm]이라면 유기 기전력은 몇[V]인가 ?

  1. 625
  2. 425
  3. 327
  4. 256
(정답률: 66%)
  • 직류기의 유기 기전력 공식은 극수, 도체수, 자속, 회전수 그리고 병렬 회로수에 의해 결정됩니다. 중권 winding의 경우 병렬 회로수 $a$는 극수 $P$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{P Z \Phi N}{60 a}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{8 \times 960 \times 0.04 \times 400}{60 \times 8}$
    ③ [최종 결과] $E = 256$ V
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42. 다음은 IGBT에 관한 설명이다. 잘못된 것은?

  1. Insulated Gate Bipolar Thyristor의 약자이다.
  2. 트랜지스터와 MOSFET를 조합한 것이다.
  3. 고속 스위칭이 가능하다.
  4. 전력용 반도체 소자이다.
(정답률: 65%)
  • IGBT는 Insulated Gate Bipolar Transistor의 약자입니다.

    오답 노트
    Thyristor: 잘못된 명칭입니다.
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43. 어떠한 변압기에서 무유도 전부하의 효율은 97.0[%], 그 전압변동율은 2.0[%]라 한다. 그 최대효율[%]은?

  1. 약 93
  2. 약 95
  3. 약 97
  4. 약 99
(정답률: 46%)
  • 전부하 효율과 전압 변동률을 통해 철손과 동손의 합을 구하고, 최대 효율 조건(철손=동손)을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\epsilon = \frac{P_c}{P}$$
    $$\eta_{max} = \frac{m}{m + P_i + P_c} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_c = 0.02 \times 1 = 0.02$$
    $$P_i = (\frac{1}{0.97} - 1) - 0.02 = 0.01$$
    $$m = \sqrt{\frac{0.01}{0.02}} = 0.707$$
    ③ [최종 결과]
    $$\eta_{max} = \frac{0.707}{0.707 + 0.01 \times 2} \times 100 = 97.24$$
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44. 브러시를 중성축에서 이동시키는 것은?

  1. 로커
  2. 피그테일
  3. 호울더
  4. 라이저
(정답률: 49%)
  • 브러시 로커는 브러시의 위치를 중성축의 전후로 이동시켜 정류 상태를 조정할 때 사용하는 장치입니다.

    오답 노트
    피그테일: 스프링 과열 방지를 위해 전류를 홀더로 직접 흐르게 하는 연동선
    호울더: 브러시를 정류자면의 일정 위치에 고정하는 장치
    라이저: 정류자와 전기자 코일을 접속하는 부분
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45. 3상 4극 220[V]인 유도 전동기의 권선이 2병렬 델타(△× 2)결선으로 되어 있다. 결선을 고쳐 3상 380[V]로 사용하려면 다음중 옳은 것은?

  1. △×1
(정답률: 47%)
  • 전압을 $220\text{V}$에서 $380\text{V}$로 높여 사용하려면, 권선에 걸리는 전압을 분산시키기 위해 병렬 회로 수를 늘려야 합니다. 기존 델타 결선에서 병렬 수를 2배로 늘린 $\text{Y} \times 2$ 결선으로 변경하면 전압 상승에 대응할 수 있습니다.
    따라서 정답은 입니다.
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46. 50[Hz], 슬립 0.2 인 경우의 회전자 속도가 600[rpm]인 3상 유도전동기의 극수는?

  1. 16
  2. 12
  3. 8
  4. 4
(정답률: 65%)
  • 회전자 속도를 통해 동기 속도를 먼저 구한 뒤, 동기 속도 공식을 이용하여 극수를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N_s = \frac{N}{1-s}$$
    $$P = \frac{120f}{N_s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N_s = \frac{600}{1-0.2} = 750$$
    $$P = \frac{120 \times 50}{750}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 8$$
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47. 변압기의 전압 변동율에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 일반적으로 부하변동에 대하여 2차 단자 전압의 변동이 작을수록 좋다.
  2. 전부하시와 무부하시의 2차 단자 전압의 차이를 나타내는 것이다.
  3. 전압 변동율은 전등의 광도, 수명 전동기의 출력 등에 영향을 주는 중요한 특성이다.
  4. 인가 전압이 일정한 상태에서 무부하 2차 단자 전압에 반비례한다.
(정답률: 60%)
  • 전압 변동률은 무부하 시 2차 단자 전압과 정격 부하 시 2차 단자 전압의 차이를 정격 전압으로 나눈 비율을 의미합니다.
    전압 변동률 공식은 다음과 같습니다.
    $$\epsilon = \frac{V_{20} - V_{2n}}{V_{2n}} \times 100$$
    위 식에서 알 수 있듯이, 인가 전압이 일정할 때 무부하 2차 단자 전압 $V_{20}$이 커질수록 전압 변동률 $\epsilon$은 증가하므로, 무부하 2차 단자 전압에 비례하는 관계를 가집니다.
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48. 동기 와트로 표시되는 것은?

  1. 1차 입력
  2. 출력
  3. 동기속도
  4. 토크
(정답률: 47%)
  • 동기 와트(Synchronous Watt)는 동기전동기의 출력 토크를 나타내는 단위로 사용됩니다.
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49. 정격전압이 같은 A,B 두대의 단상변압기를 병렬로 접속하여 360[KVA]의 부하를 접속하였다. A변압기는 용량 100[KVA], 퍼센트 임피던스 5[%], B변압기는 300[KVA], 퍼센트임피던스 3[%]이다. B변압기의 분담부하는 몇[KVA]인가? (단, 변압기의 저항과 리액턴스의 비는 모두 같다.)

  1. 260
  2. 280
  3. 290
  4. 300
(정답률: 41%)
  • 변압기 병렬 운전 시 부하 분담은 각 변압기 용량에 비례하고 퍼센트 임피던스에 반비례합니다.
    ① [부하 분담비 공식] $\frac{P_{A}}{P_{B}} = \frac{P_{A}}{P_{B}} \times \frac{\%Z_{B}}{\%Z_{A}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_{A}}{P_{B}} = \frac{100}{300} \times \frac{3}{5} = \frac{1}{5}$
    ③ [최종 결과] $P_{B} = 300$
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50. 동기전동기의 제동권선의 효과는?

  1. 정지시간의 단축
  2. 토크의 증가
  3. 기동토크의 발생
  4. 과부하 내량의 증가
(정답률: 56%)
  • 동기전동기는 스스로 기동할 수 없는 기동 토크 0의 특성을 가집니다. 이때 회전자에 제동권선을 설치하면 기동 시 유도전동기와 같은 원리로 기동토크가 발생하여 자력 기동이 가능해집니다.
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51. 유도 전동기의 슬립(slip) S 의 범위는?

  1. 1 ＞ S ＞ 0
  2. 0 ＞ S ＞-1
  3. 2 ＞ S ＞ 1
  4. -1 ＜ S ＜ 1
(정답률: 66%)
  • 유도 전동기가 정상 상태에서 운전되기 위해서는 회전자의 속도가 동기 속도보다 약간 느려야 하므로, 슬립 $S$의 범위는 $0$보다 크고 $1$보다 작은 범위에서 형성됩니다.
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52. 정전압 계통에 접속된 동기발전기는 그 여자를 약하게 하면?

  1. 출력이 감소한다.
  2. 전압이 강하한다.
  3. 앞선 무효전류가 증가한다.
  4. 뒤진 무효전류가 증가한다.
(정답률: 45%)
  • 정전압 계통에 접속된 동기발전기의 여자를 약하게 하면 부족여자 상태가 되어, 계통으로부터 진상 무효전력을 흡수하게 되므로 앞선 무효전류가 증가합니다.
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53. 2회전자계설에 의하여 단상 유도전동기의 가상적 2개의 회전자중 정방향에 회전하는 회전자 슬립이 S 이면 역방향에 회전하는 가상적 회전자의 슬립은 어떻게 표시되는 가?

  1. 1 + S
  2. 1 - S
  3. 2 - S
  4. 3 - S
(정답률: 62%)
  • 단상 유도전동기의 2회전자계설에 따르면, 정방향 회전자 슬립이 $S$일 때 역방향 회전자의 슬립은 $2 - S$가 되어 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 회전자가 존재하는 것으로 해석합니다.
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54. 2상 서어보 모타를 구동하는데 필요한 2상 전압을 얻는 방법으로 널리 쓰이는 방법은?

  1. 여자권선에 리액터를 삽입하는 방법
  2. 증폭기내에서 위상을 조정하는 방법
  3. 환상 결선 변압기를 이용하는 방법
  4. 2상 전원을 직접 이용하는 방법
(정답률: 38%)
  • 2상 서보 모터의 구동을 위해서는 전압과 위상을 정밀하게 제어해야 하며, 이를 위해 증폭기 내에서 위상을 조정하는 방법이 널리 사용됩니다.
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55. 권수비 70인 단상변압기의 전부하 2차전압 200[V], 전압 변동률 4[%]일 때 무부하시 1차 단자전압은?

  1. 14560
  2. 13261
  3. 12360
  4. 11670
(정답률: 59%)
  • 전압 변동률을 이용하여 무부하 시의 2차 전압을 먼저 구한 뒤, 권수비를 곱하여 1차 단자전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_{10} = V_{20} \times a = \frac{V_{2n}}{1 - \epsilon} \times a$
    ② [숫자 대입] $V_{10} = \frac{200}{1 - 0.04} \times 70$
    ③ [최종 결과] $V_{10} = 14583.3$ (정답 14560은 $\epsilon$을 분자에 더한 $200 \times (1 + 0.04) \times 70$ 계산 결과임)
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56. 제어 정류기의 역률제어 방법중 대칭각 제어기법의 내용이 아닌 것은?

  1. 출력측이나 입력측에 고조파 성분 적음
  2. 스위치에 대한 제어신호는 삼각파와 기준전압을 비교
  3. 삼각파의 위상은 입력전압의 위상과 동일하도록 제어
  4. 입력전압과 입력전류는 동일위상이 되어 역율이 높음
(정답률: 23%)
  • 대칭각 제어기법은 입력전압과 입력전류를 동일 위상으로 만들어 역률을 높이는 방식이지만, 스위칭 동작으로 인해 출력측과 입력측에 고조파 성분이 많이 발생한다는 특징이 있습니다.
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57. 3상 교류 동기 발전기를 정격 속도로 운전하고 무부하 정격전압을 유기하는 계자전류를 i1, 3상 단락에 의하여 정격전류 I를 유기하는 계자전류를 i2라 할때 단락비는?

  1. I/i1
  2. i2/i1
  3. I/i2
  4. i1/i2
(정답률: 41%)
  • 단락비는 무부하 정격전압을 유기하는 계자전류와 3상 단락 시 정격전류를 유기하는 계자전류의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{i_{1}}{i_{2}}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{i_{1}}{i_{2}}$
    ③ [최종 결과] $K = \frac{i_{1}}{i_{2}}$
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58. 동기 전동기의 진상전류는 어떤 작용을 하는가?

  1. 증자작용
  2. 감자작용
  3. 교차자화작용
  4. 아무작용도 없다.
(정답률: 60%)
  • 동기 전동기에서 진상전류가 흐르면 커패시터 성분이 작용하여 주자속을 감소시키는 감자작용을 일으킵니다.
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59. 직류기의 전기자에 사용되는 권선법은 ?

  1. 단층권
  2. 2층권
  3. 환상권
  4. 개로권
(정답률: 58%)
  • 직류기의 전기자 권선법에서는 효율적인 전압 이용과 정류 특성을 위해 하나의 슬롯에 두 개의 코일 변이 들어가는 2층권을 주로 사용합니다.
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60. 출력 4 [KW] 1400[rpm]인 전동기의 토크는 얼마인가?

  1. 26.5[Kg-m]
  2. 2.65[Kg-m]
  3. 2.79[Kg-m]
  4. 27.9[Kg-m]
(정답률: 56%)
  • 전동기의 출력과 회전 속도를 이용하여 토크를 구하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = 0.975 \frac{P}{N}$
    ② [숫자 대입] $\tau = 0.975 \frac{4 \times 10^3}{1400}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 2.79$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 가 3상 전압일때 역상전압은? (단, )

(정답률: 63%)
  • 3상 전압 $\dot{V}_{a}, \dot{V}_{b}, \dot{V}_{c}$가 주어졌을 때, 대칭좌표법에 의한 역상전압 $\dot{V}_{2}$의 정의를 묻는 문제입니다. 역상분은 상회전 방향이 정상분과 반대이므로 연산자 $a$의 지수가 정상분과 다르게 배치됩니다.
    역상전압 공식은 $\frac{1}{3}(\dot{V}_{a} + a^{2}\dot{V}_{b} + a\dot{V}_{c})$이므로 정답은 입니다.
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62. 무손실 선로에 있어서 감쇠정수 α , 위상정수를 β 라 하면 α 와 β 의 값은? (단, R, G, L, C 는 선로 단위 길이당의 저항, 콘덕턴스, 인덕턴스, 커패시턴스이다.)

(정답률: 60%)
  • 무손실 선로는 저항 $R=0$이고 콘덕턴스 $G=0$ 인 이상적인 선로를 말합니다. 이 경우 감쇠정수 $\alpha$는 0이 되며, 위상정수 $\beta$는 인덕턴스 $L$과 커패시턴스 $C$에 의해 결정됩니다.
    따라서 정답은 입니다.

    오답 노트
    무왜형 선로: $R/L = G/C$ 조건을 만족하는 선로입니다.
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63. 라고 하면 이 사이의 전력은 몇[W]인가?

  1. 12.828
  2. 6.414
  3. 24
  4. 8.586
(정답률: 44%)
  • 비정현파 교류의 평균 전력은 각 성분별(동일 주파수) 유효 전력의 합으로 계산합니다.
    전압과 전류의 최댓값을 $\sqrt{2}$로 나누어 실효값으로 변환한 뒤, 위상차의 코사인 값을 곱하여 합산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V_{1}I_{1}\cos\theta_{1} + V_{2}I_{2}\cos\theta_{2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{10}{\sqrt{2}} \times \frac{2}{\sqrt{2}} \times \cos(60^{\circ}) + \frac{4}{\sqrt{2}} \times \frac{1}{\sqrt{2}} \times \cos(45^{\circ})$
    ③ [최종 결과] $P = 6.414$
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64. 그림의 게이트(gate)명칭은 어떻게 되는가?

  1. AND gate
  2. OR gate
  3. NAND gate
  4. NOR gate
(정답률: 44%)
  • 제시된 이미지 의 회로 기호는 AND 게이트의 출력단에 NOT 게이트(반전 버블)가 결합된 형태입니다. 따라서 모든 입력이 High일 때만 출력이 Low가 되는 NAND gate입니다.
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65. 특성방정식이 S3 + 2S2 + Ks +10 = 0로 주어지는 제어계가 안정하기 위한 K의 값은?

  1. K ＞ 0
  2. K ＞ 5
  3. K ＜ 0
  4. 0 ＜ K ＜ 5
(정답률: 58%)
  • 제어계의 안정성을 판단하기 위해 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 안정도 판별법을 적용합니다. 특성방정식 $S^{3} + 2S^{2} + Ks + 10 = 0$에서 모든 계수가 양수여야 하며, 루스 표의 1열 성분이 모두 양수여야 합니다.
    안정 조건은 $2 \times K > 1 \times 10$이 성립해야 하므로, $2K > 10$ 즉, $K > 5$가 됩니다.
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66. 다음과 같은 블록선도에서 등가 합성 전달함수 C/R 는?

(정답률: 65%)
  • 제시된 블록선도는 전향 경로 이득 $G$와 두 개의 피드백 경로 $H_1, H_2$가 모두 음의 피드백으로 연결된 구조입니다. 전체 전달함수는 $\frac{G}{1 + \sum(G H_i)}$ 형태로 계산됩니다.
    $$\frac{C}{R} = \frac{G}{1 + H_1 G + H_2 G}$$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 2차 시스템의 감쇠율(damping ratio) δ 가 δ ＜1 이면 어떤 경우인가?

  1. 비감쇠
  2. 과감쇠
  3. 발산
  4. 부족감쇠
(정답률: 53%)
  • 2차 시스템에서 감쇠율 $\delta$가 1보다 작으면($\delta < 1$), 시스템은 진동하며 수렴하는 특성을 가지며 이를 부족감쇠라고 합니다.

    오답 노트
    비감쇠: $\delta = 0$
    과감쇠: $\delta > 1$
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68. f(t)=e-2tcos3t의 라플라스 변환은?

(정답률: 60%)
  • 라플라스 변환의 이동 정리 $\mathcal{L}\{e^{at}f(t)\} = F(s-a)$와 $\cos \omega t$의 변환 공식 $\frac{s}{s^2 + \omega^2}$를 적용합니다.
    $$f(t) = e^{-2t} \cos 3t \longrightarrow F(s) = \frac{s+2}{(s+2)^2 + 3^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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69. Z = 8+j6[Ω]인 평형 Y부하에 선간전압 200[V]인 대칭 3상 전압을 인가할 때 선전류 [A]는?

  1. 5.5
  2. 7.5
  3. 10.5
  4. 11.5
(정답률: 63%)
  • Y결선 부하에서 선전류는 상전류와 같으며, 상전압을 임피던스의 크기로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{V_L / \sqrt{3}}{|Z|}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{200 / \sqrt{3}}{\sqrt{8^2 + 6^2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 11.5$$
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70. 그림과 같은 회로에서 i1=Im sin ωt[A]일때 개방된 2차 단자에 나타나는 유기 기전력 V2 는 얼마인가?

  1. ωMsinωt [V]
  2. ωMcosωt [V]
  3. ωMImsin(ωt-90° )[V]
  4. ωMImsin(ωt+90° )[V]
(정답률: 47%)
  • 상호 인덕턴스 $M$에 의해 2차 회로에 유기되는 기전력은 1차 전류의 시간 변화율에 비례하며, 방향은 렌츠의 법칙에 의해 반대 방향으로 발생합니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = -M \frac{di_1}{dt}$
    ② [숫자 대입] $V_2 = -M \frac{d}{dt}(I_m \sin \omega t) = -\omega M I_m \cos \omega t$
    ③ [최종 결과] $V_2 = \omega M I_m \sin(\omega t - 90^\circ)$
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71. 로 표현되는 시스템의 상태 천이행렬(state-transition matrix)ф(t)를 구하시오.

(정답률: 42%)
  • 시스템의 상태 천이행렬 $\Phi(t)$는 시스템 행렬 $A$의 라플라스 역변환인 $\mathcal{L}^{-1}\{(sI - A)^{-1}\}$를 통해 구할 수 있습니다.
    주어진 시스템 행렬 $A = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix}$에 대해 $(sI - A)^{-1}$를 계산하면 다음과 같습니다.
    $$sI - A = \begin{bmatrix} s & -1 \\ 2 & s+3 \end{bmatrix}$$
    $$(sI - A)^{-1} = \frac{1}{s^2 + 3s + 2} \begin{bmatrix} s+3 & 1 \\ -2 & s \end{bmatrix}$$
    이를 부분분수 전개 후 역라플라스 변환을 수행하면 결과가 도출됩니다.
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72. 개루프 전달함수G(S)H(S)= , K＞0일 때 점근선의 실수축과의 교차점은?

  1. -1
  2. -1.5
  3. -2
  4. -2.5
(정답률: 36%)
  • 근궤적의 점근선과 실수축의 교차점은 모든 극점의 합에서 모든 영점의 합을 뺀 후, 극점의 개수와 영점의 개수의 차이로 나누어 계산합니다.
    전달함수 $\frac{K(S+2)}{(S+1)(S^2+6S+10)}$에서 극점은 $-1, -3+j, -3-j$ (합: $-7$), 영점은 $-2$ (합: $-2$) 입니다.
    ① [기본 공식] $\text{교차점} = \frac{\sum \text{극점} - \sum \text{영점}}{n - m}$
    ② [숫자 대입] $\text{교차점} = \frac{-7 - (-2)}{3 - 1}$
    ③ [최종 결과] $\text{교차점} = -2.5$
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73. 과도응답의 소멸되는 정도를 나타내는 감쇠비(decay ratio)는?

  1. 최대오우버슈우트/제2오우버슈우트
  2. 제3오우버슈우트/제2오우버슈우트
  3. 제2오우버슈우트/최대오우버슈우트
  4. 제2오우버슈우트/제3오우버슈우트
(정답률: 60%)
  • 감쇠비(Decay Ratio)는 과도 응답 시 연속해서 나타나는 두 개의 피크 값의 비율을 의미하며, 제2 오버슈트를 최대 오버슈트(제1 오버슈트)로 나눈 값으로 정의합니다.
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74. 잔류편차(OFF SET)을 일으키는 제어는?

  1. 비례제어
  2. 미분제어
  3. 적분제어
  4. 비례적분미분제어
(정답률: 54%)
  • 비례제어는 제어 대상의 오차에 비례하여 조작량을 결정하는 방식으로, 정상 상태에서 오차가 완전히 제거되지 않고 남는 잔류 편차(Offset)가 발생하는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    적분제어: 잔류 편차를 제거함
    미분제어: 오차의 변화율을 감지하여 급격한 변화를 방지하며 단독으로는 사용하지 않음
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75. 특성방정식이 S3 + S2 + S = 0일 때 이 계통은?

  1. 안정하다.
  2. 불안정하다.
  3. 조건부 안정이다.
  4. 임계상태이다.
(정답률: 38%)
  • 계통의 안정성은 특성방정식의 근(pole)의 위치로 판단합니다. 주어진 특성방정식 $$S^3 + S^2 + S = 0$$ 을 인수분해하면 $$S(S^2 + S + 1) = 0$$ 이 되며, 근은 $$S = 0$$ 및 $$S = \frac{-1 \pm \sqrt{3}i}{2}$$ 입니다. 근 중 하나가 허수축 위에 존재하는 $S = 0$이므로, 이 계통은 임계상태입니다.
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76. 그림 (a)를 그림 (b)와 같은 등가 전류원으로 변환할 때 I[A] 와 R[Ω] 은?

  1. I = 6, R = 2
  2. I = 3, R = 5
  3. I = 4, R = 0.5
  4. I = 3, R = 2
(정답률: 61%)
  • 테브난의 전압원 회로를 노턴의 전류원 회로로 변환하는 문제입니다. 전압원 $V$와 직렬 저항 $R_s$가 연결된 회로를 병렬 전류원 $I$와 병렬 저항 $R_p$로 변환할 때, 저항값은 동일하고 전류는 옴의 법칙을 따릅니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = R_{s}$$
    $$I = \frac{V}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = 2$$
    $$I = \frac{6}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 3, R = 2$$
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77. R-L-C 직렬회로에서 직류전압 인가시 일때의 상태는?

  1. 진동 상태
  2. 비진동 상태
  3. 임계상태
  4. 정상상태
(정답률: 64%)
  • RLC 직렬회로의 과도 응답 상태를 판별하는 문제입니다. 회로의 감쇠 조건에 따라 상태가 결정되며, 주어진 조건인 $$R^{2} = \frac{4L}{C}$$ 는 임계 감쇠(Critical Damping) 조건에 해당하여 임계상태가 됩니다.

    오답 노트
    진동 상태: $R^{2} < \frac{4L}{C}$
    비진동 상태: $R^{2} > \frac{4L}{C}$
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78. 신호 흐름 선도를 단순화 하면?

(정답률: 56%)
  • 신호 흐름 선도의 단순화 과정에 관한 문제입니다. 루프 $B$가 노드 $x_2$에 연결되어 있는 경우, 이를 단순화하면 전달함수는 $\frac{A}{1-B}$가 되며, 이는 노드 $x_1$에서 $x_2$로 향하는 하나의 경로로 표현됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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79. 4단자정수가 각각 일때, 전달정수 는 얼마인가?

  1. loge 5
  2. loge 4
  3. loge 3
  4. loge 2
(정답률: 47%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$가 주어졌을 때, 전달정수 $\theta$는 하이퍼볼릭 함수 관계를 이용하여 로그 형태로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \log_e(\sqrt{AD} + \sqrt{BC})$
    ② [숫자 대입] $\theta = \log_e(\sqrt{\frac{5}{3} \times \frac{5}{3}} + \sqrt{800 \times \frac{1}{45}})$
    ③ [최종 결과] $\theta = \log_e(\frac{5}{3} + \sqrt{\frac{160}{9}}) = \log_e(\frac{5}{3} + \frac{4\sqrt{10}}{3}) \approx \log_e 3$
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80. 이산 시스템(discrete data system)에서의 안정도 해석에 대한 아래의 설명 중 맞는 것은?

  1. 특성방정식의 모든 근이 z 평면의 음의 반평면에 있으면 안정하다.
  2. 특성방정식의 모든 근이 z 평면의 양의 반평면에 있으면 안정하다.
  3. 특성방정식의 모든 근이 z 평면의 단위원 내부에 있으면 안정하다.
  4. 특성방정식의 모든 근이 z 평면의 단위원 외부에 있으면 안정하다.
(정답률: 64%)
  • 이산 시스템의 안정도 판별 기준에 관한 문제입니다. 이산 시스템(z-평면)에서 시스템이 안정하기 위해서는 특성방정식의 모든 근이 복소평면의 원점을 중심으로 하는 반지름이 $1$인 단위원 내부에 위치해야 합니다.

    오답 노트
    음의 반평면 또는 양의 반평면 기준은 연속 시스템(s-평면)의 안정도 판별 기준입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1000V를 넘는 방전등공사에 사용되는 네온변압기의 외함에는 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%)
  • 네온변압기의 외함 접지공사에 관한 문제입니다. 과거 규정에 따르면 옥내 시설 관등회로의 사용전압이 $1000\text{V}$를 넘는 방전등공사의 네온변압기 외함에는 제3종접지공사를 적용하였습니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경으로 인해 현재는 접지 종별 구분이 폐지되었으나, 해당 문제의 정답은 기존 규정인 제3종접지공사로 처리됩니다.
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82. 사용전압 400V 미만의 이동전선으로 목욕탕에 시설하여 사용되는 것은?

  1. 면절연전선
  2. 고무절연전선
  3. 면코드
  4. 고무코드
(정답률: 32%)
  • 사용전압이 $400\text{V}$ 미만인 옥내 이동전선은 습기가 많은 목욕탕 등에서도 사용할 수 있도록 절연 성능이 우수한 고무코드 또는 $0.6/1\text{kV}$ EP 고무 절연 클로로프렌 캡타이어케이블(단면적 $0.75\text{mm}^2$이상)을 사용해야 합니다.
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83. 가반형의 용접전극을 사용하는 아크용접장치의 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 150
  2. 220
  3. 300
  4. 380
(정답률: 66%)
  • 아크 용접장치의 시설 기준에 따라, 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 안전을 위해 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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84. 저압의 옥측 배선을 시설 장소에 따라 시공할 때 적절하지 못한 것은?

  1. 버스덕트공사를 철골조로 된 공장 건물에 시설
  2. 합성수지관공사를 목조로 된 건축물에 시설
  3. 금속몰드공사를 목조로 된 건축물에 시설
  4. 애자사용공사를 전개된 장소에 있는 공장 건물에 시설
(정답률: 51%)
  • 금속몰드공사는 화재 위험이 높은 목조 건축물에는 시설할 수 없습니다.

    오답 노트
    버스덕트공사: 철골조 공장 시설 가능
    합성수지관공사: 목조 건축물 시설 가능
    애자사용공사: 전개된 장소의 공장 시설 가능
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85. 변압기에 의하여 특별고압 전로에 결합되는 고압전로에 방전하는 장치를 그 변압기의 단자에 가까운 1극에 설치 하였다고 할 때, 이 방전장치의 접지저항은 몇 옴 이하로 유지하여야 하는가?

  1. 10
  2. 30
  3. 50
  4. 100
(정답률: 42%)
  • 특고압 전로와 고압 전로가 결합된 변압기에서 혼촉 등으로 인한 위험을 방지하기 위해 설치하는 방전장치는 제1종 접지공사를 적용해야 합니다. 제1종 접지공사의 접지저항 값은 $10\Omega$이하로 유지해야 합니다.
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86. 저압 옥내배선은 일반적인 경우, 지름 몇 mm 이상의 연동선이거나 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 것을 사용하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 3.2
(정답률: 45%)
  • 과거 규정에서는 저압 옥내배선 전선의 굵기를 지름 기준으로 $1.6\text{ mm}$이상의 연동선을 사용하도록 규정하였습니다.

    오답 노트
    현행 규정: 지름이 아닌 단면적 $2.5\text{ mm}^2$이상의 연동선을 사용해야 함
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87. 시가지의 도로상에 시설하는 가공 직류 전차선로의 구분 개폐기는 몇 km 이하마다 시설하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 4
(정답률: 47%)
  • 시가지 도로상의 가공 직류 전차선로에 설치하는 구분개폐기는 고장 발생 시 사고 구간을 신속하게 분리하여 고장 구간을 축소하기 위해 $2\text{ km}$이하마다 시설해야 합니다.
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88. 전력보안 통신설비인 무선용 안테나 등을 지지하는 철주, 철근콘크리트주 또는 철탑의 기초의 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 1.8
  4. 2.0
(정답률: 50%)
  • 무선용 안테나 등을 지지하는 철주, 철근콘크리트주 또는 철탑 기초의 안전율은 구조적 안정성 확보를 위해 $1.5$이상으로 규정하고 있습니다.
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89. 400V 미만의 저압 옥내배선을 할 때 점검할 수 없는 은폐 장소에 할 수 없는 배선공사는?

  1. 금속관공사
  2. 합성수지관공사
  3. 금속몰드공사
  4. 플로어덕트공사
(정답률: 35%)
  • 저압 옥내배선 중 점검할 수 없는 은폐 장소에는 전선 보호 능력이 뛰어난 합성수지관, 금속관, 가요전선관 공사 또는 케이블 공사를 사용하여야 합니다.
    금속몰드공사는 노출 배선 방식이므로 점검이 불가능한 은폐 장소에는 시설할 수 없습니다.
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90. 특별고압 지중전선이 가연성이나 유독성의 유체를 내포 하는 관과 접근하기 때문에 상호간에 견고한 내화성의 격벽을 시설하였다. 상호간의 이격거리가 몇 m 이하인 경우인가?

  1. 0.4
  2. 0.6
  3. 0.8
  4. 1
(정답률: 40%)
  • 특별고압 지중전선이 가연성 또는 유독성 유체 내포 관과 접근하거나 교차할 때, 상호 간의 이격거리가 $1\text{m}$이하인 경우에는 견고한 내화성 격벽을 시설하거나 불연성·난연성 관에 넣어 보호해야 합니다.
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91. 고압 인입선을 다음과 같이 시설하였다. 시설기준에 맞지 않는 것은?

  1. 고압 가공인입선 아래에 위험표시를 하고 지표상 3.5m의 높이에 설치하였다.
  2. 1.5m 떨어진 다른 수용가에 고압 연접인입선을 시설하였다.
  3. 횡단 보도교 위에 시설하는 경우 케이블을 사용하여 노면상에서 3.5m의 높이에 시설하였다.
  4. 전선은 5mm 경동선과 동등한 세기의 고압 절연전선을 사용하였다.
(정답률: 49%)
  • 고압 연접인입선은 다른 수용가에 시설할 때 상호 간의 이격거리를 충분히 확보해야 하며, $1.5\text{m}$ 떨어진 거리는 시설 기준에 부적합합니다.
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92. 특별고압 전선로에 사용되는 애자장치에 대한 갑종 풍압 하중은 그 구성재의 수직투영면적 1m2에 대한 풍압하중을 몇 kgf 를 기초로 하여 계산한 것인가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 60
  2. 68
  3. 96
  4. 106
(정답률: 65%)
  • 특별고압 전선용 애자장치의 갑종 풍압 하중 기준을 묻는 문제입니다. 규정 개정 전 기준에 따라 수직투영면적 $1\text{m}^{2}$당 $106\text{kgf}$를 기초로 계산합니다.
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93. 사용전압이 22900V인 특별고압 가공전선이 건조물 등과 접근상태로 시설되는 경우 지지물로 A종 철근콘크리트주를 사용하면 그 경간은 몇 m 이하이어야 하는가? (단, 중성선 다중접지식으로 전로에 지기가 생겼을 때에 2초이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어있다고 한다.)

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 29%)
  • 사용전압 $22.9\text{kV}$이하의 다중접지식 전로에서 지지물 종류에 따른 가공전선로의 최대 경간 기준을 적용합니다.
    A종 철근콘크리트주의 경우 최대 경간은 $100\text{m}$이하로 제한됩니다.
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94. 변전소 또는 이에 준하는 곳에 사용되는 특별고압용 변압기의 계측장치로 반드시 시설하여야 하는 것은?

  1. 절연
  2. 용량
  3. 유량
  4. 온도
(정답률: 43%)
  • 변전소 등에 설치되는 특별고압용 변압기는 과열로 인한 절연 파괴를 방지하기 위해 반드시 온도 계측장치를 시설하여 상태를 감시해야 합니다.
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95. 터널내의 전선로의 시설방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 저압 전선은 지름 2.0mm의 경동선이나 이와 동등이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용하였다.
  2. 고압 전선은 케이블공사로 하였다.
  3. 저압 전선을 애자사용공사에 의하여 시설하고 이를 궤조면상 또는 노면상 2.5m 이상으로 하였다.
  4. 저압 전선을 가요전선관공사에 의해 시설하였다.
(정답률: 40%)
  • 터널 내 저압 전선로 시설 시, 전선의 굵기는 지름 $2.6\text{mm}$이상의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    지름 $2.0\text{mm}$는 기준치인 $2.6\text{mm}$보다 작으므로 부적절합니다.
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96. 옥내에 시설하는 전동기에는 과부하 보호장치를 시설하여야 하는데, 단상전동기인 경우에 전원측 전로에 시설하는 과전류차단기의 정격전류가 몇 A 이하이면 과부하 보호장치를 시설하지 않아도 되는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 30
  4. 50
(정답률: 50%)
  • 옥내 전동기의 과부하 보호장치는 특정 조건에서 생략 가능합니다. 단상 전동기의 경우, 전원측 전로에 시설하는 과전류 차단기의 정격전류가 $15\text{A}$이하(배선용 차단기는 $20\text{A}$이하)일 때 과부하 보호장치를 시설하지 않아도 됩니다.
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97. 사용전압 154000V의 가공전선을 시가지에 시설하는 경우 전선의 지표상의 높이는 최소 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 7.44
  2. 9.44
  3. 11.44
  4. 13.44
(정답률: 51%)
  • 시가지에 시설하는 $35\text{kV}$ 초과 특고압 가공전선의 지표상 높이는 기본 높이 $10\text{m}$에 사용전압 $35\text{kV}$를 초과하는 전압에 대해 $0.12\text{m}$를 가산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = 10 + (V - 3.5) \times 0.12$ (단, $V$는 $\text{kV}$ 단위)
    ② [숫자 대입] $H = 10 + (154 - 35) \times 0.12$
    ③ [최종 결과] $H = 11.44$
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98. 저압용의 개별 기계기구에 전기를 공급하는 전로 또는 개별 기계기구에 전기용품안전관리법의 적용을 받는 인체 감전보호용 누전차단기를 시설하면 외함의 접지를 생략할 수 있다. 이 경우의 누전차단기의 정격이 기술 기준에 적합한 것은?

  1. 정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.1초 이하의 전류 동작형
  2. 정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.2초 이하의 전압 동작형
  3. 정격감도전류 30mA 이하, 동작시간 0.1초 이하의 전류 동작형
  4. 정격감도전류 30mA 이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류 동작형
(정답률: 46%)
  • 인체 감전보호용 누전차단기를 시설하여 외함 접지를 생략하기 위해서는 기술 기준에 따라 정격감도전류 $30\text{mA}$이하, 동작시간 $0.03\text{s}$이하의 전류 동작형 누전차단기를 사용해야 합니다.
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99. 특별고압 전로와 비접지식 저압 전로를 결합하는 변압기로서 그 특별고압 권선과 저압 권선간에 금속제의 혼촉방지판이 있고 또한 그 혼촉방지판에 제2종 접지공사를 한 것에 접속하는 저압전선을 옥외에 시설할 때의 시설방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 저압 전선은 1구내에만 시설할 것
  2. 저압 가공 전선로 또는 저압 옥상 전선로의 전선은 케이블일 것
  3. 저압 가공 전선과 케이블이 아닌 특별고압의 가공 전선은 동일 지지물에 시설하지 아니할 것
  4. 저압 전선의 구외에의 연장 범위는 반드시 200m 이하일 것
(정답률: 34%)
  • 혼촉방지판이 있는 변압기에 접속하는 저압 옥외전선의 시설 기준에 따라, 저압 전선은 1구내에만 시설해야 하며, 가공 전선로 또는 옥상 전선로의 전선은 케이블을 사용해야 합니다. 또한 저압 가공 전선과 케이블이 아닌 특별고압 가공 전선은 동일 지지물에 시설할 수 없습니다.

    오답 노트
    저압 전선의 구외 연장 범위에 대한 200m 이하라는 제한 규정은 존재하지 않습니다.
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100. 고압 및 특별고압의 전로에 절연내력시험을 하는 경우 시험전압을 연속하여 몇 분 동안 가하는가?

  1. 1분
  2. 5분
  3. 10분
  4. 30분
(정답률: 65%)
  • 고압 및 특별고압 전로의 절연내력시험 시, 시험전압을 연속하여 가해야 하는 시간은 10분입니다.
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