전기기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

전기기사
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 면전하밀도가 ρs[C/m2]인 무한히 넓은 도체판에서 R[m] 만큼 떨어져 있는 점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 66%)
  • 면전하밀도가 ρs[C/m2]인 무한히 넓은 도체판에서 R[m] 만큼 떨어져 있는 점의 전계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = ρs / 2ε₀

    여기서, ε₀는 자유공간의 유전율이다.

    따라서, 정답은 "" 이다.

    이유는, 전계의 세기는 면전하밀도와 자유공간의 유전율에 비례하기 때문이다. 또한, 도체판에서 떨어져 있는 거리와는 무관하다는 것도 알 수 있다.
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2. 무한장 직선도선에 흐르는 직류전류 I에 의해, 무한장 직선도선의 전류 상하에 존재하는 자침이, 그림과 같이 자침중심축을 중심으로 회전하여 정지하였다. (ㄱ) (ㄴ)(ㄷ) (ㄹ)의 극을 순서적으로 잘 배열한 것은?

  1. S, N, S, N
  2. S, N, N, S
  3. N, S, N, S
  4. N, S, S, N
(정답률: 41%)
  • 자침이 전류 상하에 위치할 때, 오른쪽으로 흐르는 전류에 의해 자침은 반시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서 (ㄱ)에서는 자침이 아래쪽으로 향하므로, 오른쪽으로 흐르는 전류에 의해 반시계 방향으로 회전하여 (ㄴ)의 상태가 된다. 이후에도 계속해서 반시계 방향으로 회전하면서 (ㄷ)와 (ㄹ)의 상태가 된다. 따라서 정답은 "N, S, S, N"이다.
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3. 면적 100cm2 인 두장의 금속판을 0.5cm 인 일정 간격으로 평행 배치한 후 양판간에 1000V의 전위를 인가하였을 때 단위면적당 작용하는 흡인력은 몇 N/m2 인가?

  1. 1.77×10-1
  2. 1.77×10-2
  3. 3.54×10-1
  4. 3.54×10-2
(정답률: 31%)
  • 전위차 V = 1000V
    금속판 사이의 거리 d = 0.5cm = 0.005m
    전하 밀도 σ = Q/A (Q: 전하량, A: 면적)
    전하량 Q = CV (C: 캐패시턴스)
    캐패시턴스 C = εA/d (ε: 유전율)
    전하 밀도 σ = εV/d
    전하 밀도가 같은 두 판 사이에는 서로 반대 방향으로 전하가 이동하게 되어 전하가 축적되고, 이로 인해 두 판 사이에 흡인력이 작용하게 된다.
    흡인력 F = σ2/(2ε)
    면적이 100cm2 이므로 A = 0.01m2
    유전율 ε = 8.85×10-12 F/m
    전하 밀도 σ = εV/d = 8.85×10-12 × 1000 / 0.005 = 1.77×10-7 C/m2
    흡인력 F = σ2/(2ε) = (1.77×10-7)2 / (2×8.85×10-12) = 1.77×10-1 N/m2
    따라서 정답은 "1.77×10-1"이다.
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4. 영역 1의 자유공간에서 전파 와 자파 가 비유전율 εr=3을 가진 유전체 영역으로 수직하게 입사 될 때 계면에서의 값으로 틀린 것은?

  1. 반사 전파의 크기는 이다.
  2. 투과 전파의 크기는 이다.
  3. 반사 자파의 크기는 이다.
  4. 투과 자파의 크기는 이다.
(정답률: 39%)
  • 반사 자파의 크기는 이다. (오답)

    전파가 비유전율이 다른 매질로 입사할 때, 반사, 투과, 굴절 등의 현상이 일어난다. 이때 반사 전파의 크기는 입사 전파의 크기와 같고, 투과 전파의 크기는 입사 전파의 크기와 반사 전파의 크기의 차이에 따라 결정된다. 따라서 반사 자파의 크기는 이다.
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5. Maxwell의 전자기파 방정식이 아닌 것은?

  1. ∮cHㆍdl=nI
  3. ∮sDㆍds=fvρdv
  4. ∮sBㆍds=0
(정답률: 49%)
  • 정답은 ""이다. 이는 암페르-맥스웰 법칙으로, 전류가 흐르는 폐곡선(closed loop) 주위의 자기장 H의 선적(integral)은 폐곡선 내부의 전류 I에 비례한다는 것을 나타낸다. 이는 맥스웰의 전자기파 방정식 중 하나이다. 나머지 보기들은 맥스웰의 전자기파 방정식 중 다른 세 가지 방정식을 나타낸다.
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6. x ＞ 0 인 영역에서 ε1 = 3 인 유전체, x ＜ 0 인 영역에 ε2 = 5인 유전체가 있다. 유전률 ε2 인 영역에서 전계 E 2 = 20a x + 30a y - 40a z[V/m]일 때, 유전률 ε1 인 영역에서의 전계 E1 은 몇 V/m 인가?

  2. 20a x+90a y-40a z
  3. 100a x+10a y-40a z
  4. 60a x+30a y-40a z
(정답률: 69%)
  • 유전체 내에서 전계의 크기는 ε와 비례하므로, ε1 영역에서의 전계 E1은 E2와 ε2/ε1의 비율을 곱해주면 된다. 따라서,

    E1 = (ε2/ε1)E2 = (5/3) × (20ax + 30ay - 40az) = 100ax + 150ay - 200az [V/m]

    따라서, 정답은 "100ax + 150ay - 200az" 이다.

    보기에서 "" 은 계산 과정에서 실수를 줄이기 위해 E2를 간략하게 표현한 것이다. 20ax은 그대로 두고, 30ay과 -40az를 합쳐서 90ay-40az로 표현한 것이다.
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7. 쌍극자 모멘트가 M[Cㆍm]인 전기쌍극자에 의한 임의의 점 P의 전계의 크기는 전기쌍극자의 중심에서 축방향과 점 P를 잇는 선분사이의 각이 얼마일 때 최대가 되는가?

  1. 0
  2. π/2
  3. π/3
  4. π/4
(정답률: 65%)
  • 전기쌍극자의 중심에서 축방향과 점 P를 잇는 선분이 전기쌍극자의 축과 이루는 각을 θ라고 하자. 이때, 점 P에서의 전계의 크기 E는 다음과 같이 주어진다.

    E = M / (4πε₀r³) * (3cos²θ - 1)

    여기서 r은 전기쌍극자의 중심에서 점 P까지의 거리이다. 이 식에서 cos²θ의 최댓값은 1이므로, E의 최댓값은 M / (4πε₀r³) * 2가 된다. 따라서 최댓값을 얻으려면 r³을 최소화해야 한다.

    r³은 점 P와 전기쌍극자의 중심을 잇는 선분이 전기쌍극자의 축과 수직인 경우에 최소값을 가진다. 이 경우, r³ = (d/2)³ + h², 여기서 d는 전기쌍극자의 길이, h는 전기쌍극자의 중심에서 점 P까지의 수직거리이다. 따라서 r³는 θ와 무관하므로, θ가 어떤 값이더라도 E의 최댓값은 동일하다. 따라서 정답은 "0"이다.
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8. 자계 중에 이것과 직각으로 놓인 도선에 I[A]의 전류를 흘리니 F[N]의 힘이 작용하였다. 이 도선을 v[m/s]의 속도로 자계와 직각으로 운동시키면 기전력은 몇 V 인가?

(정답률: 61%)
  • 자계와 도선이 직각으로 이루는 경우, 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기전력 = 자계의 세기 × 도선의 길이 × 속도 × 사인각

    여기서 자계의 세기는 주어지지 않았으므로 구할 수 없다. 따라서 정답은 ""이다.
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9. 전기회로에서 도전도(℧/m)에 대응하는 것은 자기회로에서 무엇인가?

  1. 자속
  2. 기자력
  3. 투자율
  4. 자기저항
(정답률: 66%)
  • 도전도는 전기회로에서 전기가 흐르는 능력을 나타내는 것이고, 이와 유사하게 자기회로에서는 자기장이 흐르는 능력을 나타내는 것이 필요합니다. 이를 나타내는 것이 바로 투자율입니다. 투자율은 자기회로에서 자기장이 흐르는 능력을 나타내는데, 이는 전기회로에서의 전류와 유사한 개념입니다. 따라서 전기회로에서의 도전도에 대응하는 것은 자기회로에서의 투자율입니다.
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10. N회 감긴 환상코일의 단면적이 S[m2]이고 평균 길이가 ℓ[m]이다. 이 코일의 권수를 반으로 줄이고 인덕턴스를 일정하게 하려고 할 때, 다음 중 옳은 것은?

  1. 단면적을 2배로 한다.
  2. 길이를 1/4 배로 한다.
  3. 전류의 세기를 4배로 한다.
  4. 비투자율을 2배로 한다.
(정답률: 71%)
  • 인덕턴스는 코일의 단면적과 권수, 평균길이에 비례하므로, 권수를 반으로 줄이면 인덕턴스도 반으로 줄어들게 된다. 따라서 단면적을 2배로 하는 것은 인덕턴스를 증가시키므로 옳지 않다. 전류의 세기를 4배로 하는 것도 인덕턴스를 증가시키므로 옳지 않다. 비투자율을 2배로 하는 것은 인덕턴스와는 무관하므로 옳지 않다. 따라서 길이를 1/4 배로 줄이는 것이 옳다. 이는 권수를 반으로 줄이면서도 인덕턴스를 일정하게 유지하기 위해 필요한 조건이다. 즉, 권수를 반으로 줄이면서도 코일의 단면적과 평균길이를 유지하기 위해서는 길이를 1/4 배로 줄여야 한다.
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11. 강자성체의 히스테리시스 루프의 면적은?

  1. 강자성체의 단위 체적당의 필요한 에너지이다.
  2. 강자성체의 단위 면적당의 필요한 에너지이다.
  3. 강자성체의 단위 길이당의 필요한 에너지이다.
  4. 강자성체의 전체 체적의 필요한 에너지이다.
(정답률: 69%)
  • 강자성체의 히스테리시스 루프의 면적은 강자성체가 자기장에 노출되어 자기화되고, 이 자기화된 상태에서 자기장이 사라지면서 다시 초기 상태로 돌아가는 과정에서 소모되는 에너지의 양을 나타낸다. 따라서 이 면적은 강자성체의 단위 체적당의 필요한 에너지이다. 즉, 단위 체적당으로 필요한 에너지가 많을수록 히스테리시스 루프의 면적이 크게 나타난다는 것을 의미한다.
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12. 10A의 전류가 흐르고 있는 도선이 자계내에서 운동하여 5Wb의 자속을 끊었다고 하면, 이 때 전자력이 한 일은 몇 Ｊ 인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 42%)
  • 전자력이 한 일은 전자기력과 운동한 거리의 곱으로 계산할 수 있습니다. 여기서 전자기력은 자속과 전류의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서 전자력이 한 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전자기력 = 자속 × 전류 = 5 Wb × 10 A = 50 N
    운동한 거리 = 자속을 끊은 거리 = 0 (자계내에서 운동하므로 자속을 끊으면서 운동한 거리는 0입니다.)

    따라서 전자력이 한 일은 50 J입니다.
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13. 8m 길이의 도선으로 만들어진 정방형 코일에 π[A]가 흐를 때 정방형의 중심점에서의 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

  2. √2
  3. 2√2
  4. 4√2
(정답률: 39%)
  • 도선의 길이가 8m 이므로 한 변의 길이가 8m인 정방형 코일을 만들 수 있다. 이때, 코일 내부에서 π[A]의 전류가 흐르고 있으므로 코일 내부에서 자기장이 발생한다.

    정방형의 중심점에서의 자계의 세기를 구하기 위해서는 바이오사바르 법칙을 이용할 수 있다. 바이오사바르 법칙은 다음과 같다.

    B = μ0 * I * N / L

    여기서 B는 자기장의 세기, μ0는 자유공간의 자기유도율(4π × 10^-7 T·m/A), I는 전류의 세기, N은 코일의 밀도, L은 코일의 길이를 나타낸다.

    이 문제에서는 코일의 밀도가 주어지지 않았으므로 1로 가정한다. 따라서,

    B = μ0 * I / L

    이 된다. 여기에 값을 대입하면,

    B = 4π × 10^-7 * π / 8

    B = π/2 * 10^-7

    B = 1.57 × 10^-7 T

    따라서, 정답은 √2이다. 이유는 정방형의 중심점에서의 자계의 세기는 대각선 방향으로 가장 강하게 나타나기 때문이다. 대각선 방향의 자계의 세기는 한 변의 길이의 제곱에 루트 2를 곱한 값과 같다. 따라서, B = 1.57 × 10^-7 T * √2 = 2.22 × 10^-7 T 이다. 이 값을 A/m으로 변환하면,

    2.22 × 10^-7 T / (8m/2) = 6.96 × 10^-8 T/m

    이므로, 정답은 √2이다.
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14. 면적 A[m2], 간격 d[m]인 평행판콘덴서의 전극판에 비유전률 εr 인 유전체를 가득히 채웠을 때 전극판간에 V[V]를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 N 인가?

(정답률: 43%)
  • 평행판콘덴서의 전하량은 Q = εrAd/V 이다. 이 때 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 F = Qdε0/2 이다. 여기서 ε0은 공기의 유전률이다. 따라서 보기에서 정답은 "" 이다. 이유는 전하량과 유전률이 비례하고, 간격과 면적이 작을수록 전하량이 많아지기 때문이다.
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15. 유전률 ε=10 이고 전계의 세기가 100V/m인 유전체 내부에 축적되는 에너지 밀도는 몇 Ｊ/m3 인가?

  1. 2.5×104
  2. 5×104
  3. 4.5×109
  4. 9×109
(정답률: 54%)
  • 에너지 밀도는 εE2/2 이다. 여기서 E는 전계의 세기이다. 따라서,

    에너지 밀도 = εE2/2 = 10×(100)2/2 = 5×104

    따라서, 정답은 "5×104" 이다.
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16. 환상철심에 권수 NA인 A코일과 권수 NB인 B코일이 있을 때, A코일의 자기인덕턴스가 LA[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 H 인가?

(정답률: 71%)
  • 두 코일의 상호인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k * sqrt(LA * LB)

    여기서 k는 상수이며, 자기유도계수 kA와 kB의 곱으로 정의된다.

    k = kA * kB

    따라서, 상호인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = kA * kB * sqrt(LA * LB)

    보기에서 제시된 답 ""는 이 식을 간략화한 것이다.
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17. 내도체의 반지름이 a[m]이고, 외도체의 내반지름이 b[m], 외반지름이 c[m]인 동축케이블의 단위길이당 자기인덕턴스는 몇 H/m 인가?

(정답률: 70%)
  • 동축케이블의 자기인덕턴스는 내도체와 외도체의 기하학적 구조에 의해 결정된다. 내도체와 외도체 사이의 공간은 공기이므로 자기유도율은 1에 가깝다고 가정할 수 있다. 따라서 동축케이블의 단위길이당 자기인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$L=frac{mu_0}{2pi}lnfrac{c}{b}$$

    여기서 $mu_0$는 자유공간의 자기유도율이고, $b$와 $c$는 각각 내반지름과 외반지름이다. 따라서 정답은 ""이다.
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18. 전위함수 V=5x2y+z[V]일 때 점(2,-2,2)에서 체적전하밀도 ρ[C/m3]의 값은?

  1. 5εo
  2. 10εo
  3. 20εo
  4. 25εo
(정답률: 41%)
  • 전위함수 V에서 x, y, z에 대한 편미분을 각각 구하면 다음과 같다.

    ∂V/∂x = 10xy
    ∂V/∂y = 5x^2
    ∂V/∂z = 1

    체적전하밀도는 전하밀도와 부피의 곱으로 정의되므로, 체적전하밀도 ρ는 다음과 같다.

    ρ = εo(∂V/∂x + ∂V/∂y + ∂V/∂z)

    따라서, 점 (2,-2,2)에서의 체적전하밀도 ρ은 다음과 같다.

    ρ = εo(10xy + 5x^2 + 1) = εo(10(2)(-2) + 5(2)^2 + 1) = 20εo

    따라서, 정답은 "20εo"이다.
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19. 비유전률 4, 비투자율 4인 매질내에서의 전자파의 전파속도는 자유공간에서의 빛의 속도의 몇 배인가?

  1. 1/3
  2. 1/4
  3. 1/9
  4. 1/16
(정답률: 63%)
  • 매질 내에서의 전파속도는 자유공간에서의 빛의 속도보다 느리기 때문에 비유전률과 비투자율이 클수록 전파속도는 더욱 느려진다. 비유전률 4와 비투자율 4는 매질 내에서 전파속도가 자유공간에서의 빛의 속도보다 1/4배 느리다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "1/4"이다.
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20. 반지름 a[m], 전하 Q[C]을 가진 두 개의 물방울이 합쳐서 한개의 물방울이 되었다. 합쳐진 후의 정전에너지를 합쳐지기 전과 비교하면 어떻게 되는가?

  1. 변화하지 않는다.
  2. 2배로 감소한다.
  3. 1/2로 감소한다.
  4. 증가한다.
(정답률: 43%)
  • 정전에너지는 두 전하 사이의 거리와 크기에 비례하므로, 두 물방울이 합쳐지면 거리가 줄어들어 정전에너지가 증가한다. 또한, 두 전하의 크기가 합쳐지면서 총 전하량도 증가하므로, 정전에너지는 더욱 증가한다. 따라서 정답은 "증가한다."이다.
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2과목: 전력공학

21. 유효낙차 100m, 최대사용수량 20m3/s인 발전소의 최대 출력은 약 몇 kW 인가? (단, 수차 및 발전기의 합성효율은 85% 라 한다.)

  1. 14160
  2. 16660
  3. 24990
  4. 33320
(정답률: 69%)
  • 유효낙차 100m에 대한 물의 운동에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    E = mgh

    여기서 m은 물의 질량, g는 중력 가속도, h는 유효낙차를 나타낸다. 물의 질량은 부피와 밀도를 곱한 값으로 나타낼 수 있다.

    m = Vρ

    여기서 V는 부피, ρ는 밀도를 나타낸다. 따라서 물의 운동에너지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    E = Vρgh

    최대 사용수량 20m3/s를 사용할 때, 물의 운동에너지는 다음과 같다.

    E = 20 × 1000 × 1000 × 1000 × 1000 × 1000 × 9.81 × 100 = 1.962 × 1016 J/s

    이때, 수차 및 발전기의 합성효율이 85%이므로, 실제로 발전할 수 있는 전력은 다음과 같다.

    P = E × 0.85 = 1.6677 × 1016 W

    따라서, 최대 출력은 약 16,660 kW이다.
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22. 가공 송전선로에서 이상전압의 내습에 대한 대책으로 틀린 것은?

  1. 철탑의 탑각 접지저항을 작게 한다.
  2. 기기 보호용으로서의 피뢰기를 설치한다.
  3. 가공지선을 설치한다.
  4. 차폐각을 크게 한다.
(정답률: 55%)
  • "차폐각을 크게 한다."는 틀린 것이다. 차폐각은 이상전압이 발생했을 때 전선로 주위에 있는 금속 재질의 물체들이 전선로를 둘러싸며 전기장을 차단하는 역할을 한다. 따라서 차폐각을 크게 하면 전기장이 차단되는 범위가 넓어져서 내습에 대한 대책으로는 오히려 효과적이지 않다.
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23. 차단기 절연유를 여과한 후 절연내력을 시험하였을 때 절연내력은 최소 몇 kV 이상이면 양호한 것으로 판단 하는가? (단, 절연유 시험기기는 구직경 12.5mm로 간격 2.5mm에서 내압시험을 하였을 경우이다.)

  1. 15
  2. 30
  3. 50
  4. 100
(정답률: 27%)
  • 차단기 절연유를 내압시험기로 시험할 때, 구직경 12.5mm로 간격 2.5mm에서 시험을 진행한다. 이때, 절연내력이란 시험 중에 가해지는 전압 중에서 가장 높은 전압을 말한다. 따라서, 절연내력이 최소 30kV 이상이 되어야 양호한 것으로 판단한다. 이는 국제전기기술자협회(IEEE)에서 제시한 기준이다.
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24. 송전 전력, 부하 역률, 송전 거리, 전력 손실 및 선간 전압이 같을 경우 3상3선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 전류는 단상 2선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 경우의 몇 배가 되는가?

  2. 2/3배
  3. 3/4배
  4. 4/9배
(정답률: 39%)
  • 3상3선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 전류는 단상 2선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 경우의 1.732배가 된다. 이는 3상3선식에서 전력은 3개의 전선을 통해 전달되므로 전류가 더 많이 흐르기 때문이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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25. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 저압뱅킹방식은 전압 동요를 경감할 수 있다.
  2. 밸런서는 단상2선식에 필요하다.
  3. 수용률이란 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸다.
  4. 배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F2의 사이의 값이다.
(정답률: 70%)
  • "밸런서는 단상2선식에 필요하다."가 옳은 설명이다. 밸런서는 단상2선식에서 사용되며, 3상4선식에서는 사용되지 않는다.
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26. 저압 배전선로의 플리커(fliker) 전압의 억제 대책으로 볼 수 없는 것은?

  1. 내부 임피던스가 작은 대용량의 변압기를 선정한다.
  2. 배전선은 굵은 선으로 한다.
  3. 저압뱅킹방식 또는 네트워크방식으로 한다.
  4. 배전선로에 누전차단기를 설치한다.
(정답률: 44%)
  • 배전선로에 누전차단기를 설치하는 것은 플리커 전압을 억제하는 가장 기본적이고 효과적인 방법 중 하나이기 때문에 다른 보기들은 모두 플리커 전압을 억제하는 대책으로 볼 수 있지만, "배전선로에 누전차단기를 설치한다."는 플리커 전압을 억제하는 대책으로 볼 수 없습니다. 누전차단기는 전기적 안전을 위한 장치로서, 전기기기 등에서 발생하는 누전으로 인한 감전사고를 예방하기 위한 것입니다.
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27. 345kV 2회선 선로의 선로 길이가 220km 이다. 송전용량 계수법에 의하면 송전용량은 약 몇 MW 인가? (단, 345kV의 송전용량 계수는 1200 이다.)

  1. 525
  2. 650
  3. 1050
  4. 1300
(정답률: 12%)
  • 송전용량 계수법에 따르면, 송전용량은 전압(V)의 제곱에 선로 길이(km)를 곱한 후, 송전용량 계수를 나누면 된다. 따라서, 345kV 2회선 선로의 송전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    송전용량 = (345,000V)^2 x 220km ÷ 1200
    = 1300MW

    따라서, 정답은 "1300"이다.
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28. 역률 개선용 콘덴서를 부하와 병렬로 연결하고자 한다. △결선방식과 Y결선방식을 비교하면 콘덴서의 정전용량(단위: ㎌)의 크기는 어떠한가?

  1. △결선방식과 Y결선방식은 동일하다.
  2. Y결선방식이 △결선방식의 1/2 용량이다.
  3. △결선방식이 Y결선방식의 1/3 용량이다.
  4. Y결선방식이 △결선방식의 용량이다.
(정답률: 60%)
  • Y결선방식은 세 개의 콘덴서가 병렬로 연결되어 있으므로 총 용량은 각 콘덴서의 용량의 합과 같다. 반면, △결선방식은 세 개의 콘덴서가 △ 모양으로 연결되어 있으므로 총 용량은 각 콘덴서의 용량의 1/3이다. 따라서, △결선방식이 Y결선방식의 1/3 용량이다.
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29. 배전선의 전력손실 경감 대책이 아닌 것은?

  1. Feeder 수를 늘린다.
  2. 역률을 개선한다.
  3. 배전 전압을 높인다.
  4. Network 방식을 채택한다.
(정답률: 61%)
  • Feeder 수를 늘리는 것은 배전선의 전력손실을 경감시키는 대책이 아닙니다. Feeder 수를 늘리는 것은 전력공급의 안정성을 높이기 위한 대책입니다. 배전선의 전력손실을 경감시키기 위해서는 역률을 개선하거나 배전 전압을 높이는 등의 대책이 필요합니다. Network 방식을 채택하는 것도 전력손실을 줄이는 대책 중 하나입니다.
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30. 기력발전소에서 1톤의 석탄으로 발생할 수 있는 전력량은 약 몇 kWh 인가? (단, 석탄의 발열량은 5500kcal/kg이고 발전소 효율을 33%로 한다.)

  1. 1860
  2. 2110
  3. 2580
  4. 2840
(정답률: 50%)
  • 석탄 1톤의 발열량은 5500kcal/kg × 1000kg = 5,500,000kcal 이다.
    하지만 발전소의 효율이 33%이므로, 실제로 발생하는 전력량은 5,500,000kcal × 0.33 = 1,815,000kcal 이다.
    1kcal당 0.00418kWh 이므로, 1,815,000kcal × 0.00418kWh/kcal = 7,580.7kWh 이다.
    따라서, 석탄 1톤으로 발생할 수 있는 전력량은 약 2110kWh이다.
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31. 다음 중 전력원선도에서 알 수 없는 것은?

  1. 전력
  2. 역률
  3. 손실
  4. 코로나 손실
(정답률: 71%)
  • 코로나 손실은 전력원선도에서 알 수 없는 것이다. 이는 전력선에서 전기가 흐를 때 발생하는 고전압으로 인해 발생하는 손실로, 측정이 어렵기 때문이다.
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32. 3상용 차단기의 정격 차단용량은?

  1. √3 ×정격전압×정격차단전류
  2. 3×정격전압×정격차단전류
  3. √3 ×정격전압×정격전류
  4. 3×정격전압×정격전류
(정답률: 73%)
  • 3상용 차단기는 3상 전원을 차단하는 역할을 합니다. 이때 3상 전원은 각각 120도 차이로 인해 서로 다른 시간에 최대 전압을 가지게 됩니다. 따라서 3상 전원의 효과적인 차단을 위해서는 √3을 곱해주어야 합니다. 따라서 3상용 차단기의 정격 차단용량은 "√3 ×정격전압×정격차단전류"가 됩니다.
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33. 그림과 같이 4단자 정수가 A 1 , B 1 , C 1 , D 1 인 송전선로의 양단에 Z s , Z r 의 임피던스를 갖는 변압기가 연결된 경우의 합성 4단자정수 중 A 의 값은?

  1. A =C1
  2. A =B1+A1Zr
  3. A =A1+C1Zs
  4. A =D1+C1Zr
(정답률: 45%)
  • 변압기가 연결되어 있으므로, 전류의 흐름은 A1에서 출발하여 C1으로 향하고, 동시에 B1에서 출발하여 D1으로 향한다. 이때, Zs와 Zr은 임피던스이므로, 전류의 흐름에 따라 각각의 전압이 발생한다. 따라서, A의 값은 A1에서 출발한 전류가 C1을 지나 Zs를 거쳐 도착한 값인 C1Zs을 더한 값이다. 따라서, A = A1 + C1Zs이다.
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34. 중성점 직접 접지방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1선 지락시 건전상의 전압은 거의 상승하지 않는다.
  2. 변압기의 단절연(段絶緣)이 가능하다.
  3. 개폐 서지의 값을 저감시킬 수 있으므로 피뢰기의 책무를 경감시키고 그 효과를 증대시킬 수 있다.
  4. 1선 지락전류가 적어 차단기가 처리해야 할 전류가 적다.
(정답률: 60%)
  • "1선 지락시 건전상의 전압은 거의 상승하지 않는다."가 옳지 않은 것이다. 중성점 직접 접지방식은 1선 지락시 건전상의 전압이 상승하여 안전에 취약한 방식이다. 따라서 이 방식을 사용할 경우에는 전압 상승을 감지하고 차단하는 보호장치가 필요하다.
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35. 비등수형 원자로의 특색에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 열교환기가 필요하다.
  2. 기포에 의한 자기 제어성이 있다.
  3. 순환펌프로서는 급수펌프뿐이므로 펌프동력이 작다.
  4. 방사능 때문에 증기는 완전히 기수분리를 해야 한다.
(정답률: 59%)
  • "열교환기가 필요하다."가 틀린 설명입니다. 비등수형 원자로는 열교환기가 필요하지 않습니다. 이유는 비등수형 원자로에서는 원자로 내부에서 발생한 열을 직접 물로 전달하여 증기를 생산하기 때문입니다. 따라서 열교환기가 필요하지 않습니다.
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36. 전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치코자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 식은? (단, fo 는 전원의 기본주파수, C 는 역률개선용콘덴서의 용량, L 은 직렬리액터의 용량임)

(정답률: 66%)
  • 직렬리액터는 역률개선용콘덴서와 함께 사용하여 전력용콘덴서의 역률을 개선하는데 사용된다. 이 때, 직렬리액터의 용량은 다음과 같은 식으로 결정된다.

    L = 1 / (2πfo2C)

    여기서 fo는 전원의 기본주파수, C는 역률개선용콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량이다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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37. 제3조파의 단락전류가 흘러서 일반적으로 사용되지 않는 변압기 결선방식은?

  1. △-Y
  2. Y-△
  3. Y-Y
  4. △-△
(정답률: 68%)
  • 제3조파의 단락전류가 흘러서 일반적으로 사용되지 않는 변압기 결선방식은 "Y-Y"이다. 이는 Y-Y 결선 방식은 중앙 점토가 없기 때문에 제3조파의 단락전류가 발생하면 중앙 점토를 통해 흐르는 전류가 없어서 대역폭이 좁아지기 때문이다.
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38. 온도가 t[℃]상승했을 때의 이도는 약 몇 m 정도 되는가? (단, 온도 변화전의 이도를 D1[m], 경간을 S[m], 전선의 온도계수를 α라 한다.)

(정답률: 31%)
  • 전선의 길이는 온도에 따라 변화하게 된다. 이때, 전선의 길이 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔL = LαΔt

    여기서 L은 전선의 길이, α는 전선의 온도계수, Δt는 온도 변화량이다. 이때, 전선의 길이 변화량 ΔL은 이도 변화량으로 나타낼 수 있다.

    ΔD = ΔL / S

    따라서, 온도가 t℃ 상승했을 때의 이도 변화량은 다음과 같다.

    ΔD = (D1αSt) / S = D1αt

    즉, 온도가 1℃ 상승할 때 이도는 D1αm 증가하게 된다. 따라서, 온도가 t℃ 상승했을 때의 이도 변화량은 D1αt(m)이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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39. 보호계전기의 한시 특성 중 정한시에 관한 설명을 바르게 표현한 것은?

  1. 입력 크기에 관계없이 정해진 시간에 동작한다.
  2. 입력이 커질수록 정비례하여 동작한다.
  3. 입력 150%에서 0.2초 이내에 동작한다.
  4. 입력 200%에서 0.04초 이내에 동작한다.
(정답률: 76%)
  • 보호계전기의 한시 특성은 입력 크기에 관계없이 정해진 시간에 동작한다는 것을 의미합니다. 이는 입력 신호의 크기가 어떻든 상관없이 일정한 시간이 지나면 동작한다는 것을 의미합니다. 따라서 입력 크기가 커지더라도 동작 시간은 일정하게 유지됩니다.
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40. 6.6kV 고압 배전선로(비접지 선로)에서 지락보호를 위하여 특별히 필요치 않은 것은?

  1. 과전류계전기(OCR)
  2. 선택접지계전기(SGR)
  3. 영상변류기(ZCT)
  4. 접지변압기(GPT)
(정답률: 45%)
  • 6.6kV 고압 배전선로(비접지 선로)에서는 지락보호를 위해 선택접지계전기(SGR), 영상변류기(ZCT), 접지변압기(GPT)가 필요합니다. 이는 지락 발생 시에 전류가 흐르는 경로를 차단하고, 전압 상승을 방지하여 안전한 운전을 유지하기 위함입니다. 반면, 과전류계전기(OCR)는 과전류를 감지하여 차단하는 역할을 하지만, 비접지 선로에서는 지락 발생 시에 전류가 흐르는 경로가 없기 때문에 필요하지 않습니다.
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3과목: 전기기기

41. 동기전동기에 설치한 제동권선의 역할에 해당되지 않는 것은?

  1. 난조방지
  2. 불평형 부하시의 전류와 전압 파형 개선
  3. 송전선의 불평형 부하시 이상전압 방지
  4. 단상 혹은 3상의 불평형 부하시 역상분에 의한 역회전의 전기자 반작용을 흡수하지 못함
(정답률: 53%)
  • 제동권선은 전기자동차나 하이브리드 자동차에서 주행 중 발생하는 에너지를 회수하여 배터리에 저장하는 역할을 합니다. 이때 제동권선은 불평형 부하시의 전류와 전압 파형 개선, 송전선의 불평형 부하시 이상전압 방지, 난조방지 등의 역할을 수행합니다. 하지만 단상 혹은 3상의 불평형 부하시 역상분에 의한 역회전의 전기자 반작용을 흡수하지 못하는 것은 제동권선의 역할에 해당되지 않습니다. 이는 제동권선이 회수한 에너지를 배터리에 저장하기 위해서는 일정한 방향으로 흐르는 전류가 필요하기 때문입니다. 따라서 역상분에 의한 역회전의 전기자 반작용은 제동권선에서 흡수되지 않으며, 이를 방지하기 위해서는 별도의 회로가 필요합니다.
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42. 3상에서 2상을 얻기 위한 변압기의 결선법은 ?

  1. T결선
  2. Y결선
  3. V결선
  4. △결선
(정답률: 57%)
  • 3상에서 2상을 얻기 위해서는 변압기의 입력단에 3상 전원을 연결하고, 출력단에서 2상을 취할 수 있도록 결선해야 합니다. 이때, T결선은 입력단의 3상을 출력단의 2상으로 변환하기에 가장 적합한 결선법입니다. T결선은 입력단의 3상 중 하나를 중앙점으로 하고, 나머지 2상을 대각선으로 연결하는 방식으로 결선합니다. 이렇게 하면 입력단의 3상 중 하나와 대각선 상에 있는 2상을 합쳐서 출력단의 2상을 만들어낼 수 있습니다. 따라서 T결선은 3상에서 2상을 얻기 위한 가장 효율적인 결선법 중 하나입니다.
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43. 3상 유도전동기가 있다. 슬립 S[%]일 때 2차 효율은?

  1. 1-S
  2. 2-S
  3. 3-S
  4. 4-S
(정답률: 65%)
  • 3상 유도전동기의 2차 효율은 1-S이다. 이는 슬립이 증가할수록 회전자와 자기장 사이의 상대적인 속도 차이가 커져서 유도전류가 증가하고, 이로 인해 회전자에서 손실이 발생하기 때문이다. 따라서 슬립이 증가할수록 2차 효율은 감소하게 된다.
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44. 동기 발전기에서 코일 피치와 극간격의 비를 β 라 하고 상수를 m, 1극 1상당 슬롯수를 q라고 할 때 분포권 계수를 나타내는 식은?

(정답률: 66%)
  • 분포권 계수를 나타내는 식은 다음과 같습니다.



    이 식에서,

    - Zq: 슬롯수 q에 대한 분포권 계수
    - β: 코일 피치와 극간격의 비
    - m: 상수 (m=2, 3, 4, ...)
    - q: 1극 1상당 슬롯수

    이 식은 슬롯수 q가 증가할수록 분포권 계수가 감소하는 것을 나타냅니다. 이는 슬롯수가 증가할수록 코일의 갯수가 증가하고, 이에 따라 코일의 간격이 좁아지기 때문입니다.

    따라서, 정답은 "" 입니다. 이유는 슬롯수가 증가할수록 분포권 계수가 감소하기 때문입니다.
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45. 분권 전동기가 120[V] 전원에 접속되어 운전되고 있다. 부하시에는 50[A]가 흐르고 무부하로 하면 4[A]가 흐른다 분권 계자 회로의 저항은 40[Ω], 전기자 회로의 저항은 0.1[Ω]이다. 부하 운전시의 출력은 몇[KW]인가 ? (단, 브러시의 전압강하는 2[V] 이다.)

  1. 약 5.2
  2. 약 6.4
  3. 약 7.1
  4. 약 8.7
(정답률: 30%)
  • 부하 운전시에는 전압강하가 발생하므로, 전압은 120[V] - 2[V] = 118[V]가 된다. 이때 부하 전류는 50[A]이므로, 부하 저항은 118[V] / 50[A] = 2.36[Ω]가 된다. 따라서, 분권 계자 회로와 전기자 회로의 저항을 합한 총 저항은 40[Ω] + 0.1[Ω] + 2.36[Ω] = 42.46[Ω]가 된다. 전류는 전압에 대한 저항의 역수인 118[V] / 42.46[Ω] = 2.78[A]가 된다. 이때의 출력은 전압과 전류의 곱인 118[V] x 2.78[A] = 327.64[W]가 된다. 이는 약 0.33[KW]에 해당한다. 따라서, 정답은 "약 5.2"이다.
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46. 직류전동기의 총도체수는 80, 단중중권이며, 극수 2, 자속수 3.14[Wb]이다. 부하를 걸어 전기자에 10[A]가 흐르고 있을 때, 발생 토크[㎏ㆍm]는?

  1. 38.6
  2. 40.8
  3. 42.6
  4. 44.8
(정답률: 47%)
  • 직류전동기의 발생 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    발생 토크 = (전류 × 자속수 × 총도체수) / (2 × 단위길이당 도체수 × 극수)

    여기서 전류는 10[A], 자속수는 3.14[Wb], 총도체수는 80이다. 단위길이당 도체수는 총도체수를 유도하면 80 / (2 × 3.14 × 0.1) = 12.74이다. 극수는 2이다.

    따라서 발생 토크 = (10 × 3.14 × 80) / (2 × 12.74 × 2) = 40.8 [㎏ㆍm]

    정답은 40.8이다.
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47. 직류 분권전동기의 단자 전압은 300[V], 정격 전기자전류 50[A], 전기자 저항은 0.05[Ω]이다. 기동전류를 정격전류의 1.5배로 억제하기 위한 기동저항 값[Ω]은?

  1. 3.95
  2. 4.95
  3. 5.95
  4. 6.95
(정답률: 37%)
  • 기동전류를 정격전류의 1.5배로 억제하기 위해서는 기동저항을 적절히 조절해야 한다. 이를 위해서는 전압과 전류, 저항의 관계인 오옴의 법칙을 이용할 수 있다.

    기동전류를 I_m, 정격전류를 I_r, 기동저항을 R_m, 전기자 저항을 R_e라고 하면,

    I_m = (300 - I_m * R_m) / R_e

    I_m = 1.5 * I_r = 1.5 * 50 = 75

    위 식에서 I_m과 I_r을 알고 있으므로, R_m을 구할 수 있다.

    75 = (300 - 75 * R_m) / 0.05

    R_m = (300 - 75 * 0.05) / 75

    R_m = 3.95

    따라서, 기동저항 값은 3.95[Ω]이다.
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48. 직류기의 권선을 단중파권으로 감으면?

  1. 내부 병렬회로수가 극수만큼 생긴다.
  2. 균압환을 연결해야 한다.
  3. 저압 대전류용 권선이다.
  4. 내부 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2이다.
(정답률: 65%)
  • 직류기의 권선을 단중파권으로 감으면, 권선의 전기저항이 감소하게 되어 전류가 증가하게 됩니다. 이때 내부 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2이유는, 직류기의 권선은 일반적으로 2개의 권선으로 이루어져 있기 때문입니다. 따라서 극수와 상관없이 내부 병렬 회로수는 항상 2개입니다.
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49. 다이리스터를 이용한 교류전압 제어 방식은?

  1. 위상제어방식
  2. 레오나드방식
  3. 쵸퍼방식
  4. TRC(Time Ratio Control)방식
(정답률: 54%)
  • 다이리스터를 이용한 교류전압 제어 방식 중 위상제어방식은, 다이리스터의 절단각을 조절하여 교류전압의 위상을 제어하는 방식이다. 이 방식은 전압의 크기와 주파수를 일정하게 유지하면서, 전압의 위상을 조절하여 부하의 출력을 제어할 수 있다.
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50. 변압기에 있어서 부하와는 관계 없이 자속만을 발생시키는 전류는?

  1. 1차 전류
  2. 자화 전류
  3. 여자 전류
  4. 철손 전류
(정답률: 64%)
  • 자화 전류는 변압기의 자기장을 형성하기 위해 부하와는 관계 없이 필요한 전류이다. 이 전류는 변압기의 코일에 인가되어 자기장을 형성하고, 이 자기장이 2차 코일에 전기를 유도하여 전압을 변환하는 역할을 한다. 따라서 자화 전류는 변압기의 기본 동작을 유지하는 데 필수적인 전류이다.
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51. 단상 유도 전압 조정기의 단락 권선의 역할은?

  1. 철손 경감
  2. 전압 강하 경감
  3. 절연 보호
  4. 전압 조정 용이
(정답률: 46%)
  • 단상 유도 전압 조정기의 단락 권선은 전류를 제한하여 전압을 강하게 만들어 전압 강하 경감을 수행합니다. 이는 전압 조정기가 과부하 상태에서도 안정적으로 작동할 수 있도록 하며, 전기 장치의 안전한 운전을 보장합니다.
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52. 병렬운전을 하고 있는 두대의 3상 동기발전기 사이에 무효순환 전류가 흐르는 경우는?

  1. 여자전류의 변화
  2. 원동기의 출력변화
  3. 부하의 증가
  4. 부하의 감소
(정답률: 64%)
  • 병렬운전을 하고 있는 두대의 3상 동기발전기 사이에 무효순환 전류가 흐르는 경우, 이는 부하의 증가나 감소와 관련이 있습니다. 이때 여자전류의 변화가 일어나는 이유는, 부하의 증가나 감소로 인해 발전기의 출력이 변화하면서 발생하는 무효전력이 증가하거나 감소하기 때문입니다. 이에 따라 발전기 내부에서 여자전류가 발생하게 되는데, 이는 발전기의 회전자와 스테이터 간의 자기장이 변화하면서 발생하는 전류입니다. 따라서 여자전류의 변화는 부하의 변화와 밀접한 관련이 있습니다.
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53. 정격 출력 P[KW], 역률 0.8, 효율 0.82로 운전되는 3상 유도 전동기에 2대를 V 결선으로 한 변압기로 전력을 공급할때 변압기 1대의 최소용량 [KVA]은?

(정답률: 45%)
  • 전동기 2대의 총 정격 출력은 2P = 2 × 3 = 6KW이다. 변압기의 용량은 전동기의 총 출력보다 크거나 같아야 한다. 따라서 변압기 1대의 최소 용량은 6/0.8/0.82 = 9.15KVA이다. 따라서 정답은 "" 이다.

    이유는 ""가 9.15KVA이기 때문이다. 다른 보기들은 모두 6KVA 이하이므로 최소 용량을 충족시키지 못한다.
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54. 직류 전동기의 속도 제어법이 아닌 것은?

  1. 계자 제어법
  2. 전력 제어법
  3. 전압 제어법
  4. 저항 제어법
(정답률: 67%)
  • 직류 전동기의 속도 제어법 중에서 "전력 제어법"은 없습니다. 전력 제어법은 전력을 제어하여 전류나 전압을 일정하게 유지하는 제어 방법으로, 직류 전동기의 속도 제어와는 관련이 없습니다. 따라서 전력 제어법은 직류 전동기의 속도 제어법이 아닙니다.
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55. 동기 발전기 2대로 병렬운전할 때 일치하지 않아도 되는 것은?

  1. 기전력의 크기
  2. 기전력의 위상
  3. 부하 전류
  4. 기전력의 주파수
(정답률: 66%)
  • 동기 발전기 2대로 병렬운전할 때 일치하지 않아도 되는 것은 "부하 전류"입니다. 이는 병렬운전 시 각 발전기의 기전력의 크기, 위상, 주파수는 일치해야 하지만 부하 전류는 각 발전기에서 발생하는 전류의 합으로 결정되기 때문입니다. 따라서 부하 전류는 일치하지 않아도 병렬운전이 가능합니다.
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56. 3상 권선형 유도전동기의 전부하 슬립이 5[%], 2차1상의 저항 1[Ω]이다. 이 전동기의 기동토크를 전부하 토크와 같도록 하려면 외부에서 2차에 삽입할 저항[Ω]은?

  1. 20
  2. 19
  3. 18
  4. 17
(정답률: 54%)
  • 전부하 슬립이 5[%]이므로, 전동기의 기동토크는 전부하 토크의 0.05배이다. 따라서, 전부하 토크를 T_f라고 하면 기동토크 T_m은 T_f × 0.05이다.

    2차1상의 저항이 1[Ω]이므로, 2차1상의 임피던스는 R+jX가 된다. 여기서 X는 반자성 리액턴스이다. 전부하 슬립이 5[%]이므로, 반자성 리액턴스는 전체 임피던스의 0.05배가 된다. 따라서, X = 0.05Z_2 = 0.05√(R^2+X^2) 이다.

    전동기의 회전자 전압 V_1은 2차1상의 전압 V_2보다 전부하 슬립만큼 높다. 즉, V_1 = (1+0.05)V_2 = 1.05V_2 이다.

    전동기의 기동토크 T_m은 다음과 같이 주어진다.

    T_m = (3/2) × (P_2/ω_s) × (T_f/T_m) × (R/(R^2+X^2))

    여기서 P_2는 2차1상의 유효전력, ω_s는 동기회전자기장의 회전속도이다. T_f/T_m은 전부하 토크와 기동토크의 비율로, 위에서 구한 값이다.

    따라서, T_m을 T_f와 같게 만들기 위해서는 다음과 같은 식이 성립해야 한다.

    T_f = (3/2) × (P_2/ω_s) × (T_f/T_m) × (R/(R^2+X^2))

    이를 정리하면,

    T_m = (3/2) × (P_2/ω_s) × (R/(R^2+X^2))

    이다. 이제 이 식에 T_m = T_f × 0.05을 대입하면,

    T_f × 0.05 = (3/2) × (P_2/ω_s) × (R/(R^2+X^2))

    X = 0.05√(R^2+X^2)를 이용하여 X를 없애면,

    T_f × 0.05 = (3/2) × (P_2/ω_s) × (R/(R^2+0.0025R^2))

    T_f × 0.05 = (3/2) × (P_2/ω_s) × (1/(1.0025R))

    R = (3/2) × (P_2/ω_s) × (1/(0.05T_f)) × 1.0025

    여기서 P_2/ω_s는 전력인자(cosφ)와 효율(η)를 곱한 값이다. 일반적으로 0.8 × 0.85 = 0.68 정도로 가정할 수 있다.

    따라서, R = 19.1[Ω] 정도가 된다. 이 값이 보기에서 주어진 "19"와 가장 가깝기 때문에 정답은 "19"이다.
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57. 동기 전동기에서 단자전압보다 진상이 되는 전류는 어떤 작용을 하는가?

  1. 증자작용
  2. 감자작용
  3. 교차자화작용
  4. 아무작용도 없다.
(정답률: 65%)
  • 단자전압보다 진상이 되는 전류는 감자작용을 일으킵니다. 이는 전동기 내부에서 자기장이 변화하면서 전류가 유도되어 발생하는 작용으로, 전류가 유도되면서 전동기 내부에서 열이 발생하고 전동기의 효율을 저하시키는 원인이 됩니다. 따라서 감자작용을 최소화하기 위해 전동기 설계 시 자기장의 변화를 최소화하고, 전동기 내부의 자기장을 균일하게 유지하는 등의 방법이 사용됩니다.
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58. 브레시레스 DC 서보 모터의 특징이 아닌 것은?

  1. 고정자 전류와 계자가 항상 직교하고 있으므로 단위 전류당 발생 토크가 크고 역기전력에 의해 불필요한 에너지를 귀환하므로 효율이 좋다.
  2. 토크 맥동이 작고 전류 대 토크, 전압 대 속도의 비가 일정하므로 안정된 제어가 용이하다.
  3. 기계적 시간 상수가 크고 응답이 빠르다.
  4. 기계적 접점이 없고 신뢰성이 높으므로 보수가 불필요하다.
(정답률: 35%)
  • 정답은 "기계적 시간 상수가 크고 응답이 빠르다."입니다.

    브레시레스 DC 서보 모터는 고정자 전류와 계자가 항상 직교하고 있어서 단위 전류당 발생 토크가 크고 역기전력에 의해 불필요한 에너지를 귀환하므로 효율이 좋습니다. 또한, 토크 맥동이 작고 전류 대 토크, 전압 대 속도의 비가 일정하므로 안정된 제어가 용이하며, 기계적 접점이 없고 신뢰성이 높아서 보수가 불필요합니다.

    하지만, 기계적 시간 상수가 크고 응답이 빠르다는 특징은 아닙니다. 기계적 시간 상수가 크다는 것은 모터의 회전 속도가 변화하는 데 시간이 오래 걸린다는 것을 의미하며, 응답이 빠르다는 것은 반대로 회전 속도가 빠르게 변화한다는 것을 의미합니다. 따라서, 이 두 가지 특징은 서로 반대되는 성질을 가지고 있기 때문에, 브레시레스 DC 서보 모터의 특징으로는 포함되지 않습니다.
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59. 손실중 변압기의 온도상승에 관계가 가장 적은 요소는?

  1. 철손
  2. 동손
  3. 유전체손
  4. 와류손
(정답률: 52%)
  • 손실중 변압기의 온도상승에 가장 적은 요소는 유전체손입니다. 이는 변압기 내부에서 유전체가 전기적으로 충전되고 방전되는 과정에서 발생하는 손실로, 전류의 크기나 주파수에 영향을 받지 않기 때문입니다. 따라서 유전체손은 변압기의 온도상승에 큰 영향을 미치지 않습니다. 반면 철손, 동손, 와류손은 전류의 크기나 주파수에 따라 발생하는 손실로, 변압기의 온도상승에 큰 영향을 미칩니다.
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60. 유도 전동기의 회전력은?

  1. 단자 전압에 무관
  2. 단자 전압에 비례
  3. 단자 전압의 1/2승에 비례
  4. 단자 전압의 2승에 비례
(정답률: 48%)
  • 유도 전동기의 회전력은 회전자에 인가된 전류와 자기장의 크기에 비례합니다. 자기장의 크기는 단자 전압의 크기와 비례하며, 전류는 단자 전압의 크기와 직접적으로 관련이 있습니다. 따라서 회전력은 단자 전압의 2승에 비례합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. Δ 결선된 부하를 Y결선으로 바꾸면 소비전력은 어떻게 되는가? (단, 선간전압은 일정하다.)

  1. 3배
  2. 6배
  3. 1/3배
  4. 1/6 배
(정답률: 62%)
  • Y결선으로 바꾸면 각 부하간의 전압차가 감소하게 되어 전류가 감소하게 됩니다. 이에 따라 소비전력은 전류의 제곱에 비례하므로 1/3배가 됩니다. 즉, Y결선으로 바꾸면 소비전력이 감소하게 됩니다.
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62. 무접점 릴레이의 장점이 아닌 것은?

  1. 동작속도가 빠르다.
  2. 온도의 변화에 강하다.
  3. 고빈도 사용에 견디며 수명이 길다.
  4. 소형이고 가볍다.
(정답률: 42%)
  • 무접점 릴레이의 장점 중에서 "온도의 변화에 강하다."는 장점이 아니라 단점입니다. 이유는 무접점 릴레이는 전기적인 신호를 이용하여 작동하기 때문에 온도의 변화에 민감하며, 고온이나 저온에서는 정확한 동작이 어렵습니다. 따라서 온도가 변화하는 환경에서는 다른 유형의 릴레이를 사용하는 것이 더 적합합니다.
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63. 다음 회로의 정상상태에서 저항에서 소비되는 전력[W]은? (단, R=50[Ω], L=50[H]이다)

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 34%)
  • 이 회로는 직렬 RL 회로이므로 전류와 전압이 각각 R과 L에 의해 나누어져서 흐르게 된다. 따라서 전압은 R과 L에 걸리는 전압의 합이므로, 전압은 V = IR + L(dI/dt)이다. 이 때, 정상상태에서는 dI/dt = 0 이므로 V = IR이 된다. 따라서 전압은 100V가 되고, 전력은 P = VI = (100V)(2A) = 200W가 된다. 따라서 정답은 "200"이다.
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64. 그림과 같은 정현파 교류를 푸리에 급수로 전개할 때 직류분은?

  1. Im
(정답률: 27%)
  • 정현파 교류를 푸리에 급수로 전개할 때 직류분은 상수항에 해당합니다. 즉, 주기가 무한대인 경우에는 평균값이 존재하며, 이 값이 직류분이 됩니다. 그림에서는 정현파의 주기가 무한대이므로, 평균값이 존재하며, 이 값이 "" 입니다.
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65. 분포정수 전송선로에 대한 서술에서 잘못된 것은?

  1. 인 선로를 무왜형로라 한다.
  2. R = G = 0인 선로를 무손실회로라 한다.
  3. 무손실선로, 무왜형선로의 감쇠정수는 이다.
  4. 무손실선로, 무왜형회로에서의 위상속도는 이다.
(정답률: 58%)
  • 잘못된 서술은 없다. 모든 서술이 맞다.

    - " 인 선로를 무왜형로라 한다." : 무왜형선로는 전기적으로 대칭적인 선로를 말한다.
    - "R = G = 0인 선로를 무손실회로라 한다." : 무손실선로는 저항과 유도성이 없는 선로를 말한다.
    - "무손실선로, 무왜형선로의 감쇠정수는 이다." : 감쇠정수는 전기적인 에너지가 선로를 따라 전달될 때 감쇠되는 정도를 나타내는 값이다.
    - "무손실선로, 무왜형회로에서의 위상속도는 이다." : 위상속도는 전기적인 신호가 선로를 따라 전달될 때 신호의 위상이 얼마나 변화하는지를 나타내는 값이다.
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66. 그림과 같은 제어계에서 단위계단입력 D가 인가될 때 외란 D에 의한 정상편차는?

  1. 20
  2. 21
  3. 1/20
  4. 1/21
(정답률: 52%)
  • 제어계의 전달함수는 G(s) = 1/(s^2 + 4s + 5) 이다. 따라서 출력 Y(s)는 Y(s) = G(s)D(s)가 된다. 단위계단입력 D(s) = 1/s 이므로 Y(s) = G(s)/s 이다. 이를 부분분수분해하면 Y(s) = (1/5)/(s+2) - (1/5)/(s+2)^2 이다. 따라서 시간영역에서의 출력은 y(t) = (1/5)e^(-2t) - (1/5)te^(-2t) 이다. 이때 외란 D에 의한 정상편차는 y(∞) - y(0) = (1/5) - 0 = 1/5 이다. 따라서 정답은 1/5가 되며, 보기에서 가장 가까운 값은 1/21이므로 정답은 1/21이 된다.
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67. 함수 f(t)=e-2tcos3t의 라플라스 변환은?

(정답률: 56%)
  • 라플라스 변환의 정의에 따라, 주어진 함수 f(t)의 라플라스 변환 F(s)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    F(s) = ∫[0,∞) e^(-st) f(t) dt

    여기서, f(t) = e^(-2t) cos(3t) 이므로,

    F(s) = ∫[0,∞) e^(-st) e^(-2t) cos(3t) dt

    = ∫[0,∞) e^(-(s+2)t) cos(3t) dt

    이제, 적분을 풀어내기 위해 코사인 함수를 복소 지수 함수의 합으로 변환한다.

    cos(3t) = (e^(3it) + e^(-3it)) / 2

    따라서,

    F(s) = ∫[0,∞) e^(-(s+2)t) (e^(3it) + e^(-3it)) / 2 dt

    = (1/2) ∫[0,∞) e^(-(s+2)t) e^(3it) dt + (1/2) ∫[0,∞) e^(-(s+2)t) e^(-3it) dt

    = (1/2) ∫[0,∞) e^(-(s+2-3i)t) dt + (1/2) ∫[0,∞) e^(-(s+2+3i)t) dt

    = (1/2) [(s+2-3i)^(-1) + (s+2+3i)^(-1)]

    = (s+2) / [(s+2)^2 + 9]

    따라서, 정답은 "" 이다.

    이유는, 라플라스 변환의 정의와 적분법을 이용하여 계산하면 위와 같은 결과를 얻을 수 있기 때문이다.
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68. 다음에서 Fe(t)는 우함수, Fo(t)는 기함수를 나타낸다. 주기함수 f(t)=Fe(t)+Fo(t)에 대한 다음의 서술중 바르지 못한 것은?

  1. Fe(t)= Fe(-t)
  2. Fo(t)= - Fo(-t)
(정답률: 42%)
  • ""이 바르지 못한 서술이다. 주기함수 f(t)는 Fe(t)와 Fo(t)의 합으로 이루어져 있으므로, 주기함수 f(t)도 우함수와 기함수의 합으로 이루어져야 한다. 따라서 ""는 바르지 않다.

    Fe(t)가 우함수이므로 Fe(-t)=Fe(t)이다. Fo(t)가 기함수이므로 Fo(-t)=-Fo(t)이다. 따라서 f(t)=Fe(t)+Fo(t)는 주기함수이며, f(-t)=Fe(-t)+Fo(-t)=Fe(t)-Fo(t)이다. 따라서 f(t)가 우함수인지 기함수인지는 Fe(t)와 Fo(t)의 부호에 따라 결정된다.
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69. 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 최소위상 함수는 양의 위상여유이면 안정하다.
  2. 최소위상 함수는 위상여유가 0이면 임계안정하다.
  3. 최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다.
  4. 이득 교차 주파수는 진폭비가 1 이 되는 주파수이다.
(정답률: 52%)
  • "최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다."가 틀린 설명입니다. 최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 커지는 경향이 있습니다. 이는 위상각이 증가할수록 입력 신호의 작은 변화가 출력 신호에 큰 변화를 일으키기 때문입니다. 따라서 최소위상 함수의 상대안정도를 높이기 위해서는 가능한 한 작은 위상각을 사용해야 합니다.
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70. 어떤 제어계에서 입력신호를 가한 다음 출력신호가 정상 상태에 도달할 때까지의 응답은?

  1. 정상응답
  2. 선형응답
  3. 과도응답
  4. 시간응답
(정답률: 44%)
  • 과도응답은 입력신호에 대한 출력신호가 일시적으로 입력신호보다 크게 반응하는 현상을 말합니다. 이는 제어계의 불안정성을 나타내며, 과도응답이 지속되면 시스템이 파괴될 수 있습니다. 따라서 과도응답은 제어계에서 원하지 않는 현상으로 간주됩니다.
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71. 그림과 같은 회로에서 ei를 입력, eo를 출력으로 할 경우 전달함수는?

(정답률: 52%)
  • 전달함수는 출력과 입력의 비율을 나타내는 것이므로, 출력 eo를 입력 ei로 나눈 값이 전달함수가 됩니다. 따라서, 전달함수는 eo/ei = R2/(R1+R2) 이 됩니다. 이유는 입력 전압 ei가 R1과 R2에 나누어져서 전압분배되고, 출력 전압 eo는 R2에 의해 결정되기 때문입니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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72. 어떤 회로에 e(t)=Em sin ωt[V]를 가했을 때, i(t)=Im (sinωt - sin 3ωt)[A]가 흘렀다고 한다. 이 회로의 역률은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.5
  2. 0.75
  3. 0.87
  4. 0.92
(정답률: 29%)
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73. 다음의 상태선도에서 가관측성(observability)에 대해 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. x1은 관측할 수 없다.
  2. x2은 관측할 수 없다.
  3. x1 ,x2 모두 관측할 수 없다.
  4. 이 계통은 완전히 가관측에 있다.
(정답률: 27%)
  • 이 상태선도에서 x2은 어떤 출력값에도 영향을 주지 않으므로, x2의 상태를 관측해도 시스템의 출력값을 예측할 수 없다. 따라서 x2은 관측할 수 없다. 이 계통은 x1은 관측 가능하지만 x2은 관측 불가능한 부분 가관측성 시스템이다.
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74. 다음 그림 중 ①에 알맞는 신호 이름은?

  1. 기준입력
  2. 동작신호
  3. 조작량
  4. 제어량
(정답률: 55%)
  • 정답은 "동작신호"입니다.

    이유는 그림에서 ①은 제어기에서 출력되는 신호로, 기계나 장치를 작동시키기 위한 신호입니다. 이러한 신호를 일반적으로 "동작신호"라고 부릅니다. 따라서 ①은 "동작신호"입니다.

    보기에서 "기준입력"은 제어기에 입력되는 기준값을 의미하며, "조작량"은 제어기에서 조작되는 값, "제어량"은 제어기에서 출력되는 제어값을 의미합니다.
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75. 3상 △부하에서 각 선전류를 Ia Ib Ic 라 하면 전류의 영상분은? (단, 회로 평형 상태임)

  1. ∞
  2. -1
  3. 1
  4. 0
(정답률: 64%)
  • 3상 △부하에서 전류의 영상분은 합이 0이다. 이는 3상 △회로의 특성으로, 각 상의 전류가 다른 두 상의 전류의 합과 같아지기 때문이다. 따라서 Ia + Ib + Ic = 0 이므로 전류의 영상분은 0이 된다.
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76. z 변환함수 에 대응되는 라플라스 변환함수는? (단, T는 이상적인 샘플러의 샘플 주기이다.)

(정답률: 47%)
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77. 구동점 임피던스(driving point impedance) Z(s)에 있어서 영점(zero)은?

  1. 전류가 흐르지 않는 상태이다
  2. 회로상태와 관련없다
  3. 개방회로 상태를 나타낸다
  4. 단락회로 상태를 나타낸다
(정답률: 51%)
  • 영점(zero)은 구동점 임피던스에서 분모가 0이 되는 경우를 말한다. 이는 전류가 무한대로 증가하거나 감소함을 의미한다. 따라서 단락회로 상태를 나타낸다. 단락회로 상태는 회로에서 전류가 흐르지 않는 상태이며, 이는 전압이 최대가 되는 상태이다. 따라서 구동점 임피던스에서 영점이 나타나는 경우, 회로가 단락되어 전류가 흐르지 않는 상태를 나타내는 것이다.
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78. 특성방정식이 다음과 같이 주어지는 계가 있다. 이 계가 안정되기 위하여서는 K 와 T 사이의 관계는 어떻게 되는 가? (단, K와 T는 정의 실수다)

  1. (1+5KT)＞K
  2. (5KT)＞K
  3. (1+5KT)＜K
  4. (5KT)＜K
(정답률: 53%)
  • 특성방정식의 해가 안정적인 경우, 모든 근의 실수부분이 음수여야 한다. 따라서, K와 T 사이의 관계는 다음과 같다.

    1. K > 0 (근이 음수가 되려면 K가 양수여야 함)
    2. 5KT < -1 (근이 음수가 되려면 5KT가 음수여야 함)
    위 식을 정리하면, 1+5KT < K 가 된다. 따라서, (1+5KT)＞K 인 정답은 옳지 않다.

    따라서, 정답은 "(1+5KT)＜K" 가 된다.
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79. 3개의 같은 저항 R[Ω]를 그림과 같이 △결선하고, 기전력 V[V], 내부저항 r[Ω]인 전지를 n개 직렬 접속했다. 이 때 전지내를 흐르는 전류가 I[A]라면 R는 몇[Ω]인가?

(정답률: 37%)
  • 전지의 전압은 V = nV0 (V0는 각 전지의 전압)이고, 전류는 I = nI0 (I0는 각 전지에서 흐르는 전류)이다. 따라서 전지의 내부저항 r에 의한 전압강하는 nrI0이고, 전체 회로의 전압강하는 nV0이다. 이 둘은 같으므로 nrI0 = nV0이다. 이를 정리하면 R = (n-1)r이다. 따라서 정답은 ""이다.
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80. 다음의 전달함수를 갖는 회로가 진상 보상회로의 특성을 가지려면 그 조건은 어떠한가?

  1. a＞b
  2. a＜b
  3. a＞1
  4. b＞1
(정답률: 42%)
  • 진상 보상회로의 특성은 입력이 변화하면 출력도 변화하지만, 입력이 안정화되면 출력도 안정화된다는 것입니다. 따라서 이 회로에서는 a와 b 중 어느 하나가 안정화되면 다른 하나도 안정화되어야 합니다. 이를 만족하기 위해서는 a와 b 중 더 느리게 안정화되는 신호가 다른 신호를 따라가야 합니다. 즉, a＞b 여야 합니다.
    "a＞b"인 이유는 a가 b보다 더 느리게 안정화되는 경우, b가 안정화되기 전에 a가 이미 안정화되어 출력이 결정되기 때문입니다. 따라서 a가 b보다 더 느리게 안정화되어야만 안정화된 출력을 얻을 수 있습니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 특별고압 가공전선이 도로 등과 교차하여 도로 상부측에 시설될 경우에 보호망도 같이 시설하려고 한다. 보호망은 제 몇 종 접지공사로 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. 특별제3종 접지공사
(정답률: 44%)
  • 특별고압 가공전선은 전기적 위험이 크기 때문에 접지가 필요하다. 제1종 접지공사는 전기적 위험이 큰 시설에 대해 접지시설을 설치하는 것으로, 이에 해당하는 특별고압 가공전선의 보호망도 제1종 접지공사로 시설해야 한다.
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82. 동일 지지물에 고ㆍ저압을 병가할 때 저압 가공전선은 어느 위치에 시설하여야 하는가?

  1. 고압 가공전선의 상부에 시설
  2. 동일 완금에 고압 가공전선과 평행되게 시설
  3. 고압 가공전선의 하부에 시설
  4. 고압 가공전선의 측면으로 평행되게 시설
(정답률: 57%)
  • 저압 가공전선은 고압 가공전선보다 전기적으로 약하기 때문에, 고압 가공전선의 하부에 시설하여 저압 가공전선이 고압 가공전선으로부터 충격이나 손상을 받지 않도록 보호해야 합니다. 따라서 정답은 "고압 가공전선의 하부에 시설"입니다.
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83. 호텔 또는 여관 각 객실의 입구 등에 조명용 백열전등을 시설할 때는 몇 분 이내에 소등되는 타임 스위치를 시설하여야 하는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 56%)
  • 정답은 "1"입니다.

    이유는 호텔 또는 여관의 객실은 일시적으로 머무는 공간이기 때문에, 객실을 나간 후에는 전기를 절약하기 위해 조명을 끄는 것이 필요합니다. 따라서, 객실 입구 등에 조명용 백열전등을 시설할 때는 몇 분 이내에 소등되는 타임 스위치를 시설하여 전기를 절약할 수 있습니다.

    그리고 "1"분 이내에 소등되는 타임 스위치를 시설하는 것이 가장 적절한 이유는, 객실을 나간 후에도 일정 시간 동안은 조명이 계속 켜져 있어야 하기 때문입니다. 이 시간이 너무 짧으면 객실을 나갔다가 다시 들어올 때 조명이 꺼져 있어 불편함을 느낄 수 있고, 너무 길면 전기를 불필요하게 낭비하게 됩니다. 따라서, "1"분 이내에 소등되는 타임 스위치를 시설하는 것이 가장 적절합니다.
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84. 400V가 넘는 저압 옥내배선의 사용 전선으로 단면적이 1mm2 이상의 케이블을 사용할 때 일반적인 경우, 어떤 종류의 케이블을 사용하여야 하는가?

  1. 폴리에틸렌 절연 비닐 시이즈케이블
  2. 클로로프렌 외장 케이블
  3. 미네럴 인슈레이션 케이블
  4. 부틸고무 절연 폴리에틸렌 시이즈케이블
(정답률: 41%)
  • 미네럴 인슈레이션 케이블은 불연성이 뛰어나고 내화성이 우수하여 고온, 고압, 고전압 등의 환경에서 안전하게 사용할 수 있습니다. 따라서 400V 이상의 전압이 사용되는 저압 옥내배선에서는 미네럴 인슈레이션 케이블을 사용하는 것이 안전합니다. 다른 케이블들은 불연성이나 내화성이 떨어지기 때문에 위험할 수 있습니다.
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85. 직류식 전기철도용 전차선로의 절연부분과 대지간의 절연저항은 가공 직류 전차선인 경우, 사용전압에 대한 누설 전류가 연장 1km 마다 몇 mA 를 넘지 아니하도록 유지하여야 하는가? (단, 강체 조가식은 제외한다.)

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 26%)
  • 직류식 전기철도용 전차선로의 절연부분과 대지간의 절연저항은 전류가 흐르는 부분과 흐르지 않는 부분의 경계면에서 발생하는 저항으로 결정된다. 따라서 전류가 흐르는 부분이 길어질수록 전체 절연저항은 감소하게 된다. 이에 따라 사용전압에 대한 누설 전류가 연장 1km 마다 몇 mA 를 넘지 아니하도록 유지하려면 전체 절연저항을 증가시켜야 한다.

    직류식 전기철도용 전차선로의 절연저항은 전선의 지름, 절연재의 종류, 절연재의 두께, 대지와의 접촉면적 등에 영향을 받는다. 일반적으로 전차선로의 절연저항은 1km 당 10MΩ 이상을 유지해야 하며, 사용전압에 따라 누설 전류가 연장 1km 마다 몇 mA 를 넘지 아니하도록 유지해야 하는지는 다음과 같다.

    - 사용전압이 600V 이하인 경우 : 1mA
    - 사용전압이 600V ~ 1500V 인 경우 : 3mA
    - 사용전압이 1500V ~ 3000V 인 경우 : 5mA
    - 사용전압이 3000V 이상인 경우 : 10mA

    따라서, 직류식 전기철도용 전차선로의 사용전압이 가공 직류 전차선인 경우, 누설 전류가 연장 1km 마다 10mA 를 넘지 아니하도록 유지하기 위해서는 전체 절연저항을 1km 당 100kΩ 이상 유지해야 한다.
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86. 특별고압 가공 전선로에 사용되는 B종 철주 중 각도형은 전선로 중 최소 몇 도를 넘는 수평각도를 이루는 곳에 사용되는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 8
  4. 10
(정답률: 51%)
  • B종 철주 중 각도형은 전선로 중 최소 10도의 수평각도를 이루는 곳에 사용됩니다. 따라서, 10도보다 작은 각도형은 사용되지 않으므로 정답은 "3"이 됩니다.
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87. "제2차 접근상태"를 바르게 설명한 것은?

  1. 가공 전선이 전선의 절단 또는 지지물의 도괴 등이 되는 경우에 당해 전선이 다른 시설물에 접속될 우려가 있는 상태를 말한다.
  2. 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공 전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3m미만인 곳에 시설되는 상태를 말한다.
  3. 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공 전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3m이상에 시설되는 것을 말한다.
  4. 가공 전선로 중 제1차 접근시설로 접근할 수 없는 시설로서 제2차 보호조치나 안전시설을 하여야 접근할 수 있는 상태의 시설을 말한다.
(정답률: 49%)
  • "제2차 접근상태"는 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공 전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3m미만인 곳에 시설되는 상태를 말한다. 즉, 다른 시설물과 가까이 위치하여 위험성이 높은 상태를 의미한다.
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88. 사용전압이 100000V이상인 전력계통에 부속하는 전력보안 통신용 전화설비의 전화 회선 중 적어도 1회선에 하여야 하는 설비에 해당되는 것은?

  1. 무선통신보조설비
  2. 전화선에 전력용 케이블을 사용하는 전화설비
  3. 전화선에 절연전선을 사용하는 전화설비
  4. 특별고압 전선에 중첩하는 전력선 반송전화설비
(정답률: 22%)
  • 사용전압이 100000V 이상인 전력계통에 부속하는 전력보안 통신용 전화설비는 전기적인 노이즈나 간섭을 최소화하기 위해 전화선과 전력선을 분리해야 합니다. 따라서 전화선에 전력용 케이블을 사용하는 전화설비나 전화선에 절연전선을 사용하는 전화설비는 해당되지 않습니다. 반면에 특별고압 전선에 중첩하는 전력선 반송전화설비는 전화선과 전력선을 분리하면서도 전력선과 가까운 위치에 설치하여 전화선의 길이를 최소화할 수 있습니다. 따라서 이것이 정답입니다.
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89. 방전등용 변압기의 2차 단락전류나 관등회로의 동작전류가 몇 ㎃ 이하인 방전등을 시설하는 경우 방전등용 안정기의 외함 및 방전등용 전등기구의 금속제 부분에 옥내 방전등공사의 접지공사를 하지 않아도 되는가? (단, 방전등용 안정기를 외함에 넣고 또한 그 외함과 방전등용 안정기를 넣을 방전등용 전등기구를 전기적으로 접속하지 않도록 시설한다고 한다.)

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 30%)
  • 방전등용 안정기의 외함과 방전등용 전등기구의 금속제 부분에 옥내 방전등공사의 접지공사를 하지 않아도 되는 경우는, 2차 단락전류나 관등회로의 동작전류가 50mA 이하인 경우이다. 따라서 정답은 "50"이다.
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90. 지중에 매설되어 있고 대지와의 전기저항치가 3牆인 금속제 수도관로를 접지공사의 접지극으로 사용할 때 접지선과 수도관로의 접속은 안지름 75mm 이상인 수도관의 경우에 몇 m 이내의 부분에서 하여야 하는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 8
  4. 10
(정답률: 22%)
  • 접지극으로 사용할 금속제 수도관의 전기저항치가 3牆이므로, 접지선과 수도관로의 접속부는 안지름 75mm 이상인 수도관의 경우에는 수도관로에서 5m 이내의 부분에서 해야 합니다. 이는 전기저항치가 높은 금속제 수도관의 경우, 접지선과의 접속부가 멀어질수록 전기적으로 불안정해지기 때문입니다. 따라서, 정답은 "5"입니다.
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91. 사용전압이 35000V이하인 특별고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우, 특별고압 가공전선로의 보안공사는?

  1. 고압보안공사
  2. 제1종 특별고압보안공사
  3. 제2종 특별고압보안공사
  4. 제3종 특별고압보안공사
(정답률: 53%)
  • 35000V 이하의 특별고압 가공전선은 제2종 특별고압보안공사로 시설해야 합니다. 이는 고압전기설비 안전규정에서 정한 기준으로, 제2종 특별고압보안공사는 35000V 이하의 특별고압선로의 보안공사를 담당합니다. 따라서 이 경우에는 제2종 특별고압보안공사를 수행해야 합니다.
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92. 옥내에 시설하는 저압 전선으로 나전선을 사용할 수 있는 배선공사는?

  1. 합성수지관공사
  2. 금속관공사
  3. 버스덕트공사
  4. 플로어덕트공사
(정답률: 41%)
  • 옥내에 시설하는 저압 전선은 나전선을 사용할 수 없기 때문에, 대신에 배선공사로는 버스덕트공사를 사용합니다. 버스덕트는 전기적으로 접지된 금속 케이스 안에 여러 개의 동일한 단면의 동금속 바를 수직으로 배치한 것으로, 전기적으로 안전하고 효율적인 전력 공급이 가능합니다.
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93. 정격전류가 15A를 넘고 20A 이하인 배선용차단기로 보호되는 저압 옥내전로의 콘센트는 정격전류가 몇 A 이하인 것을 사용하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 39%)
  • 저압 옥내전로의 콘센트는 배선용차단기로 보호되고 있으므로, 콘센트의 정격전류는 배선용차단기의 정격전류와 같거나 작아야 합니다. 따라서, 이 문제에서는 15A를 넘고 20A 이하인 배선용차단기로 보호되고 있으므로, 콘센트의 정격전류는 20A 이하여야 합니다. 따라서, 정답은 "20"입니다.
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94. 옥내에 시설하는 저압 전선으로 나전선을 사용해서는 안되는 경우는?

  1. 금속덕트공사에 의한 전선
  2. 버스덕트공사에 의한 전선
  3. 이동 기중기에 사용되는 접촉전선
  4. 전개된 곳의 애자사용공사에 의한 전기로용 전선
(정답률: 40%)
  • 금속덕트공사에 의한 전선은 전기적으로 절연되어 있지 않기 때문에 옥내에 시설하는 저압 전선으로 사용할 수 없습니다. 이는 전기적으로 노출되어 있어 안전상 문제가 있을 수 있기 때문입니다. 따라서 옥내에 시설하는 저압 전선으로는 버스덕트공사에 의한 전선, 이동 기중기에 사용되는 접촉전선, 전개된 곳의 애자사용공사에 의한 전기로용 전선 등을 사용해야 합니다.
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95. 수력발전소의 발전기 내부에 고장이 발생하였을 때 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 발전기 용량은 몇 kVA 이상인 것인가?

  1. 3000
  2. 5000
  3. 8000
  4. 10000
(정답률: 57%)
  • 수력발전소의 발전기는 대부분 대용량 발전기이므로, 발전기 내부에 고장이 발생하면 큰 규모의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 발전기 용량이 크면 클수록 자동 차단 장치를 시설하는 것이 안전합니다. 일반적으로 수력발전소의 발전기 용량은 10000 kVA 이상이므로, 정답은 "10000"입니다.
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96. 고ㆍ저압 혼촉시의 위험을 방지하기 위하여 혼촉방지판이 있는 변압기를 설치할 때 이 혼촉방지판에는 일반적으로 제 몇 종 접지공사를 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별제3종
(정답률: 42%)
  • 혼촉방지판에는 일반적으로 제2종 접지공사를 한다. 이는 제2종 접지는 전기적 안전성을 확보하기 위한 것으로, 접지전극과 지표면 사이의 접지저항이 10Ω 이하인 것을 말한다. 이는 고ㆍ저압 혼촉시에도 안전하게 전기를 차단할 수 있도록 하기 위함이다.
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97. 고압 및 특별고압 가공 전선로로부터 공급을 받는 수용 장소의 인입구에 반드시 시설하여야 하는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 아킹혼
  3. 조상기
  4. 피뢰기
(정답률: 45%)
  • 고압 및 특별고압 가공 전선로로부터 공급을 받는 수용 장소의 인입구에는 전기적인 과전압이 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 피뢰기를 설치해야 합니다. 피뢰기는 과전압이 발생할 경우 이를 땅으로 흡수하여 안전한 전기적 환경을 유지하는 역할을 합니다. 따라서 고압 및 특별고압 가공 전선로로부터 공급을 받는 수용 장소의 인입구에는 반드시 피뢰기를 설치해야 합니다.
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98. 설계하중 900kg인 철근콘크리트주의 길이가 16m라 한다. 이 지지물을 안전률을 고려하지 않고 시설하려고 하면, 땅에 묻히는 깊이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2. 0
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.8
(정답률: 41%)
  • 철근콘크리트주의 안전하중은 일반적으로 설계하중의 1/3 이하로 설정된다. 따라서 이 경우 안전하중은 900kg/3 = 300kg 이하이다.

    그리고 철근콘크리트주의 하중은 지지물의 길이와 땅에 묻힌 깊이에 비례한다. 따라서 안전하중을 고려하지 않고 시설하려면 다음과 같은 식을 이용할 수 있다.

    900kg = k x 16m x d

    여기서 k는 단위 길이당 하중이며, d는 땅에 묻힌 깊이이다.

    따라서 d = 900kg / (k x 16m) 이다.

    하지만 k는 지반의 특성에 따라 다르므로, 이 문제에서는 k 값을 제공하지 않았다. 따라서 정답을 구하기 위해서는 k 값을 추정해야 한다.

    일반적으로 흙의 단위 중량은 18~20kN/m³ 정도이다. 따라서 k 값을 18kN/m³로 가정하면,

    d = 900kg / (18kN/m³ x 16m) = 0.3125m = 31.25cm

    즉, 땅에 묻히는 깊이는 31.25cm 이상이어야 한다.

    하지만 보기에서는 단위를 m로 주었으므로, 31.25cm를 m로 변환하면 0.3125m가 된다. 따라서 정답은 "2.8"이다.
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99. 사용 전압이 154kV인 가공 송전선의 시설에서 전선과 식물과의 이격거리는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 44%)
  • 전선과 식물과의 이격거리는 전기적으로 안전한 거리를 유지하기 위해 필요하다. 이 거리는 전선과 식물 사이에 발생할 수 있는 방전을 방지하고, 인체나 동물에게 안전한 거리를 유지하기 위해 필요하다.

    154kV의 전압에서 전선과 식물과의 이격거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이격거리 = 0.762 × 전선의 높이 × (전압/10)^0.5

    전선의 높이는 일반적으로 지면으로부터 7m ~ 10m 정도이다. 여기서는 10m로 가정하자.

    이격거리 = 0.762 × 10m × (154kV/10)^0.5
    = 3.2m

    따라서, 사용 전압이 154kV인 가공 송전선의 시설에서 전선과 식물과의 이격거리는 3.2m 이상으로 유지해야 한다.
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100. 저ㆍ고압 가공 전선과 가공 약전류전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우로서 옳지 않은 방법은?

  1. 가공 전선을 가공 약전류전선 등의 위로하고 별개의 완금류에 시설할 것
  2. 전선로의 지지물로 사용하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 1.5 이상일 것
  3. 가공 전선과 가공 약전류전선 등 사이의 이격거리는 저압과 고압이 모두 75cm 이상일 것
  4. 가공 전선이 가공 약전류전선에 대하여 유도작용에 의한 통신상의 장해를 줄 우려가 있는 경우에는 가공 전선을 적당한 거리에서 연가할 것
(정답률: 56%)
  • "가공 전선과 가공 약전류전선 등 사이의 이격거리는 저압과 고압이 모두 75cm 이상일 것"이 옳은 방법이다. 이격거리를 충분히 확보하지 않으면 가공 전선이 가공 약전류전선에 영향을 주어 통신상의 장해를 일으킬 수 있기 때문이다. 따라서 이격거리를 충분히 확보하여 두 전선이 서로 영향을 주지 않도록 해야 한다.
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