전기기사 필기 기출문제복원 (2005-03-06)

전기기사
(2005-03-06 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 비유전률 ES의 설명으로 틀린 것은?

  1. 진공의 비 유전률은 0이다.
  2. 공기의 비 유전률은 약 1 정도 된다.
  3. ES는 항상 1 보다 큰 값이다.
  4. ES는 절연물의 종류에 따라 다르다.
(정답률: 64%)
  • "ES는 항상 1 보다 큰 값이다."가 틀린 설명입니다. ES는 절연물의 종류에 따라 다르며, 1보다 작을 수도 있습니다.

    진공의 비 유전률은 0인 이유는 진공은 전기적으로 중성이기 때문입니다. 전하가 전혀 없는 상태에서는 전기장이 존재하지 않으므로 비 유전률이 0이 됩니다.

    공기의 비 유전률은 약 1 정도 된다는 것은 공기도 전기적으로 중성이지만, 공기 분자들 사이에는 약간의 전하가 분포되어 있기 때문에 비 유전률이 0이 아닌 값이 됩니다.
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2. 길이 1[m]인 철심(μr=1000)의 자기회로에 1[mm]의 공극이 생겼다면 전체의 자기저항은 약 몇 배로 증가되는가? (단, 각 부의단면적은 일정하다.)

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 68%)
  • 공극이 생기면 철심 내부의 자기장이 감소하게 되어 자기저항이 증가한다. 자기저항은 철심의 길이와 부의단면적, 그리고 자성체의 특성값에 의해 결정된다. 부의단면적은 일정하므로 길이와 자성체의 특성값에 따라 자기저항이 결정된다.

    자기저항은 자기장의 강도와 비례하므로, 자기장이 감소하면 자기저항도 증가한다. 자기장은 자성체의 특성값에 비례하므로, 자성체의 특성값이 클수록 자기장이 감소하는 정도가 크다. 따라서, 철심의 자성체의 특성값이 크면 공극이 생겨도 자기저항이 크게 증가하지 않는다.

    주어진 문제에서는 자성체의 특성값이 1000으로 크게 주어졌으므로, 공극이 생겨도 자기저항이 크게 증가하지 않는다. 따라서, 정답은 "2"이다.
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3. 진공 내에서 전위함수V=x2+y2[V]로 주어질 때 0 ≤ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ 1,0 ≤ z ≤ 1인 공간에 저축되는 에너지는 몇 [J]인가?

  1. 4E0
  2. 2E0
(정답률: 31%)
  • 주어진 전위함수 V=x2+y2에 따라 전하가 분포되어 있을 때, 전하가 모여있는 곳에서는 전위가 높아지므로 전위에 따른 에너지도 높아진다. 따라서 전하가 모여있는 곳에서의 전위에 대한 적분을 통해 전하가 모여있는 곳에서의 전위에 따른 에너지를 구할 수 있다.

    0 ≤ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ 1,0 ≤ z ≤ 1인 공간에서의 전위함수 V는 x와 y에 대한 2차함수이므로 적분하기 쉽다. z는 0부터 1까지 적분하면 된다.

    010101 (x2+y2) dzdydx

    = ∫0101 (x2+y2) dydx

    = ∫01 (1/3+x2) dx

    = 4/3

    따라서, 공간에 저축되는 에너지는 4/3[J]이다.

    정답 ""은 전기력 상수 ε0을 나타내며, 전기력 상수는 공간에 따라 전하의 상호작용을 결정하는 상수이다. 4E0은 정답이 될 수 없다. ""은 전하의 크기를 나타내는 상수이며, 문제에서 전하의 크기에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 정답이 될 수 없다. 2E0은 전기장의 크기를 나타내는 상수이며, 문제에서 전기장에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 정답이 될 수 없다.
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4. 맥스웰의 전자방정식 중 패러데이 법칙에서 유도된 식은? (단, D : 전속밀도, ρ : 공간 전하밀도, B : 자속밀도, E : 전계의 세기,J: 전류밀도, H : 자계의 세기)

  1. divD=ρv
  2. divB=0
(정답률: 81%)
  • 패러데이 법칙에서 유도된 식은 이다. 이는 자기장의 회전에 의해 전기장이 유도되는 것을 나타내는 식으로, 시간에 대한 편미분을 나타내는 우변과 자기장의 회전을 나타내는 좌변으로 이루어져 있다. 이 식은 전자기학에서 중요한 역할을 하며, 전자기장의 움직임과 전기장의 유도 등을 설명하는 데 사용된다.
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5. 자화율(magnetic susceptibility) χ는 상자성체에서 일반적으로 어떤 값을 갖는가?

  1. X=0
  2. X>0
  3. X<0
  4. X=1
(정답률: 76%)
  • 자화율은 상자성체가 자기장에 반응하는 정도를 나타내는 값이다. 상자성체가 자기장에 반응하여 자기장을 강하게 만들면 자화율은 양수가 된다. 따라서 정답은 "X>0"이다.
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6. 단면적 S[m2], 단위 길이에 대한 권수가 N0[회/m]인 무한히 긴 솔레노이드의 단위 길이당의 자기인덕턴스는 몇 [H/m]인가?

  1. μSN
  2. μSN2
  3. μS2N2
  4. μS2N
(정답률: 83%)
  • 무한히 긴 솔레노이드의 자기장은 중심축 주변에서 일정하므로, 단위 길이당 자기인덕턴스는 단면적과 권수에만 의존한다. 따라서, 자기인덕턴스는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    L = μN2S

    여기서, μ는 자기유도율을 나타내는 상수이다. 따라서, 단위 길이당 자기인덕턴스는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    L/m = μN2S

    따라서, 답은 "μSN2"이다. "μSN2"은 자기유도율과 권수의 제곱에 비례하는 값이므로, 단면적과는 무관하다.
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7. 자기인덕턴스의 성질을 옳게 표현한 것은?

  1. 항상 부(負)이다.
  2. 항상 정(正)이다.
  3. 항상 0이다.
  4. 유도되는 기전력에 따라 정(正)도 되고 부(負)도 된다.
(정답률: 75%)
  • 자기인덕턴스는 유도되는 전류의 방향과 반대 방향으로 전기력을 발생시키는 성질을 가지고 있습니다. 이 때문에 자기인덕턴스의 부호는 유도되는 전류의 방향과 반대 방향이므로 항상 정(正)입니다.
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8. 10[cm3]의 체적에 3[μC/cm3]의 체적전하 분포가 있을 때, 이 체적 전체에서 발산하는 전속은 몇 [C] 인가?

  1. 3 × 105
  2. 3× 106
  3. 3 × 10-5
  4. 3 × 10-6
(정답률: 54%)
  • 전속은 체적전하와 전기유도율, 체적의 곱으로 구할 수 있다. 체적은 10[cm3] 이므로, 체적전하는 3[μC/cm3] × 10[cm3] = 30[μC] 이다. 전기유도율은 공기의 경우에는 대략 8.85 × 10-12[C/(N·m2)] 이므로, 전속은 30[μC] × 8.85 × 10-12[C/(N·m2)] × 106[N/m2] = 3 × 10-5[C] 이다. 따라서 정답은 "3 × 10-5" 이다.
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9. 전속밀도 D=x2i+2y2j+3zk[C/m2]을 주는 원점의 1[mm3]내의 전하는 몇 [C] 인가?

  1. 3
  2. 3 × 10-6
  3. 3 × 10-9
  4. 3 × 10-12
(정답률: 36%)
  • 전하 밀도 D는 전하 Q와 부피 V의 비율로 정의됩니다. 따라서 전하 Q는 D와 V의 곱으로 계산할 수 있습니다.

    원점의 1[mm3]내의 부피 V는 1 × 10-9[m3]입니다.

    따라서 전하 Q는 D × V = (x2i+2y2j+3zk) × 1 × 10-9 = 3 × 10-9[C]입니다.

    따라서 정답은 "3 × 10-9"입니다.
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10. 폐곡면을 통하는 전속과 폐곡면 내부의 전하와의 상관관계를 나타내는 법칙은?

  1. 가우스의 법칙
  2. 쿨롱의 법칙
  3. 푸아송의 법칙
  4. 라플라스의 법칙
(정답률: 71%)
  • 가우스의 법칙은 전기장의 발생원인인 전하와 전기장의 관계를 나타내는 법칙으로, 폐곡면을 통과하는 전속과 폐곡면 내부의 전하와의 상관관계를 나타내는 법칙입니다. 이 법칙은 전기장의 크기와 방향을 구하는 데 유용하게 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 정답은 가우스의 법칙입니다.
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11. 무한장 직선 도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로 0.1[m]떨어진 점의 자계의 세기가 180[AT/m]이다. 이 도체로부터 수직으로 0.3[m] 떨어진 점의 자계의 세기는 몇[AT/m]인가?

  1. 20
  2. 60
  3. 180
  4. 540
(정답률: 74%)
  • 자계의 세기는 거리에 반비례하므로, 0.3[m] 떨어진 점의 자계의 세기는 180[AT/m]의 0.1/0.3 = 60[AT/m]이다. 따라서 정답은 "60"이다.
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12. 그림과 같이 평행한 무한장 직선도선에 I, 4I인 전류가 흐른다. 두 선사이의 점 P 의 자계의 세기가 0이라고 하면 a/b는 얼마인가?

(정답률: 69%)
  • 평행한 두 직선 사이에서 자계의 세기는 일정하므로, P점에서의 자계의 세기는 두 전류가 만드는 자계의 합과 같다. 따라서 P점에서의 자계의 세기는 5I에 비례한다. 문제에서 P점에서의 자계의 세기가 0이므로, 5I=0이 되어 I=0이 된다. 따라서 a/b는 0/4=0이 된다.

    정답: ""

    이유: P점에서의 자계의 세기는 두 전류가 만드는 자계의 합과 같으므로, 두 전류의 합이 0이 되어야 P점에서의 자계의 세기가 0이 된다. 따라서 I=0이 되고, a/b는 0/4=0이 된다.
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13. 전자기파의 기본 성질이 아닌 것은?

  1. 횡파이며 속도는 매질에 따라 다르다.
  2. 반사, 굴절현상이 있다.
  3. 자계의 방향과 전계의 방향은 서로 수직이다.
  4. 완전 도체 표면에서는 전부 흡수된다.
(정답률: 57%)
  • 전자기파는 진동하는 전기장과 자기장으로 이루어져 있으며, 진동하는 전기장과 자기장이 서로 수직인 방향으로 진행한다는 것이 기본 성질 중 하나이다. 따라서 "자계의 방향과 전계의 방향은 서로 수직이다."는 전자기파의 기본 성질이 맞다.

    하지만 "완전 도체 표면에서는 전부 흡수된다."는 전자기파의 기본 성질이 아니다. 완전 도체 표면에서는 전자기파가 반사되기 때문에, 일부 혹은 전부가 반사되어 돌아올 수 있다. 이는 전자기파의 반사 현상 중 하나이다.
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14. 그림과 같은 무한 직선전류 I에 의한 P점의 Vector Potential과 자장의 방향은?(단, x 축은 종이 뒷면에서 앞으로 향함)

  1. 벡터포텐셜: -z, 자장: + x
  2. 벡터포텐셜: -x, 자장: + x
  3. 벡터포텐셜: -x, 자장: - x
  4. 벡터포텐셜: +z, 자장: - x
(정답률: 42%)
  • 무한 직선전류 I에 의한 P점의 Vector Potential은 오른손 법칙에 따라 전류의 흐름 방향에 수직인 방향으로 나타납니다. 따라서 이 문제에서는 전류가 종이 위쪽으로 흐르므로, P점에서의 Vector Potential은 +z 방향입니다.

    자장의 방향은 오른손 법칙에 따라 결정됩니다. 오른손을 쥐고 전류의 방향을 향하게 하면, 엄지손가락이 자장의 방향을 가리키게 됩니다. 따라서 이 문제에서는 전류의 방향이 x축 음의 방향이므로, 자장의 방향은 -x 방향입니다.

    따라서 정답은 "벡터포텐셜: +z, 자장: - x" 입니다.
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15. 자유공간에서 점 P(5, -2, 4)가 도체 면상에 있으며 이 점에서 전계 E=6ax-2ay+3az[V/m]이다. 점 P 에서의 면전하밀도ρs=[C/m2]은?

  1. -2E0
  2. 3E0
  3. 6E0
  4. 7E0
(정답률: 57%)
  • 면전하밀도는 전계의 법선 방향 성분에 ε0을 곱한 값이다. 따라서 점 P에서의 면전하밀도는 다음과 같다.

    ρs = (6ax-2ay+3az)·n / ε0

    여기서 n은 도체 면의 법선 벡터이다. 도체 면상에 점 P가 있으므로, 도체 면의 방정식을 이용하여 법선 벡터를 구할 수 있다. 예를 들어 도체 면이 x=0인 평면이라면, 법선 벡터는 ax이 된다.

    문제에서 도체 면의 방정식이 주어지지 않았으므로, 법선 벡터를 직접 구할 수는 없다. 하지만 보기를 살펴보면, 7E0이 유일하게 양수이고, 나머지 보기는 모두 음수이다. 이는 도체 면이 z=0인 평면이며, 이 경우 법선 벡터는 az가 된다는 것을 의미한다. 따라서,

    n = az

    ρs = (6ax-2ay+3az)·az / ε0 = 3/ε0 = 7E0 (근사값)

    따라서 정답은 7E0이다.
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16. 그림과 같은 지름 0.01[m] 의 원형단면을 가진 평균 반지름 0.1m의 환상솔레노이드의 권수는 500회, 이 코일에 흐르는 전류는 2[A] 라고 할때 전체 자속은 몇 [Wb]인가? (단, 환상철심의 비투자율은 1,000으로 하고 누설자속은 없는 것으로 한다.)

  1. 1.58 × 10-4
  2. 5.0 × 10-3
  3. 2.74 × 102
  4. 1
(정답률: 41%)
  • 환상솔레노이드의 자속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서, μ₀는 자유공간의 자기유도율이고, n은 코일의 권수 밀도, I는 전류이다.

    우선 μ₀는 4π × 10^-7 [T·m/A] 이다.

    n은 코일의 권수를 전체 길이로 나눈 값이므로, 다음과 같이 구할 수 있다.

    n = N / L

    여기서, N은 코일의 권수, L은 코일의 전체 길이이다. 이 문제에서는 코일의 길이가 주어지지 않았으므로, 코일의 전체 길이는 2π × 0.1 [m] 이다.

    따라서, n = 500 / (2π × 0.1) = 795.77 [1/m]

    마지막으로, 전류 I는 2 [A] 이다.

    따라서, 자속 B는 다음과 같다.

    B = 4π × 10^-7 × 795.77 × 2 = 1.58 × 10^-4 [T]

    따라서, 정답은 "1.58 × 10^-4" 이다.
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17. 전계 E[V/m] 및 자계 H[AT/m]인 전자파가 자유공간 중을 빛의 속도로 전파될 때 단위시간에 단위면적을 지나는 에너지는 몇 [W/m2]인가? (단, C는 빛의 속도를 나타낸다.)

  1. EH
  2. EH2
  3. E2H
(정답률: 82%)
  • 전자파의 에너지 밀도는 E2/2ρ 이고, 자기장의 에너지 밀도는 H2/2μ 이다. 자유공간에서는 ρ=μ=ε0=1 이므로, 전자파의 에너지 밀도는 E2/2 이고, 자기장의 에너지 밀도는 H2/2 이다.

    따라서, 단위면적을 지나는 에너지는 E2/2와 H2/2의 합이다.

    전자파의 전계와 자계는 서로 직교하므로, E2/2와 H2/2의 합은 EH이다.

    따라서, 단위시간에 단위면적을 지나는 에너지는 EH이다.

    정답은 "EH"이다.
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18. 무한히 긴 직선 도체에 전류 I[A]를 흘릴 때 이 전류로부터 d[m]되는 점의 자속밀도는 몇 [W/m2] 인가?

(정답률: 70%)
  • 암페르 법칙에 의해 전류 I[A]가 흐르는 직선 도체를 둘러싸는 원통 표면에서 자속밀도 B[T]는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B = μ0 * I / (2πr)

    여기서 μ0는 자유공간의 유도율이고, r은 원통의 반지름이다. 이 문제에서는 무한히 긴 직선 도체를 고려하므로 원통의 반지름은 무한대로 가정할 수 있다. 따라서 원통 표면에서의 자속밀도는 다음과 같다.

    B = μ0 * I / (2π∞) = μ0 * I / ∞ = 0

    즉, 무한히 긴 직선 도체를 둘러싸는 원통 표면에서는 자속밀도가 0이므로 보기 중에서 ""가 정답이다. 이는 직선 도체가 무한히 길기 때문에 전류가 모든 방향으로 동일하게 흐르기 때문이다.
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19. 원형코일이 평등 자계 내에 지름을 축으로 하여 회전하고 있을 때 코일에 유기되는 기전력의 주파수는?

  1. 회전속도와 코일의 권수에 의해 결정된다.
  2. 자계와 지름축과의 사이각에 의해 변화된다.
  3. 회전수에 의해서만 결정된다.
  4. 회전방향과 회전속도에 의해 결정된다.
(정답률: 37%)
  • 원형코일이 평등 자계 내에 지름을 축으로 하여 회전하고 있을 때, 코일에 유기되는 기전력의 주파수는 회전수에 의해서만 결정된다. 이는 회전수가 증가하면 코일 내부의 자기장이 변화하게 되고, 이에 따라 유도전압이 발생하게 되기 때문이다. 따라서 회전수가 높을수록 기전력의 주파수도 높아지게 된다. 회전속도나 회전방향은 기전력의 주파수에 영향을 미치지 않는다. 또한 코일의 권수나 자계와 지름축과의 사이각도 기전력의 주파수에 영향을 미치지 않는다.
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20. 그림과 같은 전기 쌍극자에서 P점의 전계의 세기는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 50%)
  • P점에서의 전계의 세기는 전하의 크기와 거리에 반비례한다. 따라서 P점에서의 전계의 세기는 Q1과 Q2의 크기와 P점과 각 전하 사이의 거리에 영향을 받는다. Q1과 Q2의 크기는 같고, P점과 각 전하 사이의 거리도 같으므로 전계의 세기는 Q1과 Q2의 크기와 P점과 각 전하 사이의 거리에만 영향을 받는다. 따라서 전계의 세기는 (9 × 10^9 N·m^2/C^2) × (2 × 10^-6 C) / (0.02 m)^2 = 4.5 × 10^6 V/m 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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2과목: 전력공학

21. 전파정수 γ, 특성임피던스 Z0, 길이 ℓ인 분포 정수 회로가 있다. 수전단에 이 선로의 특성임피던스와 같은 임피던스 Z0를 부하로 접속하였을 때 송전단에서 부하측을 본 임피던스는?

  1. Z0
  2. Z0tanhγℓ
  3. Z0cothγℓ
(정답률: 54%)
  • 수전단에서 본 임피던스는 부하측 임피던스와 송전선로의 임피던스가 병렬로 연결되어 있으므로, 두 임피던스가 같을 때 최대 전력이 전달된다. 따라서 부하측 임피던스와 송전선로의 임피던스가 모두 Z0일 때, 최대 전력이 전달된다. 따라서 송전선로의 임피던스는 Z0이어야 한다.
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22. 연간 전력량이 E[kWh]이고, 연간 최 대전력이 W[kW]인 연부하율은 몇 [%] 인가?

(정답률: 66%)
  • 연부하율은 연간 전력량(E)을 연간 최대전력(W)로 나눈 값에 100을 곱한 것이다. 따라서 연부하율은 E/W x 100으로 계산할 수 있다. 보기 중에서 ""가 정답인 이유는 이 계산식을 가장 간단하게 나타내고 있기 때문이다.
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23. 배전선로의 손실 경감과 관계가 없는 것은?

  1. 승압
  2. 다중접지방식 채용
  3. 역률 개선
  4. 부하의 불평형 방지
(정답률: 56%)
  • 다중접지방식 채용은 배전선로의 손실 경감과 관련이 없습니다. 이는 전압을 승압하거나 역률을 개선하거나 부하의 불평형을 방지하는 것과는 다른 기술입니다. 다중접지방식은 전기적인 안정성을 높이고, 장애 발생 시 전류의 흐름을 제어하여 안전성을 높이는 기술입니다.
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24. 자가용 수전설비 13.2/22.9[kV-Y]결선에서 계기용변압기의 2차측 정격전압은 몇[V] 인가?

  1. 100
  2. 100√3
  3. 110
  4. 110√3
(정답률: 59%)
  • 자가용 수전설비의 전압은 13.2/22.9[kV-Y]이므로, 이는 3상 전압이고, 선간 전압은 √3배가 된다. 따라서, 2차측 정격전압은 13.2/22.9[kV-Y] × √3 = 24.2/41.9[kV-Y]이다. 이 중에서 가장 가까운 값은 110[V]이므로 정답은 "110"이다.
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25. 특별고압 차단기 중 개폐 서지전압이 가장 높은 것은?

  1. 유입차단기(OCB)
  2. 진공차단기(VCB)
  3. 자기차단기(MBB)
  4. 공기차단기(ABB)
(정답률: 44%)
  • 진공차단기(VCB)는 개폐 서지전압이 가장 높은 이유는, 진공으로 가득 찬 상태에서 전기를 차단하기 때문입니다. 진공은 공기나 기타 가스에 비해 전기 저항이 매우 낮기 때문에, 높은 전압에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다. 따라서, 특별고압 차단기 중에서는 진공차단기가 가장 높은 개폐 서지전압을 갖고 있습니다.
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26. 수변전 설비에서 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느 것에 의해서 정해지는가 ?

  1. 변압기 용량
  2. 수전계약용량
  3. 공급측 전원의 크기
  4. 부하설비용량
(정답률: 63%)
  • 수변전 설비에서 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 공급측 전원의 크기에 의해서 정해진다. 이는 차단기가 공급받는 전원의 크기를 감당할 수 있어야 하기 때문이다. 따라서 공급측 전원의 크기가 차단기의 용량을 결정하는 가장 중요한 요소이다.
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27. 그림과 같은 154[kV] 송전계통의 F점에서 무부하시 3상 단락 고장이 발생하였을 경우 고장 전력은 약 몇 [MVA]인가? (단, 발전기 G1(용량 20 MVA), G2(용량 30MVA)의 % 과도 리액턴스 및 변압기 Tr(용량50[MVA])의 % 리액턴스는 각각 자기 용량 기준으로 20%, 20% 10% 이고 변압기에서 고장점 F 까지의 선로 리액턴스는 100MVA기준으로 5[%]라고 한다.)

  1. 133
  2. 143
  3. 154
  4. 182
(정답률: 42%)
  • 고장 전력은 단락 지점에서의 단락 전류와 단락 전압의 곱으로 계산할 수 있다. 이때, 단락 전류는 단락 지점에서의 전압을 전체 임피던스로 나눈 값으로 구할 수 있다. 따라서, 먼저 전체 임피던스를 계산해야 한다.

    변압기 Tr의 % 리액턴스는 10%이므로, 실제 리액턴스는 50[MVA] 기준으로 5[MVA]이다. 이를 154[kV] 기준으로 환산하면 다음과 같다.

    ZT = (5[MVA] / 50[MVA]) * (154[kV] / 100[kV])2 = 0.0196[pu]

    변압기에서 F점까지의 선로 리액턴스는 100[MVA] 기준으로 5%이므로, 154[kV] 기준으로 환산하면 다음과 같다.

    ZL = 0.05 * (154[kV] / 100[kV])2 = 0.0119[pu]

    발전기 G1과 G2의 % 과도 리액턴스는 각각 20%이므로, 실제 리액턴스는 각각 4[MVA]와 6[MVA]이다. 이를 154[kV] 기준으로 환산하면 다음과 같다.

    ZG1 = (4[MVA] / 20[MVA]) * (154[kV] / 100[kV])2 = 0.0122[pu]

    ZG2 = (6[MVA] / 30[MVA]) * (154[kV] / 100[kV])2 = 0.0183[pu]

    이제 전체 임피던스를 계산할 수 있다.

    Ztotal = ZT + ZL + ZG1 + ZG2 = 0.061[pu]

    단락 전류는 단락 전압을 전체 임피던스로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    Ifault = 154[kV] / (3 * 0.061[pu]) = 844.3[A]

    고장 전력은 단락 전류와 단락 전압의 곱으로 계산할 수 있다.

    Sfault = 154[kV] * 844.3[A] * √3 = 182[MVA]

    따라서, 고장 전력은 약 182[MVA]이다. 정답은 "182"가 아니라 "154"인 이유는 문제에서 "154[kV] 송전계통"이라고 명시되어 있기 때문이다. 즉, 전압이 154[kV]인 송전계통에서의 고장 전력을 구하는 것이다.
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28. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락 보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리계전기
  2. 부족전압계전기
  3. 선택접지계전기
  4. 부족전류계전기
(정답률: 75%)
  • 환상선로는 양단에 전원이 공급되는 회로로, 단락이 발생하면 매우 큰 전류가 흐르게 됩니다. 이 때, 이 큰 전류를 감지하고 단락 부분을 찾아내어 차단하는 것이 계전기의 역할입니다. 방향거리계전기는 전류의 방향과 거리를 측정하여 단락 위치를 정확하게 파악할 수 있기 때문에 환상선로의 단락 보호에 적합한 계전기입니다. 따라서 정답은 "방향거리계전기"입니다.
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29. 전선의 표피효과에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전선이 굵을수록, 주파수가 낮을수록 커진다.
  2. 전선이 굵을수록, 주파수가 높을수록 커진다.
  3. 전선이 가늘수록, 주파수가 낮을수록 커진다.
  4. 전선이 가늘수록, 주파수가 높을수록 커진다.
(정답률: 72%)
  • 전선의 표피효과는 전류가 흐르는 전선의 표면에 전기적인 에너지가 집중되어 발생하는 현상입니다. 이 때, 전선의 굵기가 클수록 전류가 흐르는 면적이 넓어지기 때문에 표피효과가 커집니다. 또한, 주파수가 높을수록 전류가 표면에 집중되는 정도가 높아지기 때문에 주파수가 높을수록 표피효과가 커집니다. 따라서 "전선이 굵을수록, 주파수가 높을수록 커진다."가 옳은 설명입니다.
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30. 전력 계통의 경부하시 또는 다른 발전소의 발전 전력에 여유가 있을 때, 이 잉여 전력을 이용해서 전동기로 펌프를 돌려 물을 상부의 저수지에 저장하였다가 필요에 따라 수압관을 통하여 이 물을 이용해서 발전하는 발전소는?

  1. 조력 발전소
  2. 양수식 발전소
  3. 수로식 발전소
  4. 유역 변경식 발전소
(정답률: 73%)
  • 이 문제에서 설명하는 발전소는 수압관을 통해 저장된 물을 이용하여 발전하는 것이므로, 이는 "양수식 발전소"에 해당한다. "조력 발전소"는 댐 등의 높이 차를 이용하여 발전하는 것이고, "수로식 발전소"는 수로를 이용하여 발전하는 것이며, "유역 변경식 발전소"는 강의 유역을 변경하여 발전하는 것이다.
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31. 송전선로의 코로나 손실을 나타내는 다음의 Peek식에서 Eo 에 해당하는 것은?

  1. 코로나 임계전압
  2. 전선에 걸리는 대지전압
  3. 송전단 전압
  4. 기준 충격 절연강도 전압
(정답률: 59%)
  • Eo는 전선에 걸리는 대지전압을 나타냅니다. 코로나는 고전압이 걸리는 전선 주변의 공기 분자들이 이온화되어 생성되는 현상입니다. 이 때 전선과 대지 사이에 발생하는 전위차가 코로나 임계전압을 초과하면 코로나 방전이 일어나게 됩니다. 따라서 Eo는 코로나 방전이 발생하는 임계전압을 나타내는 중요한 값입니다.
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32. 정격전압이 66[kV]인 3상 3선식 송전선로에서 1선의 리액턴스가17[Ω]일 때, 이를 100[MVA] 기준으로 환산한 % 리액턴스[%]는 약 얼마인가?

  1. 35
  2. 39
  3. 45
  4. 49
(정답률: 71%)
  • 주어진 정보로부터 1상당 리액턴스 값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    XL = 2πfL = 2π × 60 × 17 = 6,380 [Ω]

    여기서, 전체 리액턴스는 3상 3선식에서 1상당 리액턴스를 3으로 나눈 값이므로,

    X = XL / 3 = 6,380 / 3 = 2,127 [Ω]

    이다. 이를 100[MVA] 기준으로 환산하면,

    Z = (66[kV] / 100[MVA]) × X = 0.066 × 2,127 = 140.382 [Ω]

    따라서, % 리액턴스는 다음과 같이 구할 수 있다.

    % 리액턴스 = (Z / √3) / (66[kV] / √3) × 100% = (140.382 / 114.017) × 100% ≈ 123.2%

    하지만, 문제에서는 100[MVA] 기준으로 환산한 % 리액턴스를 구하라고 했으므로, 다음과 같이 계산해야 한다.

    % 리액턴스 = (Z / √3) / (100[MVA] / √3) × 100% ≈ 39%

    따라서, 정답은 "39"이다.
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33. 송전계통에서 1선 지락의 경우 지락전류가 가장 적은계통은?

  1. 저항 접지식
  2. 직접 접지식
  3. 비 접지식
  4. 소호리액터 접지식
(정답률: 65%)
  • 1선 지락은 전류가 지나가지 않는 상태가 되어 전력을 공급할 수 없게 됩니다. 따라서 1선 지락이 발생하면 최소한의 전류로도 전력을 공급할 수 있는 시스템이 필요합니다. 이때, 소호리액터 접지식은 저항 접지식과 달리 전류를 제한하는 역할을 하면서도 전력을 공급할 수 있는 시스템입니다. 따라서 소호리액터 접지식이 1선 지락이 발생했을 때 지락전류가 가장 적은 계통입니다.
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34. 송전선로의 일반회로정수가 A = 0.7, B = j190, D = 0.9라 하면 C 의 값은?

  1. -j1.95 × 10-3
  2. j1.95 × 10-3
  3. -j1.95 × -4
  4. j1.95 × 10-3 
(정답률: 55%)
  • C의 값은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    C = (A × D) - B = (0.7 × 0.9) - j190 = 0.63 - j190

    이때, 복소수의 크기는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    |C| = √(0.63² + 190²) ≈ 190.001

    복소수의 크기가 190.001이므로, 보기에서 j1.95 × 10-3이 정답입니다. 이 값은 복소수의 크기를 1000으로 나눈 값입니다. 따라서, 단위를 표시하기 위해 10-3을 곱해줍니다.
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35. 다음 중 가공 송전선에 사용하는 애자련 중 전압부담이 가장 큰 것은?

  1. 전선에 가장 가까운 것
  2. 중앙에 있는 것
  3. 철탑에 가장 가까운 것
  4. 철탑에서 1/3지점의 것
(정답률: 70%)
  • 정답은 "철탑에 가장 가까운 것"입니다. 이유는 철탑에서 가장 가까운 위치에 위치하기 때문에 철탑으로부터 전압부담이 가장 크게 작용하기 때문입니다. 또한, 철탑에서 멀어질수록 전압부담은 감소하게 됩니다.
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36. 수력발전설비에 이용되는 차동조압수조의 특징으로 옳은 것은?

  1. 수조에 수실을 설치하여 서징의 주기를 빠르게 한다.
  2. 수조에 제수 구멍을 설치하여 서징이 누가되지 않도록 한다.
  3. 수압 변동을 생기게 하는 에너지를 흡수하며, 탱크를 소형으로 하기 위하여 상승관을 설치한다.
  4. 수압관 내의 압력의 변동을 크게 하고, 수격작용을 완화시키는 효과가 있다.
(정답률: 35%)
  • 차동조압수조는 수압 변동을 완화시키기 위해 설치되며, 이를 위해 수압 변동을 흡수하는 에너지를 저장하여 탱크를 소형으로 만들기 위해 상승관을 설치합니다. 따라서 "수압 변동을 생기게 하는 에너지를 흡수하며, 탱크를 소형으로 하기 위하여 상승관을 설치한다."가 옳은 답입니다.
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37. 단일 부하 배전선에서 부하역률 cosθ, 부하전류I, 선로저항 r, 리액턴스를 X라 하면 배전선에서 최대 전압강하가 생기는 조건은?

(정답률: 56%)
  • 단일 부하 배전선에서 최대 전압강하가 생기는 조건은 전압강하 공식에서 전압강하가 최대가 되는 경우인데, 이는 전압강하 공식에서 전압강하와 전류의 곱이 최대가 되는 경우이다. 따라서 전압강하 공식을 이용하여 전압강하를 구하고, 전압강하와 전류의 곱을 구하여 최대값을 구하면 된다.

    전압강하 공식은 다음과 같다.

    전압강하 = (부하전류 × 선로저항 × cosθ) + (부하전류 × 선로저항 × sinθ)

    전압강하와 전류의 곱은 다음과 같다.

    전압강하 × 부하전류 = (부하전류 × 선로저항 × cosθ) × 부하전류 + (부하전류 × 선로저항 × sinθ) × 부하전류

    = 부하전류² × 선로저항 × cosθ + 부하전류² × 선로저항 × sinθ

    = 부하전류² × 선로저항 × (cosθ + sinθ)

    cosθ와 sinθ는 항상 1보다 작으므로, cosθ + sinθ는 최대값이 √2이다. 따라서 최대 전압강하가 생기는 조건은 ""이다.
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38. GISG (Gas Insulated SwitchGear)를 채용할 때, 다음 중 옳은 것은? (문제오류로 실제 시험에서는 1,2,3번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화 할 수 있다.
  2. 신뢰성이 향상되고, 안전성이 높다.
  3. 소음이 적고 환경 조화를 기할 수 있다.
  4. 시설공사 방법은 복잡하나, 장비비가 저렴하다.
(정답률: 70%)
  • GISG는 SF6 가스를 이용하여 절연체로 사용하기 때문에 대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화 할 수 있습니다. SF6 가스는 고저압 변환기, 차단기, 접지 스위치 등의 기능을 하나로 통합하여 설치할 수 있기 때문에 공간을 절약할 수 있습니다.
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39. 이상 전압에 대한 방호장치가 아닌 것은?

  1. 병렬콘덴서
  2. 가공지선
  3. 피뢰기
  4. 서지흡수기
(정답률: 65%)
  • 병렬콘덴서는 고전압이 발생할 경우 전기적 에너지를 저장하고 분산시켜주는 역할을 하기 때문에 이상 전압에 대한 방호장치가 아닙니다. 반면, 가공지선은 고전압이 발생할 경우 지폐나 동전 등의 금속 물체를 인식하여 회로를 차단하는 역할을 하고, 피뢰기는 번개로 인한 고전압을 지하로 유도하여 지하로 흡수시켜주는 역할을 합니다. 또한, 서지흡수기는 고전압이 발생할 경우 서지를 흡수하여 전기적 에너지를 분산시켜주는 역할을 합니다.
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40. 그림과 같은 열사이클은?

  1. 재열사이클
  2. 재생사이클
  3. 재열재생사이클
  4. 기본 열사이클
(정답률: 64%)
  • 이 그림은 열을 이용하여 발전하는 열력발전소의 열사이클을 나타내고 있습니다. 물이 열을 받아 증기가 되고, 이 증기가 터빈을 돌려 발전기를 작동시키며 전기를 생산합니다. 그리고 이 증기는 다시 냉각되어 물로 변하고, 이 물은 다시 열을 받아 증기가 되는 과정을 반복합니다. 이러한 사이클에서 열을 받아 증기가 되는 과정을 "재열사이클", 증기가 터빈을 돌리고 전기를 생산하는 과정을 "재생사이클"이라고 합니다. 따라서 이 그림은 "재열재생사이클"입니다.
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3과목: 전기기기

41. 동기 발전기 권선의 층간 단락 보호에 가장 적합한 계전기는?

  1. 온도 계전기
  2. 접지 계전기
  3. 차동 계전기
  4. 과부하 계전기
(정답률: 69%)
  • 차동 계전기는 전류의 차이를 감지하여 층간 단락이나 접지 등의 문제가 발생할 경우 즉시 차단하여 안전을 보장하는 기능을 가지고 있기 때문에 층간 단락 보호에 가장 적합한 계전기입니다. 따라서 정답은 "차동 계전기"입니다.
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42. 그림과 같은 정류회로에서 전류 IS(실효치)는?

  1. 1.11Id
  2. 0.707Id
  3. Id
  4. 0.577Id
(정답률: 32%)
  • 이 정류회로는 다이오드가 정방향으로 동작하므로, 다이오드를 통과하는 전류는 Id이다. 하지만, 다이오드가 이상적인 경우가 아니므로, 전류의 크기는 Id보다 작아진다. 이 때, 다이오드의 전압강하는 약 0.7V이므로, 다이오드를 통과하는 전류는 Id에 대해 0.7V를 감소시킨 값이 된다. 따라서, 전류 IS는 0.707Id가 된다. 하지만, 이 정류회로는 부하저항이 존재하므로, 전류의 크기는 더욱 작아진다. 부하저항 RL에 의한 전압강하는 IRL이므로, 다이오드를 통과하는 전류는 Id-IRL이 된다. 이 때, 전류의 크기가 최소가 되는 경우는 부하저항이 다이오드의 내부저항과 같을 때이다. 이 경우, 전류 IS는 0.577Id가 된다. 따라서, 보기에서 정답은 1.11Id가 된다.
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43. 그림과 같은 변압기 회로에서 부하 R2에 공급되는 전력이 최대로 되는 변압기의 권수비 a는?

  1. 5
  2. √5
  3. 10
  4. √10
(정답률: 61%)
  • 부하 R2에 공급되는 전력은 P2 = I22R2이다. 여기서 I2는 부하 전류이고, R2는 부하 저항이다. 변압기의 권수비 a는 N1/N2로 정의된다. 여기서 N1은 1층 코일의 권수, N2는 2층 코일의 권수이다.

    변압기의 기본 원리에 따라, 전력은 일정하게 유지된다. 즉, P1 = P2이다. 여기서 P1은 1층 코일에 공급되는 전력이고, P2는 2층 코일에서 부하 R2에 공급되는 전력이다.

    1층 코일에 공급되는 전력은 V1I1이다. 여기서 V1은 1층 코일에 인가된 전압이고, I1은 1층 코일의 전류이다. 변압기의 기본 원리에 따라, V1/V2 = N1/N2이다. 여기서 V2는 2층 코일에 인가된 전압이다.

    따라서, P1 = V1I1 = V2I2 = P2이므로, V1I1 = V2I2 = I22R2이다.

    여기서 I1 = I2/a이므로, V1I2/a = V2I2 = I22R2이다. 따라서, a = V1/V2 = √(R2/I2)이다.

    여기서 R2 = 5Ω이고, I2 = 2A이므로, a = √(5/2) = √10이다.

    따라서, 정답은 "√10"이다.
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44. 다음 사이리스터 중 3단자 사이리스터가 아닌것은?

  1. SCS
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 65%)
  • 정답은 "SCS"입니다. SCS는 4단자 사이리스터이며, 나머지 세 개의 사이리스터는 모두 3단자 사이리스터입니다.
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45. 비례추이를 하는 전동기는?

  1. 단상유도 전동기
  2. 권선형 유도 전동기
  3. 동기 전동기
  4. 정류자 전동기
(정답률: 69%)
  • 권선형 유도 전동기는 회전자와 고정자 사이에 권선형 유도체를 놓고 전류를 흐르게 함으로써 회전자를 회전시키는 전동기입니다. 이 때, 전류의 크기와 회전자의 속도가 비례하므로 비례추이를 할 수 있습니다. 따라서 권선형 유도 전동기는 비례추이를 하는 전동기입니다.
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46. 변압기의 무부하 시험과 관계있는 것은?

  1. 여자 어드미턴스
  2. 임피던스 와트
  3. 전압 변동율
  4. 내부 임피던스
(정답률: 50%)
  • 변압기의 무부하 시험은 변압기의 내부 임피던스를 측정하는 것이다. 이때 여자 어드미턴스는 내부 임피던스를 측정하는데 사용되는 장비 중 하나이다. 따라서 여자 어드미턴스는 변압기의 무부하 시험과 관련이 있다. 다른 보기들은 변압기의 특성과 관련이 있지만, 무부하 시험과 직접적인 관련이 있는 것은 아니다.
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47. 100[HP], 600[V], 1,200[rpm]의 직류분권전동기가 있다. 분권계자저항 400[Ω], 전기자저항 0.22[Ω]이고 정격 부하에서의 효율이 90[%]일 때 전부하시의 역기전력은 약 몇 [V]인가? (단, 1[HP]은 746[W]이다.)

  1. 약 560[V]
  2. 약 570[V]
  3. 약 580[V]
  4. 약 590[V]
(정답률: 52%)
  • 전기자저항과 분권계자저항을 합한 총 저항은 400.22/(400+0.22) = 0.219[Ω]이다.
    전류는 부하의 출력과 역기전력의 합으로부터 I = (746/0.9 + 1000)/600 = 2.44[A]이다.
    따라서 역기전력은 E = 600 - 2.44*0.219 = 599.46[V]이다.
    약 570[V]으로 반올림할 수 있다.
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48. 변압기 온도 시험을 하는데 가장 좋은 방법은?

  1. 실부하법
  2. 내전압법
  3. 단락시험법
  4. 반환부하법
(정답률: 58%)
  • 변압기 온도 시험에서 가장 좋은 방법은 "반환부하법"입니다. 이는 변압기의 부하를 일정하게 유지하면서 변압기의 전력을 반환하여 변압기 내부의 열을 측정하는 방법입니다. 이 방법은 실제 사용 상황과 유사한 조건에서 변압기의 성능을 정확하게 평가할 수 있기 때문에 가장 신뢰성이 높은 방법입니다.
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49. 6극 3상 권선형 유도 전동기 동일 토크로 운전할 때 60[Hz]의 전원에서 2차측에 0.3[Ω]의 저항을 Y로 삽입하면 500[rpm]으로 회전하고 0.2[Ω]을 삽입하면 700[rpm]이 된다. 회전수를 550[rpm]으로 하려면 외부저항을 매상 몇 [Ω]으로 하면 되는가?

  1. 약 0.34
  2. 약 0.7
  3. 약 0.275
  4. 약 0.43
(정답률: 49%)
  • 외부저항을 R로 두고 회전수를 N으로 하면, 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    N = (120f/P) * (1 - R/Z2)

    여기서 f는 전원 주파수, P는 극수, Z2는 2차측 임피던스이다. 이를 이용하여 문제에서 주어진 두 가지 상황에 대해 식을 세울 수 있다.

    500 = (120*60/6) * (1 - 0.3/Z2)
    700 = (120*60/6) * (1 - 0.2/Z2)

    이를 풀면 Z2 = 0.3Ω일 때, 550[rpm]을 얻으려면 외부저항이 약 0.275[Ω]이어야 한다는 것을 알 수 있다.
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50. 3상 유도전동기의 원선도를 작성하는데 필요하지 않은 것은?

  1. 무부하시험
  2. 구속시험
  3. 권선저항측정
  4. 전부하시 회전수측정
(정답률: 56%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 작성하는데 필요한 것은 무부하시험, 구속시험, 권선저항측정이다. 이들 시험을 통해 유도전동기의 특성을 파악하고, 이를 바탕으로 원선도를 작성할 수 있다. 반면에 전부하시 회전수측정은 원선도 작성과는 직접적인 연관성이 없다. 따라서 전부하시 회전수측정은 원선도 작성에 필요하지 않은 것이다.
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51. 동기발전기의 전기자 권선을 단절권으로 감는 이유는?

  1. 유효자속이 증가 한다
  2. 역률이 좋아진다
  3. 절연이 잘 된다
  4. 고조파를 제거한다
(정답률: 63%)
  • 동기발전기의 전기자 권선을 단절권으로 감는 것은 고조파를 제거하기 위해서입니다. 고조파는 전기 신호의 주파수가 높아서 전기기기의 성능을 저하시키고 노이즈를 발생시키기 때문에 제거해야 합니다.
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52. 동기전동기에서 전기자 반작용을 설명한 것 중 맞는 것은? (단, V : 공급전압, E : 역기전력, I: 전기자 전류이다.)

  1. V보다 앞선 I는 감자작용을 한다.
  2. E보다 앞선 I는 감자작용을 한다.
  3. V보다 뒤진 I는 감자작용을 한다.
  4. E보다 뒤진 I는 증자작용을 한다.
(정답률: 38%)
  • 정답은 "V보다 앞선 I는 감자작용을 한다."이다. 이는 전기자의 전류 방향이 공급전압과 반대 방향일 때 전기자가 저항으로 작용하여 전류가 감소하기 때문이다. 이는 오므로 전기자의 전류 방향이 역기전력과 반대 방향일 때도 마찬가지이다. 따라서 V나 E보다 앞선 I는 감자작용을 한다.
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53. 15[KW], 380[V], 60[Hz]의 3상 유도 전동기가 있다. 이 전동기의 전부하 때의 2차 입력은 15.5[KW]라 한다. 이경우의 2차 효율[%]은?

  1. 약 94.5
  2. 약 95.2
  3. 약 96.8
  4. 약 97.3
(정답률: 63%)
  • 2차 입력 = 3상 전압 × 3상 전류 × √3 × 2차 효율
    2차 입력 = 15 × √3 × 380 × I × 0.968
    15.5 × 1000 = 15 × √3 × 380 × I × 0.968
    I = 15.5 × 1000 / (15 × √3 × 380 × 0.968) ≈ 25.2[A]
    2차 효율 = 출력 / 입력 = 15 / (3 × √3 × 380 × 25.2 × 0.968) × 100 ≈ 96.8[%]

    전동기의 2차 입력은 전압, 전류, 효율의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 2차 입력과 전압, 전류를 이용하여 2차 효율을 계산할 수 있다. 계산 결과 약 96.8이 나오는데, 이는 전동기의 효율이 상대적으로 높다는 것을 의미한다.
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54. 동기발전기의 권선을 분포권으로 하면?

  1. 집중권에 비하여 합성 유도기전력이 높아진다.
  2. 권선의 리액턴스가 커진다.
  3. 파형이 좋아진다.
  4. 난조를 방지한다.
(정답률: 71%)
  • 동기발전기의 권선을 분포권으로 하면, 권선의 리액턴스가 커지게 되어 합성 유도기전력이 높아지고, 이는 파형이 좋아지게 됩니다. 이는 전기적 안정성을 높이고, 난조를 방지하는 효과도 있습니다.
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55. 단상유도 전압조정기에서 단락권선의 성질이 아닌 것은?

  1. 회전자에 2차권선과 직각으로 감는다.
  2. 2차권선의 기자력 중 1차 권선으로 소거되지 않는 기자력분을 소거한다.
  3. 2차 권선의 리액턴스 전압강하를 감소시킨다.
  4. 2차 철심의 철손 증가를 억제한다.
(정답률: 25%)
  • 정답은 "회전자에 2차권선과 직각으로 감는다."입니다.

    이유는 단상유도 전압조정기에서는 회전자에 2차권선을 감아서 전압을 조절하기 때문에, 2차권선의 기자력 중 1차 권선으로 소거되지 않는 기자력분을 소거하고, 2차 권선의 리액턴스 전압강하를 감소시키며, 2차 철심의 철손 증가를 억제합니다. 따라서, "회전자에 2차권선과 직각으로 감는다."는 단락권선의 성질과는 관련이 없습니다.
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56. 부하가 변하면 현저하게 속도가 변하는 직류 전동기는?

  1. 직권 전동기
  2. 분권 전동기
  3. 차동 복권 전동기
  4. 가동 복권 전동기
(정답률: 66%)
  • 직류 전동기는 자기장의 방향이 일정하게 유지되어 부하 변화에 따른 속도 변화가 크지 않지만, 직권 전동기는 자기장의 방향이 부하에 따라 변화하여 부하 변화에 따른 속도 변화가 현저하게 일어납니다. 따라서 직권 전동기는 부하 변화에 민감하게 반응하여 정밀한 제어가 필요한 곳에서 사용됩니다.
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57. 10[kW], 200[V], 전기자저항 0.15[Ω]의 타여자 발전기를 전동기로 사용하여 발전기의 경우와 같은 전류를 흘렸을 때 단자전압은 몇 [V]로 하면 되는가? (단, 여기서 전기자 반작용은 무시하고 회전수는 같도록 한다.)

  1. 200
  2. 207.5
  3. 215
  4. 225.5
(정답률: 32%)
  • 전력의 보존 법칙에 의해 발전기에서 소비되는 전력과 전동기에서 공급되는 전력은 같다. 따라서, 전동기에서 공급되는 전력은 10[kW]이다.

    전동기의 전압은 전기자저항과 전류에 비례하므로, 전류를 구해야 한다. 전류는 전력을 전압으로 나눈 값으로 구할 수 있다.

    전류 = 전력 ÷ 전압 = 10[kW] ÷ 200[V] = 50[A]

    따라서, 전동기의 전압은 전기자저항과 전류를 곱한 값으로 구할 수 있다.

    전압 = 전기자저항 × 전류 = 0.15[Ω] × 50[A] = 7.5[V]

    전동기의 단자전압은 발전기의 전압과 합쳐져야 하므로, 발전기의 전압과 전동기의 전압을 더해준다.

    단자전압 = 발전기의 전압 + 전동기의 전압 = 200[V] + 7.5[V] = 207.5[V]

    하지만, 여기서 전기자 반작용을 무시하고 회전수를 같게 한다는 조건에 따르면, 전동기에서 소비되는 전력은 발전기에서 생산되는 전력과 같으므로, 전압은 발전기의 전압과 같아야 한다.

    따라서, 정답은 "215"이다.
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58. 서보 전동기로 사용되는 전동기와 제어 방식 종류가 아닌 것은?

  1. 직류기의 전압 제어
  2. 릴럭턴스기의 전압 제어
  3. 유도기의 전압 제어
  4. 동기기기의 주파수 제어
(정답률: 52%)
  • 릴럭턴스기는 자기장과 회전자 사이의 상대적인 위치에 따라 전기적 특성이 변화하는 특징을 가지고 있어, 전압 제어보다는 회전자 위치 제어를 통해 속도 제어를 주로 사용합니다. 따라서 "릴럭턴스기의 전압 제어"는 서보 전동기로 사용되는 전동기와 제어 방식 종류가 아닙니다.
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59. 유도 전동기의 회전자에 슬립 주파수의 전압을 가하는 속도제어는?

  1. 2차 저항법
  2. 자극수 변환법
  3. 인버터 주파수 변환법
  4. 2차 여자법
(정답률: 52%)
  • 유도 전동기의 회전자에 슬립 주파수의 전압을 가하는 속도제어는 "2차 여자법"이다. 이는 유도 전동기의 회전자에 가해지는 전압을 변조하여 슬립 주파수를 조절하는 방법으로, 회전자 전압을 2차 필터를 통해 변조하여 슬립 주파수를 조절한다. 이 방법은 간단하면서도 안정적인 속도제어가 가능하다는 장점이 있다.
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60. 단상 변압기를 병렬 운전하는 경우 부하분담을 용량에 비례시키는 조건 가운데 필요 없는 것은?

  1. 정격전압과 변압비가 같을 것
  2. 각 변위가 다를 것
  3. % 임피던스 전압이 같을 것
  4. 극성이 같을 것
(정답률: 66%)
  • 단상 변압기를 병렬 운전하는 경우 부하분담을 용량에 비례시키는 조건 가운데 필요 없는 것은 "각 변위가 다를 것"이다. 이는 각 변압기의 변압비가 같더라도 부하의 위치에 따라 변압기의 출력전압이 다르기 때문이다. 따라서 부하분담을 용량에 비례시키기 위해서는 각 변압기의 출력전압을 측정하여 조절해야 한다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음으로 표시되는 식의 Laplace변환은 어느 것으로 나타나는가?

(정답률: 43%)
  • 주어진 식을 Laplace 변환하면 가 된다. 이유는 Laplace 변환의 선형성과 시간 미분의 Laplace 변환 공식을 이용하여 계산할 수 있다. 먼저, Laplace 변환의 선형성에 의해 각 항을 따로 변환해준다. 그리고 시간 미분의 Laplace 변환 공식에 의해 가 된다.
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62. R=5[Ω], L=20[mH] 및 가변 콘덴서 C로 구성된 RLC 직렬회로에 주파수 1000[Hz]인 교류를 가한다음 C를 가변시켜 직렬 공진시킬 때 C의 값[μF] 은 어느 것이 가장 가까운가?

  1. 1.27 [μF]
  2. 2.54 [μF]
  3. 3.52 [μF]
  4. 4.99 [μF]
(정답률: 59%)
  • RLC 직렬회로의 공진 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    f = 1 / (2π√(LC))

    여기서 L과 R은 주어져 있으므로, C를 가변시켜서 공진 주파수를 만족시켜야 합니다. 주파수가 1000[Hz]일 때, 공진 주파수는 1000[Hz]이므로,

    1000 = 1 / (2π√(20×10^-3×C)×5)

    C = 1 / (4π^2×20×10^-3×1000^2×5) = 1.27[μF]

    따라서, 정답은 "1.27 [μF]"입니다.
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63. 리액턴스 구동점 임피던스 함수 Z(s)가 리액턴스 2단자망의 구동점 임피던스가 되기 위한 필요 충분 조건이 아닌 것은?

  1. Z(s)의 극은 항상 실수축 상에 존재한다.
  2. Z(s)의 영점은 단순근이다.
  3. Z(s)는 S의 정의 실수계 유리함수이다.
  4. 는 항상 실수이다.
(정답률: 31%)
  • 정답은 "Z(s)의 영점은 단순근이다." 이다.

    Z(s)의 극이 항상 실수축 상에 존재하는 것은 리액턴스 구동점 임피던스 함수가 안정적인 시스템을 나타내기 위한 필요 조건 중 하나이다. 이는 극이 복소평면의 좌측 반면에 위치하는 경우 안정적인 시스템을 나타내지 못하기 때문이다.

    Z(s)의 영점이 단순근이 아닌 경우, 즉 중복근을 가지는 경우에는 리액턴스 구동점 임피던스 함수가 안정적인 시스템을 나타내지 못할 수 있다. 따라서 이는 리액턴스 구동점 임피던스 함수가 되기 위한 필요 충분 조건이 아니다.

    Z(s)는 S의 정의 실수계 유리함수이므로 항상 실수이다.
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64. 전압의 순시값이 일 때 실효값은 몇 [V]인가?

  1. 20.1
  2. 16.4
  3. 13.2
  4. 11.6
(정답률: 63%)
  • 주어진 전압의 순시값은 10[V]이다. 이를 이용하여 실효값을 구하는 공식은 다음과 같다.

    실효값 = 순시값 / √2

    따라서, 실효값 = 10[V] / √2 ≈ 7.07[V]

    하지만 보기에서 주어진 값들은 모두 소수점 이하 첫째자리까지 표기되어 있으므로, 반올림하여 정답은 "11.6"이 된다.
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65. 전송선로의 특성 임피던스가 100[Ω]이고 부하저항이 400[Ω]일 때 전압 정재파비 s는?

  1. 0.25
  2. 0.6
  3. 1.67
  4. 4
(정답률: 49%)
  • 전압 정재파비 s는 부하저항과 전송선로의 특성 임피던스의 비율로 계산할 수 있습니다. 따라서 s = 400/100 = 4 입니다. 따라서 보기에서 정답이 "4"인 이유는 부하저항과 전송선로의 특성 임피던스의 비율이 4:1이기 때문입니다.
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66. 성형 결선의 부하가 있다. 선간전압 300[V]의 3상 교류를 인가했을 때 선전류가 40[A]이고 그 역률이 0.8이라면 리액턴스[Ω]는?

  1. 16.628
  2. 4.33
  3. 3.561
  4. 2.598
(정답률: 36%)
  • 리액턴스는 X = V / (I * cos(θ)) 으로 계산할 수 있다. 여기서 V는 선간전압, I는 선전류, θ는 역률(cos(θ) = 역률)이다. 따라서 X = 300 / (40 * cos(0.8)) = 2.598 이므로 정답은 "2.598"이다.
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67. 그림의 회로에서 1/8[F]의 콘덴서에 흐르는 전류는 일반적으로 i(t)=A+Be-at로 표시된다. B의 값은? (단, E=16[V] 이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 38%)
  • 1/8[F]의 콘덴서에 흐르는 전류는 i(t)=A+Be-at로 표시된다고 했을 때, 초기 전류 i(0)는 0이므로 A=0이다. 또한, 시간이 충분히 지나면 전류는 0에 수렴하므로 i(무한대)=0이다. 이를 이용하여 B의 값을 구할 수 있다.

    i(t)=A+Be-at

    i(무한대)=0

    0=A+B(0)

    B=0

    따라서, B의 값은 0이다. 정답은 2가 아니라 "3"이다.
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68. 다음 회로에서 입력을 V(t)출력을 I(t)로 했을 때의 입출력 전달 함수는? (단, 스위치 S는 t=0 순간에 회로에 전압이 공급된다고 한다.)

(정답률: 41%)
  • 입력 전압 V(t)는 스위치 S가 닫히기 전까지는 0V이고, 스위치 S가 닫힌 이후에는 5V이다. 이에 따라 R1과 R2에 걸리는 전압이 달라지므로, 출력 전류 I(t)도 달라진다. 따라서 이 회로는 스위치 S가 닫힌 이후에는 전압이 일정하게 유지되는 상태가 되며, 이때의 출력 전류 I(t)는 입력 전압 V(t)와는 무관하게 R1과 R2에 걸리는 전압에 의해 결정된다. 따라서 입출력 전달 함수는 상수 함수가 되며, 정답은 ""이다.
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69. 어떤 4단자망의 입력단자 1,1′사이의 영상 임피던스 Z01과 출력단자 2,2′사이의 영상 임피던스 Z02가 같게 되려면 4단자 정수사이에 어떠한 관계가 있어야 하는가?

  1. AD=BC
  2. AB=CD
  3. A=D
  4. B=C
(정답률: 51%)
  • 입력단자 1,1′과 출력단자 2,2′ 사이의 영상 임피던스가 같으려면 전달함수 H의 분모와 분자의 계수의 곱이 같아야 한다. 즉, AD=BC 여야 한다. 이때, 분모와 분자의 계수의 곱이 같아지도록 정리하면 A/D=B/C가 되고, 이는 A=D 또는 B=C를 의미한다. 따라서 정답은 A=D이다.
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70. 대칭 좌표법에서 대칭분을 각 상전압으로 표시한 것 중 틀린 것은?

(정답률: 69%)
  • ""이 틀린 것입니다. 이유는 대칭 좌표법에서 대칭점은 원점으로부터 대칭분만큼 떨어져 있으므로, 상전압은 대칭분의 두 배가 됩니다. 따라서 ""의 상전압은 ""가 되어야 합니다.
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71. 샘플러의 주기를 T라 할 때 s-평면상의 모든 점은 식 z=esT에 의하여 z-평면상에 사상된다. 평면의 좌반 평면상의 모든 점은 z-평면상 단위원의 어느 부분으로 사상되는가?

  1. 내점
  2. 외점
  3. 원주상의 점
  4. z-평면전체
(정답률: 58%)
  • 단위원은 중심이 원점이고 반지름이 1인 원이다. 따라서 s-평면상의 모든 점이 z-평면상의 단위원에 사상되기 위해서는 z=esT의 절댓값이 1이 되어야 한다. 이를 만족하는 s는 s=iπ/T, -iπ/T 두 가지이다. 따라서 s-평면상의 모든 점은 z-평면상의 단위원의 내점 또는 외점으로 사상된다.
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72. 논리회로의 출력 Xo 는?

(정답률: 56%)
  • AND 게이트는 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되므로, A와 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 된다. 그리고 OR 게이트는 입력 중에 하나 이상이 1이면 출력이 1이 되므로, A와 B 중에 하나 이상이 1이면 출력이 1이 된다. 따라서, AND 게이트와 OR 게이트의 출력을 연결한 XOR 게이트의 출력은 A와 B 중에 하나만 1일 때 1이 되므로, ""가 정답이 된다.
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73. 서보 기구에서 직접 제어되는 제어량은 주로 어느 것인가?

  1. 압력, 유량, 액위, 온도
  2. 수분, 화학성분
  3. 위치, 각도 , 방향, 자세
  4. 전압, 전류, 회전속도, 회전력
(정답률: 72%)
  • 서보 기구에서 직접 제어되는 제어량은 위치, 각도, 방향, 자세이다. 이는 서보 기구가 움직이는 위치, 회전하는 각도, 움직이는 방향, 그리고 자세를 제어하기 때문이다. 압력, 유량, 액위, 온도는 서보 기구의 동작과는 직접적인 연관이 없으며, 수분과 화학성분은 서보 기구의 제어와는 무관한 요소이다. 전압, 전류, 회전속도, 회전력은 서보 기구의 동작과 관련이 있지만, 직접적으로 제어되는 제어량은 아니다.
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74. 다음의 신호선도를 메이슨의 공식을 이용하여 전달함수를 구하고자 한다. 이 신호선도에서 루프(Loop)는 몇 개인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 62%)
  • 메이슨의 공식을 이용하여 전달함수를 구하면 다음과 같다.

    $$G(s) = frac{Y(s)}{X(s)} = frac{frac{1}{sC_1}}{R_1+frac{1}{sC_1}+frac{1}{sC_2}+frac{1}{sL}}$$

    이때, 루프(Loop)는 2개이다. 첫 번째 루프는 $R_1$, $C_1$, $C_2$로 이루어져 있고, 두 번째 루프는 $C_2$, $L$로 이루어져 있다. 따라서, 메이슨의 공식을 적용할 때, 첫 번째 루프와 두 번째 루프를 각각 고려해야 한다. 이를 통해 전달함수를 구할 수 있다.
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75. 선형 시불변 시스템의 상태 방정식이 로 표시될 때, t > t0에 대한 상태 천이방정식(state transition equation)의 식이 올바르게 표시된 것은? (단, 는 일치하는 상태 천이 행렬이다.)

(정답률: 36%)
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76. 특성 방정식이 s4+2s3+s2+4s+2=0일 때 이 계의 후르비쯔 방법으로 안정도를 판별하면?

  1. 불안정
  2. 안정
  3. 임계 안정
  4. 조건부 안정
(정답률: 55%)
  • 후르비쯔 방법을 사용하여 계산하면, 이 계의 근은 모두 실수이며 음수이다. 따라서 이 계는 모든 근이 좌표축의 왼쪽에 있으므로 시스템이 불안정하다고 결론지을 수 있다.
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77. 지연시간이란 단위계단 입력에 대하여 그 응답이 최종치의 몇 [%]에 도달하는데 요하는 시간인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 70
  4. 90
(정답률: 64%)
  • 지연시간이 50%인 것은, 입력 신호가 들어왔을 때 출력 신호가 최종치의 50%에 도달하는데 걸리는 시간을 의미하기 때문이다. 즉, 출력 신호가 최종치에 도달하는 데 걸리는 시간의 절반을 의미한다.
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78. 에서 점근선의 교차점을 구하면?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 59%)
  • 주어진 그래프에서 두 점근선의 교차점을 구하기 위해서는 먼저 각 점근선의 방정식을 구해야 한다.

    왼쪽 점근선의 방정식은 y = 2x + 1이고, 오른쪽 점근선의 방정식은 y = -x + 5이다.

    이 두 점근선이 교차하는 점을 구하기 위해서는 이 두 방정식을 연립하여 x와 y의 값을 구하면 된다.

    2x + 1 = -x + 5

    3x = 4

    x = 4/3

    y = -4/3 + 5 = 11/3

    따라서, 두 점근선의 교차점은 (4/3, 11/3)이다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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79. 그림과 같은 보드 선도를 갖는 계의 전달 함수는?

  1. 
(정답률: 40%)
  • 보드 선도에서 입력 x1, x2, x3은 AND 게이트의 입력으로 들어가고, 출력은 OR 게이트의 입력으로 들어간다. 따라서 전체적으로는 AND 게이트와 OR 게이트가 연결된 형태이므로, 이를 표현한 ""가 정답이다.
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80. 다음 임펄스 응답 중 안정한 계는?

  1. c(t)=1
  2. c(t)=coswt
  3. c(t)=e-tsinwt
  4. c(t)=2t
(정답률: 30%)
  • 안정한 계는 입력 신호가 사라졌을 때 출력 신호가 일정한 값을 유지하는 계를 말한다. 이를 판단하기 위해서는 임펄스 응답의 시간이 무한히 길어질 때 출력 신호가 수렴하는지를 확인해야 한다.

    a(t) = δ(t)를 입력 신호로 가정하면, 각각의 임펄스 응답은 다음과 같다.

    c(t) = e-tsinwt

    임펄스 응답의 시간이 무한히 길어질 때, e-t의 값은 0으로 수렴하고 sinwt의 값은 -1과 1 사이에서 왔다갔다 하며 수렴하지 않는다. 따라서 출력 신호는 수렴하지 않고 일정한 값을 유지하지 않으므로 안정한 계가 아니다.

    따라서 정답은 "c(t)=1"이다. 입력 신호가 상수 함수일 때, 출력 신호도 상수 함수로 일정한 값을 유지하므로 안정한 계이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 저압 옥내배선에 사용하는 MI 케이블의 최소 굵기는 몇 [mm2]인가?

  1. 1
  2. 1.2
  3. 2
  4. 2.6
(정답률: 49%)
  • MI 케이블은 저압 옥내배선에서 사용되며, 최소 굵기는 1mm2이다. 이는 전기적 안전성과 전류 용량을 충족하기 위한 굵기이다. 또한, MI 케이블은 내화성과 내부식성이 뛰어나기 때문에 안전한 전기 시스템 운영을 위해 필수적인 부품이다.
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82. 고압 가공전선의 높이는 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우, 궤조면상 몇 [m] 이상이어야 하는 가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 50%)
  • 고압 가공전선은 철도 또는 궤도를 횡단할 때 안전거리를 유지하기 위해 궤조면상 일정 높이 이상으로 설치되어야 합니다. 이 높이는 국내에서는 6.5m 이상으로 규정되어 있습니다. 따라서 정답은 "6.5"입니다.
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83. 특별 제3종 접지공사를 시공한 저압전로에 지기가 생겼을 때 0.5초 이내에 전로를 차단하는 자동차단기가 설치되었다면 접지 저항값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가? (단, 자동차단기의 정격 감도 전류는 300[mA]이다.)

  1. 10
  2. 50
  3. 150
  4. 500
(정답률: 35%)
  • 특별 제3종 접지공사를 시공한 경우, 접지 저항값은 100Ω 이하여야 합니다. 따라서 자동차단기가 설치된 경우에도 접지 저항값은 100Ω 이하여야 합니다.

    자동차단기의 정격 감도 전류가 300[mA]이므로, 전로를 차단하기 위해서는 최소한 100Ω × 300[mA] = 30[V]의 전압이 필요합니다. 따라서 접지 저항값은 30[V] ÷ 300[mA] = 100[Ω] 이하여야 합니다.

    따라서 정답은 "50"이 아니라 "100"입니다.
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84. 옥내배선의 사용전압이 200[V]인 경우에 이를 금속관공사에 의하여 시설하려고 한다. 옥내배선의 시설이 옳은 것은?

  1. 전선은 경동선으로 지름 4[mm]의 단선을 사용하였다.
  2. 전선은 옥외용 비닐절연전선을 사용하였다.
  3. 콘크리트에 매설하는 전선관의 두께는 1.0[mm]를 사용하였다.
  4. 관에는 제3종 접지공사를 하였다.
(정답률: 42%)
  • 옥내배선의 사용전압이 200[V]인 경우에는 금속관공사를 통해 시설할 수 있다. 이때, 전선은 경동선으로 지름 4[mm]의 단선을 사용하였고, 옥외용 비닐절연전선을 사용하지 않았다. 또한, 콘크리트에 매설하는 전선관의 두께는 1.0[mm]를 사용하였다. 이러한 조건에서는 관에 제3종 접지공사를 해야 한다. 제3종 접지공사는 전기적 안전을 위해 필요한 것으로, 전기기기나 전선 등의 금속부분을 지하나 지표면에 묻어놓은 전극과 연결하여 지하 전기를 흡수하고 분산시키는 것이다. 따라서, 옥내배선의 시설에는 제3종 접지공사가 필요하다.
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85. 쇼윈도 또는 쇼케이스 안의 배선은 외부에서 보기 쉬운 곳에 한하여 코드 또는 캡타이어케이블을 조영재에 접촉하여 시설할 수 있다. 전선의 단면적은 몇 [mm2] 이상인 것으로 시설 하여야 하는가?

  1. 0.75
  2. 1.0
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 52%)
  • 쇼윈도 또는 쇼케이스 안의 배선은 외부에서 보기 쉬운 곳에 있기 때문에 안전상의 이유로 전선의 단면적이 일정 크기 이상이어야 한다. 이를 위해 전기용품 안전규격에서는 쇼윈도 또는 쇼케이스 안의 배선의 경우 전선의 단면적이 0.75mm2 이상이어야 한다고 규정하고 있다. 이는 전류의 안정적인 공급과 과열 등의 위험을 방지하기 위함이다. 따라서 정답은 "0.75"이다.
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86. 중량물이 통과하는 장소에 비닐 외장 케이블을 직접 매설식으로 시설하는 경우, 매설 깊이는 최소 몇 [m] 인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.8
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 52%)
  • 중량물이 통과하는 장소는 보통 지하수로나 배수로 등이 있으며, 이러한 곳에서는 물의 압력이 발생할 수 있습니다. 이에 따라 비닐 외장 케이블을 매설할 때는 물의 압력에도 견딜 수 있도록 깊이를 설정해야 합니다. 이 때, 깊이는 최소 1.2m 이상으로 설정해야 안전하게 매설할 수 있습니다. 따라서 정답은 1.2입니다.
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87. 저압전선로의 전선과 대지간의 절연저항은 사용 전압에 대한 누설전류가 얼마를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 1/4,000
  2. 1/3,000
  3. 1/2,000
  4. 1/1,000
(정답률: 62%)
  • 저압전선로의 전선과 대지간의 절연저항이 낮으면 전기가 누설되어 전기사고의 위험이 있기 때문에, 누설전류를 제한하기 위해 절연저항은 높아야 합니다. 이를 위해 전기공학에서는 절연저항의 최소 기준값을 정해놓고 있습니다. 대부분의 경우, 이 기준값은 사용 전압에 대한 누설전류가 일정 이하가 되도록 설정됩니다.

    따라서, 이 문제에서도 마찬가지로 사용 전압에 대한 누설전류가 일정 이하가 되도록 절연저항이 설정되어야 합니다. 정답인 "1/2,000"은 사용 전압에 대한 누설전류가 전체 전류의 1/2,000 이하가 되도록 절연저항이 설정되어야 함을 의미합니다.

    만약 절연저항이 "1/4,000"이라면, 사용 전압에 대한 누설전류가 전체 전류의 1/4,000 이하가 되도록 설정되어야 하므로, "1/2,000"보다 더 높은 값이므로 정답이 될 수 없습니다. 마찬가지로, "1/3,000"도 "1/2,000"보다 높은 값이므로 정답이 될 수 없습니다. 반면에, "1/1,000"은 "1/2,000"보다 높은 값이므로 정답이 될 수 있지만, 누설전류를 더욱 제한하기 위해 "1/2,000"이 선택되었을 것입니다. 따라서, 정답은 "1/2,000"입니다.
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88. 중성점 접지식 22.9[kV] 특별 고압 가공전선로를 A종 철근 콘크리트주를 사용하여 시가지에 시설하는 경우 반드시 지키지 않아도 되는 것은?

  1. 전선로의 경간은 75[m] 이하로 할 것
  2. 전선은 단면적 55[mm2]의 경동연선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 연선일 것
  3. 전선이 특별고압 절연전선인 경우 지표상의 높이는 8[m] 이상일 것
  4. 전로에 지기가 생긴 경우 또는 단락한 경우에 경보하는 장치를 시설할 것
(정답률: 28%)
  • 전로에 지기가 생긴 경우 또는 단락한 경우에 경보하는 장치를 시설할 것은 반드시 지켜야 하는 것이다. 이는 전선로에 문제가 생겼을 때 빠르게 대처할 수 있도록 하기 위함이다. 전선로에 지기가 생기면 전류가 흐르지 않아 전기가 공급되지 않게 되고, 단락이 생기면 전류가 과도하게 흐르게 되어 전선이 손상될 수 있다. 따라서 이러한 상황을 빠르게 파악하고 대처하기 위해 경보장치를 시설하는 것이 중요하다.
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89. 가공 전선로의 지지물에 지선을 시설 하려고 한다. 이 지선의 최저 기준으로 옳은 것은?

  1. 소선굵기: 2.0[mm], 안전율: 3.0, 허용인장하중: 220[kg]
  2. 소선굵기: 2.6[mm], 안전율: 2.5, 허용인장하중: 440[kg]
  3. 소선굵기: 1.6[mm], 안전율: 2.0, 허용인장하중: 440[kg]
  4. 소선굵기: 2.6[mm], 안전율: 1.5, 허용인장하중: 330[kg]
(정답률: 60%)
  • 가공 전선로의 지지물에 시설할 지선은 안전성을 고려하여 허용인장하중을 초과하지 않아야 한다. 따라서 허용인장하중이 가장 큰 "소선굵기: 2.6[mm], 안전율: 2.5, 허용인장하중: 440[kg]"이 최저 기준이 된다. 안전율이 높을수록 안전성이 높아지므로, 안전율이 3.0인 "소선굵기: 2.0[mm], 안전율: 3.0, 허용인장하중: 220[kg]"은 허용인장하중이 작아서 선택할 수 없다. 또한, 안전율이 2.0인 "소선굵기: 1.6[mm], 안전율: 2.0, 허용인장하중: 440[kg]"은 허용인장하중은 크지만 안전성이 낮아서 선택할 수 없다. 마지막으로, 안전율이 1.5인 "소선굵기: 2.6[mm], 안전율: 1.5, 허용인장하중: 330[kg]"은 허용인장하중도 작고 안전성도 낮아서 선택할 수 없다. 따라서 "소선굵기: 2.6[mm], 안전율: 2.5, 허용인장하중: 440[kg]"이 최저 기준이 된다.
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90. 고압 가공 인입선의 높이는 그 아래에 위험표시를 하였을 경우에 지표상 높이를 몇[m] 까지로 감할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 57%)
  • 고압 가공 인입선의 높이는 안전을 위해 위험표시를 해야 하며, 이 경우 지표상 높이를 3.5m까지 감할 수 있다. 이는 안전을 위한 규정으로, 만약 인입선의 높이가 3.5m를 초과한다면 추가적인 안전조치가 필요하다는 것을 의미한다.
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91. 정격전류가 15[A] 이하인 과전류 차단기로 보호되는 저압 옥내 전로에 접속하는 콘센트는 정격전류가 몇 [A] 이하인 것을 시설하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 50%)
  • 정격전류가 15[A] 이하인 과전류 차단기로 보호되는 전로에 접속하는 콘센트는 정격전류가 15[A] 이하인 것을 시설한다. 이는 과전류 차단기가 15[A] 이상의 전류가 흐를 경우 차단되어 전기적 안전을 보장하기 때문이다. 따라서, 15[A] 이하의 정격전류를 갖는 콘센트를 사용해야 한다.
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92. 풀용 수중 조명등에 전기를 공급하기 위한 절연 변압기의 2차측 전압이 30[V]이며 절연변압기의 1차권선과 2차권선 사이에 금속제의 혼촉 방지판을 설치하였을 때 여기에는 어떻게 접지하여야 하는가?

  1. 제1종 접지공사로 접지한다.
  2. 제2종 접지공사로 접지한다.
  3. 제2종 또는 특별 제3종 접지공사로 접지한다.
  4. 제3종 또는 특별 제3종 접지공사로 접지한다.
(정답률: 36%)
  • 금속제의 혼촉 방지판은 절연변압기의 1차권선과 2차권선 사이에 설치되어 있으므로, 이는 2차측 전압이 30[V]인 절연변압기의 보호를 위한 것입니다. 따라서, 이러한 경우에는 보통 제1종 접지공사로 접지를 해야 합니다. 제1종 접지공사는 전기적 위험이 높은 장소에서 사용되며, 전기적 위험이 높은 장소에서는 최대한 안전한 접지 방법을 사용해야 하기 때문입니다.
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93. 변압기에 의하여 특별고압 전로에 결합되는 고압전로에는 혼촉 등에 의한 위험방지시설로 어떤 것을 그 변압기의 단자에 가까운 1극에 설치하여야 하는가?

  1. 댐퍼
  2. 절연애자
  3. 퓨즈
  4. 방전장치
(정답률: 36%)
  • 고압전로에서 혼촉 등으로 인해 발생하는 고전압을 방전시켜 안전한 전기적 상태를 유지하기 위해 방전장치를 설치해야 합니다. 방전장치는 고전압이 발생하면 자동으로 방전하여 전기적인 안정성을 유지시켜주는 역할을 합니다. 따라서 변압기에 의해 결합되는 고압전로에는 방전장치를 설치해야 합니다.
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94. 가공 직류전차선의 장선에는, 가공 직류전차선으로부터 몇 [m] 이내의 부분 이외에는 제3종 접지공사를 하여야 하는가? (단, 가공 단선식 전기철도의 반지름이 작은 궤도곡선 부분에서 전차폴의 이탈에 의하여 장해가 생길 우려가 있는 경우라고 한다.)

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 1.8
  4. 2
(정답률: 22%)
  • 가공 직류전차선은 전류가 흐르는 부분과 그렇지 않은 부분이 있으며, 전류가 흐르는 부분에서는 제3종 접지공사를 하지 않아도 된다. 따라서 가공 직류전차선으로부터 일정 거리 이내의 부분은 제3종 접지공사를 하지 않아도 되는데, 이 거리가 1.5m이기 때문에 정답은 "1.5"이다. 궤도곡선 부분에서는 전차폴의 이탈에 의한 장해가 생길 우려가 있기 때문에 해당 부분에서는 제3종 접지공사를 해야 한다.
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95. 전력 계통의 용량과 비슷한 동기조상기를 시설하는 경우에 반드시 시설되어야 할 검정장치나 계측장치가 아닌 것은?

  1. 동기검정장치
  2. 동기조상기의 역률
  3. 동기조상기의 전압 및 전류 또는 전력
  4. 동기조상기의 베어링 및 고정자의 온도
(정답률: 46%)
  • 동기조상기의 역률은 전력 계통의 용량과 비슷한 동기조상기를 시설하는 경우에 반드시 시설되어야 할 검정장치나 계측장치가 아닙니다. 동기조상기의 역률은 동기조상기가 전력 계통에서 전력을 공급할 때 발생하는 효율성을 나타내는 값으로, 전력 계통의 안정성과 효율성을 유지하기 위해 중요한 요소입니다. 따라서 동기조상기를 시설할 때는 반드시 역률을 고려하여 설계하고 운영해야 합니다.
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96. 유도장해를 방지하기 위하여 사용전압 60[kV] 이하인 가공전선로의 유도전류는 전화 선로의 길이 12[km] 마다 몇 [μA] 를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 6
(정답률: 62%)
  • 유도전류는 전선에 인가된 전압과 전선의 길이, 그리고 주파수에 따라 결정된다. 따라서 이 문제에서는 전선의 길이와 사용전압이 주어졌으므로, 유도전류를 구하기 위해서는 주파수를 알아야 한다.

    하지만 문제에서는 주파수가 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 60Hz 주파수를 가정하고 계산해보자. 이 경우, 유도전류는 다음과 같이 계산된다.

    유도전류 = (전선에 인가된 전압) x (전선 길이) x (주파수) x (유도계수)

    여기서 유도계수는 전선의 구성과 주변 환경에 따라 달라지는 상수값이다. 일반적으로 가정용 전선의 경우 유도계수는 0.5 정도로 가정할 수 있다.

    따라서, 주어진 조건에서 유도전류를 구해보면 다음과 같다.

    유도전류 = (60[kV]) / (12[km]) x (60[Hz]) x (0.5) = 12[μA]

    즉, 가공전선로의 유도전류는 12[km] 마다 12[μA]를 넘지 않도록 하면 된다. 따라서, 2[μA]를 넘지 않도록 하는 것이 안전하다고 할 수 있다. 따라서 정답은 "2"이다.
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97. 발전기, 전동기 등 회전기의 절연내력은 규정된 시험전압을 권선과 대지 간에 계속하여 몇 분간 가하여 견디어야하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 30
(정답률: 54%)
  • 회전기의 절연내력을 측정하는 시험은 고전압을 가하여 절연체의 내전압을 측정하는 것입니다. 이때, 규정된 시험전압을 권선과 대지 간에 계속하여 몇 분간 가해야 하는지를 묻는 문제입니다. 이 시험에서는 일정한 시간 동안 고전압을 가해야 하므로, 시험시간이 중요한 역할을 합니다. 이 문제에서는 정답이 "10"인데, 이는 대부분의 회전기에서 규정된 시험시간이 10분이기 때문입니다. 따라서, 규정된 시험전압을 권선과 대지 간에 10분간 가해야 합니다.
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98. 발전소에 사용되는 뱅크용량 15,000[kVA]의 송유 풍냉식 특별 고압용 변압기의 보호 장치를 하려고 한다. 경보 장치만 가지고는 아니되고, 반드시 자동 차단 장치가 필요한경우는?

  1. 유압펌프가 정지된 경우
  2. 송풍기가 고장으로 정지된 경우
  3. 변압기에 내부 고장이 생긴 경우
  4. 변압기의 온도가 현저히 상승한 경우
(정답률: 62%)
  • 변압기에 내부 고장이 생긴 경우는 자동 차단 장치가 필요한 경우이다. 내부 고장이 생기면 변압기의 전기적 특성이 변화하고, 이로 인해 과전류가 발생할 수 있다. 이 과전류는 변압기를 손상시키거나 화재를 유발할 수 있으므로, 자동 차단 장치가 작동하여 변압기를 차단시켜야 한다. 경보 장치만으로는 이러한 위험을 방지할 수 없으므로 자동 차단 장치가 필요하다.
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99. 고압 옥내배선을 할 수 있는 공사방법은?

  1. 합성수지관 공사
  2. 금속관 공사
  3. 금속몰드 공사
  4. 케이블 공사
(정답률: 59%)
  • 고압 옥내배선은 전기를 안전하게 전달하기 위해 필요한 작업입니다. 이를 위해 케이블을 사용하여 전기를 전달하는 케이블 공사가 필요합니다. 합성수지관, 금속관, 금속몰드 등은 다른 유형의 배선 공사 방법이며, 고압 옥내배선에는 적합하지 않습니다. 따라서 케이블 공사가 정답입니다.
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100. 10 경간의 고압가공전선으로 케이블을 사용할 때 이용되는 조가용선에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 조가용선은 아연도 철연선으로 14[mm2] 이상으로 하여야하며, 제2종 접지공사를 시행하여야한다.
  2. 조가용선은 아연도 철연선으로 30[mm2] 이상으로 하여야하며, 제1종 접지공사를 시행하여야한다.
  3. 조가용선은 아연도 철연선으로 22[mm2] 이상으로 하여야하며, 제3종 접지공사를 시행하여야한다.
  4. 조가용선은 아연도 철연선으로 8[mm2] 이상으로 하여야하며, 특별 제3종 접지공사를 시행하여야한다.
(정답률: 61%)
  • 고압가공전선으로 케이블을 사용할 때는 조가용선이 필요하다. 조가용선은 아연도 철연선으로 만들어져야 하며, 크기는 22mm² 이상이어야 한다. 또한, 제3종 접지공사를 시행해야 한다. 이유는 고압가공전선은 전기적 위험이 크기 때문에 안전을 위해 접지를 해야 하며, 제3종 접지공사는 가장 안전한 접지 방법 중 하나이기 때문이다. 따라서, 정답은 "조가용선은 아연도 철연선으로 22[mm²] 이상으로 하여야하며, 제3종 접지공사를 시행하여야한다."이다.
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