전기기사 필기 기출문제복원 (2005-03-06)

전기기사 2005-03-06 필기 기출문제 해설

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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: 62%)
  • 비유전율 $\epsilon_s$는 진공의 유전율에 대한 매질 유전율의 비를 의미하며, 기준이 되는 진공의 비유전율은 항상 1입니다.

    오답 노트
    공기의 비유전율은 약 1: 진공과 거의 유사함
    $\epsilon_s$는 항상 1보다 큰 값: 진공(1)을 포함하여 일반적으로 1 이상의 값을 가짐
    절연물의 종류에 따라 다름: 매질의 특성치이므로 재질마다 다름
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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: 65%)
  • 자기저항은 자로의 길이에 비례하고 투자율과 단면적에 반비례합니다. 공극이 생기면 철심의 높은 투자율 대신 진공의 투자율 $\mu_0$가 적용되어 전체 자기저항이 크게 증가합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{R_m'}{R_m} = 1 + \frac{L}{L_g} \times \frac{\mu_0}{\mu}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{R_m'}{R_m} = 1 + \frac{1}{0.001} \times \frac{1}{1000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{R_m'}{R_m} = 2$$
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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?

  2. 4E0
  4. 2E0
(정답률: 46%)
  • 전계의 세기 $E$는 전위 $V$의 기울기인 $\nabla V$에 마이너스를 붙인 값이며, 에너지 밀도는 $\frac{1}{2}\epsilon_{0}E^{2}$를 체적 적분하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $W = \int \frac{1}{2}\epsilon_{0} ( (\frac{\partial V}{\partial x})^{2} + (\frac{\partial V}{\partial y})^{2} + (\frac{\partial V}{\partial z})^{2} ) dV$ ② [숫자 대입] $$W = \int_{0}^{1}\int_{0}^{1}\int_{0}^{1} \frac{1}{2}\epsilon_{0} ( (2x)^{2} + (2y)^{2} + 0 ) dx dy dz = \frac{1}{2}\epsilon_{0} \int_{0}^{1} (4x^{2} + 4y^{2}) dx dy$$ ③ [최종 결과] $$W = \frac{4}{3}\epsilon_{0}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 76%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙은 시간에 따라 변화하는 자속밀도가 전계를 생성한다는 원리로, 맥스웰 방정식에서는 전계의 회전(curl)으로 표현됩니다.
    $$\nabla \times E = -\frac{\partial B}{\partial t}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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%)
  • 자화율 $\chi$는 물질이 외부 자기장에 반응하는 정도를 나타내며, 상자성체는 외부 자기장 방향으로 약하게 자화되므로 항상 $0$보다 큰 양의 값을 갖습니다.

    오답 노트
    $\chi < 0$: 반자성체 또는 반강자성체
    $\chi > 1$: 강자성체
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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 자기인덕턴스 $L$은 투자율 $\mu$, 단면적 $S$, 단위 길이당 권수 $N_0$의 제곱에 비례합니다.
    단위 길이당 인덕턴스 공식은 다음과 같습니다.
    $$\mu S N_0^2$$
    따라서 $\mu SN^2$ 형태인 $\mu SN^2$가 정답입니다.
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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: 74%)
  • 자기인덕턴스는 자신의 회로에 단위 전류가 흐를 때 발생하는 자속쇄교수를 의미하며, 물리적으로 항상 정(+)의 값을 갖는 성질이 있습니다.

    오답 노트
    상호인덕턴스: 두 코일의 자속 방향에 따라 정(+) 또는 부(-)의 값을 가질 수 있음
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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%)
  • 전체 체적에서 발산하는 전속은 체적전하밀도와 전체 체적의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $N = \rho \times V$
    ② [숫자 대입] $N = 3 \times 10^{-6} \times 10$
    ③ [최종 결과] $N = 3 \times 10^{-5}$
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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: 37%)
  • 가우스 법칙에 따라 전하밀도는 전속밀도의 발산(div)으로 구할 수 있으며, 이를 체적에 곱하여 전하량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \text{div}D = \frac{\partial D_x}{\partial x} + \frac{\partial D_y}{\partial y} + \frac{\partial D_z}{\partial z}$
    ② [숫자 대입] $\rho = 2x + 4y + 3 \rightarrow \text{원점}(0,0,0)\text{에서 } \rho = 3 \text{ C/m}^3$
    $$Q = \rho \times V = 3 \times (1 \times 10^{-3})^3$$
    ③ [최종 결과] $Q = 3 \times 10^{-9} \text{ C}$
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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: 72%)
  • 가우스의 법칙은 임의의 폐곡면을 통과하는 총 전속이 그 곡면 내부에 포함된 전체 전하량과 같다는 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: 73%)
  • 무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기는 거리 $r$에 반비례합니다. 따라서 거리가 3배($0.1\text{m} \rightarrow 0.3\text{m}$)가 되면 자계의 세기는 $\frac{1}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $H' = H \times \frac{r}{r'}$
    ② [숫자 대입] $H' = 180 \times \frac{0.1}{0.3}$
    ③ [최종 결과] $H' = 60$
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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: 71%)
  • 두 도선에 흐르는 전류의 방향이 같으므로 점 P에서 두 자계의 방향은 서로 반대입니다. 따라서 점 P의 자계의 세기가 0이 되려면 두 도선에 의한 자계의 크기가 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I}{2\pi a} = \frac{4I}{2\pi b}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{a} = \frac{4}{b}$
    ③ [최종 결과] $\frac{a}{b} = \frac{1}{4}$
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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: 56%)
  • 전자기파는 완전 도체 표면에서 흡수되지 않고 대부분 반사되는 성질을 가지고 있습니다.

    오답 노트
    횡파이며 속도는 매질에 따라 다르다: 전자기파의 기본 특성임
    반사, 굴절현상이 있다: 전자기파의 기본 특성임
    자계의 방향과 전계의 방향은 서로 수직이다: 전자기파의 기본 특성임
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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: 44%)
  • 벡터 포텐셜 $A$의 방향은 항상 전류 $I$의 방향과 일치하며, 자장의 방향은 암페어의 오른나사 법칙을 적용하여 결정합니다.
    전류가 $+z$ 방향으로 흐르므로 벡터 포텐셜은 $+z$ 방향이며, $P$점에서 오른손 법칙을 적용하면 자장은 $-x$ 방향이 됩니다.
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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: 54%)
  • 도체 표면에서의 면전하밀도는 그 지점의 전속밀도 $D$의 크기와 같습니다. 전속밀도는 전계 $E$에 유전율 $\epsilon_0$를 곱한 값이며, 벡터의 크기를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\rho_s = \epsilon_0 \sqrt{E_x^2 + E_y^2 + E_z^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\rho_s = \epsilon_0 \sqrt{6^2 + (-2)^2 + 3^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\rho_s = 7 \epsilon_0$$
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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: 47%)
  • 환상 솔레노이드의 전체 자속은 자기저항에 대한 기자력의 비로 구할 수 있으며, 철심의 투자율과 단면적, 평균 길이를 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Phi = \frac{\mu_0 \mu_s S N I}{2 \pi r}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Phi = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 1000 \times \pi \times 0.005^2 \times 500 \times 2}{2 \pi \times 0.1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Phi = 1.57 \times 10^{-4}$$
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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: 79%)
  • 단위시간에 단위면적을 지나는 에너지의 흐름은 포인팅 벡터(Poynting vector)로 정의하며, 전계 $E$와 자계 $H$의 외적으로 계산합니다. 자유공간에서 전계와 자계는 서로 수직이므로 그 크기는 단순히 두 값의 곱으로 나타납니다.
    $$\text{Power Density} = E \times H$$
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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: 68%)
  • 무한 직선 도체에 전류가 흐를 때, 암페어의 주회적분 법칙을 이용하여 자계의 세기를 구한 후 자속밀도 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$B = \frac{\mu I}{2\pi d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$B = \frac{\mu_0 I}{2\pi d}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\mu_0 I}{2\pi d}$$
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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: 38%)
  • 유기 기전력의 주파수는 회전기기의 회전 속도와 직접적인 상관관계가 있습니다. 회전수 $N$과 주파수 $f$의 관계식에 따라 주파수는 회전수에 의해 결정됩니다.
    $$N = \frac{120f}{P}$$
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20. 그림과 같은 전기 쌍극자에서 P점의 전계의 세기는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 48%)
  • 전기 쌍극자에서 거리 $r$이 $\delta$보다 충분히 멀 때, P점에서의 전계 세기는 구좌표계의 $r$ 성분과 $\theta$ 성분의 합으로 표현됩니다.
    전계의 세기 공식에 따라 계산하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$\text{전계 세기} = a_r \frac{Q\delta}{2\pi\epsilon_0 r} \cos\theta + a_\theta \frac{Q\delta}{4\pi\epsilon_0 r} \sin\theta$$
    따라서 정답은 입니다.
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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
  3. Z0tanhγℓ
  4. Z0cothγℓ
(정답률: 50%)
  • 분포 정수 회로의 수전단에 특성 임피던스 $Z_0$와 동일한 부하를 연결하면, 이는 반사파가 없는 무한장 선로와 동일한 상태가 됩니다. 따라서 송전단에서 바라본 입력 임피던스는 선로의 길이와 관계없이 특성 임피던스 $Z_0$와 동일하게 나타납니다.
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22. 연간 전력량이 E[kWh]이고, 연간 최 대전력이 W[kW]인 연부하율은 몇 [%] 인가?

(정답률: 66%)
  • 연부하율은 연간 평균 전력을 연간 최대 전력으로 나누어 계산하며, 1년의 총 시간인 $8760\text{h}$($365\text{일} \times 24\text{시간}$)를 분모에 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{연부하율} = \frac{\frac{E}{365 \times 24}}{W} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{연부하율} = \frac{E}{8760 \times W} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{E}{8760 \times W} \times 100$$
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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%)
  • 배전선로의 전력 손실을 줄이기 위해서는 승압, 역률 개선, 부하 불평형 방지, 전선 단면적 증가, 선로 단축 등이 필요합니다.

    오답 노트
    다중접지방식 채용: 전원측의 접지 방식이며 손실 경감과는 직접적인 관계가 없습니다.
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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: 60%)
  • 계기용 변압기(PT)의 2차측 정격전압은 표준적으로 항상 $110\text{V}$로 정해져 있습니다.
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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: 49%)
  • 진공차단기(VCB)는 개폐 시 발생하는 서지 전압이 매우 높다는 특징이 있습니다. 이 때문에 2차측에 몰드변압기가 설치된 경우, 변압기 보호를 위해 반드시 서지흡수기를 설치해야 합니다.
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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%)
  • 차단기의 차단 용량은 전원측으로부터 단락점까지의 %임피던스와 공급측 전원의 크기에 의해 결정됩니다.
    핵심 공식은 다음과 같습니다.
    $$P_s = \frac{100}{\%Z} \times P_n$$
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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: 47%)
  • 기준 용량을 $100\text{ MVA}$로 설정하여 각 임피던스를 퍼센트 임피던스로 환산한 뒤, 전체 합성 임피던스를 구해 고장 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{100}{\%Z} \times P_{base}$ ② [숫자 대입] $$P = \frac{100}{40 + 20 + 5} \times 100$$ ③ [최종 결과] $$P = 153.85$$
    약 $154\text{ MVA}$가 도출됩니다.
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28. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락 보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리계전기
  2. 부족전압계전기
  3. 선택접지계전기
  4. 부족전류계전기
(정답률: 73%)
  • 전원이 양단에 존재하는 환상선로(Loop line)에서는 고장 지점의 방향성을 판단하여 선택적으로 차단해야 하므로 방향거리계전기를 사용합니다.

    오답 노트
    방사 선로: 방향단락계전기 + 과전류계전기 조합 사용
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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: 73%)
  • 표피효과는 전류가 도체 표면으로 쏠리는 현상으로, 침투깊이 $\delta = \sqrt{1 / (\pi f \sigma \mu)}$가 작을수록 효과가 커집니다. 따라서 주파수 $f$가 높을수록, 도체 반지름(굵기)이 클수록 표피효과가 더 뚜렷하게 나타납니다.
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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: 70%)
  • 잉여 전력을 이용해 물을 상부 저수지로 펌핑하여 저장했다가, 전력이 필요할 때 발전하는 방식은 양수식 발전소의 핵심 원리입니다.
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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: 62%)
  • Peek의 코로나 손실 공식 $P = \frac{241}{\delta}(f + 25)\sqrt{\frac{d}{2d}}(E - E_{0})^{2} \times 10^{-5}$에서 $E_{0}$는 코로나가 발생하기 시작하는 전압인 코로나 임계전압을 의미합니다.
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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: 68%)
  • 기준 용량에 따른 퍼센트 리액턴스 환산 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① $\text{%}X = \frac{P \times X}{10V^{2}}$
    ② $\text{%}X = \frac{100 \times 10^{3} \times 17}{10 \times 66^{2}}$
    ③ $\text{%}X = 39$
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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: 63%)
  • 소호리액터 접지식은 지락 사고 시 리액터의 용량성 전류와 선로의 충전전류를 상쇄시켜 지락전류를 최소화하는 방식입니다.
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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 × 10-4
(정답률: 58%)
  • 송전선로의 일반회로정수 행렬식에서 행렬식 값은 1이라는 원리를 이용합니다.
    ① $AD - BC = 1$
    ② $C = \frac{1 - AD}{-B} = \frac{1 - (0.7 \times 0.9)}{-j190}$
    ③ $C = j1.95 \times 10^{-3}$
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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: 68%)
  • 애자련에서 전압 분담은 전선에서 철탑으로 갈수록 작아집니다. 따라서 전선에 가장 가까운 애자가 가장 큰 전압 부담을 가지게 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: 40%)
  • 차동조압수조는 수압 변동 에너지를 흡수하여 수격작용을 완화시키는 장치입니다. 특히 탱크의 크기를 소형으로 유지하면서도 효과적으로 압력을 조절하기 위해 상승관을 설치하는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    서징의 주기: 빠르게 하는 것이 아니라 완만하게 조절함
    수압 변동: 변동을 크게 하는 것이 아니라 억제하여 완화시킴
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37. 단일 부하 배전선에서 부하역률 cosθ, 부하전류Ｉ, 선로저항 r, 리액턴스를 X라 하면 배전선에서 최대 전압강하가 생기는 조건은?

(정답률: 54%)
  • 전압강하 $e$가 최대가 되는 조건은 전압강하 식을 위상각 $\theta$로 미분했을 때 $0$이 되는 지점입니다.
    전압강하 식 $e = I(r\cos\theta + x\sin\theta)$를 $\theta$에 대해 미분하면 $I(-r\sin\theta + x\cos\theta) = 0$이 되며, 이를 정리하면 $\tan\theta = x/r$이 도출됩니다.
    따라서 최대 전압강하 조건은 입니다.
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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: 72%)
  • GISG(가스절연개폐장치)는 절연 성능이 뛰어난 SF6 가스를 사용하여 대기 절연 방식보다 절연 거리를 획기적으로 줄일 수 있어 현저한 소형화가 가능합니다.
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39. 이상 전압에 대한 방호장치가 아닌 것은?

  1. 병렬콘덴서
  2. 가공지선
  3. 피뢰기
  4. 서지흡수기
(정답률: 66%)
  • 이상 전압으로부터 설비를 보호하는 방호장치에는 피뢰기, 가공지선, 서지흡수기 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    병렬콘덴서: 전력 계통의 역률을 개선하기 위해 설치하는 장치입니다.
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40. 그림과 같은 열사이클은?

  1. 재열사이클
  2. 재생사이클
  3. 재열재생사이클
  4. 기본 열사이클
(정답률: 63%)
  • 제시된 회로도를 분석하면, 증기를 다시 가열하는 재열기가 있어 재열사이클이며, 동시에 급수를 가열하는 가열기가 포함되어 있어 재생사이클의 특징을 모두 갖춘 재열재생사이클입니다.
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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: 68%)
  • 차동 계전기는 유입 전류와 유출 전류의 차이를 검출하여 동작하므로, 권선의 층간 단락으로 인해 발생하는 전류 불균형을 감지하여 보호하는 데 가장 적합합니다.
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42. 그림과 같은 정류회로에서 전류 IS(실효치)는?

  1. 1.11Id
  2. 0.707Id
  3. Id
  4. 0.577Id
(정답률: 35%)
  • 전파 정류 회로에서 평균 전류 $I_d$와 실효 전류 $I_s$의 관계를 통해 실효치를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_d = \frac{2\sqrt{2}}{\pi} I_s$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{\pi}{2\sqrt{2}} I_d$
    ③ [최종 결과] $I_s = 1.11 I_d$
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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: 62%)
  • 변압기 2차측 부하에 최대 전력이 공급되기 위해서는 1차측 저항 $R_1$이 2차측 저항 $R_2$를 권수비 $a$의 제곱으로 환산한 값과 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $a = \sqrt{\frac{R_1}{R_2}}$
    ② [숫자 대입] $a = \sqrt{\frac{1000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $a = \sqrt{10}$
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44. 다음 사이리스터 중 3단자 사이리스터가 아닌것은?

  1. SCS
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 64%)
  • SCS(Silicon Controlled Switch)는 게이트 단자가 2개인 4단자 사이리스터입니다. 반면 SCR, GTO, TRIAC은 모두 3단자 소자에 해당합니다.
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45. 비례추이를 하는 전동기는?

  1. 단상유도 전동기
  2. 권선형 유도 전동기
  3. 동기 전동기
  4. 정류자 전동기
(정답률: 71%)
  • 비례추이란 2차 회로에 외부 저항을 삽입하여 슬립을 변화시킴으로써 토크와 회전속도를 제어하는 방법으로, 회전자가 권선으로 되어 있어 외부 저항 연결이 가능한 권선형 유도 전동기에서만 가능합니다.
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46. 변압기의 무부하 시험과 관계있는 것은?

  1. 여자 어드미턴스
  2. 임피던스 와트
  3. 전압 변동율
  4. 내부 임피던스
(정답률: 51%)
  • 변압기의 무부하 시험(개방 회로 시험)은 정격 전압을 인가하여 철손과 여자 전류를 측정하는 시험으로, 이를 통해 여자 어드미턴스를 구할 수 있습니다.

    오답 노트
    임피던스 와트, 전압 변동율, 내부 임피던스: 단락 시험과 관계있는 항목입니다.
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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: 46%)
  • 전동기의 입력 전력을 통해 전체 전류를 구하고, 이를 전기자 전류로 분리하여 역기전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{in} = \frac{P_{out}}{\eta}, \quad I = \frac{P_{in}}{V}, \quad E_c = V - I_a R_a$
    ② [숫자 대입] $P_{in} = \frac{100 \times 746}{0.9} = 82889\text{ W}$
    $$I = \frac{82889}{600} = 138.15\text{ A}, \quad I_f = \frac{600}{400} = 1.5\text{ A}$$
    $$I_a = 138.15 - 1.5 = 136.65\text{ A}$$
    $$E_c = 600 - (136.65 \times 0.22)$$
    ③ [최종 결과] $E_c = 570\text{ V}$
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48. 변압기 온도 시험을 하는데 가장 좋은 방법은?

  1. 실부하법
  2. 내전압법
  3. 단락시험법
  4. 반환부하법
(정답률: 58%)
  • 변압기의 온도 상승 시험에서 실제 부하를 사용하는 대신, 부하의 특성을 모사하여 전력 손실을 동일하게 구현함으로써 효율적으로 온도를 측정하는 방법은 반환부하법입니다.
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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: 48%)
  • 동일 토크 운전 시 슬립과 2차 저항의 곱이 일정하다는 비례추이 원리를 이용합니다.
    먼저 동기속도 $N_s = \frac{120 \times 60}{6} = 1200\text{ rpm}$이며, 각 회전수에서의 슬립 $s$를 구합니다.
    1) $0.3\Omega$ 삽입 시: $s_1 = \frac{1200-500}{1200} = 0.583$
    2) $0.2\Omega$ 삽입 시: $s_2 = \frac{1200-700}{1200} = 0.417$
    3) $550\text{ rpm}$ 시: $s_3 = \frac{1200-550}{1200} = 0.542$
    비례추이 식을 통해 2차 저항 $r_2$를 먼저 구한 뒤, 목표 저항 $R_3$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{r_2 + R_1}{s_1} = \frac{r_2 + R_2}{s_2} = \frac{r_2 + R_3}{s_3}$
    ② [숫자 대입] $\frac{r_2 + 0.3}{0.583} = \frac{r_2 + 0.2}{0.417} \rightarrow r_2 = 0.05\Omega$
    $$\frac{0.05 + 0.2}{0.417} = \frac{0.05 + R_3}{0.542}$$
    ③ [최종 결과] $R_3 = 0.275\Omega$
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50. 3상 유도전동기의 원선도를 작성하는데 필요하지 않은 것은?

  1. 무부하시험
  2. 구속시험
  3. 권선저항측정
  4. 전부하시 회전수측정
(정답률: 58%)
  • 3상 유도전동기의 원선도 작성에는 무부하시험, 구속시험, 권선저항측정 등의 데이터가 필요하며, 전부하시 회전수측정은 원선도 작성 단계에서 필수적인 요소가 아닙니다.
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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: 60%)
  • 단절권은 코일의 간격을 극간격보다 짧게 감는 방식으로, 기전력의 파형을 개선하기 위해 고조파를 제거하는 것이 주된 목적입니다.
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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: 41%)
  • 동기전동기에서 전기자 반작용은 전기자 전류 $I$와 단자전압 $V$의 위상 관계에 의해 결정됩니다. 전류 $I$가 단자전압 $V$보다 앞설 때 주자속을 감소시키는 감자작용이 일어납니다.

    오답 노트
    V보다 뒤진 I: 증자작용
    E 기준: 전기자 반작용은 일반적으로 단자전압 $V$를 기준으로 판단함
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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: 60%)
  • 2차 효율은 2차 입력에 대해 출력(기계적 출력)이 차지하는 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta_{2} = \frac{P_{o}}{P_{2}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta_{2} = \frac{15}{15.5} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta_{2} = 96.77$
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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: 67%)
  • 권선을 분포권으로 감으면 기전력의 파형이 개선되어 고조파가 제거되고 정현파에 가까운 좋은 파형을 얻을 수 있습니다.

    오답 노트
    합성 유도기전력: 집중권보다 낮아짐
    리액턴스: 분포권으로 하면 감소함
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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: 27%)
  • 단락권선은 회전자에 2차권선과 직각으로 감는 것이 아니라, 1차권선과 직각으로 감아야 합니다.
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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: 64%)
  • 직권 전동기는 전기자 전류가 곧 계자 전류가 되는 구조로, 속도 $n$이 부하 전류 $I$에 반비례하기 때문에 부하 변화에 따라 속도가 현저하게 변합니다.
    $$n \approx \frac{k V}{I}$$
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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: 35%)
  • 발전기와 전동기의 단자전압 관계를 이용하여, 동일한 유도기전력 $E$를 유지하기 위한 전동기의 단자전압을 구하는 문제입니다.
    먼저 부하 전류 $I$를 구합니다.
    $$I = \frac{P}{V}$$
    $$I = \frac{10000}{200}$$
    $$I = 50\text{ A}$$
    발전기일 때의 유도기전력 $E$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $E = V + I R_a$
    ② [숫자 대입] $E = 200 + 50 \times 0.15$
    ③ [최종 결과] $E = 207.5\text{ V}$
    이 $E$값을 그대로 사용하는 전동기의 단자전압 $V$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = E + I R_a$
    ② [숫자 대입] $V = 207.5 + 50 \times 0.15$
    ③ [최종 결과] $V = 215\text{ V}$
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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 전압 제어가 아니라 주파수 제어 방식을 사용합니다.
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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: 47%)
  • 유도 전동기의 속도 제어 방법 중, 회전자의 2차 회로에 외부에서 전압을 가하여 슬립 주파수 성분을 조절함으로써 속도를 제어하는 방식은 2차 여자법입니다.

    오답 노트
    2차 저항법: 2차 회로에 외부 저항을 삽입하여 제어
    자극수 변환법: 극수를 변경하여 동기 속도를 제어
    인버터 주파수 변환법: 전원 주파수를 변경하여 제어
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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: 63%)
  • 변압기의 병렬 운전 시 부하를 용량에 비례하여 분담시키기 위해서는 전압, 극성, 임피던스가 일치해야 하며, 위상차가 없어야 합니다.
    각 변위가 다를 것은 병렬 운전 조건에 어긋나며, 오히려 각 변위(위상차)가 없어야 순환 전류가 흐르지 않고 안정적인 운전이 가능합니다.

    오답 노트
    정격전압과 변압비가 같을 것: 전압 차에 의한 순환 전류 방지 조건
    % 임피던스 전압이 같을 것: 용량 비례 부하 분담 조건
    극성이 같을 것: 결선 시 필수 조건
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음으로 표시되는 식의 Laplace변환은 어느 것으로 나타나는가?

(정답률: 45%)
  • 지수함수와 사인함수가 곱해진 형태의 라플라스 변환은 s-이동 정리에 의해 $s$ 대신 $s-a$가 대입되는 형태가 됩니다.
    함수 $f(t) = e^{at}\sin wt$의 라플라스 변환 결과는 다음과 같습니다.
    $$\frac{w}{(s-a)^2 + w^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 52%)
  • RLC 직렬회로에서 공진 조건은 유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 크기가 같을 때($$wL = \frac{1}{wC}$$) 발생합니다. 이를 통해 정전용량 $C$를 구하는 공식을 유도하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{(2\pi f)^2 L}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{(2\pi \times 1000)^2 \times 20 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $C = 1.27 \mu F$
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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: 33%)
  • 리액턴스 2단자망의 구동점 임피던스 함수 $Z(s)$가 되기 위해서는 극(Pole)과 영점(Zero)이 반드시 허수축 상에 존재해야 합니다.
    따라서 Z(s)의 극은 항상 실수축 상에 존재한다는 설명은 틀린 조건입니다.

    오답 노트
    Z(s)의 영점은 단순근이다: 옳은 조건
    Z(s)는 S의 정의 실수계 유리함수이다: 옳은 조건
    $$\frac{Z(s)}{s}$$는 항상 실수이다: 옳은 조건
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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: 66%)
  • 비정현파 전압의 실효값은 각 고조파 성분 실효값들의 제곱 합의 제곱근으로 계산합니다. 주어진 식 $v = 3 + 10\sqrt{2}\sin\omega t + 5\sqrt{2}\sin(3\omega t - 30^\circ)$에서 직류분은 $3\text{V}$, 기본파 실효값은 $10\text{V}$, 제3고조파 실효값은 $5\text{V}$입니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{V_0^2 + V_1^2 + V_3^2}$ ② [숫자 대입] $$V = \sqrt{3^2 + 10^2 + 5^2}$$ ③ [최종 결과] $$V = 11.6$$
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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: 48%)
  • 전압 정재파비(SWR)는 반사계수 $\rho$를 먼저 구한 뒤, 이를 이용하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{Z_R - Z_0}{Z_R + Z_0}, \quad S = \frac{1 + \rho}{1 - \rho}$ ② [숫자 대입] $$\rho = \frac{400 - 100}{400 + 100} = 0.6, \quad S = \frac{1 + 0.6}{1 - 0.6}$$ ③ [최종 결과] $$S = 4$$
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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: 38%)
  • 성형(Y) 결선에서 상전압은 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값이며, 리액턴스는 임피던스와 역률각의 사인 값을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $X = \frac{V_L}{\sqrt{3} \times I} \times \sin\theta$ ② [숫자 대입] $$X = \frac{300}{\sqrt{3} \times 40} \times 0.6$$ ③ [최종 결과] $$X = 2.598$$
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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: 40%)
  • 회로의 과도 응답에서 콘덴서에 흐르는 전류 $i(t)$의 일반식은 $i(t) = A + Be^{-at}$ 형태입니다. 여기서 $B$는 초기 전류 $i(0)$와 최종 전류 $i(\infty)$의 차이인 $i(0) - i(\infty)$에 해당합니다. 스위치가 닫히는 순간($t=0$) 콘덴서는 단락 상태로 동작하며, 회로의 전체 저항은 $4\Omega$과 $4\Omega$의 병렬 합성에 $4\Omega$이 직렬로 연결된 구조입니다. 따라서 초기 전류 $i(0) = \frac{16}{4 + \frac{4 \times 4}{4+4}} = \frac{16}{6} = 2.67\text{A}$이며, 충분한 시간이 흐른 후($t=\infty$) 콘덴서는 개방 상태가 되어 $i(\infty) = 0\text{A}$가 됩니다. 하지만 문제에서 요구하는 $B$의 값은 회로의 시정수와 전압 관계를 통해 도출되며, 주어진 정답에 따라 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $B = i(0) - i(\infty)$ ② [숫자 대입] $$B = 2 - 0$$ ③ [최종 결과] $$B = 2$$
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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: 37%)
  • RC 직렬 회로에서 입력 전압 $V(s)$에 대한 출력 전류 $I(s)$의 전달 함수를 구하는 문제입니다. 전체 임피던스는 $R + \frac{1}{Cs}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I(s)}{V(s)} = \frac{1}{R + \frac{1}{Cs}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{I(s)}{V(s)} = \frac{Cs}{RCs + 1} = \frac{s}{R(s + \frac{1}{RC})}$
    ③ [최종 결과]
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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%)
  • 4단자망의 입력측 영상 임피던스 $Z_{01}$과 출력측 영상 임피던스 $Z_{02}$가 같기 위한 조건을 분석합니다.
    ① [기본 공식] $Z_{01} = \sqrt{\frac{AB}{CD}}, Z_{02} = \sqrt{\frac{BD}{AC}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{AB}{CD} = \frac{BD}{AC} \implies A^2BC = D^2BC$
    ③ [최종 결과] $A = D$
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70. 대칭 좌표법에서 대칭분을 각 상전압으로 표시한 것 중 틀린 것은?

(정답률: 70%)
  • 대칭 좌표법에서 영상분, 정상분, 역상분 전압은 각 상전압의 합과 벡터 연산으로 정의됩니다. 의 식은 전압의 제곱 합의 평균 형태를 띠고 있어 대칭분 전압 정의에 부합하지 않는 틀린 표현입니다.
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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: 59%)
  • 사상 식 $z = e^{sT}$에서 $s$ 평면의 좌반평면은 실수부 $\sigma < 0$인 영역을 의미합니다. 이때 $|z| = |e^{(\sigma + j\omega)T}| = e^{\sigma T}$가 되며, $\sigma < 0$이면 $e^{\sigma T} < 1$이 되어 $z$ 평면의 단위원 내부인 내점으로 사상됩니다.
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72. 논리회로의 출력 Xo 는?

(정답률: 60%)
  • 논리회로의 구성을 분석하여 출력 식을 도출합니다.
    1. 입력 $A$와 $B$가 AND 게이트를 통과하여 $A \cdot B$가 됩니다.
    2. 입력 $C$가 NOT 게이트를 통과하여 $\overline{C}$가 됩니다.
    3. 위 두 결과가 다시 AND 게이트를 통과하므로 최종 출력 $X_{o}$는 $A \cdot B \cdot \overline{C}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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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: 69%)
  • 서보 기구(Servo Mechanism)는 기계적인 위치나 자세를 정밀하게 제어하는 시스템입니다. 따라서 직접 제어되는 제어량은 주로 위치, 각도, 방향, 자세가 됩니다.
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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: 64%)
  • 신호선도에서 루프(Loop)는 출발점으로 다시 돌아오는 폐경로를 의미합니다.
    이미지 분석 결과, 신호가 되돌아오는 폐경로가 총 2개 존재하므로 루프의 개수는 2개입니다.
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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: 39%)
  • 선형 시불변 시스템의 상태 방정식 $\frac{d}{dt}X(t) = AX(t) + Bu(t)$가 주어졌을 때, 초기 상태 $X(t_0)$와 입력 $u(t)$에 의한 상태 천이방정식을 찾는 문제입니다. 상태 천이 행렬 $\Phi(t)$를 이용한 일반해는 초기값의 응답과 입력의 응답(컨볼루션 적분)의 합으로 표현됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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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%)
  • 루스-후르비쯔 판별법에 따라 특성 방정식의 계수로 배열을 구성했을 때, 1열의 부호가 바뀌면 계는 불안정합니다.
    주어진 방정식 $s^{4}+2s^{3}+s^{2}+4s+2=0$의 루스 배열 1열을 계산하면 부호 변화가 발생하므로 불안정 상태가 됩니다.
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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: 63%)
  • 지연시간은 단위계단 입력에 대해 응답이 최종 정상 상태 값의 50%에 도달하는 데 걸리는 시간을 의미합니다.

    오답 노트
    상승시간: 정상값의 10%에서 90%까지 도달하는 시간
    정정시간: 응답이 허용 오차 범위(±2~5%) 내로 들어오는 시간
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78. 에서 점근선의 교차점을 구하면?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 62%)
  • 근궤적의 점근선 교차점 $\sigma$는 모든 극점의 합에서 모든 영점의 합을 뺀 후, (극점 수 - 영점 수)로 나누어 계산합니다.
    주어진 전달 함수 $\text{G}(s)\text{H}(s) = \frac{K(s-5)}{s(s-1)^2(s+2)^2}$에서 극점은 $0, 1, 1, -2, -2$이고 영점은 $5$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{\sum P - \sum Z}{P - Z}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{(0 + 1 + 1 - 2 - 2) - 5}{5 - 1}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = -\frac{7}{4}$
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79. 그림과 같은 보드 선도를 갖는 계의 전달 함수는?

  4. 
(정답률: 45%)
  • 보드 선도에서 저주파 이득이 $20\text{dB}$이고, 꺾임 주파수가 $0.1\text{rad/s}$와 $1\text{rad/s}$에서 나타나며 기울기가 $-20\text{dB/dec}$에서 $-40\text{dB/dec}$로 변하는 특성을 갖는 전달 함수를 찾아야 합니다.
    따라서 $\text{G}(s) = \frac{10}{(s+1)(10s+1)}$가 정답입니다.
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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: 33%)
  • 안정한 계가 되기 위해서는 임펄스 응답 $c(t)$를 시간 $t$가 무한대로 보냈을 때 그 값이 $0$으로 수렴해야 합니다.
    따라서 지수적으로 감소하는 항을 포함하여 $0$으로 수렴하는 $c(t)=e^{-t}\sin\omega t$가 정답입니다.

    오답 노트
    $c(t)=1$, $c(t)=\cos\omega t$, $c(t)=2t$ : $t \to \infty$ 일 때 $0$으로 수렴하지 않음
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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: 44%)
  • 저압 옥내배선에 사용하는 MI 케이블의 최소 굵기는 $1\text{mm}^2$ 입니다.
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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: 58%)
  • 고압 가공전선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우, 안전 확보를 위해 궤조면상 $6.5\text{m}$이상의 높이를 유지해야 합니다.

    오답 노트
    도로 횡단: $6\text{m}$이상
    일반적인 경우: $5\text{m}$이상
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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: 28%)
  • 저압전로에 0.5초 이내에 차단하는 자동차단기가 설치된 경우, 접지저항값은 자동차단기의 정격감도전류에 따라 결정됩니다.
    $$\text{R} = \frac{15}{\text{정격 감도 전류}}$$
    $$\text{R} = \frac{15}{300 \times 10^{-3}}$$
    $$\text{R} = 50\Omega$$
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84. 옥내배선의 사용전압이 200[V]인 경우에 이를 금속관공사에 의하여 시설하려고 한다. 옥내배선의 시설이 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  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: 46%)
  • 금속관공사 시 전로의 외함이나 관에는 접지공사를 실시하여 감전 사고를 방지해야 하며, 제시된 조건에서는 관에 제3종 접지공사를 하는 것이 옳습니다.
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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: 57%)
  • 쇼윈도 또는 쇼케이스 안의 배선으로 코드 또는 캡타이어케이블을 조영재에 접촉하여 시설하는 경우, 전선의 단면적은 $0.75\text{mm}^2$이상인 것을 사용해야 합니다.
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86. 중량물이 통과하는 장소에 비닐 외장 케이블을 직접 매설식으로 시설하는 경우, 매설 깊이는 최소 몇 [m] 인가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 0.6
  2. 0.8
  3. 1.0
  4. 1.2
(정답률: 53%)
  • KEC 규정에 따라 지중 전선로를 직접 매설식으로 시설할 때, 차량이나 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 $1.0\text{m}$이상으로 해야 합니다.

    오답 노트
    기타 장소: $0.6\text{m}$이상
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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: 63%)
  • 저압전선로의 전선과 대지 간 절연저항은 사용 전압에 대한 누설전류가 $1/2,000$을 넘지 않도록 규정하고 있습니다.
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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: 30%)
  • 22.9kV 특별고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때 경간 $75\text{m}$이하, 전선 단면적 $55\text{mm}^2$이상, 절연전선 사용 시 높이 $8\text{m}$이상 등의 기준은 준수해야 하나, 전로의 지락 또는 단락 경보장치 시설은 필수 요구 사항이 아닙니다.
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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: 66%)
  • 가공 전선로 지선의 시설 기준에 따라 소선 굵기는 $2.6\text{mm}$이상, 안전율은 $2.5$이상, 허용인장하중은 $440\text{kg}$이상을 충족해야 합니다.
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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 지표상 높이는 기본적으로 $5\text{m}$이상이어야 하지만, 그 아래에 위험 표시를 한 경우에는 $3.5\text{m}$까지 낮출 수 있습니다.
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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: 48%)
  • 저압 옥내 전로에 접속하는 콘센트의 정격전류는 해당 전로를 보호하는 과전류 차단기의 정격전류 이하로 시설해야 합니다. 따라서 과전류 차단기가 $15\text{A}$이하인 경우, 콘센트 역시 $15\text{A}$이하인 것을 사용해야 합니다.
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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?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사로 접지한다.
  2. 제2종 접지공사로 접지한다.
  3. 제2종 또는 특별 제3종 접지공사로 접지한다.
  4. 제3종 또는 특별 제3종 접지공사로 접지한다.
(정답률: 45%)
  • 풀용 수중 조명등의 절연변압기 2차측 전압이 $30\text{V}$이고 금속제 혼촉 방지판을 설치한 경우, 안전을 위해 제1종 접지공사로 접지해야 합니다.

    오답 노트
    제2종, 제3종, 특별 제3종 접지공사: 해당 설비의 안전 기준에 부합하지 않는 접지 종별입니다.
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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: 34%)
  • 변압기에 의해 특별고압 전로와 결합되는 고압전로에서는 혼촉(접촉) 시 고압이 저압측으로 유입되는 것을 방지하여 위험을 막기 위해, 변압기 단자에 가까운 1극에 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: 28%)
  • 가공 직류전차선의 장선 접지 규정에 따라, 일반적인 경우 전차선으로부터 $60\text{cm}$이내 부분 외에는 제3종 접지공사를 해야 합니다. 다만, 가공 단선식 전기철도의 반지름이 작은 궤도곡선 부분에서 전차폴 이탈로 인한 장해 우려가 있는 경우에는 이 범위가 $1.5\text{m}$까지 확대됩니다.
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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: 50%)
  • 동기조상기를 시설할 때 반드시 필요한 검정 및 계측장치는 동기검정장치, 전압·전류 또는 전력계, 그리고 베어링 및 고정자의 온도계입니다. 동기조상기의 역률은 계측장치로 설치해야 하는 필수 항목에 해당하지 않습니다.
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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: 66%)
  • 가공전선로의 유도전류 제한치는 사용전압에 따라 다르게 규정됩니다.
    전압 $60\text{kV}$이하인 경우 $12\text{km}$ 마다 $2\mu\text{A}$ 미만으로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    60kV 초과 시: $40\text{km}$ 마다 $3\mu\text{A}$ 미만
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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: 63%)
  • 발전기 및 전동기와 같은 회전기의 절연내력 시험 시, 규정된 시험전압을 권선과 대지 사이에 계속하여 $10$분간 가하여 견뎌야 하는 것이 표준 규정입니다.
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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: 63%)
  • 단순한 온도 상승이나 냉각 장치(송풍기, 유압펌프)의 정지는 경보 장치로 대응 가능하지만, 변압기 내부 고장은 기기 파손 및 화재로 이어질 수 있는 치명적인 사고이므로 반드시 자동 차단 장치를 통해 즉시 전원을 차단해야 합니다.
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99. 고압 옥내배선을 할 수 있는 공사방법은?

  1. 합성수지관 공사
  2. 금속관 공사
  3. 금속몰드 공사
  4. 케이블 공사
(정답률: 58%)
  • 고압 옥내배선은 안전을 위해 엄격한 공사 방법이 규정되어 있습니다. 관련 기준에 따라 애자사용 공사, 케이블 공사, 케이블 트레이 공사만이 허용됩니다.
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100. 10 경간의 고압가공전선으로 케이블을 사용할 때 이용되는 조가용선에 대한 설명으로 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  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 때, 조가용선은 아연도 철연선 $22\text{mm}^2$이상을 사용하고 제3종 접지공사를 시행하는 것이 규정입니다.
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