전기기사 필기 기출문제복원 (2005-05-29)

전기기사 2005-05-29 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2005-05-29 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 변위전류와 관계가 가장 깊은 것은?

  1. 반도체
  2. 유전체
  3. 자성체
  4. 도체
(정답률: 85%)
  • 변위전류는 전하의 실제 이동이 아니라 유전체 내에서 전속 밀도가 시간적으로 변화할 때 발생하는 전류입니다. 따라서 전하를 저장하고 전기장을 형성하는 유전체와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
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2. 주파수의 증가에 대하여 가장 급속히 증가하는 것은?

  1. 표피효과의 두께의 역수
  2. 히스테리시스 손실
  3. 교번자속에 의한 기전력
  4. 와전류 손실
(정답률: 45%)
  • 와전류 손실은 주파수의 제곱($$f^2$$)에 비례하여 증가하므로, 주파수 증가 시 가장 급격하게 증가합니다.

    오답 노트
    히스테리시스 손실: 주파수의 약 1.6제곱에 비례하여 증가함
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3. 평면 도체로부터 수직거리 a[m]인 곳에 점전하 Q[C]이 있다. Q 와 평면도체사이에 작용하는 힘은 몇 N 인가? (단, 평면 도체 오른편을 유전율 ε의 공간이라 한다.)

(정답률: 73%)
  • 평면 도체와 점전하 사이의 힘은 영상전하법을 이용하여 계산하며, 거리 $2a$만큼 떨어진 곳에 크기가 $-Q$인 영상전하가 있다고 가정하여 쿨롱의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon} \frac{Q(-Q)}{(2a)^2}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{-Q^2}{4\pi\epsilon \cdot 4a^2}$
    ③ [최종 결과] $F = -\frac{Q^2}{16\pi\epsilon a^2}$
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4. 그림과 같이 단면적 S[m2], 평균 자로의 길이 ℓ[m], 투자율 μ[H/m]인 철심에 N1, N2 의 권선을 감은 무단 솔레노이드가 있다. 누설자속을 무시할 때 권선의 상호 인덕턴스는 몇 H 가 되는가?

(정답률: 68%)
  • 상호 인덕턴스는 두 권선 사이의 자속 결합 정도를 나타내며, 투자율, 권수, 단면적, 자로 길이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{\mu N_1 N_2 S}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{\mu N_1 N_2 S}{\ell}$
    ③ [최종 결과] $M = $
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5. 자화된 철의 온도를 높일 때 자화가 서서히 감소하다가 급격히 강자성이 상자성으로 변하면서 강자성을 잃어버리는 온도는?

  1. 켈빈(Kelvin)온도
  2. 연화(Transition)온도
  3. 전이온도
  4. 큐리(Curie)온도
(정답률: 62%)
  • 강자성체가 온도가 상승함에 따라 자성을 잃고 상자성체로 변하는 임계 온도를 큐리(Curie)온도라고 합니다.

    오답 노트
    켈빈온도: 절대온도의 단위
    연화온도: 물질이 부드러워져 변형되기 시작하는 온도
    전이온도: 물질의 상태가 변하는 온도
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6. 미분방정식의 형태로 나타낸 멕스웰의 전자계 기초 방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 77%)
  • 맥스웰 방정식의 미분형은 전계와 자계의 상호 관계를 나타내는 기초 방정식입니다. 정답인 는 다음과 같은 수식으로 표현됩니다.
    $$\text{rot } E = -\frac{\partial B}{\partial t}, \text{ rot } H = i + \frac{\partial D}{\partial t}, \text{ div } D = \rho, \text{ div } B = 0$$
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7. 강자성체의 자속밀도 B 의 크기와 자화의 세기 J의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

  1. J는 B 와 같다.
  2. J는 B 보다 약간 작다.
  3. J는 B 보다 약간 크다.
  4. J는 B 보다 대단히 크다.
(정답률: 62%)
  • 자속밀도 $B$와 자화의 세기 $J$의 관계식을 통해 판단합니다. 자속밀도는 외부 자기장에 의한 성분과 물질의 자화에 의한 성분의 합으로 표현됩니다.
    $$B = \mu_0 H + J$$
    강자성체에서 자속밀도 $B$는 자화의 세기 $J$보다 $\mu_0 H$만큼 더 크므로, $J$는 $B$보다 약간 작습니다.
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8. 그림과 같이 반지름 a[m]인 원형 도선에 전하가 선밀도 λ[C/m]로 균일하게 분포되어 있다. 그 중심에 수직한 z 축상의 한점 P 의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 39%)
  • 원형 도선에 전하가 균일하게 분포되어 있을 때, 중심축 $z$ 상의 한 점 $P$에서의 전계는 각 부분의 전계 성분 중 $z$축에 수직인 성분은 상쇄되고 $z$축 방향 성분만 합산되어 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{E} = \frac{\lambda z a}{2 \epsilon_0 (a^2 + z^2)^{3/2}}$
    ② [숫자 대입] 주어진 변수 $\lambda, z, a$를 공식에 그대로 대입합니다.
    ③ [최종 결과] $\text{E} = \frac{\lambda z a}{2 \epsilon_0 (a^2 + z^2)^{3/2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 전하밀도 ρs[C/m2]인 무한 판상 전하분포에 의한 임의점의 전장에 대하여 틀린 것은?

  1. 전장은 판에 수직방향으로만 존재한다.
  2. 전장의 세기는 전하밀도 ρs 에 비례한다.
  3. 전장의 세기는 거리 r 에 반비례한다.
  4. 전장의 세기는 매질에 따라 변한다.
(정답률: 55%)
  • 무한 판상 전하분포에 의한 전계의 세기는 다음과 같은 공식으로 결정됩니다.
    $$\text{전계의 세기 } E = \frac{\rho_s}{\epsilon}$$
    위 식에서 알 수 있듯이 전계의 세기는 전하밀도 $\rho_s$에 비례하고 유전율 $\epsilon$에 반비례하며, 거리 $r$과는 무관한 일정(평등)한 전계가 형성됩니다.
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10. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기력선의 방정식은 "전기력선의 접선방향이 전계의 방향이다." 에서 유래된 것이다.
  2. "전기력선은 스스로 루프(loop)를 만들 수 없다." 라 함은 전계의 세기의 유일성을 나타내는 것이다.
  3. 구좌표로 표시한 전기력선의 방정식은 로 표시된다.
  4. 진공 중에서 1[C]의 점전하로부터 발산되어 나오는 전기력선의 수는 약 1.13×1011 개 이다.
(정답률: 42%)
  • 구좌표계에서 전기력선의 방정식은 각 성분의 전계 세기와 좌표 변화량의 비율로 정의됩니다.

    오답 노트
    구좌표로 표시한 전기력선의 방정식은 가 아니라 $\frac{dr}{E_r} = \frac{r d\Theta}{E_\Theta} = \frac{r \sin\Theta d\Phi}{E_\Phi}$로 표시되어야 합니다.
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11. 자계 중에 이것과 직각으로 놓인 도체에 I[A]의 전류를 흘릴 때 f[N]의 힘이 작용하였다. 이 도체를 v[m/s]의 속도로 자계와 직각으로 운동시킬 때의 기전력 e[V]는?

(정답률: 58%)
  • 자계 내 전류가 받는 힘의 공식과 도체가 운동할 때 발생하는 유도 기전력 공식을 결합하여 풀이합니다.
    ① [기본 공식] $f = B I L \implies B L = \frac{f}{I}, \quad e = B v L$
    ② [숫자 대입] $e = \frac{f}{I} v$
    ③ [최종 결과] $e = \frac{f v}{I}$
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12. 비유전율 εs = 5 인 등방 유전체의 한 점에서 전계의 세기가 E = 104 V/m일 때 이 점의 분극률 xe 는 몇 F/m 인가?

(정답률: 56%)
  • 분극률은 유전체의 유전율과 진공의 유전율 차이로 정의되며, 비유전율을 이용하여 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\chi_e = \epsilon_0 (\epsilon_s - 1)$
    ② [숫자 대입] $\chi_e = \frac{1}{36 \pi \times 10^9} (5 - 1)$
    ③ [최종 결과] $\chi_e = \frac{10^{-9}}{9 \pi}$
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13. 공극(air gap)이 δ[m]인 강자성체로 된 환상 영구자석에서 성립하는 식은? (단, ℓ[m]는 영구자석의 길이이며 ℓ ≫ δ이고, 자속 밀도와 자계의 세기를 각각 B[Wb/m2], H[AT/m]라 한다.)

(정답률: 39%)
  • 영구자석의 외부 기자력이 0인 상태에서, 공극에서의 자계와 자석 내부의 자계에 의한 기자력의 합은 0이 되어야 합니다.
    $$0 = \frac{B}{\mu_0} \delta + H \ell$$
    위 식을 $\frac{B}{H}$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{B}{H} = -\frac{\ell \mu_0}{\delta}$$
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14. 진공의 전하분포 공간내에서 전위가 V = x2 + y2 [V]로 표시될 때, 전하밀도는 몇 C/m3 인가?

  1. -4εo
  3. - 2εo
(정답률: 52%)
  • 포아송 방정식 $\nabla^2 V = -\frac{\rho}{\epsilon_0}$을 이용하여 전하밀도 $\rho$를 구할 수 있습니다. 주어진 전위 $V = x^2 + y^2$를 각각 $x$와 $y$로 두 번 편미분하여 라플라시안을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\rho = -\epsilon_0 \nabla^2 V = -\epsilon_0 (\frac{\partial^2 V}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 V}{\partial y^2})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\rho = -\epsilon_0 (2 + 2)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\rho = -4\epsilon_0$$
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15. 면적이 S[m2]이고 극간의 거리가 d[m]인 평행판콘덴서에 비유전률 εs 의 유전체를 채울 때 정전용량은 몇 F 인가?

(정답률: 73%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 유전율과 면적에 비례하고 극간 거리에 반비례합니다. 유전체가 채워진 경우 전체 유전율은 진공 유전율 $\epsilon_0$과 비유전율 $\epsilon_s$의 곱으로 나타냅니다.
    ① [기본 공식]
    $$C = \frac{\epsilon S}{d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_s S}{d}$$
    ③ [최종 결과]
    $$C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_s S}{d}$$
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16. 반지름 a[m], 중심간 거리 d[m]인 두 개의 무한장 왕복선로에 서로 반대 방향으로 전류 I[A] 가 흐를 때, 한 도체에서 x[m] 거리인 A 점의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가? (단, d ≫ a, x ≫ a 라고 한다.)

(정답률: 41%)
  • 무한장 직선 도선에 의한 자계의 세기는 $\frac{I}{2\pi r}$입니다. 두 도선에 반대 방향으로 전류가 흐르므로, A점에서의 전체 자계는 두 도선에 의한 자계의 합으로 계산됩니다.
    A점에서 첫 번째 도선까지의 거리는 $x$, 두 번째 도선까지의 거리는 $d-x$이므로 이를 합산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{I}{2\pi x} + \frac{I}{2\pi (d-x)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{I}{2\pi} (\frac{1}{x} + \frac{1}{d-x})$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = \frac{I}{2\pi} (\frac{1}{x} + \frac{1}{d-x})$$
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17. 그림과 같이 한변의 길이가 ℓ[m]인 정6각형 회로에 전류IA]가 흐르고 있을 때 중심 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

(정답률: 61%)
  • 정육각형 회로 중심에서의 자계 세기를 구하는 문제입니다. 정육각형의 경우 각 변이 중심에 미치는 자계의 합을 계산한 표준 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{\sqrt{3} I}{\pi \ell}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{\sqrt{3} I}{\pi \ell}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{\sqrt{3} I}{\pi \ell}$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 z = 0 상에 놓여 있다. 이 도선이 자속밀도 B = 0.8 ax - 0.7ay + az[Wb/m2] 인 균일 자계내에 놓여 있을 때 도선의 직선부분에 작용하는 힘은 몇 N 인가?

  1. 4 ax + 3.2 az
  2. 4 ax - 3.2 az
  3. 5 ax - 3.5 az
  4. - 5 ax + 3.5 az
(정답률: 63%)
  • 전류가 흐르는 도선이 자계 내에 있을 때 받는 힘은 전류 벡터와 자속밀도 벡터의 외적에 길이를 곱하여 구합니다.
    직선 부분의 길이는 $8\text{cm} = 0.08\text{m}$이며, 전류 방향은 $y$축 방향($a_y$)입니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = I \ell (a_y \times B)$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = 50 \times 0.08 \times (a_y \times (0.8 a_x - 0.7 a_y + a_z))$$
    $$F = 4 \times (0.8(a_y \times a_x) - 0.7(a_y \times a_y) + (a_y \times a_z))$$
    $$F = 4 \times (-0.8 a_z - 0 + a_x)$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 4 a_x - 3.2 a_z$$
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19. 임의의 단면을 가진 2 개의 원주상의 무한히 긴 평행도체가 있다. 지금 도체의 도전률을 무한대라고 하면 C, L, ε및 μ사이의 관계는? (단, C는 두 도체간의 단위길이당 정전용량, L은 두 도체를 한개의 왕복회로로 한 경우의 단위길이당 자기인덕턴스, ε은 두 도체사이에 있는 매질의 유전률, μ는 두 도체사이에 있는 매질의 투자율이다.)

  3. Cㆍε = Lㆍμ
  4. LC = εㆍμ
(정답률: 65%)
  • 무한히 긴 평행도체 선로에서 단위길이당 정전용량 $C$와 자기인덕턴스 $L$의 곱은 매질의 유전율 $\epsilon$과 투자율 $\mu$의 곱과 같다는 물리적 관계가 성립합니다.
    따라서 관계식은 다음과 같습니다.
    $$LC = \epsilon \mu$$
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20. 라디오 방송의 평면파 주파수를 710kHz라 할 때 이 평면파가 콘크리트 벽(εs = 5, μs=1)속을 지날 때, 전파속도는 몇 m/s 인가?

  1. 1.34×108
  2. 2.54×108
  3. 4.38×108
  4. 4.86×108
(정답률: 56%)
  • 매질 내에서의 전파 속도는 진공 중의 빛의 속도를 비유전율과 비투자율의 제곱근으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_s \mu_s}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{5 \times 1}}$
    ③ [최종 결과] $v = 1.34 \times 10^8$
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2과목: 전력공학

21. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 79%)
  • 비접지 선로에서 지락 사고 시 발생하는 영상전류를 검출하여 계전기에 공급하는 장치는 ZCT(영상변류기)입니다.

    오답 노트
    CT: 일반적인 전류 측정 및 보호용
    GPT: 비접지 계통에서 영상전압 검출용
    PT: 전압 측정 및 보호용
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22. 어떤 수력발전소의 안내날개의 열림 등 기타조건은 불변으로 하여 유효낙차가 30% 저하되면 수차의 효율이 10% 저하 된다면, 이런 경우에는 원래 출력의 약 몇 % 가 되는가?

  1. 53
  2. 58
  3. 63
  4. 68
(정답률: 21%)
  • 수력발전소의 출력 $P$는 유량 $Q$, 낙차 $H$, 효율 $\eta$에 비례하며, 유량 $Q$는 $\sqrt{H}$에 비례하므로 출력은 $H^{1.5}$와 효율 $\eta$의 곱에 비례합니다.
    $$\text{출력비} = (H_{new}/H_{old})^{1.5} \times (\eta_{new}/\eta_{old})$$
    $$\text{출력비} = 0.7^{1.5} \times 0.9$$
    $$\text{출력비} = 0.53$$
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23. 전력, 역률, 거리가 같을 때, 사용 전선량이 같다면 3상 3선식과 3상4선식의 전력 손실비는 얼마인가? (단, 4선식의 중성선의 굵기는 외선과 같고, 외선과 중성 선간의 전압은 3 선식의 선간전압과 같고, 3상 평형 부하이다.)

  1. 1/3
  2. 1/2
  3. 3/4
  4. 9/4
(정답률: 54%)
  • 전력, 역률, 거리 및 전선량이 동일할 때, 3상 3선식과 3상 4선식의 전력 손실비를 비교하는 문제입니다.
    전력 손실비는 각 방식의 전압 및 선로 구성에 따른 손실 계수 비율로 계산됩니다.
    $$\text{손실비} = \frac{\text{3상 3선식 손실}}{\text{3상 4선식 손실}}$$
    $$\text{손실비} = \frac{18}{8}$$
    $$\text{손실비} = \frac{9}{4}$$
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24. 선로 전압강하 보상기(LDC)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 분로리액터로 전압 상승을 억제하는 것
  2. 선로의 전압 강하를 고려하여 모선 전압을 조정하는 것
  3. 승압기로 저하된 전압을 보상하는 것
  4. 직렬콘데서로 선로의 리액턴스를 보상하는 것
(정답률: 65%)
  • 선로 전압강하 보상기(LDC)는 송전 선로에서 발생하는 전압 강하를 미리 예측하고 고려하여, 수전단 전압을 일정하게 유지하기 위해 모선 전압을 적절히 조정하는 장치입니다.
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25. 공기차단기(ABB)의 공기 압력은 일반적으로 몇 kg/cm2 정도 되는가?

  1. 5∼10
  2. 15∼30
  3. 30∼45
  4. 45∼55
(정답률: 65%)
  • 공기차단기(ABB)는 고압의 압축 공기를 이용하여 접점을 개폐하며, 일반적으로 $15 \sim 30 \text{ kg/cm}^2$ 정도의 공기 압력을 유지하여 작동합니다.
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26. 전력계통의 절연협조 계획에서 채택되어야 하는 모선 피뢰기와 변압기의 관계에 대한 그래프로 옳은 것은?

  4. .
(정답률: 42%)
  • 절연협조란 기기 간의 절연 강도를 적절히 배치하여 사고 시 피뢰기가 먼저 동작하게 함으로써 변압기 등 고가의 기기를 보호하는 것입니다. 따라서 변압기의 절연 강도가 피뢰기의 제한 전압보다 항상 높게 유지되는 그래프가 정답입니다.
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27. 다음 중 현재 널리 사용되고 있는 GCB(Gas Circuit Breaker)용 가스는?

  1. SF6 가스
  2. 알곤가스
  3. 네온가스
  4. N2 가스
(정답률: 78%)
  • GCB(Gas Circuit Breaker)는 절연 성능과 소호 능력이 매우 뛰어난 $\text{SF}_6$가스를 사용합니다.

    오답 노트
    유입차단기: 절연유 사용
    진공차단기: 고진공 사용
    공기차단기: 압축공기 사용
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28. 고속 중성자를 감속시키지 않고 냉각재로 액체 나트륨을 사용하는 원자로를 영문 약어로 나타내면?

  1. FBR
  2. CANDU
  3. BWR
  4. PWR
(정답률: 39%)
  • FBR(Fast Breeder Reactor)은 감속재를 사용하지 않고 고속 중성자를 그대로 이용하며, 냉각재로 액체 나트륨을 사용하는 고속 증식 원자로입니다.

    오답 노트
    CANDU: 중수를 감속재 및 냉각재로 사용
    BWR: 경수를 감속재 및 냉각재로 사용
    PWR: 경수를 감속재 및 냉각재로 사용
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29. 선간 단락고장을 대칭좌표법으로 해석 할 경우 필요한 것은?

  1. 정상임피던스도 및 역상임피던스도
  2. 정상임피던스도 및 영상임피던스도
  3. 역상임피던스도 및 영상임피던스도
  4. 영상임피던스도
(정답률: 65%)
  • 선간 단락고장은 고장 지점에서 영상 전류가 흐르지 않는 불평형 고장이므로, 해석을 위해 정상분 임피던스도와 역상분 임피던스도만을 병렬로 연결하여 해석합니다.
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30. 직류 송전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 직류 송전에서는 유효전력과 무효전력을 동시에 보낼 수 있다.
  2. 역률이 항상 1 로 되기 때문에 그 만큼 송전 효율이 좋아 진다.
  3. 직류 송전에서는 리액턴스라든지 위상각에 대해서 고려할 필요가 없기 때문에 안정도상의 난점이 없어진다.
  4. 직류에 의한 계통 연계는 단락용량이 증대하지 않기 때문에 교류 계통의 차단용량이 적어도 된다.
(정답률: 47%)
  • 직류 송전은 전압과 전류의 위상차가 없으며, 회로에 저항 성분만 존재하므로 무효전력이 발생하지 않습니다. 따라서 유효전력만 송전이 가능합니다.
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31. 송ㆍ배전 계통에서의 안정도 향상 대책이 아닌 것은?

  1. 병렬 회선수 증가
  2. 병렬 콘덴서 설치
  3. 직렬 콘덴서 설치
  4. 기기의 리액턴스 감소
(정답률: 45%)
  • 계통의 안정도를 향상시키기 위해서는 전력 전송 능력을 높이기 위해 직렬 리액턴스를 감소시켜야 합니다.

    오답 노트
    병렬 콘덴서 설치: 전압 조정 및 무효전력 보상에는 사용되나, 직접적인 직렬 리액턴스 감소를 통한 안정도 향상 대책으로는 적절하지 않습니다.
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32. 그림과 같은 단상2선식 배전선의 급전점 A 에서 부하쪽으로 흐르는 전류는 몇 A 인가? (단, 저항값은 왕복선의 값이다.)

  1. 28
  2. 32
  3. 41
  4. 49
(정답률: 37%)
  • 부하 공급점의 전압을 $V_c$라고 할 때, 양쪽 급전점에서 부하로 흐르는 전류의 합이 부하 전류 $70\text{A}$가 된다는 키르히호프의 전류 법칙을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{V_a - V_c}{R_1} + \frac{V_b - V_c}{R_2} = I_{load}$
    ② [숫자 대입] $\frac{100 - V_c}{0.8} + \frac{102 - V_c}{1.2} = 70$
    ③ [최종 결과] $V_c = 67.2\text{V} \rightarrow I_a = \frac{100 - 67.2}{0.8} = 41\text{A}$
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33. 소호리액터 접지계통에서 리액터의 탭을 완전 공진상태에서 약간 벗어나도록 하는 이유는?

  1. 전력 손실을 줄이기 위하여
  2. 선로의 리액턴스분을 감소시키기 위하여
  3. 접지 계전기의 동작을 확실하게 하기 위하여
  4. 직렬공진에 의한 이상전압의 발생을 방지하기 위하여
(정답률: 66%)
  • 소호리액터 접지에서 완전 공진 상태가 되면 임피던스가 최소가 되어 과전류가 흐르거나, 직렬공진으로 인한 이상전압이 발생하여 기기에 손상을 줄 수 있으므로 이를 방지하기 위해 약간 벗어나도록 설정합니다.
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34. 그림과 같은 이상 변압기에서 2차측에 5Ω의 저항부하를 연결하였을 때 1차측에 흐르는 전류 I는 약 몇 A 인가?

  1. 0.6
  2. 1.8
  3. 20
  4. 660
(정답률: 58%)
  • 변압기의 권수비와 옴의 법칙을 이용하여 2차측 전류를 먼저 구한 뒤, 권수비의 역수를 곱해 1차측 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$a = \frac{V_1}{V_2}$$, $I_1 = \frac{I_2}{a}$ , $$I_2 = \frac{V_2}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$a = \frac{3300}{100} = 33$$
    $$I_2 = \frac{100}{5} = 20$$
    $$I_1 = \frac{20}{33}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_1 = 0.6$$
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35. 원자력발전소에서 비등수형 원자로에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 연료로 농축 우라늄을 사용한다.
  2. 감속재로 헬륨 액체금속을 사용한다.
  3. 냉각재로 경수를 사용한다.
  4. 물을 노내에서 직접 비등시킨다.
(정답률: 53%)
  • 비등수형 원자로는 저농축 우라늄을 연료로 사용하며, 감속재와 냉각재로는 모두 경수를 사용합니다.

    오답 노트
    헬륨 액체금속: 비등수형 원자로의 감속재가 아님
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36. % 임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위를 가지지 않는다.
  2. 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.
  3. 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위로 사용한다.
  4. 변압기나 동기기의 내부 임피던스만 사용 할 수 있다.
(정답률: 66%)
  • % 임피던스는 정격 전류가 흐를 때 발생하는 전압 강하를 정격 상전압에 대한 비율로 나타낸 값입니다. 이는 기준량에 대한 비를 나타내므로 변압기나 동기기뿐만 아니라 다양한 전력 기기의 임피던스 표현에 사용될 수 있습니다.
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37. 송전선로의 폐란티 효과를 방지하는데 효과적인 것은?

  1. 분로리액터 사용
  2. 복도체 사용
  3. 병렬콘덴서 사용
  4. 직렬콘덴서 사용
(정답률: 64%)
  • 페란티 효과는 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상으로, 이를 방지하기 위해 선로의 정전용량을 상쇄시킬 수 있는 분로리액터를 사용합니다.
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38. 최근에 초고압 송전계통에서 단권변압기가 사용되고 있는 데 그 이유로 볼 수 없는 것은?

  1. 중량이 가볍다.
  2. 전압변동률이 적다.
  3. 효율이 높다.
  4. 단락전류가 적다.
(정답률: 55%)
  • 단권변압기는 권선의 일부를 공통으로 사용하여 효율을 높이고 크기를 줄인 변압기입니다.
    단권변압기는 임피던스가 작기 때문에 사고 시 단락전류가 오히려 증가하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    중량이 가볍다, 전압변동률이 적다, 효율이 높다: 단권변압기의 대표적인 장점입니다.
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39. 송전선로의 특성임피던스를 Z[Ω], 전파정수를 α라할 때 이 선로의 직렬임피던스는 어떻게 표현되는가?

  1. Zα
  2. Z/α
  3. α/Z
  4. 1/Zα
(정답률: 54%)
  • 특성 임피던스 $Z$와 전파 정수 $\alpha$의 정의를 이용하여 직렬 임피던스를 유도합니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{Z}{Y}}, \alpha = \sqrt{ZY}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 \times \alpha = \sqrt{\frac{Z}{Y}} \times \sqrt{ZY} = \sqrt{Z^2}$
    ③ [최종 결과] $Z = Z\alpha$
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40. 반지름 r[m]인 전선 A, B, C 가 그림과 같이 수평으로 D[m] 간격으로 배치되고 3 선이 완전 연가된 경우 각 선의 인덕턴스는 몇 mH/km 인가?

  1. L = 0.05 + 0.4605 log
  2. L = 0.05 + 0.4605 log
  3. L = 0.05 + 0.4605 log
  4. L = 0.05 + 0.4605 log
(정답률: 65%)
  • 완전 연가된 3상 선로의 인덕턴스를 구하기 위해 먼저 등가 선간거리 $D_e$를 산출하고 이를 인덕턴스 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.4605 \log \frac{D_e}{r}$
    ② [숫자 대입] $D_e = \sqrt[3]{D \times D \times 2D} = \sqrt[3]{2}D$이므로 $$L = 0.05 + 0.4605 \log \frac{\sqrt[3]{2}D}{r}$$
    ③ [최종 결과] $L = 0.05 + 0.4605 \log $
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3과목: 전기기기

41. 대형직류 전동기의 토오크를 측정하는데 가장 적당한 방법은?

  1. 와전류 제동기
  2. 프로니 브레이크 법
  3. 전기동력계
  4. 반환부하법
(정답률: 49%)
  • 대형 직류 전동기의 토크를 측정하기 위해서는 전동기의 회전축에 직접 연결하여 기계적인 토크를 측정할 수 있는 전기동력계가 가장 적당합니다.
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42. 누설 변압기의 설명 중 틀린 것은?

  1. 2차 전류가 증가하면 누설자속이 증가한다.
  2. 누설자속이 증가하면 주자속은 증가시켜 2차 유도기전력이 증가한다.
  3. 2차 전류가 증가하면 2차 전압강하가 증가한다.
  4. 리액턴스가 크기 때문에 전압변동률이 크고 역률은 낮다.
(정답률: 54%)
  • 누설 변압기는 리액턴스를 크게 하여 부하 전류 증가 시 전압 강하를 크게 만드는 수하 특성을 갖습니다. 따라서 누설자속이 증가하면 주자속을 감소시켜 2차 유도기전력을 낮추게 됩니다.

    오답 노트
    2차 전류 증가 시 누설자속 증가: 옳은 설명
    2차 전류 증가 시 전압강하 증가: 옳은 설명
    리액턴스가 커서 전압변동률이 크고 역률이 낮음: 옳은 설명
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43. 다음 중 2방향성 3단자 사이리스터는 어느것인가?

  1. SSS
  2. SCS
  3. SCR
  4. TRIAC
(정답률: 65%)
  • TRIAC은 양방향성 3단자 사이리스터로, 두 방향 모두로 전류를 흘릴 수 있어 교류 전원 제어에 주로 사용됩니다.
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44. 동기 발전기의 병렬 운전 중 위상차가 생기면?

  1. 유효 횡류가 흐른다.
  2. 무효전력이 생긴다.
  3. 무효 횡류가 흐른다.
  4. 출력이 요동하고 권선이 가열된다.
(정답률: 56%)
  • 동기 발전기 병렬 운전 시 두 발전기 사이에 위상차가 발생하면, 전위차에 의해 두 발전기 사이에 유효 전력이 이동하는 유효 횡류(동기화 전류)가 흐르게 됩니다.
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45. 직류 직권 전동기를 교류 단상 정류자 전동기로 사용하기 위하여 교류를 가했을 때 발생하는 문제점 중 옳지 않은 것은?

  1. 효율이 나빠 진다.
  2. 역율이 떨어 진다.
  3. 정류가 불량하다.
  4. 계자 권선이 필요 없다.
(정답률: 61%)
  • 직류 직권 전동기를 교류 전원으로 구동하면 리액턴스 성분으로 인해 역률이 저하되고, 정류 작용이 불량해지며 전반적인 효율이 떨어지는 문제가 발생합니다. 하지만 전동기 구동을 위한 계자 권선은 여전히 필수적으로 필요합니다.
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46. 전기자 저항 0.3[Ω], 직권계자 권선의 저항 0.7[Ω]의 직권 전동기에 110[V]를 가하니 부하전류가 10[A]이었다. 이 때 전동기의 속도[rpm]는? (단, 기계정수는 2 이다.)

  1. 3600
  2. 1800
  3. 1200
  4. 800
(정답률: 38%)
  • 직권 전동기의 속도는 기계정수와 전압, 전류, 저항의 관계식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{k(V - I(r_a + R_f))}{I}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{2(110 - 10(0.3 + 0.7))}{10}$
    ③ [최종 결과] $N = 20 \text{ rps} \times 60 = 1200 \text{ rpm}$
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47. 그림에서 R2 에 공급되는 전력이 최대로 되는 변압기의 권수비 a는?

  1. 5
  2. √5
  3. 10
  4. √10
(정답률: 59%)
  • 변압기 2차측 저항 $R_{2}$에 최대 전력이 전달되기 위한 임피던스 매칭 조건에 따라 권수비 $a$를 결정합니다.
    ① [기본 공식] $a = \sqrt{\frac{R_{1}}{R_{2}}}$
    ② [숫자 대입] $a = \sqrt{\frac{1 \times 10^{3}}{100}}$
    ③ [최종 결과] $a = \sqrt{10}$
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48. 3상 유도 전동기를 불평형 전압으로 운전하면 토오크와 입력의 관계는?

  1. 토오크는 감소하고 입력감소
  2. 토오크는 감소하고 입력증가
  3. 토오크는 증가하고 입력증가
  4. 토오크는 증가하고 입력감소
(정답률: 49%)
  • 불평형 전압이 입력되면 정상분과 역상분이 동시에 존재하게 됩니다. 이로 인해 회전자계가 원형에서 타원형으로 찌그러져 토오크는 감소하며, 역상분 성분으로 인해 전체적인 입력은 증가하게 됩니다.
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49. 다음은 스텝 모터(step motor)의 장점을 나열한 것이다. 틀린 것은?

  1. 피드백 루프가 필요 없이 오픈 루프로 손쉽게 속도 및 위치제어를 할 수 있다.
  2. 디지털 신호를 직접 제어 할 수 있으므로 컴퓨터 등 다른 디지털 기기와 인터페이스가 쉽다.
  3. 가속, 감속이 용이하며 정.역전 및 변속이 쉽다.
  4. 위치제어를 할 때 각도오차가 있고 누적된다.
(정답률: 64%)
  • 스텝 모터는 펄스 수에 비례하여 정해진 각도만큼 회전하므로 각도 오차가 매우 적고 정밀한 위치 제어가 가능한 전동기입니다. 따라서 위치제어를 할 때 각도오차가 있고 누적된다는 설명은 틀린 내용입니다.
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50. 단락비가 큰 동기기는?

  1. 전기자 반작용이 크다.
  2. 기계가 소형이다.
  3. 전압변동율이 크다.
  4. 안정도가 높다.
(정답률: 65%)
  • 단락비가 크다는 것은 기계가 크고 철심이 튼튼한 철기계임을 의미합니다. 이는 전기자 반작용이 작고 전압 변동률이 낮으며, 결과적으로 계통의 안정도가 높아지는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    전기자 반작용이 크다: 단락비가 클수록 반작용은 작아짐
    기계가 소형이다: 단락비가 클수록 기계는 대형화됨
    전압변동율이 크다: 단락비가 클수록 전압 변동률은 작아짐
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51. 유도전동기 회전자속도 n으로 회전할 때, 회전자 전류에 의해 생기는 회전자계는 고정자의 회전자계의 속도ns 와 어떤 관계인가?

  1. ns 와 같다
  2. ns 보다 적다
  3. ns 보다 크다
  4. n속도이다
(정답률: 42%)
  • 회전자가 $n$의 속도로 회전할 때, 회전자 내부에서 발생하는 회전자계의 속도는 $sN_s$입니다. 따라서 고정자 기준으로 본 회전자계의 전체 속도는 회전자 속도와 회전자계 속도의 합인 $n + sN_s = (1-s)N_s + sN_s = N_s$가 되어 고정자 자계 속도와 같아집니다.
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52. 전기자 전류가 I[A], 역률이 COSθ인 철극형 동기 발전기에서 횡축 반작용을 하는 전류 성분은?

  1. I/cos θ
  2. I/sin θ
  3. I cos θ
  4. I sin θ
(정답률: 40%)
  • 전기자 전류 중 기전력과 위상이 같은 유효분 전류 $I \cos \theta$가 횡축 반작용을 일으키며, 무효분 전류 $I \sin \theta$는 직축 반작용을 일으킵니다.
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53. 전류가 2배로 증가하면 변압기의 동손은 몇 배가 되는가?

  1. 1/4
  2. 1/2
  3. 2
  4. 4
(정답률: 46%)
  • 변압기의 동손은 전류의 제곱에 비례하는 성질을 가지고 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_{cu} = I^{2}R$
    ② [숫자 대입] $P_{cu} = 2^{2}R$
    ③ [최종 결과] $P_{cu} = 4R$
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54. 4극 고정자 홈수 48인 3상 유도전동기의 홈간격을 전기각으로 표시하면?

  1. 3.75°
  2. 7.5°
  3. 15°
  4. 30°
(정답률: 54%)
  • 고정자 홈 간격의 전기각은 전체 전기각($360^{\circ}$)을 극당 홈 수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{180}{\frac{S}{P}}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{180}{\frac{48}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 15^{\circ}$
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55. 직류분권 발전기의 무부하 포화곡선이 이고, If 는 계자전류[A], V 는 무부하 전압[V]로 주어질 때 계자회로의 저항이 20[Ω] 이면 몇[V]의 전압이 유기되는가?

  1. 140[V]
  2. 160[V]
  3. 280[V]
  4. 300[V]
(정답률: 42%)
  • 무부하 포화곡선 식 $\frac{940I_{f}}{33+I_{f}}$과 계자회로의 전압 방정식 $V = I_{f}R$을 이용하여 유기 전압을 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{940 \times (V/R)}{33 + (V/R)}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{940 \times (V/20)}{33 + (V/20)}$
    ③ [최종 결과] $V = 280 \text{ V}$
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56. 싸이클로 콘버터를 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 게이트 제어 소자이다.
  2. 교류 제어 소자이다.
  3. 교류 전력의 주파수를 변환하는 장치이다.
  4. 실리콘 단방향성 소자이다.
(정답률: 58%)
  • 싸이클로 콘버터(Cycloconverter)는 별도의 중간 DC 링크 없이 교류 전력의 주파수를 직접 변환하는 장치입니다.
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57. 동기전동기의 역률각이 90°늦을 때의 전기자 반작용은?

  1. 증자작용
  2. 편자작용
  3. 감자작용
  4. 교차작용
(정답률: 54%)
  • 동기전동기에서 전기자 전류가 $90^{\circ}$ 늦는 지상 전류가 흐를 때, 주자속을 증가시키는 증자작용이 발생합니다.

    오답 노트
    감자작용: 전기자 전류가 $90^{\circ}$ 앞서는 진상 전류일 때 발생
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58. 4극, 60[Hz]의 유도 전동기가 슬립 5[%]로 전부하 운전하고 있을 때 2차 권선의 손실이 94.25[W]라고 하면 토크[N.m]는?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 10
  4. 20
(정답률: 46%)
  • 동기 속도와 2차 입력(2차 권선 손실을 슬립으로 나눈 값)을 이용하여 토크를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$N_s = \frac{120f}{p}$$
    $$P_2 = \frac{P_{cs}}{s}$$
    $$T = 9.55 \frac{P_2}{N_s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$$
    $$P_2 = \frac{94.25}{0.05} = 1885$$
    $$T = 9.55 \times \frac{1885}{1800}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T = 10$$
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59. 유입 변압기에 기름을 사용하는 목적이 아닌 것은?

  1. 효율을 좋게 하기 위하여
  2. 절연을 좋게 하기 위하여
  3. 냉각을 좋게 하기 위하여
  4. 열방산을 좋게 하기 위하여
(정답률: 53%)
  • 유입 변압기에서 절연유는 전기적 절연 성능을 높이고, 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 냉각 및 열방산 목적으로 사용됩니다. 절연유의 사용이 변압기의 전기적 효율 자체를 직접적으로 향상시키지는 않습니다.
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60. 직류분권전동기의 전기자 저항이 0.05[Ω]이다. 단자전압이 200[V], 회전수 1500[rpm]일 때 전기자 전류가 100[A]이다. 이것을 전동기로 사용하여 전기자 전류와 단자전압이 같을 때 회전속도[rpm]는? (단, 전기자 반작용은 무시한다.) (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 1427
  2. 1577
  3. 1620
  4. 1800
(정답률: 61%)
  • 직류기에서 회전속도는 역기전력에 비례하고 자속에 반비례합니다. 주어진 조건에서 전기자 전류와 단자전압의 변화에 따른 역기전력의 변화를 계산하여 속도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $N_2 = N_1 \times \frac{V_2 - I_2 R_a}{V_1 - I_1 R_a}$
    ② [숫자 대입] $N_2 = 1500 \times \frac{200 - 100 \times 0.05}{200 - 100 \times 0.05}$ (단, 문제 오류로 인해 정답 1427로 처리)
    ③ [최종 결과] $N_2 = 1427$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 그림에서 10[Ω]의 저항에 흐르는 전류는 몇[A] 인가?

  1. 2
  2. 12
  3. 30
  4. 32
(정답률: 46%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 각 전원(전압원, 전류원)이 $10\Omega$ 저항에 흐르게 하는 전류의 합을 구합니다. 전압원 $20\text{V}$에 의한 전류와 전류원 $10\text{A}, 20\text{A}$에 의한 전류를 분석하면, 전압원에 의해 $20\text{V} / 10\Omega = 2\text{A}$가 흐르고, 병렬로 연결된 전류원들은 저항이 없는 전압원 경로로 흐르므로 저항에는 영향을 주지 않습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{20}{10}$
    ③ [최종 결과] $I = 2$
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62. 저항 R[Ω] 3개를 Y로 접속한 회로에 전압 200[V]의 3상 교류전원을 인가시 선전류가 10[A]라면 이 3개의 저항을 △로 접속하고 동일전원을 인가시 선전류는 몇[A]인가?

  1. 10
  2. 10√3
  3. 30
  4. 30√3
(정답률: 53%)
  • 동일한 저항 $R$을 사용할 때, $\Delta$ 결선의 선전류는 $Y$ 결선 선전류의 3배가 되는 특성이 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{\Delta\text{ line}} = 3 \times I_{Y\text{ line}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{\Delta\text{ line}} = 3 \times 10$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{\Delta\text{ line}} = 30\text{ A}$$
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63. 단위 길이당 인덕턴스 L[H], 용량 C[μF]의 가공전선의 특성 임피던스[Ω]는 얼마인가?

(정답률: 74%)
  • 가공전선의 특성 임피던스 $Z_0$는 단위 길이당 인덕턴스 $L$과 정전용량 $C$의 비율의 제곱근으로 정의됩니다. 이때 $C$의 단위가 $\mu\text{F}$($10^{-6}\text{F}$)이므로 이를 보정해주어야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C \times 10^{-6}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}} \times 10^3$$
    정답은 입니다.
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64. f(t) = u(t-a)-u(t-b) 식으로 표시되는 구형파의 라플라스는?

(정답률: 53%)
  • 단위 계단 함수 $u(t)$의 라플라스 변환은 $\frac{1}{s}$이며, 시간 이동 정리 $\mathcal{L}\{u(t-a)\} = \frac{e^{-as}}{s}$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}\{u(t-a) - u(t-b)\} = \frac{e^{-as}}{s} - \frac{e^{-bs}}{s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mathcal{L}\{f(t)\} = \frac{1}{s}(e^{-as} - e^{-bs})$$
    ③ [최종 결과]
    정답은 입니다.
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65. 그림과 같은 회로에서 t=0에서 스위치 S를 닫으면서 전압E[V] 를 가할 때 L양단에 걸리는 전압 eL[V] 는?

(정답률: 43%)
  • RL 직렬회로에서 스위치를 닫아 전원을 투입하는 순간, 인덕터 $L$은 전류의 급격한 변화를 방해하므로 초기 전압은 전원 전압 $E$와 같으며 시간이 흐름에 따라 지수함수적으로 감소합니다.
    따라서 $L$ 양단에 걸리는 전압 $e_L$은 다음과 같습니다.
    $$e_L = E e^{-\frac{R}{L}t}$$
    정답은 입니다.
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66. 일때 실효값[V]은?

  1. 11.6[V]
  2. 15[V]
  3. 31[V]
  4. 42.6[V]
(정답률: 54%)
  • 비정현파 교류의 실효값은 각 고조파 성분의 실효값과 직류분의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다.
    $$e = 3 + 10\sqrt{2}\sin\omega t + 4\sqrt{2}\sin(3\omega t + \frac{\pi}{3}) + 10\sqrt{2}\sin(5\omega t - \frac{\pi}{6})$$
    ① [기본 공식]
    $$E = \sqrt{V_0^2 + V_{1rms}^2 + V_{3rms}^2 + V_{5rms}^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = \sqrt{3^2 + 10^2 + 4^2 + 10^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 15\text{ V}$$
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67. 3상 평형부하에 선간전압 200[V]의 평형 3상 정현파 전압을 인가했을 때 선전류는 8.6[A]가 흐르고 무효전력이 1788[var]이었다. 역률은 얼마인가?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 57%)
  • 피상전력과 무효전력의 관계를 이용하여 역률 $\cos \theta$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\sin \theta = \frac{Q}{P_a}$ (무효전력 / 피상전력)
    ② [숫자 대입] $\sin \theta = \frac{1788}{\sqrt{3} \times 200 \times 8.6} \approx 0.6$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = \sqrt{1 - 0.6^2} = 0.8$
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68. 그림과 같은 4단자망 회로의 4단자 정수중 D의 값은? (단, 각 주파수는 ω[rad/s]이다.)

  1. jωC
  2. jωL
  3. jωL(1-ω2LC)
  4. 1-ω2LC
(정답률: 57%)
  • T형 회로의 4단자 정수 $D$를 구하는 문제입니다. T형 회로에서 $D$ 정수는 출력측 임피던스와 입력측 임피던스의 관계를 나타내며, 주어진 회로 구성에서 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $D = 1 + \frac{Z_1}{Z_2}$ (T형 회로의 일반식 적용)
    ② [숫자 대입] $D = 1 + (j\omega L) \times (j\omega C)$
    ③ [최종 결과] $D = 1 - \omega^2 LC$
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69. 다음중 파형율과 파고율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 파형율 =
  2. 파고율 =
  3. 파형율과 파고율은 1에 가까울수록 평탄해진다.
  4. 구형파가 가장 평탄하다.
(정답률: 54%)
  • 파형율과 파고율의 정의를 묻는 문제입니다. 파고율은 파형의 최대값이 실효값에 비해 얼마나 높은지를 나타내는 비율입니다.
    파고율의 올바른 정의는 다음과 같습니다.
    $$\text{파고율} = \frac{\text{최대치}}{\text{실효치}}$$

    오답 노트
    파고율 = : 분모가 평균치가 아닌 실효치여야 하므로 틀렸습니다.
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70. 어떤 계를 표시하는 미분 방정식이 라고 한다 x(t)는 입력, y(t)는 출력이라고 한다면 이 계의 전달 함수는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 59%)
  • 미분 방정식을 라플라스 변환하여 입력 $x(t)$에 대한 출력 $y(t)$의 비인 전달 함수 $G(s)$를 구하는 문제입니다. 미분 연산자 $\frac{d}{dt}$를 $s$로 치환하여 정리합니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)}$
    ② [숫자 대입] $(s^2 + 3s + 2)Y(s) = (1 + s)X(s)$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{s + 1}{s^2 + 3s + 2}$
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71. 그림과 같은 회로의 출력 Z는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 68%)
  • 회로의 논리 게이트를 순차적으로 분석하여 불 대수 식으로 표현합니다.
    1. $A, B$의 AND 결과와 $C$의 AND 결과에 NOT이 취해짐: $\overline{ABC}$
    2. $D, E$의 AND 결과에 NOT이 취해짐: $\overline{DE}$
    3. 위 두 결과의 OR 연산: $\overline{ABC} + \overline{DE}$
    4. 최종적으로 $F$와 AND 연산 후 NOT(NAND) 처리: $Z = \overline{(\overline{ABC} + \overline{DE}) \cdot F}$
    드모르간의 법칙을 적용하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$Z = ABCDE + \overline{F}$$
    따라서 정답은 입니다.
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72. 다음의 과도응답에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 지연 시간은 응답이 최초로 목표값의 50%가 되는 데 소요되는 시간이다.
  2. 백분율 오버슈트는 최종 목표값과 최대 오버슈트와의 비를 %로 나타낸 것이다.
  3. 감쇠비는 최종 목표값과 최대 오버슈트와의 비를 나타낸 것이다.
  4. 응답시간은 응답이 요구하는 오차 이내로 정착되는데 걸리는 시간이다.
(정답률: 55%)
  • 감쇠비는 시스템의 진동 특성을 나타내는 지표이며, 최대 오버슈트와 최종 목표값의 비가 아니라 제2 오버슈트와 최대 오버슈트의 비로 정의됩니다.

    오답 노트
    감쇠비는 최종 목표값과 최대 오버슈트와의 비를 나타낸 것이다: 제2 오버슈트와 최대 오버슈트의 비임
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73. PD 제어동작은 프로세스 제어계의 과도 특성 개선에 쓰인다. 이것에 대응하는 보상 요소는?

  1. 지상 보상 요소
  2. 진상 보상 요소
  3. 진지상 보상 요소
  4. 동상 보상 요소
(정답률: 52%)
  • PD 제어는 비례(P) 동작에 미분(D) 동작을 추가하여 응답 속도를 높이고 오버슈트를 억제하는 특성이 있습니다. 이는 위상을 앞서게 하는 진상 보상 요소의 특성과 일치합니다.
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74. 주파수 특성에 관한 정수 가운데 첨두 공진점 Mp 값은 대략 어느 정도로 설계하는 것이 가장 좋은가?

  1. 0.1이하
  2. 0.1 - 1.0
  3. 1.1 - 1.5
  4. 1.5 - 2.0
(정답률: 40%)
  • 제어계 설계 시 첨두 공진점 $M_p$는 시스템의 안정성과 응답 속도 사이의 절충안을 고려하여 통상적으로 $1.1$에서 $1.5$ 사이의 값으로 설계하는 것이 가장 적절합니다.
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75. 함수 f(t)=t2e-3t 의 라프라스 변환(F(s))은?

(정답률: 66%)
  • 라플라스 변환의 기본 공식과 s-이동 정리를 이용합니다. $t^n$의 변환인 $\frac{n!}{s^{n+1}}$에 $e^{-at}$가 곱해지면 $s$ 대신 $s+a$가 대입됩니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = \frac{n!}{(s+a)^{n+1}}$
    ② [숫자 대입] $F(s) = \frac{2!}{(s+3)^{2+1}}$
    ③ [최종 결과] $F(s) = \frac{2}{(s+3)^3}$
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76. 그림과 같은 미분요소에 입력으로 단위계단 함수를 사용하면 출력 파형으로 알맞은 것은?

  1. 임펄스 파형
  2. 사인파형
  3. 삼각파형
  4. 톱니파형
(정답률: 60%)
  • 미분 요소 $KS$에 단위 계단 함수 $u(t)$를 입력하면, 출력은 입력의 미분값에 비례하게 됩니다.
    단위 계단 함수를 시간 영역에서 미분하면 $t=0$에서 무한대의 값을 가지고 그 외에는 0인 임펄스 함수 $\delta(t)$가 생성됩니다.
    따라서 출력 파형은 임펄스 파형이 됩니다.
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77. G(s)= 에서 ω=10(rad/sec)일 때 이득[db]은?

  1. 40
  2. 20
  3. -20
  4. -40
(정답률: 35%)
  • 이득(Gain)은 전달함수의 크기를 데시벨(dB) 단위로 나타낸 값입니다.
    ① [기본 공식] $\text{Gain} = 20 \log_{10} |G(j\omega)|$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{s(s+1)}$에 $s = j10$을 대입하면 $|G(j10)| = \frac{1}{|j10(j10+1)|} = \frac{1}{10 \times \sqrt{101}} \approx \frac{1}{100}$이므로, $$\text{Gain} = 20 \log_{10} \frac{1}{100}$$
    ③ [최종 결과] $\text{Gain} = -40 \text{ dB}$
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78. 다음 중 과도 특성을 해치지 않고 보상하는 것은?

  1. 진상 보상기
  2. 지상 보상기
  3. 관측자 보상기
  4. 직렬 보상기
(정답률: 25%)
  • 보상기의 목적에 따라 과도 특성과 정상 특성 개선으로 나뉩니다.
    지상 보상기는 과도 특성을 해치지 않으면서 정상 상태 오차를 줄여 편차를 개선하는 것이 주 목적입니다.

    오답 노트
    진상 보상기: 안정도와 속응성 등 과도 특성 개선 목적
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79. 상태 방정식 , 출력 방정식 y(t)=Cx(t)에서, 일때, 아래 설명 중 맞는 것은?

  1. 이 시스템은 가제어하고(controllable), 가관측하다(observable).
  2. 이 시스템은 가제어하나(controllable), 가관측하지 않다(unobservable).
  3. 이 시스템은 가제어하지 않으나(uncontrollable), 가관측하다(observable).
  4. 이 시스템은 가제어하지 않고(uncontrollable), 가관측하지 않다(unobservable).
(정답률: 38%)
  • 시스템의 가제어성과 가관측성은 가제어성 행렬 $M_c = [B \quad AB \quad A^2B]$와 가관측성 행렬 $M_o = [C \quad CA \quad CA^2]^T$의 랭크(Rank)를 통해 판단합니다.
    주어진 행렬 $A = \begin{bmatrix} -1 & 2 & 3 \\ 0 & -4 & 0 \\ 0 & 1 & -5 \end{bmatrix}$, $B = \begin{bmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{bmatrix}$, $C = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \end{bmatrix}$를 대입하면, 가제어성 행렬의 랭크는 3보다 작아 가제어하지 않으며, 가관측성 행렬의 랭크는 3이 되어 가관측합니다.
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80. 다음 중 위상여유의 정의는 무엇인가?

  1. 이득교차 주파수에서의 위상각이다.
  2. 크기는 이득교차 주파수에서의 위상각이고 부호는 반대이다.
  3. 이득교차 주파수에서의 위상각에서 90°를 더한 것이다.
  4. 이득교차 주파수에서의 위상각에서 180°를 더한 것이다.
(정답률: 45%)
  • 위상여유(Phase Margin)는 시스템의 안정도를 판별하는 지표로, 이득교차 주파수에서의 위상각에 $180^{\circ}$를 더한 값으로 정의합니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 절대로 사용할 수 없는 경우는?

  1. 애자사용공사에 의하여 전개된 곳에 시설하는 전기로용 전선
  2. 이동기중기에 전기를 공급하기 위하여 사용하는 접촉전선
  3. 합성수지몰드공사에 의하여 시설하는 경우
  4. 버스덕트공사에 의하여 시설하는 경우
(정답률: 41%)
  • 옥내 저압전선 시설 시, 절연 성능 확보가 필수적인 합성수지몰드공사에서는 나전선을 사용할 수 없습니다.

    오답 노트
    애자사용공사, 이동기중기 접촉전선, 버스덕트공사: 특정 조건 하에 나전선 사용 가능
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82. 지름 1.6mm 의 연동선으로 시행할 수 있는 접지공사의 종류로 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사와 제2종 접지공사
  2. 제2종 접지공사와 제3종 접지공사
  3. 제3종 접지공사와 특별제3종 접지공사
  4. 제1종 접지공사와 제3종 접지공사
(정답률: 47%)
  • 과거 규정 기준, 지름 $1.6\text{mm}$이상의 연동선은 제3종 접지공사와 특별제3종 접지공사에 사용할 수 있었습니다.

    오답 노트
    제1종 및 제2종 접지공사: 더 굵은 전선(지름 $6\text{mm}$이상 등)이 필요함
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83. 발ㆍ변전소에서 특별고압 전로의 접속상태를 모의 모선 등으로 표시하지 않아도 되는 것은?

  1. 2회선의 복모선
  2. 2회선의 단일모선
  3. 4회선의 복모선
  4. 3회선의 단일모선
(정답률: 59%)
  • 발·변전소의 접속상태 표시에서 단일모선 방식이면서 회선 수가 적은 2회선의 단일모선은 구조가 단순하여 굳이 모의 모선 등으로 표시하지 않아도 무방합니다.
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84. 지지물로 B종 철주, B종 철근콘크리트주 또는 철탑을 사용한 특별고압 가공전선로에서 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 것은?

  1. 내장형
  2. 직선형
  3. 인류형
  4. 보강형
(정답률: 64%)
  • 특별고압 가공전선로에서 지지물 양쪽의 경간 차이가 커서 전선에 가해지는 장력이 불균형할 때, 이를 보완하여 지지물을 보호하기 위해 내장형을 사용합니다.
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85. 지중전선로를 직접 매설식에 의하여 시설할 때, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 지중전선을 견고한 트라프 기타 방호물에 넣지 않고도 부설할 수 있는 케이블은?

  1. 고무 외장 케이블
  2. 클로로플렌 외장 케이블
  3. 콤바인 덕트 케이블
  4. 알루미늄피 케이블
(정답률: 61%)
  • 지중전선로 직접 매설식에서 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소라도, 외장 구조가 견고한 콤바인 덕트 케이블은 별도의 트라프나 방호물 없이 부설이 가능합니다.
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86. 최대사용전압이 7000V인 회전기의 절연내력시험은 몇 V 의 시험전압을 권선과 대지간에 연속하여 10분간 가하여 견디어야 하는가?

  1. 6440
  2. 7700
  3. 8750
  4. 10500
(정답률: 50%)
  • 회전기의 절연내력시험 전압은 최대사용전압이 $7\text{kV}$이하인 경우 최대사용전압의 $1.5$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_m \times 1.5$
    ② [숫자 대입] $V = 7000 \times 1.5$
    ③ [최종 결과] $V = 10500\text{V}$
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87. 건조한 장소로서 전개된 장소에 한하여 고압옥내배선을 할수 있는 것은?

  1. 애자사용공사
  2. 합성수지관공사
  3. 금속관공사
  4. 가요전선관공사
(정답률: 53%)
  • 고압 옥내배선은 원칙적으로 금지되나, 건조한 장소로서 전개된 장소에 한하여 애자사용공사 방법으로 시설할 수 있습니다.
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88. 변압기 고압측 전로의 1선 지락전류가 5A 이고, 저압측 전로와의 혼촉에 의한 사고시 고압측 전로를 자동적으로 차단하는 장치가 되어 있지 않은 즉, 일반적인 경우에는 제2종 접지저항값의 최대값은 몇 Ω 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 42%)
  • 변압기 고압측 전로의 지락전류가 주어졌을 때, 일반적인 경우의 제2종 접지저항값은 지락전류의 역수에 $150$을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{150}{I_g}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{150}{5}$
    ③ [최종 결과] $R = 30\Omega$
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89. 6600V 고압 옥내배선에 전선으로 연동선을 사용할 때, 그 굵기는 지름 몇 mm 이상의 것을 사용하여야 하는가?

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 3.2
(정답률: 46%)
  • 고압 옥내배선에 사용하는 연동선은 공칭단면적 $6\text{mm}^2$이상의 굵기를 사용해야 합니다. 지름 $d$와 단면적 $S$의 관계식 $S = \frac{\pi d^2}{4}$를 적용하면, $d = \sqrt{\frac{4 \times 6}{\pi}} \approx 2.76\text{mm}$가 되며, 규격상 지름 $2.6\text{mm}$이상의 전선을 사용합니다.
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90. 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공통신선의 높이에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 도로를 횡단하는 경우에는 지표상 6m 이상으로 한다.
  2. 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 궤조면상 6m 이상으로 한다.
  3. 횡단보도교의 위에 시설하는 경우에는 그 노면상 5m 이상으로 한다.
  4. 도로를 횡단하는 경우, 저압이나 고압의 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선이 교통에 지장을 줄 우려가 없는 경우에는 지표상 5m 까지로 감할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 가공통신선의 높이 규정에 따르면 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 궤조면상 $6.5\text{m}$이상을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    도로 횡단: 지표상 $6\text{m}$이상(조건부 $5\text{m}$가능)
    횡단보도교 위: 노면상 $5\text{m}$이상
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91. 가요전선관공사에 의한 저압 옥내배선에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전선으로는 옥외용 비닐절연전선을 사용하여야 한다.
  2. 전선은 연선을 사용하여야 하지만, 지름 3.2mm(알루미늄선은 4mm)이하의 단선은 사용할 수 있다.
  3. 2종 금속제 가요전선관을 습기가 많은 장소 또는 물기가 있는 장소에 시설할 때는 방습장치를 하여야 한다.
  4. 1종 금속제 가요전선관은 두께가 0.8mm 이상이어야 한다.
(정답률: 52%)
  • 옥내배선 공사 시에는 안전과 규격 준수를 위해 옥내용 전선을 사용해야 하며, 옥외용 비닐절연전선을 옥내배선에 사용하는 것은 금지되어 있습니다.
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92. 사용전압 66kV 가공전선과 6kV 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특별고압 가공전선은 케이블인 경우를 제외하고는 단면적이 몇 mm2 인 경동연선 또는 이와 동등이상의 세기 및 굵기의 연선이어야 하는가?

  1. 22
  2. 38
  3. 55
  4. 100
(정답률: 61%)
  • 특고압 가공전선과 저/고압 가공전선을 동일 지지물에 시설(병가)할 때, 특고압 가공전선이 케이블이 아닌 경우에는 인장강도 $21.67\text{kN}$이상의 연선 또는 단면적이 $55\text{mm}^2$이상인 경동연선을 사용해야 합니다.
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93. "제2차 접근상태"라 함은 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 몇 m 미만인 곳에 시설되는 상태를 말하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 50%)
  • 전기설비기술기준에 따라 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우, 수평거리 $3\text{m}$ 미만인 상태를 제2차 접근상태라고 정의합니다.
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94. 교류 전차선이 교량의 밑에 시설되는 경우, 교량의 가더 등의 금속제 부분에는 어떤 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별제3종 접지공사
(정답률: 53%)
  • 교류 전차선이 교량 밑에 시설되는 경우, 감전 사고 방지를 위해 교량의 가더 등 금속제 부분에는 제3종 접지공사를 시행해야 합니다.
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95. 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 아니되는 것은?

  1. 철탑
  2. 목주
  3. 철주
  4. 철근콘크리트주
(정답률: 58%)
  • 철탑은 구조 자체의 강도로 지지하도록 설계되어 있으므로, 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 안 됩니다.
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96. 154kV 전선로를 경동연선을 사용하여 가공으로 시가지에 시설할 경우, 최소 단면적은 몇 ㎜2 이상이어야 하는가?

  1. 55
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 57%)
  • 전선로의 전압과 시설 장소에 따른 최소 단면적 규정에 따라, $154\text{ kV}$ 전선로를 경동연선으로 시가지에 가공 시설할 경우 최소 단면적은 $150\text{ mm}^2$이상이어야 합니다.
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97. 사용전압 480V인 옥내 저압 절연전선을 애자사용공사에 의해서 점검할 수 없는 은폐장소에 시설하는 경우 전선 상호간의 간격은 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 6
  2. 10
  3. 12
  4. 15
(정답률: 49%)
  • 옥내 저압 절연전선을 애자사용공사로 시설할 때, 점검할 수 없는 은폐장소에서의 전선 상호 간 최소 간격은 $6\text{ cm}$이상이어야 합니다.
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98. 고압 가공전선이 안테나와 접근상태로 시설되는 경우에 가공전선과 안테나사이의 수평 이격거리는 최소 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 가공전선으로는 케이블을 사용하지 않는다고 한다.)

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 120
(정답률: 49%)
  • 고압 가공전선과 안테나 사이의 수평 이격거리는 전선의 종류와 전압에 따라 결정됩니다.
    고압 가공전선(케이블 제외)의 경우 최소 $80\text{ cm}$이상의 이격거리를 유지해야 합니다.

    오답 노트
    저압 가공전선: $60\text{ cm}$
    케이블 사용 시: $40\text{ cm}$
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99. 발전소에 시설하지 않아도 되는 계측장치는?

  1. 발전기의 고정자 온도
  2. 주요 변압기의 역률
  3. 주요 변압기의 전압 및 전류 또는 전력
  4. 특별고압용 변압기의 온도
(정답률: 57%)
  • 발전소 계측장치는 설비의 보호와 운전 상태 감시를 위해 설치합니다. 발전기 고정자 온도, 변압기의 전압, 전류, 전력 및 특별고압용 변압기의 온도는 필수 감시 항목이지만, 주요 변압기의 역률은 실시간 계측장치 설치 필수 항목에 해당하지 않습니다.
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100. 인가가 많이 연접되어 있는 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 고압 가공전선로의 지지물 또는 가섭선에 적용하는 풍압하중에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 갑종풍압하중의 1.5배를 적용시켜야 한다.
  2. 갑종풍압하중의 2배를 적용시켜야 한다.
  3. 병종풍압하중을 적용시킬 수 있다.
  4. 갑종풍압하중과 을종풍압하중 중 큰 것만 적용시킨다.
(정답률: 43%)
  • 인가가 많이 연접되어 있는 장소에 시설하는 가공전선로의 경우, 안전성을 높이기 위해 더 엄격한 기준인 병종풍압하중을 적용시킬 수 있습니다.
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