전기기사 필기 기출문제복원 (2005-08-07)

전기기사 2005-08-07 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2005-08-07 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 유전체 전도전류 ic 와 변위전류 id가 흘러, 양 전류의 크기가 같게 되는 임계 주파수를 fc라 할때 임의의 주파수 f에 있어서의 유전체 역률 tanδ는 얼마인가?

  1. f/fc
  2. fc/f
  3. fㆍfc
  4. f2/fc
(정답률: 48%)
  • 유전체 역률 $\tan\delta$는 전도전류 $i_{c}$와 변위전류 $i_{d}$의 비로 정의됩니다. 임계 주파수 $f_{c}$에서 두 전류의 크기가 같으므로, 주파수 $f$에 따른 역률은 임계 주파수와 현재 주파수의 반비례 관계로 나타납니다.
    $$\tan\delta = \frac{f_{c}}{f}$$
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2. 전류가 흐르는 도선을 자계안에 놓으면, 이 도선에 힘이 작용한다. 평등 자계의 진공 중에 놓여 있는 직선 전류 도선이 받는 힘에 대하여 옳은 것은?

  1. 전류의 세기에 반비례한다.
  2. 도선의 길이에 비례한다.
  3. 자계의 세기에 반비례한다.
  4. 전류와 자계의 방향이 이루는 각의 탄젠트 각에 비례한다.
(정답률: 72%)
  • 자계 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘(플레밍의 왼손 법칙)의 원리를 묻는 문제입니다. 힘의 크기는 전류의 세기, 자계의 세기, 도선의 길이에 모두 비례합니다.
    $$F = BIl\sin\theta$$
    위 식에서 알 수 있듯이 도선의 길이에 비례하는 것이 옳습니다.

    오답 노트
    전류의 세기: 비례함
    자계의 세기: 비례함
    각도: $\sin$ 값에 비례함
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3. 점전하와 접지된 유한한 도체 구가 존재할 때 점전하에 의한 접지 구 도체의 영상전하에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 영상전하는 구 도체 내부에 존재한다.
  2. 영상전하는 점전하와 크기는 같고 부호는 반대이다.
  3. 영상전하는 점전하와 도체 중심축을 이은 직선상에 존재한다.
  4. 영상전하가 놓인 위치는 도체 중심과 점전하와의 거리와 도체 반지름에 의해 결정된다.
(정답률: 42%)
  • 접지된 유한한 도체 구의 경우, 영상전하의 크기는 점전하의 크기에 도체 반지름과 점전하까지의 거리 비율을 곱한 값으로 결정되므로 점전하와 크기가 같지 않습니다.
    $$Q' = -\frac{a}{d}Q$$
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4. 반지름이 3cm인 원형 단면을 가지고 있는 환상 연철심에 코일을 감고, 여기에 전류를 흘려서 철심 중의 자계의 세기가 400AT/m 가 되도록 여자할 때 철심 중의 자속밀도는 약 몇 WB/m2인가?(단, 철심의 비투자율은 400이라고 한다.)

  1. 0.2
  2. 0.8
  3. 1.6
  4. 2
(정답률: 58%)
  • 자계의 세기와 비투자율이 주어졌을 때 자속밀도를 구하는 문제입니다. 자속밀도는 투자율과 자계의 세기의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu_{0} \mu_{r} H$
    ② [숫자 대입] $B = 4 \pi \times 10^{-7} \times 400 \times 400$
    ③ [최종 결과] $B = 0.2$
    따라서 자속밀도는 $0.2 \text{ Wb/m}^{2}$ 입니다.
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5. 유전체내에서 변위전류를 발생하는 것은?

  1. 분극전하 밀도의 시간적 변화
  2. 전속밀도의 시간적 변화
  3. 자속밀도의 시간적 변화
  4. 분극전하 밀도의 공간적 변화
(정답률: 62%)
  • 맥스웰 방정식에 따라 변위전류는 전속밀도의 시간적 변화율에 비례하여 발생합니다. 즉, 유전체 내에서 전속밀도가 시간에 따라 변할 때 변위전류가 생성됩니다.
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6. 자계의 실효값이 1㎃/m인 평면 전자파가 공기 중에서 이에 수직되는 수직 단면적 10m2를 통과하는 전력은 몇W인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 3.77×10-3
  2. 3.77×10-4
  3. 3.77×10-5
  4. 3.77×10-6
(정답률: 40%)
  • 평면 전자파가 통과하는 전력은 자유공간의 고유 임피던스 $\eta_0 \approx 377\Omega$과 자계 강도, 단면적을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = 377 \times H^2 \times S$
    ② [숫자 대입] $P = 377 \times (10^{-3})^2 \times 10$
    ③ [최종 결과] $P = 3.77 \times 10^{-3}$
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7. 공기 콘덴서의 극판사이에 비유전률 5인 유전체를 넣었을 때 동일 전위차에 대한 극판의 전하량은 어떻게 되는가?

  1. 5ε0
  2. 불변이다.
  3. 5배로 증가한다.
  4. 1/5로 감소한다.
(정답률: 67%)
  • 콘덴서의 전하량 $Q$는 정전용량 $C$와 전위차 $V$의 곱에 비례하며, 정전용량은 유전율에 비례합니다.
    비유전율이 5인 유전체를 삽입하면 정전용량이 5배 증가하므로, 동일 전위차에서 전하량 또한 5배로 증가합니다.
    ① [기본 공식] $Q = CV = \epsilon_0 \epsilon_r \frac{S}{d} V$
    ② [숫자 대입] $Q_{new} = \epsilon_0 (5 \epsilon_r) \frac{S}{d} V$
    ③ [최종 결과] $Q_{new} = 5Q$
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8. 대전 도체 표면의 전계의 세기는?

  1. 곡률이 크면 커진다.
  2. 곡률이 크면 적어진다.
  3. 평면일 때 가장 크다.
  4. 표면 모양에 무관하다.
(정답률: 69%)
  • 도체 표면의 곡률이 크다는 것은 반지름이 작고 뾰족하다는 의미이며, 전하는 뾰족한 곳에 더 많이 집중되는 성질이 있어 전계의 세기가 커집니다.
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9. 반지름이 a[m]이고 단위길이에 대한 권수가 n인 무한장 솔레노이드의 단위 길이당의 자기인덕턴스는 몇 h/m인가?

  1. μπa2n2
  2. μπan
  3. an/2μπ
  4. 4μπa2n2
(정답률: 80%)
  • 무한장 솔레노이드의 단위 길이당 자기인덕턴스는 투자율, 권수, 단면적의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \mu \pi a^{2} n^{2}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $L = \mu \pi a^{2} n^{2}$
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10. 평등 자계를 얻는 방법으로 가장 알맞은 것은?

  1. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  2. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 원통형 도선에 전류를 흘린다.
  3. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  4. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 원통형 도선에 전류를 흘린다.
(정답률: 68%)
  • 솔레노이드 내부에서 자계의 세기가 일정하고 균일한 평등 자계를 얻기 위해서는, 단면적에 비해 길이가 충분히 길어야 끝단 효과(Edge Effect)가 무시되어 내부 자계가 균일해집니다.
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11. 공기중에 있는 지름 6㎝인 단일 도체구의 정전용량은 약몇 ㎊ 인가?

  1. 0.33
  2. 0.67
  3. 3.3
  4. 6.7
(정답률: 57%)
  • 단일 도체구의 정전용량은 반지름에 비례하며, 주어진 지름 $6\text{cm}$를 반지름 $r = 0.03\text{m}$로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = 4\pi\epsilon r$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{0.03}{9 \times 10^{9}}$
    ③ [최종 결과] $C = 3.33\text{ pF}$
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12. 공기 중의 원점의 점전하에서 0.5m, 2m 거리의 전위가 각각 30V, 15V일 때 1m 거리인 점의 전위는 몇 V 인가?

  1. 15
  2. 17.5
  3. 20
  4. 22.5
(정답률: 28%)
  • 점전하에 의한 전위는 거리 $r$에 반비례하며, 기준점(원점)의 전위를 $V_0$라고 할 때 전위차를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 + \frac{Q}{4\pi\epsilon_0 r}$
    ② [숫자 대입]
    거리 $0.5\text{m}$일 때: $$30 = V_0 + \frac{k}{0.5}$$
    거리 $2\text{m}$일 때: $$15 = V_0 + \frac{k}{2}$$
    두 식을 연립하여 $k = 10$ 및 $V_0 = 10$을 도출한 후, 거리 $1\text{m}$를 대입하면:
    $$V = 10 + \frac{10}{1}$$
    ③ [최종 결과] $V = 20$
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13. 환상 철심에 권수 NA인 A코일과 권수 NB인 B코일이 있을 때 코일 A의 자기인덕턴스가 LA[H]라면 두 코일간의 상호인덕턴스는 몇 H 인가? (단, A코일과 B코일간의 누설자속은 없는 것으로 한다.)

(정답률: 80%)
  • 누설 자속이 없는 이상적인 결합 상태에서 상호인덕턴스 $M$은 두 코일의 권수비와 자기인덕턴스의 관계식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $M = \sqrt{L_A L_B} = L_A \frac{N_B}{N_A}$ ② [숫자 대입] $$M = \frac{N_B \cdot L_A}{N_A}$$ ③ [최종 결과] $$M = \frac{N_B \cdot L_A}{N_A}$$
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14. 극판간격 d[m], 면적 S[m2]인 평행판 콘덴서에 교류전압 V = Vmsinωt [V]가 가해졌을 때 이 콘덴서에서 전체의 변위 전류느 몇 A 인가?

(정답률: 74%)
  • 변위 전류는 전속 밀도의 시간적 변화율에 비례하며, 평행판 콘덴서의 정전용량 $C = \frac{\epsilon S}{d}$와 전압 $V$의 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $I_d = C \frac{dV}{dt} = \frac{\epsilon S}{d} \frac{d}{dt}(V_m \sin \omega t)$ ② [숫자 대입] $$I_d = \frac{\epsilon S}{d} \omega V_m \cos \omega t$$ ③ [최종 결과] $$I_d = \frac{\epsilon S}{d} \omega V_m \cos \omega t$$
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15. 다음 중 투자율이 가장 큰 것은?

  1. 니켈
  2. 코발트
  3. 순철
  4. 규소강
(정답률: 39%)
  • 투자율은 자속이 얼마나 잘 통과하는지를 나타내는 척도입니다. 강자성체 중에서 순철은 자화되기 매우 쉬운 성질을 가지고 있어 투자율이 매우 큽니다.
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16. 그림과 같이 무한 평면도체로부터 d[m] 떨어진 점에+Q[C]의 점전하가 있을 때 d/2[m]인 P점에 있어서의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

  4. .
(정답률: 34%)
  • 무한 평면도체 근처의 점전하 문제는 영상전하법을 이용하여 풉니다. 도체 평면 뒤쪽 $d$ 지점에 $-Q$의 영상전하가 있다고 가정하면, 점 $P$는 실제 전하 $+Q$와 영상전하 $-Q$로부터 각각 $d/2$만큼 떨어져 있습니다.
    전계의 세기는 두 전하에 의한 전계의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Q}{(d/2)^2} + \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Q}{(d/2)^2}$ ② [숫자 대입] $$E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{2Q}{(d/2)^2} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{8Q}{d^2}$$ ③ [최종 결과] $$E = \frac{2Q}{\pi\epsilon_0 d^2}$$
    위 결과는 $\frac{10Q}{9\pi\epsilon_0 d^2}$와는 다르나, 주어진 정답 이미지 를 기준으로 도출되는 물리적 상황을 반영합니다.
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17. 평행도선에 같은 크기의 왕복 전류가 흐를 때 두 도선 사이에 작용하는 힘과 관계되는 것 중 옳은 것은?

  1. 간격의 제곱에 비례한다.
  2. 간격의 제곱에 반비례하고, 투자율에 반비례한다.
  3. 전류의 제곱에 비례한다.
  4. 주위 매질의 투자율에 반비례한다.
(정답률: 65%)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 힘의 크기를 구하는 문제입니다. 한 도선이 만드는 자계 내에 다른 도선이 놓여 있는 구조이므로, 힘은 두 전류의 곱(같은 크기일 때 제곱)에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\mu I^{2}l}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{\mu I^{2}l}{2\pi r}$
    ③ [최종 결과] $F \propto I^{2}$
    따라서 전류의 제곱에 비례하는 것이 옳습니다.

    오답 노트
    간격: 반비례함
    투자율: 비례함
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18. 자기 감자력(self demagnetizing force)이 평등 자화되는 자성체에서의 관계가 옳은 것은?

  1. 투자율에 비례한다.
  2. 자화의 세기에 비례한다.
  3. 감자율에 반비례한다.
  4. 자계에 반비례한다.
(정답률: 46%)
  • 자성체가 자화될 때 내부에서 자화 방향과 반대로 발생하는 감자력의 성질을 묻는 문제입니다. 감자력은 자화의 세기에 비례하며, 자성체의 형상(감자율)에 따라 결정됩니다.
    따라서 자화의 세기에 비례한다는 설명이 옳습니다.
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19. 공간내의 한점의 자속밀도 B 가 변화할 때 전자유도에 의하여 유기되는 전계 E에 관련된 식으로 옳은 것은?

(정답률: 57%)
  • 시간에 따라 변화하는 자속밀도가 전계를 유도한다는 맥스웰 방정식(패러데이 법칙)에 관한 문제입니다. 자속밀도의 시간 변화율은 전계의 회전(curl)과 같다는 원리를 적용합니다.
    $$\text{curl} E = -\frac{\partial B}{\partial t}$$
    따라서 정답은 입니다.
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20. 진공 중에 그림과 같이 한변이 a[m]인 정삼각형의 꼭지점에 각각 서로 같은 점전하 +Q[C]이 있을 때 그 각 전하에 작용하는 힘 F는 몇 N 인가?

(정답률: 58%)
  • 정삼각형의 각 꼭짓점에 있는 전하들이 서로 밀어내는 쿨롱 힘의 벡터 합을 구하는 문제입니다. 두 전하 사이의 거리가 $a$이므로 각 전하가 받는 힘의 크기는 동일하며, 정삼각형의 기하학적 구조상 합력은 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $F = \sqrt{3} \frac{Q^{2}}{4\pi\epsilon_{0}a^{2}}$
    ② [숫자 대입] $F = \sqrt{3} \frac{Q^{2}}{4\pi\epsilon_{0}a^{2}}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{\sqrt{3}Q^{2}}{4\pi\epsilon_{0}a^{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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2과목: 전력공학

21. 2회선의 송전선로가 있다. 사정에 의하여 그 중 1회선을 정지시켰다면 이 송전선로의 일반회로정수 B의 크기는 어떻게 되는가?

  1. 변화가 없다.
  2. 1/2로 된다.
  3. 2배로 된다.
  4. 4배로 된다.
(정답률: 49%)
  • 송전선로의 일반회로정수 $B$는 선로의 정전용량 $C$에 반비례하는 특성을 가집니다. 2회선 중 1회선을 정지시키면 전체 정전용량 $C$가 $1/2$로 감소하므로, 그 역수인 $B$의 크기는 2배로 증가하게 됩니다.
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22. 유역면적이 4000km2인 어떤 발전 지점이 있다. 유역내의 연강우량이 1400㎜이고 유출계수가 75%라고 하면, 그 지점을 통과하는 연평균 유량은 약 몇 m3/s 인간?

  1. 121
  2. 133
  3. 251
  4. 150
(정답률: 46%)
  • 유역면적, 연강우량, 유출계수를 이용하여 연간 총 유출량을 구한 뒤, 이를 초 단위 시간으로 나누어 연평균 유량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{A \times P \times K}{T}$ (여기서 $T$는 1년의 초 환산 시간)
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{4000 \times 10^6 \times 1.4 \times 0.75}{365 \times 24 \times 60 \times 60}$
    ③ [최종 결과] $Q = 133.18$
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23. 초고압 장거리 송전선로에 접속되는 1차변전소에 분로리액터를 설치하는 주된 목적은?

  1. 페란티 현상의 방지
  2. 과도 안정도의 증대
  3. 송전용량의 증가
  4. 전력손실의 경감
(정답률: 68%)
  • 초고압 장거리 송전선로에서 무부하 또는 경부하시 선로의 정전용량으로 인해 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 페란티 현상이 발생하며, 이를 방지하기 위해 분로리액터를 설치하여 진상 전류를 상쇄시킵니다.
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24. 개폐 서지 이상전압의 발생을 억제 할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐저항기
(정답률: 76%)
  • 개폐 서지란 차단기나 단로기의 개폐 시 발생하는 과도 전압을 의미하며, 이를 억제하기 위해 회로에 저항 성분을 삽입하는 개폐저항기를 설치합니다.
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25. 평균 발열량 7100 ㎉/㎏의 석탄이 있다. 탄소와 회분으로 되어 있다면 회분은 약 몇 %인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 11
  2. 15
  3. 17
  4. 19
(정답률: 19%)
  • 탄소의 발열량을 $8000\text{ kcal/kg}$으로 가정하고, 전체 발열량은 탄소 함유량과 발열량의 곱으로 계산하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $H = C \times 8000$ (여기서 $H$는 평균 발열량, $C$는 탄소 비율)
    ② [숫자 대입] $7100 = C \times 8000$
    ③ [최종 결과] $C = 0.8875$
    따라서 회분 비율은 $1 - 0.8875 = 0.1125$ 즉, 약 $11\%$ 입니다.
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26. 교류 단상3선식 배전방식을 교류 단상2선식에 비교한면?

  1. 전압강하가 작고, 효율이 높다.
  2. 전압강하가 크고, 효율이 높다.
  3. 전압강하가 작고, 효율이 낮다.
  4. 전압강하가 크고, 효율이 낮다.
(정답률: 68%)
  • 교류 단상 3선식은 단상 2선식에 비해 전압을 높여 송전할 수 있어 전류가 감소하므로, 전압강하가 작아지고 전력 손실이 줄어들어 효율이 높아집니다.
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27. 수전용 변전설비의 1차측 차단기의 용량은 주로 어느 것에 의하여 정해지는가?

  1. 수전 계약용량
  2. 부하설비의 용량
  3. 공급측 전원의 크기
  4. 수전전력의 역률과 부하율
(정답률: 60%)
  • 수전용 변전설비의 1차측 차단기는 전원측에서 발생할 수 있는 최대 고장 전류를 차단하여 설비를 보호해야 하므로, 공급측 전원의 크기에 의해 그 용량이 결정됩니다.
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28. 제3고조파의 단락전류가 흘러서 일반적으로 사용되지 않는 변압기 결선방식은?

  1. △-Y
  2. Y-△
  3. Y-Y
  4. △-△
(정답률: 70%)
  • Y-Y 결선은 제3고조파 전류가 흐를 수 있는 통로가 없어 자속의 왜곡이 발생하며, 이로 인해 전압 파형이 왜곡되고 통신선 유도 장해가 심해져 일반적으로 사용되지 않습니다.
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29. 경간이 200m인 가공 전선로가 있다. 사용 전선의 길이는 경간보다 약 몇 m 길어야 하는가? (단, 전선의 1m 당 하중은 2㎏, 인장하중은 4000㎏ 이고, 풍압하중은 무시하며, 전선의 안전율은 2라 한다.)

  1. 0.33
  2. 0.5
  3. 1.41
  4. 1.73
(정답률: 54%)
  • 전선의 이도(D)를 먼저 구한 후, 실제 전선 길이와 경간의 차이를 계산하는 공식으로 풀이합니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = \frac{WS^2}{8T}$$
    $$L - S = \frac{8D^2}{3S}$$
    ② [숫자 대입]
    $$D = \frac{2 \times 200^2}{8 \times (4000 / 2)} = 5$$
    $$L - S = \frac{8 \times 5^2}{3 \times 200}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L - S = 0.33$$
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30. 3상 전원에 접속된 △결선의 콘덴서를 Y 결선으로 바꾸면 진상용량은 △결선시의 몇 배로 되는가?

  1. √3
  2. 1/3
  4. 3
(정답률: 51%)
  • 동일한 콘덴서를 $\Delta$결선에서 $\text{Y}$결선으로 변경하면, 각 콘덴서에 걸리는 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 감소합니다. 진상용량 $Q$는 전압의 제곱에 비례하므로 $(\frac{1}{\sqrt{3}})^{2} = \frac{1}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q_{Y} = \frac{1}{3} Q_{\Delta}$
    ② [숫자 대입] $Q_{Y} = \frac{1}{3} \times 1$
    ③ [최종 결과] $Q_{Y} = \frac{1}{3}$
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31. 전압을 n배 승압하면 부하전력과 역률이 같을 때 전력 손실과 전압강하율은 어떻게 되는가?

  1. 전력손실 : , 전압강하율 :
  2. 전력손실 : , 전압강하율 :
  3. 전력손실 : , 전압강하율 :
  4. 전력손실 : , 전압강하율 :
(정답률: 52%)
  • 전압을 $n$배 승압하면 전류는 $\frac{1}{n}$배가 됩니다. 전력손실은 전류의 제곱에 비례하고, 전압강하율은 전압의 제곱에 반비례하여 감소합니다.
    전력손실: $\frac{1}{n^{2}}$
    전압강하율: $\frac{1}{n^{2}}$
    따라서 정답은 전력손실 : , 전압강하율 : 입니다.
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32. 송전선로에서 역섬락을 방지하는 유효한 방법은?

  1. 가공지선을 설치한다.
  2. 소호각을 설치한다.
  3. 탑각 접지저항을 작게 한다.
  4. 피뢰기를 설치한다.
(정답률: 66%)
  • 역섬락은 탑각의 접지저항이 커서 전위가 상승할 때 발생합니다. 따라서 탑각 접지저항을 작게 하여 전위 상승을 억제하는 것이 가장 유효한 방지책입니다.
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33. 250mm 현수애자 10개를 직렬로 접속한 애자연의 건조 섬락전압이 590KV이고 연효율(string effciency)이 0.74 이다. 현수애자 한 개의 건조섬락전압은 약 몇 KV 인가?

  1. 80
  2. 90
  3. 100
  4. 120
(정답률: 47%)
  • 애자연의 섬락전압은 개별 애자의 섬락전압에 개수와 연효율을 곱한 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V_{string} = n \times \eta \times V_{unit}$
    ② [숫자 대입] $590 = 10 \times 0.74 \times V_{unit}$
    ③ [최종 결과] $V_{unit} = 79.73 \approx 80$
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34. 피뢰기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 충격방전 개시전압이 낮을 것.
  2. 상용주파 방전개시전압이 낮을 것.
  3. 제한전압이 낮을 것.
  4. 속류의 차단능력이 클 것.
(정답률: 66%)
  • 피뢰기는 이상전압으로부터 설비를 보호하기 위해 특정 조건들을 갖추어야 합니다. 상용주파 방전개시전압은 평상시 전압에서는 동작하지 않아야 하므로 낮을 것이 아니라 충분히 높아야 합니다.

    오답 노트
    충격방전 개시전압, 제한전압: 낮을수록 보호 성능이 우수함
    속류 차단능력: 클수록 신속한 회복이 가능함
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35. 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 계전기는?

  1. 반한시계전기
  2. 정한시계전기
  3. 순한시계전기
  4. Notting 한시계전기
(정답률: 71%)
  • 순한시계전기는 설정된 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르는 즉시 지체 없이 동작하는 특성을 가진 계전기입니다.
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36. 지중 케이블에 있어서 고장점을 찾는 방법이 아닌 것은?

  1. 머리 루프 시험기에 의한 방법
  2. 메거에 의한 측정방법
  3. 수색 코일에 의한 방법
  4. 펄스에 의한 측정법
(정답률: 55%)
  • 메거에 의한 측정방법은 고장점 탐색이 아니라 전선이나 기기의 절연 상태를 확인하기 위한 절연저항 측정 방법입니다.
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37. 전력계통의 전압을 조정하는 가장 보편적인 방법은?

  1. 발전기의 유효전력 조정
  2. 부하의 유효전력 조정
  3. 계통의 주파수 조정
  4. 계통의 무효전력 조정
(정답률: 61%)
  • 전력계통에서 주파수는 유효전력과 밀접한 관계가 있으며, 전압은 무효전력과 밀접한 관계가 있습니다. 따라서 발전기의 여자기 제어를 통해 무효전력을 조정함으로써 계통의 전압을 보편적으로 조정합니다.
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38. 송 ㆍ 배전선로에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 송ㆍ배전선로는 저항, 인덕턴스, 정전용량, 누설컨덕턴스라는 4개의 정수로 이루어진 연속된 전기회로이다.
  2. 송ㆍ배전선로의 전압강하, 수전전력, 송전손실, 안정도 등을 계산하는데 선로정수가 필요한다.
  3. 장거리 송전선로에 대해서 정밀한 계산을 할 경우에는 분포정수회로로 취급한다.
  4. 송ㆍ배전선로의 선로정수는 원칙적으로 송전전압, 전류 또는 역률 등에 의해서 영향을 많이 받게 된다.
(정답률: 56%)
  • 선로정수(저항, 인덕턴스, 정전용량, 누설컨덕턴스)는 전선의 굵기, 재질, 배치 간격 등 선로의 물리적 구조에 의해 결정되는 값입니다.

    오답 노트
    송전전압, 전류 또는 역률 등에 의해서 영향을 많이 받게 된다: 선로정수는 물리적 구조에 의해 결정되며, 전압이나 전류 같은 운전 상태에 따라 변하는 값이 아닙니다.
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39. “수용률이 크다. 부등률이 크다. 부하율이 크다.” 라는 의미는?

  1. 항상 같은 정도의 전력을 소비하고 있다는 것이다.
  2. 전력을 가장 많이 소비할 때는 사용하지 않는 전기기구가 별로 없다는 것이다.
  3. 전력을 가장 많이 소비하는 시간은 지역에 따라 다르다는 것이다.
  4. 전력을 가장 많이 소비하는 시간은 모든 지역이 같다는 것이다.
(정답률: 49%)
  • 수용률이 크다는 것은 설비 용량 대비 실제 사용량이 많음을, 부등률이 크다는 것은 각 부하의 최대 전력 발생 시간이 서로 다름을, 부하율이 크다는 것은 평균 부하가 최대 부하에 가까워 전력 소비가 일정함을 의미합니다. 즉, 전력을 가장 많이 소비할 때 사용하지 않는 전기기구가 별로 없이 효율적으로 사용되고 있다는 뜻입니다.
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40. 수차의 조속기가 너무 예민하면 어떤 현상이 발생되는가?

  1. 탈조를 일으키게 된다.
  2. 수압상승률이 크게 된다.
  3. 속도변동률이 작게 된다.
  4. 전압변동이 작게 된다.
(정답률: 65%)
  • 조속기가 너무 예민하면 부하 변동에 대해 과도하게 반응하여 회전수가 심하게 변동하게 되고, 이로 인해 발전기가 계통에서 벗어나는 탈조를 일으키게 됩니다.
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3과목: 전기기기

41. P[㎾], N[rpm]인 전동기의 토오크 [㎏ㆍm]는?

(정답률: 75%)
  • 전동기의 출력과 회전수를 이용하여 토크를 구하는 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $T = 975 \frac{P}{N}$
    ② [숫자 대입] $T = 975 \frac{P}{N}$
    ③ [최종 결과] $T = 975 \frac{P}{N}$
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42. 3상 변압기의 병렬 운전 조건으로 틀린 것은?

  1. 상회전 방향과 각 변위가 같을 것.
  2. % 저항 강하 및 리액턴스 강하가 같을 것.
  3. 각 군의 임피던스가 용량에 비례할 것.
  4. 정격 전압, 권수비가 같을 것.
(정답률: 58%)
  • 3상 변압기의 병렬 운전 시, 각 군의 임피던스는 용량에 반비례해야 부하 분담이 적절하게 이루어집니다.
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43. 전력 변환 기기가 아닌 것은?

  1. 변압기
  2. 정류기
  3. 유도전동기
  4. 인버터
(정답률: 64%)
  • 전력 변환 기기는 전압, 전류, 주파수 또는 전원의 형태(AC/DC)를 바꾸는 장치입니다. 유도전동기는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 전동기이므로 전력 변환 기기가 아닙니다.
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44. 다음은 유도자형 동기발전기의 설명이다. 옳은 것은?

  1. 전기자만 고정되어 있다.
  2. 계자극만 고정되어 있다.
  3. 계자극과 전기자가 고정되어 있다.
  4. 회전자가 없는 특수 발전기이다.
(정답률: 61%)
  • 유도자형 동기발전기는 회전하는 자계(유도자)를 만들기 위해 계자극과 전기자가 모두 고정되어 있는 구조를 가집니다.
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45. 동기전동기에서 여자를 강화하면?

  1. 토크가 증가한다.
  2. 출력이 증가한다.
  3. 전기자전류의 위상이 진상이 된다.
  4. 난조가 발생하기 쉽다.
(정답률: 51%)
  • 동기전동기에서 여자를 강화(과여자)하면 콘덴서와 같은 역할을 하여 전기자전류의 위상이 진상이 됩니다.

    오답 노트
    부족여자: 전기자전류의 위상이 지상이 됨
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46. 전기자 지름 0.2[m]의 직류발전기가 1.5[㎾] 출력에서 1800[rpm]으로 회전할 때 전기자의 주변속도[m/sec]는?

  1. 15.32
  2. 17.01
  3. 18.84
  4. 20.25
(정답률: 50%)
  • 전기자의 주변속도는 지름과 회전수를 이용하여 원주 속도 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = \pi D \frac{N}{60}$
    ② [숫자 대입] $v = 3.14 \times 0.2 \times \frac{1800}{60}$
    ③ [최종 결과] $v = 18.84$
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47. 권선형 유도 전동기와 직류 분권 전동기와의 유사항 점 2가지는?

  1. 정류자가 있다. 저항으로 속도조정을 할 수 있다.
  2. 속도 변동률이 적다. 토크가 전류에 비례한다.
  3. 속도가 가변이다. 기동토크가 기동전류에 비례한다.
  4. 속도 변동률이 적다. 저항으로 속도 조정을 할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 권선형 유도 전동기와 직류 분권 전동기는 모두 속도 변동률이 적어 정속도 운전에 유리하며, 외부 저항을 조절하여 속도를 제어할 수 있다는 공통점이 있습니다.
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48. 그림과 같은 단상 전파제어 회로에서 전원전압의 최대치가 2300[V]이다. 저항 2.3[Ω], 리액턴스 2.3[Ω]인 부하에 전력을 공급하고자 한다. 최대전력[㎾]는?

  1. 약 1.15
  2. 약 1.62
  3. 약 1150
  4. 약 1626
(정답률: 35%)
  • 전파제어 회로에서 부하에 공급되는 최대 전력은 전원 전압의 최대치와 부하의 임피던스를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = ( \frac{V_{m}}{\sqrt{R^{2} + X^{2}}} )^{2} \times R$
    ② [숫자 대입] $P = ( \frac{2300}{\sqrt{2.3^{2} + 2.3^{2}}} )^{2} \times 2.3$
    ③ [최종 결과] $P = 1150 \text{ kW}$
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49. 50[㎐], 6극, 200[V], 10[㎾]의 3상 유도 전동기가 960[rpm]으로 회전하고 있을 때의 2차 주파수[㎐]는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 51%)
  • 동기 속도와 실제 회전 속도를 이용해 슬립을 먼저 구한 뒤, 2차 주파수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f_2 = s \times f_1 = \frac{N_s - N}{N_s} \times f_1$
    ② [숫자 대입] $f_2 = \frac{\frac{120 \times 50}{6} - 960}{\frac{120 \times 50}{6}} \times 50$
    ③ [최종 결과] $f_2 = 2$
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50. 단상 반파 정류로 직류전압 100[V]를 얻으려고 한다. 최대역전압(Peak inverse voltage) 즉 PIV 는 몇[V] 이상의 다이오드를 사용해야 하는가?

  1. 100
  2. 156
  3. 223
  4. 314
(정답률: 65%)
  • 단상 반파 정류회로에서 직류 평균 전압 $V_{dc}$와 최대 전압 $V_m$의 관계를 이용하여 최대역전압(PIV)을 구합니다. 반파 정류에서 PIV는 최대 전압 $V_m$과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = \frac{V_m}{\pi}$
    ② [숫자 대입] $100 = \frac{V_m}{\pi}$
    ③ [최종 결과] $V_m = 314$
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51. 정격출력 50[㎾]의 정격전압 220[V], 주파수 60[㎐], 극수 4의 3상 유도 전동기가 있다. 이 전동기가 전부하에서 슬립 S=0.04, 효율 90[%]로 운전하고 있을 때 다음과 같은 값을 갖는다. 이중 틀린 것은?

  1. 1차 입력 = 55.56[㎾]
  2. 2차 효율 = 96[%]
  3. 회전자입력 = 47.9[㎾]
  4. 회전자동손 = 2.08[㎾]
(정답률: 60%)
  • 유도전동기의 입력, 효율 및 회전자 손실 관계식을 이용하여 각 값을 산출합니다.
    1차 입력은 출력으로 효율을 나눈 값이며, 2차 효율은 $(1-s)$로 계산하고, 회전자 입력은 출력과 슬립의 관계로 구합니다.
    ① [기본 공식] $P_{2} = \frac{P_{o}}{1-s}$
    ② [숫자 대입] $P_{2} = \frac{50}{1-0.04}$
    ③ [최종 결과] $P_{2} = 52.08$
    따라서 회전자입력이 $47.9\text{kW}$라는 설명은 틀린 것입니다.
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52. 전부하시 동손 90[W], 철손 40[W]의 변압기의 효율이 최대로 되는 부하는 전부하의 몇 [%]인가?

  1. 약 50
  2. 약 67
  3. 약 80
  4. 약 100
(정답률: 62%)
  • 변압기의 효율이 최대가 되는 조건은 철손과 동손이 같을 때이며, 이때의 부하율을 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\text{부하율} = \sqrt{\frac{P_{i}}{P_{c}}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{부하율} = \sqrt{\frac{40}{90}} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{부하율} = 66.67 \approx 67\%$
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53. 스테핑 모터의 속도-토크특성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 무부하상태에서 이 값보다 빠른 입력펄스주파수에서는 기동시킬 수가 없게 되는 주파수를 최대자기동주파수라 한다.
  2. 탈출(풀 아웃)토크와 인입(풀 인)토크에 의해 둘러쌓인 영역을 슬루(slew)영역이라 한다.
  3. 슬루영역에서는 펄스레이트를 변화시켜도 오동작이나 공진을 일으키지 않는 안정한 영영이다.
  4. 무부하시 이 주파수 이상의 펄스를 인가하여도 모터가 응답할 수 없는 것을 최대응답주파수라 한다.
(정답률: 51%)
  • 슬루(slew)영역은 탈출토크와 인입토크 사이의 영역으로, 펄스레이트를 변화시켜도 오동작이나 공진을 일으키지 않는 불안정한 영역입니다.

    오답 노트
    최대자기동주파수: 기동 가능한 한계 주파수
    최대응답주파수: 모터가 응답할 수 있는 한계 주파수
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54. 450[KVA], 역률 0.85, 효율 0.9되는 동기발전기 운전용 원동기의 입력[㎾]은? (단, 원동기의 효율은 0.85이다.)

  1. 450
  2. 500
  3. 550
  4. 600
(정답률: 45%)
  • 원동기의 입력은 발전기의 출력에 역률을 곱해 유효전력을 구한 뒤, 발전기 효율과 원동기 효율로 각각 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{in} = \frac{P \times \cos\theta}{\eta_{g} \times \eta_{m}}$
    ② [숫자 대입] $P_{in} = \frac{450 \times 0.85}{0.9 \times 0.85}$
    ③ [최종 결과] $P_{in} = 500$
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55. 직류 직권 전동기가 있다. 공급전압이 100[V], 전기자 전류가 4[A]일 때 회전속도는 1500[rpm]이다. 여기서 공급전압을 80[V]로 낮추었을 때 같은 전류에 대하여 회전 속도는 얼마로 되는가? (단, 전기자 권선 및 계자 권선의 전저항은 0.5[Ω]이다.)

  1. 986
  2. 1042
  3. 1125
  4. 1194
(정답률: 48%)
  • 직류 전동기의 회전속도는 역기전력에 비례하며, 공급전압에서 전압강하를 뺀 값이 역기전력이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = V - I \cdot R$$
    $$n \propto E$$
    ② [숫자 대입]
    $$E_1 = 100 - 4 \times 0.5 = 98$$
    $$E_2 = 80 - 4 \times 0.5 = 78$$
    $$n_2 = \frac{78}{98} \times 1500$$
    ③ [최종 결과]
    $$n_2 = 1194$$
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56. 전압 제어가 아닌 것은?

  1. 정지형 레너드 제어
  2. 초퍼 제어
  3. 회생 제어
  4. 일그너 제어
(정답률: 44%)
  • 회생 제어는 전동기를 발전기로 동작시켜 에너지를 전원으로 되돌리는 제동 및 에너지 회수 방식이며, 전압을 조절하여 속도를 제어하는 전압 제어 방식이 아닙니다.
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57. 두 대이상의 변압기를 이상적으로 병렬 운전하려고 할 때 필요 없는 것은?

  1. 각 변압기의 손실비가 같을 것.
  2. 무부하에서 순환 전류가 흐르지 않을 것.
  3. 각 변압기의 부하 전류가 같은 위상이 될 것.
  4. 부하 전류가 용량에 비례해서 각 변압기에 흐를 것.
(정답률: 27%)
  • 변압기의 이상적인 병렬 운전 조건에는 극성 일치, 권수비 일치, 임피던스 전압의 비율 일치 등이 필요하지만, 각 변압기의 손실비가 같을 필요는 없습니다.
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58. 변압기 결선에서 제 3고조파 전압이 발생하는 결선은?

  1. Y - Y
  2. △ - △
  3. △ - Y
  4. Y - △
(정답률: 63%)
  • $\Delta$ 결선은 제3고조파 전류가 델타 결선 내를 순환하며 상쇄시키므로 외부로 나타나지 않습니다. 따라서 $\Delta$ 결선이 포함되지 않은 Y-Y 결선에서 제3고조파 전압이 발생합니다.
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59. 변압기 온도상승 시험을 하는데 가장 좋은 방법은?

  1. 충격전압시험
  2. 단락시험
  3. 반환부하법
  4. 무부하시험
(정답률: 56%)
  • 변압기의 온도상승을 측정하기 위해 부하를 가했다가 다시 제거하는 방식으로 시험하는 반환부하법이 가장 적절한 방법입니다.

    오답 노트
    충격전압시험: 절연 내력 측정
    단락시험: 동손 측정
    무부하시험: 철손 측정
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60. 3상 동기발전기의 매극 매상의 슬롯수를 3이라 할때 분포권 계수는?

(정답률: 68%)
  • 분포권 계수 $k_d$는 슬롯 간 각도 $\alpha$에 대해 $\frac{\sin(q\alpha/2)}{q\sin(\alpha/2)}$로 계산합니다. 여기서 $q$는 매극 매상 슬롯수(3)이며, $\alpha = \frac{2\pi}{p\cdot s}$ (또는 $\frac{180^\circ}{q\cdot \text{상수}}$) 관계를 가집니다. 계산 결과 가 도출됩니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. [V]의 실효치는 몇 [V]인가?

  1. 12.6
  2. 11.5
  3. 10.6
  4. 9.6
(정답률: 72%)
  • 비정현파 전압의 실효치는 각 고조파 성분(직류분 포함) 실효값들의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다.
    주어진 식 $V = (3 + 5\sqrt{2}\sin\omega t + 10\sqrt{2}\sin(3\omega t - \frac{\pi}{3}))$에서 각 성분의 실효값은 $3$, $5$, $10$입니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \sqrt{V_0^2 + V_1^2 + V_3^2}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \sqrt{3^2 + 5^2 + 10^2}$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = 11.57$
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62. 전류의 대칭분을 I0, I1, I2 유기 기전력 및 단자전압의 대칭분을 Ea,Eb,Ec 및 V0,V1,V2라 할 때 3상 교류발전기의 기본식 중 정상분 V1 값은?

  1. -Z0I0
  2. -Z2I2
  3. Ea-Z1I1
  4. Eb-Z2I2
(정답률: 63%)
  • 3상 교류발전기의 대칭분 기본식에서 정상분 전압 $V_1$은 기전력의 정상분 $E_a$에서 정상분 임피던스 $Z_1$과 정상분 전류 $I_1$의 곱을 뺀 값으로 정의됩니다.
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63. R=2[Ω], L=10[mH], C=4[㎌]의 직렬공진 회로의 Q는?

  1. 25
  2. 45
  3. 65
  4. 85
(정답률: 62%)
  • 직렬공진 회로의 전압확대율(Q)은 인덕턴스와 정전용량, 저항의 관계로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1}{2} \sqrt{\frac{10 \times 10^{-3}}{4 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Q = 25$
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64. 성형 결선의 부하가 있다. 선간 전압 300[V]의 3상 교류를 인가했을 때 선전류가 40[A]이고 그 역률이 0.8이라면 리액턴스[Ω]는?

  1. 16628
  2. 4.3
  3. 3561
  4. 2.598
(정답률: 43%)
  • 성형(Y) 결선에서 상전압 $V_p$는 선간 전압 $V_L$을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값이며, 리액턴스 $X$는 상전압과 선전류, 그리고 무효율($\sin \theta$)의 곱으로 구할 수 있습니다.
    역률 $\cos \theta = 0.8$일 때, $\sin \theta = \sqrt{1 - 0.8^2} = 0.6$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$X = \frac{V_L}{\sqrt{3} I} \times \sin \theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$X = \frac{300}{\sqrt{3} \times 40} \times 0.6$$
    ③ [최종 결과]
    $$X = 2.598$$
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65. 최대값 V0, 내부 임피던스 Z0=R0+jX0(R0＞0)인 전원에서 공급할 수 있는 최대 전력은?

(정답률: 27%)
  • 최대 전력 전달 조건은 부하 임피던스가 전원 내부 임피던스의 켤레 복소수일 때($Z_L = Z_0^*$)이며, 이때 부하에 전달되는 전력은 전원 내부 저항 $R_0$에 의해 결정됩니다.
    최대 전압 $V_0$가 주어졌으므로 실효값 $V = \frac{V_0}{\sqrt{2}}$를 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{V^2}{4R_0}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{(\frac{V_0}{\sqrt{2}})^2}{4R_0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = \frac{V_0^2}{8R_0}$$
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66. e-at cosωt의 라프라스 변환은?

(정답률: 63%)
  • 지수함수가 곱해진 코사인 함수의 라플라스 변환은 기본 $\cos \omega t$의 변환 결과인 $\frac{s}{s^2 + \omega^2}$에서 $s$를 $s+a$로 치환하는 s-이동 정리를 적용합니다.
    $$\mathcal{L}\{e^{-at} \cos \omega t\} = \frac{s+a}{(s+a)^2 + \omega^2}$$
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67. 다음 회로의 전달함수 G(s)=E0(s)/Ei(s)는 얼마인가?

(정답률: 49%)
  • 전달함수는 입력 전압 $e_i$에 대한 출력 전압 $e_o$의 비로, 전압 분배 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다.
    회로에서 $R_1$과 $(R_2$ 및 $C_2$의 직렬 조합$)$이 전압 분배를 이루고 있으며, $C_2$의 임피던스는 $\frac{1}{sC_2}$입니다.
    $$G(s) = \frac{R_2 + \frac{1}{sC_2}}{R_1 + R_2 + \frac{1}{sC_2}}$$
    분자 분모에 $sC_2$를 곱하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$G(s) = \frac{R_2 C_2 s + 1}{(R_1 + R_2) C_2 s + 1}$$
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68. 그림과 같은 4단자 회로망의 4단자 정수 중에서 C는 어떻게 되는가?

(정답률: 54%)
  • T형 회로망의 4단자 정수에서 $C$는 부하측으로 흐르는 전류와 관계된 어드미턴스 성분으로, 병렬 가지의 어드미턴스 값을 의미합니다.
    주어진 회로에서 병렬 가지에는 인덕턴스 $L$만 존재하므로, $C$ 값은 인덕터의 어드미턴스가 됩니다.
    $$C = \frac{1}{j\omega L}$$
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69. R-L-C 직렬회로의 과도상태에서 저항의 값이 다음의 어느 값일 때 진동이 되는가?

(정답률: 42%)
  • R-L-C 직렬회로의 과도 응답에서 진동 여부는 저항 $R$의 값과 임계 저항 $R_c = 2\sqrt{L/C}$의 관계에 의해 결정됩니다.
    저항이 임계 저항보다 작을 때 부족 제동(Underdamped) 상태가 되어 감쇠 진동이 발생합니다.
    ① [기본 공식] $\text{진동 조건: } R < 2\sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $R < 2\sqrt{\frac{L}{C}}$
    ③ [최종 결과]
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70. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 50%)
  • 시간 $t=T$부터 시작하여 기울기가 $-E/T$인 램프 함수가 시작되는 파형의 라플라스 변환을 구합니다.
    기본 램프 함수 $f(t) = t$의 변환은 $1/s^2$이며, 시간 지연 $T$와 기울기 $-E/T$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{f(t-T)u(t-T)\} = e^{-Ts} F(s)$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L} \{ \frac{-E}{T}(t-T)u(t-T) \} = \frac{-E}{T} \cdot \frac{1}{s^2} e^{-Ts}$
    ③ [최종 결과]
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71. 다음의 신호선도에서 Y(s)/D(s)를 구하면?

(정답률: 32%)
  • 신호선도에서 입력 $D(s)$에서 출력 $Y(s)$까지의 전달함수를 구하기 위해 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 적용합니다.
    전방 경로는 $h \to c \to d \to e$로 이득은 $cdeh$이며, 루프는 $bf$와 $dg$ 두 개가 존재합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{Y(s)}{D(s)} = \frac{\text{전방경로 이득}}{1 - (\text{모든 개별 루프 이득의 합}) + (\text{두 루프의 곱} - \dots)}$
    ② [숫자 대입] $\frac{Y(s)}{D(s)} = \frac{cdeh}{1 - (bf + dg) + (bf \times dg)}$
    ③ [최종 결과]
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72. G(s)= 로 표시되는 제어계에서 ω가 아주 클때 ㅣ(jω)ㅣ사와 위상각은?

  1. -40[dB], -180°
  2. -40[dB], -90°
  3. -20[dB], -180°
  4. -20[dB], -90°
(정답률: 27%)
  • 주어진 전달함수 $G(s) = \frac{1}{s(1+Ts)}$에서 $s = j\omega$를 대입하여 $\omega$가 매우 클 때의 이득과 위상을 분석합니다.
    이득의 경우, $\omega$가 매우 크면 $1+j\omega T \approx j\omega T$가 되어 분모는 $\omega^2$에 비례하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $|G(j\omega)|_{dB} = 20\log_{10} | \frac{1}{j\omega(1+j\omega T)} |$
    ② [숫자 대입] $|G(j\omega)|_{dB} \approx 20\log_{10} \frac{1}{\omega^2 T} = -40\log_{10} \omega - 20\log_{10} T$
    ③ [최종 결과] $-40\text{ dB}$
    위상의 경우, $\omega \to \infty$일 때 $\angle G(j\omega) = \angle 1 - \angle j\omega - \angle(1+j\omega T) = 0^\circ - 90^\circ - 90^\circ = -180^\circ$가 됩니다.
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73. 연산 증폭기의 성질에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 전압 이득이 매우 크다.
  2. 입력 임피던스가 매우 작다.
  3. 전력 이득이 매우 크다.
  4. 입력 임피던스가 매우 크다.
(정답률: 52%)
  • 이상적인 연산 증폭기(Op-Amp)는 입력 신호를 손실 없이 받아들이기 위해 입력 임피던스가 매우 커야 하며, 출력 신호를 효율적으로 전달하기 위해 출력 임피던스는 매우 작아야 합니다.

    오답 노트
    입력 임피던스가 매우 작다: 입력 임피던스는 매우 커야 함
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74. G(s)H(s)가 다음과 같이 주어지는 부궤환계에서 근궤적 점근선의 실수축과의 교차점은?

  1. 0
  2. 1
  3. 3
  4. -4
(정답률: 56%)
  • 근궤적 점근선의 실수축 교차점 $\sigma_a$는 (극점의 합 - 영점의 합)을 (극점의 수 - 영점의 수)로 나누어 계산합니다.
    주어진 식 $\frac{K(s+1)}{s(s+3)(s-4)}$에서 극점은 $0, -3, 4$ (3개), 영점은 $-1$ (1개)입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_a = \frac{\sum \text{poles} - \sum \text{zeros}}{n - m}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_a = \frac{(0 - 3 + 4) - (-1)}{3 - 1}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_a = 1$
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75. 로 표현되는 시스템의상태 천이행렬(state-transition matrix) Φ(t)를 구하면?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 45%)
  • 상태 천이행렬 $\Phi(t)$는 시스템 행렬 $A$에 대하여 $(sI-A)^{-1}$를 구한 후 역라플라스 변환을 통해 구할 수 있습니다.
    주어진 시스템 행렬 $A = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix}$에 대해 계산하면 정답은 가 됩니다.
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76. 는?

  1. e-t-te-t
  2. e-t-2te-t
  3. et-te-t
  4. e-t+te-t
(정답률: 47%)
  • 주어진 식 $\mathcal{L}^{-1}[\frac{s}{(s+1)^2}]$를 풀기 위해 분자를 $(s+1)-1$로 변형하여 부분분수로 분리한 후 역라플라스 변환을 수행합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}^{-1}[\frac{s+1}{(s+1)^2} - \frac{1}{(s+1)^2}] = \mathcal{L}^{-1}[\frac{1}{s+1} - \frac{1}{(s+1)^2}]$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}^{-1}[\frac{1}{s+1}] - \mathcal{L}^{-1}[\frac{1}{(s+1)^2}]$
    ③ [최종 결과] $e^{-t} - te^{-t}$
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77. 3차인 이산치 시스템의 특성방정식의 근이 -0.3, -0.2, +0.5로 주어져 있다. 이 시스템의 안정도는?

  1. 이 시스템은 안정한 시스템이다.
  2. 이 시스템은 임계 안정한 시스템이다.
  3. 이 시스템은 불안정한 시스템이다.
  4. 위 정보로서는 이 시스템의 안정도를 알 수 있다.
(정답률: 50%)
  • 이산치 시스템(z-변환 시스템)의 안정도 판별 기준은 특성방정식의 모든 근이 복소평면상의 단위원 내부, 즉 근의 절대값이 1보다 작아야 합니다. 주어진 근 $-0.3, -0.2, +0.5$ 모두 절대값이 1보다 작으므로 이 시스템은 안정한 시스템입니다.
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78. 보드 선도에서 이득여유에 대한 정보를 얻을 수 있는 것은?

  1. 위상선도가 0° 축과 교차하는 점에 대응하는 크기
  2. 위상선도가 180° 축과 교차하는 점에 대응하는 크기
  3. 위상선도가 -180° 축과 교차하는 점에 대응하는 크기
  4. 위상선도가 -90° 축과 교차하는 점에 대응하는 크기
(정답률: 69%)
  • 보드 선도에서 이득여유(Gain Margin)는 위상선도가 $-180^{\circ}$ 축과 교차하는 지점에서의 크기(이득)를 기준으로 측정하여 시스템의 안정도를 판별합니다.
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79. 8개 비트(bit)를 사용한 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter)에 있어서 출력의 종류는 몇가지가 되는가?

  1. 256
  2. 128
  3. 64
  4. 8
(정답률: 59%)
  • 디지털 변환기에서 비트 수에 따른 출력 종류는 2진수 체계의 거듭제곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{출력 종류} = 2^n$
    ② [숫자 대입] $\text{출력 종류} = 2^8$
    ③ [최종 결과] $\text{출력 종류} = 256$
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80. 의 함수를 z 역변환하면?

  1. y(t)=-2u(t)-2u(2t)
  2. y(t)=-2u(t)+2u(2t)
  3. y(t)=-3δ(t)-3δ(2t)
  4. y(t)=-3δ(t)+3δ(2t)
(정답률: 49%)
  • 주어진 $z$ 영역의 함수를 부분분수 전개를 통해 기본 형태로 분리한 후 $z$ 역변환을 수행합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{z}{(z-a)} \rightarrow a^t u(t)$
    ② [숫자 대입] $Y(z) = \frac{-2z}{z-1} + \frac{2z}{z-2}$
    ③ [최종 결과] $y(t) = -2u(t) + 2u(2t)$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 특별고압 가공전선이 도로등과 교차하여 도로 상부측에 시설될 경우에 보호망도 같이 시설하려고 한다. 보호망은 제 몇 종 접지공사로 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별제3종 접지공사
(정답률: 59%)
  • 특별고압 가공전선이 도로와 교차하여 도로 상부에 시설될 때 설치하는 보호망은 제1종 접지공사를 적용합니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경 전 기준이며, 현재는 접지 시스템 체계가 변경되어 해당 구분 방식의 문제는 출제되지 않습니다.
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82. 최대 사용전압이 154000V인 중성점 직접 접지식 전로의 절연내력 시험전압은 몇 V 인가?

  1. 110880
  2. 141680
  3. 169400
  4. 192500
(정답률: 43%)
  • 중성점 직접 접지식 전로에서 최대사용전압이 $170\text{kV}$이하인 경우, 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 $0.72$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 0.72$
    ② [숫자 대입] $V = 154000 \times 0.72$
    ③ [최종 결과] $V = 110880$
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83. 다음 중 전선로의 종류가 아닌 것은?

  1. 공간전선로
  2. 수저전선로
  3. 옥측전선로
  4. 옥상전선로
(정답률: 43%)
  • 전선로의 종류에는 수저전선로, 옥측전선로, 옥상전선로 등이 포함되나, 공간전선로는 전선로의 분류에 해당하지 않습니다.
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84. 조상기에 내부 고장이 생긴 경우, 조상기의 용량이 몇 KVA 이상일 때 전로로부터 자동 차단하는 장치를 시설하여야 하는가?

  1. 5000
  2. 10000
  3. 15000
  4. 옥상전선로
(정답률: 63%)
  • 조상설비(무효전력 보상장치)의 용량이 $15,000\text{kVA}$이상인 경우에는 내부 고장 발생 시 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치를 반드시 시설하여 계통을 보호해야 합니다.
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85. 가공전선 및 지지물에 관한 시설기준 중 틀린 것은?

  1. 가공전선은 다른 가공전선로, 전차선로, 가공 약전류 전선로 또는 가공 광섬유 케이블선로의 지지물을 사이에 두고 시설하여서는 아니된다.
  2. 가공전선의 분기는 분기점에서 전선에 장력이 가하여지지 아니하도록 시설하는 경우 이외에는 그 전선의 지지 점에서 하여야 한다.
  3. 가공전선로의 지지물에는 승탑 및 승주를 할 수 있도록 발판못 등을 시설하여서는 아니된다.
  4. 가공전선로의 지지물로서는 목주 ㆍ 철주 ㆍ 철근콘크리트주 또는 철탑을 사용하여야 한다.
(정답률: 45%)
  • 가공전선로의 지지물에는 취급자가 안전하게 오르내릴 수 있도록 승탑 및 승주를 위한 발판못 등을 시설해야 합니다. 다만, 외부인의 무단 승주를 방지하기 위해 지표에서 1.8m 미만에는 시설하지 않습니다.
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86. 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선이 도로ㆍ횡단보도교ㆍ철도ㆍ궤도 또는 삭도와 교차하는 경우에는 통신선은 지름 몇 mm의 경동선이나 이와 동등 이상의 세기의 것이어야 하는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 38%)
  • 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선이 도로, 횡단보도교, 철도, 궤도 또는 삭도와 교차하는 경우, 기계적 강도를 확보하기 위해 지름 5mm의 경동선 또는 이와 동등 이상의 세기를 가진 전선을 사용해야 합니다.
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87. 전기욕기의 전원 변압기의 2차측 전압의 최대 한도는 몇 V인가?

  1. 6
  2. 10
  3. 12
  4. 15
(정답률: 52%)
  • 전기욕기의 안전을 위해 전원 변압기 2차측 전로의 사용전압은 최대 10V 이하로 제한하고 있습니다.
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88. 제2차 접근상태를 바르게 설명한 것은?

  1. 가공전선이 전선의 절단 또는 지지물의 도괴 등이 되는 경우에 당해 전선이 다른 시설물에 접속될 우려가 있는 상태
  2. 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 당해 가공 전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3m 미만인 곳에 시설되는 상태
  3. 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 가공전선을 다른 시설물과 수평되게 시설되는 상태
  4. 가공선로에 제2종 접지공사를 하고 보호망으로 보호하여 인축의 감전상태를 방지하도록 조치하는 상태
(정답률: 53%)
  • 제2차 접근상태란 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우, 해당 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3m 미만인 곳에 시설되는 상태를 말합니다.

    오답 노트
    가공전선 절단/도괴로 인한 접속 우려: 제1차 접근상태
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89. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 시설기준으로 맞는 것은?

  1. 지선의 지지율은 1.2 이상일 것.
  2. 소선 5가닥 이상의 연선일 것.
  3. 지중부분 및 지표상 60cm 까지의 부분은 아연도금 철봉 등 부식하기 어려운 재료를 사용할 것.
  4. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 5m 이상으로 할 것.
(정답률: 56%)
  • 가공 전선로 지선의 시설기준에 따라 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 5m 이상으로 설치하여 통행에 지장이 없도록 해야 합니다.

    오답 노트
    지선의 지지율: 1.2 이하일 것
    소선 가닥 수: 3가닥 이상의 연선일 것
    부식 방지 부분: 지중 및 지표상 70cm까지
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90. 고압 가공 전선로와 기설 가공 약전류 전선로가 병행되는 경우, 유도작용에 의해서 통신상의 장해가 발생하지 않도록 하기 위하여 전선과 기설 가공 약전류 전선간의 이격거리는 최소 몇 m이상이어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 36%)
  • 가공 약전류전선로의 유도장해 방지 기준에 따라, 저압 또는 고압 가공전선로와 기설 가공 약전류전선로가 병행하는 경우에는 유도작용에 의한 통신 장해를 막기 위해 이격거리를 2m 이상으로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    고압-약전류 공용(공가) 시: 1.5m 이상
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91. 관, 암거 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분, 금속제의 전선 접속함 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에 시행하는 접지공사의 종류는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종접지공사
  2. 제2종접지공사
  3. 제3종접지공사
  4. 특별제3종접지공사
(정답률: 54%)
  • 지중전선 방호장치의 금속제 부분, 금속제 전선 접속함 및 지중전선 피복으로 사용하는 금속체에는 전기기기 외함 접지와 유사한 제3종 접지공사를 시행합니다.
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92. 공장, 사무실, 학교 등에 시설하는 전체 조명용 전등은 부분 조명이 가능하도록 등기구 수 몇 개 이내의 전등군으로 구분하여 점멸이 가능하도록 하여야 하는가?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 35%)
  • 에너지 절약과 효율적인 조명 관리를 위해 공장, 사무실, 학교 등의 전체 조명은 부분 조명이 가능하도록 등기구 수 $6$개 이내의 전등군으로 구분하여 점멸할 수 있어야 합니다.
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93. 고ㆍ저압 혼촉에 의한 위험을 방지하려고 시행하는 제2종 접지공사에 대한 기준으로 틀린 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제2종 접지공사는 변압기의 시설장소마다 시행하여야 한다.
  2. 토지의 상황에 의하여 접지저항치를 얻기 어려운 경우, 가공 접지선을 사용하여 접지극을 100m까지 떼어 놓을 수 있다.
  3. 가공 공동지선을 설치하여 접지공사를 하는 경우 변압기를 중심으로 지름 400m 이내의 지역에 접지를 하여야한다.
  4. 저압 전로의 사용전압이 300V 이하인 경우에 그 접지공사를 중성점에 하기 어려우면 저압측의 1단자에 시행할 수 있다.
(정답률: 43%)
  • 토지의 상황에 의해 접지저항치를 얻기 어려운 경우, 가공 접지선을 사용하여 접지극을 최대 $200\text{m}$까지 떼어 놓을 수 있습니다.

    오답 노트
    접지극 거리: $100\text{m}$가 아니라 $200\text{m}$까지 가능함
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94. 가공 직류 전차선을 광산 기타의 갱도 안의 윗면에 시설하는 경우로서 몇 m 이상일 때 궤도면상의 높이를 5m 이상으로 하지 않아도 되는가?

  1. 1.8
  2. 2
  3. 2.2
  4. 2.4
(정답률: 27%)
  • 가공 직류 전차선을 갱도 안 윗면에 시설할 때, 궤도면상의 높이를 $5\text{m}$이상으로 유지하는 것이 원칙이나, 갱도의 높이가 $1.8\text{m}$ 미만인 경우에는 예외적으로 $5\text{m}$이상으로 하지 않아도 됩니다.
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95. 금속관공사에서 절연 붓싱을 사용하는 가장 주된 목적은?

  1. 관의 끝이 터지는 것을 방지
  2. 관의 단구에서 조영재의 접촉 방지
  3. 관내 해충 및 이물질 출입 방지
  4. 관의 단구에서 전선 피복의 손상 방지
(정답률: 62%)
  • 금속관의 끝부분(단구)은 날카롭기 때문에 전선을 입선하거나 교체할 때 전선 피복이 긁혀 손상될 위험이 큽니다. 이를 방지하기 위해 절연 붓싱을 설치하여 전선을 보호하는 것이 주된 목적입니다.
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96. 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1000V를 넘는 방전관에 네온 방전관을 사용하고, 관등회로의 배선은 애자사용공사에 의하여 시설할 경우 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전선은 네온 전선일 것.
  2. 전선 상호간의 간격은 6cm 이상일 것.
  3. 전선의 지지점간의 거리는 1m 이하 일 것.
  4. 전선은 조영재의 앞면 또는 위쪽면에 붙일 것.
(정답률: 34%)
  • 옥내 네온 방전관 관등회로를 애자사용공사로 시설할 때, 전선은 조영재의 옆면 또는 아랫면에 붙여 시설해야 합니다. 따라서 조영재의 앞면 또는 위쪽면에 붙인다는 설명은 틀린 것입니다.
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97. 길이 16m, 설계하중 900㎏의 철근콘크리트주를 지반이 튼튼한 곳에 시설하는 경우 지지물 기초의 안전율과 무관하려면 땅에 묻는 깊이를 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.4
  3. 2.8
  4. 3.2
(정답률: 57%)
  • 해당 문제는 지지물 기초의 매설 깊이에 관한 문제이나, 제공된 기존 해설이 없어 정확한 산출 근거를 증명할 수 없으므로 스킵합니다.
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98. 사용전압이 175000V인 변전소의 울타리ㆍ담 등의 높이와 울타리ㆍ담 등으로부터 충전부분까지의 거리의 합계는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3.12
  2. 4.24
  3. 5.12
  4. 6.24
(정답률: 49%)
  • 변전소 울타리 높이와 충전부분까지 거리의 합계는 $160\text{kV}$를 초과하는 경우, 기본 $6\text{m}$에 $160\text{kV}$ 초과분 $10\text{kV}$마다 $12\text{cm}$를 가산하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $L = 6 + \frac{V - 160000}{10000} \times 0.12$
    ② [숫자 대입] $L = 6 + \frac{175000 - 160000}{10000} \times 0.12$
    ③ [최종 결과] $L = 6.24$
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99. 고압 가공인입선이 케이블 이외의 것으로서 그 아래에 위험표시를 하였다면 전선의 지표상 높이는 몇 m 까지로 감할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.5
  4. 5.5
(정답률: 58%)
  • 고압 가공인입선이 케이블 이외의 전선으로 시설되고 그 아래에 위험표시를 한 경우, 지표상 높이를 $3.5\text{m}$까지 감할 수 있습니다.
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100. 건조한 곳에 시설하고 또한 내부를 건조한 상태로 사용하는 쇼윈도안의 사용전압이 400V 미만인 저압 옥내배선의 전선은?

  1. 단면적이 0.75mm2 이상인 절연전선 또는 캡타이어 케이블
  2. 단면적이 1.25mm2 이상인 코드 또는 절연전선
  3. 단면적이 0.75mm2 이상인 코드 또는 캡타이어 케이블
  4. 단면적이 1.25mm2 이상인 코드 또는 다심형 전선
(정답률: 40%)
  • 판단기준 제205조에 따라, 건조한 곳에 시설하고 내부를 건조한 상태로 사용하는 진열장(쇼윈도) 안의 사용전압 $400\text{V}$ 미만 저압 옥내배선은 단면적이 $0.75\text{mm}^{2}$이상인 코드 또는 캡타이어 케이블을 사용할 수 있습니다.
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