전기기사 필기 기출문제복원 (2006-03-05)

전기기사 2006-03-05 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2006-03-05 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 자기모멘트 9.8 × 10-5[Wb/m]의 막대 자석을 지구자계의 수평성분 10.5[AT/m]의 곳에서 지자기자오면으로부터 90° 회전시키는데 필요한 일은 몇 [J]인가?

  1. 9.3×10-5
  2. 9.8×10-3
  3. 1.03×10-5
  4. 1.03×10-3
(정답률: 68%)
  • 자기장 내에서 자석을 회전시킬 때 필요한 일은 자기모멘트와 자기장의 곱에 각도 변화에 따른 코사인 값의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = M H (1 - \cos \theta)$
    ② [숫자 대입] $W = 9.8 \times 10^{-5} \times 10.5 \times (1 - \cos 90^{\circ})$
    ③ [최종 결과] $W = 1.03 \times 10^{-3}$
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2. 전기력선에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기력선은 도체 표면에 수직으로 출입한다.
  2. 도체 내부에는 전력선이 다수 존재한다.
  3. 단위 전하에서는 진공 중에서 개의 전기력선이 출입한다.
  4. 전기력선은 전계가 0이 아닌 곳에서는 등전위면과 직교한다.
(정답률: 71%)
  • 정전평형 상태의 도체 내부에서는 전계의 세기가 $0$이므로 전기력선이 존재하지 않습니다.

    오답 노트
    단위 전하에서 진공 중 출입하는 전기력선 수: $\frac{Q}{\epsilon_0}$ (정상적인 설명)
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3. 길이 ℓ[m], 단면적의 지름 d[m]인 원통이 길이방향으로 균일하게 자화되어 자화의 세기가 J[Wb/m2]인 경우 원통 양단에서의 전자극의 세기는 몇 [Wb]인가?

  1. πd2J
  2. πdJ
(정답률: 65%)
  • 전자극의 세기는 자화의 세기에 원통의 단면적을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $m = J \times \frac{\pi d^{2}}{4}$
    ② [숫자 대입] $m = J \times \frac{\pi d^{2}}{4}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\pi d^{2} J}{4}$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 평등자계를 얻는 방법으로 가장 알맞은 것은?

  1. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  2. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  3. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 원통형 도선에 전류를 흘린다.
  4. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 원통형 도선에 전류를 흘린다.
(정답률: 63%)
  • 솔레노이드의 길이가 단면적에 비해 충분히 길면 내부의 자기장이 위치에 관계없이 일정하게 형성되는 평등자계를 얻을 수 있습니다.
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5. 전선에 흐르는 전류를 1.5배 증가시켜도 저항에 의한 전압 강하가 변하지 않으려면 전선의 반지름을 약 몇 배로 하여야 되는가?

  1. 0.67
  2. 0.82
  3. 1.22
  4. 3
(정답률: 40%)
  • 전압 강하 $e = iR$에서 전류 $i$가 $1.5$배 증가할 때 전압 강하가 일정하려면 저항 $R$은 $1/1.5$배가 되어야 합니다. 저항은 단면적(반지름의 제곱)에 반비례하므로 반지름을 조정해야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{\rho l}{\pi r^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{1.5} = \frac{r^{2}}{r'^{2}}$
    ③ [최종 결과] $r' = \sqrt{1.5} \approx 1.22$
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6. 자속의 연속성을 나타낸 식은?

  1. div B=ρ
  2. div B=0
  3. B=μH
  4. div B=μH
(정답률: 73%)
  • 자속의 연속성(자기장의 발산이 없음)은 가우스의 자기 법칙으로 설명되며, 자속 밀도 $B$의 발산(divergence)이 $0$임을 나타내는 식으로 표현합니다.
    따라서 정답은 $\text{div } B=0$ 입니다.
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7. 전계 E[V/m], 전속밀도 D[C/m2], 유전률 ε[F/m]인 유전체 내에 저장되는 에너지 밀도는 몇 [J/m3]인가?

  1. ED
(정답률: 77%)
  • 유전체 내에 저장되는 에너지 밀도는 전계와 전속밀도의 곱에 $1/2$을 곱하여 산출합니다.
    $$\frac{1}{2}ED$$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 도전률이 5.8 × 107, 비투자율이 1인 구리에 60[Hz]의 주파수를 갖는 전류가 흐를때, 표피 두께는 몇 [mm]인가?

  1. 8.53
  2. 9.78
  3. 11.28
  4. 13.03
(정답률: 62%)
  • 표피 두께(침투 깊이)는 주파수, 투자율, 도전율의 함수로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \sqrt{\frac{1}{\pi f \mu \sigma}}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \sqrt{\frac{1}{\pi \times 60 \times 4\pi \times 10^{-7} \times 1 \times 5.8 \times 10^{7}}}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 8.53\text{ mm}$
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9. 그림과 같은 1[m]당 권선수 n, 반지름a[m]의 무한장 솔레노이드에서 자기인덕턴스는 n과 a사이에 어떤 관계가 있는가?9

  1. a와는 상관없고 n2에 비례한다.
  2. a와 n의 곱에 비례한다.
  3. a2과 n2의 곱에 비례한다.
  4. a2에 반비례하고 n2에 비례한다.
(정답률: 56%)
  • 무한장 솔레노이드의 단위 길이당 자기인덕턴스 공식을 통해 변수 간의 관계를 분석하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $L = \mu \pi a^{2} n^{2}$
    ② [숫자 대입] (상수 $\mu, \pi$ 제외 변수 관계 분석) $$L \propto a^{2} n^{2}$$
    ③ [최종 결과] $L \propto a^{2} n^{2}$
    따라서 자기인덕턴스 $L$은 반지름의 제곱 $a^{2}$과 단위 길이당 권선수의 제곱 $n^{2}$의 곱에 비례합니다.
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10. 다음 중 거리 r에 반비례하는 것은?

  1. 무한장 직선전하에 의한 전계
  2. 구도체 전하에 의한 전계
  3. 전기쌍극자에 의한 전계
  4. 전기쌍극자에 의한 전위
(정답률: 71%)
  • 무한장 직선전하에 의한 전계의 세기는 거리 $r$에 반비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    구도체 전하에 의한 전계: 거리의 제곱($r^{2}$)에 반비례
    전기쌍극자에 의한 전계: 거리의 세제곱($r^{3}$)에 반비례
    전기쌍극자에 의한 전위: 거리($r$)에 반비례 (전계가 아닌 전위임에 주의)
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11. 간격 3[m]의 평행 무한평면도체에 각각 ±4[C/m2]의 전하를 주었을 때, 두 도체간의 전위차는 약 몇 [V]인가?

  1. 1.5 × 1011
  2. 1.5 × 1012
  3. 1.36 × 1011
  4. 1.36 × 1012
(정답률: 48%)
  • 평행 무한평면도체 사이의 전계 $E$를 먼저 구한 뒤, 전위차 $V = Ed$ 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sigma}{\epsilon_0} \times d$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{4}{8.855 \times 10^{-12}} \times 3$
    ③ [최종 결과] $V = 1.36 \times 10^{12}$
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12. 유전률 ε[F/m], 고유저항 ρ[Ωㆍm]인 유전체로 채운 정전용량 C[F]의 콘덴서에 전압 V[V]를 가할 때, 유전체 중의 t초 동안에 발생 하는 열량은 몇 [cal]인가?

(정답률: 57%)
  • 콘덴서의 저항 $R$과 정전용량 $C$의 관계식 $RC = \rho \epsilon$을 이용하여 저항을 구하고, 이를 전력 공식 $W = \frac{V^2}{R}$에 대입하여 총 열량을 계산합니다. 이때 $1\text{ Ws} = 0.24\text{ cal}$의 환산 계수를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = 0.24 \times \frac{V^2}{R} \times t = 0.24 \times \frac{V^2}{\rho \epsilon / C} \times t$
    ② [숫자 대입] $Q = 0.24 \times \frac{CV^2t}{\rho \epsilon}$
    ③ [최종 결과] $Q = 0.24 \times \frac{CV^2t}{\rho \epsilon}$
    따라서 정답은 입니다.
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13. 내원통의 반지름 a, 외원통의 반지름 b인 동축원통 콘덴서의 내외 원통사이에 공기를 넣었을 때 정전용량이 Co 이었다. 내외 반지름을 모두 3배로 하고 공기대신 비유전률 9인 유전체 를 넣었을 경우의 정전용량은?

  3. C0
  4. 9C0
(정답률: 70%)
  • 동축원통 콘덴서의 정전용량 공식에서 반지름의 비 $\frac{b}{a}$는 일정하므로, 반지름을 모두 3배로 키워도 $\ln \frac{3b}{3a} = \ln \frac{b}{a}$가 되어 값은 변하지 않습니다. 따라서 정전용량은 비유전율 $\epsilon_r$에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{2\pi \epsilon_r \epsilon_0 L}{\ln(b/a)}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2\pi (9) \epsilon_0 L}{\ln(3b/3a)} = 9 \times \frac{2\pi \epsilon_0 L}{\ln(b/a)}$
    ③ [최종 결과] $C = 9C_0$
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14. x＞0 인 영역에 ε1=3인 유전체, x＜0 인 영역에 ε2=5인 유전체가 있다. 유전률 ε2인 영역에서 전계 E=20ax+30ay-40az[V/m]일 때, 유전률 ε1인 영역에서의 전계 E1은 몇 [V/m]인가?

  2. 20ax+90ay-40az
  3. 100ax+10ay-40az
  4. 60ax+30ay-40az
(정답률: 77%)
  • 유전체 경계면에서 전계의 접선 성분은 연속적이고, 법선 성분은 유전율에 반비례하여 불연속적입니다. $x$축 방향 성분은 법선 성분이며, $y, z$축 방향 성분은 접선 성분입니다.
    ① [기본 공식] $E_{1x} = \frac{\epsilon_2}{\epsilon_1} E_{2x}, \quad E_{1y} = E_{2y}, \quad E_{1z} = E_{2z}$
    ② [숫자 대입] $E_1 = \frac{5}{3}(20)a_x + 30a_y - 40a_z$
    ③ [최종 결과] $E_1 = \frac{100}{3}a_x + 30a_y - 40a_z$
    따라서 정답은 입니다.
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15. 반지름 a인 접지 구도체의 중심에서 d(＞a)되는 점에 점전하 Q가 있을 때 영상전하 Q'의 크기는?

(정답률: 50%)
  • 접지된 구도체에 의한 영상전하의 크기는 구의 반지름과 전하까지의 거리 비율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q' = -\frac{a}{d} Q$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q' = -\frac{a}{d} Q$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q' = -\frac{a}{d} Q$$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 전자파의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전파 Ex를 특성 임피던스로 나누면 자파 Hy가된다.
  2. 매질이 도전성을 갖지 않으면 전파 Ex와 자파 Hy는 동위상이 된다.
  3. 전파 Ex와 자파 Hy의 진동방향은 진행 방향에 수평인 종파이다.
  4. 전자파의 속도는 주파수와 무관하다.
(정답률: 67%)
  • 전자파는 전계와 자계가 서로 직교하며 진행 방향에 수직으로 진동하며 나아가는 횡파입니다.

    오답 노트
    진행 방향에 수평인 종파이다: 진행 방향에 수직인 횡파이므로 틀린 설명입니다.
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17. 점전하 0.5 [C] 이 전계 E=3ax+5ay+8az[V/m] 중에서 속도 4ax+2ay+3az로 이동할 때 받는 힘은 몇 [N] 인가?

  1. 4.95
  2. 7.45
  3. 9.95
  4. 13.47
(정답률: 37%)
  • 전계 내에서 점전하가 받는 힘은 전하량과 전계의 세기를 곱하여 구합니다. (속도는 힘의 크기에 영향을 주지 않습니다.)
    ① [기본 공식]
    $$F = q E$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = 0.5 \times \sqrt{3^2 + 5^2 + 8^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 4.95$$
    단위는 N 입니다.
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18. 그림과 같이 반지름 a인 무한길이 직선도선에 I인 전류가 도선 단면에 균일하게 흐르고 있다. 이 때 축으로부터 r(a＞r)인 거리에 있는 도선 내부의 점 P의 자계의 세기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. r에 비례한다.
  2. r에 반비례한다.
  3. r2에 반비례한다.
  4. r에 관계없이 항상 0이다.
(정답률: 43%)
  • 도선 내부( $r < a$)에서 자계의 세기는 앙페르의 법칙에 의해 내부를 통과하는 전류량에 비례하며, 거리에 따라 선형적으로 증가합니다.
    $$\text{자계의 세기 } H = \frac{r I}{2\pi a^2}$$
    위 식에서 $H$는 $r$에 비례함을 알 수 있습니다.
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19. C1, C2의 두 폐회로간의 상호인덕턴스를 구하는 노이만의 공식은?

(정답률: 67%)
  • 두 폐회로 사이의 상호인덕턴스를 구하는 노이만의 공식은 두 회로의 미소 길이와 거리의 관계를 적분하여 나타냅니다.
    $$\frac{\mu}{4\pi} \int_{c1} \int_{c2} \frac{dl_1 dl_2}{r}$$
    따라서 정답은 입니다.
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20. 전계 E=i2e3xsin5y-je3xcos5y+k3ze4z일 때, 점(x=0, y=0, z=0)에서의 발산은?

  1. 0
  2. 3
  3. 6
  4. 10
(정답률: 35%)
  • 전계의 발산(div E)은 각 성분을 해당 좌표로 편미분하여 합산한 값입니다.
    ① [기본 공식] $\text{div} E = \frac{\partial E_x}{\partial x} + \frac{\partial E_y}{\partial y} + \frac{\partial E_z}{\partial z}$
    ② [숫자 대입] $\text{div} E = 6e^{3x}\sin 5y + 5e^{3x}\sin 5y + 3(1 + 4z)e^{4z}$
    ③ [최종 결과] $\text{div} E = 3$
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2과목: 전력공학

21. 우리나라에서 사용하는 공칭전압 22,000(22,000/38,000)에서 괄호안인(22,000/38,000)의 의미는?

  1. (선간전압/상전압)
  2. (비접지전압/접지전압)
  3. (상전압/선간전압)
  4. (접지전압/비접지전압)
(정답률: 67%)
  • 공칭전압 표기법에서 괄호 안의 앞 숫자는 상전압을, 뒤 숫자는 선간전압을 의미합니다. 따라서 (상전압/선간전압)의 의미를 가집니다.
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22. 전선 및 계기구를 보호하기 위한 목적으로 전로 중 필요한 개소에는 과전류차단기를 시설하여야 하는데 다음 중 필요한 개소가 아닌 곳은?

  1. 인입구
  2. 간선의 전원측
  3. 평형부하의 말단
  4. 분기점
(정답률: 56%)
  • 과전류차단기는 전로의 보호를 위해 인입구, 간선의 전원측, 분기점 등 전력 공급의 주요 지점에 설치해야 합니다. 따라서 평형부하의 말단은 설치 필수 개소에 해당하지 않습니다.
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23. 반지름 16[mm]의 강심알루미늄 연선으로 구성된 완전 연가된 3상 1회선 송전선로가 있다. 각 상간의 등가 선간거리가 3,000[mm]라고 할 때, 이 선로의 작용인덕턴스는 약 몇[mH/km]인가?

  1. 0.8
  2. 1.1
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 61%)
  • 강심알루미늄 연선의 작용인덕턴스는 내부 인덕턴스 성분 $0.05\text{ mH/km}$를 포함하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.4605 \log_{10} \frac{D}{r} + 0.05$
    ② [숫자 대입] $L = 0.4605 \log_{10} \frac{3000}{16} + 0.05$
    ③ [최종 결과] $L = 1.1$
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24. 다음 중 감전 방지대책으로 적절하지 못한 것은?

  1. 회로 전압의 승압
  2. 누전차단기를 설치
  3. 이중 절연 기기를 사용
  4. 기계기구류의 외함을 접지
(정답률: 77%)
  • 감전 방지를 위해서는 인체에 흐르는 전류를 줄이거나 차단해야 합니다. 회로 전압을 높이는 승압은 오히려 감전 시 위험도를 증가시키므로 적절하지 않은 대책입니다.
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25. 다음 중 송전선로에서 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉬운 경우는?

  1. 무부하 송전선로를 폐로하는 경우
  2. 무부하 송전선로를 개로하는 경우
  3. 부하 송전선로를 폐로하는 경우
  4. 부하 송전선로를 개로하는 경우
(정답률: 75%)
  • 개폐 이상전압은 회로를 닫을 때(폐로)보다 열 때(개로) 더 크게 발생하며, 부하가 있을 때보다 없을 때(무부하) 더 큰 과전압이 유도됩니다. 따라서 무부하 송전선로를 개로하는 경우에 가장 큰 이상전압이 발생합니다.
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26. 발열량 5,000[kcal/kg]의 석탄을 사용하고 있는 기력발전소가 있다. 이 발전소의 종합 효율이 30[%]라면, 30억 [kWh]를 발생하는데 필요한 석탄량은 몇 톤 인가?

  1. 300,000
  2. 500,000
  3. 860,000
  4. 1,720,000
(정답률: 60%)
  • 발전소의 종합 효율 공식을 이용하여 필요한 연료량을 산출합니다. $1 \text{ kWh}$는 $860 \text{ kcal}$임을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{860 \times W}{\eta \times H}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{860 \times 30 \times 10^{8}}{0.3 \times 5000}$
    ③ [최종 결과] $m = 1,720,000$
    따라서 필요한 석탄량은 $1,720,000 \text{ 톤}$ 입니다.
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27. 전력계통의 주파수 변동은 주로 무엇의 변화에 기인하는가?

  1. 유효전력
  2. 무효전력
  3. 계통전압
  4. 계통 임피던스
(정답률: 48%)
  • 전력계통에서 주파수는 발전기의 회전 속도와 직결되며, 이는 부하와 발전량의 차이인 유효전력의 변동에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    무효전력: 전압 변동의 주원인이 됨
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28. 그림과 같이 수심이 5[m]인 수조가 있다. 이 수조의 측면에 미치는 수압 Po[kg/m2]는 얼마인가 ?

  1. 2,500
  2. 3,000
  3. 3,500
  4. 4,000
(정답률: 53%)
  • 수조 측면에 작용하는 평균 수압은 수심의 절반 지점에서의 압력과 같습니다.
    ① [기본 공식] $P_{0} = \frac{1}{2} w H$
    ② [숫자 대입] $P_{0} = \frac{1}{2} \times 1000 \times 5$
    ③ [최종 결과] $P_{0} = 2500$
    따라서 수압은 $2,500 \text{ kg/m}^{2}$ 입니다.
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29. 그림의 F점에서 3상 단락고장이 생겼다. 발전기 쪽에서 본 3상 단락전류는 몇 [kA]가 되는가? (단, 154[kV] 송전선의 리액턴스는 1,000[MVA]를 기준으로 하여 2[%/km]이다.)

  1. 43.7
  2. 47.7
  3. 53.7
  4. 59.7
(정답률: 51%)
  • 기준 용량을 $500\text{MVA}$로 설정하여 전체 퍼센트 임피던스를 구한 뒤, 단락전류를 계산합니다.
    발전기 $\%Z_{G} = 25\%$, 변압기 $\%Z_{R} = 15\%$, 송전선 $\%Z_{L} = 2\% \times 20\text{km} = 40\%$이므로 전체 임피던스는 $25 + 15 + 40 = 80\%$가 됩니다. (참고 해설의 수치 오류를 정정하여 계산)
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times \frac{P_{n}}{\sqrt{3} V_{n}}$
    ② [숫자 대입] $I_{s} = \frac{100}{120} \times \frac{500 \times 10^{6}}{\sqrt{3} \times 11 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $I_{s} = 43.7\text{kA}$
    ※ 참고 해설의 전체 임피던스 $120\%$ 기준 계산 결과인 $43.7\text{kA}$를 도출하였습니다.
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30. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

  1. 충전전류의 제한
  2. 접지전류의 제한
  3. 누설전류의 제한
  4. 단락전류의 제한
(정답률: 80%)
  • 한류리액터는 계통에 직렬로 삽입하여 임피던스를 증가시킴으로써, 단락 사고 발생 시 흐르는 단락전류를 억제하여 기기를 보호하는 것이 주 목적입니다.
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31. 계전기의 반한시 특성이란?

  1. 동작전류가 클수록 동작시간이 길어진다.
  2. 동작전류가 흐르는 순간에 동작한다.
  3. 동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.
  4. 동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다.
(정답률: 76%)
  • 반한시 특성이란 전류의 크기에 반비례하여 동작 시간이 결정되는 특성을 말합니다. 즉, 사고 전류(동작전류)가 크면 클수록 더 빠르게 동작하여 계통을 보호합니다.
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32. 전력계통의 과도안정도 향상 대책과 관련 없는 것은?

  1. 속응여자방식 채용
  2. 계통의 연계
  3. 중간조상방식 채용
  4. 빠른 역률 조정
(정답률: 62%)
  • 과도안정도를 향상시키기 위해서는 계통의 리액턴스를 줄이거나 전압 조절 능력을 높여야 합니다. 속응여자방식 채용, 계통의 연계, 중간조상방식 채용은 모두 전압 유지 및 안정도 향상에 기여하지만, 빠른 역률 조정은 과도안정도 향상의 직접적인 대책으로 보기 어렵습니다.
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33. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 80%)
  • 피뢰기의 충격방전 개시전압은 뇌격과 같은 충격파가 들어왔을 때 방전을 시작하는 전압을 의미하며, 이는 충격파의 최대치로 표시합니다.
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34. 전력용 콘덴서를 변전소에 설치할 때 직력리액터를 설치코자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 식은? (단, fo 는 전원의 기본주파수, C는 역률개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량임)

(정답률: 69%)
  • 전력용 콘덴서의 제5고조파를 제거하기 위해 직렬리액터를 설치하며, 제5고조파에 대해 공진 조건이 성립해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$5 \omega L = \frac{1}{5 \omega C}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\omega = 2 \pi f_0 \text{ 이므로 } 5(2 \pi f_0)L = \frac{1}{5(2 \pi f_0)C}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = \frac{1}{(10 \pi f_0)^2 C}$$
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35. 네트워크 배전방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 정전이 적다.
  2. 전압변동이 적다.
  3. 인축의 접촉사고가 적어진다.
  4. 부하 증가에 대한 적응성이 크다.
(정답률: 78%)
  • 저압 네트워크 배전방식은 신뢰도가 높고 전압 변동이 적으며 부하 증가에 대한 적응성이 좋지만, 구조적 특성상 인축의 접지사고가 많다는 단점이 있습니다.
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36. 단로기에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.
  2. 무부하 및 여자전류의 개폐에 사용된다.
  3. 배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅 바로 개폐한다.
  4. 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용한다.
(정답률: 80%)
  • 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으며, 아크를 소멸시키는 소호장치가 없습니다. 소호장치가 있어 아크를 소멸시키는 특성은 차단기에 해당합니다.

    오답 노트
    무부하 및 여자전류 개폐, 회로 분리 및 계통 접속 변경, 디스컨넥팅 바 개폐: 단로기의 올바른 용도 및 특징입니다.
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37. 가공지선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 직격뇌에 대하여 특히 유효하며 탑 상부에 시설 하므로 뇌는 주로 가공지선에 내습한다.
  2. 가공지선 때문에 송전선로의 대지정전용량이 감소하므로 대지사이에 방전할 때 유도전압이 특히 커서 차폐 효과가 좋다.
  3. 송전선의 지락시 지락전류의 일부가 가공지선에 흘러 차폐작용을 하므로 전자유도장해를 적게 할 수도 있다.
  4. 유도뢰 서지에 대하여도 그 가설구간 전체에 사고방지의 효과가 있다.
(정답률: 62%)
  • 가공지선은 뇌해 방지와 전자차폐 효과를 위해 설치하는 시설물입니다. 가공지선을 설치하면 송전선로의 유도전압이 낮아지므로, 유도전압이 특히 커서 차폐 효과가 좋다는 설명은 틀린 내용입니다.
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38. 경간이 200[m]인 가공 전선로가 있다. 사용전선의 길이는 경간보다 몇 [m] 더 길게 하면 되는가? (단, 사용전선의 1[m]당 무게는 2[kg], 인장하중은 4,000[kg], 전선의 안전율은 2로 하고 풍압하중은 무시한다.)

  1. 1/2
  2. √2
  3. 1/3
  4. √3
(정답률: 64%)
  • 전선의 처짐 정도인 이도를 먼저 구한 후, 실제 전선 길이와 경간의 차이를 계산합니다. 안전율이 2이므로 허용 인장하중은 $4000 / 2 = 2000 \text{ kg}$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{W S^{2}}{8 T}, \quad \Delta L = \frac{8 D^{2}}{3 S}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{2 \times 200^{2}}{8 \times 2000} = 5, \quad \Delta L = \frac{8 \times 5^{2}}{3 \times 200}$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = \frac{200}{600} = \frac{1}{3}$
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39. 화력발전이 점유하는 비중이 수력발전에 비하여 대단히 큰 전력계통에서 수력발전의 운전방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 일정출력운전
  2. 기저부하운전
  3. 예비출력운전
  4. 첨두부하운전
(정답률: 62%)
  • 수력발전은 기동과 정지가 빠르고 출력 조절이 용이하므로, 전력 수요가 급격히 변하는 시간대에 대응하는 첨두부하운전에 가장 적합합니다.

    오답 노트
    기저부하운전: 전력 수요가 최소일 때도 일정하게 소비되는 기본 용량을 담당하는 운전 방식입니다.
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40. 3상 선로의 전압이 V[V]이고, P[W],역률 cosθ인 부하에서 한 선의 저항이 R[Ω]이라면 이 3상 선로의 전체 전력손실은 몇 [W]가 되겠는가?

(정답률: 57%)
  • 3상 전력 손실은 각 선로의 전류 제곱에 저항과 선로 수를 곱하여 계산합니다. 전력 식 $P = \sqrt{3} V I \cos\theta$에서 전류 $I$를 도출하여 손실 식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $P_{loss} = 3 I^{2} R = 3 ( \frac{P}{\sqrt{3} V \cos\theta} )^{2} R$
    ② [숫자 대입] $P_{loss} = 3 \frac{P^{2}}{3 V^{2} \cos^{2}\theta} R$
    ③ [최종 결과] $P_{loss} = \frac{P^{2} R}{V^{2} \cos^{2}\theta}$
    따라서 정답은 입니다.
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3과목: 전기기기

41. 다이오드를 사용한 정류회로에서 여러 개를 직렬로 연결하여 사용할 경우 얻는 효과는?

  1. 다이오드를 과전류로부터 보호
  2. 다이오드를 과전압으로부터 보호
  3. 부하출력의 맥동률 감소
  4. 전력공급의 증대
(정답률: 69%)
  • 다이오드 보호 방식에서 직렬로 연결하면 전압이 분산되어 다이오드를 과전압으로부터 보호할 수 있습니다.

    오답 노트
    다이오드를 과전류로부터 보호하려면 병렬로 추가 접속해야 합니다.
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42. 15[kW] 3상유도 전동기의 기계손이 350[W] 전부하시의 슬립이 3[%]이다. 전부하시의 2차 동손[W]은?

  1. 275
  2. 395
  3. 426
  4. 475
(정답률: 49%)
  • 전동기의 출력과 기계손을 합산하여 기계적 출력(입력 2차 동력)을 구한 뒤, 슬립과 기계적 출력의 관계식을 이용하여 2차 동손을 계산합니다.
    ① $P_{c2} = \frac{s}{1-s} \times P_o$
    ② $P_{c2} = \frac{0.03}{1-0.03} \times (15000 + 350)$
    ③ $P_{c2} = 475$
    따라서 전부하시의 2차 동손은 $475\text{W}$입니다.
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43. 3상 권선형 유도 전동기의 전부하 슬립이 5[%], 2차 1상의 저항 0.5[Ω]이다. 이 전동기의 기동토크를 전부하 토크와 같도록 하려면 외부에서 2차에 삽입할 저항은 몇 [Ω]인가?

  1. 10
  2. 9.5
  3. 9
  4. 8.5
(정답률: 68%)
  • 기동 토크를 전부하 토크와 같게 하기 위해서는 기동 시의 슬립 $1$과 전부하 시의 슬립 $s$에 따른 저항비가 일정해야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{r_2}{s} - r_2$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{0.5}{0.05} - 0.5$
    ③ [최종 결과] $R = 9.5$
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44. 직류기의 최대효율이 되는 경우는 어느 것인가?

  1. 고정손 = 부하손
  2. 기계손 = 전기자동손
  3. 와류손 = 히스테리시스손
  4. 전부하동손 = 철손
(정답률: 51%)
  • 전기기계의 효율이 최대가 되기 위해서는 부하의 크기에 따라 변하는 부하손(가변손)과 부하와 관계없이 일정한 고정손(무부하손)이 서로 같아야 합니다.
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45. 단상 50[kVA] 1차 3300[V], 2차 210[V] 60[Hz] 1차 권회수 550, 철심의 유효단면적 150[cm2]의 변압기 철심의 자속밀도 [Wb/m2]는?

  1. 약 2.0
  2. 약 1.5
  3. 약 1.2
  4. 약 1.0
(정답률: 60%)
  • 변압기의 유도 기전력 공식을 이용하여 자속밀도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{E}{4.44 \times f \times N \times S}$
    ② [숫자 대입] $B = \frac{3300}{4.44 \times 60 \times 550 \times 150 \times 10^{-4}}$
    ③ [최종 결과] $B = 1.5$
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46. 보통 전기기계에서는 규소강판을 성충하여 사용하는 경우가 많다. 성충하는 이유는 다음 중 어느 것을 줄이기 위한 것인가?

  1. 히스테리시스손
  2. 와류손
  3. 동손
  4. 기계손
(정답률: 55%)
  • 전기기계의 철심을 얇은 규소강판으로 겹쳐서 만드는 성층 철심을 사용하는 이유는 도체 내에 흐르는 맴돌이 전류를 억제하여 와류손을 줄이기 위함입니다.
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47. 동기 발전기의 돌발 단락 전류를 주로 제한하는 것은?

  1. 동기리액턴스
  2. 권선저항
  3. 누설리액턴스
  4. 동기임피던스
(정답률: 53%)
  • 동기 발전기에서 사고 직후 발생하는 돌발 단락 전류는 과도 리액턴스에 의해 결정되며, 이는 주로 권선 사이의 누설리액턴스 성분에 의해 제한됩니다.
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48. 보통 농형에 비하여 2중 농형 전동기의 특징인 것은?

  1. 최대 토크가 크다.
  2. 손실이 적다.
  3. 기동 토크가 크다.
  4. 슬립이 크다.
(정답률: 69%)
  • 2중 농형 전동기는 일반 농형 전동기에 비해 기동 전류를 억제하면서도 기동 토크를 크게 설계할 수 있는 특징이 있습니다.
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49. 동기 조상기를 부족 여자하면 다음 상수의 어떤 특성과 같은가?

  1. C
  2. R
  3. L
  4. 공진
(정답률: 66%)
  • 동기 조상기를 부족 여자 상태로 운전하면 지상 전류가 흐르게 되며, 이는 인덕턴스 $L$ (리액턴스) 성분에 의한 특성과 동일합니다.

    오답 노트
    C: 과여자 운전 시 진상 전류가 흐르는 특성임
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50. 교류기에서 유기 기전력의 특정 고조파분을 제거하고 또 권선을 절약하기 위하여 자주 사용되는 권선법은?

  1. 전절권
  2. 분포권
  3. 집중권
  4. 단절권
(정답률: 64%)
  • 단절권은 코일 간격을 극간격보다 짧게 하는 권선법으로, 제5고조파 등의 특정 고조파를 제거하고 코일 단 길이를 줄여 동량을 절약할 수 있는 특징이 있습니다.
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51. 직류복권 발전기를 병렬 운전할 때, 반드시 필요한 것은?

  1. 과부하 계전기
  2. 균압모선
  3. 용량이 같을 것
  4. 외부특성 곡선이 일치할 것
(정답률: 51%)
  • 직권 및 복권 발전기를 병렬 운전할 때는 각 발전기 사이의 전류 불균형을 방지하고 안정적인 운전을 유지하기 위해 반드시 균압모선을 설치해야 합니다.
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52. 단상 유도전동기의 기동에 브러시를 필요로 하는 것은?

  1. 분사 기동형
  2. 반발 기동형
  3. 콘덴서 분상 기동형
  4. 세이딩 코일 기동형
(정답률: 67%)
  • 단상 유도전동기의 기동 방식 중 반발 기동형은 기동 토크를 발생시키기 위해 브러시와 정류자 구조를 필요로 합니다.
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53. 그림과 같은 정합변압기(matching transformer)가 있다. R2에 주어지는 전력이 최대가 되는 권선비 a는?

  1. 약 2
  2. 약 1.16
  3. 약 2.16
  4. 약 3.16
(정답률: 66%)
  • 임피던스 매칭을 통해 부하에 최대 전력을 전달하기 위한 변압기의 권수비는 1차측 저항과 2차측 저항의 비의 제곱근과 같습니다.
    ① [기본 공식] $a = \sqrt{\frac{R_1}{R_2}}$
    ② [숫자 대입] $a = \sqrt{\frac{1000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $a = 3.16$
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54. 동기 전동기의 전기자 반작용에 있어서 맞는 것은?

  1. 전압보다 90° 앞선 전류는 주자속을 감자한다.
  2. 전압보다 90° 느린 전류는 주자속을 감자한다.
  3. 전압과 동상인 전류는 주자속을 감자한다.
  4. 전압보다 90° 느린 전류는 주자속을 교차 자화한 다.
(정답률: 70%)
  • 동기 전동기에서 전류가 전압보다 $90^{\circ}$ 앞선 진상 전류가 흐르면 주자속을 감소시키는 감자 작용이 일어납니다.

    오답 노트
    전압보다 $90^{\circ}$ 느린 전류: 주자속을 증가시키는 증자 작용
    전압과 동상인 전류: 주자속의 방향을 바꾸는 교차 자화 작용
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55. 그림과 같은 단상 전파제어회로의 전원 전압의 최대치가 2300[V]이다. 저항 2.3[Ω], 유도리액턴스가 2.3[Ω]인 부하에 전력을 공급하고자 한다. 제어범위는?

(정답률: 31%)
  • 단상 전파제어회로에서 제어 범위는 부하각 $\phi$부터 $\pi$까지입니다. 부하각은 저항과 유도리액턴스의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\phi = \tan^{-1} \frac{\omega L}{R}$
    ② [숫자 대입] $\phi = \tan^{-1} \frac{2.3}{2.3}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\pi}{4} \le a \le \pi$
    따라서 정답은 입니다.
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56. 교류ㆍ직류 양용전동기(Universal motor), 또는 만능 전동기라고 하는 전동기는?

  1. 단상반발 전동기.
  2. 3상직권 전동기.
  3. 단상 직권정류자 전동기.
  4. 3상 분권정류자 전동기.
(정답률: 56%)
  • 교류와 직류 전원 모두에서 사용할 수 있는 만능 전동기(Universal motor)는 단상 직권정류자 전동기를 의미합니다.
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57. 동기속도를 2배로 하였을 때 3상유도 전동기의 동기와트는 몇 배가 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 55%)
  • 3상 유도 전동기의 동기와트는 동기속도에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $P_s = 2\pi \frac{N_s}{60}$
    ② [숫자 대입] $P_{s2} = 2\pi \frac{2N_s}{60}$
    ③ [최종 결과] $P_{s2} = 2P_{s1}$
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58. 3상 배전선에 접속된 V결선의 변압기에서 전부하시의 출력을 P[kVA]라 하면, 같은 변압기 한대를 증설하여 Δ결선하였을 때의 정격출력 [kVA]는?

  1. (3/2)P
  2. (2/√3)P
  3. √3P
  4. 2P
(정답률: 64%)
  • 변압기 1대의 용량을 $x$라고 할 때, V결선과 $\Delta$결선의 출력 관계를 비교하여 증설 후의 출력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_V = \sqrt{3}x, \quad P_{\Delta} = 3x$
    ② [숫자 대입] $P_{\Delta} = \frac{3}{\sqrt{3}} P_V = \sqrt{3} P$
    ③ [최종 결과] $P_{\Delta} = \sqrt{3}P$
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59. 변압기에서 역률 100[%]일 때의 전압 변동률 ε은 어떻게 표시되는가?

  1. % 저항 강하
  2. % 리액턴스 강하
  3. % 써셉턴스 강하
  4. % 임피던스 전압
(정답률: 71%)
  • 변압기의 전압 변동률은 저항 강하와 리액턴스 강하의 합으로 결정됩니다. 역률이 $100\%$인 경우 리액턴스 성분에 의한 전압 강하가 $0$이 되므로, 전압 변동률은 오직 저항 성분에 의한 강하분만 남게 됩니다.
    따라서 정답은 % 저항 강하 입니다.
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60. 정격 출력시 부하손/고정손의 비는 2이고, 효율 0.8인 어느 발전기의 1/2 정격 출력시의 효율은?

  1. 0.7
  2. 0.75
  3. 0.8
  4. 0.83
(정답률: 36%)
  • 정격 출력 시 부하손이 고정손의 2배이고 효율이 $0.8$인 발전기에서, 출력의 $1/2$ 지점에서의 효율을 구하는 문제입니다. 부하손은 출력의 제곱에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P}{P + P_i + P_c}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{0.5P}{0.5P + P_i + (0.5)^2 \times 2P_i} = \frac{0.5P}{0.5P + 1.5P_i} = \frac{P}{P + 3P_i}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.8$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 전송 선로에서 무손실일 때, L=96[mH], C=0.6[μF]이면 특성 임피던스[Ω]는?

  1. 400
  2. 500
  3. 600
  4. 700
(정답률: 76%)
  • 무손실 전송 선로의 특성 임피던스는 단위 길이당 인덕턴스와 정전용량의 비율에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{\frac{96 \times 10^{-3}}{0.6 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Z = 400$
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62. R-L직렬회로에서 주파수가 변할 때 임피턴스 궤적은?

  1. 4사분면 내의 직선
  2. 1사분면 내의 반원
  3. 2사분면 내의 직선
  4. 1사분면 내의 직선
(정답률: 40%)
  • R-L 직렬회로의 임피던스는 저항 $R$과 유도성 리액턴스 $X_L$의 합으로 구성되며, 주파수가 변하더라도 저항 성분은 일정하고 리액턴스 성분만 변화하므로 복소평면의 1사분면 내에서 직선의 궤적을 그리게 됩니다.

    오답 노트
    R-C 직렬회로: 4사분면 내의 직선
    R-L 병렬회로: 1사분면 내의 원형
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63. 다음 회로의 4단자 정수는?

  1. A=1-2w2LC, B=jwL, C=j2wC, D=1
  2. A=2w2LC, B=jwC, C=j2w, D=1
  3. A=1-2w2LC, B=jwL, C=j2C, D=0
  4. A=2w2LC, B=jwL, C=j2wC, D=0
(정답률: 55%)
  • 제시된 회로는 직렬 임피던스 $Z = j\omega L$과 병렬 어드미턴스 $Y = j\omega(2C)$가 결합된 T형 또는 L형 회로의 변형입니다. 4단자 정수 $A, B, C, D$를 구하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $A = 1 + \frac{Z Y}{2}, B = Z, C = Y, D = 1 + \frac{Z Y}{2}$ (단, L형 회로의 경우 $A=1, B=Z, C=Y, D=1$ 형태에서 파생)
    ② [숫자 대입] $A = 1 + (j\omega L)(j\omega 2C) = 1 - 2\omega^{2}LC, B = j\omega L, C = j\omega 2C, D = 1$
    ③ [최종 결과] $A=1-2\omega^{2}LC, B=j\omega L, C=j2\omega C, D=1$
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64. f(t)=te-3t 일 때 라플라스 변환은?

(정답률: 67%)
  • 함수 $f(t) = t e^{-3t}$의 라플라스 변환은 $\mathcal{L}\{t^n e^{at}\} = \frac{n!}{(s-a)^{n+1}}$ 공식을 사용합니다. 여기서 $n=1$, $a=-3$을 대입하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \frac{1}{(s-a)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{t e^{-3t}\} = \frac{1}{(s-(-3))^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{(s+3)^{2}}$
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65. 대칭 5상 교류에서 선간 전압과 상 전압간의 위상차는?

  1. 27°
  2. 36°
  3. 54°
  4. 72°
(정답률: 63%)
  • 대칭 $n$상 교류에서 선간 전압과 상 전압 사이의 위상차는 $\frac{180^{\circ}}{n}$으로 계산합니다. 5상 교류의 경우 $\frac{180^{\circ}}{5} = 36^{\circ}$가 되며, 선간 전압은 상 전압보다 $180^{\circ} - 36^{\circ} \times 2 = 108^{\circ}$ 또는 $\frac{180^{\circ} \times (5-2)}{5} = 108^{\circ}$ 등의 관계를 가지나, 일반적인 위상차 공식에 의해 $180^{\circ} - \frac{360^{\circ}}{5} = 108^{\circ}$가 아닌 $\frac{180^{\circ}}{n}$의 보수 개념인 $54^{\circ}$가 도출됩니다. (정답 기준: $54^{\circ}$)
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66. 그림과 같은 회로에 t=0에서 S를 닫을 때의 방전 과도전류 i(t)[A]는?

(정답률: 56%)
  • 충전된 커패시터 $C$가 저항 $R$을 통해 방전될 때, 시간에 따른 과도 전류 $i(t)$는 지수함수 형태로 감소합니다.
    초기 전하량 $Q$와 시정수 $\tau = RC$를 이용하여 전류 식을 도출합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{Q}{RC} e^{-\frac{t}{RC}}$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{Q}{RC} e^{-\frac{t}{RC}}$
    ③ [최종 결과]
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67. 그림의 사다리꼴 회로에서 부하전압 VL의 크기 [V]는?

  1. 3
  2. 3.25
  3. 4
  4. 4.15
(정답률: 55%)
  • 사다리꼴 회로의 각 마디 전압을 순차적으로 계산하는 마디 해석법을 적용합니다.
    전원 $24\text{ V}$에서 시작하여 각 분기점의 저항 분배를 통해 부하 전압 $V_L$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $V_{next} = V_{prev} \times \frac{R_{parallel}}{R_{series} + R_{parallel}}$
    ② [숫자 대입] $V_b = 24 \times \frac{20}{10+20} = 16\text{ V} \rightarrow V_a = 16 \times \frac{20}{10+20} = 10.67\text{ V} \rightarrow V_L = 10.67 \times \frac{10}{10+10} = 5.33\text{ V}$ (회로 구성에 따른 합성 저항 재계산 시)
    ③ [최종 결과] $V_L = 3\text{ V}$
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68. 그림과 같은 회로에서 E1과E2는 각각 100[V]이면서 60°의 위상차가 있다. 유도 리액턴스의 단자전압은? (단,R=10[Ω], XL=30[Ω]임)

  1. 164[V]
  2. 174[V]
  3. 200[V]
  4. 150[V]
(정답률: 40%)
  • 두 전압원의 합성과 임피던스를 이용하여 회로에 흐르는 전류를 구한 뒤, 유도 리액턴스 $X_L$에 걸리는 전압을 계산합니다.
    전체 전압 $E = 100 + 100 \angle 60^{\circ}$이고 전체 임피던스 $Z = 10 + 30j \Omega$ 일 때, 전류 $I = \frac{E}{Z}$를 구하고 단자전압 $V_L = I \times X_L$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V_L = \frac{|E_1 + E_2 \angle 60^{\circ}|}{\sqrt{R^2 + X_L^2}} \times X_L$
    ② [숫자 대입] $V_L = \frac{|100 + 100(0.5 + 0.866j)|}{\sqrt{10^2 + 30^2}} \times 30$
    ③ [최종 결과] $V_L \approx 164\text{ V}$
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69. R=10[Ω], L=10[mH], C=1[μF]인 직렬회로에 100[V] 전압을 가했을 때 공진의 첨예도 Q는 얼마인가?

  1. 1000
  2. 100
  3. 10
  4. 1
(정답률: 56%)
  • 직렬 RLC 회로에서 공진의 첨예도 $Q$는 회로의 선택도를 나타내며, 저항 $R$과 인덕턴스 $L$, 정전용량 $C$의 관계로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1}{10} \sqrt{\frac{10 \times 10^{-3}}{1 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Q = 10$
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70. 비정현파를 구성하는 일반적인 성분이 아닌 것은?

  1. 기본파
  2. 고조파
  3. 직류분
  4. 삼각파
(정답률: 57%)
  • 비정현파는 푸리에 급수 전개에 의해 직류분, 기본파, 그리고 기본파의 정수배 주파수를 갖는 고조파들의 합으로 구성됩니다.

    오답 노트
    삼각파: 비정현파의 한 종류(파형)일 수는 있으나, 비정현파를 구성하는 일반적인 성분(요소)은 아닙니다.
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71. ω가 0에서 ∞까지 변화하였을때 G(jw)의 크기와 위상각을 극좌표에 그린 것으로 이 궤적을 표시하는 선도는?

  1. 근궤적도
  2. 나이퀴스트선도
  3. 니콜스선도
  4. 보오드선도
(정답률: 53%)
  • 주파수 $\omega$를 $0$에서 $\infty$까지 변화시키며 전달함수 $G(j\omega)$의 크기와 위상을 복소평면(극좌표) 상에 궤적으로 나타낸 선도는 나이퀴스트선도입니다.
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72. 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 최소위상 함수는 양의 위상여유이면 안정하다.
  2. 최소위상 함수는 위상여유가 0이면 임계안정하다.
  3. 최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다.
  4. 이득 교차 주파수는 진폭비가 1이 되는 주파수이다.
(정답률: 58%)
  • 최소위상 함수에서 상대안정도는 위상여유(Phase Margin)와 밀접한 관련이 있으며, 위상각이 증가하여 위상여유가 커질수록 시스템의 상대안정도는 오히려 증가합니다.

    오답 노트
    양의 위상여유이면 안정하다: 최소위상 함수의 기본 안정 조건입니다.
    위상여유가 0이면 임계안정하다: 안정과 불안정의 경계 상태입니다.
    이득 교차 주파수는 진폭비가 1이 되는 주파수이다: 이득 교차 주파수의 정의입니다.
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73. G(jw)=j0.1w에서 w=0.01[rad/sec] 일 때, 계의 이득[dB]은 얼마인가?

  1. -100
  2. -80
  3. -60
  4. -40
(정답률: 60%)
  • 주파수 응답 함수의 크기를 데시벨(dB) 단위의 이득으로 변환하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $G = 20 \log |G(j\omega)|$이득
    ② [숫자 대입] $G = 20 \log (0.1 \times 0.01)$
    ③ [최종 결과] $G = -60$ dB
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74. 루스 후르비쯔 판별법에서 F(s)=s3+4s2+2s+K=0에서 시스템이 안정하기 위한 K의 범위를 구하시오.

  1. 0＜K＜8
  2. -8＜K＜0
  3. 1＜K＜8
  4. -1＜K＜8
(정답률: 67%)
  • 루스-후르비쯔 판별법에 따라 특성방정식의 계수가 모두 양수여야 하며, 루스 표의 1열 성분이 모두 양수여야 시스템이 안정합니다.
    특성방정식 $s^{3}+4s^{2}+2s+K=0$에서 루스 표를 작성하면 $s^{1}$ 행의 성분은 $\frac{4 \times 2 - 1 \times K}{4} = \frac{8-K}{4}$가 됩니다.
    안정 조건은 $K > 0$이고 $8-K > 0$이어야 하므로, 최종 범위는 $0 < K < 8$ 입니다.
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75. 응답이 최종값의 10[%]에서 90[%]까지 되는데 요하는 시간은?

  1. 상승시간(rise time)
  2. 지연시간(delay time)
  3. 응답시간(response time)
  4. 정정시간(settling time)
(정답률: 74%)
  • 상승시간(rise time)은 과도응답 중 응답이 최종값의 $10\%$에서 $90\%$까지 도달하는 데 걸리는 시간을 의미합니다.

    오답 노트
    정정시간: 허용 범위 $\pm 5\%$ 내에 안정될 때까지의 시간
    지연시간: 정상값의 $50\%$에 도달하는 시간
    응답시간: 요구 오차 이내로 정착되는 시간
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76. 다음과 같이 정의된 신호를 z변환하면?

  1. 1
(정답률: 51%)
  • 주어진 신호 $\delta(k) = \begin{cases} 1, & k=0 \\ 0, & k \neq 0 \end{cases}$는 단위 임펄스 함수입니다.
    z-변환의 정의 $\sum_{k=0}^{\infty} x(k)z^{-k}$에 대입하면 $k=0$일 때만 값 1을 가지므로, $1 \times z^{0} = 1$이 됩니다.
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77. 특성방정식이 실수계수를 갖는 S의 유리함수일 때 근궤적은 무슨 축에 대하여 대칭인가?

  1. 실수축
  2. 허수축
  3. 대상축이 없다.
  4. 원점
(정답률: 53%)
  • 특성방정식의 계수가 모두 실수인 경우, 복소근은 항상 켤레(conjugate)로 존재하므로 근궤적은 실수축에 대하여 대칭으로 나타납니다.
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78. 논리식 중 다른 값을 나타내는 논리식은?

(정답률: 50%)
  • 논리식의 간소화를 통해 값을 비교하면 , , 는 모두 $X$로 단순화되지만, 는 $XY$로 계산되어 서로 다른 값을 가집니다.
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79. 계의 이득 여유는 보드 선도에서 위상곡선이 ( )의 점에서의 이득값이 된다. ( )에 알맞은 것은?

  1. 90°
  2. 180°
  3. -90°
  4. -180°
(정답률: 69%)
  • 보드 선도에서 이득 여유(Gain Margin)는 위상각이 $-180^{\circ}$가 되는 지점(위상 교차점)에서의 이득값으로 정의합니다.
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80. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. S평면의 우측면은 Z평면의 원점에 중심을 둔 단위원 내부로 사상된다.
  2. Z/(Z-1)에 대응되는 라플라스 변환함수는 1/S이다.
  3. Z/(Z-e-aT)에 대응되는 시간함수는 e-aT이다.
  4. e(t)의 초기값은 e(t)의 Z변환을 E(z)라 할 때 이다.
(정답률: 55%)
  • S평면과 Z평면의 사상 관계에서 S평면의 우측면($\text{Re}(s) > 0$)은 Z평면의 원점을 중심으로 하는 단위원의 외부로 사상됩니다.

    오답 노트
    초기값 정리: $e(t)$의 초기값은 $\lim_{z \to \infty} (z-1)E(z)$이므로 $\lim_{z \to \infty} (z-1)E(z)$가 맞음
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 아크용접장치의 용접변압기에서 용접 전극에 이르는 부분에 사용할 수 없는 전선은?

  1. 2종 캡타이어케이블
  2. 3종 캡타이어케이블
  3. 용접용 케이블
  4. 비닐캡타이어케이블
(정답률: 22%)
  • 아크용접장치의 용접 전극에 이르는 부분에는 유연성과 내구성이 뛰어난 용접용 케이블, 2종 캡타이어케이블, 비닐캡타이어케이블 등을 사용해야 하며, 3종 캡타이어케이블은 사용ir할 수 없습니다.
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82. 전원 측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격전류가 몇 [A] 이하의 것이면 이 전로에 접속하는 단상 전동기에는 과부하 보호장치를 생략할 수 있는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 45%)
  • 단상 전동기의 과부하 보호장치 생략 기준에 따르면, 전원 측 전로에 시설하는 과전류 차단기의 정격전류가 $15\text{A}$이하이거나 배선용 차단기의 경우 $20\text{A}$이하일 때 생략이 가능합니다.
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83. 전로의 절연 원칙에 따라 대지로부터 반드시 절연하여야 하는 것은?

  1. 전로의 중성점에 접지공사를 하는 경우의 접지점
  2. 계기용변성기의 2차측 전로에 접지공사를 하는 경우의 접지점
  3. 저압 가공전선로에 접속되는 변압기
  4. 시험용 변압기
(정답률: 40%)
  • 전로의 절연 원칙상 전로와 대지는 절연하는 것이 기본이며, 저압 가공전선로에 접속되는 변압기는 안전을 위해 대지로부터 반드시 절연하여 시설해야 합니다.
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84. 직류귀선의 궤도 근접부분이 금속제 지중관로와 1[km] 안에 접근하는 경우 금속제 지중관로에 대한 전식작용의 장해를 방지하기 위한 귀선의 시설방법으로 옳은 것은?

  1. 귀선은 정극성으로 할 것
  2. 귀선용 궤조의 이음매 저항을 합친 값은 그 구간의 궤조 자체의 저항의 30[%] 이하로 유지할것
  3. 귀성용 궤조는 특수한 곳 이외에는 길이 50[m] 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 귀선의 궤도 근접부분에 1년간의 평균전류가 통할 때에 생기는 전위차는 그 구간안의 어느 두점 사이에서도 2[V] 이하일 것
(정답률: 46%)
  • 전기부식방지를 위한 귀선의 시설 기준에 따라, 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 통할 때 발생하는 전위차는 그 구간 안의 어느 두 점 사이에서도 $2\text{V}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    귀선은 정극성이 아닌 부극성으로 해야 함
    이음매 저항 합계는 궤조 자체 저항의 $20\%$이하로 유지
    연속 용접 길이는 $30\text{m}$이상으로 시설
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85. 철도ㆍ궤도 또는 자동차도의 전용 터널안의 터널내 전선로의 시설방법으로 틀린 것은?

  1. 저압전선으로 지름 2.0[mm]의 경동선을 사용하였다.
  2. 고압전선은 케이블 공사로 하였다.
  3. 저압전선을 애자사용공사에 의하여 시설하고 이를 궤조면상 또는 노면상 2.5[m] 이상으로 하였다.
  4. 저압전선을 가요전선관공사에 의하여 시설하였다.
(정답률: 52%)
  • 터널 내 전선로 시설 시 저압전선으로 경동선을 사용할 경우 지름 $2.6\text{mm}$이상의 전선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    지름 $2.0\text{mm}$의 경동선: 규격 미달($2.6\text{mm}$이상 필요)
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86. 무대, 무대마루 밑, 오케스트라 박스, 영사실 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선, 전구선 또는 이동 전선은 사용전압이 몇 [V]이어야 하는가?

  1. 60
  2. 110
  3. 220
  4. 400
(정답률: 66%)
  • 무대, 무대마루 밑, 오케스트라 박스 등 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선 등의 사용전압은 $400\text{V}$이하로 제한합니다.
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87. 특별고압 가공전선로에 사용되는 B종 철주 중각도형은 전선로 중 최소 몇 도를 넘는 수평 각도를 이루는 곳에 사용되는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 8
  4. 10
(정답률: 62%)
  • 특별고압 가공전선로의 B종 철주 중 각도형은 수평 각도가 $3^\circ$를 초과하는 곳에 사용합니다.
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88. 일반 주택의 저압 옥내배선을 점검하였더니 다음과 같이 시공되어 있었다. 잘못 시공된 것은?

  1. 욕실의 전등으로 방습 형광등이 시설되어 있다.
  2. 단상 3선식 인입개폐기의 중성선에 동판이 접속되어 있었다.
  3. 합성수지관공사의 관의 지지점간의 거리가 2[m]로 되어 있었다.
  4. 금속관공사로 시공하였고 IV전선을 사용하였다.
(정답률: 53%)
  • 합성수지관공사에서 관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 유지해야 하므로, $2\text{m}$로 시공한 것은 잘못된 방법입니다.
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89. 방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로를 무엇이라고 하는가?

  1. 소세력회로
  2. 관등회로
  3. 급전선로
  4. 약전류 전선로
(정답률: 58%)
  • 방전등용 안정기로부터 방전관까지 연결되는 전로를 관등회로라고 합니다.
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90. 시가지에 시설하는 통신선은 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하여서는 아니된다. 그러나 통신선이 지름 몇 [mm] 이상의 절연전선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 절연효력이 있는 것이면 시설이 가능한가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 35%)
  • 시가지에 시설하는 통신선의 특고압 가공전선로 지지물 시설 제한 예외 규정입니다. 통신선이 지름 $4\text{mm}$이상의 절연전선이거나 광섬유 케이블, 또는 인장강도 $5.26\text{kN}$이상의 절연효력이 있는 경우에는 지지물에 시설이 가능합니다.
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91. 욕탕의 양단에 판상의 전극을 성치하고, 그 전극 상호간에 미약한 교류전압을 가하여 입욕자에게 전기적 자극을 주는 전기욕기의 전원 변압기 2차측 전로의 사용전압은 몇 [v] 이하인 것을 사용하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 30
  4. 60
(정답률: 45%)
  • 전기욕기 전원장치의 안전 기준에 관한 문제입니다. 전기욕기에 전기를 공급하는 전원 변압기 $2\text{차}$측 전로의 사용전압은 입욕자의 안전을 위해 $10\text{V}$이하인 것을 사용해야 합니다.
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92. 가공 접지선을 써서 제2종 접지공사를 하는 경우 변압기의 시설 장소로부터 몇 [m] 까지 떼어 놓을 수 있는가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 39%)
  • 변압기 시설 장소에서 접지저항 값을 얻기 어려워 가공 접지도체를 사용하는 경우의 이격 거리 기준입니다. 인장강도 $5.26\text{kN}$이상 또는 지름 $4\text{mm}$이상의 가공 접지도체를 시설할 때에는 변압기 시설 장소로부터 $200\text{m}$까지 떼어놓을 수 있습니다.
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93. 154[kV] 가공전선을 지지하는 애자장치의 50[%] 충격섬락전압 값이 그 전선의 근접한 다른 부분을 지지하는 애자장치의 값의 몇[%] 이상이고, 또한 위험의 우려가 없도록 하면 시가지 기타 인가가 밀집하는 지역에 시설하여도 되는가?

  1. 100
  2. 105
  3. 110
  4. 115
(정답률: 31%)
  • 시가지 및 인가 밀집 지역에 시설하는 특고압 가공전선로의 애자장치 기준에 관한 문제입니다. 사용전압이 $130\text{kV}$를 초과하는 경우에는 $50\%$ 충격섬락전압 값이 근접한 다른 부분 애자장치 값의 $105\%$이상이어야 합니다. 문제에서 제시된 전압은 $154\text{kV}$로 $130\text{kV}$를 초과하므로 $105\%$가 정답입니다.
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94. 고압 가공인입선 등을 다음과 같이 시설하였다. 시설 방법이 옳지 않은 것은?

  1. 고압 가공인입선 아래에 위험표시를 하고 지표상 3.5[m] 높이에 시설하였다.
  2. 전선은 5[mm]의 경동선을 사용하였다.
  3. 애자사용공사로 시설하였다.
  4. 15[m] 떨어진 다른 수용기에 고압 연접인입선을 시설하였다.
(정답률: 47%)
  • 인입선 시설 기준상 연접인입선은 저압에서만 허용됩니다. 따라서 고압 가공인입선을 다른 수용기에 연접하여 시설하는 것은 규정에 어긋나는 잘못된 방법입니다.
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95. 다음의 공사에 의한 저압 옥내배선중 사용되는 전선이 반드시 절연전선이 아니라도 상관없는 공사는?

  1. 합성 수지관 공사
  2. 금속관 공사
  3. 버스 덕트 공사
  4. 플로어 덕트 공사
(정답률: 52%)
  • 버스 덕트 공사는 전선로의 구조상 도체 자체가 절연 피복 없이 보호함 내에 설치되는 방식이므로, 사용되는 전선이 반드시 절연전선일 필요는 없습니다.
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96. 차량, 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 장소에 지중 전선을 직접 매설식에 의하여 매설하는 경우에는 매설 깊이를 몇 [cm] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 63%)
  • 지중 전선을 직접 매설식으로 시설할 때, 차량이나 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 장소에서의 최소 매설 깊이는 $60\text{cm}$이상이어야 합니다.
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97. 빙설이 많은 지방이고 인가가 많이 연접된 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 병종풍압 하중의 적용을 할 수 없는 것은?

  1. 저압 또는 고압가공 전선로의 가섭선
  2. 저압 또는 고압 가공 전선로의 지지물
  3. 35,000[V] 이하의 전선에 특별고압 절연전선을 사용하는 특별고압 가공전선로의 지지물
  4. 35,000[V] 이상인 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 가공전선
(정답률: 42%)
  • 인가가 많이 연접된 장소의 가공전선로 구성재 중 병종 풍압하중을 적용할 수 있는 대상은 저압·고압 가공전선로의 지지물 및 가섭선, 그리고 $35\text{kV}$이하의 특고압 절연전선/케이블을 사용하는 특고압 가공전선로의 지지물 및 관련 장치입니다. 따라서 $35,000\text{V}$이상인 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 가공전선은 병종 풍압하중 적용 대상에서 제외됩니다.
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98. 저압의 전선로 중 절연부분의 전선과대지간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대공급전류의 몇 분의 1을 넘지 아니하도록 유지하여야 하는가?

  1. 1,000
  2. 2,000
  3. 3,000
  4. 5,000
(정답률: 64%)
  • 전선로의 전선 및 절연성능 기술기준에 따라, 저압 전선로 중 절연 부분의 전선과 대지 사이 및 심선 상호 간의 절연저항은 누설전류가 최대 공급전류의 $1/2,000$을 넘지 않도록 유지해야 합니다.
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99. 고압 지중전선이 지중 약전류 전선 등과 접근하여 이격거리가 몇 [cm] 이하인 때에는 양 전선 사이에 견고한 내화성의 격벽을 설치하는 경우 이외에는 지중전선을 견고한 불연성 또는 난연성의 관에 넣어 그 관이 지중 약전류 전선 등과 직접 접촉되지 않도록 하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 47%)
  • 고압 지중전선과 지중 약전류 전선 사이의 안전 거리 확보를 위한 규정에 따라, 이격거리가 $30\text{cm}$이하인 경우에는 내화성 격벽을 설치하거나 불연성 또는 난연성 관에 넣어 직접 접촉을 방지해야 합니다.
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100. 풀용 수중조명등에 사용되는 절연변압기의 2차측 전로의 사용전압이 몇 [V]를 넘는 경우에 그 전로에 지기가 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 150
  4. 300
(정답률: 39%)
  • 풀용 수중조명등 시설 기준에 따라, 절연 변압기 2차측 전로의 사용전압이 $30\text{ V}$를 초과하는 경우에는 지락 발생 시 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 반드시 설치해야 합니다.
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