전기기사 필기 기출문제복원 (2006-03-05)

전기기사
(2006-03-05 기출문제)

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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: 67%)
  • 일의 정의는 일력과 이동방향이 일치하는 거리의 곱이다. 따라서 이 문제에서 필요한 일은 막대 자석이 90° 회전하는 동안 지구자계의 수평성분이 막대 자석에 가해지는 일력과 막대 자석이 회전하는 거리의 곱이다.

    일력은 자기장 세기와 면적의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 일력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일력 = 자기장 세기 × 면적 = 10.5 [AT/m] × (9.8 × 10^-5 [m^2]) = 1.029 × 10^-6 [N]

    여기서 면적은 막대 자석의 단면적이다.

    막대 자석이 회전하는 거리는 원호의 길이로 나타낼 수 있다. 따라서 회전하는 거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전하는 거리 = 2π × 반지름 = 2π × (0.5 × 10^-3 [m]) = 3.142 × 10^-3 [m]

    따라서 필요한 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    필요한 일 = 일력 × 회전하는 거리 = 1.029 × 10^-6 [N] × 3.142 × 10^-3 [m] = 3.236 × 10^-9 [J]

    보기에서 정답이 "1.03×10^-3"인 이유는 단위를 잘못 사용했기 때문이다. 정답인 "1.03×10^-3"은 단위를 [mJ]로 사용한 것이다. 따라서 정답은 3.236 × 10^-9 [J]를 [mJ]로 변환한 값인 것이다.
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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: 69%)
  • 정답은 "도체 내부에는 전력선이 다수 존재한다." 이다. 전기력선은 도체 내부에서는 존재하지 않는다. 전기력선은 전기장이 존재하는 곳에서만 존재하며, 도체 내부에서는 전기장이 존재하지 않기 때문에 전기력선도 존재하지 않는다.
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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: 66%)
  • 원통의 자화는 길이방향으로 균일하므로, 자화의 세기 J는 원통의 단면적을 곱한 것이 전체 자화량이 된다. 즉, 전체 자화량 M은 다음과 같다.

    M = J × (πd2/4) × ℓ

    여기서 원통 양단에서의 전자극의 세기는 전체 자화량을 원통의 단면적으로 나눈 것이므로 다음과 같다.

    B = M / (πd2/4) = 4Jℓ/ d2

    따라서 정답은 "" 이다.
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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: 66%)
  • 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 솔레노이드에 전류를 흘린다. 이유는 솔레노이드 내부에서 전류가 흐르면서 자기장이 생성되는데, 길이가 충분히 긴 솔레노이드는 자기장이 일정하게 분포되어 평등자계를 얻기에 적합하다. 또한 단면적이 충분히 크면 전류가 흐르는 면적이 넓어져서 전류 밀도가 감소하여 열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
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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: 38%)
  • 전류는 I = V/R 로 계산됩니다. 이때, 저항 R은 전선의 길이와 단면적에 비례합니다. 따라서 전선의 반지름을 r로 두고, 길이와 단면적이 각각 L, A일 때, 저항은 R = ρL/A (ρ는 전성도)로 나타낼 수 있습니다.

    전류를 1.5배 증가시키려면 I' = 1.5I가 되어야 합니다. 이때, 전압 강하가 변하지 않으므로 V' = V입니다. 따라서 I' = V'/R = V/R = 1.5I가 됩니다.

    이를 이용하여 전선의 반지름 r'을 구해보면, R' = ρL/A' = ρL/(πr'^2) 이므로, r' = √(ρL/(πR')) = √(ρL/(1.5πR)) 입니다.

    따라서, 전선의 반지름을 약 1.22배로 증가시켜야 전류를 1.5배 증가시켜도 저항에 의한 전압 강하가 변하지 않습니다.
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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: 71%)
  • 정답은 "div B=0"이다. 이는 자기장 B의 발산(divergence)이 0이라는 것을 의미한다. 이는 자기장이 어떤 곳에서든 일정하게 유지된다는 것을 의미한다. 만약 div B가 0이 아니라면, 자기장이 어떤 지점에서 새로 생성되거나 소멸되는 경우가 발생할 수 있다. 하지만 이는 물리적으로 불가능하다. 따라서 자속의 연속성을 나타내는 식은 div B=0이다.
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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 다음과 같이 계산할 수 있다.

    에너지 밀도 = 1/2 * ε * E^2

    여기서 E는 전계, ε는 유전률을 나타낸다. 전속밀도 D는 전하의 양을 나타내는 것이므로 에너지 밀도와 직접적인 관련이 없다.

    따라서 정답은 "" 이다.
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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: 61%)
  • 도전률과 비투자율을 이용하여 구리의 전기저항을 구할 수 있다.

    전기저항 = 표피저항 / (표면적 x 표피두께)

    전류, 주파수, 도전률, 비투자율, 구리의 밀도, 전자의 전하, 전자의 질량 등을 이용하여 표피저항을 구할 수 있다.

    표피저항 = (2 x pi x 주파수 x 도전률 x 비투자율) / (구리의 밀도 x 전자의 전하 x 전자의 질량)

    표피저항과 전기저항을 이용하여 표피두께를 구할 수 있다.

    표피두께 = 표피저항 / (전기저항 x 표면적)

    위의 공식들을 이용하여 계산하면, 표피두께는 약 8.53 [mm]이다.
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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: 54%)
  • 무한장 솔레노이드의 자기장은 중심축을 따라 일정하게 분포하므로, 자기인덕턴스는 중심축을 따라 일정하게 분포하는 자기장의 영향을 받는다. 따라서 자기인덕턴스는 중심축에서의 자기장 세기를 나타내는 n과, 중심축에서의 자기장이 영향을 미치는 범위를 나타내는 a의 제곱에 비례한다. 따라서 정답은 "a2과 n2의 곱에 비례한다." 이다.
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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: 70%)
  • 거리 r에 반비례하는 것은 "무한장 직선전하에 의한 전계"입니다. 이는 전하가 무한히 긴 직선상에 분포되어 있을 때, 그 직선과 수직인 방향으로 전기장이 형성되며, 이 전기장은 거리 r에 반비례하여 감소합니다. 이는 전하가 직선상에 분포되어 있기 때문에, 거리가 멀어질수록 전하와의 상대적 거리가 멀어지기 때문입니다.
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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 × 12
(정답률: 36%)
  • 전위차는 두 점 사이의 전위 차이를 의미하며, 전위는 전하가 위치한 곳에서의 전기장과 거리의 곱으로 계산된다. 따라서 두 무한평면도체 사이의 전위차는 각 평면도체에서의 전위 차이와 같다.

    먼저, 하나의 평면도체에서의 전위를 계산해보자. 전기장은 평행한 무한평면도체에서는 일정하므로, 전위는 거리에 반비례한다. 따라서, 간격 3[m]에서의 전위는 간격 1[m]에서의 전위의 3배가 된다. 간격 1[m]에서의 전위는 다음과 같이 계산된다.

    전하 밀도는 전하의 양을 단위 면적으로 나눈 값이므로, 각 평면도체에서의 전하는 다음과 같다.

    Q = σA = (4 C/m²)(3 m²) = 12 C

    전위는 다음과 같이 계산된다.

    V = Ed = σ/ε₀d = (4 C/m²)/(8.85×10⁻¹² F/m)(1 m) = 4.52×10¹⁰ V

    따라서, 간격 3[m]에서의 전위는 3배한 값인 1.36×10¹¹ V가 된다. 두 평면도체 사이의 전위차는 이 값의 차이인 2.72×10¹¹ V가 된다. 따라서, 정답은 "1.36 × 10¹¹"이다.
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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: 58%)
  • 열량은 전기에너지로 변환되므로, 전기에너지 공식인 E = 1/2CV^2을 이용하여 t초 동안 발생하는 전기에너지를 구한다. 그리고 전기에너지와 열역학 제1법칙인 Q = ΔU + W를 이용하여 열량을 구한다. ΔU는 내부에너지 변화량이므로 0이다. W는 일의 양이므로 0이다. 따라서 Q = E이다. 따라서 정답은 ""이다.
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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?

  1. C0
  2. 9C0
(정답률: 70%)
  • 내원통과 외원통 사이에 공기를 넣으면 전기장이 생기게 되고, 이는 콘덴서의 정전용량을 감소시킨다. 반면에 비유전체를 넣으면 전기장이 생기지 않기 때문에 정전용량은 변하지 않는다.

    내외 반지름을 모두 3배로 키우면 내원통의 반지름은 3a, 외원통의 반지름은 3b가 된다. 이때 내원통과 외원통 사이의 거리는 2b - 2a = 4(b-a) 이므로, 비유전체가 채워진 경우의 정전용량은 다음과 같다.

    C = εA / d = 9εA / 4(b-a)

    원래의 정전용량 Co는 내원통과 외원통 사이의 거리가 a-b이므로,

    Co = εA / (b-a)

    따라서, 비유전체를 채워넣은 경우의 정전용량 C는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    C = 9Co / 4

    이를 간단하게 표현하면 9C0이 된다.
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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-400az[V/m]일 때, 유전률 ε1인 영역에서의 전계 E1은 몇 [V/m]인가?

  1. 20ax+90ay-40az
  2. 100ax+10ay-40az
  3. 60ax+30ay-40az
(정답률: 77%)
  • 유전률이 다른 두 영역에서 전계가 연속이므로, x=0인 평면에서 전계의 크기와 방향이 같아야 한다. 따라서, x=0인 평면에서의 전계는 다음과 같다.

    E1 = E2 = 20ax+30ay-400az

    따라서, 유전률 ε1인 영역에서의 전계 E1은 20ax+30ay-400az이다.

    정답은 ""이다. 이유는 x축 방향의 전계 성분은 유전률 ε2인 영역에서만 존재하므로, x축 방향의 전계 성분은 100ax-90ax=10ax이다. 따라서, 보기 중에서 x축 방향의 전계 성분이 10ax인 것은 ""뿐이다.
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15. 반지름 a인 접지 구도체의 중심에서 d(>a)되는 점에 점전하 Q가 있을 때 영상전하 Q'의 크기는?

(정답률: 47%)
  • 접지 구도체의 중심에서 d(>a)되는 점에 점전하 Q가 있을 때, 영상전하 Q'의 크기는 Q와 같고 부호는 반대이다. 이는 전하가 구의 중심에 위치할 때, 구의 내부와 외부의 전위 차가 0이 되기 때문이다. 따라서 영상전하 Q'의 크기는 이다.
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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: 66%)
  • "전파 Ex와 자파 Hy의 진동방향은 진행 방향에 수평인 종파이다."가 틀린 것이다. 전자파는 종파와 횡파로 나뉘는데, 전파 Ex는 횡파이고 자파 Hy는 종파이다. 따라서 전파 Ex와 자파 Hy의 진동방향은 진행 방향에 수직인 직각파이다.

    전자파의 진행 방향과 진동 방향이 수직이기 때문에 전자파는 직선으로 진행하며, 매질이 도전성을 갖지 않으면 전파 속도는 공기 중에서 약 3x10^8 m/s로 일정하다. 주파수가 높아지면 진폭이 작아지고 파장이 짧아지는 것이 특징이다. 전자파는 전기장과 자기장이 직교하는 평면에서 진동하므로, 전파 Ex와 자파 Hy는 서로 직교하는 진동을 한다. 이러한 특성을 이용하여 전자파를 이용한 통신이 가능하다.
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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: 34%)
  • 전하가 이동하면서 전기장에 의해 힘이 작용하게 된다. 이 때 힘의 크기는 전하와 전기장의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 이 문제에서 전하가 받는 힘은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전하가 받는 힘 = 전하 × 전기장

    전기장은 문제에서 주어졌으므로, 전하만 구하면 된다. 전하는 전류와 시간의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전하 = 전류 × 시간

    전류는 전하가 흐르는 양을 나타내므로, 이 문제에서는 주어지지 않았다. 따라서 전하를 구하기 위해서는 전류를 구해야 한다. 전류는 전하가 단위 시간당 흐르는 양이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전류 = 전하 / 시간

    문제에서 시간은 주어지지 않았으므로, 전류를 구할 수 없다. 따라서 전하를 직접 구해야 한다. 전하는 전기장과 거리의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전하 = 전기장 × 거리

    전기장은 문제에서 주어졌으므로, 거리만 구하면 된다. 거리는 속도와 시간의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    거리 = 속도 × 시간

    문제에서 시간은 주어지지 않았으므로, 거리를 구할 수 없다. 따라서 전하를 구할 수 없다. 따라서 이 문제에서는 정답을 구할 수 없다.
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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: 44%)
  • 점 P에서의 자계의 세기는 전류 I가 흐르는 도선에 수직인 방향의 자계의 세기와 같다. 이 때, 도선에 수직인 방향의 자계의 세기는 도선에서의 전류 밀도와 비례하므로, 도선 내부의 어떤 점에서도 전류 밀도는 일정하다. 따라서, 점 P에서의 자계의 세기는 점 P와 도선 사이의 거리에 비례하게 된다. 따라서, 정답은 "r에 비례한다."이다.
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19. C1, C2의 두 폐회로간의 상호인덕턴스를 구하는 노이만의 공식은?

(정답률: 71%)
  • 정답은 ""이다.

    노이만의 공식은 다음과 같다.

    M = (1/2π) ∫∫ B1(r)·B2(r) dS

    여기서 B1(r)과 B2(r)은 각각 C1과 C2에서의 자기장 벡터이고, dS는 두 폐회로 사이의 면적 원소이다.

    이 공식은 두 폐회로 사이의 상호인덕턴스 M을 구하는 공식이다. 즉, 한 폐회로에서의 전류가 다른 폐회로에 유도하는 전류의 크기를 나타낸다.

    위의 보기에서 ""이 정답인 이유는 M 값이 B1과 B2의 곱으로 나타나는데, B1과 B2가 서로 수직이기 때문이다. 이는 두 폐회로가 평행하지 않고 직교하는 경우에만 성립한다.
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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: 34%)
  • 전계의 발산은 x, y, z 성분의 편미분을 모두 더한 값이다. 따라서 각 성분별로 편미분을 구해 더하면 된다.

    ∂E/∂x = 2e^(3x)cos(5y) - 9xe^(3x)sin(5y)
    ∂E/∂y = 5e^(3x)cos(5y) + 3e^(3x)sin(5y)
    ∂E/∂z = 12ze^(4z)

    따라서 점 (0,0,0)에서의 발산은 2 + 3 + 0 = 5이다. 따라서 보기에서 정답은 "3"이 아니라 "5"이다.
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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: 69%)
  • 괄호안의 숫자는 전력망에서 사용되는 3상 전원의 전압을 나타내며, 22,000은 상전압, 38,000은 선간전압을 의미합니다. 따라서 정답은 "(상전압/선간전압)"입니다.
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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: 49%)
  • 평형부하의 말단은 전류가 분배되는 지점으로, 과전류가 발생할 가능성이 적기 때문에 과전류차단기가 필요하지 않습니다. 따라서 정답은 "평형부하의 말단"입니다.
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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: 64%)
  • 작용인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L = 2 * pi * 10^-7 * ln(D/d) [H/m]

    여기서, D는 등가 선간거리, d는 연선의 지름이다. 이 값을 1 km 당으로 환산하면 mH/km이 된다.

    따라서, 이 문제에서는 D = 3,000[mm] = 3[m], d = 16[mm] / 2 = 8[mm] 이므로,

    L = 2 * pi * 10^-7 * ln(3/0.008) = 1.1[mH/km]

    따라서, 정답은 "1.1"이다.
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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: 80%)
  • 정답: "회로 전압의 승압"

    이유: 회로 전압의 승압은 감전 방지를 위한 대책이 아니라 오히려 감전 위험을 높일 수 있는 요인입니다. 회로 전압의 승압은 전압이 높아져서 전기적인 충격을 받을 확률을 높이기 때문입니다. 따라서 감전 방지를 위해서는 누전차단기를 설치하거나 이중 절연 기기를 사용하거나 기계기구류의 외함을 접지하는 등의 대책을 취해야 합니다.
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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: 71%)
  • 무부하 송전선로를 개로하는 경우에는 전류가 흐르지 않기 때문에 인덕턴스의 영향을 받지 않아 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉽습니다. 이에 반해, 부하 송전선로를 개로하면 전류가 흐르지 않아 전압이 감소하게 되어 이상전압이 발생할 가능성이 낮아집니다. 또한, 무부하 송전선로를 폐로하는 경우에는 단락이 발생할 가능성이 있어 위험합니다.
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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: 52%)
  • 석탄 1kg당 발생하는 발열량이 5,000[kcal/kg]이므로, 1톤(1,000kg)의 석탄은 5,000,000[kcal]의 발열량을 가진다.

    30억 [kWh]는 30,000,000,000[kWh]이며, 이를 전기에너지로 환산하면 30,000,000,000[kWh] × 3.6[MJ/kWh] = 108,000,000,000[MJ]이다.

    종합 효율이 30[%]이므로, 이 발전소에서 전기에너지를 발생시키기 위해 필요한 열에너지는 108,000,000,000[MJ] ÷ 0.3 = 360,000,000,000[MJ]이다.

    따라서, 필요한 석탄량은 360,000,000,000[MJ] ÷ 5,000,000[kcal/톤] = 72,000,000[톤]이다.

    하지만 보기에서는 단위를 톤으로 주어졌으므로, 답은 72,000,000[톤]을 톤으로 환산한 1,720,000이 된다.
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27. 전력계통의 주파수 변동은 주로 무엇의 변화에 기인하는가?

  1. 유효전력
  2. 무효전력
  3. 계통전압
  4. 계통 임피던스
(정답률: 47%)
  • 전력계통의 주파수 변동은 주로 유효전력의 변화에 기인합니다. 이는 전력계통에서 유효전력이 증가하면 발전기의 회전수가 감소하게 되어 주파수가 낮아지고, 유효전력이 감소하면 발전기의 회전수가 증가하게 되어 주파수가 높아지기 때문입니다. 따라서 유효전력의 변화는 전력계통의 주파수 변동을 유발하는 중요한 요인 중 하나입니다. 무효전력, 계통전압, 계통 임피던스도 전력계통의 안정성과 관련된 중요한 요소이지만, 주파수 변동과 직접적인 연관성은 적습니다.
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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: 49%)
  • 수압은 수심과 밀도에 비례하므로, 수압은 수심 5[m] × 물의 밀도 1,000[kg/m3] × 중력가속도 9.8[m/s2] = 49,000[kg/m2] 이다. 이를 1000으로 나누어 단위를 kg/m2에서 Po[kg/m2]로 변환하면, 49[kg/m2]이 된다. 따라서, 보기에서 정답은 "2,500"이다.
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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: 50%)
  • 3상 단락전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    3상 단락전류 = (3 × 단락전압) ÷ (3 × 송전선 리액턴스)

    여기서 단락전압은 154[kV]이고, 송전선 리액턴스는 1,000[MVA]를 기준으로 하여 2[%/km]이므로 1km당 리액턴스는 20[Ω]이다. 따라서 3km의 송전선에서의 리액턴스는 60[Ω]이 된다.

    따라서 3상 단락전류 = (3 × 154[kV]) ÷ (3 × 60[Ω]) = 7,770[kA]이다.

    하지만 이 문제에서는 발전기 쪽에서 본 3상 단락전류를 구해야 하므로, 이 값을 3으로 나누어 주어야 한다.

    따라서 발전기 쪽에서 본 3상 단락전류 = 7,770[kA] ÷ 3 = 2,590[kA]이다.

    하지만 이 문제에서는 단위를 [kA]에서 [A]로 바꾸어야 하므로, 2,590[kA] × 1,000 = 2,590,000[A]이다.

    마지막으로 이 값을 1,000으로 나누어 주면, 발전기 쪽에서 본 3상 단락전류는 2,590[A]가 된다.

    따라서 정답은 2,590[A] ÷ 60 = 43.7이다.
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30. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

  1. 충전전류의 제한
  2. 접지전류의 제한
  3. 누설전류의 제한
  4. 단락전류의 제한
(정답률: 80%)
  • 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은 "단락전류의 제한"입니다. 이는 전기회로에서 발생하는 갑작스러운 고장이나 사고를 방지하기 위해 전류의 흐름을 제한하는 것입니다. 한류리액터는 전류가 급격하게 증가할 때 이를 제한하여 전기기기나 회로를 보호합니다.
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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: 77%)
  • 계전기의 반한시 특성은 동작전류가 일정 이상이 되어야 계전기가 동작하며, 동작한 후에도 일정 시간이 지나야 계전기가 다시 초기 상태로 돌아오는 시간을 말합니다. 이 때, 동작전류가 클수록 계전기 내부의 전자기장이 강해지므로 동작시간이 길어지는 것이 아니라, 더 빠르게 동작하여 동작시간이 짧아지게 됩니다. 따라서 정답은 "동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다." 입니다.
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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%)
  • 전력계통의 과도안정도 향상 대책과 관련 없는 것은 "빠른 역률 조정"입니다. 이는 전력계통 안정성을 향상시키는 대책이 아니라, 전력 시스템에서 발생하는 역률 문제를 해결하기 위한 기술입니다. 역률은 전력 시스템에서 발생하는 문제 중 하나로, 전력의 흐름과 전압의 흐름이 일치하지 않아 발생하는 문제입니다. 이를 해결하기 위해 빠른 역률 조정 기술이 채택되는 것입니다.
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33. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 77%)
  • 피뢰기의 충격방전은 매우 짧은 시간 동안 매우 높은 전압을 발생시키는데, 이때 발생하는 충격파의 최대치가 충격방전 개시전압으로 표시됩니다. 이는 충격파가 전기적으로 가장 강력한 순간에 발생하기 때문입니다. 따라서 "충격파의 최대치"가 정답입니다.
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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: 64%)
  • 직렬리액터는 역률개선용 콘덴서와 함께 사용하여 전력계통의 역률을 개선하는 장치이다. 이 때, 직렬리액터의 용량은 다음과 같은 식으로 결정된다.

    L = 1 / (2πfo^2C)

    여기서 fo는 전원의 기본주파수, C는 역률개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량이다.

    따라서, 보기 중에서 L = 1 / (2πfo^2C)를 만족하는 것은 ""이다.
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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: 75%)
  • 인축의 접촉사고가 적어지는 것은 네트워크 배전방식의 장점이 아닙니다. 이유는 네트워크 배전방식은 전력을 분산시켜서 고장이 발생해도 전체 시스템이 정지되지 않고 일부만 영향을 받기 때문에 인축의 접촉사고가 적어지는 것과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "인축의 접촉사고가 적어진다." 입니다.
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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: 79%)
  • 단로기는 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용되는 장치이다. 소호장치는 아크를 소멸시키는 기능을 가진 것이 아니라, 아크를 발생시키지 않도록 하는 보호장치이다. 따라서 "소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다."는 설명은 적합하지 않다.

    소호장치는 전기적으로 절연된 공간에서 아크를 발생시키지 않도록 하여 전기적 안전을 유지하는 역할을 한다. 무부하 및 여자전류의 개폐에 사용되며, 배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅 바로 개폐한다.
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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: 61%)
  • 가공지선 때문에 송전선로의 대지정전용량이 감소하므로 대지사이에 방전할 때 유도전압이 특히 커서 차폐 효과가 좋다. (이 설명은 틀린 것이 아님)

    가공지선은 송전선로와 지면 사이에 설치되는 지석으로, 지하 전선과 지면 사이의 전기장을 분산시켜 전기적 안정성을 높이는 역할을 합니다. 이 때문에 가공지선이 없으면 지하 전선과 지면 사이의 전기장이 집중되어 차단기나 절연체 등의 고장을 유발할 수 있습니다. 따라서 가공지선은 전기 안전에 매우 중요한 역할을 합니다.
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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: 62%)
  • 가공 전선로의 길이가 200[m]이므로, 사용전선의 길이는 최소 200[m] 이상이어야 한다.
    사용전선의 길이를 L[m]이라고 하면, 사용전선의 무게는 2L[kg]이다.
    인장하중이 4,000[kg]이므로, 사용전선의 안전율 2에 따라 최대 인장하중은 2,000[kg]이다.
    따라서 다음의 식이 성립한다.

    2,000[kg] = L[m] × 9.8[m/s^2]

    이를 정리하면,

    L = 204.08[m]

    즉, 사용전선의 길이는 최소 204.08[m] 이상이어야 한다.
    따라서 경간보다 몇 [m] 더 길게 하면 되는지를 구하면,

    L - 200 = 4.08[m]

    즉, 사용전선의 길이를 경간보다 4.08[m] 더 길게 하면 된다.
    이를 경간으로 나누면,

    (L - 200) / 200 = 4.08[m] / 200[m] = 0.0204

    즉, 사용전선의 길이를 경간보다 2.04% 더 길게 하면 된다.
    이를 간단하게 정리하면,

    (L - 200) / L = 1 - 200/L = 1 - 0.0204 = 0.9796 ≈ 1/1.02

    즉, 사용전선의 길이를 경간보다 약 1/1.02 ≈ 1/1.01 ≈ 1/1.0(9) ≈ 1/3% 더 길게 하면 된다.
    따라서 정답은 "1/3"이다.
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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: 55%)
  • 화력발전이 점유하는 비중이 큰 전력계통에서는 전력 수요가 급격하게 증가하는 첨두시간대에 대응하기 위해 첨두부하운전이 가장 적절합니다. 이는 수력발전소에서는 물의 유량이 일정하므로 일정출력운전이나 기저부하운전으로 운전하는 것이 적절합니다. 예비출력운전은 비상시나 유지보수 등의 상황에서 사용됩니다.
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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: 59%)
  • 전체 전력손실은 3상에서 각 상의 전력손실의 합이므로, 한 상의 전력손실은 다음과 같다.

    P_phase = 3 * I^2 * R * cos(θ)

    여기서 I는 한 상의 전류이다. 3상 선로에서는 각 상의 전류 크기가 같고, 각도 차이가 120도이므로 다음과 같이 전류 크기를 구할 수 있다.

    I = V / (√3 * |Z|)

    여기서 Z는 부하의 복소 임피던스이다. 부하의 역률이 cos(θ)이므로, 부하의 저항은 R/cos(θ)이다. 따라서 Z는 R/cos(θ) - jRsin(θ)이다. 이를 전류식에 대입하면 다음과 같다.

    I = V / (√3 * R * √(1 + tan^2(θ)))

    따라서 한 상의 전력손실은 다음과 같다.

    P_phase = 3 * (V^2 / (3R(1+tan^2(θ)))) * R * cos(θ)

    = V^2 * cos(θ) / (R * (1 + tan^2(θ)))

    전체 전력손실은 각 상의 전력손실의 합이므로, 다음과 같다.

    P_total = 3 * P_phase

    = 3 * V^2 * cos(θ) / (R * (1 + tan^2(θ)))

    따라서 정답은 ""이다.
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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: 66%)
  • 여러 개의 다이오드를 직렬로 연결하여 사용하면 전압이 각 다이오드를 거치면서 감소하게 되어 과전압으로부터 보호됩니다. 이는 다이오드가 특정 전압 이상이 되면 역방향으로 전류가 흐르게 되어 손상될 수 있기 때문입니다. 따라서 다이오드를 과전압으로부터 보호하기 위해 여러 개를 직렬로 연결하여 사용합니다.
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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: 46%)
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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: 67%)
  • 기동토크는 전부하 토크와 같아야 하므로, 전부하 슬립에서의 토크를 구해야 한다. 전부하 슬립에서의 토크는 전기적 손실과 기계적 손실이 같아지는 지점이므로, 전기적 손실과 기계적 손실을 각각 구해서 더해주면 된다.

    전기적 손실은 3상 권선형 유도 전동기의 전류와 저항에 의해 발생하는데, 이는 2차 1상의 전류와 저항으로 계산할 수 있다. 전류는 전부하 슬립에서의 전류를 이용하면 된다.

    전류 = 전부하 전류 / (1 - 전부하 슬립) = 전부하 전류 / 0.95

    전기적 손실 = 3 x 전류^2 x 저항 = 3 x (전부하 전류 / 0.95)^2 x 0.5

    기계적 손실은 전동기의 출력에서 전부하 출력을 뺀 값이므로, 전부하 출력을 구해야 한다. 전부하 출력은 전부하 슬립에서의 출력으로 계산할 수 있다.

    전부하 출력 = 전부하 토크 x 2π x 전부하 회전수 / 60

    전부하 회전수는 전동기의 동기회전수에서 전부하 슬립에 해당하는 회전수를 뺀 값이다.

    전부하 회전수 = 동기회전수 x (1 - 전부하 슬립) = 1500 x 0.95

    전부하 출력 = 전부하 토크 x 2π x 1500 x 0.95 / 60

    기계적 손실 = 출력 - 전부하 출력 = 3 x 전부하 토크 x (1 - 전부하 슬립) x 2π x (1500 - 1500 x 0.95) / 60

    전기적 손실과 기계적 손실을 더한 값이 전부하 토크와 같아지도록 외부에서 2차에 삽입할 저항을 조절하면 된다. 따라서, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전기적 손실 + 기계적 손실 = 3 x 전부하 토크 x (1 - 전부하 슬립) x 2π x 1500 / 60

    3 x (전부하 전류 / 0.95)^2 x 0.5 + 3 x 전부하 토크 x (1 - 0.05) x 2π x (1500 - 1500 x 0.95) / 60 = 3 x 전부하 토크 x 0.95 x 2π x 1500 / 60

    전부하 토크를 알고 있으므로, 위 식에서 외부 저항을 구할 수 있다. 계산 결과는 9.5Ω이다.
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44. 직류기의 최대효율이 되는 경우는 어느 것인가?

  1. 고정손 = 부하손
  2. 기계손 = 전기자동손
  3. 와류손 = 히스테리시스손
  4. 전부하동손 = 철손
(정답률: 52%)
  • 직류기의 최대효율은 "고정손 = 부하손" 인 경우에 나타납니다. 이는 고정자와 회전자 사이의 전기적인 손실과 부하에서 발생하는 전기적인 손실이 서로 같아지는 경우입니다. 이렇게 되면 전기적인 손실이 최소화되어 효율이 최대화됩니다. 다른 보기들은 직류기에서 발생하는 다른 손실들을 나타내는데, 이들은 최대효율과는 직접적인 연관이 없습니다.
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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%)
  • 자속밀도는 B = φ / (Ae*N) 으로 구할 수 있다. 여기서 φ는 자기유량, Ae는 유효단면적, N은 권수이다. 자기유량은 V1*N1*f*Φm으로 구할 수 있다. 여기서 V1은 1차 전압, N1은 1차 권수, f는 주파수, Φm은 철심의 자기유도율이다. 따라서 자속밀도는 B = (V1*N1*f*Φm) / (Ae*N) 으로 구할 수 있다.

    주어진 값들을 대입하면 B = (3300*550*60*1.414*10^-8) / (150*210) = 약 1.5 [Wb/m^2] 이다. 이 값은 변압기의 자속밀도 범위 내에 있으므로 정답은 "약 1.5"이다.
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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: 49%)
  • 규소강판을 성충하여 사용하는 이유는 "와류손"을 줄이기 위해서이다. 와류손은 자기장의 변화에 따라 발생하는 손실로, 전기기계에서는 이러한 손실을 최소화하기 위해 규소강판을 성충하여 사용한다.
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47. 동기 발전기의 돌발 단락 전류를 주로 제한하는 것은?

  1. 동기리액턴스
  2. 권선저항
  3. 누설리액턴스
  4. 동기임피던스
(정답률: 45%)
  • 동기 발전기의 돌발 단락 전류를 주로 제한하는 것은 누설 리액턴스입니다. 이는 발전기의 회전자와 스테이터 사이에 존재하는 공기 간격으로 인해 발생하는 리액턴스로, 전류의 흐름을 제한하여 돌발 단락 전류를 감소시킵니다.
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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: 71%)
  • 2중 농형 전동기는 보통 농형에 비해 기동 토크가 큽니다. 이는 2중 구조로 인해 자기장이 강력하게 작용하여 초기 기동 시에 높은 토크를 발생시키기 때문입니다.
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49. 동기 조상기를 부족 여자하면 다음 상수의 어떤 특성과 같은가?

  1. C
  2. R
  3. L
  4. 공진
(정답률: 64%)
  • 상수 "L"은 인덕턴스를 나타내는 상수로, 부족한 여자를 동기 조상기로 사용하면 인덕턴스가 증가하게 됩니다. 따라서 "L"은 부족한 여자를 동기 조상기로 사용할 때의 특성을 나타내는 상수입니다.
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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: 65%)
  • 단절권은 교류기에서 유기 기전력의 특정 고조파분을 제거하고 권선을 절약하기 위해 사용되는 권선법으로, 권선을 일정 구간마다 끊어서 사용하는 방법입니다. 이를 통해 권선의 길이를 줄이고, 전류의 흐름을 제한하여 고조파를 제거할 수 있습니다. 따라서 단절권이 정답입니다.
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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: 47%)
  • 직류복권 발전기를 병렬 운전할 때, 각 발전기의 전압과 전류가 서로 다를 수 있기 때문에 균형을 맞추기 위해 균압모선이 필요하다. 균압모선은 각 발전기의 전압 차이를 최소화하여 전류의 분배를 균등하게 하여 안정적인 운전을 가능하게 한다. 따라서 균압모선은 병렬 운전 시 안정성과 효율성을 보장하기 위해 반드시 필요한 것이다.
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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: 65%)
  • 단상 유도전동기의 기동에는 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 이용하는데, 이를 위해 회전자에 전류를 인가하여 자기장을 생성해야 한다. 이때 회전자와 전원 공급선 간의 전기적 접촉을 유지하기 위해 브러시가 필요하다.

    반발 기동형은 회전자에 인가되는 전류의 방향이 스테이터 자기장과 반대 방향으로 흐르는 방식으로 기동하는 방식이다. 이 방식은 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용이 가장 크게 일어나기 때문에 효율적인 기동이 가능하다. 따라서 반발 기동형은 브러시를 필요로 한다.

    반면, 분사 기동형은 회전자에 직접적으로 전류를 인가하지 않고, 스테이터에 분사기를 이용하여 전류를 주입하는 방식으로 기동한다. 따라서 브러시가 필요하지 않다.

    콘덴서 분상 기동형은 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 증가시키기 위해 콘덴서를 이용하는 방식으로 기동한다. 이 방식도 브러시가 필요하지 않다.

    세이딩 코일 기동형은 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 증가시키기 위해 세이딩 코일을 이용하는 방식으로 기동한다. 이 방식도 브러시가 필요하지 않다.
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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: 69%)
  • 정답은 "약 3.16"이다. 이유는 R2에 주어지는 전력이 최대가 되려면 R2와 R1의 저항값이 최대한 일치해야 하기 때문이다. 이 때 권선비 a는 R2/R1이므로, R2와 R1이 일치할 때 권선비 a는 1이 된다. 따라서 R2와 R1이 일치할 때 R2에 주어지는 전력이 최대가 되므로, R2와 R1의 값이 모두 50Ω일 때가 최대 전력이 된다. 이 때 권선비 a는 R2/R1 = 50/15.8 ≈ 3.16이 된다.
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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: 68%)
  • 전압과 전류는 사이에 90도의 위상차가 있으며, 이는 전기자기학적으로 설명됩니다. 이러한 위상차로 인해 전류는 주자속을 감게 되며, 이는 전동기의 회전을 유발합니다. 따라서 "전압보다 90° 앞선 전류는 주자속을 감자한다."가 맞는 정답입니다.
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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: 28%)
  • 단상 전파제어회로에서 제어범위는 유도리액턴스와 저항의 합인 4.6[Ω]에 비례한다. 따라서, 최대 전압 2300[V]를 4.6[Ω]으로 나눈 값인 500[A]까지 제어가 가능하다. 따라서, ""가 정답이다.
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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: 53%)
  • 교류ㆍ직류 양용전동기는 교류 전원과 직류 전원 모두에서 작동할 수 있는 전동기이다. 그러나 이 보기에서는 교류 전원과 직류 전원을 모두 사용하는 유형의 전동기가 없으므로, 교류 전원과 직류 전원 중 하나만 사용하는 전동기를 찾아야 한다. 이 중에서 "단상 직권정류자 전동기"는 교류 전원과 직류 전원 모두에서 작동할 수 있으며, 직류 전원에서는 정류기를 통해 직류로 변환하여 사용할 수 있다. 따라서 이 보기에서 정답은 "단상 직권정류자 전동기"이다.
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57. 동기속도를 2배로 하였을 때 3상유도 전동기의 동기와트는 몇 배가 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 51%)
  • 동기속도를 2배로 하면 회전속도가 2배가 되므로, 동기와트는 회전수와 직접 비례하게 된다. 따라서 동기속도를 2배로 하면 동기와트도 2배가 된다. 따라서 정답은 "2"이다.
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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: 63%)
  • 3상 배전선에 접속된 V결선의 출력은 P[kVA]이므로, 각 상의 출력은 P/3[kVA]이다. 이때, Δ결선으로 변환하면 각 상의 출력은 V/√3*I/√3 = V*I/3[kVA]가 된다. 따라서, 전체 출력은 3*V*I/3 = V*I[kVA]가 된다. 이때, V결선과 Δ결선의 전압은 동일하므로, I는 동일하다. 따라서, Δ결선의 정격출력은 V*I = √3*V*I/√3 = √3P[kVA]가 된다. 따라서, 정답은 "√3P"이다.
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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: 70%)
  • 변압기에서 역률 100[%]일 때의 전압 변동률 ε은 "% 저항 강하"로 표시된다. 이는 역률이 100[%]일 때, 변압기의 부하 측에서 저항성 부하가 증가하면 전압이 감소하기 때문이다. 따라서 저항성 부하가 강해지면 전압 변동률이 높아지게 된다. 이와 반대로, 리액턴스나 써셉턴스 부하가 강해지면 전압 변동률은 낮아지게 된다. 임피던스 전압은 전압과 전류의 상관관계를 나타내는 개념으로, 전압 변동률과는 직접적인 연관성이 없다.
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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: 32%)
  • 정격 출력시 부하손/고정손의 비가 2이므로, 부하손이 1이면 고정손은 2가 됩니다. 따라서, 발전기의 출력이 1/2 정격 출력일 때, 고정손은 1이 되고 부하손은 0.5가 됩니다.

    효율은 출력/입력으로 계산됩니다. 따라서, 발전기의 1/2 정격 출력시의 입력은 1/0.8 = 1.25가 됩니다.

    발전기의 1/2 정격 출력시의 출력은 0.5이므로, 효율은 0.5/1.25 = 0.4가 됩니다.

    따라서, 정답은 0.8이 아니라 "0.4"가 되어야 합니다.
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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%)
  • 특성 임피던스는 Z = sqrt(L/C)로 계산할 수 있습니다. 따라서 Z = sqrt(96[mH]/0.6[μF]) = sqrt(160000) = 400[Ω]가 됩니다. 따라서 정답은 "400"입니다.
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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: 37%)
  • R-L 직렬회로에서는 전류와 전압이 같은 위상을 가지므로, 임피던스 궤적은 전압과 전류의 크기 비율에 따라 결정된다. 이 때, R-L 직렬회로의 임피던스는 저항 R과 인덕턴스 L의 크기와 주파수 f에 따라 결정된다.

    임피던스 궤적은 주파수 f가 변할 때, R과 L의 크기는 일정하므로, 주파수에 따라 임피던스 크기만 변화하게 된다. 이 때, 임피던스 크기가 변할 때, 임피던스 궤적은 원형을 그리게 된다.

    하지만 R-L 직렬회로에서는 주파수가 증가할수록 인덕턴스 L의 임피던스가 커지므로, 전체 임피던스 궤적은 1사분면 내의 직선으로 이동하게 된다. 따라서 정답은 "1사분면 내의 직선"이다.
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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: 52%)
  • 주어진 회로는 RLC 직렬 회로이다. 이 회로의 전압-전류 관계식을 쓰면 다음과 같다.

    V = IR + L(dI/dt) + 1/C ∫(I dt)

    여기서 I를 V에 대해 푼 다음, 복소수 형태로 바꾸면 다음과 같다.

    I = (V/jwL) + (V/j2wC) + (V/(1-2w^2LC))

    따라서, A=1-2w^2LC, B=jwL, C=j2wC, D=1이 된다.
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64. f(t)=te-3t 일 때 라플라스 변환은?

(정답률: 64%)
  • 라플라스 변환은 다음과 같이 정의된다.

    L{f(t)} = F(s) = ∫[0,∞] e^(-st) f(t) dt

    따라서 주어진 함수 f(t)를 라플라스 변환하면 다음과 같다.

    F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞] e^(-st) t e^(-3t) dt

    이를 부분적분하면 다음과 같다.

    F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞] e^(-st) t e^(-3t) dt
    = [-t/3 e^(-st) e^(-3t)]_[0,∞] + (1/3) ∫[0,∞] e^(-st) e^(-3t) dt
    = [0 + (0 + 1/3s)] + (1/3) ∫[0,∞] e^(-(s+3)t) dt
    = 1/(3s) + (1/3) [-(1/(s+3)) e^(-(s+3)t)]_[0,∞]
    = 1/(3s) + 1/(3(s+3))

    따라서 정답은 ""이다.
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65. 대칭 5상 교류에서 선간 전압과 상 전압간의 위상차는?

  1. 27°
  2. 36°
  3. 54°
  4. 72°
(정답률: 67%)
  • 대칭 5상 교류에서는 선간 전압과 상 전압간의 위상차가 360°/5 = 72°이다. 그러나 대칭 5상 교류에서는 각 상의 전압이 다른 상의 전압과 대칭이 되므로, 위상차는 72°/2 = 36°가 된다. 따라서 선간 전압과 상 전압간의 위상차는 72° - 36° = 36°이다. 그러나 이 문제에서는 위상차를 구할 때, 다른 문제와 달리 선간 전압과 상 전압간의 위상차가 아닌, 상 전압과 선간 전압간의 위상차를 구하는 것이다. 이 경우, 선간 전압과 상 전압간의 위상차인 36°에 18°를 더해주면 된다. 이는 대칭 5상 교류에서 각 상의 전압이 다른 상의 전압과 대칭이 되므로, 상 전압과 선간 전압간의 위상차가 선간 전압과 상 전압간의 위상차와 같아지기 때문이다. 따라서 선간 전압과 상 전압간의 위상차는 36° + 18° = 54°이다.
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66. 그림과 같은 회로에 t=0에서 S를 닫을 때의 방전 과도전류 i(t)[A]는?

(정답률: 58%)
  • S를 닫으면 C1과 C2가 직렬로 연결되어 전하가 이동하면서 축전량이 합쳐지게 된다. 이 때 C1과 C2의 전하량은 같으므로 전압이 높은 C1에서 전하가 C2로 이동하게 된다. 이 때 C1의 방전 전류는 i(t) = C1(dV/dt)이고, C2의 충전 전류는 i(t) = C2(dV/dt)이다. 따라서 전류의 합은 i(t) = C1(dV/dt) + C2(dV/dt) = (C1+C2)(dV/dt)가 된다. 이 때 dV/dt는 일정하므로 i(t)는 C1과 C2의 합인 (C1+C2)에 비례하게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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67. 그림의 사다리꼴 회로에서 부하전압 VL의 크기 [V]는?

  1. 3
  2. 3.25
  3. 4
  4. 4.15
(정답률: 53%)
  • 사다리꼴 회로에서는 부하전압이 입력전압의 일부분만큼만 나타난다. 이는 입력전압이 저항값이 큰 쪽으로 더 많이 분배되기 때문이다. 따라서, 입력전압 13V 중에서 10kΩ 저항에 해당하는 부분은 10/(10+20) = 1/3 이므로, 부하전압 VL은 13V의 1/3인 4.33V가 된다. 하지만, 이 회로에서는 0.1μF의 커패시터가 병렬로 연결되어 있기 때문에, 고주파 신호는 커패시터를 통해 우회되어 저항값이 큰 쪽으로 더 많이 분배되지 않는다. 따라서, 부하전압 VL은 4.33V보다 약간 작아지게 된다. 보기 중에서 가장 가까운 값은 4V이므로, 정답은 "4"가 아닌 "3"이 된다.
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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: 34%)
  • 먼저 E1과 E2는 60°의 위상차를 가지므로 벡터 합을 구하기 위해 복소수 형태로 변환해야 한다. E1은 100∠0°, E2는 100∠60°이므로 각각 복소수 형태로 변환하면 E1=100+j0, E2=50+j86.6이 된다. 이제 이 두 복소수를 더해 총 전압을 구한다.

    E=E1+E2=100+j0+50+j86.6=150+j86.6

    이 총 전압에 회로의 임피던스를 곱해 전류를 구한다.

    Z=R+jXL=10+j30

    I=E/Z=(150+j86.6)/(10+j30)=10.4-j5.8

    이제 유도 리액턴스의 단자전압을 구한다.

    VL=IXL=-5.8×30=-174

    하지만 문제에서는 단자전압의 크기만을 묻고 있으므로 절댓값을 취해 정답인 174[V]가 된다.
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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: 58%)
  • 공진의 첨예도 Q는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 1 / R * sqrt(L / C)

    여기에 R=10[Ω], L=10[mH], C=1[μF]를 대입하면,

    Q = 1 / 10 * sqrt(10[mH] / 1[μF]) = 10

    따라서 정답은 "10"이다. 이는 RLC 직렬회로에서 공진이 일어날 때, 공진 주파수와 대역폭의 비율을 나타내는 값으로, 공진이 더욱 뚜렷하게 일어날수록 Q값이 커진다는 것을 의미한다.
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70. 비정현파를 구성하는 일반적인 성분이 아닌 것은?

  1. 기본파
  2. 고조파
  3. 직류분
  4. 삼각파
(정답률: 54%)
  • 비정현파는 기본파와 고조파, 그리고 직류분으로 구성되어 있습니다. 하지만 삼각파는 비정현파의 구성 성분이 아닙니다. 삼각파는 주기적으로 변화하는 파형으로, 기본파와 고조파의 합성으로 만들어질 수 있지만 직류분은 아니기 때문입니다.
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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: 48%)
  • 나이퀴스트선도는 G(jw)의 크기와 위상각을 극좌표에 그린 궤적을 표시하는 선도이다. 이 선도는 시스템의 안정성과 주어진 조건에서의 감쇠비와 공진주파수 등을 파악하는 데 유용하게 사용된다. 따라서 이 문제에서 주어진 조건에 따라 G(jw)의 극좌표를 그리고 이를 연결하여 궤적을 표시하는 것이 바로 나이퀴스트선도이다. 다른 보기들은 각각 다른 선도를 나타내는데, 근궤적도는 근접한 근의 위치를 파악하는 데 사용되고, 니콜스선도는 안정성과 주파수응답을 분석하는 데 사용된다. 보오드선도는 전달함수의 극과 제로를 파악하는 데 사용된다.
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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: 59%)
  • "최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다."가 틀린 설명입니다. 최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 커지는 경향이 있습니다. 이는 위상각이 증가할수록 각 입력 비트의 영향력이 줄어들기 때문입니다. 따라서, 최소위상 함수의 상대안정도는 위상각이 작을수록 작아지는 것이 맞습니다.
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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: 59%)
  • G(jw)=j0.1w에서 w=0.01[rad/sec] 일 때, 계의 이득[dB]은 -60[dB]이다.

    이유는 다음과 같다. 이득[dB]은 20log|G(jw)|로 계산된다. 따라서, G(jw)=j0.1w를 이용하여 이득[dB]을 계산하면 다음과 같다.

    |G(jw)| = |j0.1w| = 0.1w
    20log|G(jw)| = 20log(0.1w) = 20log(0.1) + 20log(w) = -20 + 20log(w)

    여기서 w=0.01[rad/sec]를 대입하면,

    20log|G(jw)| = -20 + 20log(0.01) = -20 - 40 = -60[dB]

    따라서, 계의 이득[dB]은 -60[dB]이 된다.
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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: 61%)
  • 루스 후르비쯔 판별법에서 시스템이 안정하기 위해서는 F(s)의 모든 근의 실수부가 음수여야 한다.

    F(s)의 근을 구하기 위해 s1, s2, s3라고 하면,

    F(s) = (s - s1)(s - s2)(s - s3)

    이므로, F(s)의 실수부가 음수가 되려면 s1, s2, s3 중에서 짝수개의 근이 양수이어야 한다.

    F(s) = s3 + 4s2 + 2s + K = 0에서 s1, s2, s3를 구하기 위해 먼저 K=0인 경우를 생각해보자.

    F(s) = s3 + 4s2 + 2s = s(s2 + 4s + 2) = 0

    이므로, s=0 또는 s2 + 4s + 2 = 0이다.

    s2 + 4s + 2 = (s + 2)2 - 2 = 0

    이므로, s = -2 ± √2i 이다.

    따라서, K=0인 경우에는 s1 = 0, s2 = -2 + √2i, s3 = -2 - √2i 이다.

    이제 K를 조금씩 증가시켜가며 s1, s2, s3의 위치를 파악해보자.

    K>0인 경우, F(s)의 그래프는 x축에서 시작하여 좌상단으로 향하므로, s1은 항상 음수이다.

    s2, s3는 K가 증가함에 따라 좌상단으로 이동하게 되는데, 이때 s2, s3 중에서 양수인 근의 개수가 바뀌게 된다.

    K=8인 경우, F(s)의 그래프는 s축에서 시작하여 우하단으로 향하므로, s1, s2, s3 모두 음수이다.

    따라서, 시스템이 안정하기 위해서는 0<K<8이어야 한다.

    즉, 정답은 "0<K<8"이다.
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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: 72%)
  • 응답이 최종값의 10[%]에서 90[%]까지 되는 시간을 측정하는 것이 상승시간(rise time)이다. 이는 시스템이 입력 신호에 대해 얼마나 빠르게 반응하는지를 나타내는 지표이다. 따라서 응답이 최종값에 도달하는데 걸리는 시간이나 안정화되는데 걸리는 시간과는 다른 개념이다.
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76. 다음과 같이 정의된 신호를 z변환하면?

  1. 1
(정답률: 51%)
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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: 52%)
  • 특성방정식의 근은 복소평면 상에 위치하게 되며, 유리함수의 경우 복소평면 상에서 대칭성을 가지는 경우가 많다. 이때, 실수계수를 갖는 유리함수의 경우 복소공간 상에서 실수축에 대하여 대칭성을 가지게 된다. 이는 복소수의 허수부가 0일 때 실수축에 위치하게 되기 때문이다. 따라서 정답은 "실수축"이다.
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78. 논리식 중 다른 값을 나타내는 논리식은?

(정답률: 47%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 이 논리식은 모든 입력값에 대해 항상 거짓을 반환하기 때문이다. 즉, 다른 값을 나타내는 논리식은 참과 거짓을 모두 반환하는데, 이 논리식은 항상 거짓만 반환하므로 다른 값을 나타내는 논리식이 아니다.
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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: 66%)
  • 정답: "-180°"

    위상곡선은 주파수에 따른 이득과 위상의 변화를 나타내는 그래프이다. 계의 이득 여유는 주파수가 증가함에 따라 이득이 감소하는 정도를 나타내는 값으로, 위상곡선에서 이득이 3dB 감소한 주파수를 찾아 해당 주파수에서의 위상값을 읽어서 계산할 수 있다.

    이 때, 이득이 3dB 감소한 주파수에서의 위상값이 -180°이 되는 이유는, 이득이 3dB 감소하면 전력이 절반이 되므로, 전압과 전류의 크기가 1/√2배로 감소하게 된다. 이 때, 전압과 전류의 상대적인 위상 차이는 90°이므로, 이득이 3dB 감소한 주파수에서의 위상값은 90°에서 180°로 변화하게 된다. 그러나, 전압과 전류의 상대적인 위상 차이가 180°일 때는 전압과 전류가 서로 반대 방향으로 흐르는 상황이므로, 이 때는 이득이 감소해도 전압과 전류의 상대적인 위상 차이가 변하지 않는다. 따라서, 이득이 3dB 감소한 주파수에서의 위상값은 -180°이 된다.
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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: 51%)
  • "Z/(Z-1)에 대응되는 라플라스 변환함수는 1/S이다."가 옳지 않다. Z/(Z-1)에 대응되는 라플라스 변환함수는 1/(S-1)이다.

    "S평면의 우측면은 Z평면의 원점에 중심을 둔 단위원 내부로 사상된다."라는 이유는 Z변환에서 극점이 단위원 위에 있을 때 해당 극점의 우측면이 S평면의 단위원 내부로 사상되기 때문이다. 이는 극-영 고정점 변환을 통해 쉽게 확인할 수 있다.
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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: 17%)
  • 아크용접장치의 용접변압기에서는 고전압을 생성하여 용접 전극에 전달하는데, 이때 사용되는 전선은 고전압에 견딜 수 있는 전선이어야 합니다. 따라서 "3종 캡타이어케이블"이 사용됩니다. "2종 캡타이어케이블"은 고전압에 견딜 수 없으며, "용접용 케이블"과 "비닐캡타이어케이블"은 내부 구조가 다르기 때문에 고전압 전달에 적합하지 않습니다.
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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: 44%)
  • 전동기의 과부하 보호장치는 전동기가 정격전류를 초과하여 작동할 때 발생하는 과부하를 감지하여 차단기를 작동시켜 전동기를 보호하는 장치이다. 따라서, 전원 측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격전류가 높을수록 전동기에 과부하 보호장치를 설치해야 한다.

    정답이 "20"인 이유는 전동기의 정격전류가 20A 이하일 경우에는 과부하 보호장치를 생략할 수 있다는 규정이 있기 때문이다. 이는 전동기의 작동 특성과 전선의 굵기 등을 고려하여 결정된 것이다. 따라서, 전원 측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격전류가 20A 이하일 경우에는 전동기에 과부하 보호장치를 생략할 수 있다.
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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: 37%)
  • 전로의 절연 원칙은 전기적 안전을 위해 전로와 지면 사이에 절연체를 두어 전기적으로 차단하는 것입니다. 따라서 대지로부터 반드시 절연하여야 하는 것은 전로와 직접적으로 연결되는 부분입니다. 이 중에서 저압 가공전선로에 접속되는 변압기는 전로와 직접적으로 연결되어 있으며, 전기적 안전을 위해 반드시 절연되어야 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: 48%)
  • 귀선이 금속제 지중관로와 1[km] 안에 접근하는 경우 전기적인 상호작용이 발생하여 전식작용이 일어날 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 귀선의 궤도 근접부분에 1년간의 평균전류가 통할 때에 생기는 전위차는 그 구간안의 어느 두점 사이에서도 2[V] 이하로 유지해야 합니다. 이는 전위차가 일정 수준 이상 발생하면 전해질에 의한 전기적인 반응이 일어나 전식작용이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 조건을 만족하는 시설방법을 선택해야 합니다.
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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: 51%)
  • 정답은 "저압전선을 가요전선관공사에 의하여 시설하였다."입니다.

    철도ㆍ궤도 또는 자동차도의 전용 터널안의 터널내 전선로는 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 전선로 시설 방법에는 다양한 규정과 기준이 적용됩니다.

    저압전선으로 지름 2.0[mm]의 경동선을 사용하는 것은 일반적인 전선로 시설 방법 중 하나입니다. 경동선은 비교적 가벼우면서도 내구성이 뛰어나기 때문에 터널내 전선로에 적합합니다.

    고압전선은 케이블 공사로 시설하는 것이 일반적입니다. 고압전선은 전기적인 안전성을 위해 전기 절연체로 둘러싸인 케이블로 시설합니다.

    저압전선을 애자사용공사에 의하여 시설하고 이를 궤조면상 또는 노면상 2.5[m] 이상으로 하는 것은 전선로의 안전성을 높이기 위한 방법 중 하나입니다. 이렇게 하면 전선로가 지나가는 차량이나 기계 등과 충돌할 가능성을 줄일 수 있습니다.

    하지만 "저압전선을 가요전선관공사에 의하여 시설하였다."는 잘못된 설명입니다. 가요전선관공사는 전기선로를 시설하는 공사가 아니라, 하수관이나 가스관 등 지하시설의 관로를 시설하는 공사입니다. 따라서 이 보기는 틀린 것입니다.
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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: 62%)
  • 무대나 무대마루 밑, 오케스트라 박스, 영사실 등은 사람이나 무대 도구가 자주 접촉하는 곳이므로 안전을 위해 전기적 충격을 최소화해야 합니다. 따라서 이러한 곳에 시설하는 전선은 저압으로 사용해야 합니다. 저압 전선의 사용전압은 일반적으로 400V 이하입니다. 따라서 정답은 "400"입니다.
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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: 57%)
  • B종 철주 중각도형은 10도, 15도, 20도, 25도, 30도, 35도, 40도, 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 90도 중 하나의 각도를 가지고 있습니다.

    특별고압 가공전선로는 지형이나 건물 등의 장애물을 피해 공중에 설치되는 전선로로, 수평 각도가 큰 구간이 많습니다. 따라서 B종 철주 중각도형 중 수평 각도를 이루는 구간에 사용되는 것은 10도, 15도, 20도, 25도, 30도 다섯 가지입니다.

    하지만 문제에서는 "최소" 몇 도를 넘는 수평 각도를 이루는 곳에 사용되는지를 물었으므로, 30도 이상의 각도를 이루는 구간에 사용되는 것이므로 정답은 "3"입니다.
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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: 50%)
  • 합성수지관공사의 관의 지지점간의 거리가 2[m]로 되어 있었다. 이것은 전기적으로 안전하지 않은 것입니다. 저압 옥내배선에서는 지지점 간의 거리가 1.2[m] 이하여야 합니다. 이것은 전기적으로 안전한 거리로서, 이를 벗어나면 전기적으로 위험한 상황이 발생할 수 있습니다. 따라서 합성수지관공사의 관의 지지점 간 거리가 2[m]로 되어 있으면 잘못 시공된 것입니다.
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89. 방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로를 무엇이라고 하는가?

  1. 소세력회로
  2. 관등회로
  3. 급전선로
  4. 약전류 전선로
(정답률: 54%)
  • 방전등용 안정기는 고전압을 생성하여 방전관에 전기를 공급하는데, 이때 전기는 방전관을 통해 방전등에서 방전되어 빛을 발합니다. 이러한 전기의 흐름 경로를 관등회로라고 합니다. 따라서 정답은 "관등회로"입니다.
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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: 31%)
  • 정답은 "4"이다. 이유는 문장에서 "특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하여서는 아니된다"라고 명시되어 있기 때문이다. 따라서 어떤 지름이나 세기, 절연효력이 있더라도 해당 지지물에 시설하는 것은 불가능하다.
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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: 40%)
  • 전기욕기는 인체에 안전한 저전압(50V 이하)을 사용해야 하므로, 사용전압은 10V 이하인 것을 사용해야 한다. 따라서 정답은 "10"이다.
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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: 44%)
  • 가공 접지선은 저항이 낮은 동선으로, 제2종 접지공사에서는 변압기의 시설 장소로부터 최대 200m까지 떼어 놓을 수 있습니다. 이는 전기적 안전성을 유지하기 위한 규정으로, 200m 이상 떼어 놓을 경우 전기적 안전성이 보장되지 않을 수 있습니다. 따라서, 정답은 "200"입니다.
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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: 27%)
  • 애자장치의 충격섬락전압 값은 그 전선이 받을 수 있는 충격이나 외부적인 영향으로부터 전선을 보호하는 역할을 합니다. 따라서, 전선을 지지하는 애자장치의 충격섬락전압 값이 높을수록 안전성이 높아집니다. 문제에서는 근접한 다른 부분을 지지하는 애자장치의 값의 몇 % 이상이어야 하므로, 105% 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "105"입니다.

    그리고, 시가지 기타 인가가 밀집하는 지역에 시설할 때는 해당 지역의 규정과 법규를 준수하여야 합니다. 따라서, 해당 지역의 규정과 법규를 확인하고, 위험의 우려가 없도록 안전하게 시설할 수 있다면 가능합니다.
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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: 48%)
  • "15[m] 떨어진 다른 수용기에 고압 연접인입선을 시설하였다."가 옳지 않은 것입니다. 고압 가공인입선은 다른 수용기와 충분한 간격을 두고 시설해야 합니다. 이는 다른 수용기와의 간섭을 방지하고 안전을 확보하기 위함입니다. 따라서, 이 보기는 위험한 시설 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: 46%)
  • 버스 덕트 공사는 전기적으로 절연되어 있기 때문에 전선이 반드시 절연전선이 아니어도 상관없습니다. 따라서 버스 덕트 공사는 저압 옥내배선중 사용되는 전선이 반드시 절연전선이 아니어도 상관없는 공사입니다.
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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: 58%)
  • 지중 전선의 매설 깊이는 차량이나 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 경우에는 최소 60cm 이상으로 매설해야 합니다. 이는 안전한 전기 사용을 위한 규정으로, 지중 전선이 노출되거나 손상되는 것을 방지하기 위함입니다. 따라서 정답은 "60"입니다.
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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: 37%)
  • 빙설이 많은 지방이나 인가가 많이 연접된 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 병종풍압 하중의 적용을 할 수 없는 것은 "35,000[V] 이상인 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 가공전선"입니다. 이는 고압 전선이기 때문에 병종풍압 하중이 크기 때문에 안전성을 보장할 수 없기 때문입니다.
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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%)
  • 전기적 안전을 위해 저압 전선로의 절연저항은 일정 수준 이상 유지되어야 합니다. 이는 누설전류가 최대공급전류의 일정 비율 이상이 되지 않도록 하기 위함입니다. 일반적으로 이 비율은 1/2,000 이하로 유지되어야 하며, 따라서 정답은 "2,000"입니다.
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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 등과의 이격거리가 30cm 이하일 때는 양 전선 사이에 견고한 내화성의 격벽을 설치하는 것 이외에도, 지중전선을 견고한 불연성 또는 난연성의 관에 넣어 그 관이 지중 약전류 전선 등과 직접 접촉되지 않도록 해야 합니다. 따라서 정답은 "30"입니다.
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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: 40%)
  • 풀용 수중조명등에 사용되는 절연변압기의 2차측 전로는 수영장 내부에 설치되어 있으며, 안전상의 이유로 전압이 일정 수준 이상일 경우에는 전로에 지기가 생겼을 때 자동으로 차단되어야 한다. 이러한 이유로 사용전압이 30V를 넘는 경우에는 전로에 지기가 생겼을 때 자동 차단 장치를 설치해야 한다. 따라서 정답은 "30"이다.
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