전기기사 필기 기출문제복원 (2006-08-06)

전기기사 2006-08-06 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2006-08-06 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 공기 중에서 1m 간격을 가진 두 개의 평행 도체 전류의 단위길이에 작용하는 힘은 몇 N인가?

  1. 2 × 10-7
  2. 4 × 10-7
  3. 2π × 10-7
  4. 4π × 10-7
(정답률: 65%)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 단위길이당 힘을 구하는 문제입니다.
    ① $F = \frac{2 I_1 I_2 10^{-7}}{r}$
    ② $F = \frac{2 \times 1 \times 1 \times 10^{-7}}{1}$
    ③ $F = 2 \times 10^{-7}$
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2. 평행판 콘덴서의 극간 전압을 일정하게 하고 극판사이에 극판 간격의 2/3두께의 유리판 (εs=10)을 삽입 할 때 극간의 흡인력은 공기가 극간에 있을 때에 비하여 어떻게 되는가?

  1. 2.5배로 커진다.
  2. 1.5배로 커진다.
  3. 0.6배로 작아진다.
  4. 0.8배로 작아진다.
(정답률: 57%)
  • 평행판 콘덴서의 흡인력은 저장되는 에너지에 비례하며, 이는 정전용량의 변화 비율과 같습니다. 유전체를 삽입했을 때의 합성 정전용량과 공기일 때의 정전용량 비율을 계산합니다.
    ① $W_{ratio} = \frac{\epsilon_{s} d}{\epsilon_{s}(d-t) + t}$
    ② $W_{ratio} = \frac{10 \times 1}{10 \times (1 - \frac{2}{3}) + \frac{2}{3}}$
    ③ $W_{ratio} = 2.5$ 배
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3. 와전류가 이용되고 있는 것은?

  1. 수중 음파 탐지기
  2. 레이더
  3. 자기브레이크(magnetic brake)
  4. 사이클로트론(cyclotron)
(정답률: 64%)
  • 와전류(Eddy Current)는 도체에 변화하는 자기장이 가해질 때 발생하는 소용돌이 전류로, 이를 이용해 강력한 제동력을 얻는 자기브레이크(magnetic brake)에 활용됩니다.
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4. 전기력선에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 전기력선은 양전하에서 시작하여 음전하에서 끝난다.
  2. 전기력선은 전위가 낮은 점에서 높은 점으로 향한다.
  3. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 반대이다.
  4. 전계가 0이 아닌 곳에서 2개의 전기력선은 항상 교차한다.
(정답률: 77%)
  • 전기력선은 전계의 방향과 일치하며, 항상 전위가 높은 양전하(+)에서 시작하여 전위가 낮은 음전하(-)로 향하는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    전위가 낮은 점에서 높은 점으로 향한다: 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향함
    전계의 방향과 반대이다: 전계의 방향과 동일함
    2개의 전기력선은 항상 교차한다: 전기력선은 서로 교차하지 않음
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5. 변위전류 또는 변위전류밀도에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 변위 전류밀도는 전속밀도의 시간적 변화율이다.
  2. 자유공간에서 변위전류가 만드는 것은 자계이다.
  3. 변위전류는 주파수와 관계가 있다.
  4. 시간적으로 변화하지 않는 계에서도 변위전류는 흐른다.
(정답률: 59%)
  • 변위전류는 전속밀도의 시간적 변화율에 의해 발생하므로, 시간적으로 변화가 없는 정적인 계에서는 흐를 수 없습니다.

    오답 노트
    변위 전류밀도는 전속밀도의 시간적 변화율이다: 옳은 설명
    자유공간에서 변위전류가 만드는 것은 자계이다: 옳은 설명
    변위전류는 주파수와 관계가 있다: 주파수가 높을수록 변화율이 커지므로 옳은 설명
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6. 유전률 ε1,ε2인 두 유전체 경계면에서 전계가 경계면에 수직일 때 경계면에 작용하는 힘은 몇 [N•m]인가?

(정답률: 78%)
  • 두 유전체 경계면에서 전계가 수직일 때, 경계면에 작용하는 힘은 전속밀도 $D$와 유전율의 역수 차이를 이용하여 계산합니다.
    $$\frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_2} - \frac{1}{\epsilon_1} ) D^2$$
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7. 평면도체 표면에서 진공내 d[m]의 거리에 점전하 Q[C]이 있을 때, 이 전하를 무한원까지 운반하는 데 요하는 일은 몇 [J]인가?

(정답률: 49%)
  • 전기영상법을 적용하여 평면 도체 표면 아래 $d$ 지점에 $-Q$의 영상 전하가 있다고 가정합니다. 두 전하 사이의 거리는 $2d$가 되며, 이 전하를 무한원까지 운반하는 일은 전위차에 전하량을 곱한 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{Q^2}{4\pi\epsilon_0 (2d)}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{8\pi\epsilon_0} \times \frac{Q^2}{d}$
    ③ [최종 결과] $W = 2.25 \times 10^9 \times \frac{Q^2}{d}$
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8. 높은 주파수의 전자파가 전파될 때 일기가 좋은 날보다 비 오는 날 전자파의 감쇄가 심한 원인은?

  1. 도전률 관계임.
  2. 유전률 관계임.
  3. 투자율 관계임.
  4. 분극률 관계임.
(정답률: 45%)
  • 일반적인 공기는 도전율이 매우 낮아 전자파 감쇄가 적지만, 비가 오는 날에는 습도가 높아지면서 공기의 도전성이 증가하게 됩니다. 이로 인해 전파의 에너지 손실이 커져 감쇄가 심하게 나타납니다.
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9. 반지름 a[m]의 구 도체에 전하 Q[C]이 주어질때 구 도체표면에 작용하는 정전응력은 약 몇 [N/m2]인가?

(정답률: 49%)
  • 구 도체 표면의 정전응력은 전계의 세기를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{정전응력 } f = \frac{1}{2} \epsilon E^2$$
    $$\text{전계 } E = \frac{Q}{4\pi \epsilon a^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$f = \frac{1}{2} \epsilon ( \frac{Q}{4\pi \epsilon a^2} )^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$f = \frac{Q^2}{32\pi^2 \epsilon a^4}$$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 무한장의 직선 도체에 선전하 밀도 ρ[C/m]로 전하가 충전될 때 이 직선 도체에서 r[m]만큼 떨어진 점의 전위는?

  1. ρ이다.
  2. ρㆍr이다.
  3. 0(Zero)이다.
  4. 무한대(∞)이다.
(정답률: 41%)
  • 무한장 직선 도체의 전위는 기준점으로부터의 거리의 로그 함수 형태로 나타납니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{\rho}{2\pi\epsilon} \ln \frac{r_2}{r_1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{\rho}{2\pi\epsilon} \ln \frac{\infty}{r_1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = \infty$$
    기준점 $r_2$가 무한대로 가면 전위 값 또한 무한대가 됩니다.
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11. 자계의 세기 H[AT/m], 자속밀도 B[Wb/m2], 투자율 μ[H/m]인 곳의 자계의 에너지 밀도는 몇 [J/m3]인가?

(정답률: 62%)
  • 자계의 에너지 밀도는 단위 체적당 저장되는 에너지로, 자속밀도와 자계 세기의 곱에 $1/2$을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{1}{2}BH$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{1}{2}BH$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{1}{2}BH$$
    따라서 정답은 입니다.
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12. 그림들은 전자의 자기모멘트의 크기와 배열상태를 그 차이에 따라서 배열한 것이다. 강자성체에 속하는 것은?

(정답률: 75%)
  • 강자성체는 외부 자계가 없어도 인접한 전자들의 자기모멘트가 일정한 방향으로 정렬되어 강한 자성을 띠는 물질입니다.
    따라서 자기모멘트가 한 방향으로 나란히 배열된 가 정답입니다.

    오답 노트
    상자성체: (무작위 배열)
    반자성체: (반대 방향 배열)
    역자성체:
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13. 막대자석의 회전력을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, 막대자석의 자기모멘트 M[Wbㆍm]와 균등자계 H[A/m]와의 이루는 각 θ는 0°＜θ＜90° 라 한다.)

  1. M × H[Nㆍm/rad]
  2. H × M[Nㆍm/rad]
  3. μ0H × M[Nㆍm/rad]
  4. M × μ0H[Nㆍm/rad]
(정답률: 73%)
  • 막대자석이 균등자계 내에서 받는 회전력(토크)은 자기모멘트와 자계 세기의 곱으로 결정됩니다.
    따라서 정답은 $M \times H$ 입니다.
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14. Maxwell의 전자기파 방정식이 아닌 것은?

(정답률: 53%)
  • 맥스웰의 전자기파 방정식은 전자기장의 파동 전파를 설명하는 미분 방정식 형태여야 합니다.
    $\text{}$는 앙페르의 주회적분 법칙(Ampere's circuital law)으로, 폐회로를 따라 자기장의 선적분이 내부를 통과하는 총 전류와 같음을 나타내는 기본 법칙이지 전자기파 방정식이 아닙니다.
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15. 다음의 전위함수에서 라플라스 방정식을 만족하지 않은 것은?

(정답률: 57%)
  • 라플라스 방정식은 전위함수 $V$에 대해 라플라시안(델 제곱)을 취했을 때 그 결과가 $0$이 되어야 함을 의미합니다.
    $\text{}$는 직교좌표계이므로 각 성분에 대해 두 번 편미분하여 합산합니다.
    $$\nabla^2 V = \frac{\partial^2 V}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 V}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 V}{\partial z^2}$$
    $$\nabla^2 V = 2 - 2 + 2$$
    $$\nabla^2 V = 2$$
    결과값이 $0$이 아니므로 라플라스 방정식을 만족하지 않습니다.
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16. 100[kW]의 전력이 안테나로부터 사방으로 균일하게 방사되어 나갈 때 안테나로부터 10km 떨어진 점에서의 전계의 세기를 실효값으로 나타내면 약 몇 V/m인가?

  1. 0.087
  2. 0.173
  3. 0.346
  4. 0.519
(정답률: 44%)
  • 방사 전력 밀도 $P$와 전계의 세기 $E$ 사이의 관계식을 이용하여 전계의 실효값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $E = \sqrt{\frac{P \times 4\pi r^{2}}{4\pi r^{2} \times \frac{1}{120\pi}}} = \sqrt{\frac{P \times 120\pi}{4\pi r^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $E = \sqrt{\frac{100 \times 10^{3} \times 120\pi}{4\pi \times (10^{4})^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $E = 0.173$
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17. 정현파 자속의 주파수를 2배로 높이면 유기 기전력은 어떻게 되는가?

  1. 변하지 않는다.
  2. 2배로 증가한다.
  3. 4배로 증가한다.
  4. 1/2이 된다.
(정답률: 75%)
  • 유기 기전력 $E$는 주파수 $f$에 비례합니다.
    기본 공식 $E = 4.44 f N \Phi$에 따라 주파수 $f$를 2배로 높이면 유기 기전력 $E$ 또한 2배로 증가합니다.
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18. 그림과 같은 두 개의 동심구 도체가 있다. 구사이가 진공으로 되어 있을 때 동심구간의 정전용량은 몇 [F] 인가?

  1. 2πε0
  2. 4πε0
  3. 8πε0
  4. 12πε0
(정답률: 47%)
  • 동심구 도체 사이의 정전용량 공식과 주어진 반지름 $a=1$, $b=2$를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{4\pi\epsilon_{0}ab}{b-a}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{4\pi\epsilon_{0} \times 1 \times 2}{2-1}$
    ③ [최종 결과] $C = 8\pi\epsilon_{0}$
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19. 단면적 4[cm2]의 철심에 6 × 10-4[Wb]의 자속을 통하게 하려면 2,800[AT/m]의 자계가 필요하다. 이 철심의 비투자율은 약 얼마인가?

  1. 346
  2. 375
  3. 407
  4. 427
(정답률: 72%)
  • 비투자율은 자속밀도를 진공의 투자율과 자계의 세기의 곱으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ①-기본 공식: $\mu_{s} = \frac{\Phi}{\mu_{0} H S}$
    ②-숫자 대입: $\mu_{s} = \frac{6 \times 10^{-4}}{4\pi \times 10^{-7} \times 2800 \times 4 \times 10^{-4}}$
    ③-최종 결과: $\mu_{s} = 426.4$
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20. 어떤 종류의 결정(結晶)을 가열하면 한면(面)에 정(正), 반대 면에 부(負)의 전기가 나타나 분극을 일으키며, 반대로 냉각하면 역(逆) 분극이 생긴다. 이 것을 무엇이라 하는가?

  1. 파이로(Pyro) 전기
  2. 볼타(Volta) 효과
  3. 바아크 하우센(Barkharsen) 법칙
  4. 압전기(Piezo-electric)의 역효과
(정답률: 47%)
  • 결정을 가열하거나 냉각할 때 온도 변화에 의해 분극 현상이 일어나는 것을 파이로(Pyro) 전기라고 합니다.

    오답 노트
    볼타 효과: 서로 다른 두 금속의 접촉으로 전위차가 발생하는 현상
    바아크 하우센 법칙: 자속의 세기가 연속적이지 않고 계단적으로 증가하는 현상
    압전기: 결정에 기계적 압력을 가했을 때 전기가 발생하는 현상
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2과목: 전력공학

21. 선로의 길이가 50km인 66kV 3상3선식 1회선 송전선의 1선당 대지정전용량은 0.0058μF/km이다. 여기에 시설할 소호리액터의 용량은 약 몇 kVA인가? (단, 소호리액터의 용량은 10%의 여유를 주도록 한다.)

  1. 386
  2. 435
  3. 524
  4. 712
(정답률: 43%)
  • 소호리액터의 용량은 3상 선로의 대지 정전용량과 전압을 이용하여 계산하며, 문제에서 제시한 10%의 여유율을 최종 결과에 곱해줍니다.
    ① $P_{c} = 3 \times 2\pi f C_{s} L E^{2}$
    ② $P_{c} = 3 \times 2\pi \times 60 \times 0.0058 \times 10^{-6} \times 50 \times (\frac{66 \times 10^{3}}{\sqrt{3}})^{2} \times 1.1$
    ③ $P_{c} = 523.85$ kVA
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22. 설비용량 600kW, 부등률 1.2, 수용률 60% 일때의 합성 최대 수용전력은 몇 kW인가?

  1. 240
  2. 300
  3. 432
  4. 833
(정답률: 68%)
  • 합성 최대 수용전력은 설비용량에 수용률을 곱한 값을 부등률로 나누어 계산합니다.
    ① $P_{m} = \frac{P \times \text{수용률}}{\text{부등률}}$
    ② $P_{m} = \frac{600 \times 0.6}{1.2}$
    ③ $P_{m} = 300$ kW
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23. 배전계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적으로 다음 중 가장 타당한 것은?

  1. 전력손실 감소
  2. 개폐기의 타단 능력 증대
  3. 고장시 영상전류 감소
  4. 변압기 손실 감소
(정답률: 73%)
  • 전력용 콘덴서를 설치하면 부하의 역률이 개선되어 선로에 흐르는 무효 전력이 감소합니다. 이에 따라 선로 전류가 줄어들어 $I^2R$ 손실인 전력손실이 감소하게 됩니다.
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24. 송전선로에서 단선 고장시 이상 전압이 가장 큰 접지 방식은?

  1. 비 접지방식
  2. 직접 접지방식
  3. 저항 접지방식
  4. 소호리액터 접지방식
(정답률: 46%)
  • 소호리액터 접지방식은 지락전류를 최소화하기 위해 병렬 공진을 이용하지만, 단선 고장 시에는 직렬 공진 상태로 변하여 임피던스가 최소가 되고 전류가 최대가 되므로 이상 전압이 가장 크게 발생합니다.
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25. 선로의 단위 길이당의 분포 인덕턴스를 L, 저항을 r, 정전용량을 C, 누설 콘덕턴스를 각각 g라 할 때 전파정수는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 79%)
  • 전송선로의 전파정수는 단위 길이당 직렬 임피던스 $Z$와 병렬 어드미턴스 $Y$의 곱의 제곱근으로 정의됩니다.
    $$\gamma = \sqrt{ZY} = \sqrt{(r + j\omega L)(g + j\omega C)}$$
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26. 3상3선식 가공 송전선로의 선간거리가 각각 D12, D23, D31일 때 등가선간거리는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 72%)
  • 3상 3선식 가공 송전선로에서 각 선간의 거리가 서로 다를 때, 이를 하나의 대표 거리로 나타낸 등가선간거리는 세 거리의 기하평균으로 계산합니다.
    $$\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}$$
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27. 불평형 3상 전압율 Va, Vb, Vc라 하고 라 할 때 이다. 여기에서 Vx는 어떤 전압을 나타내는가?

  1. 정상전압
  2. 단락전압
  3. 영상전압
  4. 지락전압
(정답률: 77%)
  • 대칭좌표법에서 불평형 3상 전압을 성분별로 분해할 때, 벡터 연산자 $a = e^{j\frac{2\pi}{3}}$ 를 이용하여 다음과 같이 계산되는 전압 $V_X = \frac{1}{3}(V_a + aV_b + a^2V_c)$ 는 정상전압을 의미합니다.
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28. 3상용 차단기의 용량은 그 차단기의 정격전압과 정격차단 전류와의 곱을 몇 배한 것인가?

  3. √2
  4. √3
(정답률: 77%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기의 용량은 상전압이 아닌 선간전압을 기준으로 하며, 3상 전력 공식 $P = \sqrt{3}VI$에 따라 정격전압과 정격전류의 곱에 $\sqrt{3}$을 곱하여 산출합니다.
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29. 그림과 같은 전력계통에서 A점에 설치된 차단기의 단락 용량은 몇 MVA인가? (단, 각 기기의 %리액턴스는 발전기 G1, G2는 정격용량 15MVA 기준 각각 15%이고, 변압기는 정격용량 20MVA 기준 8%, 송전선은 정격용량 10MVA 기준 11%이며, 기타 다른 정수는 무시한다.)

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 50%)
  • 기준 용량을 $20\text{MVA}$로 설정하여 각 기기의 %리액턴스를 환산한 후, 전체 합성 %리액턴스를 구해 단락 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_s = \frac{100}{\%Z} \times P_n$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_s = \frac{100}{10 + 8 + 22} \times 20$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_s = 50\text{MVA}$$
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30. MHD 발전에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수차 직결 유도발전기에 의한 발전방식이다.
  2. 2종의 도체의 접점간에 온도차가 생겼을 때 기전력이 발생되는 발전방식이다.
  3. 열음극으로부터 열전자 방출에 의한 발전방식이다.
  4. 도전성유체와 자장의 상호작용에 의한 직접발전 방식이다.
(정답률: 35%)
  • MHD 발전은 도전성 유체(플라스마 등)가 자기장 속을 이동할 때 발생하는 전자기 유도 현상을 이용하여 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 방식입니다.
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31. 송전선로에서 가공지선을 설치하는 목적이 아닌것은?

  1. 뇌(雷)의 직격을 받을 경우 송전선 보호
  2. 유도에 의한 송전선의 고전위 방지
  3. 통신선에 대한 차폐효과 증진
  4. 철탑의 접지저항 경감
(정답률: 69%)
  • 가공지선은 송전선로 최상단에 설치하여 뇌의 직격을 방지하고, 유도 전압 억제 및 통신선 차폐 효과를 얻기 위해 설치합니다.

    오답 노트
    철탑의 접지저항 경감: 매설지선의 목적입니다.
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32. 망상(Network) 배전방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 부하 증가에 대한 융통성이 적다.
  2. 전압 변동이 대체로 크다.
  3. 인축에 대한 감전사고가 적어서 농촌에 적합하다.
  4. 환상식보다 무정전 공급의 신뢰도가 더 높다.
(정답률: 63%)
  • 망상 배전방식은 전원선이 그물망 형태로 연결되어 있어, 어느 한 곳에서 사고가 발생하더라도 다른 경로를 통해 전력을 공급할 수 있으므로 환상식보다 무정전 공급의 신뢰도가 가장 높습니다.

    오답 노트
    부하 증가에 대한 융통성이 큼 / 전압 변동이 작음 / 설비비가 비싸 도심지에 적합함
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33. 전력계통의 안정도 향상대책으로 직렬 리액턴스를 작게 하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 발전기의 리액턴스를 작게 한다.
  2. 변압기의 리액턴스를 작게 한다.
  3. 복도체를 사용한다.
  4. 계통을 연계한다.
(정답률: 36%)
  • 직렬 리액턴스를 줄이기 위해서는 발전기 및 변압기의 리액턴스를 낮추거나 복도체를 사용하여 선로 리액턴스를 감소시켜야 합니다. 계통을 연계하는 것은 전력 공급의 신뢰도를 높이는 방법이지, 개별 설비의 직렬 리액턴스 자체를 작게 만드는 방법은 아닙니다.
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34. 다음 중 켈빈(Kelvin)의 법칙이 적용되는 경우는?

  1. 전력 손실량을 축소시키고자 하는 경우
  2. 전압 강하를 감소시키고자 하는 경우
  3. 부하 배분의 균형을 얻고자 하는 경우
  4. 경제적인 전선의 굵기를 선정하고자 하는 경우
(정답률: 80%)
  • 켈빈의 법칙은 전선의 연간 전력 손실 비용과 전선 설치에 따른 연간 이자 및 감가상각비의 합계가 최소가 되는 지점에서 가장 경제적인 전선의 굵기를 선정하는 원리입니다.
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35. 가압수형 동력용 원자로에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉각재인 경수는 가압되지 않은 상태이므로 끓여서 높은 온도까지 올려야 한다.
  2. 노심에서 발생한 열은 가압된 경수에 의하여 열교환기에 운반된다.
  3. 노심은 약 100[kg/cm2]정도의 압력에 견딜 수 있는 압력 용기 안에 들어 있다.
  4. 가압수형 원자로는 BWR 이라고 한다.
(정답률: 53%)
  • 가압수형 원자로(PWR)는 냉각재인 경수에 높은 압력을 가해 끓지 않게 유지하며, 이 가압된 경수가 노심의 열을 열교환기(증기발생기)로 운반하여 증기를 생성하는 방식입니다.

    오답 노트
    냉각재인 경수는 가압된 상태임 / 노심 압력 용기는 약 $150kg/cm^{2}$ 정도의 고압을 견뎌야 함 / 가압수형 원자로는 PWR이라고 함
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36. 배전반에 접속되어 운전 중인 PT와 CT를 점검할 때의 조치사항으로 옳은 것은?

  1. CT는 단락시킨다.
  2. PT는 단락시킨다.
  3. CT와 PT 모두를 단락시킨다.
  4. CT와 PT 모두를 개방시킨다.
(정답률: 64%)
  • CT(변류기)는 2차 측을 개방하면 고전압이 유기되어 절연 파괴 및 사고의 위험이 있으므로 반드시 단락시켜야 하며, PT(계기용 변압기)는 2차 측을 단락시키면 과전류가 흘러 소손될 위험이 있으므로 개방시켜야 합니다.
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37. 송배전선로에서 전선의 장력을 2배로 하고 또 경간을 2배로하면 전선의 이도는 처음의 몇 배가 되는가?

  1. 1/4
  2. 1/2
  3. 2
  4. 4
(정답률: 68%)
  • 전선의 이도는 경간의 제곱에 비례하고 장력에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{w s^2}{8 T}$
    ② [숫자 대입] $D' = \frac{w (2s)^2}{8 (2T)} = \frac{4 w s^2}{16 T} = \frac{w s^2}{4 T}$ (단, 이는 단순 대입이며 비율로 계산 시 $\frac{2^2}{2} = 2$배)
    ③ [최종 결과] $D' = 2D$
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38. 변압기의 내부 고장시 동작하는 것으로서 단락 고장의 검출 등에 사용되는 계전기는?

  1. 부족전압계전기
  2. 비율차동계전기
  3. 재폐로계전기
  4. 선택계전기
(정답률: 78%)
  • 비율차동계전기는 변압기 1차측과 2차측에 흐르는 전류의 차이를 검출하여, 내부 고장으로 인한 차전류가 발생했을 때 동작하는 보호 계전기입니다.
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39. 화력발전소에서 재열기의 목적은?

  1. 공기를 가열한다.
  2. 급수를 가열한다.
  3. 증기를 가열한다.
  4. 석탄을 건조한다.
(정답률: 76%)
  • 재열기는 고압 터빈에서 팽창하여 온도가 낮아진 증기를 다시 가열하여 저압 터빈으로 보냄으로써, 열효율을 높이고 터빈 날개의 부식을 방지하는 장치입니다.
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40. 한 대의 주상변압기에 역률(뒤짐) cosθ1, 유효전력 P[kW]의 부하와 역률(뒤짐) cosθ2, 유효전력 P[kW]의 부하가 병렬로 접속되어 있을 때 주상변압기 2차측에서 본 부하의 종합 역률은 어떻게 되는가?

(정답률: 74%)
  • 종합 역률은 전체 유효전력을 전체 피상전력으로 나눈 값입니다. 각 부하의 유효전력 합과 무효전력($$P \tan \theta$$)의 합을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{P_1 + P_2}{\sqrt{(P_1 + P_2)^2 + (P_1 \tan \theta_1 + P_2 \tan \theta_2)^2}}$
    ② [숫자 대입] (기호 기반 수식이므로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과]
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3과목: 전기기기

41. 동기발전기의 단자 부근에서 단락사고가 발생했다. 이 때 단락전류에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 서서히 증가해서 일정한 전류가 된다.
  2. 급격히 증가한 후 일정한 전류로 감소한다.
  3. 서서히 감소해서 일정 전류가 된다.
  4. 서서히 감소하다가 다시 일정 전류 이상으로 증가한다.
(정답률: 71%)
  • 동기발전기 단자 부근에서 단락사고가 발생하면, 초기에는 과도 상태의 영향으로 인해 단락전류가 급격히 증가하며, 이후 시간이 경과함에 따라 감쇠하여 일정한 정상 상태 전류로 감소하게 됩니다.
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42. 인가전압과 여자가 일정한 동기전동기에서 전기자 저항과 동기 리액턴스가 같으면 최대출력을 내는 부하각은 몇 도 인가?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 45%)
  • 동기전동기에서 최대출력을 내는 부하각 $\delta$는 전기자 저항 $R$과 동기 리액턴스 $X$의 비율에 의해 결정됩니다.
    전기자 저항과 동기 리액턴스가 같으므로 $\tan \delta = \frac{X}{R} = 1$이 되어 부하각은 $45^{\circ}$가 됩니다.
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43. 변압기 보호 장치의 주된 목적으로 볼 수 없는 것은?

  1. 다른 부분으로의 사고 확산 방지
  2. 절연내력 저하 방지
  3. 변압기 자체 사고의 최소화
  4. 전압 불평형 개선
(정답률: 58%)
  • 변압기 보호 장치는 사고의 확산을 막고 기기 자체의 손상을 최소화하여 절연 성능을 유지하는 것이 목적이며, 전압 불평형을 개선하는 기능은 수행하지 않습니다.
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44. 변압기에서 발생하는 손실 중 1차측 전원에 접속되어 있으면 부하의 유무에 관계없이 발생하는 손실은?

  1. 동손
  2. 표유부하손
  3. 철손
  4. 부하손
(정답률: 65%)
  • 철손은 변압기 철심에서 발생하는 히스테리시스손과 와류손의 합으로, 전원에 연결되어 전압이 인가되어 있다면 부하의 크기와 상관없이 일정하게 발생하는 무부하손입니다.

    오답 노트
    동손, 부하손: 부하 전류의 제곱에 비례하여 발생하는 손실입니다.
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45. 전기기기에서 절연의 종류 중 B종 절연물의 최고 허용온도는 몇 ℃인가?

  1. 90
  2. 105
  3. 120
  4. 130
(정답률: 48%)
  • 전기기기 절연물 등급에 따른 최고 허용온도 규격 중 B종 절연물의 기준 온도는 $130^{\circ}C$입니다.
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46. 권선형 유도 전동기를 급격히 정지시키려 할 때 가장 적합한 방식은?

  1. 2차 저항법
  2. 역상제어법
  3. 고정자 단상법
  4. 불평형법
(정답률: 57%)
  • 권선형 유도 전동기를 급격히 정지시키기 위해서는 회전 방향과 반대되는 토크를 발생시켜야 하므로 역상제어법이 가장 적합합니다.
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47. 4극, 회전수 1,800rpm인 직류 발전기가 있다. 축방향의 길이가 0.4m, 전기자 지름이 0.6m, 전기자 코일수가 24, 한 개의 코일 권수가 18, 공극의 평균 자속밀도가 0.1[Wb/m2]일 때 유기기전력은 약 몇 [V]인가? (단, 권선법은 단중 파권일 때이다.)(문제 오류로 전항 정답 처리된 문제입니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 204
  2. 244
  3. 407
  4. 488
(정답률: 59%)
  • 직류 발전기의 유기기전력은 자속, 도체 수, 회전속도에 비례합니다. 다만, 본 문제는 기존 해설 및 문제 조건상 계산값과 보기의 차이가 있는 오류 문제이나, 가답안 기준의 풀이 과정을 제시합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{P Z \Phi n}{60 a}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{4 \times 864 \times 0.01885 \times 1800}{60 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $E = 977.18$
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48. 2대의 변압기로 V 결선하여 3상 변압하는 경우 변압기 이용률은 약 몇 % 인가?

  1. 57.8
  2. 66.6
  3. 86.6
  4. 100
(정답률: 71%)
  • V 결선 시 변압기 이용률은 설치 용량 대비 출력 용량의 비율을 의미하며, $\frac{\sqrt{3}}{2}$의 값을 가집니다.
    ① [기본 공식] $\text{이용률} = \frac{\sqrt{3}}{2} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{이용률} = \frac{1.732}{2} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{이용률} = 86.6$
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49. 4극, 60Hz의 3상 동기 발전기가 있다. 회전자의 주변속도를 200[m/s] 이하로 하려면 회전자의 최대지름을 약 몇 [m]로 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.1
  4. 2.8
(정답률: 50%)
  • 회전자의 주변속도는 원주 길이에 회전속도를 곱하여 계산합니다. 먼저 동기속도 $N_s = \frac{120f}{P}$를 구한 뒤 주변속도 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{\pi D N_s}{60}$
    ② [숫자 대입] $200 = \frac{3.14 \times D \times \frac{120 \times 60}{4}}{60}$
    ③ [최종 결과] $D = 2.12$
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50. 회전변류기의 직류측 전압을 조정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 직렬 리액턴스에 의한 방법
  2. 부하시 전압 조정 변압기를 사용하는 방법
  3. 동기 승압기를 사용하는 방법
  4. 여자전류를 조정하는 방법
(정답률: 37%)
  • 회전변류기의 직류측 전압 조정은 리액터, 변압기, 승압기 등을 통해 이루어지며, 여자전류 조정은 전압 조정 방법으로 사용되지 않습니다.

    오답 노트
    직렬 리액턴스, 부하시 전압 조정 변압기, 동기 승압기: 모두 전압 조정에 사용되는 정당한 방법입니다.
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51. 그림과 같은 변압기에서 1차 전류는 몇 A 인가?

  1. 0.8
  2. 8
  3. 10
  4. 20
(정답률: 58%)
  • 변압기의 권수비와 임피던스 변환 관계를 이용하여 1차측 환산 저항을 구한 뒤, 옴의 법칙으로 1차 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R_{1} = a^{2} \times R_{2}$ $$I_{1} = \frac{V_{1}}{R_{1}}$$
    ② [숫자 대입] $R_{1} = 5^{2} \times 5 = 125$ $$I_{1} = \frac{100}{125}$$
    ③ [최종 결과] $I_{1} = 0.8$
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52. 반도체 사이리스터에 의한 속도제어에서 제어가 되지 않는 것은?

  1. 토크
  2. 전압
  3. 위상
  4. 주파수
(정답률: 44%)
  • 사이리스터(SCR)를 이용한 속도제어는 기본적으로 전압의 위상을 제어하여 전동기에 인가되는 평균 전압을 조절함으로써 속도를 제어하는 방식입니다. 토크는 부하 상태나 전류에 의해 결정되는 물리량으로, 사이리스터의 제어 대상이 아닙니다.
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53. 상전압 200V인 3상 반파정류회로에 SCR을 사용하여 위상제어를 할 때 제어각이 60°이면 직류 출력 전압은 약 몇 V 인가?

  1. 117
  2. 187
  3. 216
  4. 234
(정답률: 43%)
  • 3상 반파 정류회로의 위상제어 시 직류 출력 전압을 구하는 문제입니다.
    ① $E_{d} = \frac{3\sqrt{6}}{2\pi} V \cos \theta$
    ② $E_{d} = \frac{3\sqrt{6}}{2\pi} \times 200 \times \cos 60^{\circ}$
    ③ $E_{d} = 117$
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54. 다음 중 직류 발전기의 계자철심에 잔류자기가 없어도 발전을 할 수 있는 발전기는?

  1. 타여자 발전기
  2. 분권 발전기
  3. 직권 발전기
  4. 복권 발전기
(정답률: 74%)
  • 타여자 발전기는 외부의 별도 전원을 통해 계자 권선에 전류를 공급하여 자속을 생성하므로, 철심에 잔류자기가 전혀 없어도 외부 전원만 있다면 발전을 시작할 수 있습니다.

    오답 노트
    분권, 직권, 복권 발전기: 자여자 발전기로서 초기 자속을 만들기 위해 반드시 잔류자기가 필요함
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55. 100kW 4극, 3300V, 주파수 60Hz의 3상 유도전동기의 효율이 92%, 역률이 90%일 때 입력은 약 몇 kVA인가?

  1. 42.8
  2. 220.8
  3. 21.1
  4. 120.8
(정답률: 47%)
  • 전동기의 입력 피상전력은 출력, 효율, 역률의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① $\text{입력} = \frac{\text{출력}}{\eta \times \cos\theta}$
    ② $\text{입력} = \frac{100}{0.92 \times 0.9}$
    ③ $\text{입력} = 120.8$
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56. 100[V], 10[kW], 1,000[rpm]의 분권 전동기를 부하전류 102A의 정격 속도로 운전하고 있다. 지금 전기자에 직렬로 저항 0.4Ω을 접속하고, 전과 동일한 토크로 운전하면 약 몇 rpm으로 회전하겠는가? (단, 전기자 및 분권 계자회로의 저항은 각 각 0.05Ω과 50Ω이다.)

  1. 560
  2. 570
  3. 580
  4. 590
(정답률: 48%)
  • 동일 토크 운전 시 전기자 전류 $I_a$는 일정하며, 회전 속도 $N$은 역기전력 $E$에 비례합니다. 직렬 저항 추가 전후의 역기전력 변화를 통해 속도를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = V - I_a R_a$$
    $$N' = N \times \frac{E'}{E}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = 100 - (102 - \frac{100}{50}) \times 0.05 = 95$$
    $$E' = 100 - (102 - \frac{100}{50}) \times (0.4 + 0.05) = 55$$
    $$N' = 1000 \times \frac{55}{95}$$
    ③ [최종 결과]
    $$N' = 578.95 \approx 580$$
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57. 8극과 4극 2개 유도전동기를 직렬 종속법으로 속도 제어를 할 때 전원 주파수가 60Hz인 경우 무부하 속도는 몇 [rpm]인가?

  1. 600
  2. 900
  3. 1,200
  4. 1,800
(정답률: 56%)
  • 유도전동기를 직렬 종속법으로 연결하면 전체 극수는 각 전동기 극수의 합으로 계산하여 속도를 구합니다.
    $$\text{속도 } N = \frac{120f}{p_1 + p_2}$$
    $$N = \frac{120 \times 60}{8 + 4}$$
    $$N = 600 \text{ rpm}$$
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58. 동기 발전기에서 유기 기전력과 전기자 전류가 동상인 경우의 전기자 반작용은?

  1. 교차자화작용
  2. 증자작용
  3. 감자작용
  4. 직축반작용
(정답률: 68%)
  • 동기 발전기에서 유기 기전력과 전기자 전류가 동상(위상차가 0)인 경우, 주자속의 방향과 전기자 반작용에 의한 자속의 방향이 엇갈려 자속의 분포를 왜곡시키는 교차자화작용이 발생합니다.
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59. 직류전동기 중 전기철도에 가장 적합한 전동기는?

  1. 분권식 전동기
  2. 직권식 전동기
  3. 복권식 전동기
  4. 자여자 분권 전동기
(정답률: 72%)
  • 직권식 전동기는 기동 토크가 매우 크기 때문에 무거운 차량을 출발시켜야 하는 전기철도나 기차의 견인 전동기로 가장 적합합니다.
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60. 무부하의 경우 분권 전동기의 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 공급전압의 극성을 반대로 하면 회전방향이 바뀐다.
  2. 공급전압을 증가시켜도 회전속도는 별로 변하지 않는다.
  3. 분권 계자권선의 계자 조정기의 저항을 감소시키면 회전속도는 증가한다.
  4. 발전제동을 하는 경우에 분권 계자권선의 접속을 반대로 접속한다.
(정답률: 35%)
  • 분권 전동기는 계자 권선이 전기자 권선과 병렬로 연결되어 있어, 공급전압을 변화시켜도 계자 전류가 일정하게 유지되려는 경향이 있어 회전속도의 변화가 적습니다.

    오답 노트
    공급전압의 극성을 반대로 해도 계자 전류와 전기자 전류의 방향이 동시에 바뀌므로 회전방향은 불변합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 10mH의 두 자기인덕턴스가 있다. 결합계수를 0.1로부터 0.9까지 변화시킬 수 있다면 이것을 접속시켜 얻을 수 있는 합성 인덕턴스의 최대값과 최소값의 비는 얼마인가?

  1. 9:1
  2. 13:1
  3. 16:1
  4. 19:1
(정답률: 49%)
  • 두 인덕턴스가 결합되었을 때 합성 인덕턴스는 가동 접속(최대)과 차동 접속(최소)에 따라 결정됩니다. 결합계수 $k$가 최대인 $0.9$일 때의 최대값과 최소값의 비를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L_{max} = L_1 + L_2 + 2k\sqrt{L_1 L_2}$$
    $$L_{min} = L_1 + L_2 - 2k\sqrt{L_1 L_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L_{max} = 10 + 10 + 2 \times 0.9 \times \sqrt{10 \times 10} = 38$$
    $$L_{min} = 10 + 10 - 2 \times 0.9 \times \sqrt{10 \times 10} = 2$$
    ③ [최종 결과]
    $$Ratio = 38 : 2 = 19 : 1$$
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62. 그림과 같은 T형 4단자 회로망의 임피던스 파라미터 Z11은?

  1. Zb+Zc
  2. Za+Zc
  3. Za+Zb
  4. Zb
(정답률: 71%)
  • 임피던스 파라미터 $Z_{11}$은 2번 단자를 개방($I_2 = 0$)했을 때, 1번 단자에 인가한 전압 $V_1$과 흐르는 전류 $I_1$의 비를 의미합니다.
    회로에서 2번 단자가 개방되면 전류 $I_1$은 $Z_a$를 거쳐 $Z_c$로만 흐르게 되므로, 전체 임피던스는 $Z_a$와 $Z_c$의 직렬 합이 됩니다.
    따라서 $Z_{11} = Z_a + Z_c$ 입니다.
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63. 한 상의 임피던스가 6+j8 Ω 인 △부하에 대칭선간전압 200V를 인가할 때 3상 전력은 몇 W인가?

  1. 2,400
  2. 3,600
  3. 7,200
  4. 10,800
(정답률: 55%)
  • $\Delta$ 결선에서 3상 전력은 각 상의 저항 $R$과 선간전압 $V$를 이용하여 계산합니다.
    임피던스 $Z = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10\Omega$이므로, 한 상의 전류는 $I = \frac{200}{10} = 20\text{A}$입니다.
    ① [기본 공식] $P = 3 \times I^2 \times R$
    ② [숫자 대입] $P = 3 \times 20^2 \times 6$
    ③ [최종 결과] $P = 7,200\text{W}$
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64. 그림과 같은 회로에서 처음에 스위치 S 가 닫힌 상태에서 회로에 정상전류가 흐르고 있었다. t=0에서 스위치 S를 연다면 회로의 전류는?

  1. 2+3e-5t
  2. 2+3e-2t
  3. 4+2e-2t
  4. 4+2e-5t
(정답률: 40%)
  • 스위치 $S$가 닫혀 있을 때의 초기 전류 $i(0)$와 스위치를 연 후의 최종 전류 $i(\infty)$, 그리고 시정수 $\tau$를 이용해 구합니다.
    초기 상태($S$ 닫힘)에서는 $6\Omega$ 저항이 단락된 것과 같아 $i(0) = \frac{20}{4} = 5\text{A}$입니다.
    최종 상태($S$ 열림)에서는 $i(\infty) = \frac{20}{4+6} = 2\text{A}$이며, 시정수 $\tau = \frac{L}{R} = \frac{2}{4+6} = 0.2\text{s}$입니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = i(\infty) + [i(0) - i(\infty)]e^{-t/\tau}$
    ② [숫자 대입] $i(t) = 2 + (5 - 2)e^{-t/0.2}$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 2 + 3e^{-5t}$
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65. 어떤 송전선로가 무손실 선로일 때 감쇄정수는 얼마인가?

  3. 0
(정답률: 50%)
  • 무손실 선로란 저항 $R$과 컨덕턴스 $G$가 모두 $0$인 이상적인 선로를 말합니다.
    전파정수 $\gamma = \alpha + j\beta$에서 $\alpha$는 감쇄정수를 의미하는데, 에너지 손실이 없는 무손실 선로에서는 감쇄정수 $\alpha$ 값이 $0$이 됩니다.
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66. 3상 불평형 전압에서 역상전압 50V,정상전압 250V 및 영상전압 20V이면, 전압 불평형률은 몇 %인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 67%)
  • 전압 불평형률은 정상분 전압에 대한 역상분 전압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{불평형률} = \frac{\text{역상전압}}{\text{정상전압}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{불평형률} = \frac{50}{250} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{불평형률} = 20\%$
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67. 함수 을 라플라스 역변환하면 f(t)는 어떻게 되는가?

  1. 3e-2t
  2. 3e2t
  3. 3te2t
  4. 3te-2t
(정답률: 61%)
  • 라플라스 변환의 기본 공식인 $\frac{n!}{(s+a)^{n+1}}$ 형태의 역변환은 $t^n e^{-at}$가 됩니다.
    주어진 함수 $F(s) = \frac{3}{(s+2)^2}$에서 $n=1$, $a=2$이며, 분자의 $3$은 상수배로 처리합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{n!}{(s+a)^{n+1}} \} = t^n e^{-at}$
    ② [숫자 대입] $f(t) = 3 \times \mathcal{L}^{-1} \{ \frac{1}{(s+2)^2} \} = 3 \times t^1 e^{-2t}$
    ③ [최종 결과] $f(t) = 3te^{-2t}$
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68. 그림과 같은 회로의 전달함수는?

(정답률: 61%)
  • 전달함수는 입력 전압 $e_i$에 대한 출력 전압 $e_o$의 비로, 전압 분배 법칙을 사용하여 구합니다. 출력단 임피던스는 $R_2$와 $C_2$의 직렬 결합이며, 전체 임피던스는 $R_1$이 추가된 형태입니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{R_2 + \frac{1}{C_2 s}}{R_1 + R_2 + \frac{1}{C_2 s}}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{\frac{R_2 C_2 s + 1}{C_2 s}}{\frac{(R_1 + R_2) C_2 s + 1}{C_2 s}}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{R_2 C_2 s + 1}{(R_1 + R_2) C_2 s + 1}$
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69. 3[μF]인 커패시턴스를 50Ω의 용량 리액턴스로 사용하면 주파수는 약 몇 [Hz]인가?

  1. 1.06 × 103
  2. 2.06 × 103
  3. 3.06 × 103
  4. 4.06 × 103
(정답률: 54%)
  • 용량 리액턴스 공식을 이용하여 주파수 $f$에 대해 정리하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi C X_C}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi \times 3 \times 10^{-6} \times 50}$
    ③ [최종 결과] $f = 1.06 \times 10^3$
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70. 비정현파 전압이 V = √2 100 sin ωt + √2 50 sin 2ωt + √2 30 sin 3ωt[V]??일 때 실효치는 약 몇 V인가 ?

  1. 13.4
  2. 38.6
  3. 115.7
  4. 180.3
(정답률: 56%)
  • 비정현파 전압의 실효값은 각 고조파 성분 실효값들의 제곱 합의 제곱근으로 계산합니다. 각 항의 최댓값이 $\sqrt{2}V_n$ 꼴이므로, 실효값 $V_n$은 $\sqrt{2}$를 제외한 계수 값들이 됩니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{V_1^2 + V_2^2 + V_3^2}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{100^2 + 50^2 + 30^2}$
    ③ [최종 결과] $V = 115.7$
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71. 그림과 같은 요소는 제어계의 어떤 요소인가?

  1. 적분요소
  2. 미분요소
  3. 1차 지연요소
  4. 1차 지연 미분요소
(정답률: 58%)
  • 제시된 회로도는 커패시터 $C$와 저항 $R$이 병렬로 연결된 구조입니다. 이는 입력 신호에 대해 지연 효과를 가지면서 동시에 미분 특성을 나타내는 1차 지연 미분요소의 전형적인 회로 구성입니다.
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72. 폐루프 전달함수 G(s)가 인때 근궤적의 허수축과의 교점이 64이면 이득 여유는 약 몇 dB인가?

  1. 6
  2. 12
  3. 18
  4. 24
(정답률: 38%)
  • 이득 여유(Gain Margin)는 임계 이득 $K_{cr}$과 현재 이득 $K$의 비율을 데시벨(dB)로 환산하여 구합니다. 문제에서 허수축과의 교점이 $64$라는 것은 임계 이득 $K_{cr} = 64$임을 의미하며, 현재 전달함수 의 이득 $K$는 $8$입니다.
    ① [기본 공식] $GM = 20 \log_{10} \frac{K_{cr}}{K}$
    ② [숫자 대입] $GM = 20 \log_{10} \frac{64}{8}$
    ③ [최종 결과] $GM = 20 \log_{10} 8 \approx 18.06 \text{ dB}$
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73. 논리식 을 간단히 하면 ?

  1. x・y
  4. x+y
(정답률: 70%)
  • 불 대수의 분배 법칙을 이용하여 논리식을 간소화합니다.
    주어진 식: $\bar{x} \cdot y + \bar{x} \cdot \bar{y}$
    공통 인수인 $\bar{x}$로 묶으면 $\bar{x}(y + \bar{y})$가 됩니다.
    이때 $y + \bar{y} = 1$이므로, 최종 결과는 $\bar{x} \cdot 1 = \bar{x}$가 됩니다. 따라서 가 정답입니다.
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74. 다음 그림 중 ①에 알맞은 신호는?

  1. 기준입력
  2. 동작신호
  3. 조작량
  4. 제어량
(정답률: 44%)
  • 제어 시스템의 블록선도에서 제어 요소(제어기)의 출력이 제어 대상(플랜트)의 입력으로 들어가는 신호를 조작량이라고 합니다. 제시된 이미지 에서 ①은 제어 요소와 제어 대상 사이의 신호이므로 조작량에 해당합니다.
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75. 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 상태공간 해석법은 비선형・시변 시스템에 대해서도 사용 가능하다.
  2. 상태 방정식은 입력과 상태변수의 관계로 표현된다.
  3. 상태변수는 시스템의 과거, 현재 그리고 미래 조건을 나타내는 척도로 이용된다.
  4. 상태 방전식의 형태가 다르게 표현되면 시간응답 또는 주파수 응답이 변한다.
(정답률: 40%)
  • 상태 방정식의 표현 형태(상태 변수의 선택)가 달라지더라도, 시스템의 고유 특성인 고유값(Eigenvalue)은 변하지 않습니다. 따라서 시스템의 시간 응답이나 주파수 응답과 같은 외부 특성은 변하지 않고 동일하게 유지됩니다.

    오답 노트
    상태공간 해석법: 비선형 및 시변 시스템 해석 가능
    상태 방정식: 입력과 상태변수의 관계식
    상태변수: 시스템의 과거, 현재, 미래 상태를 결정하는 최소한의 변수 집합
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76. 의 나이퀴스트 선도는?

(정답률: 68%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{K}{s(s+1)}$는 2형 시스템이 아닌 1형 시스템이며, 원점에 극점이 하나 존재합니다. 주파수 $\omega$가 $0$에서 $\infty$로 변함에 따라 위상은 $-90^{\circ}$에서 $-180^{\circ}$로 변하며, 궤적은 3사분면을 거쳐 원점으로 수렴하는 형태를 가집니다. 따라서 해당 특성을 나타내는 가 정답입니다.
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77. 그림과 같은 제어계가 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. K＜-2
  2. K＞6
  3. 0＜K＜6
  4. K＞6, K＜0
(정답률: 69%)
  • 제어계의 안정성을 판단하기 위해 특성방정식의 계수가 모두 양수여야 한다는 조건을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $s(s+1)(s+2)+K = s^{3}+3s^{2}+2s+K = 0$
    ② [숫자 대입] $K > 0 \text{ 이고 } 3 \times 2 > K$
    ③ [최종 결과] $0 < K < 6$
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78. 단위 부궤환 시스템에서 개루프 전달 함수 G(s)가 다음과 같을 때 k=3 이면 무슨 제동인가?

  1. 무제동
  2. 임계제동
  3. 과제동
  4. 부족제동
(정답률: 45%)
  • 특성방정식의 근이 서로 다른 두 실근을 가질 때 시스템은 과제동 상태가 됩니다.
    ① [기본 공식] $s(s+4)+K = 0$
    ② [숫자 대입] $s^{2}+4s+3 = 0 \rightarrow (s+1)(s+3) = 0$
    ③ [최종 결과] $s = -1, -3$
    서로 다른 두 실근이 도출되었으므로 과제동입니다.
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79. 벡터 궤적의 임계점(-1,j0)에 대응하는 보드 선도상의 점은 이득이 A[dB], 위상이 B 되는 점이다. A,B에 알맞은 것은?

  1. A=0[dB], B=-180°
  2. A=0[dB], B=0°
  3. A=1[dB], B=0°
  4. A=1[dB], B=180°
(정답률: 73%)
  • 벡터 궤적의 임계점 $(-1, j0)$은 크기가 $1$이고 위상이 $-180^{\circ}$인 지점입니다. 이를 보드 선도의 이득과 위상으로 변환하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $A = 20\log |G|, B = \angle G$
    ② [숫자 대입] $A = 20\log 1, B = -180^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $A = 0\text{ dB}, B = -180^{\circ}$
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80. 다음 동작 중 속응도와 정상 편차에서 최적 제어가 되는 것은?

  1. PI동작
  2. P동작
  3. PD동작
  4. PID동작
(정답률: 66%)
  • PID동작은 비례(P), 적분(I), 미분(D) 동작의 장점을 모두 결합한 제어 방식입니다. 미분 동작을 통해 속응도를 높이고, 적분 동작을 통해 정상 편차를 제거함으로써 최적의 제어 성능을 구현할 수 있습니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 폭발성 또는 연소성의 가스가 침입할 우려가 있는 곳에 시설하는 지중전선로의 지중함은 그 크기가 최소 몇 m3이상인 경우에는 통풍 장치 기타 가스를 방사시키기 위한 적당한 장치를 시설하여야 하는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 68%)
  • 폭발성 또는 연소성 가스가 침입할 우려가 있는 곳에 시설하는 지중함의 경우, 내부 가스 체류로 인한 사고를 막기 위해 크기가 $1\text{m}^3$이상이면 반드시 통풍 장치나 가스 방사 장치를 시설해야 합니다.
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82. 옥내에 시설하는 고압용 이동전선으로 사용 가능한 것은?

  1. 2.6mm 연동선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 고압용 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블
  4. 600볼트 고무절연전선
(정답률: 57%)
  • 옥내에 시설하는 고압용 이동전선은 절연 성능과 내구성이 뛰어난 고압용 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블을 사용해야 합니다.
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83. “제2차 접근상태”라 함은 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 몇 m미만인 곳에 시설되는 상태를 말하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 61%)
  • 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우, 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 $3\text{m}$ 미만인 곳에 시설되는 상태를 제2차 접근상태라고 정의합니다.
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84. 사용전압이 몇 V를 넘는 특별고압 가공전선과 가공 약전류 전선 등은 동일 지지물에 시설하여서는 아니 되는가?

  1. 6,600
  2. 22,900
  3. 30,000
  4. 35,000
(정답률: 43%)
  • 전기설비기술기준에 따라 사용전압이 $35,000\text{V}$를 넘는 특별고압 가공전선과 가공 약전류 전선 등은 상호 간섭 및 안전사고 방지를 위해 동일 지지물에 시설하는 것이 금지되어 있습니다.
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85. 수용장소의 인입구 부근에서 대지간의 전기 저항값이 3Ω 이하를 유지하는 건물의 철골이 있는 경우에는 이것을 접지극으로 사용하여 제 몇 종 접지공사를 한 저압전선로의 접지측 전선에 추가로 인입구 부근에서 접지공사를 할 수 있는 가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 42%)
  • 수용장소의 인입구 부근에서 대지 저항값이 $3\Omega$이하인 건물의 철골이나 금속제 수도관로를 접지극으로 사용할 경우, 제2종 접지공사를 한 저압전선로의 접지측 전선에 추가로 접지공사를 할 수 있습니다.

    오답 노트
    제1종, 제3종, 특별 제3종 접지공사: 해당 규정에서 정의하는 추가 접지 가능 대상이 아닙니다.
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86. 전로에 시설하는 기계기구의 철대 및 금속제 외함에는 접지공사를 하여야 하난 그렇지 않은 경우가 있다. 접지공사를 하지 않아도 되는 경우에 해당되는 것은?

  1. 철대 또는 외함의 주위에 적당한 절연대를 설치하는 경우
  2. 사용전압이 직류 300V인 기계기구를 습한 곳에 시설하는 경우
  3. 교류 대지전압이 300V인 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우
  4. 저압용의 기계기구를 사용하는 전로에 지기가 생겼을 때 그 전로를 자동적으로 차단하는 장치가 없는 경우
(정답률: 48%)
  • 기계기구의 철대 및 금속제 외함은 감전 방지를 위해 접지공사가 원칙이지만, 철대 또는 외함의 주위에 적당한 절연대를 설치하여 충전부와의 접촉을 완전히 차단한 경우에는 접지공사를 하지 않아도 됩니다.
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87. 특별고압 옥상 전선로는 원칙적으로 시설하여서는 아니된다. 다만, 사용전압이 몇 V 미만인 경우로서 특별한 이유에 의하여 인가를 받은 경우에는 그러하지 아니한가?

  1. 23,000
  2. 66,000
  3. 100,000
  4. 170,000
(정답률: 17%)
  • 특별고압 옥상 전선로는 원칙적으로 금지되나, 사용전압이 $170,000\text{V}$ 미만인 경우로서 특별한 이유로 인가를 받은 경우에는 예외적으로 시설이 가능합니다.
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88. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내 전기설비의 배선공사를 할 수 있는 것은?

  1. 애자사용공사
  2. 캡타이어 케이블공사
  3. 합성수지관공사
  4. 금속관공사
(정답률: 60%)
  • 폭연성 분진이나 화약류 분말이 있어 발화 시 폭발 우려가 있는 위험 장소에서는 외부 충격으로부터 전선을 보호하고 불꽃 유출을 방지할 수 있는 금속관공사를 사용하여야 합니다.
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89. 사용전압이 400V 미만인 쇼윈도 또는 쇼케이스 안의 배선공사에 캡타이어 케이블을 사용하여 직접 조영재에 접촉하여 시설하는 경우, 전선의 붙임점 간의 거리는 최대 몇 [m] 이하로 하는 가?

  1. 0.3
  2. 0.5
  3. 0.8
  4. 1
(정답률: 39%)
  • 전기설비기술기준에 따라 사용전압 400V 미만인 쇼윈도 또는 쇼케이스 안의 배선공사 시 캡타이어 케이블을 직접 조영재에 접촉하여 시설하는 경우, 전선의 붙임점 간 거리는 최대 $1\text{m}$이하로 규정하고 있습니다.
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90. 고압 가공전선 상호간이 접근 또는 교차하여 시설되는 경우, 고압 가공전선 상호간의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 고압 가공전선은 모두 케이블이 아니라고 한다.)

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 40%)
  • 고압 가공전선 상호 간에 접근하거나 교차하여 시설될 때, 전선이 케이블이 아닌 경우의 최소 이격거리는 $80\text{cm}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    어느 한쪽 전선이 케이블인 경우: $40\text{cm}$이상
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91. 길이가 몇 [km] 이상의 고압 가공 전선로에는 보안상 특히 필요한 경우에 가공 전선로의 적당한 곳에서 통화할 수 있도록 휴대용 또는 이동용의 전력보안 통신용 전화설비를 시설하여야 하는가?

  1. 2
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 45%)
  • 고압 가공 전선로의 보안을 위해 휴대용 또는 이동용 전력보안 통신용 전화설비를 시설해야 하는 기준 길이는 $5\text{km}$이상입니다.
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92. 용량 몇 [kVA] 이상의 조상기에는 그 내부에 공이 생긴 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 하여야 하는가?

  1. 5,000
  2. 10,000
  3. 15,000
  4. 20,000
(정답률: 65%)
  • 전기설비기술기준에 따라 조상기 내부에 공(Arc)이 발생했을 때 사고 확산을 방지하기 위해 자동 차단 장치를 설치해야 하는 기준 용량은 $15,000 \text{ kVA}$이상입니다.
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93. 목장에서 가축의 탈출을 방지하기 위하여 전기 울타리를 시설하는 경우의 전선으로 경동선을 사용할 경우 그 최소 굵기는 지름 몇 [mm]인가?

  1. 1
  2. 1.2
  3. 1.6
  4. 2
(정답률: 46%)
  • 전기울타리 시설 판단기준 제231조에 따라, 전기울타리에 사용하는 전선은 인장강도 $1.38\text{kN}$이상의 것이거나 지름 $2\text{mm}$이상의 경동선을 사용해야 합니다.
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94. 금속제 지중관로에 대하여 전식작용에 의한 장해를 줄 우려가 있는 경우에 배류시설에 선택배류기를 사용하였다. 이때 선택배류기를 보호할 목적으로 어떤 것을 시설하여야 하는가?

  1. 과전류차단기
  2. 과전압계전기
  3. 유입개폐기
  4. 피뢰기
(정답률: 57%)
  • 선택배류기는 전식 방지를 위해 배류 전류를 조절하는 장치입니다. 회로에 이상 전류가 흐를 경우 장치를 보호하기 위해 과전류차단기를 시설하여 소손을 방지해야 합니다.
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95. 교통신호등 회로의 사용전압은 몇 [V]이하이어야 하는가?

  1. 60
  2. 110
  3. 220
  4. 300
(정답률: 51%)
  • 교통신호등 회로의 안전을 위한 사용전압 기준에 관한 문제입니다. 관련 규정에 따라 교통신호등 회로의 사용전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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96. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈의 특성에 해당되는 것은?

  1. 정격전류의 1.25배의 전류에 견디고, 2배의 전류로 120분 안에 용단되는 것이어야 한다.
  2. 정격전류의 1.1배의 전류에 견디고, 2배의 전류로 120분 안에 용단되는 것이어야 한다.
  3. 정격전류의 1.25배의 전류에 견디고, 2배의 전류로 2분 안에 용단되는 것이어야 한다.
  4. 정격전류의 1.1배의 전류에 견디고, 2배의 전류로 2분 안에 용단되는 것이어야 한다.
(정답률: 50%)
  • 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈의 용단 특성 기준을 묻는 문제입니다. 비포장 퓨즈는 정격전류의 $1.25$배의 전류에 견뎌야 하며, $2$배의 전류가 흐를 때 $2$분 안에 용단되어야 합니다.

    오답 노트
    포장 퓨즈: 정격전류의 $1.3$배에 견디고 $2$배 전류 시 $120$분 안에 용단
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97. 특별고압 가공전선로에 사용하는 가공지선에는 지름 몇 [mm]의 나경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 나선을 사용하여야 하는 가?

  1. 2.6
  2. 3.5
  3. 4
  4. 5
(정답률: 37%)
  • 전기설비기술기준에 따라 특별고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 지름 $5\text{mm}$의 나경동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 나선을 사용해야 합니다.
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98. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 설치기준으로 옳은 것은?

  1. 지선의 안전율은 1.2 이상일 것
  2. 지선으로 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상의 연선일 것
  3. 소선은 지름 1.2mm 이상인 금속선일 것
  4. 허용인장하중의 최저는 220kg으로 할 것
(정답률: 72%)
  • 가공 전선로 지선의 설치기준에 따라 연선을 사용할 때는 소선 3가닥 이상의 연선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    안전율: 2.5 이상일 것
    소선 지름: 2.6mm 이상일 것
    허용인장하중 최저치: 431kg일 것
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99. 지중 전선로의 전선으로 사용되는 것은?

  1. 절연전선
  2. 케이블
  3. 다심형전선
  4. 나전선
(정답률: 68%)
  • 지중 전선로는 땅속에 매설되므로 외부 충격과 습기로부터 전선을 보호하기 위해 절연 성능이 뛰어난 케이블을 사용합니다.
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100. 발전기, 변압기, 조상기, 계기용변성기, 모선 또는 이를 지지하는 애자는 어느 전류에 의하여 생기는 기계적 충격에 견디는 것이어야 하는가?

  1. 순시전류
  2. 부하전류
  3. 충전전류
  4. 단락전류
(정답률: 65%)
  • 단락전류는 정상 상태의 전류보다 매우 큰 과전류가 흐르는 상태로, 이때 발생하는 강력한 전자기력에 의해 기계적 충격이 발생합니다.
    따라서 전력 설비와 애자는 이러한 단락전류에 의한 기계적 충격에 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
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