전기기사 필기 기출문제복원 (2007-05-13)

전기기사 2007-05-13 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2007-05-13 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 자유공간 내의 고유 임피던스는? (단, μ0 : 진공의 투자율, ε0 : 진공의 유전율이다.)

(정답률: 84%)
  • 자유공간의 고유 임피던스는 진공의 투자율 $\mu_{0}$와 유전율 $\epsilon_{0}$의 비에 루트를 씌운 값으로 정의됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
    $$\eta_{0} = \sqrt{\frac{\mu_{0}}{\epsilon_{0}}}$$
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2. 이론방정식의 형태로 나타낸 맥스웰의 전자계 기초방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 76%)
  • 맥스웰 방정식의 이론적 형태는 전계와 자계의 상호작용을 미분 연산자인 rot(회전)와 div(발산)를 사용하여 표현합니다.
    정답인 $\text{rot } E = -\frac{\partial B}{\partial t}, \text{rot } H = i + \frac{\partial D}{\partial t}, \text{div } D = \rho, \text{div } B = 0$은 전자기학의 가장 기초가 되는 4가지 방정식을 정확히 나타내고 있습니다.
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3. 그림과 같이 반지름 a인 무한장 평행도체 A, B가 간격 d로 놓여 있고, 단위길이당 각각 ＋λ, -λ의 전하가 균일하게 분포되어 있다. A, B 도체간의 전위치는 몇 [V]인가? (단, d≫a이다.)

(정답률: 52%)
  • 두 무한장 평행도체 사이의 전위차를 구하는 문제입니다. 전하 밀도가 $\lambda$이고 간격이 $d$, 반지름이 $a$일 때 전위차 $V$는 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\lambda}{\pi \epsilon_{0}} \log \frac{d}{a}$
    ② [숫자 대입] (주어진 기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $V = \frac{\lambda}{\pi \epsilon_{0}} \log \frac{d}{a}$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 유전체의 분극힘이 x일 때 분극벡터 P=xE의 관계가 있다고 한다. 비유전률 4인 유전체의 분극률은 진공의 유전율 ε0의 몇 배인가?

  1. 1
  2. 3
  3. 9
  4. 12
(정답률: 78%)
  • 분극률은 진공의 유전율에 비유전율에서 1을 뺀 값을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = \epsilon_0 (\epsilon_r - 1)$
    ② [숫자 대입] $\alpha = \epsilon_0 (4 - 1)$
    ③ [최종 결과] $\alpha = 3\epsilon_0$
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5. 어떤 막대철심이 있다. 단면적이 0.5[m2], 길이가 0.8[m], 비투자율이 20이다. 이 철심의 자기저항은 약 몇 [AT/Wb]인가?

  1. 2.56×104
  2. 3.63×104
  3. 4.45×104
  4. 6.37×104
(정답률: 67%)
  • 자기저항은 철심의 길이와 투자율에 비례하고 단면적에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $R_{m} = \frac{l}{\mu_{0} \mu_{r} A}$
    ② [숫자 대입] $R_{m} = \frac{0.8}{4\pi \times 10^{-7} \times 20 \times 0.5}$
    ③ [최종 결과] $R_{m} = 6.37 \times 10^{4}$
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6. 길이 1[m]인 철심(μr=1000)의 자기회로에 1[mm]의 공극이 생겼다면 전체의 자기저항은 약 몇 배로 증가되는가? (단, 각 부의 단면적은 일정하다.)

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 61%)
  • 자기저항은 자로의 길이에 비례하고 투자율에 반비례합니다. 공극이 생기면 투자율이 매우 낮은 진공 상태가 추가되어 전체 저항이 증가합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{R_m}{R_0} = 1 + \frac{l_g}{l_i \cdot \mu_r}$
    ② [숫자 대입] $\frac{R_m}{R_0} = 1 + \frac{1 \times 10^{-3}}{1 \times 1000}$ (단, 위 식은 단순화된 비례식이며 실제 계산은 $\frac{R_{total}}{R_{iron}} = 1 + \frac{l_g \mu}{\mu_0 l_i}$ 형태임)
    ③ [최종 결과] $\frac{R_m}{R_0} = 2$
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7. 자유공간 중에서 점 P(2, -4, 5)가 도체면상에 있으며 이 점에서 전계 E=3ax-6ay＋2az[V/m]이다. 도체면에 법선성분 En 및 접선성분 Et의 크기는 몇 [V/m]인가?

  1. En=3, Et=-6
  2. En=7, Et=0
  3. En=2, Et=3
  4. En=-6, Et=0
(정답률: 61%)
  • 도체 표면에서 전계의 접선 성분은 항상 0이며, 전계는 도체면에 수직인 법선 성분만 존재합니다. 따라서 전계의 크기가 곧 법선 성분의 크기가 됩니다.
    ① [기본 공식] $E_n = \sqrt{E_x^2 + E_y^2 + E_z^2}$
    ② [숫자 대입] $E_n = \sqrt{3^2 + (-6)^2 + 2^2}$
    ③ [최종 결과] $E_n = 7$
    접선 성분 $E_t$는 도체면의 특성상 $0$입니다.
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8. 반지름 50[㎝]의 서로 나란한 두 원형 코일(헤롬홀쯔 코일)을 1[mm]간격으로 동축상에 평행 배치한 후 각 코일에 100[A]의 전류가 같은 방향으로 흐를 때 코일 상호간에 작용하는 인력은 몇 [N]정도 되는가?

  1. 3.14
  2. 6.28
  3. 31.4
  4. 62.8
(정답률: 43%)
  • 나란한 두 원형 코일 사이의 인력은 단위 길이당 흡인력에 전체 둘레 길이를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{2 \times I^{2} \times 10^{-7}}{d} \times 2\pi r$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2 \times 100^{2} \times 10^{-7}}{0.001} \times 2\pi \times 0.5$
    ③ [최종 결과] $F = 6.28\text{ N}$
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9. 비유전율이 4인 매장에서 주파수 100[MHz]인 전자파의 파장은 몇 [m]인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 45%)
  • 매질 내에서의 전파 속도는 진공 중의 속도를 비유전율의 제곱근으로 나눈 값이며, 파장은 속도를 주파수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{c}{\epsilon_r^{1/2} \times f}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{3 \times 10^8}{4^{1/2} \times 100 \times 10^6}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 1.5$
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10. 반지름이 ɑ[m]이고 단위길이에 대한 권수가 n인 무한장 솔레노이드의 단위 길이당의 자기인덕턴스는 몇 [H/m]인가?

  1. μπɑ2n2
  2. μπɑn
  3. (ɑn)/(2μπ)
  4. 4μπɑ2n2
(정답률: 75%)
  • 무한장 솔레노이드 내부의 자기장은 $B = \mu n I$이며, 단위 길이당 자기인덕턴스는 내부의 자기 에너지 또는 자속 쇄교수를 통해 유도됩니다.
    단위 길이당 인덕턴스 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $L = \mu n^{2} A$
    ② [숫자 대입] $L = \mu n^{2} (\pi \alpha^{2})$
    ③ [최종 결과] $L = \mu \pi \alpha^{2} n^{2}$
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11. 그림과 같이q 1=6×10-8[C], q2=-12×10-8[C]의 두 전하가 서로 10[㎝]떨어져 있을 때 전계세기가 0이 되는 점은?

  1. q1과 q2의 연상선상 q1으로부터 왼쪽으로 24.1[㎝]지점이다.
  2. q1과 q2의 연상선상 q1으로부터 왼쪽으로 14.1[㎝]지점이다.
  3. q1과 q2의 연상선상 q2으로부터 왼쪽으로 24.1[㎝]지점이다.
  4. q1과 q2의 연상선상 q2으로부터 왼쪽으로 14.1[㎝]지점이다.
(정답률: 53%)
  • 전계세기가 0이 되려면 두 전하에 의한 전계의 방향이 반대이고 크기가 같아야 합니다. $q_{1}$은 양전하, $q_{2}$는 음전하이므로 전계가 0인 지점은 전하량이 작은 $q_{1}$의 외부(왼쪽)에 위치해야 합니다.
    $q_{1}$으로부터 왼쪽으로 $x$만큼 떨어진 지점의 전계 평형 식을 세웁니다.
    ① [기본 공식] $\frac{k q_{1}}{x^{2}} = \frac{k |q_{2}|}{(x + 0.1)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{6 \times 10^{-8}}{x^{2}} = \frac{12 \times 10^{-8}}{(x + 0.1)^{2}} \implies \frac{1}{x^{2}} = \frac{2}{(x + 0.1)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $x = \frac{0.1}{\sqrt{2} - 1} \approx 0.241\text{ m} = 24.1\text{ cm}$
    따라서 $q_{1}$으로부터 왼쪽으로 $24.1\text{ cm}$ 지점이 정답입니다.
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12. π[A]가 흐르고 있는 무한장 직선 도체로부터 수직으로 10[㎝]떨어진 점의 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?

  1. 0.05
  2. 0.5
  3. 5
  4. 10
(정답률: 64%)
  • 무한장 직선 도체에 전류가 흐를 때, 도체로부터 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 자계 세기를 구하는 공식입니다.
    ① $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② $H = \frac{\pi}{2\pi \times 0.1}$
    ③ $H = 5$
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13. 면적 A[m2], 간격 d[m]인 평행판콘덴서의 전극판에 비유전률 ℇr인 유전체를 가득히 채웠을 때, 전극판 간에 V[V]를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 [N]인가?

(정답률: 39%)
  • 평행판 콘덴서 전극판 사이의 정전 응력(단위 면적당 힘)에 면적을 곱하여 전극판을 떼어내는 데 필요한 전체 힘을 구합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{2} \epsilon E^{2} A = \frac{1}{2} \epsilon_{0} \epsilon_{r} (\frac{V}{d})^{2} A$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{\epsilon_{0} \epsilon_{r} V^{2} A}{2 d^{2}}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{\epsilon_{0} \epsilon_{r} V^{2} A}{2 d^{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 그림과 같이 정전용량이 C0[F]가 되는 평행판 공기콘덴서에 판면적의 1/2되는 공간에 비유전률이 ℇs인 유전체를 채웠을 때 정전용량은 몇 F인가?

  4. C0
(정답률: 68%)
  • 평행판 콘덴서의 면적 일부에 유전체를 채우면, 유전체가 없는 부분과 있는 부분이 각각 독립된 콘덴서가 되어 병렬로 연결된 구조가 됩니다.
    전체 정전용량은 두 부분의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = C_{1} + C_{2} = 0.5 C_{0} + 0.5 \epsilon_{s} C_{0}$
    ② [숫자 대입] $C = 0.5 (1 + \epsilon_{s}) C_{0}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{1}{2}(1 + \epsilon_{s})C_{0}$
    따라서 정답은 입니다.
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15. 반지름이 10[㎝]인 접지 구도체의 중심으로부터 1[m] 떨어진 거리에 한 개의 전자를 놓았다. 접지구도체에 유도된 총전하량은 몇 [C]인가?

  1. -1.6×10-20
  2. -1.6×10-21
  3. 1.6×10-20
  4. 1.6×10-21
(정답률: 40%)
  • 접지 구도체에 전하 $Q$가 있을 때, 유도되는 영상전하 $Q'$의 크기와 부호를 구하는 문제입니다. 전자의 전하량 $e$는 $-1.6 \times 10^{-19} \text{ C}$이며, 영상전하 공식에 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q' = -\frac{a}{d}Q$
    ② [숫자 대입] $Q' = -\frac{0.1}{1} \times (-1.6 \times 10^{-19})$
    ③ [최종 결과] $Q' = 1.6 \times 10^{-20}$
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16. 다음 중 자기유도계수(self inductance)를 구하는 방법이 아닌 것은?

  1. 자기에너지법
  2. 자속쇄교법
  3. 벡터포텐셜법(Vector Potential Method)
  4. 스칼라포텐셜법(Scalar Potential Method)
(정답률: 58%)
  • 자기유도계수 $L$을 구하는 방법으로는 자기에너지법, 자속쇄교법, 벡터포텐셜법이 사용됩니다.

    오답 노트
    스칼라포텐셜법: 자기유도계수 산출 방법이 아님
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17. 다음 중 정상자계(시불변자계)의 원천이 아닌 것은?

  1. 도선을 흐르는 직류전류
  2. 영구자석
  3. 가속도를 가지고 이동하는 전하
  4. 일정한 속도로 회전하는 대전원반(帶電圓盤)
(정답률: 53%)
  • 정상자계(시불변자계)는 시간에 따라 자계의 세기가 변하지 않는 자계를 의미합니다. 가속도를 가지고 이동하는 전하는 시간에 따라 전류의 세기나 방향이 변하여 시변자계를 형성하므로 정상자계의 원천이 될 수 없습니다.
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18. 다음 중 정전계와 정자계의 대응관계가 성립되는 것은?

(정답률: 75%)
  • 정전계의 에너지 공식 $W = \frac{1}{2}CV^{2}$에 대응하는 정자계의 에너지 공식은 $W = \frac{1}{2}LI^{2}$ 입니다. 따라서 가 올바른 대응 관계입니다.
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19. 다음 중 전계의 세기를 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 선전하에 의한 전계 :
  2. 점전하에 의한 전계 :
  3. 구전하에 의한 전계 :
  4. 전기 쌍극자에 의한 전계 :
(정답률: 67%)
  • 선전하에 의한 전계의 세기는 $\lambda / 2\pi\epsilon_{0}r$로 표현되어야 합니다. 에서는 분모가 $4\pi\epsilon_{0}r$로 잘못 표기되어 있습니다.

    오답 노트
    점전하에 의한 전계: $\frac{Q}{4\pi\epsilon_{0}r^{2}}$
    구전하에 의한 전계: $\frac{Q}{4\pi\epsilon_{0}r^{2}}$
    전기 쌍극자에 의한 전계: $\frac{M}{4\pi\epsilon_{0}r^{3}}\sqrt{1+3\cos^{2}\theta}$
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20. 무한 평면도체에서 r[m] 떨어진 곳에 ρ[C/m]의 전하분포를 갖는 직선도체를 놓았을 때 직선도체가 받는 힘의 크기[N/m]는? (단, 공간의 유전율은 ℇ0이다.)

(정답률: 45%)
  • 무한 평면도체와 직선도체 사이의 힘은 영상법을 이용하여 계산하며, 직선도체가 받는 힘의 크기는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\rho^2}{4 \pi \epsilon_0 r}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{\rho^2}{4 \pi \epsilon_0 r}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\rho^2}{4 \pi \epsilon_0 r}$
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2과목: 전력공학

21. 전력원선도의 가로축과 세로축을 나타내는 것은?

  1. 전압과 전류
  2. 전압과 전력
  3. 전류와 전력
  4. 유효전력과 무효전력
(정답률: 75%)
  • 전력원선도는 전력 계통의 운전 상태를 나타내는 도표로, 가로축은 유효전력을 나타내고 세로축은 무효전력을 나타냅니다.
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22. 조정지 용량 100,000[m3], 유효낙차 100[m]인 수력발전소가 있다. 조정지의 전 용량을 사용하여 발생될 수 있는 전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 수차 및 발전기의 종합효율을 75[%]로 하고 유효낙차는 거의 일정하다고 본다.)

  1. 20000
  2. 25000
  3. 30000
  4. 50000
(정답률: 43%)
  • 수력발전소의 전력량은 유효낙차와 유량, 효율을 이용하여 계산하며, 시간 단위 환산을 위해 3600으로 나누어 줍니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{9.8 Q H \eta}{3600}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{9.8 \times 100000 \times 100 \times 0.75}{3600}$
    ③ [최종 결과] $W = 20416.67$
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23. 재점호가 가장 일어나기 쉬운 차단전류는?

  1. 동상(同相)전류
  2. 지상전류
  3. 진상전류
  4. 단락전류
(정답률: 62%)
  • 전류의 위상이 전압보다 앞서는 진상전류의 경우, 차단 시 전압의 회복 특성으로 인해 재점호 전압이 빠르게 상승하여 재점호가 발생하기 가장 쉽습니다.
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24. 차단기의 정격 차단시간은?

  1. 가동접촉자의 동작시간부터 소호까지의 시간
  2. 고장 발생부터 소호까지의 시간
  3. 가동 접촉자의 개극부터 소호까지의 시간
  4. 트립코일 여자부터 소호까지의 시간
(정답률: 74%)
  • 차단기의 정격 차단시간은 차단 동작을 시작하게 하는 트립코일에 전원이 공급되는 시점(여자)부터 아크가 완전히 소멸되어 전류가 차단되는 시점(소호)까지의 시간을 의미합니다.
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25. 3상 배전선로의 밀단에 지상역률 80%, 160[kW]인 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소가 되게 하려면 전력용 콘덴서의 용량은 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 부하단 전압은 변하지 않는 것으로 한다.)

  1. 100
  2. 120
  3. 160
  4. 200
(정답률: 61%)
  • 선로 손실을 최소화하기 위해서는 부하의 무효전력을 완전히 상쇄시켜 역률을 1로 만들어야 합니다. 따라서 필요한 콘덴서 용량은 부하의 무효전력 크기와 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{P}{\cos \theta} \times \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{160}{0.8} \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $Q = 120$
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26. 송전계통에서 절연 협조의 기본이 되는 사항은?

  1. 애자의 섬락전압
  2. 권선의 절연내력
  3. 피뢰기의 제한전압
  4. 변압기 붓싱의 섬락전압
(정답률: 70%)
  • 절연 협조란 기기 간의 절연 강도를 경제적으로 배치하는 것으로, 계통 내에서 가장 낮은 제한전압을 갖는 피뢰기의 제한전압을 기준으로 다른 기기들의 절연 강도를 결정합니다.
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27. 모선 보호에 사용되는 계전방식이 아닌 것은?

  1. 전류차동 보호방식
  2. 방향거리 계전방식
  3. 위상 비교방식
  4. 선택접지 계전방식
(정답률: 53%)
  • 모선 보호 계전 방식에는 전류 차동, 전압 차동, 위상 비교, 방향 비교 계전 방식이 사용됩니다.

    오답 노트
    선택접지 계전방식: 모선 보호가 아닌 접지 사고 시 고장 구간을 선택적으로 차단하기 위한 방식입니다.
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28. 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

  1. 선간거리를 증가시킨다.
  2. 전선의 높이를 가급적 낮게 한다.
  3. 선로의 절연을 강화 한다.
  4. 복도체를 사용한다.
(정답률: 77%)
  • 코로나 현상은 전선 표면의 전위경도가 임계전압을 초과할 때 발생합니다. 복도체를 사용하면 전선 1본당 유효 반지름이 증가하여 전선 표면의 전위경도를 낮출 수 있으므로 코로나 방지에 가장 효과적입니다.
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29. 가공지선을 설치하는 목적이 아닌 것은?

  1. 뇌해 방지
  2. 정전 차폐효과
  3. 전자 차폐 효과
  4. 코로나의 방생방지
(정답률: 66%)
  • 가공지선은 송전선로 최상단에 설치하여 뇌해 방지, 정전 차폐, 전자 차폐를 목적으로 합니다. 코로나의 발생 방지는 전선의 굵기를 굵게 하거나 다도체(복도체)를 사용하여 전선 표면의 전위경도를 낮춤으로써 해결하는 문제이며, 가공지선의 설치 목적과는 무관합니다.
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30. 전선의 반지름 r[m], 소도체간의 거리 ℓ[m], 선간 거리 D[m]인 복도체의 인덕턴스 L은 L=0.4605 P＋0.25[mH/km]이다. 이 식에서 P에 해당되는 값은?

(정답률: 64%)
  • 복도체의 인덕턴스 식에서 기하학적 평균 거리와 반지름의 관계를 나타내는 항 $P$를 찾는 문제입니다. 복도체에서 $P$는 선간 거리 $D$와 소도체 반지름 $r$, 소도체 간 거리 $\ell$의 관계식인 $\log_{10} \frac{D}{\sqrt{r\ell}}$로 정의됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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31. 기력발전소에서 1톤의 석탄으로 발생할 수 있는 전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 석탄의 발열량은 5500[kcal/kg]이고 발전소 효율을 33[%]로 한다.)

  1. 1860
  2. 2110
  3. 2580
  4. 2840
(정답률: 54%)
  • 석탄의 발열량과 발전소 효율을 이용하여 전력량을 계산하는 문제입니다. $1\text{kWh}$는 $860\text{kcal}$의 열량과 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{m \times H \times \eta}{860}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1000 \times 5500 \times 0.33}{860}$
    ③ [최종 결과] $W = 2110$
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32. 다음 중 지락사고의 건전상의 전압 상승이 가장 적은 접지방식은?

  1. 소호리액터접지식
  2. 고저항접지식
  3. 비접지식
  4. 직접접지식
(정답률: 60%)
  • 직접접지방식은 중성점을 직접 접지하여 지락사고 시 지락전류는 매우 크지만, 건전상의 전위 상승은 $0$에 가깝게 억제되어 전압 상승이 가장 적은 방식입니다.
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33. 그림과 같은 3상 송전계통에서 송전단 전압은 3300[V]이다. 지금 1점 P에서 3상 단락사고가 발생했다면 발전기에 흐르는 단락전류는 약 몇 [A]가 되는가?

  1. 320
  2. 330
  3. 380
  4. 410
(정답률: 62%)
  • 상전압과 전체 임피던스를 이용하여 단락전류를 구합니다. 임피던스는 저항과 리액턴스의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\sqrt{3} \times \sqrt{R^2 + X^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{3300}{\sqrt{3} \times \sqrt{0.32^2 + (2 + 1.25 + 1.75)^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 380.27$
    따라서 단락전류는 약 380 A입니다.
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34. 원자력발전소에서 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성자의 흡수 단면적이 클 것
  2. 유도 방사능이 적을 것
  3. 비열이 클 것
  4. 열전도율이 클 것
(정답률: 62%)
  • 냉각재는 중성자를 흡수하지 않고 효율적으로 열을 전달해야 하므로 중성자 흡수 단면적이 작아야 합니다.

    오답 노트
    유도 방사능이 적을 것: 방사화 방지를 위해 필수적임
    비열이 클 것: 열 흡수 능력을 높이기 위해 필요함
    열전도율이 클 것: 열 전달 효율을 높이기 위해 필요함
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35. 22[kV], 60[Hz] 1회선의 3상송전선에서 무부하 충전전류를 구하면 약 몇 [A]인가? (단, 송전선의 길이는 20[km]이고, 1선 1[km]당 정전용량은 0.5[μF]이다.)

  1. 12
  2. 24
  3. 36
  4. 48
(정답률: 55%)
  • 3상 송전선로의 무부하 충전전류 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = 2\pi f C \ell \frac{V}{\sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $I = 2\pi \times 60 \times 0.5 \times 10^{-6} \times 20 \times \frac{22 \times 10^{3}}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $I = 47.88$
    따라서 충전전류는 약 48 A입니다.
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36. 증식비가 1보다 큰 원자로는?

  1. 흑연로
  2. 중수로
  3. 고속증식로
  4. 경수로
(정답률: 65%)
  • 고속증식로는 연료로 사용되는 핵연료보다 더 많은 핵연료를 생성하도록 설계된 원자로이므로 증식비가 1보다 큽니다.
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37. 유효낙차 90[m], 출력 103000[kW], 비속도(특유속도) 210[m·kW]인 수차의 회전속도는 약 몇 [rpm]인가?

  1. 150
  2. 180
  3. 210
  4. 240
(정답률: 44%)
  • 수차의 비속도 공식을 이용하여 회전속도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{N_s \times H^{5/4}}{\sqrt{P}}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{210 \times 90^{5/4}}{\sqrt{103000}}$
    ③ [최종 결과] $N = 181.39$
    따라서 회전속도는 약 180 rpm입니다.
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38. 저압뱅킹배전방식에서 캐스케이딩(cascading) 현상이란?

  1. 저압선이나 변압기에 고장이 생기면 자동적으로 고장이 제거되는 현상
  2. 변압기의 부하배분이 균일하지 못한 현상
  3. 저압선의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상
  4. 전압동요가 적은 현상
(정답률: 78%)
  • 캐스케이딩 현상이란 저압 뱅킹 배전방식 운전 중 저압선의 고장이나 일부 변압기의 고장으로 인해, 그 부하가 다른 건전한 변압기로 전이되어 결국 변압기 일부 또는 전부가 차단되며 고장이 확대되는 현상을 말합니다.
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39. 그림과 같은 수용설비용량과 수용률을 갖는 부하의 부등률이 1.5이다. 평균부하 역률을 75%라 하면 변압기 용량은 약 몇 [kVA]인가?

  1. 45
  2. 30
  3. 20
  4. 15
(정답률: 59%)
  • 변압기 용량은 각 부하의 설비 용량과 수용률을 곱한 최대 수용 전력의 합을 부등률과 역률의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\sum (S \times R)}{D \times PF}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{5 \times 0.6 + 10 \times 0.6 + 8 \times 0.5 + 6 \times 0.5 + 15 \times 0.4}{1.5 \times 0.75}$
    ③ [최종 결과] $P = 20.44$
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40. 154[kV] 송전선로의 전압을 345[kV]로 승압하고 같은 손실율로 송전한다고 가정하면 송전전력은 승압전의 약 몇 배 정도 되겠는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 61%)
  • 송전 손실이 일정할 때, 송전 전력은 전압의 제곱에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식] $P_{ratio} = (\frac{V_2}{V_1})^2$
    ② [숫자 대입] $P_{ratio} = (\frac{345}{154})^2$
    ③ [최종 결과] $P_{ratio} = 5.04$
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3과목: 전기기기

41. 3상 전압조정기의 원리는 어느 것을 응용한 것인가?

  1. 3상 동기 발전기
  2. 3상 변압기
  3. 3상 유도 전동기
  4. 3상 교류자 전동기
(정답률: 65%)
  • 3상 전압 조정기는 권선형 3상 유도 전동기의 1차 권선과 2차 권선을 3상 성형 단권 변압기와 같이 접속하고, 회전자를 구속한 상태로 운전하는 원리를 응용한 것입니다.
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42. 4극 고정자 홈수 48인 3상 유도전동기의 홈 간격을 전기각으로 표시하면 어떻게 되는가?

  1. 3.75°
  2. 7.5°
  3. 15°
  4. 30°
(정답률: 55%)
  • 홈 간격의 전기각은 1극당 전기각인 $180^{\circ}$를 1극당 배치된 홈의 수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{180 \times p}{S}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{180 \times 4}{48}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 15^{\circ}$
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43. 3000[V], 60[Hz], 8극 100[kW]의 3상 유도 전동기가 있다. 전부하에서 2차 구리손이 3[kW], 기계손이 2[kW]이라면 전부하 회전수는 약 몇 [rpm]인가?

  1. 498
  2. 593
  3. 874
  4. 984
(정답률: 60%)
  • 전부하 시의 2차 입력( $P_2$)을 통해 슬립($$s$$)을 구하고, 동기 속도($$N_s$$)에서 슬립만큼 제외한 실제 회전수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_2 = P + P_m + P_{c2}$, $s = \frac{P_{c2}}{P_2}$ , $$N = (1-s)N_s$$
    ② [숫자 대입] $P_2 = 100 + 2 + 3 = 105\text{ kW}$, $s = \frac{3}{105} \approx 0.0286$ , $$N = (1-0.0286) \times \frac{120 \times 60}{8}$$
    ③ [최종 결과] $N = 874.3\text{ rpm}$
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44. 직류발전기에서 회전속도가 빨라지면 정류가 힘드는 이유는?

  1. 리액턴스 전압이 커지기 때문에
  2. 정류 자속이 감소하기 때문에
  3. 브러시 접촉저항이 커지기 때문에
  4. 정류 주기가 길어지기 때문에
(정답률: 50%)
  • 회전속도가 빨라지면 전기자 권선에 유도되는 리액턴스 전압이 증가하며, 이 전압이 정류 작용을 방해하여 정류를 어렵게 만듭니다.
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45. 효율 80[%], 출력 10[kW]인 직류발전기의 고정손실이 1300[W]라 한다. 이 때 발전기의 가변손실은 몇 [W]인가?

  1. 1000
  2. 1200
  3. 1500
  4. 2500
(정답률: 60%)
  • 발전기의 전체 손실을 먼저 구한 뒤, 전체 손실에서 고정손실을 제외하여 가변손실을 산출합니다.
    ① [전체 손실] $Loss = \frac{P}{\eta} - P$
    ② [숫자 대입] $Loss = \frac{10000}{0.8} - 10000 = 2500$
    ③ [최종 결과] $Variable Loss = 2500 - 1300 = 1200$
    따라서 가변손실은 $1200\text{W}$ 입니다.
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46. 직류기의 철손에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 철손에는 풍손과 와전류손 및 저항손이 있다.
  2. 전기자 철심에는 철손을 작게 하기 위하여 규소강판을 사용한다.
  3. 철에 규소를 넣게 되면 히스테리시스손이 감소한다.
  4. 철에 규소를 넣게 되면 전기 저항이 증가하고 와전류손이 감소한다.
(정답률: 60%)
  • 직류기의 철손은 크게 히스테리시스손과 와전류손으로 구성됩니다.

    오답 노트
    풍손과 저항손: 철손이 아닌 기계손 및 동손에 해당함
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47. 변압기에서 콘서베이터의 용도는?

  1. 통풍장치
  2. 변압유의 열화방지
  3. 강제순환
  4. 코로나 방지
(정답률: 70%)
  • 콘서베이터는 변압기 내 변압유의 열팽창 및 수축을 흡수하여 유면을 일정하게 유지함으로써, 외부 공기와의 접촉을 줄여 변압유의 산화와 열화를 방지하는 역할을 합니다.
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48. 동기 전동기의 진상 전류는 어떤 작용을 하는가?

  1. 증자작용
  2. 감자작용
  3. 교차 자화 작용
  4. 아무 작용도 없음
(정답률: 67%)
  • 동기기에서 전기자 반작용은 발전기와 전동기가 서로 반대로 작용합니다.
    발전기에서는 진상 전류가 증자 작용을 하지만, 전동기에서는 이와 반대로 진상 전류가 자속을 감소시키는 감자 작용을 수행합니다.
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49. 동기발전기에서 자기여자 방지법이 되지 않는 것은?

  1. 전기자 반작용이 적고 단락비가 큰 발전기를 사용한다.
  2. 발전기를 여러 대 병렬로 사용한다.
  3. 송전선 말단에 리액터나 변압기를 사용한다.
  4. 송전선 말단에 동기조상기을 접속하고 계자권선에 과여자한다.
(정답률: 54%)
  • 동기발전기의 자기여자는 전압이 스스로 상승하는 현상으로, 이를 방지하기 위해서는 계통의 리액턴스를 증가시키거나 전압 상승을 억제해야 합니다.
    수전단에 동기조상기를 접속할 경우, 부족여자로 운전하여 진상 전류를 흡수해야 전압 상승을 억제할 수 있습니다. 따라서 계자권선을 과여자하는 것은 오히려 전압을 상승시켜 자기여자를 촉진하므로 방지법이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    전기자 반작용이 적고 단락비가 큰 발전기 사용: 전압 변동률이 작아 자기여자에 강함
    발전기 여러 대 병렬 사용: 전체 계통의 임피던스가 감소하여 전압 상승 억제
    송전선 말단 리액터나 변압기 사용: 리액턴스를 추가하여 자기여자 조건 차단
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50. 권수비가 70인 단상변압기의 전부하 2차 전압은 200[V], 전압변동률이 4[%]일 때 무부하시 1차 단자 전압은 몇 [V]인가?

  1. 11670
  2. 121360
  3. 13261
  4. 14560
(정답률: 66%)
  • 변압기의 전압변동률과 권수비를 이용하여 무부하 시의 1차 단자 전압을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $V_{1n} = a(1 + e)V_{2n}$
    ② [숫자 대입] $V_{1n} = 70(1 + 0.04)200$
    ③ [최종 결과] $V_{1n} = 14560$
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51. 다음 중 권선형 유도전동기의 기동법은 어느 것인가?

  1. 분산기동법
  2. 반발기동법
  3. 콘덴서 기동법
  4. 2차 저항기동법
(정답률: 64%)
  • 권선형 유도전동기는 2차 회로에 외부 저항을 삽입할 수 있는 구조이므로, 기동 시 2차 저항을 크게 하여 기동 전류를 억제하고 기동 토크를 증대시키는 2차 저항기동법을 사용합니다.
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52. 사이클로 컨버터를 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 게이트 제어 소자이다.
  2. 실리콘 단방향성 소자이다.
  3. 교류 전력의 주파수를 변환하는 장치이다.
  4. 교류제어 소자이다.
(정답률: 63%)
  • 사이클로 컨버터는 별도의 중간 DC 링크 없이 교류 전력의 주파수를 직접 다른 주파수로 변환하는 장치입니다.
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53. 단상 변압기를 병렬 운전하는 경우 부하 분담을 용량에 비례시키는 조건 중에서 틀린 것은?

  1. 정격전압과 변압비가 같을 것
  2. 각 변위가 다를 것
  3. %임피던스 강하가 같은 것
  4. 극성이 같을 것
(정답률: 65%)
  • 변압기의 병렬 운전 시 부하 분담을 용량에 비례시키기 위해서는 극성이 같아야 하고, 정격전압과 변압비가 같아야 하며, %임피던스 강하가 같아야 합니다. 또한 3상 변압기의 경우 각 변위가 반드시 같아야 합니다.
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54. 송전 계통에 접속한 무부하의 동기 전동기를 동기조상기라 한다. 이때 동기 조상기의 계자를 과여자로 해서 운전할 경우 옳지 않은 것은?

  1. 콘덴서로 작용한다.
  2. 위상이 뒤진 전류가 흐른다.
  3. 송전선의 역률을 좋게 한다.
  4. 송전선의 전압강하를 감소시킨다.
(정답률: 60%)
  • 동기조상기를 과여자로 운전하면 진상 콘덴서로 작용하여 위상이 앞선 전류가 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    위상이 뒤진 전류가 흐른다: 과여자가 아닌 부족여자 운전 시 발생하는 현상입니다.
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55. 유도전동기의 2차 회로에 2차 주파수와 같은 주파수로 적당한 크기와 위상 전압을 외부에 가하는 속도 제어법은?

  1. 1차 전압 제어
  2. 극수 변환 제어
  3. 2차 저항 제어
  4. 2차 여자 제어
(정답률: 59%)
  • 권선형 유도전동기의 속도 제어법 중 하나로, 2차 회로에 외부에서 적절한 전압을 가해 속도를 제어하는 방식은 2차 여자 제어입니다.
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56. 변압기의 철손과 동손을 측정할 수 있는 시험은?

  1. 무부하시험, 단락시험
  2. 부하시험, 유도시험
  3. 무부하시험, 절연내력시험
  4. 단락시험, 극성시험
(정답률: 74%)
  • 변압기의 손실 측정법은 시험 조건에 따라 구분됩니다. 무부하시험을 통해 철손을 측정하고, 단락시험을 통해 동손을 측정합니다.
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57. 10[kVA], 2000/100[V] 변압기의 1차 환산 등가 임피던스가 6＋j8[Ω]일 때 % 리액턴스 강하는 몇 [%]인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 5
  4. 10
(정답률: 53%)
  • 변압기의 정격 전류를 구한 뒤, 리액턴스 강하 공식을 이용하여 % 리액턴스 강하를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{P}{V}$$
    $$q = \frac{I \times X}{V} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{10 \times 10^{3}}{2000}$$
    $$q = \frac{5 \times 8}{2000} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$q = 2$$
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58. 3상 유도전동기의 특성에서 비례추이 하지 않는 것은?

  1. 2차 전류
  2. 1차 전류
  3. 역률
  4. 출력
(정답률: 48%)
  • 3상 유도전동기에서 비례추이 하는 항목은 1차 전류, 2차 전류, 역률입니다.
    반면 출력, 효율, 동손, 동기속도는 비례추이 하지 않습니다.
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59. 다음 중 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

  1. SCR
  2. SSS
  3. SCS
  4. TRIAC
(정답률: 67%)
  • 사이리스터의 특성에 따른 분류 문제입니다.
    TRIAC은 두 개의 SCR을 역평행으로 연결한 구조로, 양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 3단자 소자입니다.

    오답 노트
    SCR: 단방향성 소자
    SSS: 단방향성 소자
    SCS: 단방향성 소자
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60. 다음 중 DC서보모터의 회전 전기자 구조가 아닌 것은?

  1. 슬롯(Slot)이 있는 전기자
  2. 철심이 있고 슬롯(Slot)이 없는 전기자
  3. 철심이 없는 평판상 프린트 코일형
  4. 전기자 권선이 없는 돌극형
(정답률: 45%)
  • DC 서보모터의 전기자는 회전하며 전압을 유도해야 하므로 반드시 권선이 존재해야 합니다.
    전기자 권선이 없는 돌극형 구조는 DC 서보모터가 아닌 교류 동기기의 특징입니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 그림과 같은 회로에서 2[Ω]의 단자 전압은 몇 [V]인가?

  1. 3
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 51%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 전압원과 전류원이 각각 $2\Omega$ 저항에 흐르게 하는 전류의 합을 구한 뒤 전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = (I_1 + I_2) \times R$
    ② [숫자 대입] $V = (\frac{3}{1+2} + \frac{1}{1+2} \times 6) \times 2$
    ③ [최종 결과] $V = 6\text{ V}$
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62. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각상의 임피던스가 Z=12＋j16[Ω]이고, 부하전류가 10[A]일 때 이 부하의 선간전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 235.7
  2. 346.4
  3. 456.4
  4. 524.7
(정답률: 67%)
  • Y결선에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배이며, 상전압은 전류와 임피던스의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $V_L = \sqrt{3} \times I \times |Z|$
    ② [숫자 대입] $V_L = \sqrt{3} \times 10 \times \sqrt{12^2 + 16^2}$
    ③ [최종 결과] $V_L = 346.4\text{ V}$
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63. 기본파의 40[%]인 제3고조파와 30[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 얼마인가?

  1. 0.3
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 0.9
(정답률: 62%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 고조파 실효값의 합의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{V_3^2 + V_5^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{0.4^2 + 0.3^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = 0.5$
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64. 3상 불평형 전압에서 역상전압이 25[V]이고, 정상전압이 100[V], 영상전압이 10[V]라 할 때, 전압의 불평형율은 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.4
  3. 4
  4. 10
(정답률: 62%)
  • 전압의 불평형률은 정상분 전압에 대한 역상분 전압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{불평형률} = \frac{V_2}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{불평형률} = \frac{25}{100}$
    ③ [최종 결과] $\text{불평형률} = 0.25$
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65. R=5[Ω], L=20[mH] 및 가변 콘덴서 C로 구성된 RLC직렬 회로에 주파수 1000[Hz]인 교류를 가한 다음 C를 가변시켜 직렬 공진시킬 때 C의 값은 약 몇 [μF]인가?

  1. 1.27
  2. 2.54
  3. 3.52
  4. 4.99
(정답률: 50%)
  • RLC 직렬 회로에서 공진 조건은 유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 크기가 같아 서로 상쇄되는 상태를 말합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{(2\pi f)^2 L}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{(2\pi \times 1000)^2 \times 20 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $C = 1.27 \mu F$
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66. 4단자망의 파라미터 정수에 관한 서술 중 잘못된 것은?

  1. ABCD 파라미터 중 A 및 D는 차원(dimension)이 없다.
  2. h 파라미터 중 h12 및 h21은 차원이 없다.
  3. ABCD 파라미터 중 B는 어드미턴스, C는 임피던스의 차원을 갖는다.
  4. h 파라미터 중 h11은 임피던스, h22는 어드미턴스의 차원을 갖는다.
(정답률: 60%)
  • ABCD 파라미터에서 $B$는 임피던스($\Omega$), $C$는 어드미턴스($S$)의 차원을 갖습니다.

    오답 노트
    ABCD 파라미터 중 B는 어드미턴스, C는 임피던스의 차원을 갖는다: $B$는 임피던스, $C$는 어드미턴스 차원이므로 설명이 반대로 되어 틀렸습니다.
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67. 그림의 정전용량 C[F]를 충전한 후 스위치 S를 닫아 이것을 방전하는 경우의 과도 전류는? (단, 회로에는 저항이 없다.)

  1. 불변의 진동전류
  2. 감쇠하는 전류
  3. 감쇠하는 진동전류
  4. 일정치까지 증가한 후 감쇠하는 전류
(정답률: 49%)
  • 회로에 저항 $R$이 없는 이상적인 $LC$ 회로에서는 에너지를 소모하는 요소가 없으므로, 한 번 발생한 진동이 감쇠하지 않고 일정하게 유지됩니다.
    따라서 불변의 진동전류가 흐르게 됩니다.
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68. 그림과 같은 회로의 전달함수 E0(s)/Ei(s)는?

(정답률: 62%)
  • 전압 분배 법칙을 이용하여 입력 전압 $E_i(s)$에 대한 출력 전압 $E_0(s)$의 비를 구합니다.
    ① [기본 공식] $H(s) = \frac{\frac{1}{Cs}}{(R + Ls) + \frac{1}{Cs}}$
    ② [숫자 대입] $H(s) = \frac{1}{LCs^2 + RCs + 1}$
    ③ [최종 결과] $H(s) = \frac{1}{LCs^2 + RCs + 1}$
    따라서 정답은 입니다.
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69. sinωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 62%)
  • 사인 함수 $\sin \omega t$의 라플라스 변환 공식에 의해 결과는 $\frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$가 됩니다.
    $$\mathcal{L}\{\sin \omega t\} = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. 분포 정수 회로에서 선로 정수가 R, L, C, G이고 무왜 조건이 RC=GL과 같은 관계가 성립될 때 선로의 특성 임피던스 Zo는?

(정답률: 67%)
  • 무왜곡 조건 $RC = GL$이 성립할 때, 특성 임피던스 공식에서 $R$을 $\frac{GL}{C}$로 치환하여 단순화할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{R + j\omega L}{G + j\omega C}}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \sqrt{\frac{\frac{GL}{C} + j\omega L}{G + j\omega C}} = \sqrt{\frac{\frac{L}{C}(G + j\omega C)}{G + j\omega C}}$
    ③ [최종 결과] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    따라서 정답은 입니다.
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71. 그림과 같은 회로의 출력 Z는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 63%)
  • 드모르간의 법칙과 논리 게이트의 특성을 이용하여 회로를 단계별로 분석합니다.
    1. 상단부: $(A \cdot B)$의 결과와 $C$가 NAND 게이트를 통과하므로 $\overline{(A \cdot B) \cdot C} = \overline{A} + \overline{B} + \overline{C}$가 됩니다.
    2. 하단부: $D$와 $E$가 NAND 게이트를 통과하므로 $\overline{D \cdot E} = \overline{D} + \overline{E}$가 됩니다.
    3. OR 게이트: 위 두 결과가 합쳐져 $\overline{A} + \overline{B} + \overline{C} + \overline{D} + \overline{E}$가 됩니다.
    4. 최종 NAND 게이트: 위 결과와 $F$가 NAND 게이트를 통과하므로 $\overline{(\overline{A} + \overline{B} + \overline{C} + \overline{D} + \overline{E}) \cdot F}$가 되며, 이를 정리하면 $(A \cdot B \cdot C \cdot D \cdot E) + \overline{F}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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72. z-변환함수 z/(z-e-at)에 대응되는 라플라스 변환 함수는?

  1. 1/(s＋a)2
  2. 1/(1-e-Ts)
  3. a/s(s＋a)
  4. 1/(s＋a)
(정답률: 55%)
  • z-변환 $\frac{z}{z-e^{-aT}}$는 시간 영역에서 지수 함수 $e^{-at}$를 샘플링한 결과에 대응됩니다. 이 시간 함수 $f(t) = e^{-at}$를 라플라스 변환하면 $\frac{1}{s+a}$가 됩니다.
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73. 다음 그림의 신호흐름 선도에서 C/R는?

(정답률: 69%)
  • 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 전달함수 $\frac{C}{R}$을 구합니다. 에서 순방향 경로는 $1 \times a \times b \times 1$이며, 루프는 $b \times 1$과 $a \times b \times 1 \times c$가 존재합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{C}{R} = \frac{\text{순방향 경로 이득}}{1 - (\text{모든 개별 루프 이득의 합})}$
    ② [숫자 대입] $\frac{C}{R} = \frac{1 \times a \times b \times 1}{1 - (b \times 1 + a \times b \times 1 \times c)}$
    ③ [최종 결과] $\frac{C}{R} = \frac{ab}{1-b-abc}$
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74. 상태방정식 X=Ax(t)＋Bu(t)에서 일 때 특성 방정식의 근은?

  1. -2, -3
  2. -1, -2
  3. -1, -3
  4. 1, -3
(정답률: 57%)
  • 상태방정식의 특성 방정식은 $\det(sI - A) = 0$을 통해 구할 수 있습니다. 주어진 행렬 $A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{pmatrix}$를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\det(sI - A) = \begin{vmatrix} s & -1 \\ 2 & s+3 \end{vmatrix} = 0$
    ② [숫자 대입] $s(s+3) - (-1 \times 2) = s^2 + 3s + 2 = 0$
    ③ [최종 결과] $(s+1)(s+2) = 0 \rightarrow s = -1, -2$
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75. 특성 방정식 s4＋2s3＋5s2＋4s＋2=0으로 주어졌을 때 이것을 후르비쯔(Hurwitz)의 안정 조건으로 판별하면 이 계는 어떻게 되는가?

  1. 안정
  2. 불안정
  3. 조건부 안정
  4. 임계상태
(정답률: 61%)
  • 후르비쯔(Hurwitz) 안정 판별법을 적용하기 위해 특성 방정식 $s^4+2s^3+5s^2+4s+2=0$의 계수로 행렬식을 구성하면, 모든 주대각 성분이 양수이며 행렬식의 값이 0보다 크게 나타납니다. 따라서 모든 근의 실수부가 음수이므로 이 계는 안정 상태입니다.
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76. 1차 요소 G(s)=1/(1＋Ts)인 제어계의 절점 주파수에서 이득은 약 몇 [dB]인가?

  1. -5
  2. -4
  3. -3
  4. -2
(정답률: 43%)
  • 절점 주파수란 전달함수 분모의 실수부와 허수부의 크기가 같아지는 지점으로, $G(s) = \frac{1}{1+Ts}$에서 $\omega = \frac{1}{T}$일 때 발생합니다. 이때의 이득을 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Gain = 20\log_{10} | \frac{1}{1+j\omega T} |$
    ② [숫자 대입] $Gain = 20\log_{10} ( \frac{1}{\sqrt{1^2+1^2}} )$
    ③ [최종 결과] $Gain = -3\text{ dB}$
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77. 기준 입력과 주궤환량과의 차로서, 제어계의 동작을 일으키는 원인이 되는 신호는?

  1. 조작신호
  2. 동작신호
  3. 주궤한 신호
  4. 기준 입력 신호
(정답률: 59%)
  • 제어계에서 기준 입력과 주궤환량의 차이로 인해 발생하며, 제어계의 동작을 직접적으로 일으키는 원인이 되는 신호를 동작신호라고 합니다.
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78. 그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용할 수 있는가? (단, 1≪R1C인 경우로 한다.)

  1. 진상보상기
  2. 지상보상기
  3. 지·진상보상기
  4. 진·지상보상기
(정답률: 60%)
  • 제시된 회로 의 전달함수를 분석하면 다음과 같습니다.
    전달함수 $G(s)$는 $\alpha(1+Ts)/(1+\alpha Ts)$ 형태이며, 조건 $1 \ll R_1C$ 및 $\alpha Ts \ll 1$을 적용하면 근사적으로 $G(s) = \alpha(1+Ts)$가 됩니다. 이는 미분 요소의 특성을 가지므로 위상을 앞서게 하는 진상보상기로 사용할 수 있습니다.
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79. 샘플러의 주기를 T라 할 때 s평면상의 모든 점은 식 z=esT에 의하여 z평면상에 사상 된다. s평면의 좌반평면상의 모든 점은 z평면상 단위원의 어느 부분으로 사상되는가?

  1. 내점
  2. 외점
  3. 원주상의 점
  4. Z평면 전체
(정답률: 62%)
  • s평면의 점이 $z = e^{sT}$ 식에 의해 z평면으로 사상될 때, s평면의 실수부가 음수인 좌반평면의 모든 점은 z평면상 단위원의 내점으로 사상됩니다.

    오답 노트
    외점: s평면의 우반평면이 사상되는 영역
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80. 과도 응답이 소멸되는 정도를 나타내는 감쇠비(decay ratio)는?

  1. 최대오버슈트/제2오버슈트
  2. 제3오버슈트/제2오버슈트
  3. 제2오버슈트/최대오버슈트
  4. 제2오버슈트/제3오버슈트
(정답률: 65%)
  • 감쇠비는 과도 응답이 얼마나 빠르게 소멸되는지를 나타내는 척도로, 연속하는 두 오버슈트의 비로 정의합니다. 특히 제2오버슈트를 최대오버슈트로 나눈 값으로 계산합니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 옥내에 시설하는 고압의 이동전선의 종류로 알맞은 것은?

  1. 600볼트 비닐절연전선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 600볼트 고무절연전선
  4. 고압용의 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블
(정답률: 55%)
  • 옥내에 시설하는 고압용 이동전선은 절연 성능과 내구성이 뛰어난 고압용의 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블을 사용해야 합니다.
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82. 저압전로에서 그 전로에 지락이 생겼을 경우에 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에는 자동차단기의 정격감도전류가 100[mA]인 경우 제3종 접지공사의 접지저항값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가? (단, 전기적 위험도가 높은 장소인 경우이다.)

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 44%)
  • 자동차단기를 설치한 경우의 접지저항값은 정격감도전류와 전압의 관계에 의해 결정됩니다. 전기적 위험도가 높은 장소에서의 제3종 접지저항 산출 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{150\text{V}}{I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{150}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $R = 150\text{ }\Omega$
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83. 고압 가공전선의 높이는 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우 레일면상 및 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 64%)
  • 전기설비기술기준에 따라 고압 가공전선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우, 안전 확보를 위해 레일면상 $6.5\text{m}$이상의 높이를 유지해야 합니다.
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84. 6000[V] 가공전선과 안테나 접근하여 시설될 때 전선과 안테나와의 수평이격거리는 몇 [㎝]이상이어야 하는가? (단, 가공전선에는 케이블을 사용하지 않는다고 한다.)

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 45%)
  • 가공전선과 안테나가 접근하여 시설될 때, 전선의 전압 수준에 따라 수평이격거리를 다르게 적용합니다. $6000\text{V}$는 고압 가공전선에 해당하므로 기준 거리를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{고압 가공전선과 안테나의 수평이격거리} = 80\text{cm}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{전압 } 6000\text{V} \rightarrow \text{고압 기준 적용}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{이격거리} = 80\text{cm}$$
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85. 다음 중 가공전선로의 지지물에 지선을 시설할 때 옳은 방법은?

  1. 지선의 안전율을 2.0으로 하였다.
  2. 소선은 최소 2가닥 이상의 연선을 사용하였다.
  3. 지중의 부분 및 지표상 20[㎝]까지의 부분은 아연도금 철봉 등 내부식성 재료를 사용하였다.
  4. 도로를 횡단하는 곳의 지선의 높이는 지표상 5[m]로 하였다.
(정답률: 51%)
  • 가공전선로 지선 시설 시 도로를 횡단하는 곳의 지선 높이는 지표상 $5\text{m}$이상으로 유지하여 통행에 지장이 없도록 해야 합니다.

    오답 노트
    지선의 안전율을 $2.0$으로 하였다: 안전율 $2.5$이상이어야 합니다.
    소선은 최소 $2$가닥 이상의 연선을 사용하였다: 최소 $3$가닥 이상의 연선을 사용해야 합니다.
    지표상 $20\text{cm}$까지의 부분은 내부식성 재료를 사용하였다: 지표상 $30\text{cm}$까지가 기준입니다.
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86. 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선 중 옥내에 시설하는 부분은 몇 [V]이상의 저압 옥내 배선의 규정에 준하여 시설하도록 하고 있는가?

  1. 150
  2. 300
  3. 380
  4. 400
(정답률: 35%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선 중 옥내에 시설하는 부분은 안전을 위해 $400\text{V}$이상의 저압 옥내배선 규정에 준하여 시설해야 합니다.
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87. 금속 덕트 공사에 의한 저압 옥내 배선 공사 중 적합하지 않은 것은?

  1. 금속 덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계가 덕트의 내부 단면적의 20[%]이하가 되게 하여야 한다.
  2. 덕트 상호간은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.
  3. 덕트를 조명재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점 간 거리를 8[m] 이하로 하여야 한다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400[V] 미만인 경우 덕트에 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 57%)
  • 금속 덕트를 조영재에 붙이는 경우, 지지점 간의 거리는 $3\text{m}$이하로 시설해야 하며, 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설비한 곳에서 수직으로 붙이는 경우에만 $6\text{m}$이하로 할 수 있습니다.

    오답 노트
    덕트의 지지점 간 거리를 $8\text{m}$이하로 하여야 한다: $3\text{m}$이하(수직 시설 시 $6\text{m}$이하)가 기준입니다.
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88. 직류식 전기철도에서 배류선은 상승부분 중 지표상 몇 [m]미만의 부분에 대하여는 절연전선, 캡타이어케이블 또는 케이블을 사용하고, 사람이 접촉할 우려가 없고 또한 손상을 받을 우려가 없도록 시설하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 41%)
  • 직류식 전기철도의 배류선 시설 기준에 따라, 상승부분 중 지표상 $2.5\text{m}$ 미만의 부분은 절연전선, 캡타이어케이블 또는 케이블을 사용하여 사람이 접촉하거나 손상을 입을 우려가 없도록 시설해야 합니다.
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89. 직류 귀선은 궤도근접 부분이 금속제 지중관로와 접근하거나 교차하는 경우에 전식방지를 위해 이격거리는 몇 [m]이상이어야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 28%)
  • 직류 귀선이 금속제 지중관로와 접근하거나 교차할 때, 누설 전류로 인한 금속 구조물의 부식(전식)을 방지하기 위해 최소 $1\text{m}$이상의 이격거리를 확보해야 합니다.
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90. 다음 중 지중전선로의 전선으로 사용되는 것은?

  1. 절연전선
  2. 강심알루미늄선
  3. 나경동선
  4. 케이블
(정답률: 61%)
  • 지중전선로는 전선이 땅속에 매설되므로, 외부의 습기, 압력 및 충격으로부터 전선을 보호하고 절연 성능을 확보하기 위해 절연 외장 처리가 된 케이블을 사용합니다.
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91. 특별고압 배전용변압기의 특별고압측에 반드시 시설하여야 하는 것은?

  1. 변성기 및 변류기
  2. 변류기 및 조상기
  3. 개폐기 및 리액터
  4. 개폐기 및 과전류 차단기
(정답률: 67%)
  • 특별고압 배전용 변압기의 시설 기준에 따라, 변압기의 특별고압측에는 회로의 개폐와 사고 시 보호를 위해 개폐기 및 과전류 차단기를 반드시 시설해야 합니다.
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92. 저고압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외)을 병가하는 방법 중 옳지 않은 것은?

  1. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 저압 가공전선을 아래에 둔다.
  2. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 별개의 완금류에 시설해야 한다.
  3. 저압 가공전선과 고압 가공전선 사이의 이격거리는 50[㎝]이상이어야 한다.
  4. 저압 가공 인입선을 분기하기 위한 목적으로 저압가공전선을 고압용의 완금류에 시설할 수 없다.
(정답률: 37%)
  • 저고압 가공전선을 병가할 때는 저압 가공전선을 고압 가공전선의 아래에 두고 별개의 완금류에 시설하며, 두 전선 사이의 이격거리는 $50\text{cm}$이상을 유지해야 합니다. 다만, 저압 가공 인입선을 분기하기 위한 목적이라면 저압 가공전선을 고압용 완금류에 견고하게 시설하는 것이 가능합니다.
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93. 출퇴표시등 회로에 전기를 공급하기 위한 변압기는 2차측 전로의 사용전압이 몇[V] 이하인 절연변압기 이어야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 60%)
  • 출퇴표시등 회로에 사용되는 변압기는 안전을 위해 2차측 전로의 사용전압이 $60\text{V}$이하인 절연변압기를 사용해야 합니다.
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94. 저압의 전선로 중 절연 부분의 전선과 대지간의 절연 저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 얼마를 넘지 않도록 유지하여야 하는가?

  1. 1/1000
  2. 1/2000
  3. 1/3000
  4. 1/4000
(정답률: 62%)
  • 저압 전선로의 절연 저항 유지 기준에 관한 규정으로, 누설전류가 최대 공급전류의 $1/2000$을 넘지 않도록 관리하여 전기 설비의 안전성을 확보해야 합니다.
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95. 3.3[kV]용 계기용변성기의 2차측 전로의 접지공사는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별제3종 접지공사
(정답률: 57%)
  • 전기설비기술기준(개정 전)에 따라 고압 계기용변성기의 2차측 전로에는 제3종 접지공사를 시행해야 합니다. 참고로 특고압 계기용변성기의 2차측 전로에는 제1종 접지공사를 적용합니다.
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96. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도계산에 적용하는 갑종 풍압하중을 계산할 때 구성재의 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압의 기준이 잘못된 것은?

  1. 목주 : 588 Pa
  2. 원형 철주 : 588 Pa
  3. 원형 철근콘크리트주 : 882 Pa
  4. 강관으로 구성(단주는 제외)된 철탑 : 1255 Pa
(정답률: 67%)
  • 갑종 풍압하중 계산 시 목주, 원형 철주, 원형 철근콘크리트주는 모두 동일하게 $588\text{Pa}$의 기준 풍압을 적용합니다. 따라서 원형 철근콘크리트주를 $882\text{Pa}$로 표기한 것은 잘못되었습니다.

    오답 노트
    강관으로 구성된 철탑: $1255\text{Pa}$ 적용 대상이 맞음
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97. 154[kV]가공전선이 도로와 제2차 접근상태로 시설되는 경우 가공전선 중 도로 등에서 수평거리 3[m] 미만으로 시설되는 부분의 길이가 연속하여 100[m] 이하이고 또한 1경간 안에서의 그 부분의 길이의 합계가 몇 [m]이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 110
  3. 120
  4. 130
(정답률: 41%)
  • 특고압 가공전선로가 도로와 제2차 접근상태로 시설될 때, 수평거리 $3\text{m}$ 미만으로 시설되는 부분의 길이는 연속하여 $100\text{m}$이하이어야 하며, 1경간 안에서의 그 부분 길이의 합계 또한 $100\text{m}$이하로 제한됩니다.
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98. 발전소에는 필요한 계측장치를 시설해야 한다. 다음 중 시설을 생략해도 되는 계측장치는?

  1. 발전기의 전압 및 전류 계측장치
  2. 주요 변압기의 역률 계측장치
  3. 발전기의 고정자 온도 계측장치
  4. 특별 고압용 변압기의 온도 계측장치
(정답률: 60%)
  • 발전소의 필수 계측장치에는 발전기의 전압·전류·전력, 발전기의 베어링 및 고정자 온도, 주요 변압기의 전압·전류·전력, 특고압용 변압기의 온도가 포함됩니다.

    오답 노트
    주요 변압기의 역률 계측장치: 필수 시설 항목에 해당하지 않으므로 생략 가능합니다.
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99. 154[kV]가공 전선로를 시가지에 시설하는 경우 특별고압 가공전선에 지락 또는 단락이 생기면 몇 초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 63%)
  • 특별고압 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우, 지락 또는 단락 사고 시 전로를 자동 차단하는 장치를 설치해야 하며, 전압이 $100\text{kV}$를 초과하는 경우에는 $1$초 이내에 차단되어야 합니다.
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100. 정격전류가 20[A]와 40[A]인 전동기와 정격전류 10[A]인 전열기 5대에 전기를 공급하는 단상 220[V] 저압 간선이 있다. 간선의 최소 허용전류는 몇 [A]인가?

  1. 100
  2. 116
  3. 130
  4. 146
(정답률: 48%)
  • 저압 간선의 최소 허용전류는 전동기 정격전류의 합에 여유율(1.1배)을 곱하고, 나머지 전열기 등 일반 부하의 정격전류 합을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{a} = (\sum I_{M} \times 1.1) + \sum I_{H}$
    ② [숫자 대입] $I_{a} = ((20 + 40) \times 1.1) + (10 \times 5)$
    ③ [최종 결과] $I_{a} = 66 + 50 = 116\text{ A}$
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