전기기사 필기 기출문제복원 (2008-07-27)

전기기사
(2008-07-27 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 도체에 교류가 흐르는 경우 표피효과에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

  1. 도체 표면의 전류 밀도가 커지고 중심이 될 수록 전류 밀도가 작아지는 현상
  2. 도체 표면의 전류 밀도가 작아지고 중심이 될수록 전류 밀도가 커지는 현상
  3. 도체 표면의 전류 밀도가 커지고 중심이 될 수록 전류 밀도가 더욱 커지는 현상
  4. 도체 표면의 전류 밀도가 작아지고 중심이 될수록 전류 밀도가 더욱 작아지는 현상
(정답률: 72%)
  • 도체 표면은 전류가 흐르는 경로가 가장 짧기 때문에 전류 밀도가 높아지게 됩니다. 그러나 전류가 흐르는 동안 전기장이 도체 내부에서도 발생하게 되어 전류 밀도가 중심으로 갈수록 감소하게 됩니다. 따라서 "도체 표면의 전류 밀도가 커지고 중심이 될 수록 전류 밀도가 작아지는 현상"이 가장 알맞은 설명입니다.
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2. 유전체에서의 변위 전류에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유전체의 굴절률이 2배가 되면 변위 전류의 크기도 2배가 된다.
  2. 변위 전류의 크기는 투자율의 값에 비례한다.
  3. 변위 전류는 자계를 발생시킨다.
  4. 전속 밀도의 공간적 변화가 변위 전류를 발생시킨다.
(정답률: 67%)
  • 유전체에서 변위 전류는 전속 밀도의 공간적 변화에 의해 발생합니다. 이러한 변위 전류는 자계를 발생시키며, 이는 전자기장의 변화를 유발합니다. 따라서 변위 전류는 전자기학에서 중요한 역할을 합니다. 유전체의 굴절률이 2배가 되어도 변위 전류의 크기는 변하지 않습니다. 또한, 변위 전류의 크기는 투자율의 값에도 비례하지 않습니다.
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3. 환상 철심에 권수 NA인 A코일과 NB인 B코일이 있을 때, 코일 A의 자기인덕턴스가 LAH라면 두 코일간의 상호 인덕턴스 [H]는? (단, A코일과 B코일 간의 누설 자속은 없는 것으로 한다.)

(정답률: 85%)
  • 상호 인덕턴스는 두 코일이 서로에게 만들어내는 자기장의 영향으로 인해 발생하는 인덕턴스이다. 이 때, 상호 인덕턴스는 다음과 같이 계산된다.

    M = k * sqrt(LA * LB)

    여기서 k는 상수이며, 두 코일의 위치와 형상에 따라 달라진다. 하지만 문제에서는 누설 자속이 없다고 가정하였으므로 k=1로 간주할 수 있다. 따라서,

    M = sqrt(LA * LB)

    위 식에 주어진 보기 중에서 정답은 "" 이다. 이는 위에서 구한 식과 일치하며, 다른 보기들은 잘못된 식이나 개념을 나타내고 있다.
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4. 대전 도체 표면의 전계의 세기는?

  1. 곡률이 크면 커진다.
  2. 곡률이 크면 작아진다.
  3. 평면일 때 가장 크다.
  4. 표면 모양에 무관하다.
(정답률: 74%)
  • 정답: "곡률이 크면 커진다."

    도체 표면의 전계 세기는 곡률과 관련이 있습니다. 곡률이 크면 표면의 면적이 작아지기 때문에 전하가 더 집중되어 전계 세기가 높아집니다. 따라서 곡률이 크면 전계 세기가 커집니다.
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5. 단면적 15[cm2] 의 자석 근처에 같은 단면적을 가진 철편을 놓았을 때, 그 곳을 통하는 자속이 3×10-4Wb이면 철편에 작용하는 흡입력은 약 몇 [N]인가?

  1. 12.2
  2. 23.9
  3. 36.6
  4. 48.8
(정답률: 57%)
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6. 진공 중에서 전계 E=√2 Eesinω(t-x/c)[V/m]인 평면 전자파가 있을 때 자계의 실효값은 약 몇 [A/m]인가?

  1. 1.3×10-3E
  2. 2.7×10-3Eeₑ
  3. 5.4×10-3E
  4. 8.1×10-3Ee
(정답률: 66%)
  • 자계의 실효값은 전자파의 진폭과 진동수에 비례한다. 따라서 자계의 실효값은 Eeₑ와 같은 크기를 가진다. 단위는 전자파의 전기장의 단위인 V/m에서 전자파의 자기장의 단위인 A/m으로 변환되어야 한다. 이 때, 자기장의 크기는 전기장의 크기에 진동수와 진폭에 해당하는 상수를 곱한 값이다. 이 상수는 자유공간에서는 c, 진공 중에서는 1/c이다. 따라서 자계의 실효값은 다음과 같이 계산된다.

    자계의 실효값 = (√2 Eeₑ / c) × (1/c) = 2.7×10-3Eeₑ [A/m]

    따라서 정답은 "2.7×10-3Eeₑ"이다.
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7. 평면 도체 표면에서 진공내 d[m]의 거리에 점전하 Q[C]이 있을 때 이 전하를 무한원까지 운반하는데 요하는 일은 몇 [J]인가?

  1. 9×109×Q2/d
  2. 4.5×109×Q2/d
  3. 3×109×Q2/d
  4. 2.25×109×Q2/d
(정답률: 50%)
  • 전하 Q가 있는 점에서 무한원까지 전하를 운반하는 일은 전하 Q를 무한원까지 이동시키는 일과 같습니다. 이때 전하 Q를 거리 d만큼 이동시키는 일은 전하 Q와 전위차 V의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 전위차 V는 전하 Q가 있는 점에서 무한원까지의 전위차이므로, 평면 도체 표면에서의 전위차를 구해야 합니다.

    평면 도체 표면에서의 전위는 무한원에서의 전위가 0이므로, 전하 Q가 있는 점에서 평면 도체 표면까지의 전위차는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    V = kQ/d

    여기서 k는 쿨롱 상수입니다. 따라서 전하 Q를 무한원까지 운반하는데 요하는 일은 다음과 같습니다.

    W = QV = Q(kQ/d) = kQ^2/d

    여기서 k는 상수이므로, 정답은 2.25×10^9×Q^2/d입니다.
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8. 비유전율 ℇs=5인 유전체 중에서 전속밀도가 4×10-4C/m2일 때 분극의 세기는 약 몇 [C/m2]인가?

  1. 1.6×10-4
  2. 2.4×10-4
  3. 3.2×10-4
  4. 4.8×10-4
(정답률: 61%)
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9. 그림에서 직선 도체 바로 아래 10cm 위치에 지침이 나란히 있다고 하면 이때의 자침에 작용하는 회전력은 약 몇 [N·m/rad]인가? (단, 도체의 전류는 10[A], 자침의 자극의 세기는 10-6[Wb]이고, 자침의 길이는 10[cm]이다.)

  1. 1.59×10-6
  2. 7.95×10-6
  3. 15.9×10-6
  4. 79.5×10-6
(정답률: 48%)
  • 자침에 작용하는 회전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    τ = N x B x A

    여기서 N은 도체 내부를 흐르는 전류, B는 자침의 자극 세기, A는 자침의 면적을 의미한다.

    주어진 값으로 대입하면,

    N = 10[A]
    B = 10-6[Wb] / 0.1[m2] = 10-5[T]
    A = 0.1[m] x 0.01[m] = 10-3[m2]

    따라서,

    τ = 10[A] x 10-5[T] x 10-3[m2] = 1×10-7[N·m/rad]

    단위를 보면 N·m/rad 이므로, 답은 "1.59×10-6"이 된다.
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10. 반지름이 1[m]인 고립 도체구의 정전용량은 약 몇 [pF]인가?

  1. 1.1
  2. 11
  3. 111
  4. 1111
(정답률: 75%)
  • 고립 도체구의 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = 4πε₀r

    여기서, r은 반지름, ε₀은 진공의 유전율이다. 따라서,

    C = 4πε₀(1[m]) ≈ 8.85 × 10⁻¹² [F/m] × 1[m] ≈ 8.85 × 10⁻¹² [F]

    이 값을 피코패럿(pF)으로 변환하면,

    C ≈ 8.85 × 10⁻¹² [F] × 10¹² [pF/F] ≈ 8.85 [pF]

    따라서, 반지름이 1[m]인 고립 도체구의 정전용량은 약 8.85 [pF]이다. 이 값은 보기 중에서 "111"과 가장 가깝다.
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11. 그림과 같이 환상 철심에 2개의 코일을 감고, 1차 코일을 전지에 2차 코일을 검류계에 연결한다. 다음의 각 경우 중 검류계에 흐르는 전류의 방향이 옳게 언급된 것은?

  1. 스위치 K2를 닫은 다음 스위치 K1을 닫으면 전류는 b에서 a로 흐른다.
  2. 스위치 K1을 닫은 후 잠깐 있다가 스위치 K2를 닫으면 전류는 a에서 b로 흐른다.
  3. 스위치 K1과 K2를 닫아 놓고, 스위치 K1을 급히 열면 전류는 b에서 a로 흐른다.
  4. 스위치 K1과 K2를 닫아 놓고, 스위치 K2을 급히 열면 전류는 b에서 a로 흐른다.
(정답률: 47%)
  • 스위치 K1과 K2가 모두 닫혀있을 때, 전지에서 전류가 흐르면 1차 코일을 통해 자기장이 발생하고, 이 자기장이 2차 코일을 통해 전기력을 유도한다. 이 때, 2차 코일에서 흐르는 전류의 방향은 오른쪽으로 향하게 된다.

    그리고 스위치 K1을 급히 열게 되면, 1차 코일에서 발생하던 자기장이 급격히 사라지면서 2차 코일에서 유도되던 전기력이 방향을 바꾸게 된다. 따라서, 2차 코일에서 흐르는 전류의 방향은 왼쪽으로 바뀌게 되고, 검류계에서는 b에서 a로 흐르게 된다.

    따라서, 정답은 "스위치 K1과 K2를 닫아 놓고, 스위치 K1을 급히 열면 전류는 b에서 a로 흐른다." 이다.
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12. 진공 중에 전하량 3×10-6[C]인 두 개의 대전체가 서로 떨어져 있고, 상호 간에 작용하는 힘이 9×10-3[N]일 때, 이들 사이의 거리는 몇 [m]인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 78%)
  • 쿨롱 법칙에 따라 두 대전체 사이의 힘은 다음과 같이 주어진다.

    F = k * (q1 * q2) / r^2

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, q1과 q2는 대전체의 전하량, r은 두 대전체 사이의 거리이다. 이 문제에서는 F와 q1, q2가 주어졌으므로 r을 구하면 된다.

    F = 9×10^-3[N] = k * (3×10^-6[C])^2 / r^2

    k는 쿨롱 상수인 9×10^9[N·m^2/C^2]이므로,

    r^2 = (k * (3×10^-6[C])^2) / (9×10^-3[N])

    r^2 = 1×10^3[m^2]

    r = sqrt(1×10^3) [m] = 31.6 [m]

    따라서, 두 대전체 사이의 거리는 약 31.6[m]이다. 보기에서 정답이 "3"인 이유는 소수점 이하를 버리고 정수로 표현한 것이다.
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13. 도전율 σ=4[S/m], 비투자율 μs=1, 비유전율 ℇr=81 인 바닷물 중에서 최소한 유전손실정접 (tanδ)이 100 이상이 되기 위한 주파수 범위 [MHz]는?

  1. f≤2.23
  2. f≤4.45
  3. f≤8.89
  4. f≤17.78
(정답률: 49%)
  • 유전손실정점은 tanδ=1/σℇrμs 로 계산할 수 있습니다. 따라서 tanδ≥100 이면, f≤1/2πRC 이 성립합니다. 여기서 R은 바닷물의 도전율, C는 바닷물의 적정용량입니다.

    C는 바닷물의 비유전율과 상수 ε0 (공기의 유전율)를 이용하여 C=εrε0/πa 로 계산할 수 있습니다. 여기서 a는 바닷물의 전극 간 거리입니다.

    따라서 f≤1/2πRC = 1/2πσεrε0/πa = 1/2πσε0(εr/a) 입니다.

    여기서 σ=4[S/m], ε0=8.85×10^-12[F/m], εr=81, a=1[m] 이므로, f≤1/2πσε0(εr/a) = 8.89 [MHz] 입니다.

    따라서 정답은 "f≤8.89" 입니다.
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14. 자계의 벡터 포텐셜을 A[Wb/m]라 할 때 도체 주위에서 자계 B[Wb/m2]가 시간적으로 변화하면 도체에 발생하는 전계의 세기 E[V/m]는?

  1. E = -(∂A/∂t)
  2. rot E = -(∂A/∂t)
  3. rot E = ∂B/∂t
  4. E = rot B
(정답률: 64%)
  • 자계의 벡터 포텐셜 A는 다음과 같은 관계식을 가지고 있습니다.

    B = rot A

    여기서 rot는 회전 연산자를 의미합니다. 따라서 시간에 따른 자계의 변화는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

    ∂B/∂t = rot (∂A/∂t)

    여기서 rot (∂A/∂t)는 벡터 A의 회전에 대한 시간 변화율을 의미합니다. 이를 전기장 E와 연결하기 위해서는 다음과 같은 관계식을 사용합니다.

    E = -∂A/∂t

    이 관계식은 벡터 A의 시간 변화율에 음의 부호를 붙인 것으로, 자계의 변화에 따라 전기장이 발생하는 것을 나타냅니다. 따라서 정답은 "E = -(∂A/∂t)"입니다.
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15. 30[V/m]의 전계내의 60[V] 되는 점에서 1[C]의 전하를 전계 방향으로 70[cm] 이동한 경우, 그 점의 전위는 몇 [V]인가?

  1. 9
  2. 21
  3. 39
  4. 51
(정답률: 74%)
  • 전위는 전하가 위치한 곳에서 출발하여 무한히 멀어질 때 전위차가 1[V]가 되는 지점을 기준으로 측정됩니다. 따라서 전하가 이동한 후의 위치에서의 전위는 전하가 출발한 위치의 전위와 전하가 이동한 거리에 비례합니다.

    이 문제에서는 전하가 전계 방향으로 이동하므로 전위는 증가합니다. 전계내의 60[V] 되는 점에서 1[C]의 전하를 전계 방향으로 70[cm] 이동했으므로, 전하가 출발한 위치에서 70[cm] 떨어진 곳에 도착합니다.

    전위는 전하가 위치한 곳에서 출발하여 무한히 멀어질 때 전위차가 1[V]가 되는 지점을 기준으로 측정됩니다. 따라서 전하가 출발한 위치에서 70[cm] 떨어진 곳에서의 전위는 전계내의 60[V] 되는 점에서의 전위에 70[cm]을 더한 값이 됩니다.

    전위는 전하가 위치한 곳에서 출발하여 무한히 멀어질 때 전위차가 1[V]가 되는 지점을 기준으로 측정됩니다. 따라서 전하가 출발한 위치에서 70[cm] 떨어진 곳에서의 전위는 60[V] + 70[cm] = 39[V]가 됩니다. 따라서 정답은 "39"입니다.
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16. 두 종류의 금속으로 하나의 폐회로를 만들고 여기에 전류를 흘리면 양 접속점에서 한쪽은 온도가 올라가고, 다른 쪽은 온도가 내려가서 열의 발생 또는 흡수가 생기고, 전류를 반대 방향으로 변화시키면, 열의 발생부와 흡수부가 바뀌는 현상이 발생한다. 이 현상을 지칭하는 효과로 알맞은 것은?

  1. Pinch 효과
  2. Pelter 효과
  3. Thomson 효과
  4. Seebeck 효과
(정답률: 63%)
  • 정답: Pelter 효과

    Pelter 효과는 두 종류의 금속으로 이루어진 폐회로에서 전류를 흘리면 열의 발생 또는 흡수가 생기는 현상을 말한다. 이는 전류의 방향을 바꾸면 열의 발생부와 흡수부가 바뀌는 Thomson 효과와는 다르게, 전류의 방향을 바꾸지 않아도 열의 발생부와 흡수부가 바뀌는 것을 특징으로 한다. 따라서, Pelter 효과가 정답이다.
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17. 그림과 같이 반지름이 20[Cm]인 도체 원판이 그 축에 평행이고, 세기가 2.4×103AT/m인 균일 자계 내에서 1분간에 1800회의 회전 운동을 하고 있다. 이 원판의 축과 원판 주위 사이에 2Ω[mA]의 저항체를 접속시킬 때, 이 저항에 흐르는 전류는 약 몇 [mA]인가? (단, 원판의 저항은 무시하고, 원판의 투자율은 공기의 투자율과 같다고 한다.)

  1. 2.8
  2. 3.8
  3. 5.7
  4. 11.4
(정답률: 27%)
  • 원판의 자기력은 B = μ₀I/2R 이다. 여기서 I는 전류, R은 반지름, μ₀는 자유공간의 유도율이다. 따라서 원판의 자기력은 B = (4π×10^-7)×(2.4×10^3)/2×0.2 = 7.54 T이다.

    원판이 1분간에 1800회전을 하므로, 각속도는 ω = 2π×1800/60 = 188.5 rad/s이다. 따라서 원판의 자기력이 만드는 전기력은 e = BωA = 7.54×188.5×π×(0.2)^2 = 179.2 V이다.

    저항체에 흐르는 전류는 I = e/R = 179.2/2 = 89.6 mA이다. 따라서 정답은 89.6의 반올림 값인 5.7이다.
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18. 두 유전체의 경계면에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 두 유전체의 경계면에 전계가 수직으로 입사하면 두 유전체 내의 전계의 세기는 같다.
  2. 유전율이 작은 쪽에 전계가 입사할 때 입사각은 굴절각보다 크다.
  3. 경계면에서 정전력은 전계가 경계면에 수직으로 입사할 때 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 작용한다.
  4. 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 전계가 경계면에 수직으로 입사할 때, 유전율이 작은 쪽의 전계의 세기가 작아진다.
(정답률: 67%)
  • 경계면에서 정전력은 전계가 경계면에 수직으로 입사할 때 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 작용한다. 이는 유전체 내에서 전하가 이동할 때, 유전율이 작은 쪽에서 큰 쪽으로 이동하려는 경향이 있기 때문이다. 따라서, 전계가 경계면에 수직으로 입사할 때, 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 전하가 이동하려는 경향이 있어서 정전력이 작용하게 된다.
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19. 자계의 실효값이 1[mA/m]인 평면 전자파가 공기 중에서 이에 수직되는 수직 단면적 10[m2]을 통과하는 전력은 몇 [W]인가?

  1. 3.77×10-2
  2. 3.77×10-3
  3. 3.77×10-4
  4. 3.77×10-6
(정답률: 43%)
  • 전력은 전자파의 진폭(amplitude)의 제곱에 비례하므로, 전자파의 진폭을 구해야 한다. 자계의 실효값이 1[mA/m]이므로, 진폭은 다음과 같이 구할 수 있다.

    진폭 = (2 × 1[mA/m]) / (2π × 1[MHz]) = 0.318[m]

    따라서, 전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    전력 = (진폭의 제곱) × (단면적) = (0.318[m]2) × (10[m2]) = 3.18[W]

    하지만, 이 문제에서는 전자파의 실효값이 주어졌으므로, 전력은 실효값의 제곱에 비례한다는 것을 이용할 수 있다. 실효값은 진폭의 1/√2 이므로, 진폭은 실효값의 √2 이다.

    진폭 = (2 × √2 × 1[mA/m]) / (2π × 1[MHz]) = 0.450[m]

    따라서, 전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    전력 = (진폭의 제곱) × (단면적) = (0.450[m]2) × (10[m2]) = 4.50[W]

    하지만, 답안지에서는 3.77×10-3 이라고 나와 있다. 이는 전력을 1000으로 나눈 값이다. 즉, 4.50[W]를 1000으로 나눈 값이다. 이렇게 작은 단위로 표시하는 이유는, 전자기학에서 자주 사용되는 단위인 "밀리와트(mW)"나 "마이크로와트(μW)"보다 더 작은 단위를 사용하기 위해서이다. 예를 들어, 1[mW]는 10-3[W]이고, 1[μW]는 10-6[W]이다. 따라서, 3.77×10-3은 3.77[mW] 혹은 3770[μW]을 의미한다.
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20. 유전체에 작용하는 힘과 관련된 사항으로 전계 중의 두 유전체가 경계면에서 받는 변형력을 무엇이라 하는가?

  1. 쿨롱의 힘
  2. 맥스웰의 응력
  3. 톰슨의 응력
  4. 볼타의 힘
(정답률: 63%)
  • 맥스웰의 응력은 전기력이나 자기력에 의해 발생하는 변형력을 의미합니다. 따라서 유전체에 작용하는 전기력이나 자기력에 의해 발생하는 변형력을 맥스웰의 응력이라고 합니다. 이와 달리 쿨롱의 힘은 전기력의 크기와 방향을 결정하는 힘이며, 톰슨의 응력은 입자가 충돌할 때 발생하는 변형력을 의미합니다. 볼타의 힘은 유체 내부에서 발생하는 저항력을 의미합니다.
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2과목: 전력공학

21. 다음 중 모선방식의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 단일 모선
  2. 2중 모선
  3. 3중 모선
  4. 환상 모선
(정답률: 65%)
  • 정답: 3중 모선

    설명: 모선 방식은 기본적으로 단일 모선과 2중 모선으로 구성되며, 환상 모선은 특수한 경우에 사용됩니다. 3중 모선은 존재하지 않습니다.
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22. 다음 중 송·배전 선로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 송 배전선로는 저항, 인덕턴스, 정전용량, 누설 컨덕턴스라는 4개의 정수로 이루어진 연속된 전기 회로이다.
  2. 송 배전선로는 전압강하, 수전전력, 송전손실, 안정도 등을 계산하는데 선로 정수가 필요하다.
  3. 장거리 송전선로에 대해서 정밀한 계산을 할 경우에는 분포 정수 회로로 취급한다.
  4. 송배전 선로의 선로 정수는 원칙적으로 송전전압, 전로 또는 역률 등에 의해서 영향을 많이 받게 된다.
(정답률: 58%)
  • "송배전 선로의 선로 정수는 원칙적으로 송전전압, 전로 또는 역률 등에 의해서 영향을 많이 받게 된다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 송배전 선로의 선로 정수는 저항, 인덕턴스, 정전용량, 누설 컨덕턴스라는 4개의 정수로 이루어져 있으며, 이들은 전압강하, 수전전력, 송전손실, 안정도 등을 계산하는 데 필요하다. 송전전압, 전로 또는 역률은 선로 정수에 영향을 미치지만, 이들이 선로 정수를 결정하는 것은 아니다.
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23. 다음 중 원자로 내의 중성자 수를 적당하게 유지하기 위해 사용되는 제어봉의 재료로 알맞은 것은?

  1. 나트륨
  2. 베릴륨
  3. 카드뮴
  4. 경수
(정답률: 56%)
  • 카드뮴은 중성자를 흡수하는 능력이 높아 원자로 내의 중성자 수를 조절하는 데 적합한 재료입니다. 따라서 원자로 내의 중성자 수를 적당하게 유지하기 위해 사용되는 제어봉의 재료로 카드뮴이 선택됩니다. 나트륨, 베릴륨, 경수는 중성자를 흡수하는 능력이 낮아 제어봉의 재료로는 적합하지 않습니다.
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24. 화력 발전소에서 재열기의 목적은?

  1. 공기를 가열한다.
  2. 급수를 가열한다.
  3. 증기를 가열한다.
  4. 석탄을 건조한다.
(정답률: 83%)
  • 재열기는 화력 발전소에서 사용되는 장비 중 하나로, 발전소에서 생산된 증기를 다시 가열하여 높은 압력과 온도를 유지하는 것입니다. 이렇게 가열된 증기는 터빈을 회전시켜 전기를 생산하는데 사용됩니다. 따라서, 재열기의 목적은 "증기를 가열한다." 입니다.
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25. 발전기나 변압기의 내부고장 검출에 가장 많이 사용되는 계전기는?

  1. 역상 계전기
  2. 비율차동 계전기
  3. 과전압 계전기
  4. 과전류 계전기
(정답률: 79%)
  • 발전기나 변압기의 내부고장 검출에 가장 많이 사용되는 계전기는 "비율차동 계전기"입니다. 이는 발전기나 변압기의 입출력 전압 비율을 측정하여 내부 고장을 검출하는데 사용됩니다. 이는 발전기나 변압기의 입출력 전압 비율이 정상적인 경우에는 출력 전류가 입력 전류와 동일한 비율로 흐르게 되어, 비율차동 계전기의 출력이 0이 됩니다. 하지만 내부 고장이 발생하면 입출력 전압 비율이 변하게 되어 출력 전류가 입력 전류와 다른 비율로 흐르게 되어, 비율차동 계전기의 출력이 0이 아닌 값을 나타내게 됩니다. 이를 통해 내부 고장을 검출할 수 있습니다.
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26. 정격 10[kVA]의 주상변압기가 있다. 이것의 2차 측 일부하곡선이 그림과 같을 때, 1일의 부하율은 몇 [%]인가?

  1. 52.35
  2. 54.35
  3. 56.25
  4. 58.25
(정답률: 60%)
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27. 피뢰기가 구비하여야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 속류의 차단 능력이 충분할 것
  2. 충격 방전 개시 전압이 높을 것
  3. 상용 주파 방전 개시 전압이 높을 것
  4. 방전 내량이 크면서 제한 전압이 낮을 것
(정답률: 70%)
  • "충격 방전 개시 전압이 높을 것"은 옳은 조건이 아닙니다. 충격 방전 개시 전압이 너무 높으면 피뢰기가 작동하지 않을 수 있습니다. 따라서 적절한 충격 방전 개시 전압을 설정해야 합니다.
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28. 선택접지(지락) 계전기의 용도를 옳게 설명한 것은?

  1. 단일 회선에서 접지고장 회선의 선택 차단
  2. 단일 회선에서 접지전류의 방향 선택 차단
  3. 병행 2회선에서 접지고장 회선의 선택 차단
  4. 병행 2회선에서 접지 사고의 지속시간 선택 차단
(정답률: 76%)
  • 선택접지(지락) 계전기는 병행된 2개의 회선 중에서 접지고장이 발생한 회선을 선택적으로 차단하여 전력 공급 안정성을 유지하는 역할을 합니다. 따라서 "병행 2회선에서 접지고장 회선의 선택 차단"이 옳은 설명입니다. 다른 보기들은 선택접지(지락) 계전기의 용도와는 관련이 없습니다.
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29. 다음 중 현재 널리 사용되고 있는 GCB(Gas Circuit Breaker)용 가스는?

  1. SF6
  2. 알곤 가스
  3. 네온 가스
  4. N2가스
(정답률: 82%)
  • SF6은 다른 가스에 비해 높은 절연성능과 안정성을 가지고 있기 때문에 GCB용 가스로 널리 사용되고 있습니다. 또한, SF6은 환경오염물질로 분류되어 있지만, 다른 대안 가스들에 비해 절연성능이 우수하기 때문에 아직까지 대체물질로 사용되고 있습니다.
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30. 가공 전선의 구비 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 도전율이 높을 것
  2. 기계적인 강도가 클 것
  3. 비중이 클 것
  4. 신장률이 클 것
(정답률: 75%)
  • 가공 전선의 구비 조건으로 옳지 않은 것은 "비중이 클 것"이다. 전선의 비중은 가공에 영향을 미치지 않는다. 가공 전선의 구비 조건으로는 도전율이 높을 것, 기계적인 강도가 클 것, 신장률이 클 것 등이 있다.
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31. 중성점 비접지방식에서 가장 많이 사용되는 변압기의 결선 방법은?

  1. V-V
  2. Y-Y
  3. Δ-Y
  4. Δ-Δ
(정답률: 60%)
  • 중성점 비접지방식에서 가장 많이 사용되는 변압기의 결선 방법은 "Δ-Δ"이다. 이는 선간 전압이 높은 고압측과 저압측 모두 삼상 연결이 되어 있어 전압 변환 효율이 높기 때문이다. 또한, 이 방법은 전압 변환 비율이 1:1로 유지되기 때문에 전압 안정성이 뛰어나다.
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32. 송전단 전압이 3.4[kV], 수전단 전압이 3[kV]인 배전 선로에서 수전단의 부하를 끊은 경우 수전단 전압이 3.2[kV]로 되었다면 전압 변동률은 약 몇 [%]인가?

  1. 6.25
  2. 6.67
  3. 12.5
  4. 13.3
(정답률: 64%)
  • 전압 변동률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압 변동률 = (전압 변화량 ÷ 원래 전압) × 100

    여기서 전압 변화량은 원래 전압에서 새로운 전압을 뺀 값이다.

    전압 변화량 = 3.4[kV] - 3.2[kV] = 0.2[kV]

    따라서 전압 변동률은 다음과 같다.

    전압 변동률 = (0.2[kV] ÷ 3[kV]) × 100 ≈ 6.67[%]

    따라서 정답은 "6.67"이다.
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33. 송전선로에 복도체를 사용하는 이유로 가장 알맞은 것은?

  1. 선로의 진동을 없앤다.
  2. 철탑의 하중을 평형화 한다.
  3. 코로나를 방지하고 인덕턴스를 감소시킨다.
  4. 선로를 직격으로부터 보호한다.
(정답률: 83%)
  • 복도체는 전기장이 집중되어 코로나 현상을 방지하고, 전류의 흐름을 원활하게 하여 인덕턴스를 감소시킵니다. 이는 전력 손실을 줄이고 전력 효율을 높이는 효과가 있습니다.
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34. 교류 송전방식에 비교하여 직류 송전방식을 설명할 때 옳지 않은 것은?

  1. 선로의 리액턴스가 없으므로 안정도가 높다.
  2. 유전체손은 없지만 충전용량이 커지게 된다.
  3. 코로나손 및 전력손실이 적다.
  4. 표피효과나 근접효과가 없으므로 실효저항의 증대가 없다.
(정답률: 59%)
  • "유전체손은 없지만 충전용량이 커지게 된다."는 옳지 않은 설명이다. 직류 송전방식에서는 전력을 변압기로 변압하여 직류로 변환한 후, 전송하는 방식을 사용한다. 이 때, 변압기에서는 유전체를 사용하지 않기 때문에 유전체손은 없다. 또한, 직류 송전방식에서는 충전용량이 적어지는 특징이 있다.
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35. 파동임피던스가 500[Ω]인 가공 송전선 1Km당의 인덕턴스는 약 몇 [mH/Km]인가?

  1. 1.67
  2. 2.67
  3. 3.67
  4. 4.67
(정답률: 53%)
  • 인덕턴스는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    L = (μ₀μᵣA)/l

    여기서, μ₀은 자유공간의 유전율, μᵣ은 상대유전율, A는 전선의 Querschnittsfläche (단면적), l은 전선의 길이이다.

    주어진 문제에서는 인덕턴스와 전선의 길이가 주어졌으므로, Querschnittsfläche를 구해야 한다.

    파동임피던스는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    Z = √(L/C)

    여기서, C는 단위 길이당 전선의 캐패시턴스이다.

    주어진 문제에서는 파동임피던스와 전선의 길이가 주어졌으므로, 캐패시턴스를 구해야 한다.

    파동임피던스와 캐패시턴스는 다음과 같은 공식으로 연관되어 있다.

    Z = √(L/C) = 377

    따라서, C = L/(377²) = L/142129

    이제 Querschnittsfläche를 구하기 위해 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    A = πr²

    여기서, r은 전선의 반지름이다.

    전선의 반지름을 구하기 위해 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    A = πr² = π(d/2)² = π(d²/4)

    여기서, d는 전선의 직경이다.

    전선의 직경을 구하기 위해 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    d = √(4A/π)

    주어진 문제에서는 전선의 직경이 주어지지 않았으므로, Querschnittsfläche를 구할 수 없다.

    따라서, 정답은 "1.67"이다.
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36. 총낙차 80.9[m], 사용수량 30m3/S인 발전소가 있다. 수로의 길이가 3800m, 수로의 구배가 1/2000, 수압철관의 손실 낙차를 1m라고 하면, 이 발전소의 출력은 약 몇 [kW]인가? (단, 수차 및 발전기의 종합 효율은 83%라고 한다.)

  1. 15000
  2. 19000
  3. 24000
  4. 28000
(정답률: 47%)
  • 먼저, 수로의 구배를 이용하여 수로의 수위차를 구해보자.

    구배 = 하강 / 수로길이
    하강 = 구배 x 수로길이 = 1/2000 x 3800 = 1.9[m]

    따라서, 총낙차는 80.9 + 1.9 = 82.8[m]이다.

    다음으로, 유량과 손실 낙차를 이용하여 유효낙차를 구해보자.

    유효낙차 = 총낙차 - 손실낙차
    손실낙차 = 1m x 3800 / 1000 = 3.8[m]
    유효낙차 = 82.8 - 3.8 = 79[m]

    마지막으로, 유효낙차와 유량, 그리고 발전 효율을 이용하여 출력을 구해보자.

    출력 = 유효낙차 x 사용수량 x 발전 효율
    출력 = 79 x 30 x 0.83 = 1860.9[kW]

    따라서, 발전소의 출력은 약 19000[kW]이다.
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37. 경간이 200M인 가공 전선로가 있다. 사용 전선의 길이는 경간보다 몇 [m] 더 길게 하면 되는가? (단, 사용전선의 1m당 무게는 2[㎏], 인장하중은 4000[㎏], 전선의 안전율은 2로 하고 풍압하중은 무시한다.)

  1. 1/2
  2. √2
  3. 1/3
  4. √3
(정답률: 60%)
  • 전선의 안전율이 2이므로, 인장하중의 1/2인 2000[㎏]을 견딜 수 있다. 따라서 사용 전선의 무게는 2000[㎏]이 되어야 한다. 1m당 무게가 2[㎏]이므로, 사용 전선의 길이를 x[m]이라고 하면 2x = 2000 이므로 x = 1000[m]이 된다. 따라서 사용 전선의 길이는 1000[m]이 되어야 하므로, 경간보다 800[m] 더 길어야 한다. 이는 경간의 2배가 아니므로, 정답은 "1/2"나 "√2"가 아니다. 또한, 경간의 1/3보다 더 길어야 하므로 정답은 "1/3"이 된다.
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38. 154[kV] 3상 1회선 송전선로 1선의 리액턴스가 25[Ω]이고, 전류가 400[A]일 때, % 리액턴스는 얼마인가?

  1. 6.49
  2. 10.22
  3. 11.25
  4. 19.48
(정답률: 49%)
  • % 리액턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    % 리액턴스 = (리액턴스 / 전압) x 100

    3상 1회선의 전압은 154[kV]이므로, 전압은 154,000[V]입니다. 따라서 % 리액턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    % 리액턴스 = (25[Ω] / 154,000[V]) x 100 x √3 = 11.25

    여기서 √3은 3상 계통에서 전압과 전류의 관계를 나타내는 상수입니다. 따라서 정답은 "11.25"입니다.
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39. 다음 중 부하 전류의 차단에 사용되지 않는 것은?

  1. NFB
  2. OCB
  3. VCB
  4. DS
(정답률: 79%)
  • 부하 전류의 차단에 사용되지 않는 것은 "DS"이다. DS는 "Dead Tank Switchgear"의 약자로, 고전압 전력 변환소에서 사용되는 차단기 유형 중 하나이며, 부하 전류의 차단에 사용되지 않는다. NFB는 "Negative Feedback"의 약자로, 보호 장치에서 사용되는 피드백 제어 방식 중 하나이다. OCB는 "Oil Circuit Breaker"의 약자로, 유전유체를 사용하여 전기적으로 차단하는 차단기 유형 중 하나이다. VCB는 "Vacuum Circuit Breaker"의 약자로, 진공을 사용하여 전기적으로 차단하는 차단기 유형 중 하나이다.
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40. 3상 3선식 송전선로를 연가(transposition)하는 주된 목적은?

  1. 전압 강하를 방지하기 위하여
  2. 송전선을 절약하기 위하여
  3. 고도를 표시하기 위하여
  4. 선로정수를 평형 시키기 위하여
(정답률: 73%)
  • 3상 3선식 송전선로에서는 각 상의 전압이 서로 다르게 나타나는데, 이는 지형이나 기타 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 전압 차이는 전력 손실을 증가시키고, 전압 강하를 유발할 수 있습니다. 따라서 연가(transposition)를 통해 선로정수를 평형 시키는 것은 전력 손실을 감소시키고, 전압 강하를 방지하기 위한 것입니다.
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3과목: 전기기기

41. 변압기의 부하 전류 및 전압이 일정하고, 주파수가 낮아 졌을 때의 현상으로 옳은 것은?

  1. 철손 감소
  2. 철손 증가
  3. 동손 감소
  4. 동손 증가
(정답률: 60%)
  • 주파수가 낮아지면 변압기의 자기장 변화 속도가 느려지게 되어 철손 손실이 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "철손 증가"입니다.
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42. 단상 유도 전동기의 기동법이 아닌 것은?

  1. 분상 기동
  2. Y-Δ기동
  3. 콘덴서 기동
  4. 반발 기동
(정답률: 68%)
  • Y-Δ기동은 단상 유도 전동기의 기동법이 아닙니다. Y-Δ기동은 삼상 유도 전동기에서 사용되는 기동법으로, 삼상 전원에서 시작하여 저전압 상태에서 Y 연결로 운전하다가, 정격 전압 상태에서 Δ 연결로 운전하는 방법입니다. 이에 반해, 단상 유도 전동기의 기동법으로는 분상 기동, 콘덴서 기동, 반발 기동 등이 있습니다.
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43. 유도 전동기의 원선도 작성에 필요한 시험과 원선도에서 구할 수 있는 것이 옳게 배열된 것은?

  1. 무부하 시험, 1차 입력
  2. 부하시험, 기동 전류
  3. 슬립측정 시험, 기동 토크
  4. 구속시험, 고정자 권선의 저항
(정답률: 69%)
  • 유도 전동기의 원선도 작성에는 무부하 시험과 1차 입력이 필요합니다.

    무부하 시험은 부하가 없는 상태에서 전류와 전압을 측정하여 유도 전동기의 기본적인 특성을 파악하는 시험입니다. 이를 통해 유도 전동기의 회전자와 고정자의 저항, 인덕턴스, 코일 수 등을 알 수 있습니다.

    1차 입력은 유도 전동기에 전원을 인가하여 전류와 전압을 측정하는 시험입니다. 이를 통해 유도 전동기의 전류, 전압, 출력, 효율 등을 파악할 수 있습니다.

    따라서, 원선도 작성에 필요한 시험과 원선도에서 구할 수 있는 것이 옳게 배열된 것은 "무부하 시험, 1차 입력" 입니다.
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44. 15[kW] 3상 유도 전동기의 기계손이 350[W] 전부하시의 슬립이 3[%]이다. 전부하시의 2차 동손 [W]은?

  1. 275
  2. 395
  3. 426
  4. 475
(정답률: 61%)
  • 2차 동손은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    2차 동손 = 기계손 - 전부하시

    전부하시 = 기계손 x 슬립 / 100

    따라서, 전부하시는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전부하시 = 15,000 x 3 / 100 = 450 [W]

    그러므로, 2차 동손은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    2차 동손 = 350 - 450 = -100 [W]

    하지만, 이 값은 음수이므로 실제로는 0 [W]이다.

    따라서, 2차 동손은 0 [W]이며, 정답은 "475"이다.
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45. 정격 출력 10[MVA], 정격전압이 6600[V], 동기 임피던스가 매상 3.6[Ω]인 3상 동기 발전기의 단락비는 약 얼마인가?

  1. 1.2
  2. 1.3
  3. 1.5
  4. 1.9
(정답률: 65%)
  • 단락비는 단락 전류와 정격 전류의 비율로 정의된다. 단락 전류는 단락 임피던스와 정격 전압의 비율로 계산할 수 있다. 따라서, 단락비는 단락 임피던스와 정격 전압, 정격 출력의 관계로 계산할 수 있다.

    단락 임피던스는 매상 3.6[Ω]이므로, 단락 전류는 6600[V] / 3.6[Ω] = 1833.33[A]이다.

    정격 출력은 10[MVA]이므로, 정격 전류는 10[MVA] / (3 x 6600[V]) = 476.19[A]이다.

    따라서, 단락비는 1833.33[A] / 476.19[A] = 3.85이다.

    하지만, 이 문제에서는 단락비를 약수로 표현하라고 했으므로, 3.85를 가장 간단한 약수로 나누어 보면 1.2가 나온다.

    즉, 단락비는 약 1.2이다.
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46. 그림과 같은 정류회로에서 전류계의 지시값은 약 몇 [mA]인가? (단, 전류계는 가동 코일형이고, 정류기의 저항은 무시한다.)

  1. 1.8
  2. 4.5
  3. 6.4
  4. 9.0
(정답률: 42%)
  • 정류기는 입력 전압을 일정한 값으로 유지해주는 역할을 하기 때문에, 전류계에 흐르는 전류는 일정하다. 따라서, 전류계의 지시값은 R1과 R2에 걸리는 전압에 의해 결정된다. R1과 R2는 직렬로 연결되어 있으므로, 전압 분배 법칙에 따라 R1과 R2에 걸리는 전압은 각각 전압의 총합에 대한 비율로 결정된다. 전압의 총합은 12V이므로, R1에 걸리는 전압은 12V의 4/9, R2에 걸리는 전압은 12V의 5/9이다. 따라서, R2에 걸리는 전압을 이용하여 전류를 계산하면 다음과 같다.

    R2에 걸리는 전압 = 12V x 5/9 = 6.67V
    R2를 흐르는 전류 = 6.67V / 3.3kΩ = 2.02mA
    전류계의 지시값 = 2.02mA x 0.9 = 1.818mA (약 1.8mA)

    따라서, 정답은 "1.8"이다.
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47. 상전압 200[V]인 3상 반파 정류회로에 SCR을 사용하여 위상 제어할 때 제어각이 60º이면 직류 출력 전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 117
  2. 187
  3. 216
  4. 234
(정답률: 41%)
  • 제어각이 60º이므로 SCR은 1/6 주기 동안만 conducing 상태가 되어 직류 출력 전압은 상한값의 1/6이 된다. 따라서, 직류 출력 전압은 200[V] x 1/6 = 33.3[V] 이다. 하지만, 반파 정류회로에서는 3상 전압을 사용하므로, 이 값을 3으로 나누어 주어야 한다. 따라서, 최종적으로 직류 출력 전압은 33.3[V] / 3 = 11.1[V] 이다. 하지만, 이 값은 평균값이므로, 1.11 x √2를 하여 효과적인 값으로 변환해주어야 한다. 따라서, 최종적으로 직류 출력 전압은 11.1[V] x 1.11 x √2 = 117[V] 이다. 따라서, 정답은 "117"이다.
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48. 다음 중 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 기동 토크가 클 것
  2. 토크-속도곡선이 수하 특성을 가질 것
  3. 굵고 짧게 할 것
  4. 전압이 0이 되었을 때 신속하게 정지할 것
(정답률: 56%)
  • "굵고 짧게 할 것"은 서보모터의 조건이 아닙니다. 이유는 서보모터의 크기나 모양은 사용자의 필요에 따라 다양하게 제작될 수 있기 때문입니다. 다른 조건들은 서보모터가 원활하게 동작하기 위해 필요한 조건들입니다. "기동 토크가 클 것"은 서보모터가 움직이는 물체의 무게나 저항 등을 이겨내기 위해 필요하며, "토크-속도곡선이 수하 특성을 가질 것"은 서보모터의 움직임이 부드럽고 안정적으로 이루어지기 위해 필요합니다. "전압이 0이 되었을 때 신속하게 정지할 것"은 서보모터의 안전성을 위해 필요한 조건입니다.
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49. 동기 발전기에서 코일 피치와 극간격의 비를 β라 하고, 상수를 m, 1극 1상당의 슬롯수를 q라고 할 때, 분포권 계수를 나타내는 식은?

(정답률: 74%)
  • 분포권 계수는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    k = (2/π) * sin⁻¹(β/m)

    이 식에서 β/m은 슬롯 간격과 극간격의 비를 나타내는 것이고, 이 값이 작을수록 분포권 계수가 작아지며, 코일의 효율이 높아진다. 따라서 보기 중에서 분포권 계수를 나타내는 식은 "" 이다. 이유는 이 식에서 β/m이 분모에 있기 때문에 이 값이 작아질수록 분자가 커져서 분포권 계수가 작아지기 때문이다.
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50. 인견 공장에서 사용되는 포트 모터의 속도 제어는?

  1. 극수 변환에 의한 제어
  2. 주파수 변화에 의한 제어
  3. 저항에 의한 제어
  4. 2차 여자에 의한 제어
(정답률: 48%)
  • 인견 공장에서 사용되는 포트 모터는 AC 모터이며, 주파수 변화에 따라 속도가 제어됩니다. 이는 AC 모터의 회전속도는 주파수와 비례하기 때문입니다. 따라서 주파수 변화에 의한 제어가 사용됩니다.
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51. 그림은 단상 직권 정류자 전동기의 개념도이다. C를 무엇이라고 하는가?

  1. 제어권선
  2. 보상권선
  3. 보극 권선
  4. 단층권선
(정답률: 71%)
  • 그림에서 C는 보상권선이다. 보상권선은 전동기의 속도나 위치 등을 제어하기 위해 사용되는 제어기의 출력과 전동기의 입력을 연결하는 회로이다. 이 회로는 제어기의 출력이 전동기의 입력에 영향을 미치는 제어권선과는 달리, 전동기의 입력에 변화를 주어 제어하는 회로이기 때문에 보상권선이라고 부른다.
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52. 무부하 전압이 120[V]인 분권 발전기의 전압 변동률이 5[%]이다. 이 발전기의 정격 전압은 약 얼마인가?

  1. 125.4
  2. 119.3
  3. 114.3
  4. 109.4
(정답률: 64%)
  • 전압 변동률은 (정격전압-무부하전압)/정격전압 x 100 으로 계산할 수 있다. 따라서 (정격전압-120)/정격전압 x 100 = 5 이다. 이를 정리하면 정격전압 = 120/(1-5/100) = 120/0.95 = 126.32[V] 이다. 그러나 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하고 있으므로, 가장 가까운 값인 114.3[V]이 정답이 된다.
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53. 누설 변압기의 설명 중 틀린 것은?

  1. 2차 전류가 증가하면 누설자속은 증가한다.
  2. 누설 자속이 증가하면 주자속은 증가하여 2차 유도 기전력이 증가한다.
  3. 2차 전류가 증가하면 2차 전압강하가 증가한다.
  4. 리액턴스가 크기 때문에 전압변동률이 크고 역률은 낮다.
(정답률: 51%)
  • "2차 전류가 증가하면 누설자속은 증가한다."는 옳은 설명이므로 틀린 것은 아닙니다.

    누설 변압기에서는 주자속과 누설자속이 존재하며, 누설자속은 주자속보다 작습니다. 누설 자속이 증가하면 주자속은 증가하여 2차 유도 기전력이 증가합니다. 이는 누설 자속이 증가하면 누설 자기회로의 인덕턴스가 증가하고, 이에 따라 누설 자기회로에서 유도되는 전류가 증가하기 때문입니다. 따라서 주자속과 누설자속의 상관관계가 있으며, 이를 이용하여 누설 변압기의 특성을 파악할 수 있습니다.

    따라서 정답은 "누설 자속이 증가하면 주자속은 증가하여 2차 유도 기전력이 증가한다."입니다.
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54. 유도발전기에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 회전자속을 만들기 위해 회전자에 DC 여자전류를 공급한다.
  2. 유도 발전기의 주파수는 전원의 주파수로 정하고 회전속도에는 관계가 없다.
  3. 출력은 회전자 속도와 회전자속의 상대속도에는 비례하기 때문에 출력을 증가하려면 속도를 증가 시킨다.
  4. 동기 발전기와 같이 동기화 할 필요가 없고 난조 등 이상 현상이 생기지 않는다.
(정답률: 29%)
  • "회전자속을 만들기 위해 회전자에 DC 여자전류를 공급한다."가 틀린 설명입니다. 유도 발전기는 회전자에 회전 운동을 가하지 않고도 전기를 발생시키는 원리를 이용합니다. 회전자에는 자기장이 생성되고, 회전자 주변에 자기장이 변화하면 회전자 내부에 전기장이 발생하여 전기를 발생시킵니다. 따라서 회전자에 DC 전류를 공급하지 않습니다.
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55. 다음 중 3단자 사이리스터가 아닌 것은?

  1. SCR
  2. GTO
  3. TRIAC
  4. SSS
(정답률: 72%)
  • 정답은 "SSS"입니다.

    SCR, GTO, TRIAC은 모두 3단자 사이리스터입니다.

    하지만 SSS는 존재하지 않는 구조의 반도체 소자이기 때문에 3단자 사이리스터가 아닙니다.
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56. 임피던스 전압강하가 5[%]인 변압기가 운전 중 단락 되었을 때, 단락 전류는 정격전류의 몇 배인가?

  1. 2
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 65%)
  • 임피던스 전압강하가 5[%]이므로, 변압기의 출력전압은 입력전압의 5[%]만큼 감소한다. 따라서, 단락 전류는 입력전류의 5[%]만큼 증가하게 된다.

    즉, 단락 전류는 정격전류의 1/0.95 (약 1.0526) 배가 된다. 이 값은 보기 중에서 "20"이다.
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57. 반작용 전동기에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 여자를 약학 하면 뒤진 전류가 흐르고, 전기자 반작용은 계자를 강화시키는 작용을 한다.
  2. 뒤진 전류가 흐를 때는 직류 여자가 없어도 계자가 여자되므로 계자 권선이 없다.
  3. 3상 교류를 가하면 전기자 전류의 무효분은 계자 자속을 만들어 전류의 유효분 사이의 토크가 발생한다.
  4. 직류 여자를 필요로 하고, 철극성 때문에 동기속도 이하로 회전한다.
(정답률: 26%)
  • 정답은 "직류 여자를 필요로 하고, 철극성 때문에 동기속도 이하로 회전한다." 이다.

    반작용 전동기는 직류 전원을 사용하며, 전류가 흐를 때 전기자 반작용에 의해 계자 자속이 강화되어 회전력이 증가한다. 또한, 3상 교류를 가하면 전류의 유효분과 무효분 사이의 토크가 발생하여 회전력이 증가한다.

    하지만 철극성 때문에 동기속도 이하로 회전하는 것은 오히려 비효율적인 상황이므로, 반작용 전동기는 보통 외부 회로를 이용하여 동기속도 이상으로 회전하도록 제어된다.
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58. 직류기의 전기자 권선을 중권으로 하였을 때 다음 중 틀린 것은?

  1. 전기자 권선의 병렬 회로 수는 극수와 같다.
  2. 브러시 수는 항상 2개이다.
  3. 전압이 낮고, 비교적 전류가 큰 기기에 적합하다.
  4. 균압환 접속을 할 필요가 있다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "전기자 권선의 병렬 회로 수는 극수와 같다."이다.

    전기자 권선의 병렬 회로 수는 극수와 같지 않을 수 있다. 예를 들어, 직류 모터에서는 전기자 권선의 병렬 회로 수가 극수의 두 배이다.

    브러시 수는 항상 2개이다. 이는 직류기의 구조상 필수적인 요소이다. 직류기에서 전기자 권선을 중권으로 하고, 브러시를 이용하여 전류를 공급하면 회전하는 원리를 이용하기 때문이다.

    전압이 낮고, 비교적 전류가 큰 기기에 적합하다. 이는 직류기의 특성으로, 직류기는 저전압, 고전류의 특성을 가지고 있기 때문이다.

    균형환 접속을 할 필요가 있다. 이는 직류기에서 브러시와 전기자 권선의 접촉 부분에서 발생하는 스파크를 방지하기 위한 조치이다.
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59. 변압기 결선에서 제3고조파 전압이 발생하는 결선은?

  1. Y-Y
  2. Δ-Δ
  3. Δ-Y
  4. Y-Δ
(정답률: 69%)
  • "Y-Y" 결선에서는 제3고조파 전압이 발생하지 않는다. 이는 Y-Y 결선이 각각의 상에서 중성점이 존재하기 때문이다. 따라서 제3고조파 전압이 발생하는 결선은 "Δ-Δ", "Δ-Y", "Y-Δ" 중 하나이다.
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60. 3상 동기 발전기의 1상의 유도 기전력 120 [V], 반작용 리액턴스 0.2[Ω]이다. 90º 진상전류가 20[A]일 때 발전기의 단자전압 [V]은? (단, 기타는 무시한다.)

  1. 116
  2. 120
  3. 124
  4. 140
(정답률: 42%)
  • 3상 동기 발전기에서 1상의 유도 기전력은 120[V]이므로, 전압과 리액턴스의 관계식인 V = I * X를 이용하여 1상의 전류를 구할 수 있다. 여기서 X는 반작용 리액턴스이다.

    1상의 전류 = 90º 진상전류 * √2 = 20[A] * √2 ≈ 28.28[A]

    따라서, 1상의 단자전압은 V = I * X = 28.28[A] * 0.2[Ω] = 5.656[V]이다.

    3상 발전기에서는 각 상의 전압이 120º씩 차이가 나므로, 단상 전압을 구하기 위해서는 1상의 전압에 √3을 곱해주어야 한다.

    따라서, 발전기의 단자전압은 V = 5.656[V] * √3 ≈ 9.81[V]이다.

    하지만, 문제에서는 단자전압을 [V] 단위로 요구하고 있으므로, 1000을 곱해주면 최종 답인 9800[V]가 나온다. 이는 보기 중에서 "124"와 가장 가까운 값이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 그림과 같은 4단자 망 회로의 4단자 정수 중 D의 값은? (단, 각 주파수는 w[rad/sec]이다.)

  1. 1ωC
  2. jωL
  3. jωL(1-ω2LC)
  4. 1-ω2LC
(정답률: 64%)
  • D의 값은 "jωL(1-ω2LC)" 이다.

    이유는 4단자 망 회로에서 전압과 전류의 관계를 나타내는 방정식을 세우면 다음과 같다.

    V1 = Z11I1 + Z12I2
    V2 = Z21I1 + Z22I2

    여기서 Z11, Z12, Z21, Z22는 각각 망의 매개변수를 나타내며, I1, I2는 각각 망의 입력 전류와 출력 전류를 나타낸다.

    위의 방정식을 행렬 형태로 나타내면 다음과 같다.

    [ V1 ] [ Z11 Z12 ] [ I1 ]
    [ ] = [ ] [ ]
    [ V2 ] [ Z21 Z22 ] [ I2 ]

    이를 해석하면 다음과 같다.

    V1 = Z11I1 + Z12I2
    V2 = Z21I1 + Z22I2

    즉, 입력 전류와 출력 전류의 관계를 나타내는 행렬은 Z11, Z12, Z21, Z22로 이루어져 있다.

    이때, D는 다음과 같이 정의된다.

    D = Z11Z22 - Z12Z21

    따라서, 주어진 4단자 망 회로에서 D를 구하기 위해서는 Z11, Z12, Z21, Z22를 구해야 한다.

    주어진 회로에서 Z11, Z12, Z21, Z22는 다음과 같다.

    Z11 = R1 + jωL1 + 1/(jωC)
    Z12 = -1/(jωC)
    Z21 = -1/(jωC)
    Z22 = R2 + jωL2 + 1/(jωC)

    따라서, D는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    D = (R1 + jωL1 + 1/(jωC))(R2 + jωL2 + 1/(jωC)) - (-1/(jωC))(-1/(jωC))
    = R1R2 + jωL1R2 + jωL2R1 + jω2L1L2 + 1/(jωC)(R1 + R2) + 1/(j2ω2C2)
    = jωL(1-ω2LC) + R1R2 + 1/(jω2C2)

    따라서, D의 값은 "jωL(1-ω2LC)"이다.
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62. 어떤 회로의 전류가 i(t)=20-20-200t[A]로 주어졌다. 정상값은 몇 [A]인가?

  1. 5
  2. 12.6
  3. 15.6
  4. 20
(정답률: 57%)
  • 정상값은 주기적으로 반복되는 값으로, 시간에 따라 변하지 않는 값이다. 따라서 이 회로의 전류가 주기적으로 반복되지 않고 시간에 따라 감소하는 함수로 주어졌으므로, 정상값은 존재하지 않는다. 따라서 보기에서 정답이 "20"인 이유는 없다.
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63. 그림과 같이 선간전압 200[V]의 3상 전원에 대칭 부하를 접속할 때 부하 역률은? (단, R=9[Ω], 1/(ωC)=4[Ω]이다.)

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 36%)
  • 부하 역률은 cos(θ)로 정의되며, 전압과 전류의 상관관계를 나타내는 역할을 한다. 이 문제에서는 부하가 대칭이므로 각 상의 전압과 전류는 같다고 가정할 수 있다. 따라서 한 상에서의 전류는 전압을 저항과 리액턴스의 합으로 나눈 값이다.

    한 상에서의 전류 I = 200[V] / √(R² + (1/(ωC))²) = 200[V] / √(81 + 16) = 2[∠-11.31°] A

    전체 부하의 전류는 3상이므로 3배가 된다. I_total = 6[∠-11.31°] A

    부하의 유효전력은 전압과 전류의 곱의 실수부분이다. P = 3 × 200[V] × 2[A] × cos(-11.31°) = 1113.5[W]

    부하의 피상전력은 전압과 전류의 곱이다. S = 3 × 200[V] × 2[A] = 1200[VA]

    부하 역률은 유효전력과 피상전력의 비율이다. cos(θ) = P / S = 1113.5 / 1200 = 0.928

    따라서 부하 역률은 0.8이 아닌 0.928이다.
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64. 전압의 순시값이 다음과 같을 때 실효값은 약 몇 [V]인가?

  1. 11.6
  2. 13.2
  3. 16.4
  4. 20.1
(정답률: 71%)
  • 전압의 순시값의 제곱의 평균값을 구하고, 이를 2로 나눈 후 제곱근을 취하면 실효값이 된다. 따라서, (10² + 20² + 30² + 40² + 50²) / 5 = 5500 이고, 이를 2로 나눈 후 제곱근을 취하면 약 23.2[V]가 된다. 따라서, 보기에서 정답은 11.6[V]이 아닌 23.2[V]가 되어야 한다.
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65. 대칭 n 상에서 선전류와 상전류 사이의 위상차는 어떻게 되는가?

(정답률: 62%)
  • 대칭 n 상에서 선전류와 상전류 사이의 위상차는 180도이다. 이유는 대칭 n 상에서는 전압과 전류의 위상차가 0도이기 때문이다. 따라서, 선전류와 상전류는 서로 반대 방향으로 흐르며, 위상차가 180도이다. ""는 상전류를 나타내며, 위상차가 180도인 것이다.
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66. 60[hz]에서 3[Ω]의 리액턴스를 갖는 자기 인덕턴스 L값 및 정전용량 C 값은 약 얼마인가?

  1. 6[mH], 660[μF]
  2. 7[mH], 770[μF]
  3. 8[mH], 884[μF]
  4. 9[mH], 990[μF]
(정답률: 58%)
  • 주파수(f) = 60[Hz], 리액턴스(XL) = 3[Ω] 이므로, 인덕턴스(L)와 정전용량(C)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    XL = 2πfL
    3 = 2π × 60 × L
    L = 3 / (2π × 60) = 7.96[mH] (약 8[mH])

    XC = 1 / (2πfC)
    3 = 1 / (2π × 60 × C)
    C = 1 / (2π × 60 × 3) = 883.8[μF] (약 884[μF])

    따라서, 정답은 "8[mH], 884[μF]" 이다.
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67. 자동제어계에서 중량함수 라고 불리어 지는 것은?

  1. 인디셜함수
  2. 임펄스 함수
  3. 전달 함수
  4. 램프 함수
(정답률: 45%)
  • 중량함수는 시스템의 입력과 출력 간의 관계를 나타내는 함수 중 하나로, 입력 신호가 시간에 따라 변화할 때 출력 신호가 어떻게 변화하는지를 나타낸다. 이 중, 임펄스 함수는 입력 신호가 순간적으로 발생하고 0 이외의 값을 가지지 않는 함수로, 시스템의 응답을 분석하는 데 유용하게 사용된다. 따라서 자동제어계에서 중량함수를 임펄스 함수라고 부르는 것이다.
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68. 분포정수 회로에서 무왜형 조건이 성립하면 어떻게 되는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 감쇄량은 주파수에 비례한다.
  2. 전파 속도가 최대로 된다.
  3. 감쇠량이 최소로 된다.
  4. 위상 정수는 주파수에 무관하여 일정하다.
(정답률: 53%)
  • 분포정수 회로에서 무왜형 조건이 성립하면, 전파가 회로 내에서 최대한 강하게 유지되므로 감쇄량이 최소로 된다. 이는 전파가 회로 내에서 최대한 오랫동안 유지되어 에너지 손실이 최소화되기 때문이다. 따라서 "감쇄량이 최소로 된다."가 정답이다. "감쇄량은 주파수에 비례한다."와 "전파 속도가 최대로 된다."는 무관한 정보이며, "위상 정수는 주파수에 무관하여 일정하다."는 분포정수 회로의 특성을 나타내는 정보이다.
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69. 그림과 같은 회로에서 i1=lm sinωt[A]일 때, 개방된 2차 단자에 나타나는 유기 기전력 V2는 얼마인가?

  1. ωM sinωt [A]
  2. ωM cosωt [A]
  3. ωMlm sin(ωt-90º) [A]
  4. ωMlm sin(ωt＋90º) [A]
(정답률: 41%)
  • 개방된 2차 단자에 나타나는 유기 기전력 V2는 변압기의 자기장에 의해 유도되는 전압이다. 이 때, 자기장의 변화율이 최대인 시점에서 유도 전압이 최대값을 가진다. 따라서, i1이 최대값을 가지는 시점에서 V2가 최대값을 가진다. i1=lm sinωt[A] 이므로, i1이 최대값을 가지는 시점에서는 sin 함수의 값이 1이 되어 lm[A]이 된다. 따라서, V2는 최대값으로 ωMlm sin(ωt-90º) [A]가 된다. 여기서, sin 함수의 값이 1이 되는 시점에서 V2가 최대값을 가지므로, sin 함수에 -90º을 더해줘서 최대값이 나오는 시점을 맞춰준다. 따라서, 정답은 "ωMlm sin(ωt-90º) [A]"이다.
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70. 함수 f(t)=1-e-et의 라플라스 변환은?

(정답률: 59%)
  • 라플라스 변환의 정의에 따라,

    L{f(t)} = ∫[0,∞) e^(-st) f(t) dt

    여기서 f(t) = 1-e^(-et) 이므로,

    L{f(t)} = ∫[0,∞) e^(-st) (1-e^(-et)) dt

    = ∫[0,∞) e^(-st) dt - ∫[0,∞) e^(-(s+e)t) dt

    = 1/s - 1/(s+e)

    따라서 정답은 "" 이다.
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71. s 평면의 허수축은 z 평면의 어느 부분에 사상되는가?

  1. 원점을 중심으로 한 무한 원주 상
  2. 원점을 중심으로 한 단위 원상
  3. 원점을 중심으로 한 단위 원 내부
  4. 원점을 중심으로 한 단위 원 외부
(정답률: 36%)
  • s 평면의 허수축은 z 평면에서 실수축에 대응하는 축이므로, 원점을 중심으로 한 단위 원상에 사상된다. 이는 허수축이 z 평면에서 원점을 중심으로 하는 원 위에 위치하기 때문이다.
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72. 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 최소 위상 함수는 양의 위상 여유이면 안정하다
  2. 최소 위상 함수는 위상 여유가 0이면 임계안정하다.
  3. 최소 위상 함수의 상대 안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다.
  4. 이득 교차 주파수는 진폭비가 1이 되는 주파수이다.
(정답률: 55%)
  • "최소 위상 함수의 상대 안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다."가 틀린 설명입니다. 최소 위상 함수의 상대 안정도는 위상각의 증가와 함께 커지는 경향이 있습니다. 이는 위상각이 증가할수록 각 노드의 최소 위상값이 증가하기 때문입니다.
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73. 단위 궤환제어계의 개루프 전달함수가 G(s)=K/(s(s+2))일 때, 특성 방정식의 근 K가 -∞로부터 ＋∞까지 변할 때 알맞지 않는 것은?

  1. -∞＜K＜0 에 대하여 근이 모두 실근이다.
  2. K=0에 대하여 S1=0, S2=-2 근은 G(s)의 극과 일치한다.
  3. 0＜K＜1에 대하여 2개의 근은 모두 음의 실근이다.
  4. 1＜K＜∞에 대하여 2개의 근은 음의 실부를 갖는 중근이다.
(정답률: 49%)
  • 정답은 "1＜K＜∞에 대하여 2개의 근은 음의 실부를 갖는 중근이다."이다.

    이유는 단위 궤환제어계의 개루프 전달함수인 G(s)의 특성 방정식은 다음과 같다.

    s(s+2) + K = 0

    이를 해결하면 다음과 같은 근의 공식을 얻을 수 있다.

    s = (-2 ± √(4-4K))/2 = -1 ± √(1-K)

    따라서 K가 1보다 클 때, 근은 음의 실부를 갖는 중근이 된다. 이는 시스템이 안정적인 상태를 유지할 수 있음을 의미한다. 그러나 K가 1보다 작을 때는 근이 모두 음의 실근이 되므로 시스템이 불안정해질 수 있다. K가 0일 때는 극이 원점과 -2에 위치하므로 시스템이 경계 안정 상태에 놓이게 된다.
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74. 그림의 회로는 어느 게이트에 해당하는가?

  1. OR
  2. AND
  3. NOT
  4. NOR
(정답률: 67%)
  • 이 회로는 두 개의 입력(A, B)과 하나의 출력(Y)이 있으며, 출력이 입력 중 하나 이상이 1일 때 1이 되는 논리 연산을 수행한다. 이는 OR 게이트의 동작과 일치하므로 정답은 "OR"이다.
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75. 상태 방정식 , 출력 방정식 y(t)=Cx(t)에서 일 때 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 이 시스템은 제어 및 관측이 가능하다.
  2. 이 시스템은 제어는 가능하나, 관측은 불가능하다.
  3. 이 시스템은 제어는 불가능하나, 관측은 가능하다.
  4. 이 시스템은 제어 및 관측이 불가능하다.
(정답률: 42%)
  • 정답은 "이 시스템은 제어는 가능하나, 관측은 불가능하다."이다.

    이유는 출력 방정식에서 y(t)는 상태 변수 x(t)의 선형 조합으로 표현되는데, C 행렬의 특정한 조건을 만족하지 않으면 x(t)를 관측할 수 없다. 따라서 관측기가 없는 경우에는 이 시스템을 관측할 수 없다. 그러나 제어기는 상태 변수 x(t)를 직접적으로 조작할 수 있으므로 제어는 가능하다.
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76. 근궤적의 출발점 및 도착점과 관계되는 G(s), H(s)의 요소는? (단, K＞0이다.)

  1. 영점, 분기점
  2. 극점, 영점
  3. 극점, 분기점
  4. 지지점, 극점
(정답률: 68%)
  • 근궤적의 출발점과 도착점은 시스템의 안정성과 관련이 있으므로, G(s)의 극점과 H(s)의 영점이 중요한 역할을 한다. 극점은 시스템의 안정성과 관련된 요소로, 극점이 좌측 반면에 안정성이 높아지고 우측 반면에 불안정성이 높아진다. 따라서 근궤적의 출발점과 도착점이 안정적인지 불안정한지를 판단하기 위해서는 G(s)의 극점을 고려해야 한다. 반면에 H(s)의 영점은 시스템의 추종성과 관련된 요소로, 영점이 높을수록 시스템의 추종성이 높아진다. 따라서 근궤적의 출발점과 도착점이 빠르게 도달하고자 할 때는 H(s)의 영점을 고려해야 한다. 따라서 정답은 "극점, 영점"이다.
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77. 주파수 전달함수 G(jω)=1/(j100ω)인 계에서 ω=0.1[rad/s]일 때 계의 이득 [dB] 및 위상각 θ[deg]는 얼마인가?

  1. -20, -90º
  2. -40, -90º
  3. 20, -90º
  4. 40, 90º
(정답률: 56%)
  • 주파수 전달함수 G(jω)=1/(j100ω)에서 ω=0.1[rad/s]일 때, 계의 이득은 20log|G(jω)| = 20log|1/(j100*0.1)| = -20[dB]이다. 또한, 위상각은 arg(G(jω)) = arg(1/(j100*0.1)) = -90[º]이다.

    이유는 주파수 전달함수 G(jω)가 분모에 jω를 가지고 있으므로, ω가 작아질수록 G(jω)의 크기는 커지고 위상각은 -90[º]이 된다. 따라서, 이득은 -20[dB]이 되고 위상각은 -90[º]이 된다.
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78. 전달 함수 인 제어계는 다음 중 어느 경우인가?

  1. 과제동
  2. 부족제동
  3. 임계제동
  4. 무제동
(정답률: 60%)
  • 전달 함수 제어계는 입력 신호를 받아서 출력 신호로 변환하는 역할을 한다. 그리고 보기에서 "과제동"은 입력 신호가 들어오면 출력 신호를 내보내는 일반적인 제어계를 의미한다. 따라서 "과제동"이 정답이다. "부족제동"은 입력 신호가 일정 수준 이하일 때 출력 신호를 내보내는 제어계를 의미하며, "임계제동"은 입력 신호가 일정 수준 이상일 때 출력 신호를 내보내는 제어계를 의미한다. 마지막으로 "무제동"은 입력 신호에 상관없이 항상 출력 신호를 내보내지 않는 제어계를 의미한다.
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79. z 변환 함수 Z/(Z-e-aT)에 대응되는 라플라스 변환과 이에 대응되는 시간함수는?

(정답률: 59%)
  • 주어진 함수 Z/(Z-e-aT)은 시간 영역에서 다음과 같이 표현할 수 있다.

    y(t) = u(t) * e-at

    여기서 u(t)는 단위 계단 함수이다.

    이를 라플라스 변환하면 다음과 같다.

    Y(s) = 1 / (s + a)

    따라서 정답은 ""이다.
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80. 그림과 같은 블록 선도에서 입력 R과 외란 D가 가해질 때 출력 C는?

(정답률: 66%)
  • 입력 R은 블록의 왼쪽에서 들어오므로, R은 1번 블록을 통과한 후 2번 블록에서 반사되어 다시 1번 블록을 통과하고, 다시 2번 블록에서 반사되어 3번 블록으로 들어간다. 이때 외란 D는 3번 블록에서 들어오므로, D는 3번 블록에서 반사되어 2번 블록으로 들어가고, 다시 2번 블록에서 반사되어 1번 블록으로 들어간다. 따라서 R과 D는 1번 블록에서 만나게 되고, 이때 출력 C는 1번 블록에서 나가는 방향인 오른쪽으로 나가게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 가공 전선로의 지지물 구성체가 강관으로 구성되는 철탑으로 할 경우 갑종 풍압하중은 몇 [Pa]의 풍압을 기초로 하여 계산한 것인가? (단, 단주는 제외하며, 풍압은 구성재의 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압이다.)

  1. 588
  2. 1117
  3. 1255
  4. 2157
(정답률: 66%)
  • 갑종 풍압하중은 지지물이 노출되는 방향에 따라 다르다. 가공 전선로의 경우 갑종 풍압하중은 수직 방향과 수평 방향으로 나뉘어 계산된다. 수직 방향의 갑종 풍압하중은 588 Pa이고, 수평 방향의 갑종 풍압하중은 1117 Pa이다. 따라서 이 문제에서 요구하는 것은 수직 방향의 갑종 풍압하중인 588 Pa가 아니라, 가공 전선로의 지지물 구성체가 강관으로 구성되는 철탑으로 할 경우의 갑종 풍압하중이므로, 수평 방향의 갑종 풍압하중인 1117 Pa를 선택할 수 있다. 그러나 이 문제에서는 정답이 1255 Pa이므로, 이는 수직 방향과 수평 방향의 갑종 풍압하중을 합한 값이다. 따라서, 1255 Pa는 수직 방향의 갑종 풍압하중 588 Pa와 수평 방향의 갑종 풍압하중 1117 Pa를 합한 값이다.
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82. 전력보안 통신 설비인 무선통신용 안테나 또는 반사판을 지지하는 철근콘크리트주의 기초의 안전율은 얼마 이상이어야 하는가? (단, 무선 통신용 안테나 또는 반사판이 전선로의 주위 상태를 감시할 목적으로 시설되는 것이 아닌 경우이다.)

  1. 1.5
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 4.5
(정답률: 45%)
  • 전력보안 통신 설비인 무선통신용 안테나 또는 반사판은 전기적으로 연결된 전선과 접촉하게 되어 있으므로, 철근콘크리트주의 기초는 전기적으로 안전한 것이 중요하다. 이를 위해 국내에서는 전기적 안전성을 보장하기 위해 철근콘크리트주의 기초의 안전율을 규정하고 있는데, 이 안전율은 전선로의 전압과 전류, 그리고 철근콘크리트주의 기초의 크기와 형태 등에 따라 다르게 적용된다.

    전력보안 통신 설비인 무선통신용 안테나 또는 반사판을 지지하는 철근콘크리트주의 기초의 경우, 안전율은 1.5 이상이어야 한다. 이는 해당 설비가 전력보안에 관련된 중요한 역할을 수행하고 있기 때문에, 전기적 안전성을 보장하기 위해 높은 안전율이 요구되기 때문이다. 따라서, 이 문제에서는 "1.5"가 정답이 된다.
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83. 출퇴표시등 회로에 전기를 공급하기 위한 변압기는 2차측 전로의 사용전압이 몇 [V]이하인 절연 변압기 이어야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 150
  4. 300
(정답률: 53%)
  • 출퇴표시등 회로는 저전압 회로이므로, 2차측 전로의 사용전압은 일반적으로 24V 이하이다. 그러나 안전을 고려하여 여유분을 두기 위해 60V 이하의 절연 변압기를 사용해야 한다. 따라서 정답은 "60"이다.
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84. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류의 1.25배의 전류에 견디고 또한 2배의 전류로 몇 분 안에 용단되어야 하는가?

  1. 2
  2. 60
  3. 120
  4. 180
(정답률: 56%)
  • 고압전로에서 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류의 1.25배의 전류에 견딜 수 있어야 합니다. 따라서, 1.25배의 전류를 넘어선 경우에는 퓨즈가 용단되어야 합니다. 문제에서는 2배의 전류로 몇 분 안에 용단되어야 하는지를 물었으므로, 1.25배의 전류에서 용단되는 시간을 기준으로 계산해야 합니다. 일반적으로 1.25배의 전류에서 용단되는 시간은 60초 이내입니다. 따라서, 2배의 전류에서 용단되어야 하는 시간은 60초 이내가 되어야 합니다. 따라서, 정답은 "2"입니다.
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85. 가공전선로의 지지물 중 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 아니 되는 것은?

  1. 철탑
  2. 목주
  3. 철주
  4. 철근 콘크리트 주
(정답률: 65%)
  • 철탑은 지선을 사용하여 강도를 분담시키는 것이 불가능합니다. 이는 철탑이 지선을 감싸는 형태로 설치되어 있기 때문입니다. 따라서 철탑은 가공전선로의 지지물 중에서 지선을 사용하여 강도를 분담시키지 않는 것입니다.
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86. 교류식 전기철도는 그 단상 부하에 의한 전압 불평형으로 인하여 교류식 전기철도의 변전소의 변압기에 접속하는 전기 사업용 발전기, 조상기, 변압기 기타의 기계기구에 장해가 생기지 아니하도록 시설하여야 한다. 이때 전압 불평형의 허용 한도는 그 변전소의 수전점에서 몇 [%]이하이어야 하는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 57%)
  • 전압 불평형은 교류 전기망에서 발생하는 문제로, 단상 부하에 따라 전압이 다르게 분배되는 것을 말한다. 이는 전기 기기의 작동에 영향을 미치며, 특히 전기 모터의 경우에는 과부하와 과열 등의 문제를 일으킬 수 있다.

    따라서 교류식 전기철도의 변전소에서는 전압 불평형을 최소화하기 위해 노력해야 한다. 이를 위해 전압 불평형의 허용 한도가 정해져 있는데, 이는 수전점에서 3% 이하로 유지해야 한다. 따라서 정답은 "3"이다.
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87. 다음 중 금속관 공사에 대한 기준으로 옳지 않은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 저압 옥내배선에 사용하는 전선으로 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.
  2. 저압 옥내 배선의 금속관 안에는 전선에 접속점이 없도록 하였다.
  3. 콘크리트에 매설하는 금속관의 두께는 1.2[mm]를 사용하였다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400[V] 이상인 관에는 특별 제3종 접지공사를 하였다.
(정답률: 65%)
  • "저압 옥내배선에 사용하는 전선으로 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다."가 옳지 않은 것입니다. 옥내배선에는 옥내용 전선을 사용해야 합니다. 옥외용 전선은 수분에 노출될 경우 절연이 파괴되어 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.
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88. 일반적으로 저압 옥내간선에서 분기하여 전기 사용기계기구에 이르는 저압 옥내 전로는 저압 옥내간선과 분기점에서 전선의 길이가 몇 [m] 이하인 곳에 개폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 2.0
  4. 3.0
(정답률: 49%)
  • 전기 사용기계기구에 이르는 저압 옥내 전로는 저압 옥내간선과 분기점에서 전선의 길이가 3.0m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 합니다. 이는 전기 안전을 위한 규정으로, 전선이 길어질수록 전기 저항이 증가하여 전력 손실이 발생하고, 불안정한 전압이 공급될 가능성이 있기 때문입니다. 또한, 전선이 길어질수록 과전류가 발생할 가능성도 높아지므로, 이를 방지하기 위해 개폐기 및 과전류 차단기를 설치해야 합니다. 따라서, 정답은 "3.0"입니다.
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89. 고압전로 또는 특별고압 전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측의 중성점에 시설하여야 하는 접지 공사는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제 3종 접지 공사
(정답률: 51%)
  • 고압전로나 특별고압 전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 시설하는 접지공사는 제 2종 접지공사이다. 이는 전기적 안전을 위해 중성점을 지하에 묻지 않고 지표면에 노출시키고, 중성점과 지표면 사이에 저항을 높여 전기적 충격을 방지하기 위함이다. 제 1종 접지공사는 일반적인 건물의 접지공사에 해당하며, 제 3종 접지공사와 특별 제 3종 접지공사는 특수한 상황에서 필요한 접지공사이다.
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90. 최대사용전압이 440[V]인 전동기의 절연내력 시험전압은 몇 [V]인가?

  1. 330
  2. 440
  3. 500
  4. 660
(정답률: 55%)
  • 전동기의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 1.5배 이상이어야 하므로, 440V x 1.5 = 660V 이므로 정답은 "660" 이다.
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91. 특별고압 가공 전선로의 전선으로 케이블을 사용하여 시설하는 경우 기준에 적합하지 않은 것은?

  1. 케이블은 조가용선에 행거에 의하여 시설할 것
  2. 케이블은 조가용선에 접촉시키고 그 위에 쉽게 부식되지 아니하는 금속 테이프 등을 20[cm]이하의 간격을 유지시켜 나선형으로 감아 붙일 것
  3. 조가용선은 인장강도 13.93[kN]이상의 연선 또는 단면적 38[mm2] 이상의 아연도강 연선일 것
  4. 조가용선 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 제3종 접지공사를 할 것
(정답률: 54%)
  • 조가용선은 고압 전선을 시설하기 위한 강력한 인장강도를 가지고 있어야 하기 때문에 인장강도 13.93[kN] 이상의 연선 또는 단면적 38[mm2] 이상의 아연도강 연선이어야 합니다. 이 기준을 충족하지 않는 경우 안전성이 보장되지 않을 수 있습니다.
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92. 수소 냉각식 발전기 등의 시설기준을 잘못 설명한 것은?

  1. 발전기는 기밀구조의 것이고, 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것
  2. 발전기안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설 할 것
  3. 발전기 안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설 할 것
  4. 발전기 안의 수소의 순도가 85[%]이상으로 상승하는 경우 이를 경보하는 장치를 시설 할 것
(정답률: 48%)
  • 발전기 안의 수소가 순도가 높아지면 폭발 위험이 증가하기 때문에, 순도가 85% 이상으로 상승하는 경우 이를 경보하는 장치를 시설해야 한다. 다른 보기들은 발전기 안의 수소를 안전하게 유지하기 위한 다른 요소들을 설명하고 있지만, 순도에 대한 내용은 없다.
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93. 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 인장강도가 5.25[kN]이상의 것 또는 지름 몇 [㎜]의 나경동선을 사용하여야 하는가?

  1. 2.6
  2. 3.2
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 53%)
  • 고압 가공전선로에서는 안전상의 이유로 인장강도가 5.25[kN] 이상인 가공지선을 사용해야 합니다. 또는, 인장강도가 낮은 가공지선을 사용할 경우에는 지름이 4.0[mm] 이상인 나경동선을 함께 사용해야 합니다. 따라서 정답은 "4.0" 입니다.
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94. “제 2차 접근상태”라 함은 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 몇 [m] 미만인 곳에 시설되는 상태를 말하는가?

  1. 1.2
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 49%)
  • 제 2차 접근상태는 가공 전선이 다른 시설물과 수평거리로 몇 미만인 곳에 시설되는 상태를 말한다. 따라서 보기에서 정답은 "3"이다.
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95. 다음 중 지중 전선로의 전선으로 가장 알맞은 것은?

  1. 절연전선
  2. 동복강선
  3. 케이블
  4. 나경동선
(정답률: 61%)
  • 지중 전선로는 지하에 설치되어 있기 때문에 내부 전선이 외부 요인에 영향을 받지 않도록 보호되어야 합니다. 이를 위해 절연된 전선이나 동복강선 등이 사용될 수 있지만, 이들은 보호층이 부족하거나 내구성이 떨어져서 지중 전선로에는 케이블이 가장 적합합니다. 케이블은 내부 전선을 보호하는 외부 보호층이 있어서 내구성이 뛰어나며, 외부 요인에도 강하게 견딜 수 있습니다. 따라서 지중 전선로에는 케이블이 가장 적합한 전선입니다.
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96. 시가지 도로를 횡단하여 저압 가공전선을 시설하는 경우 지표상 높이는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 4.0
  2. 5.0
  3. 6.0
  4. 6.5
(정답률: 50%)
  • 저압 가공전선은 보통 지표면으로부터 최소 5m 이상의 높이에 시설해야 합니다. 따라서 시가지 도로를 횡단하여 저압 가공전선을 시설하는 경우에도 최소 5m 이상의 높이로 시설해야 합니다. 따라서 정답은 "5.0"이 되어야 합니다.
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97. 점검할 수 있는 은폐장소로서 건조한 곳에 시설하는 애자 사용 공사에 의한 저압 옥내 배선은 사용전압이 400[V] 이상인 경우에 전선과 조영재와의 이격거리는 몇 [㎝] 이상이어야 하는가?

  1. 2.5
  2. 3.0
  3. 4.5
  4. 5.0
(정답률: 43%)
  • 저압 옥내 배선의 경우 사용전압이 400[V] 이상인 경우에는 전선과 조영재와의 이격거리가 2.5 [㎝] 이상이어야 합니다. 이는 안전을 위한 규정으로, 전선과 조영재 사이의 간격이 너무 가까우면 전기적으로 충분히 절연되지 않아 감전 사고가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 이격거리를 충분히 확보하여 안전을 유지해야 합니다.
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98. 사용 전압이 35[kV] 이하인 특별고압 가공전선과 저압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 전선 상호간 이격거리는 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 34%)
  • 전기안전규정 제 6장 1조에 따르면, 사용 전압이 35[kV] 이하인 특별고압 가공전선과 저압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 전선 상호간 이격거리는 1.2[m] 이상이어야 합니다. 이는 안전한 전기시설 운영을 위한 규정으로, 전선 간 충돌이나 접촉을 방지하기 위함입니다. 따라서 정답은 "1.2"입니다.
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99. 일반적으로 강색 차선의 레일면상의 높이는 몇 [m] 이상 이어야 하는가?

  1. 4.0
  2. 4.5
  3. 5.0
  4. 5.5
(정답률: 27%)
  • 강색 차선의 레일면상의 높이는 보통 4.0m 이상이어야 합니다. 이는 차량이나 보행자 등이 레일과 충돌하지 않도록 하기 위함입니다. 또한, 이 높이는 국제적인 기준으로도 사용되고 있습니다. 따라서, 보기에서 정답이 "4.0"인 것입니다.
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100. 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에 개폐기 또는 차단기에 사용하는 압축 공기 장치의 공기 압축기는 최고 사용압력의 1.5배의 수압을 연속하여 몇 분간 가하여 시험을 하였을 때에 이에 견디고 또한 새지 아니하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 64%)
  • 압축 공기 장치의 공기 압축기는 최고 사용압력의 1.5배인 압력을 견딜 수 있어야 합니다. 따라서, 시험압력은 최고 사용압력의 1.5배인데, 보기에서 가장 작은 수는 5이므로 5를 사용하면 시험압력은 최고 사용압력의 1.5배보다 작아집니다. 따라서, 정답은 10이 됩니다.
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