전기기사 필기 기출문제복원 (2010-03-07)

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(2010-03-07 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 영구자석에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 한번 자화된 다음에는 자기를 영구적으로 보존하는 자석이 된다.
  2. 보자력이 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
  3. 잔류 자속밀도가 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
  4. 자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다.
(정답률: 76%)
  • "자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다."는 옳지 않은 설명입니다. 폐회로는 일시적인 자기장을 만들기 위한 장치이며, 자석 재료로 사용되는 것은 일반적으로 철, 코발트, 니켈 등의 금속입니다. 이러한 금속은 자기장을 일시적으로 유지할 수 있지만, 영구적인 자기장을 유지할 수 있는 영구자석으로 만들기에는 부적합합니다.

    자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다는 설명은 잘못된 정보이며, 영구자석을 만들기 위해서는 특수한 자석 재료와 공정이 필요합니다.

    한번 자화된 다음에는 자기를 영구적으로 보존하는 자석이 된다는 것은 자석의 기본 원리 중 하나입니다. 보자력이 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다는 것과 잔류 자속밀도가 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다는 것도 옳은 설명입니다.
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2. 대지의 고유저항이 ρ[Ω·m]일 때 반지름 a[m]인 그림과 같은 반구 접지극의 접지저항[Ω]은?

  1. ρ/(4πa)
  2. ρ/(2πa)
  3. (2πρ)/a
  4. 2πρa
(정답률: 77%)
  • 반구 접지극의 접지저항은 접지극과 대지 사이의 전기저항이므로, 접지극과 대지 사이의 전류가 흐르는 표면적을 구해야 한다. 이때, 반지름이 a인 구의 표면적은 4πa^2이므로, 반구의 표면적은 2πa^2이다. 따라서, 접지극과 대지 사이의 전기저항은 반지름이 a인 반구의 표면적을 2πa^2로 나눈 값인 ρ/(2πa)이다. 따라서 정답은 "ρ/(2πa)"이다.
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3. 렌쯔의 법칙을 올바르게 설명한 것은?

  1. 전자유도에 의하여 생기는 전류의 방향은 항상 일정하다.
  2. 전자유도에 의하여 생기는 전류의 방향은 자속 변화를 방해하는 방향이다.
  3. 전자유도에 의하여 생기는 전류의 방향은 자속변화를 도와주는 방향이다.
  4. 전자유도에 의하여 생기는 전류의 방향은 자속변화와는 관계가 없다.
(정답률: 74%)
  • 렌쯔의 법칙은 자기장 내에서 전자유도에 의해 생기는 전류의 방향을 결정하는 법칙으로, 이때 전류의 방향은 자속 변화를 방해하는 방향이다. 이는 자기장 내에서 전자가 움직이면서 자기장에 의해 전자에게 작용하는 힘이 생기고, 이 힘에 의해 전자는 일정한 방향으로 움직이게 되는데, 이때 전류의 방향은 자속 변화를 방해하는 방향이다. 따라서 정답은 "전자유도에 의하여 생기는 전류의 방향은 자속 변화를 방해하는 방향이다."이다.
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4. 앙페르의 주회적분 법칙을 설명한 것으로 올바른 것은?

  1. 폐회로 주위를 따라 전계를 선적분한 값은 폐회로내의 총저항과 같다.
  2. 폐회로 주위를 따라 전계를 선적분한 값은 폐회로내의 총전압과 같다.
  3. 폐회로 주위를 따라 자계를 선적분한 값은 폐회로 내의 총전류와 같다.
  4. 폐회로 주위를 따라 전계와 자계를 선적분한 값은 폐회로 내의 총 저항, 총 전압, 총 전류의 합과 같다.
(정답률: 72%)
  • 앙페르의 주회적분 법칙은 폐회로 주위를 따라 자계를 선적분한 값은 폐회로 내의 총전류와 같다는 것입니다. 이는 전류가 일정한 값으로 유지되는 폐회로에서 자계의 변화율과 전류의 크기가 비례한다는 것을 의미합니다. 따라서 폐회로 내의 총전류를 구하기 위해서는 폐회로 주위를 따라 자계를 선적분하여 구할 수 있습니다.
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5. 자유공간에서 전파 E(z,t)=103sin(ωt-βz)ay[V/m]일 때 자파 H(z,t)[A/m]는?

(정답률: 39%)
  • 자유공간에서 전파의 전자기장과 자기장은 다음과 같은 관계를 가집니다.

    E(z,t) = -jωμH(z,t)

    여기서 j는 허수단위이고, ω는 각주파수, μ는 자유공간의 유도율입니다. 따라서 주어진 전파의 전자기장을 이용하여 자기장을 구하면 다음과 같습니다.

    H(z,t) = -E(z,t)/(jωμ) = -10^3/(jωμ)sin(ωt-βz)ay

    이때 보기에서 정답이 "" 인 이유는, 이것이 전파의 진폭(amplitude)과 위상(phase)을 나타내는 복소수 표기법(complex notation)으로 표현된 것이기 때문입니다. 즉, 전파의 진폭과 위상을 한번에 나타내기 때문에 계산이 간편하고, 전파의 특성을 파악하기에 용이합니다.
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6. 평행판 콘덴서에 어떤 유전체를 넣었을 때, 전속밀도가 4.8×10-7[C/m2]이고, 단위 체적당 에너지가 5.3×10-3[J/m3]이었다. 이 유전체의 유전율은 몇 [F/m]인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.15×10-11[F/m]
  2. 2.17×10-11[F/m]
  3. 3.19×10-11[F/m]
  4. 4.21×10-11[F/m]
(정답률: 70%)
  • 전속밀도와 단위 체적당 에너지를 이용하여 유전율을 구하는 공식은 다음과 같다.

    ε = 전속밀도 / (2 × 단위 체적당 에너지)

    따라서, 주어진 값들을 대입하면

    ε = 4.8×10-7 / (2 × 5.3×10-3) = 2.17×10-11 [F/m]

    따라서, 정답은 "2.17×10-11[F/m]" 이다.
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7. 무손실 전송 회로의 특성 임피던스[Ω]는?

(정답률: 79%)
  • 무손실 전송 회로에서 특성 임피던스는 전송선로의 저항, 인덕턴스, 캐패시턴스 값에 의해 결정됩니다. 이 중에서 전송선로의 캐패시턴스 값이 가장 크기 때문에, 보기 중에서 캐패시턴스 값이 가장 큰 ""이 정답입니다.
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8. 유전율이 10인 유전체를 5[V/m]인 전계 내에 놓으면 유전체의 표면전하밀도는 몇 [C/m2]인가? (단, 유전체의 표면과 전계는 직각이다.)

  1. 0.5[C/m2]
  2. 1.0[C/m2]
  3. 50[C/m2]
  4. 250[C/m2]
(정답률: 72%)
  • 전기장과 유전율의 관계는 다음과 같이 주어진다.

    전기장 = 유전율 × 전하밀도

    따라서, 전기장이 5[V/m]이고 유전율이 10인 경우 전하밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전하밀도 = 전기장 ÷ 유전율 = 5[V/m] ÷ 10 = 0.5[C/m2]

    하지만 문제에서 묻는 것은 유전체의 표면전하밀도이므로, 유전체의 표면에 수직인 방향의 전기장만 고려해야 한다. 이 경우, 전기장의 크기는 5[V/m]이고 방향은 유전체의 표면과 수직하므로, 유전체의 표면전하밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    유전체의 표면전하밀도 = 전하밀도 × cos(90°) = 0.5[C/m2] × 0 = 0

    따라서, 정답은 "50[C/m2]"이 아닌 "0[C/m2]"이다.
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9. 자유공간 중에서 점 P(2, -4, 5)가 도체면상에 있으며, 이 점에서 전계 E=3ax-6ay＋2az[V/m]이다. 도체면에 법선성분 En및 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%)
  • 도체면상에서 전계 E는 도체면의 법선 방향과 수직이어야 하므로, 점 P에서의 법선 벡터 n을 구해야 한다. 도체면상에서 점 P를 지나는 법선 벡터는 다음과 같다.

    n = grad V = (dV/dx, dV/dy, dV/dz)

    여기서 V는 도체면상의 전위이다. 점 P에서의 전위를 구하기 위해서는 점 P에서 도체면까지의 거리를 구해야 한다. 도체면이 주어지지 않았으므로, 이 문제에서는 도체면이 무한히 크다고 가정하자. 이 경우, 점 P에서 도체면까지의 거리는 항상 일정하므로, 점 P에서의 전위는 상수이다. 따라서, 점 P에서의 전위는 V = 0으로 가정할 수 있다.

    이제, 점 P에서의 법선 벡터 n을 구해보자. 점 P에서의 전위가 상수이므로, 도체면상의 전위 V는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    V(x, y, z) = C

    여기서 C는 상수이다. 따라서, 도체면상의 전기장 E는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    E = -grad V = -(dV/dx, dV/dy, dV/dz) = (0, 0, 0)

    즉, 도체면상의 전기장은 0이다. 따라서, 점 P에서의 전기장 E는 도체면과 수직이어야 하므로, 점 P에서의 법선 벡터 n은 E와 같다.

    n = (3, -6, 2)

    이제, 점 P에서의 법선성분 En과 접선성분 Et의 크기를 구해보자. En은 n과 E의 내적이므로,

    En = n·E = 3(2) - 6(-4) + 2(5) = 7 [V/m]

    Et는 E와 n에 수직인 벡터이므로, Et = E - En·n/|n|^2 이다. 여기서 |n|은 벡터 n의 크기이다.

    |n| = sqrt(3^2 + (-6)^2 + 2^2) = 7

    따라서,

    Et = E - En·n/|n|^2 = (3, -6, 2) - 7(7/49, -42/49, 14/49) = (0, 0, 0)

    즉, Et의 크기는 0이다. 따라서, 정답은 "En=7, Et=0"이다.
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10. 도전도 k=6×1017[℧/m], 투자율 μ=(6/π)×10-7인 평면도체 표면에 10[KHz]의 전류가 흐를 때, 침투되는 깊이 δ[m]는?

  1. (1/6)×10-7
  2. (1/8.5)×10-7
  3. (36/π)×10-10
  4. (36/π)×10-7
(정답률: 62%)
  • 침투 깊이 δ는 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = (2/π) × (1/μωk)1/2

    여기서, k=6×107[Ω/m], μ=(6/π)×10-7, ω=2π×104[rad/s] 이므로,

    δ = (2/π) × (1/[(6/π)×10-7 × 2π × 104 × 6×107])1/2
    = (2/π) × (1/72)1/2
    = (2/π) × (1/6)
    = (1/3π) × 10-7
    ≈ (1/6) × 10-7

    따라서, 정답은 "(1/6)×10-7" 이다.
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11. V=x2[V]로 주어지는 전위 분포일 때 x=20[㎝]인 점의 전계는?

  1. ＋x 방향으로 40[V/m]
  2. -x 방향으로 40[V/m]
  3. ＋x 방향으로 0.4[V/m]
  4. -x 방향으로 0.4[V/m]
(정답률: 69%)
  • 전위 분포 V(x)가 x의 제곱에 비례한다는 것은 전기장 E(x)가 x에 비례한다는 것을 의미합니다. 따라서 x=20[㎝]인 점에서의 전기장은 x=0일 때의 전기장의 20배가 됩니다.

    전기장의 방향은 전위가 감소하는 방향과 반대 방향입니다. 따라서 전위가 x의 증가 방향으로 감소하므로 전기장은 -x 방향으로 향하게 됩니다.

    전기장의 크기는 x=0일 때 0.4[V/m]이므로, x=20[㎝]일 때의 전기장은 20배가 되어 -x 방향으로 0.4[V/m]이 됩니다. 따라서 정답은 "-x 방향으로 0.4[V/m]"입니다.
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12. 길이가 100[㎝]인 자기 회로를 구성할 때 비투자율이 50인 철심을 이용한다면, 자기 저항을 2.5×107[AT/ωb] 이하로 하기 위해서는 단면적을 약 몇 [m2] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3.6×10-4[m2]
  2. 6.4×10-4[m2]
  3. 7.9×10-4[m2]
  4. 9.2×10-4[m2]
(정답률: 65%)
  • 자기 저항은 다음과 같이 계산된다.

    자기 저항 = (π × 비투자율 × 단면적) / (길이)

    이 문제에서 자기 저항은 2.5×107[AT/ωb] 이하이므로 다음과 같은 부등식이 성립한다.

    2.5×107 ≤ (π × 50 × 단면적) / 100

    단면적을 구하기 위해 부등식을 정리하면 다음과 같다.

    단면적 ≥ (2.5×107 × 100) / (π × 50) ≈ 6.4×10-4[m2]

    따라서, 단면적은 약 6.4×10-4[m2] 이상이어야 한다.
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13. 자기 인덕턴스의 성질을 옳게 표현한 것은?

  1. 항상 정(正)이다.
  2. 항상 부(負)이다.
  3. 항상 0이다.
  4. 유도되는 기전력에 따라 정(正)도 되고 부(負)도 된다.
(정답률: 75%)
  • 자기 인덕턴스는 유도되는 전류의 방향에 대해 반대 방향으로 작용하여, 유도되는 전류와 자기 인덕턴스의 곱이 항상 정(正)이 된다. 따라서 "항상 정(正)이다."가 옳은 답이다.
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14. 자기 인덕턴스 0.05[H]의 회로에 흐르는 전류가 매초 530[A]의 비율로 증가할 때 자기 유도 기전력[V]은?

  1. -13.3
  2. -26.5
  3. -39.8
  4. -53
(정답률: 75%)
  • 자기 유도 기전력은 L(di/dt)로 계산됩니다. 여기서 L은 인덕턴스, di/dt는 전류의 변화율입니다. 문제에서는 전류가 매초 530[A]의 비율로 증가하므로, di/dt는 530이 됩니다. 따라서 자기 유도 기전력은 0.05 x 530 = -26.5[V]가 됩니다. 음수인 이유는 전류가 증가하면 자기 유도 기전력이 반대 방향으로 작용하기 때문입니다.
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15. 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부 자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 좋은 것은?

  1. 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
  2. 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
  3. 비투자율이 1보다 작은 역자성체
  4. 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록이면 두꺼운 물질
(정답률: 80%)
  • 정답: "강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질"

    자기차폐는 외부 자계의 영향을 차단하기 위해 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시키는 방식입니다. 이때, 물질의 자기적 특성이 중요한 역할을 합니다. 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질은 자기장을 막는 능력이 높아서 자기차폐에 가장 좋습니다. 비투자율이 크다는 것은 자기장이 물질을 통과할 때 흡수되는 비율이 적다는 것을 의미합니다. 따라서, 비투자율이 큰 물질일수록 자기장을 차단하는 능력이 높아지게 됩니다.
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16. 비유전율이 ℇr인 유전체 표면에서 d1만큼 떨어져 있는 점전하 Q에 작용하는 힘의 크기와 유전체 표면에서 d2만큼 떨어져 있는 점전하 2Q에 작용하는 힘의 크기가 같을 때 d2는?

  1. d2=0.5d1
  2. d2=d1
  3. d2=1.5d1
  4. d2=2d1
(정답률: 66%)
  • 두 점전하 Q와 2Q가 비유전율이 ℇr인 유전체 표면에서 서로 같은 크기의 힘을 받는다는 것은 Coulomb의 법칙에 따라 다음과 같은 관계가 성립한다는 것을 의미한다.

    kQ/(d1+ℇrd1)^2 = k(2Q)/(d2+ℇrd2)^2

    여기서 k는 쿨롱 상수이다. 이 식을 정리하면,

    d2 = 2d1

    이 되므로 정답은 "d2=2d1"이다. 이는 두 점전하 사이의 거리가 2배가 되면 힘의 크기가 1/4배가 되는 Coulomb의 법칙에 따른 결과이다.
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17. 어떤 자기회로에 3000[AT]의 기자력을 줄 때, 2×10-3[Wb]의 자속이 통하였다. 이 자기회로의 자화에 필요한 에너지는 몇 [J]인가?

  1. 3×10-3[J]
  2. 3.0[J]
  3. 1.5×10-3[J]
  4. 1.5[J]
(정답률: 51%)
  • 자화에 필요한 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    에너지 = 1/2 × L × I2

    여기서 L은 자기회로의 인덕턴스, I는 전류이다. 주어진 정보에서 I는 3000[AT]이고, 자속 B는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ × N × I / l

    여기서 μ₀는 자유공간의 유전율, N은 코일의 총바퀴수, l은 코일의 길이이다. 문제에서는 이 값이 주어졌다고 가정하자. 그러면 인덕턴스 L은 다음과 같이 구할 수 있다.

    L = μ₀ × N² × A / l

    여기서 A는 코일의 단면적이다. 문제에서는 이 값이 주어졌다고 가정하자. 그러면 L을 계산할 수 있다.

    L = μ₀ × N² × A / l = (4π×10-7) × (3000/2π)² × (2×10-3) / 1 = 7.2 × 10-3[H]

    따라서 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    에너지 = 1/2 × L × I2 = 1/2 × 7.2 × 10-3 × (3000)2 = 3.0[J]

    따라서 정답은 "3.0[J]"이다.
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18. 진공 중에 놓인 Q[C]의 전하에서 발산되는 전기력선의 수는?

  1. Q
  2. ℇ0
  3. Q/ℇ0
  4. ℇ0/Q
(정답률: 74%)
  • 전기력선은 전하가 발산되는 지점에서 나가는 방향으로 나아가며, 전하의 크기에 비례하여 밀도가 증가한다. 따라서 Q[C]의 전하에서 발산되는 전기력선의 수는 전하의 크기에 비례한다.

    또한 진공 상태에서 전기력선의 밀도는 공기 등 다른 물질이 존재하는 상태보다 크다. 이는 진공 상태에서는 전기장이 다른 물질에 의해 차단되지 않기 때문이다. 따라서 전하의 크기에 비례하는 전기력선의 수와 진공 상태에서의 전기력선 밀도를 고려하면, Q[C]의 전하에서 발산되는 전기력선의 수는 Q/ℇ0이 된다.
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19. 유전율이 각각 다른 두 유전체가 서로 경계를 이루며 접해 있다. 다음 중 옳지 않은 것은? (단, 이 경계면에는 진전하분포가 없다고 한다.)

  1. 경계면에서 전계의 접선성분은 연속이다.
  2. 경계면에서 전속밀도의 법선성분은 연속이다.
  3. 경계면에서 전계와 전속밀도는 굴절한다.
  4. 경계면에서 전계와 전속밀도는 불변이다.
(정답률: 58%)
  • "경계면에서 전계와 전속밀도는 불변이다."가 옳지 않은 것이다.

    이유는 경계면에서 전기장이나 전류밀도가 연속이기 때문에, 경계면에서 전계의 접선성분과 전속밀도의 법선성분이 연속이어야 한다. 따라서 "경계면에서 전계의 접선성분은 연속이다."와 "경계면에서 전속밀도의 법선성분은 연속이다."는 옳은 설명이다.

    하지만 경계면에서 두 유전체의 유전율이 다르기 때문에, 전기장이나 전류밀도가 굴절(refraction)되어 경계면에서 전계와 전속밀도가 변화할 수 있다. 따라서 "경계면에서 전계와 전속밀도는 굴절한다."라는 설명도 가능하다.
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20. 수직편파는?

  1. 대지에 대해서 전계가 수직면에 있는 전자파
  2. 대지에 대해서 전계가 수평면에 있는 전자파
  3. 대지에 대해서 자계가 수직면에 있는 전자파
  4. 대지에 대해서 자계가 수평면에 있는 전자파
(정답률: 72%)
  • 수직편파는 전파의 진폭이 수직 방향으로 진동하는 전자파를 말합니다. 이 때, 대지는 전자파의 전기장과 자기장의 진폭이 수직인 평면이므로 "대지에 대해서 전계가 수직면에 있는 전자파"가 맞습니다.
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2과목: 전력공학

21. 송전 전력, 송전거리, 전선의 비중 및 전력 손실률이 일정하다고 할 때, 전선의 단면적 A[mm2]은? (단, V는 송전 전압이다.)

  1. V에 반비례
  2. √V에 비례
  3. V2에 반비례
  4. V2에 비례
(정답률: 73%)
  • 전력 손실률은 전력 손실 / 송전 전력으로 정의된다. 전력 손실은 전류 제곱 x 전선 저항 x 송전 거리로 계산된다. 따라서 전력 손실률은 전류 제곱 x 전선 저항 x 송전 거리 / 송전 전력으로 계산된다. 이 식에서 전류는 송전 전압 V와 전선의 단면적 A에 비례하고, 전선 저항은 전선의 길이와 단면적에 반비례한다. 따라서 전력 손실률은 V2 / A로 계산된다. 이를 전선의 단면적 A에 대해 정리하면 A는 V2에 반비례한다.
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22. 과전류 계전기는 그 용도에 따라 적절한 동작 시한(time limit)이 있는 것을 선정하여야 하는바 그림에서 반한시형으로 가장 알맞은 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 69%)
  • 과전류 계전기는 과전류 발생 시 일정 시간 내에 동작하여 회로를 차단하도록 설계되어 있습니다. 그림에서는 3개의 과전류 계전기가 있으며, 각각의 동작 시한은 다릅니다. 이 중 반한시형 과전류 계전기는 과전류 발생 시 일정 시간 내에 동작하고, 그 시간이 지나면 자동으로 회로를 차단합니다. 따라서, 반한시형 과전류 계전기가 가장 적절한 선택입니다. 정답은 "④"입니다.
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23. 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

  1. 선로의 절연을 강화한다.
  2. 선간거리를 증가시킨다.
  3. 복도체를 사용한다.
  4. 선로의 높이를 가급적 낮춘다.
(정답률: 79%)
  • 복도체를 사용하면 전기적으로 절연된 공간을 만들어 전기적인 노이즈를 줄일 수 있기 때문에 코로나 방지에 가장 효과적인 방법 중 하나이다.
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24. 정격전압 7.2[kV], 차단 용량 100[MVA]인 3상 차단기의 정격 차단 전류는 약 몇 [kA]인가?

  1. 4
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 66%)
  • 정격전압 7.2[kV]에서 차단 용량 100[MVA]를 감안하면, 3상 차단기의 정격 차단 전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    정격전압 7.2[kV]에서의 3상 전력은 다음과 같다.

    P = √3 × V × I

    여기서, P는 전력, V는 전압, I는 전류를 나타낸다.

    100[MVA] = 100,000[kVA]이므로, 전력을 100,000[kVA]로 설정하면 다음과 같다.

    100,000[kVA] = √3 × 7.2[kV] × I

    이를 I에 대해 정리하면 다음과 같다.

    I = 100,000[kVA] / (√3 × 7.2[kV]) ≈ 8.02[kA]

    따라서, 3상 차단기의 정격 차단 전류는 약 8[kA]이다. 따라서, 정답은 "8"이다.
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25. 한 상의 대지 정전용량 0.4[μF], 주파수 60[Hz]인 3상 송전선이 있다. 이 선로에 소호 리액터를 설치하려 한다. 소호리액터의 공진 리액턴스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 565
  2. 1370
  3. 1770
  4. 2217
(정답률: 51%)
  • 소호 리액터의 공진 주파수는 다음과 같이 계산된다.

    f = 1 / (2π√(LC))

    여기서 L은 소호 리액터의 인덕턴스, C는 대지 정전용량이다. 주파수가 60[Hz]이므로, 이 주파수에서 소호 리액터가 공진하려면 다음의 조건이 만족되어야 한다.

    60[Hz] = 1 / (2π√(L(0.4[μF] x 3)))

    이를 정리하면,

    L = 1 / (4π² x 60² x 0.4 x 10^-6 x 3) = 2217[Ω]

    따라서, 소호 리액터의 공진 리액턴스는 2217[Ω]이다.
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26. 수력 발전소의 댐을 설계하거나 저수지의 용량 등을 결정하는데 가장 적당한 것은?

  1. 유량도
  2. 적산 유량 곡선
  3. 유황 곡선
  4. 수위 유량 곡선
(정답률: 60%)
  • 적산 유량 곡선은 일정 기간 동안의 유량을 적산하여 나타낸 곡선으로, 해당 지역의 강우량과 유출량을 분석하여 댐의 설계나 저수지의 용량 등을 결정하는 데 가장 적합한 지표입니다. 이는 일정 기간 동안의 강우량과 유출량을 고려하여 댐이나 저수지의 용량을 산정할 수 있기 때문입니다. 따라서 수력 발전소의 댐을 설계하거나 저수지의 용량을 결정하는데 가장 적합한 것은 적산 유량 곡선입니다.
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27. 변전소에서 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상 전류를 공급하기 위하여 설치하는 것은?

  1. PT
  2. ZCT
  3. GPT
  4. CT
(정답률: 77%)
  • ZCT는 제로 시퀀스 계전기로, 변압기의 0V 부근에 설치되어 전류를 감지하고, 이를 이용하여 접지보호용 계전기에 영상 전류를 공급합니다. 따라서 변전소에서 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상 전류를 공급하기 위해서는 ZCT를 설치해야 합니다. PT는 전압 계전기, CT는 전류 계전기, GPT는 지락 전압 계전기를 의미합니다.
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28. 단로기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 소호장치가 있어서 아크를 소멸 시킨다.
  2. 회로를 분리하거나, 계통의 접속을 바꿀 때 사용한다.
  3. 고장 전류는 물론 부하전류의 개폐에도 사용할 수 없다.
  4. 배전용의 단로기는 보통 디스커넥팅바로 개폐한다.
(정답률: 73%)
  • "소호장치가 있어서 아크를 소멸 시킨다."가 옳지 않은 것이다. 단로기는 회로를 분리하거나 계통의 접속을 바꿀 때 사용되며, 고장 전류와 부하전류의 개폐에도 사용할 수 있다. 그러나 소호장치는 아크를 소멸시키는 장치이며, 단로기와는 별개의 장치이다.
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29. 부하에 따라 전압 변동이 심한 급전선을 가진 배전 변전소에서 가장 많이 사용되는 전압조정 장치는?

  1. 유도 전압 조정기
  2. 직렬 리액터
  3. 계기용 변압기
  4. 전력용 콘덴서
(정답률: 66%)
  • 유도 전압 조정기는 부하에 따라 전압 변동이 심한 급전선을 가진 배전 변전소에서 가장 많이 사용되는 전압조정 장치입니다. 이는 유도자를 이용하여 전압을 조절하는 방식으로 작동하며, 전압 변동에 따라 유도자의 자기장이 변화하여 전압을 일정하게 유지합니다. 따라서 전압 변동이 심한 환경에서도 안정적인 전압 공급이 가능하며, 전력 손실이 적어 경제적입니다.
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30. 6.6[kV] 3상 3선식 배전선로에서 완전 1선 지락 고장이 발생 하였을 때 GPT 2차에 나타나는 전압 [V]은? (단, GPT는 변압기 3대로 구성되어 있으며, 변압기의 변압비는 (6600/√3)/(110/√3)V이다.)

  1. 110/√3[V]
  2. 110[V]
  3. 110√3[V]
  4. 330[V]
(정답률: 43%)
  • 변압기의 변압비를 이용하여 6.6kV를 110V로 변환해보면,

    (6600/√3)/(110/√3) = 60

    즉, 1차 측에서의 전압은 60V이다.

    1상 지락이 발생하면 해당 상의 전압은 0이 되므로, GPT 2차에서의 전압은 다른 두 상의 전압의 합이 된다.

    따라서, GPT 2차에서의 전압은 60√3 + 60√3 = 120√3 = 110√3[V]이다.
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31. 종축에 절대온도 T, 횡축에 엔트로피 S를 취할 때 T-S선도에 있어서 단열변화를 타나내는 것은?

(정답률: 51%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 단열변화는 엔트로피가 일정하게 유지되는 과정이기 때문에 T-S선도에서는 수평선이 그려지게 된다. 따라서 ""가 단열변화를 나타내는 것이다. 다른 보기들은 등압변화, 등온변화, 등엔트로피변화를 나타내는 것이다.
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32. 피뢰기가 구비하여야 할 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 시간지연이 적을 것
  2. 충격 방전 개시 전압이 낮을 것
  3. 방전 내량이 크면서 제한 전압이 높을 것
  4. 속류 차단 능력이 클 것
(정답률: 58%)
  • 피뢰기는 번개로 인한 고전압을 방전시켜 지하케이블 등에 피해가 가지 않도록 하는 역할을 합니다. 따라서 방전 내량이 크면서 제한 전압이 높은 피뢰기를 구비해야 합니다. 이는 피뢰기가 충분한 방전 내량을 가지고 있어 번개로 인한 고전압을 효과적으로 방전시킬 수 있고, 제한 전압이 높을수록 더 많은 전압을 방전시킬 수 있기 때문입니다.
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33. 가공 전선로에 사용하는 전선의 구비조건으로 바람직하지 않은 것은?

  1. 비중(밀도)이 클 것
  2. 도전율이 높을 것
  3. 신장률이 클 것
  4. 기계적인 강도가 클 것
(정답률: 66%)
  • 가공 전선로에 사용하는 전선은 가변전압, 가변전류 등을 전달하기 위해 사용되는데, 이때 전선의 비중(밀도)이 클수록 전기적인 특성이 안정적이지 않아서 바람직하지 않습니다. 또한, 비중(밀도)이 클수록 전선의 무게가 무거워져 설치 및 유지보수에 어려움을 초래할 수 있습니다. 따라서 가공 전선로에 사용하는 전선은 비중(밀도)이 낮을수록 좋습니다.
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34. 송전 선로의 중성점을 접지하는 목적과 거리가 먼 것은?

  1. 이상 전압 발생의 억제
  2. 과도 안정도의 증진
  3. 송전 용량의 증가
  4. 보호 계전기의 신속, 정확한 동작
(정답률: 69%)
  • 송전 선로의 중성점을 접지하는 목적은 이상 전압 발생을 억제하고 과도 안정도를 증진시키기 위함입니다. 그러나 송전 용량의 증가는 중성점 접지와 직접적인 연관성이 없습니다. 송전 용량의 증가는 전력 수요 증가나 새로운 발전소의 가동 등으로 인해 전력을 더 많이 전달할 수 있게 되는 것을 의미합니다. 따라서, "송전 용량의 증가"가 정답입니다. 보호 계전기의 신속, 정확한 동작은 중성점 접지와 관련이 있지만, 거리가 먼 것은 아닙니다.
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35. 소호 원리에 따른 차단기의 종류와 그 특성의 연결이 바르지 못한 것은?

  1. 가스 차단기 - 고성능 절연 특성을 가진 SF6 가스를 소호매질로 이용하는 차단기로 소호 능력이 공기의 100배 이상이며, 차단 시 소음은 문제가 되지 않는다.
  2. 공기 차단기 - 압축된 공기를 아크에 불어 넣어서 소호 하는 차단기로 압력이 높아짐에 따라 절연 내력이 증가하며, 차단 시 소음이 작다.
  3. 유입 차단기 - 절연 내력이 높은 절연유를 이용하여 차단 시에 발생하는 아크를 소호시키는 방식으로 탱크형과 애자형이 있다.
  4. 진공 차단기 - 진공 중에 차단동작을 하는 개폐기로 절연내력이 높고 화재 위험이 없으며, 소형 경량이다.
(정답률: 66%)
  • 공기 차단기의 특성은 "압력이 높아짐에 따라 절연 내력이 증가하며, 차단 시 소음이 작다." 이지만, 이와 연결된 차단기의 종류가 "가스 차단기"이다. 따라서, 정답은 "가스 차단기 - 고성능 절연 특성을 가진 SF6 가스를 소호매질로 이용하는 차단기로 소호 능력이 공기의 100배 이상이며, 차단 시 소음은 문제가 되지 않는다." 이어야 한다.
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36. 전력용 콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬 리액터를 설치하고자 한다. 직렬 리액터의 용량을 결정하는 계산식은? (단, f0는 전원의 기본 주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬 리액터의 용량이다.)

(정답률: 55%)
  • 직렬 리액터는 역률 개선용 콘덴서와 함께 사용하여 전력 계통의 역률을 개선하는데 사용된다. 이 때, 직렬 리액터의 용량은 역률 개선용 콘덴서의 용량과 반대로 작용하므로, 역률 개선용 콘덴서의 용량이 클수록 직렬 리액터의 용량은 작아져야 한다. 따라서, 직렬 리액터의 용량을 결정하는 계산식은 다음과 같다.

    L = 1 / (2πf02C)

    여기서, f0는 전원의 기본 주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬 리액터의 용량이다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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37. 전선에 교류가 흐를 때의 표피 효과에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전선은 굵을수록, 도전율 및 투자율은 작을수록, 주파수는 높을수록 커진다.
  2. 전선은 굵을수록, 도전율 및 투자율은 클수록, 주파수는 높을수록 커진다.
  3. 전선은 가늘수록, 도전율 및 투자율은 작을수록, 주파수는 높을수록 커진다.
  4. 전선은 가늘수록, 도전율 및 투자율은 클수록, 주파수는 높을수록 커진다.
(정답률: 70%)
  • 전선이 굵을수록 표면적이 커져 전류가 흐르는 표면부에서의 전류 밀도가 감소하게 되어 도전율이 감소하고, 투자율은 증가한다. 또한 주파수가 높아질수록 전류가 표면부에서만 흐르게 되어 전류 밀도가 증가하게 되어 표피 효과가 커진다. 따라서 "전선은 굵을수록, 도전율 및 투자율은 클수록, 주파수는 높을수록 커진다."가 옳은 설명이다.
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38. 동기 조상기와 전력용 콘덴서를 비교할 때 전력용 콘덴서의 이점으로 알맞은 것은?

  1. 진상 전류 및 지상전류 양용이다.
  2. 단락 고장이 생겼을 때, 고장 전류가 흐르지 않는다.
  3. 송전선로의 무부하 충전 시 송전에 이용 가능하다.
  4. 전압 조정이 연속적이다.
(정답률: 59%)
  • 전력용 콘덴서는 단락 고장이 생겼을 때, 고장 전류가 흐르지 않는 이점이 있다. 이는 콘덴서가 전기적으로 충전되어 있기 때문에 고장 전류가 흐르지 않는 것이다. 이는 안전성을 높이고 전력 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
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39. 직접 접지방식이 초고압 송전선로에 채용되는 이유로 가장 타탕한 것은?

  1. 계통의 절연 레벨을 저감하게 할 수 있으므로
  2. 지락시의 지락전류가 적으므로
  3. 지락 고장 시 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 작기 때문에
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 59%)
  • 직접 접지방식은 지락시에도 전류가 흐르지 않도록 하기 때문에 지락시의 지락전류가 적어지고, 이로 인해 계통의 절연 레벨을 저감시킬 수 있습니다. 따라서 초고압 송전선로에서는 이 방식이 채택되는 것입니다.
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40. “송전선로의 전압을 2배로 승압할 경우 동일 조건에서 공급전력을 동일하게 취하면 선로 손실은 승압 전의 ( ㉮ )로 되고, 선로손실률을 동일하게 취급하면 공급 전력은 승압전의 ( ㉯ )로 된다.” ( ㉮ ), ( ㉯ )에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?

  1. ㉮ 1/4, ㉯ 4배
  2. ㉮ 1/2, ㉯ 4배
  3. ㉮ 1/4, ㉯ 2배
  4. ㉮ 1/2, ㉯ 2배
(정답률: 58%)
  • ( ㉮ )에 들어갈 내용은 승압 전에 비해 전류가 1/2로 감소하기 때문에 1/4가 된다. ( ㉯ )에 들어갈 내용은 선로손실률이 동일하게 취급되므로 전류가 2배가 되면 손실은 4배가 된다. 따라서 정답은 "㉮ 1/4, ㉯ 4배"이다.
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3과목: 전기기기

41. 4극 60[hz]의 유도 전동기가 슬립 5[%]로 전부하 운전하고 있을 때 2차 권선의 손실이 94.25[W]라고 하면 토크는 약 몇 [N·m]인가?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 10.0
  4. 20.0
(정답률: 55%)
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42. 정격 5[kW], 100[V]의 타여자 직류 전동기가 어떤 부하를 가지고 회전하고 있다. 전기자 전류 20[A], 회전수 1500[rpm], 전기자 저항이 0.2[Ω]이다. 발생 토크는 약 몇 [kg·m]인가?

  1. 1.00
  2. 1.15
  3. 1.25
  4. 1.35
(정답률: 50%)
  • 발생 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    토크 = 전기자 전류 × 전기자 저항 × 9.81 ÷ 회전수

    여기서 9.81은 중력 가속도를 의미한다.

    따라서, 토크 = 20 × 0.2 × 9.81 ÷ (1500 ÷ 60) = 1.25 [kg·m]

    따라서, 정답은 "1.25"이다.
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43. 3상 6극 슬롯수 54의 동기 발전기가 있다 어떤 전기자코일의 두변이 제 1슬롯과 제 8슬롯에 들어 있다면 단절권 계수는 약 얼마인가?

  1. 0.9397
  2. 0.8367
  3. 0.7306
  4. 0.6451
(정답률: 47%)
  • 3상 6극 슬롯수 54의 동기 발전기는 3상 18슬롯씩으로 구성되어 있다. 따라서 인접한 슬롯 사이의 각도는 20도이다.

    제 1슬롯과 제 8슬롯에 있는 전기자코일은 7개의 슬롯을 건너뛰어 연결되어 있다. 따라서 이 두 전기자코일 사이의 각도는 7 × 20도 = 140도이다.

    단절권 계수는 cos(θ/2)로 계산할 수 있다. 여기서 θ는 두 전기자코일 사이의 각도이다.

    cos(140/2) = cos(70) = 0.9397

    따라서 정답은 "0.9397"이다.
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44. 유도 전동기의 슬립(slip) S의 범위는?

  1. 1＞S＞0
  2. 0＞S＞-1
  3. 2＞S＞1
  4. -1＜S＜1
(정답률: 70%)
  • 유도 전동기의 슬립(S)은 0과 1 사이의 값이어야 합니다. 슬립이 0이면 전동기는 동기 속도로 회전하며, 슬립이 1이면 전동기는 정지 상태입니다. 따라서 "1＞S＞0"이 정답입니다. 다른 보기들은 슬립의 범위를 벗어나거나, 부호가 잘못되어 있습니다.
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45. 동기 발전기의 전기자 권선법 중 분포권의 특징이 아닌 것은?

  1. 슬롯 간격은 상수에 반비례한다.
  2. 집중권에 비해 합성유기 기전력이 크다.
  3. 집중권에 비해 기전력의 고조파가 감소한다.
  4. 집중권에 비해 권선의 리액턴스가 감소한다.
(정답률: 56%)
  • "집중권에 비해 합성유기 기전력이 크다."는 분포권의 특징이 아니라 오히려 집중권의 특징입니다. 이유는 집중권에서는 슬롯 간격이 작아져서 인접한 슬롯의 자기장이 상호작용하여 합성유기 기전력이 증가하기 때문입니다. 따라서 분포권에서는 슬롯 간격이 넓어져서 합성유기 기전력이 작아지는 특징이 있습니다.
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46. 정류자형 주파수 변환기를 동일한 전원에 연결된 유도전동기의 축과 직결해서 사용하고 있다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 농형 유도전동기의 2차 여자를 할 수 있다.
  2. 권선형 유도전동기의 속도제어 및 역률 개선을 할 수 있다.
  3. 유도 전동기의 속도 제어 범위가 동기속도 상하 10~15% 정도이다.
  4. 유도 전동기가 동기속도 이하에서는 2차 전력이 변압기를 통해 전원으로 반환된다.
(정답률: 46%)
  • "농형 유도전동기의 2차 여자를 할 수 있다."가 옳지 않은 설명이다. 정류자형 주파수 변환기는 주파수를 변환하여 유도전동기의 속도를 제어하거나 역률을 개선하는데 사용된다. 권선형 유도전동기의 경우 속도제어 및 역률 개선이 가능하며, 유도전동기의 속도 제어 범위는 동기속도 상하 10~15% 정도이다. 또한 유도전동기가 동기속도 이하에서는 2차 전력이 변압기를 통해 전원으로 반환된다.
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47. 정격 전압이 6000[V], 정격 출력 12000[kVA], 매상의 동기 임피던스가 3[Ω]인 3상 동기 발전기의 단락비는?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.5
(정답률: 49%)
  • 단락비는 단락 전류와 정격 전류의 비율로 정의된다. 단락 전류는 단락 임피던스와 전압에 의해 결정되므로, 단락비는 단락 임피던스와 발전기의 동기 임피던스의 비율에 의해 결정된다. 따라서, 단락비는 3[Ω] / 3[Ω] = 1.0 이다.
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48. 병렬 운전 중의 A, B 두 동기 발전기에서 A 발전기의 여자를 B 발전기 보다 강하게 하면 A발전기는?

  1. 90도 진상 전류가 흐른다.
  2. 90도 지상 전류가 흐른다.
  3. 동기화 전류가 흐른다.
  4. 부하 전류가 증가한다.
(정답률: 53%)
  • 병렬 운전 중인 A, B 두 동기 발전기에서 A 발전기의 여자를 B 발전기 보다 강하게 하면 A 발전기의 전압이 상승하게 되고, 이로 인해 A 발전기의 전류도 증가하게 됩니다. 이때 A 발전기와 B 발전기의 전류 차이가 발생하면서, 이 차이를 해결하기 위해 90도 지상 전류가 흐르게 됩니다. 이는 전류의 균형을 맞추기 위한 것입니다. 따라서 정답은 "90도 지상 전류가 흐른다." 입니다.
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49. 변압기의 전압 변동률에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 일반적으로 부하 변동에 대하여 2차 단자 전압의 변동이 작을수록 좋다.
  2. 전부하시와 무부하시의 2차 단자 전압이 서로 다른 정도를 표시하는 것이다.
  3. 전압 변동률은 전등의 광도, 수명, 전동기의 출력 등에 영향을 미친다.
  4. 인가전압이 일정한 상태에서 무부하 2차 단자 전압에 반비례한다.
(정답률: 58%)
  • "인가전압이 일정한 상태에서 무부하 2차 단자 전압에 반비례한다."가 잘못된 설명이다. 이는 오히려 인가전압이 일정할 때, 2차 단자 전압은 부하에 따라 변동하게 된다. 이는 변압기의 특성 중 하나로, 부하가 적을수록 2차 단자 전압은 높아지고, 부하가 많을수록 2차 단자 전압은 낮아지게 된다. 이는 전력 손실을 최소화하기 위한 변압기 설계의 중요한 요소 중 하나이다.
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50. 직류 전동기의 속도 제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?

  1. 계자 제어법
  2. 전기자 저항 제어법
  3. 전압 제어법
  4. 워드 레오나드 제어법
(정답률: 57%)
  • 정출력 제어법은 출력을 일정하게 유지하면서 속도를 조절하는 제어법이다. 이 중에서 계자 제어법은 전류를 일정하게 유지하면서 속도를 조절하는 방법으로, 직류 전동기의 속도 제어에 많이 사용된다. 이 방법은 전류를 측정하여 피드백을 받아 전류를 일정하게 유지하면서 속도를 조절하기 때문에 정출력 제어법에 속한다.
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51. 주파수가 정격보다 3[%] 상승하고 동시에 전압이 정격보다 3[%] 저하한 전원에서 운전되는 변압기가 있다. 철손이 fBm2 (f : 주파수, Bm : 자속밀도 최대치)에 비례 한다면 이 변압기 철손은 정격 상태에 비해 어떻게 달라지는가?

  1. 약 3.1[%] 증가
  2. 약 3.1[%] 감소
  3. 약 8.7[%] 증가
  4. 약 8.7[%] 감소
(정답률: 45%)
  • 주파수가 3[%] 상승하면 철손은 f2에 비례하므로 (1+0.03)2 = 1.0609배 증가합니다. 전압이 3[%] 저하하면 철손은 Bm에 비례하므로 (1-0.03) = 0.97배 감소합니다. 따라서 전체 철손은 1.0609 x 0.97 = 1.0299배 감소하게 됩니다. 이는 약 8.7[%] 감소한 것입니다.
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52. 직류기의 전기자 반작용의 영향이 아닌 것은?

  1. 전기적 중성축이 이동한다.
  2. 주자속이 감소한다.
  3. 정류자편 사이의 전압이 불균일하게 된다.
  4. 자기여자 현상이 생기며 국부적으로 전압이 낮아진다.
(정답률: 56%)
  • 자기여자 현상은 직류기에서 회전자와 정자 사이에 자기장이 생기면서 발생하는 현상으로, 이로 인해 국부적으로 전압이 낮아지게 됩니다. 따라서 이 보기 중에서 "자기여자 현상이 생기며 국부적으로 전압이 낮아진다."가 영향을 받는 것이며, 나머지 보기들은 직류기의 전기자 반작용과 관련된 영향들입니다.
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53. 농형 유도전동기의 기동방법으로 옳지 않은 것은?

  1. Y-Δ 기동
  2. 2차 저항에 의한 기동
  3. 전전압 기동
  4. 리액터 기동
(정답률: 69%)
  • 2차 저항에 의한 기동은 농형 유도전동기의 기동 방법 중 하나가 아닙니다. 이 방법은 일반적으로 유도전동기가 아닌, 직류 전동기에서 사용됩니다. 2차 저항에 의한 기동은 저항을 추가하여 전류를 제한하고, 전류가 감소하면서 전동기의 속도를 서서히 증가시키는 방법입니다. 이 방법은 전동기의 부하를 줄이고, 기동 시 출발 전류를 감소시키는 데 사용됩니다.
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54. 정격 출력이 7.5[kW]의 3상 유도 전동기가 전부하 운전에서 2차 저항손이 300[W]이다. 슬립은 약 몇 [%]인가?

  1. 3.85
  2. 4.61
  3. 7.51
  4. 9.42
(정답률: 58%)
  • 슬립은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    슬립 = (정격출력 - 2차저항손실) / 정격출력

    슬립 = (7.5 - 0.3) / 7.5

    슬립 = 0.96

    따라서, 슬립은 96%이다. 하지만, 문제에서는 슬립을 백분율로 표기하라고 했으므로, 96%를 100으로 나누어서 계산해야 한다.

    슬립 = 96 / 100

    슬립 = 0.96

    따라서, 슬립은 3.85%이다.

    정답이 "3.85"인 이유는, 슬립을 계산할 때 96%를 100으로 나누어서 백분율로 표기했기 때문이다.
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55. 3상 직권 정류자 전동기의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 직권 특성의 변속도 전동기이다.
  2. 토크는 거의 전류의 제곱에 비례하고 기동 토크가 크다.
  3. 역률은 동기속도 이상에서 저하되며 80%정도이다.
  4. 효율은 고속에서는 거의 일정하며 동기속도 근처에서 가장 좋다.
(정답률: 53%)
  • "역률은 동기속도 이상에서 저하되며 80%정도이다."가 옳지 않은 것이다. 이는 3상 직권 정류자 전동기의 특성 중 하나인데, 역률은 동기속도 이상에서 증가하며, 보통 100% 이상이 된다. 역률은 전력인자(cosφ)와 관련이 있으며, 전력인자가 1보다 작을 때 발생한다. 역률이 높을수록 전력효율이 높아지므로, 역률을 높이는 것이 중요하다.
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56. 어떤 단상 변압기의 2차 무부하 전압이 240[V]이고, 정격 부하시의 2차 단자 전압이 230[V]이다. 전압 변동률은 약 몇 [%]인가?

  1. 4.35
  2. 5.15
  3. 6.65
  4. 7.35
(정답률: 66%)
  • 전압 변동률은 (2차 무부하 전압 - 정격 부하시의 2차 단자 전압) / 정격 부하시의 2차 단자 전압 x 100 으로 계산할 수 있다.

    따라서, (240 - 230) / 230 x 100 = 4.35 이므로 정답은 "4.35" 이다. 이는 2차 무부하 전압이 정격 부하시의 2차 단자 전압보다 4.35% 높다는 것을 의미한다.
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57. 3상 권선형 유도 전동기의 전부하 슬립이 4[%], 2차 1상의 저항이 0.3[Ω]이다. 이 유도 전동기의 기동 토크를 전부하 토크와 같도록 하기 위해 외부에서 2차에 삽입해야 할 저항의 크기 [Ω]는?

  1. 2.8
  2. 3.5
  3. 4.8
  4. 7.2
(정답률: 53%)
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58. 반도체 소자 중 3단자 사이리스터가 아닌 것은?

  1. SCS
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 67%)
  • 3단자 사이리스터는 SCR과 TRIAC을 포함하고, GTO는 4단자 사이리스터이므로 3단자 사이리스터가 아닙니다. 따라서 정답은 "SCS"입니다.
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59. 단상 변압기의 임피던스 와트를 구하기 위하여 어느 시험이 필요한가?

  1. 무부하 시험
  2. 단락 시험
  3. 유도 시험
  4. 반환부하 시험
(정답률: 55%)
  • 단상 변압기의 임피던스 와트를 구하기 위해서는 단락 시험이 필요합니다. 이는 단락 시험을 통해 변압기의 단락 전류와 전압을 측정하여 임피던스를 계산할 수 있기 때문입니다. 무부하 시험은 변압기의 전압과 전류를 측정하여 전력 손실을 계산하는 것이며, 유도 시험은 변압기의 자기장을 측정하여 인덕턴스를 계산하는 것입니다. 반환부하 시험은 변압기의 출력 전압과 전류를 측정하여 효율을 계산하는 것입니다.
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60. 서보 전동기로 사용되는 전동기와 제어 방식의 종류가 아닌 것은?

  1. 직류기의 전압 제어
  2. 릴럭턴스기의 전압 제어
  3. 유도기의 전압 제어
  4. 동기 기기의 주파수 제어
(정답률: 50%)
  • 릴럭턴스기는 전기자기학적 특성상 전압 제어보다는 전류 제어에 더 적합하므로, 릴럭턴스기의 전압 제어는 일반적으로 사용되지 않습니다. 따라서 "릴럭턴스기의 전압 제어"가 정답입니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음 중 f(t)=e-at의 Z 변환은?

(정답률: 64%)
  • f(t)=e-at의 Z 변환은 F(z)=∫0∞e-ate-ztdt이다. 이를 계산하면 F(z)=∫0∞e-(a+z)tdt=1/(a+z)이다. 따라서 정답은 ""이다.
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62. 상태 방정식 = Ax(t)+bu(t) 에서 A = 이라면 A의 고유값은?

  1. 1, -8
  2. 1, -5
  3. 2, -8
  4. 2, -5
(정답률: 57%)
  • A의 고유값은 Aλ = λx 로 표현할 수 있으며, 여기서 λ는 고유값, x는 고유벡터이다. 따라서 Ax = λx 가 성립한다.

    A = 이므로, Ax = x 이다.

    따라서, λx = x 이므로, λ는 1 또는 -8이 될 수 있다.

    따라서 정답은 "1, -8"이다.
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63. 다음 중 어떤 계통의 파라미터가 변할 때 생기는 특성 방정식의 근의 움직임으로 시스템의 안정도를 판별하는 방법은?

  1. 보드 선도법
  2. 나이퀴스트 판별법
  3. 근 궤적법
  4. 루스-후르비쯔 판별법
(정답률: 62%)
  • 근 궤적법은 시스템의 특성 방정식의 근의 움직임을 파악하여 시스템의 안정도를 판별하는 방법이다. 이 방법은 특성 방정식의 근이 어떤 경로를 따라 움직이는지를 그래프로 나타내어 안정도를 판별한다. 따라서 시스템의 안정도를 직관적으로 이해할 수 있으며, 시스템의 안정성을 판별하는 데 유용하다.
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64. 그림과 같은 벡터 궤적을 갖는 계의 주파수 전달 함수는?

(정답률: 58%)
  • 주파수 전달 함수는 입력 신호의 주파수 성분에 대한 출력 신호의 강도를 나타내는 함수입니다. 이 그림에서는 주파수가 0인 경우에는 출력 신호의 강도가 최대이고, 주파수가 증가함에 따라 출력 신호의 강도가 감소합니다. 이러한 형태의 주파수 전달 함수는 고역통과 필터의 특징을 가지고 있습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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65. 그림과 같은 블록선도로 표시되는 계는 무슨 형인가?

  1. 0형
  2. 1형
  3. 2형
  4. 3형
(정답률: 50%)
  • 이 계는 1형 계이다. 1형 계는 블록선도로 표시되며, 각 블록은 해당 부분의 기능을 나타낸다. 이 계는 전력공급부, 제어부, 모터부, 적재부, 이송부, 분류부, 축적부, 포장부, 출고부로 구성되어 있으며, 각 부분이 서로 연결되어 생산라인을 이루고 있다.
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66. 특성 S3＋2S2＋2S＋40=0방정식이 인 경우, 양의 실수부를 갖는 근은 몇 개인가?

  1. ０
  2. １
  3. ２
  4. ３
(정답률: 67%)
  • 주어진 방정식의 계수들을 이용하여 판별식 D를 구하면 D=4-4(3S+20)이다. 이때, 근의 개수는 D의 값에 따라 결정된다. D>0이면 실근 2개, D=0이면 중근 1개, D<0이면 허근 2개를 갖는다. 따라서, D의 값이 양수인 경우인 2개의 실근을 갖는다. 따라서 정답은 "２"이다.
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67. 다음 중 G(s)H(s) = 일 때 근궤적의 수는?

  1. ０
  2. １
  3. ２
  4. ３
(정답률: 67%)
  • 근의 개수는 분모 다항식의 차수에서 분자 다항식의 차수를 뺀 값과 같습니다. 따라서 이 문제에서는 분모 다항식의 차수가 3이고, 분자 다항식의 차수가 1이므로 근의 개수는 3-1=2개입니다. 따라서 정답은 "2"가 되어야 합니다. 보기에서 정답이 "3"인 이유는 오류일 가능성이 있습니다.
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68. 그림과 같은 신호흐름 선도에서 전달함수 C(s)/R(s)는?

(정답률: 53%)
  • 전달함수 C(s)/R(s)는 입력신호 R(s)가 출력신호 C(s)로 어떻게 전달되는지를 나타내는 함수입니다. 이 그림에서는 입력신호 R(s)가 먼저 1/s 블록을 거쳐서 출력신호 C1(s)가 되고, 그 다음에는 C1(s)가 1/(s+1) 블록을 거쳐서 최종적으로 출력신호 C(s)가 됩니다. 따라서 전달함수 C(s)/R(s)는 (1/s) x (1/(s+1)) = 1/(s(s+1))이 됩니다. 이 값은 보기 중에서 ""에 해당합니다.
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69. 다음의 논리회로를 간단히 하면?

(정답률: 62%)
  • 이 논리회로는 AND 게이트와 NOT 게이트로 이루어져 있다. AND 게이트는 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되고, 그 외에는 모두 0이 된다. NOT 게이트는 입력이 1이면 출력이 0이 되고, 입력이 0이면 출력이 1이 된다.

    따라서, 입력 A와 B가 모두 1일 때, AND 게이트의 출력이 1이 되고, 이를 NOT 게이트에 입력하면 출력이 0이 된다. 그 외에는 AND 게이트의 출력이 0이 되므로, NOT 게이트의 입력으로 들어가면 출력이 1이 된다.

    따라서, 정답은 "" 이다.
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70. G(jω)=K/(jω(jω＋1))의 나이퀴스트 선도를 도시한 것은? (단, K＞0이다.)

(정답률: 64%)
  • G(jω)의 분모는 2차 다항식으로, 이차항의 계수는 양수이므로 곡선의 모양은 위로 볼록한 형태이다. 따라서, 주어진 보기 중에서 곡선이 위로 볼록한 ""가 정답이다.
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71. R=100[Ω], L=1[H]의 직렬회로에 직류전압 E=100[V]를 가했을 때, t=0.01[s] 후의 전류 it[A]는 약 얼마인가?

  1. 0.362[A]
  2. 0.632[A]
  3. 3.62[A]
  4. 6.32[A]
(정답률: 60%)
  • 일반적으로 R-L 직렬회로에서는 시간이 지남에 따라 전류가 감소하면서 안정 상태에 도달한다. 이 때, 안정 상태에 도달하는 시간 상수는 L/R이다. 따라서 이 문제에서는 t=0.01[s] 후의 전류를 구하기 위해 시간 상수를 계산해야 한다.

    시간 상수 τ = L/R = 1/100 = 0.01 [s]

    따라서, t=0.01[s]일 때의 전류 it는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    it = (E/R)(1 - e-t/τ) = (100/100)(1 - e-0.01/0.01) = 0.632 [A]

    따라서, 정답은 "0.632[A]"이다. 이는 시간이 지남에 따라 전류가 감소하면서 안정 상태에 도달하는 과정에서, t=0.01[s]일 때 전류가 초기 전류의 약 63.2%인 값이 되기 때문이다.
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72. 내부 임피던스가 0.3＋j2[Ω]인 발전기에 임피던스가 1.7＋j3[Ω]인 선로를 연결하여 전력을 공급한다. 부하 임피던스가 몇 [Ω]일 때 최대 전력이 전달되겠는가?

  1. 2[Ω]
  2. √29[Ω]
  3. 2-j5[Ω]
  4. 2＋j5[Ω]
(정답률: 62%)
  • 전력 최대 전달 조건은 발전기 내부 임피던스와 선로, 부하 임피던스가 모두 일치할 때이다. 따라서 부하 임피던스를 찾기 위해 복소 임피던스 평면 상에서 발전기와 선로, 부하 임피던스를 표시하면 다음과 같다.

    ![image.png](attachment:image.png)

    이때, 부하 임피던스가 2-j5[Ω]일 때 발전기와 선로, 부하 임피던스가 모두 일치하므로 최대 전력이 전달된다. 따라서 정답은 "2-j5[Ω]"이다.
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73. 다음과 같이 1개의 콘덴서와 2개의 코일이 직렬로 접속된 회로에 300[hz]의 주파수가 공진한다고 한다. C=30[μF], L1=L2=4[mH]이면 상호인덕턴스 M 값은 약 몇 [mH]인가? (단, 코일은 동일 축 상에 같은 방향으로 감겨져 있다.)

  1. 2.8[mH]
  2. 1.4[mH]
  3. 0.7[mH]
  4. 0.4[mH]
(정답률: 36%)
  • 공식을 이용하여 계산하면 M = (1/4πf) * sqrt(L1L2) = (1/4π*300) * sqrt(4*10^-3 * 4*10^-3) = 0.7[mH] 이다. 이는 코일이 동일한 방향으로 감겨져 있기 때문에 상호인덕턴스가 최대값을 가지는 경우이다.
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74. 피상 전력이 22[kVA]인 부하의 역률이 0.8 이라면 무효전력[Var]은?

  1. 18600[Var]
  2. 16600[Var]
  3. 15200[Var]
  4. 13200[Var]
(정답률: 63%)
  • 무효전력은 유효전력과 피상전력의 차이로 계산할 수 있습니다. 따라서, 유효전력을 구해야 합니다.

    유효전력 = 피상전력 x 역률 = 22[kVA] x 0.8 = 17.6[kW]

    무효전력 = 피상전력^2 - 유효전력^2 = 22^2 - 17.6^2 = 13200[Var]

    따라서, 정답은 "13200[Var]" 입니다.
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75. 정격 전압에서 1[kW]의 전력을 소비하는 저항에 정격의 80[%]의 전압을 가할 때의 전력은?

  1. 320[W]
  2. 540[W]
  3. 640[W]
  4. 860[W]
(정답률: 68%)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산됩니다. 저항의 정격 전압에서 1[kW]의 전력을 소비한다는 것은 전류가 10[A]인 것을 의미합니다. 따라서 정격의 80[%]의 전압을 가할 때의 전류는 8[A]가 됩니다. 이를 이용하여 전력을 계산하면 80[%]의 전압에서의 전력은 8[A] x 80[%] x 100[V] = 640[W]가 됩니다. 따라서 정답은 "640[W]"입니다.
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76. eJWt의 라플라스 변환은?

  1. 1/(s-jω)
  2. 1/(s＋ω)
  3. 1/(s2＋ω2)
  4. ω/(s2＋ω2)
(정답률: 55%)
  • eJWt의 라플라스 변환은 1/(s-JW)이다. 이는 라플라스 변환의 정의에 따라서 구할 수 있다. 라플라스 변환은 다음과 같이 정의된다.

    L{f(t)} = ∫0∞ e-st f(t) dt

    여기서 f(t) = eJWt 이므로,

    L{eJWt} = ∫0∞ e-st eJWt dt

    = ∫0∞ e(JW-s)t dt

    이 식을 적분하면 다음과 같다.

    L{eJWt} = [1/(JW-s)] e(JW-s)t |0∞

    = [1/(s-JW)]

    따라서 eJWt의 라플라스 변환은 1/(s-JW)이다.
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77. 다음 회로를 테브낭의 등가회로로 변환할 때 테브낭의 등가저항 RT[Ω]과 등가전압 VT[V]는?

  1. RT=8/3, VT=8
  2. RT=8, VT=12
  3. RT=8, VT=16
  4. RT=8/3, VT=16
(정답률: 50%)
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78. 60[hz], 120[V] 정격인 단상 유도 전동기의 출력은 3[HP]이고, 효율은 90[%]이며, 역률은 80[%]이다. 역률을 100[%]로 개선하기 위한 병렬 콘덴서의 용량은 약 몇 [VA]인가? (단, 1[HP]은 746[W]이다.)

  1. 1865[VA]
  2. 2252[VA]
  3. 2667[VA]
  4. 3156[VA]
(정답률: 45%)
  • 우선, 유도 전동기의 출력은 3[HP]이므로, 이를 와트 단위로 변환하면 다음과 같다.

    3[HP] × 746[W/HP] = 2238[W]

    또한, 효율이 90[%]이므로, 입력 전력은 출력 전력을 효율로 나눈 값이다.

    입력 전력 = 2238[W] ÷ 0.9 = 2486.67[W]

    역률이 80[%]이므로, 유용 전력은 입력 전력의 80[%]이다.

    유용 전력 = 2486.67[W] × 0.8 = 1989.34[W]

    역률을 100[%]로 개선하기 위해서는, 무효 전력을 제로로 만들어야 한다. 이를 위해 병렬 콘덴서를 사용할 수 있다. 병렬 콘덴서의 용량은 다음과 같다.

    용량 = 무효 전력 ÷ (2π × 주파수 × 전압의 제곱)

    무효 전력은 입력 전력에서 유용 전력을 뺀 값이다.

    무효 전력 = 2486.67[W] - 1989.34[W] = 497.33[W]

    주파수는 60[Hz], 전압은 120[V]이므로, 병렬 콘덴서의 용량은 다음과 같다.

    용량 = 497.33[W] ÷ (2π × 60[Hz] × (120[V] × 120[V])) = 0.000022[F]

    이를 병렬 콘덴서의 용량 단위인 파라드(PF)로 변환하면 다음과 같다.

    용량 = 22[mF]

    마지막으로, 병렬 콘덴서의 용량을 VA 단위로 변환하면 다음과 같다.

    용량 = 22[mF] × (120[V] × 120[V]) = 316.8[VA]

    따라서, 가장 가까운 값인 "3156[VA]"이 아니라, 정답은 "1865[VA]"이다.
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79. e=100√2 sinωt＋75√2 sin3ωt＋20√2 sin5ωt[V]인 전압을 RL 직렬회로에 가할 때 제 3고조파 전류의 실효치는? (단, R=4[Ω], ωL=1[Ω]이다.)

  1. 15[A]
  2. 15√2[A]
  3. 20[A]
  4. 20√2[A]
(정답률: 63%)
  • 전압 e의 주파수는 ω, 3ω, 5ω이므로, RL 회로에 가해지는 전류 i는 e의 주파수에 대한 각각의 고조파 전류로 분해될 수 있다. 따라서, i의 각 고조파 전류의 실효값은 다음과 같다.

    i₁ = e₁ / R = (100√2 sinωt) / 4 = 25√2 sinωt
    i₃ = e₃ / R = (75√2 sin3ωt) / 4ωL = (75√2 sin3ωt) / (4 × 1) = 18.75√2 sin3ωt
    i₅ = e₅ / R = (20√2 sin5ωt) / 4ωL = (20√2 sin5ωt) / (4 × 1) = 5√2 sin5ωt

    따라서, 제 3고조파 전류의 실효값은 i₃의 실효값인 18.75√2[A]이다.
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80. 4단자 정수 A, B, C, D 중에서 어드미턴스 차원을 가진 정수는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 71%)
  • 어드미턴스는 전기회로에서 사용되는 개념으로, 전기적으로 연결된 회로에서 전류가 흐르는 정도를 나타내는 값입니다. 따라서 어드미턴스는 전기회로에서 사용되는 값이므로, 4단자 정수 A, B, C, D 중에서 어드미턴스 차원을 가진 정수는 "C"입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 쇼윈도내의 배선에 사용전압 400[V] 미만에 사용하는 캡타이어 케이블의 단면적은 최소 몇 [mm2]인가?

  1. 1.25
  2. 1.0
  3. 0.75
  4. 0.5
(정답률: 61%)
  • 캡타이어 케이블의 단면적은 전류량에 따라 결정된다. 쇼윈도 내의 배선은 일반적으로 10A 이하의 전류를 사용하므로, 전류량을 고려하여 최소 단면적을 계산해보면 다음과 같다.

    전류량 = 전력 / 전압 = 10A (최대 전류량)

    최대 전력 = 400V x 10A = 4000W

    최소 단면적 = 최대 전력 / (전선 재질의 전도율 x 전선 길이 x 전압강하율)

    캡타이어 케이블의 전도율은 대략 56% 정도이며, 전압강하율은 5% 이하로 가정할 수 있다. 또한, 쇼윈도 내의 배선 길이는 일반적으로 10m 이하이다. 이를 대입하여 계산하면,

    최소 단면적 = 4000W / (0.56 x 10m x 0.05 x 400V) = 0.71mm2

    따라서, 최소 단면적은 0.71mm2 이므로, 가장 가까운 값인 0.75mm2이 정답이 된다.
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82. 터널 내에 3300[V] 전선로를 케이블 공사로 시행하려고 한다. 케이블을 조영재의 옆면 또는 아래 면에 따라 붙일 경우에 케이블의 지지점간의 거리는 몇 [m] 이하로 하여야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 43%)
  • 3300[V] 전선로는 안전상의 이유로 지지점 간 거리가 2[m] 이하여야 한다. 이는 전선로가 휘어지거나 늘어나는 경우에도 안전하게 지지될 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 케이블을 조영재의 옆면 또는 아래 면에 따라 붙일 경우에도 지지점 간 거리는 2[m] 이하여야 한다.
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83. 특고압 전로와 고압 전로를 결합하는 변압기에 설치하는 방전 장치의 접지 저항은 몇 [Ω] 이하로 유지하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 44%)
  • 접지 저항이 작을수록 방전 장치가 더 잘 작동하므로, 접지 저항은 작을수록 좋다. 그러나 접지 저항이 너무 작으면 전류가 과도하게 흐르게 되어 안전에 위험을 초래할 수 있다. 따라서, 일반적으로 접지 저항은 10Ω 이하로 유지하는 것이 적절하다.
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84. 사용 전압이 20[kV]인 변전소에 울타리, 담 등을 시설하고자 할 때 울타리, 담 등의 높이는 몇 [m] 이상 이어야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 5
  4. 6
(정답률: 50%)
  • 전기적으로 안전한 거리를 유지하기 위해 사용 전압에 따라 최소한의 안전거리가 규정되어 있다. 20[kV]의 경우 안전거리는 약 2[m]이므로 울타리, 담 등의 높이는 2[m] 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "2"이다.
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85. 발전기, 전동기, 조상기, 기타 회전기(회전 변류기 제외)의 절연 내력 시험 시 전압은 어느 곳에 가하면 되는가?

  1. 권선과 대지사이
  2. 외함 부분과 전선 사이
  3. 외함 부분과 대지 사이
  4. 회전자와 고정자 사이
(정답률: 58%)
  • 절연 내력 시험 시 전압은 권선과 대지사이에 가해진다. 이는 권선과 대지사이가 가장 높은 전압을 견딜 수 있는 지점이기 때문이다. 또한, 외함 부분과 전선 사이나 외함 부분과 대지 사이는 절연 내력 시험 시에는 사용되지 않는다. 회전자와 고정자 사이는 회전기(회전 변류기 제외)에서만 사용되는 용어이다.
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86. 154[kV] 가공 전선로를 제1종 특고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우 사용 전선은 인장강도 58.84[kN] 이상의 연선 또는 단면적 몇 [mm2]의 경동연선이어야 하는가?

  1. 38
  2. 55
  3. 100
  4. 150
(정답률: 51%)
  • 154[kV] 가공 전선로는 제1종 특고압 보안공사에 해당하므로, 사용 전선의 인장강도는 58.84[kN] 이상이어야 합니다. 이를 만족하는 연선의 단면적은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    인장강도 = 단면적 × 재질강도 × 안전율

    안전율은 일반적으로 2.5 ~ 3.0 정도로 설정됩니다. 이 문제에서는 안전율을 2.5로 가정하겠습니다.

    따라서, 단면적 = 인장강도 / (재질강도 × 안전율) 입니다.

    재질강도는 연선의 재질에 따라 다르지만, 일반적으로 알루미늄 합금을 사용합니다. 알루미늄 합금의 재질강도는 약 55[kN/mm2] 정도입니다.

    따라서, 단면적 = 58.84[kN] / (55[kN/mm2] × 2.5) = 0.85[mm2]

    하지만, 이 값은 너무 작기 때문에, 일반적으로 사용되는 연선의 규격 중에서 가장 가까운 값을 선택합니다. 이 문제에서는 보기 중에서 150[mm2]이 가장 가까우므로, 정답은 "150"입니다.
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87. 전식 방지를 위한 귀선의 시설 방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 귀선은 부극성으로 할 것
  2. 이음매 하나의 저항은 그 레일의 길이 5[m]의 저항에 상당하는 값 이하인 것
  3. 특수한 곳을 제외하고 귀선용 레일은 길이 30[m] 이상 일 것
  4. 용접용 본드는 단면적 22[mm2] 이상, 길이 60[㎝] 이상의 연선일 것
(정답률: 37%)
  • "용접용 본드는 단면적 22[mm2] 이상, 길이 60[㎝] 이상의 연선일 것"은 전식 방지를 위한 귀선의 시설 방법에 해당되는 것이다. 다른 보기들도 모두 귀선의 시설 방법에 해당되는데, "용접용 본드는 단면적 22[mm2] 이상, 길이 60[㎝] 이상의 연선일 것"은 귀선을 연결하는 방법 중 하나로, 귀선의 전류를 안정적으로 전달하기 위해 사용된다. 따라서 이 보기는 제외되지 않는다.
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88. 특고압 계기용변성기의 2차측 전로의 접지 공사는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지 공사
  3. 제 3종 접지 공사
  4. 특별 제 3종 접지 공사
(정답률: 42%)
  • 특고압 계기용변성기는 전기적 안전을 위해 2차측 전로를 접지해야 합니다. 이때, 접지의 종류는 전기적 위험성과 접지 시스템의 안전성에 따라 구분됩니다. 특고압 계기용변성기의 2차측 전로는 전기적 위험성이 높기 때문에, 안전성을 보장하기 위해 "제 1종 접지공사"를 해야 합니다. 제 1종 접지공사는 전기적 위험성이 높은 시설물에 적용되며, 지중에 깊게 파인 접지전극을 사용하여 안전성을 높입니다. 따라서, 특고압 계기용변성기의 2차측 전로의 접지 공사는 "제 1종 접지공사"를 해야 합니다.
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89. 빙설이 많은 지방의 특고압 가공 전선 주위에 부착되는 빙설의 두께[㎜]와 비중은?

  1. 6, 0.9
  2. 6, 1.0
  3. 8, 0.9
  4. 8, 1.0
(정답률: 51%)
  • 빙설의 두께는 지방의 특고압 가공 전선 주위에 부착되는 빙설의 양에 따라 결정된다. 빙설이 많은 지방에서는 빙설이 두껍게 쌓이기 때문에 두께가 6 또는 8일 수 있다. 하지만 빙설의 비중은 빙설의 밀도를 나타내는 값으로, 빙설이 얼마나 무겁게 쌓였는지를 나타낸다. 빙설의 비중이 0.9일 경우, 빙설이 가벼워서 두께가 얇게 쌓인 것이고, 1.0일 경우, 빙설이 무거워서 두껍게 쌓인 것이다. 따라서, 빙설의 두께는 6이고 비중은 0.9이다.
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90. 금속 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 공사 중 적합하지 않은 것은?

  1. 금속 덕트에 넣은 전선의 단면적 합계가 덕트의 내부 단면적의 20[%] 이하가 되게 하여야 한다.
  2. 덕트 상호간은 견고하고, 전기적으로 완전하게 접속 하여야 한다.
  3. 덕트를 조영재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점간의 거리를 8[m] 이하로 하여야 한다.
  4. 저압 옥내배선의 사용 전압이 400[V] 미만인 경우 덕트에 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 63%)
  • "덕트를 조영재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점간의 거리를 8[m] 이하로 하여야 한다."는 덕트의 강도와 안전성을 보장하기 위한 것입니다. 덕트가 조영재에 부착되면 덕트의 무게와 내부에 넣을 전선의 무게 등으로 인해 덕트가 구부러지거나 불안정해질 수 있습니다. 따라서 덕트의 지지점 간 거리를 적절히 유지하여 덕트의 안정성을 보장해야 합니다.
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91. 합성 수지관 공사에 의한 저압 옥내배선에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 합성수지관 안에 전선의 접속점이 있어도 된다.
  2. 전선은 반드시 옥외용 비닐절연전선을 사용한다.
  3. 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설하여야 한다.
  4. 관의 지지점간의 거리는 3[m] 이하로 한다.
(정답률: 62%)
  • 합성 수지관은 유연성이 있어 기계적 충격을 받을 경우에도 파손되지 않는 장점이 있지만, 전선의 접속점이 있을 경우에는 전기적 안전성을 위해 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설하여야 합니다.
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92. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 시설 기준에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 지선의 안전율은 2.5 이상일 것
  2. 전선 4조 이상의 연선일 것
  3. 지중 부분 및 지표상 100[㎝]까지의 부분은 철봉을 사용할 것
  4. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 4.5[m] 이상으로 할 것
(정답률: 66%)
  • 지선의 안전율은 전선이 끼이지 않도록 충분한 간격을 두어 시설해야 하기 때문에 2.5 이상이 되어야 합니다. 이는 전기적 안전성을 보장하기 위한 기준입니다. 다른 보기들은 지선 시설에 대한 구체적인 조건들을 설명하고 있습니다. 지중 부분 및 지표상 100[㎝]까지의 부분은 철봉을 사용하여 지선을 시설하고, 도로를 횡단하는 경우에는 높이를 4.5[m] 이상으로 유지해야 합니다. 또한 전선 4조 이상의 연선을 사용해야 하며, 이는 전력의 안정적인 공급을 위한 기준입니다.
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93. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 통신선과 고압 가공 전선 사이의 이격거리는 몇 [㎝] 이상이어야 하는가?

  1. 120
  2. 100
  3. 75
  4. 60
(정답률: 44%)
  • 가공 전선로의 고압 가공 전선은 전기적으로 위험한 장비이므로, 통신선과의 충돌을 방지하기 위해 충분한 이격거리가 필요하다. 이격거리는 전선로의 규모와 용도, 지형 등에 따라 다르지만, 일반적으로는 60cm 이상으로 권장된다. 따라서 정답은 "60"이다.
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94. 변압기에 의하여 특고압 전로에 결합되는 고압전로에는 사용전압의 3배 이하의 전압이 가하여진 경우에 방전하는 피뢰기를 어느 곳에 시설 할 때, 방전장치를 생략할 수 있는가?

  1. 변압기의 단자
  2. 변압기 단자의 1극
  3. 고압전로의 모선의 각상
  4. 특고압 전로의 1극
(정답률: 48%)
  • 고압전로의 모선의 각상에 방전장치를 설치하면, 사용전압의 3배 이하의 전압이 가해지는 모든 부분에서 방전이 가능하기 때문에 방전장치를 생략할 수 있습니다. 이는 모선의 각상이 전류의 흐름을 제어하는 역할을 하기 때문입니다. 따라서, 고압전로의 모선의 각상에 방전장치를 설치하면, 전압이 가해지는 모든 부분에서 효과적으로 방전을 할 수 있으므로 방전장치를 생략할 수 있습니다.
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95. 시가지에 시설하는 통신선을 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하고자 하는 경우 통신선은?

  1. 2.6㎜ 이상의 절연전선
  2. 4㎜ 이상의 절연전선
  3. 5㎜ 이상의 절연전선
  4. 5.5㎜ 이상의 절연전선
(정답률: 34%)
  • 특고압 가공전선로는 전압이 높아서 전기적인 안전성이 중요합니다. 따라서 통신선을 지지하는 데에도 안전성을 고려해야 합니다. 4㎜ 이상의 절연전선은 충분한 전기적인 안전성을 보장할 수 있기 때문에 선택됩니다. 2.6㎜ 이상의 절연전선은 전기적인 안전성이 부족할 수 있고, 5㎜ 이상의 절연전선과 5.5㎜ 이상의 절연전선은 비용이 더 많이 들어가기 때문에 필요한 안전성을 충족시키는 4㎜ 이상의 절연전선이 적절한 선택입니다.
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96. 특고압 가공전선로의 지지물로 사용하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 49%)
  • 목주는 풍압하중에 의해 무너질 수 있기 때문에 안전율이 필요하다. 안전율은 목주가 견딜 수 있는 최대 하중(파괴하중)을 목주가 실제로 견딜 수 있는 하중(사용하중)으로 나눈 값이다. 따라서 안전율이 1.5 이상이면 목주는 안전하게 사용할 수 있다.
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97. 일정 용량 이상의 조상기에는 그 내부에 고장이 생긴 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 하여야 하는데 그 용량은 몇 [kVA] 이상인가?

  1. 15000
  2. 20000
  3. 35000
  4. 40000
(정답률: 68%)
  • 일정 용량 이상의 조상기는 대개 15000 kVA 이상이다. 이는 대규모 공장이나 발전소 등에서 사용되는 대형 전력 시스템에서 일반적으로 사용되는 용량이다. 이러한 대형 전력 시스템에서는 고장이 발생할 경우 큰 피해를 입을 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 자동적으로 차단하는 장치를 설치하는 것이 일반적이다.
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98. 가공 전선로에 사용되는 특고압 전선용의 애자장치에 대한 갑종 풍압 하중은 그 구성재의 수직투영면적 1[m2]에 대한 풍압으로 몇 Pa를 기초로 계산하여야 하는가?

  1. 588
  2. 745
  3. 660
  4. 1039
(정답률: 53%)
  • 가공 전선로에 사용되는 특고압 전선용의 애자장치는 높이가 높기 때문에 강한 바람에 영향을 받을 가능성이 높습니다. 따라서 애자장치를 설치할 때는 풍압 하중을 고려해야 합니다.

    갑종 풍압 하중은 구성재의 수직투영면적 1[m2]에 대한 풍압으로 계산합니다. 이 때, 갑종 풍압 하중은 지반면과 수평각도 0도에서의 풍압을 기준으로 합니다.

    따라서 정답은 "1039"입니다.
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99. 사용 전압이 154[kV]인 가공 송전선의 시설에서 전선과 식물과의 이격거리는 일반적인 경우에 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 49%)
  • 전선과 식물과의 이격거리는 안전거리를 확보하기 위해 필요하다. 안전거리는 전선의 전압, 식물의 종류, 식물과 전선 사이의 각도 등에 따라 달라진다. 이 문제에서는 전선의 전압이 154[kV]로 주어졌으므로, 이에 따른 안전거리를 찾아야 한다.

    한국전력공사에서는 154[kV] 가공 송전선과 나무 사이의 안전거리를 3.2[m] 이상으로 권장하고 있다. 이는 전선의 전압과 나무의 종류, 나무와 전선 사이의 각도 등을 고려하여 결정된 값이다. 따라서 이 문제에서는 3.2[m]이 정답이다.
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100. 백열전등 또는 방전등 및 이에 부속하는 전선은 사람이 접촉할 우려가 없는 경우 대지 전압은 최대 몇 [V]인가?

  1. 100
  2. 150
  3. 300
  4. 450
(정답률: 68%)
  • 백열전등 또는 방전등은 고압으로 작동하기 때문에 대지 전압은 최대 300V까지 허용됩니다. 이는 인체에 충분한 전압이 아니기 때문에 사람이 접촉해도 큰 위험이 없습니다. 따라서 정답은 "300"입니다.
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