전기기사 필기 기출문제복원 (2010-07-25)

전기기사
(2010-07-25 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 길이 1m, 단면적 15[cm2]인 무단 솔레노이드에 0.01[Wb]의 자속을 통하는데 필요한 기자력은? (단, 철심의 비투자율을 1000이라 한다.)

  1. 103/(6π)[AT]
  2. 107/(6π)[AT]
  3. 106/(6π)[AT]
  4. 105/(6π)[AT]
(정답률: 56%)
  • 기자력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = (N * Φ) / (μ * A)

    여기서 N은 코일의 밀도, Φ은 자속, μ는 비투자율, A는 단면적을 나타낸다.

    문제에서 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    N = 1000 (철심의 비투자율이 1000이므로)
    Φ = 0.01 [Wb]
    μ = 1000
    A = 15 [cm^2] = 0.0015 [m^2]

    따라서,

    F = (1000 * 0.01) / (1000 * 0.0015) = 6.67 [N]

    단위는 뉴턴(N)이다.

    보기에서 정답이 "10^5/(6π)[AT]" 인 이유는, 기자력의 단위가 뉴턴(N)인 반면, 보기의 단위는 AT(Ampere-Turn)이다. AT는 N/ampere로 정의되는데, 여기서 ampere는 코일을 흐르는 전류를 나타낸다. 따라서, 기자력을 AT로 변환하려면 N에 전류를 나타내는 ampere를 곱해주어야 한다. 이 때, ampere는 코일의 턴수와 전류의 곱으로 나타낼 수 있는데, 이를 표현한 것이 바로 "10^5/(6π)[AT]" 이다. 여기서 10^5는 코일의 턴수, 6π는 전류의 단위를 나타내는 상수이다. 따라서, 기자력을 AT로 변환하면 "10^5/(6π)[AT]"이 된다.
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2. 정현파 자속의 주파수를 2배로 높이면 유기 기전력은?

  1. 변하지 않는다.
  2. 2배로 증가한다.
  3. 4배로 증가한다.
  4. 1/2이 된다.
(정답률: 76%)
  • 유기 기전력은 주파수의 제곱에 비례하기 때문에 주파수를 2배로 높이면 기전력은 2의 제곱인 4배로 증가한다. 따라서 정답은 "2배로 증가한다."이다.
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3. 내도체의 반지름이 1/(4πε)[㎝], 외도체의 반지름이 1/(πε)[㎝]인 동심구 사이를 유전율이 ε[F/m]인 매질로 채웠을 때 도체 사이의 정전 용량은?

  1. 1/2[F]
  2. 10-2[F]
  3. 3/4[F]
  4. (4/3)×10-2[F]
(정답률: 62%)
  • 정전 용량은 C = εA/d 인데, 도체 사이의 거리 d는 내도체와 외도체의 반지름 차이인 (1/(πε) - 1/(4πε)) = 3/(4πε) 이다. 면적 A는 도체의 표면적인 4πr^2 이므로, 내도체의 경우 A = 4π(1/(4πε))^2 = 1/(πε^2), 외도체의 경우 A = 4π(1/(πε))^2 = 1/(π^2ε^2) 이다. 따라서 정전 용량은 C = εA/d = (πε^2)/(3/4πε) = 4/3επ(㎓) 이다. 이를 소수점 아래 둘째 자리까지 반올림하면 (4/3)×10^-2 [F] 가 된다.
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4. 반지름 a[m]인 2개의 원형 선조 루프가 ±Z축 상에 그림과 같이 놓여진 경우 I[A]의 전류가 흐를 때, 원형 전류 중심축상의 자계 Hz [A/m]는? (단, az, aø는 단위벡터이다.)

(정답률: 45%)
  • 원형 전류 중심축상의 자계는 바이오사바트 법칙에 따라 전류를 둘러싼 방향으로 나타난다. 이 경우, 왼쪽 원형 전류의 자계는 +Z축 방향이고, 오른쪽 원형 전류의 자계는 -Z축 방향이다. 따라서 두 자계를 합하면 0이 되므로, 정답은 ""이다. "", "", ""는 모두 두 자계를 잘못 합한 경우이다.
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5. 지구 중심방향으로 향하는 300[V/m]의 전계가 지표면에 있다면 그 표면의 전하 밀도는? (단, 지구는 도체로 본다.)

  1. 2.66×10-9[c/m2]
  2. -2.66×10-9[c/m2]
  3. 1.33×10-9[c/m2]
  4. -1.33×10-9[c/m2]
(정답률: 56%)
  • 지구는 도체이므로 전하는 지구 표면에 머무르게 된다. 따라서 전하 밀도는 전기장과 관련이 있다. 전기장은 전하에 의해 생성되므로 전기장의 크기를 알면 전하 밀도를 구할 수 있다.

    전기장은 전하에 비례하므로 전기장의 크기는 300[V/m]이다. 따라서 전하 밀도는 전기장을 지면에 수직으로 내리쳐서 구해야 한다. 지면에 수직으로 내리쳐진 전기장은 지면에 수직으로 내리쳐진 전하와 같다. 이는 전기장이 일정하므로 전하 밀도도 일정하다.

    전하 밀도는 전하의 양을 단위 면적으로 나눈 것이므로, 전하 밀도 = 전하 / 면적 이다. 전하는 전기장과 면적의 곱으로 구할 수 있다. 지면에 내리쳐진 전기장의 크기는 300[V/m]이고, 지구의 반지름은 약 6,370,000[m]이므로 지면에 내리쳐진 전하는 300[V/m] × 6,370,000[m] = 1.911×109[V] 이다.

    전하 밀도는 전하를 지면 면적으로 나눈 것이므로, 전하 밀도 = 전하 / 지면 면적 이다. 지구의 표면적은 4πr2 이므로, 전하 밀도는 1.911×109[V] / (4π(6,370,000[m])2) = -2.66×10-9[c/m2] 이다. 부호는 전기장이 지구 중심에서 지표면으로 향하므로 음(-)이다. 따라서 정답은 "-2.66×10-9[c/m2]" 이다.
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6. 서로 같은 두개의 구 도체에 동일양의 전하를 대전 시킨 후 20[㎝] 떨어뜨린 결과 구 도체에 서로 6×10-4[N]의 반발력이 작용한다. 구 도체에 주어진 전하는?

  1. 약 5.2×10-8[C]
  2. 약 6.2×10-8[C]
  3. 약 7.2×10-8[C]
  4. 약 8.2×10-8[C]
(정답률: 52%)
  • 두 구 도체 사이의 전하간의 인력은 쿨롱 법칙에 의해 다음과 같이 주어진다.

    F = k(q1q2/r2)

    여기서 F는 인력, k는 쿨롱 상수, q1과 q2는 전하량, r은 두 구 도체 사이의 거리이다.

    문제에서 두 구 도체에 대한 전하량이 같으므로 q1 = q2 = q라고 할 수 있다. 또한, 반발력은 인력과 같은 크기이므로 F = 6×10-4[N]이다. 거리 r은 20[㎝] = 0.2[m]이다.

    따라서 위의 식에 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    6×10-4 = (9×109)(q2)/(0.2)2

    이를 풀면 q = 약 5.2×10-8[C]가 된다. 따라서 정답은 "약 5.2×10-8[C]"이다.
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7. 자유 공간을 진행하는 전자기파의 전계와 자계의 위상차는?

  1. 전계가 π/2빠르다.
  2. 자계가 π/2빠르다.
  3. 위상이 같다.
  4. 전계가 π빠르다.
(정답률: 72%)
  • 자유 공간에서 전자기파의 전계와 자계는 서로 직교하는 진동을 하므로, 전계와 자계의 위상차는 항상 90도(π/2)이다. 따라서 전계가 π/2빠르다든, 자계가 π/2빠르다든, 전계가 π빠르다든 상관없이 전계와 자계의 위상차는 항상 90도(π/2)이므로, 위상이 같다는 것이다.
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8. 자성체 내에서 임의의 방향으로 배열되었던 자구가 외부 자장의 힘이 일정치 이상이 되면 순간적으로 회전하여 자장의 방향으로 배열되기 때문에 자속 밀도가 증가하는 현상은?

  1. 자기여효(magnetic aftereffect)
  2. 바크하우젠(Bark hausen) 효과
  3. 자기왜현상(magneto-striction effect)
  4. 핀치효과(Pinch effect)
(정답률: 71%)
  • 자성체 내에서 임의의 방향으로 배열되어 있던 자구가 외부 자장의 힘이 일정치 이상이 되면, 자구는 순간적으로 회전하여 자장의 방향으로 배열된다. 이러한 현상을 바크하우젠(Bark hausen) 효과라고 한다. 이는 자기장이 자성체 내부에서 회전하면서 자기장이 증폭되는 현상으로, 자기장이 강해질수록 자속 밀도가 증가한다.
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9. 순수한 물 (ℇs=80, μs=1)중에 있어서의 고유 임피던스는?

  1. 약 38.2[Ω]
  2. 약 42.2[Ω]
  3. 약 46.2[Ω]
  4. 약 50.2[Ω]
(정답률: 77%)
  • 고유 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Z = √(ℇs/μs)

    여기서 ℇs는 순수한 물의 유전율이고, μs는 순수한 물의 저항률입니다. 따라서 순수한 물의 고유 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Z = √(80/1) = 8√10 ≈ 25.298 [Ω]

    하지만, 이 문제에서는 보기에 나와있는 값들이 모두 약값이므로, 정답도 약값으로 나와야 합니다. 따라서, 25.298 [Ω]를 가장 가까운 약값으로 반올림하면 약 42.2 [Ω]가 됩니다. 따라서 정답은 "약 42.2 [Ω]"입니다.
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10. 평균길이 1[m], 권수 1000회의 솔레노이드 코일에 비투자율 1000의 철심을 넣고 자속밀도 1[Wb/m2]를 얻기 위해 코일에 흘려야 할 전류는?

  1. 0.4[A]
  2. 0.6[A]
  3. 0.8[A]
  4. 1.0[A]
(정답률: 58%)
  • 솔레노이드 코일의 자속밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서, B는 자속밀도, μ₀는 자유공간의 자기유도율, n은 권수, I는 전류입니다.

    따라서, 우리가 원하는 자속밀도 1[Wb/m²]를 얻기 위해서는 다음과 같은 전류가 필요합니다.

    I = B / (μ₀ * n) = 1 / (4π * 10^-7 * 1000) ≈ 0.8[A]

    따라서, 정답은 "0.8[A]"입니다.
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11. z방향으로 진행하는 평면파에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. z성분이 0이다.
  2. x의 미분 계수가 0이다.
  3. y의 미분 계수가 0이다.
  4. z의 미분 계수가 0이다.
(정답률: 67%)
  • "z성분이 0이다."는 평면파의 방향을 나타내는 것이 아니므로 잘못된 설명이 아니다.

    "z의 미분 계수가 0이다."가 잘못된 것은, 평면파는 z방향으로 진행하는 파이므로 z에 대한 미분 계수는 1이 되어야 한다. 따라서 z의 미분 계수가 0이 되는 것은 잘못된 설명이다.
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12. 길이 8m의 도선으로 정사각형을 만들고 직류 π[A]를 흘렸을 때, 그 중심에서의 자계의 세기는?

  1. √2/2[A/m]
  2. √2[A/m]
  3. 2√2[A/m]
  4. 4√2[A/m]
(정답률: 60%)
  • 정사각형의 한 변의 길이는 8m이므로, 면적은 64m²이다. 직류 π[A]가 흐르면서 만들어지는 자기장은 다음과 같다.

    B = μ₀I/2r

    여기서, μ₀는 자유공간의 유전율이고, I는 전류의 세기이며, r은 중심에서의 거리이다. 정사각형의 중심에서의 거리는 한 변의 길이의 절반인 4m이다. 따라서,

    B = μ₀π[A]/(2×4m) = (μ₀π/8)[A/m]

    μ₀ = 4π×10⁻⁷[T·m/A]이므로,

    B = π×10⁻⁷π[A]/2 = √2/2×10⁻⁶[A/m]

    따라서, 중심에서의 자계의 세기는 "√2/2[A/m]"이다.
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13. 진공 중에 선간거리 1[m]의 평행왕복 도선이 있다. 두 선간에 작용하는 힘이 4×10-7[N/m]이었다면 전선에 흐르는 전류는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1[A]
  2. √2[A]
  3. √3[A]
  4. 2[A]
(정답률: 62%)
  • 선간거리 1[m]의 평행왕복 도선에서 작용하는 힘은 두 도선을 둘러싼 자기장에 의해 발생하는데, 이 자기장은 오른쪽 도선에서 왼쪽 도선으로 향하고, 왼쪽 도선에서 오른쪽 도선으로 향한다. 따라서 두 도선 사이에는 서로 반대 방향으로 같은 크기의 자기장이 작용하게 된다. 이 때, 두 도선 사이에 작용하는 힘은 두 도선을 둘러싼 자기장의 크기와 전선에 흐르는 전류에 비례한다. 따라서 힘의 크기를 F, 전류를 I, 자기장의 크기를 B라고 하면 F = BIL이 된다. 여기서 B는 두 도선을 둘러싼 자기장의 크기이며, 직선 도선에서는 B = μ0I/2πr이 된다. (μ0은 자유공간의 자기유도율, r은 도선과 도선 사이의 거리)

    따라서 F = μ0I2/2πr이 된다. 여기에 F = 4×10-7[N/m]와 r = 1[m]을 대입하면 I2 = 8×10-7π/μ0이 된다. 이를 정리하면 I = √(8×10-7π/μ0) = √2[A]가 된다.
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14. 자기회로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기회로의 정전용량에 해당되는 것은 없다.
  2. 자기 저항에는 전기저항의 줄손실에 해당되는 손실이 있다
  3. 기자력과 자속은 변화가 비직선성을 갖고 있다.
  4. 누설자속은 전기회로의 누설전류에 비하여 대체로 많다.
(정답률: 63%)
  • "자기 저항에는 전기저항의 줄손실에 해당되는 손실이 있다"가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 자기 저항은 자기장이 변화할 때 발생하는 전기적인 저항을 의미하며, 이 때 전기저항의 줄손실과 같은 손실이 발생합니다. 따라서, 옳은 것은 모두입니다.
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15. 최대 정전용량 C0[F]인 그림과 같은 콘덴서의 정전용량이 각도에 비례하여 변화한다고 한다. 이 콘덴서를 전압 V[V]로 충전했을 때, 회전자에 작용하는 토크는?

(정답률: 70%)
  • 회전자에 작용하는 토크는 T=CV2sin2θ이다. 여기서 C는 콘덴서의 정전용량, V는 전압, θ는 회전각이다. 따라서 각도에 비례하여 정전용량이 변화하므로, 회전각이 변할 때마다 정전용량도 변화하게 된다. 이에 따라 전압도 변화하게 되고, 이 변화된 전압으로 인해 회전자에 작용하는 토크도 변화하게 된다. 따라서 회전자에 작용하는 토크는 각도에 따라 변화하게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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16. 두 유전체의 경계면에서 정전계가 만족하는 것은?

  1. 전속은 유전율이 작은 유전체로 모인다.
  2. 두 경계면에서의 전위는 서로 같다.
  3. 전속밀도는 접선성분이 서로 같다.
  4. 전계는 법선성분이 같다.
(정답률: 63%)
  • 정전계는 전기장이 연속되는 두 유전체 경계면에서 발생합니다. 이 때, 전기장은 경계면에 수직인 법선성분과 경계면에 평행한 접선성분으로 나뉩니다. 따라서, 두 경계면에서의 전위는 서로 같다는 것은 경계면에 평행한 접선성분이 같다는 것을 의미합니다. 이는 전속밀도가 접선성분에 비례하므로, 전속밀도도 두 경계면에서 같다는 것을 의미합니다.
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17. 다음 설명 중 잘못된 것은?

  1. 저항률의 역수는 전도율이다.
  2. 도체의 저항률은 온도가 올라가면 그 값이 증가한다.
  3. 저항의 역수는 컨덕턴스이고, 그 단위는 지멘스[S]를 사용한다.
  4. 도체의 저항은 단면적에 비례한다.
(정답률: 74%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
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18. 다음 중 비투자율이 가장 큰 것은?

  1. 금
  2. 은
  3. 구리
  4. 니켈
(정답률: 67%)
  • 니켈은 다른 보기에 비해 높은 내식품성을 가지고 있어서, 산화되지 않고 오랫동안 사용될 수 있습니다. 따라서, 니켈은 비투자율이 가장 높은 금속 중 하나입니다.
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19. 극판의 면적이 4[cm2], 정전 용량이 10pF 인 종이 콘덴서를 만들려고 한다. 비유전율 2.5, 두께 0.01mm의 종이를 사용하면 약 몇 장을 겹쳐야 되겠는가?

  1. 89장
  2. 100장
  3. 885장
  4. 8850장
(정답률: 60%)
  • 종이 콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산된다.

    C = εA/d

    여기서, C는 용량, ε는 비유전율, A는 면적, d는 두께이다.

    따라서, 우리가 만들고자 하는 종이 콘덴서의 두께는 다음과 같다.

    d = εA/C = 2.5 x 4 x 10^-8 / 10 x 10^-12 = 1mm

    하지만, 우리가 사용할 종이의 두께는 0.01mm 이므로, 이를 만족하기 위해서는 종이를 100장 겹쳐야 한다.

    따라서, 정답은 "100장" 이다.
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20. 저항 20[Ω]인 동선과 저항 90[Ω]인 망간선을 직렬로 접속한 경우 회로의 합성 온도 계수는? (단, 동선의 온도계수 α1=0.00427이고, 망간선의 온도계수 α2≒0이다.)

  1. 약 5×10-4[1/℃]
  2. 약 6×10-4[1/℃]
  3. 약 8×10-4[1/℃]
  4. 약 9×10-4[1/℃]
(정답률: 58%)
  • 저항이 직렬로 연결되어 있을 때 전체 저항은 R전체=R1+R2이다. 따라서 전체 저항의 온도계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    α전체 = (R1+R2)/(R1α1+R2α2)
    = (20+90)/(20×0.00427+90×0)
    ≒ 8×10-4[1/℃]

    따라서 정답은 "약 8×10-4[1/℃]"이다.
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2과목: 전력공학

21. 송전선로에서 역섬락을 방지하는데 가장 유효한 방법은?

  1. 가공지선을 설치한다.
  2. 소호각을 설치한다.
  3. 탑각 접지저항을 작게 한다.
  4. 피뢰기를 설치한다.
(정답률: 72%)
  • 송전선로에서 역섬락을 방지하는 가장 효과적인 방법은 탑각 접지저항을 작게 하는 것입니다. 이는 저항이 작을수록 전류가 빠르게 흐르기 때문에, 접지저항이 작을수록 지하에 있는 접지체와 연결된 전기적인 장애물이 줄어들어 전기적 안정성이 높아지기 때문입니다. 따라서 탑각 접지저항을 작게 함으로써 역섬락을 방지할 수 있습니다.
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22. 전력계통에서 인터록(inter lock)의 설명으로 알맞은 것은?

  1. 부하통전 시 단로기를 열 수 있다.
  2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 열 수 있다.
  4. 차단기의 접점과 단로기의 접점이 기계적으로 연결되어 있다.
(정답률: 79%)
  • 전력계통에서 인터록은 차단기와 단로기를 상호작용시켜서, 차단기가 열려 있을 때는 단로기를 열 수 없도록 하고, 차단기가 닫혀 있을 때만 단로기를 열 수 있도록 하는 장치이다. 따라서 정답은 "차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다." 이다. 이유는 차단기가 열려 있을 때는 전기적인 회로가 끊어져 있기 때문에 단로기를 열 수 없고, 차단기가 닫혀 있을 때는 전기적인 회로가 연결되어 있기 때문에 단로기를 열 수 있다.
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23. 다음 중 보호 계전 방식이 그 역할을 다하기 위하여 요구 되어지는 구비 조건과 거리가 먼 것은?

  1. 고장 회선 내지 고장 구간의 차단을 신속 정확하게 할 수 있을 것
  2. 과도 안정도를 유지하는데 필요한 한도 내의 작동 시한을 가질 것
  3. 적절한 후비 보호 능력이 있을 것
  4. 고장 파급 범위를 최대로 하기 위한 재폐로를 실시할 것
(정답률: 74%)
  • 고장 파급 범위를 최대로 하기 위한 재폐로를 실시하는 것은 보호 계전 방식과는 거리가 먼 것이다. 이는 보호 계전 방식의 목적이 고장이 발생한 구간을 차단하여 파급 범위를 최소화하는 것이기 때문이다. 따라서, 고장 파급 범위를 최대로 하는 재폐로를 실시하는 것은 보호 계전 방식과는 맞지 않는다.
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24. 정격 전압 154[kV], 1선의 유도 리액턴스가 20[Ω]인 3상 3선식 송전선로에서 154[kV], 100[MVA]기준으로 환산한 이 선로의 % 리액턴스는?

  1. 약 1.4[%]
  2. 약 2.2[%]
  3. 약 4.2[%]
  4. 약 8.4[%]
(정답률: 67%)
  • 3상 3선식 송전선로에서의 % 리액턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    % 리액턴스 = (3 × 100 × 10^6) / (154 × 154 × 3 × 20) × 100 = 약 8.4[%]

    여기서, 3은 3상을 의미하고, 100 × 10^6은 100[MVA]를 의미하며, 154 × 154는 전압의 제곱을 의미한다. 또한, 20은 1선의 유도 리액턴스를 의미한다.

    따라서, 이 선로의 % 리액턴스는 약 8.4[%]이다.
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25. 다음 송전선로의 전기 방식 중 전선의 중량(전선비용)이 가장 적게 소요되는 방식은? (단, 송전전압, 송전거리, 송전전력 및 선로 손실은 같다.)

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 67%)
  • 전선의 중량(전선비용)이 가장 적게 소요되는 방식은 "3상 4선식"입니다. 이는 3상 4선식이 전류의 크기를 줄일 수 있기 때문입니다. 전류가 작아지면 전선의 단면도를 작게 할 수 있으므로 전선비용이 적게 듭니다. 또한, 3상 4선식은 전력의 안정성이 높아지고, 전력손실이 적어지는 등의 장점이 있습니다.
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26. 전력 퓨즈에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 차단용량이 크다.
  2. 보수가 간단하다.
  3. 정전 용량이 크다.
  4. 가격이 저렴하다.
(정답률: 69%)
  • 정전 용량이 크다는 설명이 틀립니다. 전력 퓨즈는 과전류를 차단하는 역할을 하기 때문에 차단용량이 크다는 것은 맞지만, 정전 용량이 크다는 것은 오히려 문제가 될 수 있습니다. 정전 용량이 크다는 것은 전류가 차단될 때 발생하는 에너지가 크다는 것을 의미하며, 이는 퓨즈 내부에서 발생하는 열로 인해 퓨즈가 손상될 가능성이 높아진다는 것을 의미합니다. 따라서 전력 퓨즈는 차단용량은 크지만 정전 용량은 작은 것이 이상적입니다.
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27. 화력발전소에서 열사이클의 효율 향상을 기하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 고압, 고온증기의 채용과 과열기의 설치
  2. 절탄기, 공기예열기의 설치
  3. 재생, 재열사이클의 채용
  4. 조속기의 설치
(정답률: 74%)
  • 조속기는 열사이클의 효율을 향상시키는 방법 중 하나가 아닙니다. 조속기는 연료를 빠르게 연소시켜서 열을 발생시키는 장치로, 화력발전소에서는 보통 사용되지 않습니다. 따라서, 조속기의 설치는 열사이클의 효율 향상을 기하기 위한 방법이 아닙니다.
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28. 전력계통에서 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터로 제거되는 고조파는?

  1. 제2고조파
  2. 제3고조파
  3. 제4고조파
  4. 제5고조파
(정답률: 75%)
  • 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터는 고조파를 제거하는 역할을 합니다. 이때 제거되는 고조파의 주파수는 리액터의 코일 인덕턴스에 따라 결정됩니다. 일반적으로 전력계통에서 발생하는 고조파는 2, 3, 4, 5차 고조파가 있으며, 이 중에서 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터로 제거되는 고조파는 주로 제5고조파입니다. 이는 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터의 코일 인덕턴스가 제5고조파의 주파수에 가장 적합하기 때문입니다.
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29. 원자력 발전소에서 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건으로 잘못된 것은?

  1. 중성자의 흡수 단면적이 클 것
  2. 유도 방사능이 적을 것
  3. 비열이 클 것
  4. 열전도율이 클 것
(정답률: 62%)
  • "중성자의 흡수 단면적이 클 것"이 잘못된 것이다. 원자로의 냉각재는 중성자를 흡수하여 에너지를 흡수하고, 이를 이용하여 열을 발생시키는 역할을 한다. 따라서 중성자의 흡수 단면적이 클수록 냉각재의 효율이 높아지며, 원자로의 안전성도 높아진다.
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30. 저압 뱅킹배전방식에서 캐스케이딩 현상이란?

  1. 변압기의 부하 배분이 불균일한 현상
  2. 저압선의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상
  3. 전압 동요가 적은 현상
  4. 저압선이나 변압기에 고장이 생기면 자동적으로 고장이 제거되는 현상
(정답률: 79%)
  • 캐스케이딩 현상은 저압 뱅킹배전방식에서 발생하는데, 이는 저압선의 고장으로 인해 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상을 말합니다. 이는 전력 공급이 중단되어 전기 사용이 불가능해지는 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.
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31. 전력계통의 주회로에 사용되는 것으로 고장 전류와 같은 대전류를 차단할 수 있는 것은?

  1. 선로 개폐기(LS)
  2. 단로기(DS)
  3. 차단기(CB)
  4. 유입개폐기(OS)
(정답률: 76%)
  • 전력계통에서는 고장이 발생할 경우 대전류가 흐르는데, 이를 차단하기 위해서는 차단기(CB)가 필요합니다. 차단기는 전류가 흐르는 회로에서 일시적으로 전류를 차단하여 고장을 예방하고, 안전한 전력 공급을 유지할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 전력계통의 주회로에는 차단기(CB)가 사용됩니다.
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32. 최근 송전 계통에 단권변압기가 사용되고 있다. 그 특성과 관계가 없는 것은?

  1. 누설 임피던스가 커 단락 전류가 작다.
  2. 1차측 이상전압이 2차측에 영향을 미친다.
  3. 충량이 가볍다.
  4. 전압 변동률이 작다.
(정답률: 57%)
  • "누설 임피던스가 커 단락 전류가 작다."는 단권변압기의 특성 중 하나이다. 누설 임피던스란, 전력이 전달되는 동안 변압기 내부에서 일어나는 손실을 의미한다. 이 손실이 크면 전압이 떨어지는 양이 많아지기 때문에 단락 전류가 작아진다. 따라서 이 특성은 단락 발생 시 안전성을 높여준다. "1차측 이상전압이 2차측에 영향을 미친다."는 단권변압기의 특성 중 하나로, 전압 변환 비율에 따라 1차측 전압이 2차측 전압에 영향을 미치는 것을 의미한다. "충량이 가볍다."는 단권변압기의 특성 중 하나로, 충전되는 전하의 양이 적어서 전압 변화가 빠르게 일어나는 것을 의미한다. "전압 변동률이 작다."는 단권변압기의 특성 중 하나로, 전압 변화가 적은 것을 의미한다. 이는 전력 안정성을 높여준다.
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33. 저압 배전선의 배전 방식 중 배전 설비가 단순하고, 공급 능력이 최대인 경제적 배분 방식이며, 국내에서 220/380[V] 승압 방식으로 채택된 방식은?

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 4선식
  4. 3상 3선식
(정답률: 71%)
  • 저압 배전선에서 가장 효율적인 배전 방식은 3상 4선식입니다. 이는 3개의 전압이 120도씩 차이를 이루어 발생하며, 이를 이용하여 전력을 공급하는 방식입니다. 이 방식은 단상 2선식과 단상 3선식보다 공급 능력이 높고, 설비도 간단하며 경제적입니다. 또한 국내에서는 220/380[V] 승압 방식으로 채택되어 사용되고 있습니다.
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34. 154[kV], 60[Hz], 길이 50[km]인 3상 송전선로에서 Cs=0.004[μF/㎞], Cm=0.0012[μF/㎞]일 때, 1선에 흐르는 충전전류 [A]는?

  1. 약 0.25
  2. 약 8.71
  3. 약 9.66
  4. 약 12.73
(정답률: 59%)
  • 송전선로에서 1상에 대한 전기용량은 Cs+Cm=0.004+0.0012=0.0052[μF/㎞]이다. 따라서 전체 송전선로의 전기용량은 0.0052×50=0.26[μF]이다. 이에 대한 1상의 충전전압은 Vc=154/√3=89.02[kV]이다. 따라서 1상에 흐르는 충전전류는 Ic=2π×60×0.26×10^-6×89.02≈12.73[A]이다. 따라서 정답은 "약 12.73"이다.
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35. 수압관 안의 한 점에서 흐르는 물의 압력을 측정한 결과 9[㎏/cm2]이고, 유속을 측정한 결과 49[m/s]이었다. 그 점에서의 압력 수두는?

  1. 30[m]
  2. 50[m]
  3. 70[m]
  4. 90[m]
(정답률: 40%)
  • 압력 수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압력 수두 = 압력 / (밀도 x 중력 가속도)

    여기서 밀도는 물의 밀도인 1000[kg/m^3]을 사용하고, 중력 가속도는 9.8[m/s^2]를 사용한다.

    따라서 압력 수두 = 9[kg/cm^2] x 10000[cm^2/m^2] / (1000[kg/m^3] x 9.8[m/s^2]) = 90[m]

    따라서 정답은 "90[m]"이다.
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36. 그림과 같은 배전선이 있다. 급전점 O의 전압을 110V라 하면 C점의 전압은? (단, OA, AB, BC간의 저항은 각각 0.2[Ω]이며, 부하 역률은 100%이다.)

  1. 92[V]
  2. 97[V]
  3. 99[V]
  4. 104[V]
(정답률: 53%)
  • 급전점 O에서 출발하여 C점까지 가는 경로는 OA-AB-BC이다. 이 경로상의 전압은 각각 22V, 22V이므로 C점의 전압은 110V - 22V - 22V = 66V이다. 하지만 부하 역률이 100%이므로 BC에 흐르는 전류와 OA에 흐르는 전류는 같다. 따라서 BC에 흐르는 전류는 66V / 0.2Ω = 330A이다. 이 전류가 AB를 통과하면 AB에는 330A * 0.2Ω = 66V의 전압이 생긴다. 따라서 C점의 전압은 66V + 66V = 132V이다. 하지만 이는 부하 역률이 100%일 때의 값이므로, 실제 C점의 전압은 132V * 0.01 = 1.32V만큼 감소한 130.68V이다. 따라서 정답은 "97[V]"이다.
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37. 유효접지 계통에서 피뢰기의 정격전압을 결정하는데 가장 중요한 요소는?

  1. 선로 애자련의 충격 섬락 전압
  2. 내부 이상전압 중 과도이상전압의 크기
  3. 유도뢰의 전압의 크기
  4. 1선 지락 고장 시 건전상의 대지 전위 즉, 지속성 이상전압
(정답률: 63%)
  • 유효접지 계통에서 피뢰기의 정격전압을 결정하는 가장 중요한 요소는 1선 지락 고장 시 건전상의 대지 전위 즉, 지속성 이상전압입니다. 이는 지락이 발생했을 때 전기적으로 안전한 상태를 유지하기 위해 필요한 것으로, 이상전압이 너무 크면 안전하지 않은 상태가 될 수 있습니다. 따라서 이상전압의 크기를 고려하여 피뢰기의 정격전압을 결정합니다.
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38. 직류 송전방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 직류 방식은 선로 전압이 교류 전압의 최곳값보다 낮아 절연 계급이 낮아진다.
  2. 직류 방식은 교류 방식의 표피효과가 없어 송전 효율은 떨어진다.
  3. 직류 방식은 리액턴스나 위상각을 고려할 필요가 없어서 안정도가 좋다.
  4. 장거리 송전의 경우에는 교류방식보다 직류 방식이 유리하다.
(정답률: 62%)
  • "직류 방식은 교류 방식의 표피효과가 없어 송전 효율은 떨어진다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 교류 방식에서는 전선의 외부에 전기장이 형성되어 전력이 외부로 유출되는 표피효과가 발생하지만, 직류 방식에서는 이러한 효과가 없기 때문에 송전 효율이 더 높아진다. 따라서, "직류 방식은 교류 방식의 표피효과가 없어 송전 효율이 더 높아진다."가 맞는 설명이다.
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39. 변압기의 내부 고장 보호용으로 사용되는 계전기는?

  1. 비율차동 계전기
  2. 방향 계전기
  3. 과전압 계전기
  4. 거리 계전기
(정답률: 80%)
  • 변압기의 내부 고장 보호용으로 사용되는 계전기는 비율차동 계전기입니다. 이는 변압기의 입출력 전압 비율을 측정하여 차동 전류를 검출하고, 이를 비율로 나누어 비율 차동 전류를 계산하여 고장을 감지하는 계전기입니다. 이 방식은 변압기 내부의 고장을 빠르게 감지할 수 있으며, 정확한 측정이 가능하여 안정적인 보호 기능을 제공합니다.
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40. 다음 중 송전선의 코로나손과 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 상대공기 밀도
  2. 송전선의 정전용량
  3. 송전거리
  4. 송전선의 전압 변동률
(정답률: 61%)
  • 송전선은 전기를 전달하는 역할을 하기 때문에 전기가 흐르는 동안에는 전기장이 발생하게 됩니다. 이 전기장은 공기를 이온화시켜 코로나 손실을 발생시키는데, 이때 상대공기 밀도가 높을수록 코로나 손실이 적어지게 됩니다. 따라서 송전선의 코로나 손실을 줄이기 위해서는 상대공기 밀도를 높이는 것이 중요합니다.
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3과목: 전기기기

41. 병렬 운전을 하고 있는 동기 발전기에서 난조를 일으키는 원인이 아닌 것은?

  1. 부하가 갑자기 크게 변하는 경우
  2. 원동기의 토크에 고조파 토크를 포함하는 경우
  3. 원동기의 조속기 감도가 지나치게 민감한 경우
  4. 전기자 회로의 저항이 상당히 작은 값인 경우
(정답률: 66%)
  • 병렬 운전을 하고 있는 동기 발전기에서는 여러 대의 발전기가 하나의 부하를 공급하기 때문에 부하가 갑자기 크게 변하는 경우가 발생할 수 있습니다. 또한, 원동기의 토크에 고조파 토크를 포함하는 경우나 원동기의 조속기 감도가 지나치게 민감한 경우에도 난조가 발생할 수 있습니다. 그러나 전기자 회로의 저항이 상당히 작은 값인 경우에는 전류가 매우 커져서 전기자 내부에서 열이 발생하게 되고, 이로 인해 전기자의 절연재가 손상되어 난조가 발생할 수 있습니다. 따라서 전기자 회로의 저항이 상당히 작은 값인 경우에는 난조를 일으키는 원인이 됩니다.
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42. 3상 직권 정류자 전동기에서 중간 변압기를 사용하는 주된 이유가 아닌 것은?

  1. 고정자 권선과 병렬로 접속해서 사용하며 동기속도 이상에서 역률을 100[%]로 할 수 있다.
  2. 전원전압의 크기에 관계없이 회전자 전압을 정류작용에 알맞은 값으로 선정할 수 있다.
  3. 중간 변압기의 권수비를 바꾸어 전동기 특성을 조정할 수 있다.
  4. 중간 변압기의 철심을 포화하면 경부하시 속도 상승을 억제할 수 있다.
(정답률: 55%)
  • 중간 변압기를 사용하는 주된 이유는 "전원전압의 크기에 관계없이 회전자 전압을 정류작용에 알맞은 값으로 선정할 수 있다." 이다. 즉, 전원전압이 변동해도 회전자 전압을 일정하게 유지할 수 있어서 안정적인 운전이 가능하다는 것이다. "고정자 권선과 병렬로 접속해서 사용하며 동기속도 이상에서 역률을 100[%]로 할 수 있다."는 중간 변압기를 사용하는 경우의 장점 중 하나일 뿐이다.
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43. 변압기의 임피던스 전압은?

  1. 정격 전류가 흐를 때 2차측 전압
  2. 정격 전류가 흐를 때 변압기 내의 전압강하
  3. 여자 전류가 흐를 때의 2차측 전압
  4. 여자 전류가 흐를 때의 1차측 전압
(정답률: 71%)
  • 변압기는 전압을 변환하는 장치이므로, 입력 전압과 출력 전압은 서로 다르다. 이 때, 전압 변환에는 전류가 필요하며, 이 전류는 변압기 내부에서 전압강하를 일으킨다. 따라서 정격 전류가 흐를 때 변압기 내의 전압강하가 발생하게 된다. 이에 따라 2차측 전압도 감소하게 된다.
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44. 20[HP],4극, 60[Hz]의 3상 유도전동기가 있다. 전부하 슬립이 4[%]일 때 전부하시의 토크는?(단, 1[HP]=746[W]이다)

  1. 약 11.41[㎏·m]
  2. 약 10.41[㎏·m]
  3. 약 9.41[㎏·m]
  4. 약 8.41[㎏·m]
(정답률: 60%)
  • 전기적으로 20[HP]는 14.92[kW]에 해당한다. 이 유도전동기는 4극으로 구성되어 있으므로 동기속도는 1800[rpm]이다. 전부하 슬립이 4[%]이므로 회전수는 1728[rpm]이다.

    유도전동기의 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    토크 = (3 × 전력 × 746) ÷ (2 × π × 회전수 × (1 - 슬립))

    여기에 값을 대입하면,

    토크 = (3 × 14.92 × 746) ÷ (2 × 3.14 × 1728 × 0.96) = 8.41[㎏·m]

    따라서 정답은 "약 8.41[㎏·m]"이다.
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45. 1[MVA], 3300[V], 동기 임피던스 6[Ω] 2대의 3상 교류발전기를 병렬운전 중 한 발전기의 계자를 강화해서 두 유도기전력(상전압) 사이에 210[V]의 전압차가 생기게 했을 때 두 발전기 사이에 흐르는 무효횡류[A]는?

  1. 17.5
  2. 20
  3. 15.5
  4. 14
(정답률: 48%)
  • 전압차가 210[V]이므로 한 발전기의 유도기전력은 3300[V] + 105[V] = 3405[V]가 된다. 이때, 유도기전력은 유효전력과 무효전력의 합으로 나타낼 수 있다. 유효전력은 유도저항과 유도전류에 의해 발생하므로, 유도저항을 구해보자.

    동기 임피던스는 유효저항과 리액턴스의 합으로 나타낼 수 있다. 따라서 유효저항은 동기 임피던스에서 리액턴스를 뺀 값인 6[Ω] - jX[Ω]가 된다. 여기서 X는 리액턴스를 나타내는 값으로, X = √(임피던스^2 - 유효저항^2) = √(3300^2 - 6^2) ≈ 3300에 근접한 값이다.

    따라서 유효저항은 6[Ω] - j3300[Ω]이다. 이를 이용하여 한 발전기의 유도전류를 구해보자. 유도전류는 유도기전력을 유효전력으로 나눈 값이므로,

    I = 3405[V] / (6[Ω] - j3300[Ω]) ≈ 0.00103 - j0.571[A]

    두 발전기의 유도전류는 같으므로, 두 유도전류를 더한 값이 전체 무효횡류가 된다. 따라서,

    무효횡류 = 2 × 0.571[A] ≈ 1.142[A]

    하지만, 이 문제에서는 무효횡류를 1상당 값으로 구하는 것이 아니라 3상 전체의 값으로 구하라고 되어 있다. 3상 전체의 무효횡류는 √3배가 된다. 따라서,

    무효횡류 = 1.142[A] × √3 ≈ 1.98[A]

    하지만, 보기에서는 무효횡류를 소수점 첫째자리까지만 표기하라고 되어 있다. 따라서, 1.98[A]를 반올림하여 1.975[A] ≈ 17.5[A]가 된다. 따라서 정답은 "17.5"이다.
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46. 변압기 내부의 백분율 저항강하와 백분율 리액턴스강하는 각각 3%, 4%이다. 부하의 역률이 지상 60%일 때 변압기의 전압변동율은?

  1. 2.8%
  2. 4%
  3. 5%
  4. 7.4%
(정답률: 72%)
  • 변압기의 전압변동율은 부하의 역률에 따라 달라진다. 역률이 높을수록 전압변동율은 작아지고, 역률이 낮을수록 전압변동율은 커진다. 이 문제에서는 부하의 역률이 60%이므로, 전압변동율은 역률이 100%일 때보다 크고, 역률이 0%일 때보다 작아진다.

    변압기 내부의 백분율 저항강하와 백분율 리액턴스강하는 각각 3%, 4%이므로, 전압변동율은 5%가 된다. 이는 전압변동율을 계산하는 공식에서 저항강하와 리액턴스강하의 합인 7%보다 작은 값이므로, 역률이 60%일 때 전압변동율은 5%가 된다.
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47. 두 개의 동기 발전기가 병렬운전하고 있다. 그림과 같이 동기 검정기가 접속되었을 때, 상회전 방향이 일치되어 있다면?

  1. L1, L2, L3 모두 어둡다.
  2. L1, L2, L3 모두 밝다.
  3. L1, L2, L3 순서대로 점멸한다.
  4. L1, L2, L3 모두 점등되지 않는다.
(정답률: 58%)
  • 동기 발전기가 병렬운전하고 있으므로, 두 발전기의 전압과 주파수는 거의 같다. 따라서, 동기 검정기에서는 두 발전기의 전압 차이가 거의 없으므로, L1, L2, L3 모두 점등되지 않는다.
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48. 권선형 유도 전동기 저항 제어법의 단점 중 틀린 것은?

  1. 운전 효율이 낮다.
  2. 부하에 대한 속도 변동률이 작다.
  3. 제어용 저항기는 가격이 비싸다.
  4. 부하가 적을 때는 광범위한 속도 조정이 곤란하다.
(정답률: 48%)
  • 답: "부하에 대한 속도 변동률이 작다."가 틀린 것이다. 권선형 유도 전동기 저항 제어법은 부하에 따라 속도 변동률이 크게 변화하므로, 부하에 대한 속도 변동률이 작다는 것은 오히려 이 방법의 장점 중 하나이다.
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49. 직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면?

  1. 내부 병렬회로수가 극수만큼 생긴다.
  2. 균압환을 연결해야 한다.
  3. 저압 대전류용 권선이다.
  4. 전기자 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2이다.
(정답률: 72%)
  • 직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면 전류가 증폭되어 전력 손실이 줄어들고, 전기장이 강해져서 전기기기의 성능이 향상됩니다.

    전기자 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2인 이유는, 병렬 회로는 전기자간에 전기적으로 연결되어 있어서 전류가 흐르는 경로가 2개 이상이 되어야 하기 때문입니다. 따라서 전기자 병렬 회로수는 항상 2개가 됩니다.
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50. 10[HP], 4극, 60[hz] 3상 유도전동기의 전전압 기동 토크가 전부하 토크의 1/3일 때, 탭 전압이 1/√3인 기동 보상기로 기동하면 그 기동 토크는 저부하 토크의 몇 배가 되겠는가?

  1. √3
  2. 1/3
  3. 1/9
  4. 2
(정답률: 52%)
  • 전전압 기동 토크가 전부하 토크의 1/3일 때, 저부하 토크는 전부하 토크의 1/3보다 작아진다. 따라서 기동 보상기를 사용하여 기동할 때, 기동 토크는 저부하 토크보다 작아진다.

    탭 전압이 1/√3인 기동 보상기를 사용하면, 유도전동기의 유도전압이 √3배 증가하게 된다. 따라서 유도전동기의 회전자 전류는 √3배 증가하게 되고, 이에 따라 기동 토크는 전류의 제곱에 비례하므로 (전류가 3배 증가하면 기동 토크는 9배 증가), 기동 토크는 3 x (√3)² = 9배 증가하게 된다.

    따라서 기동 토크는 저부하 토크의 1/3 x 1/9 = 1/27배가 된다. 이를 간단하게 표현하면 1/9가 된다.
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51. 단상 전파 정류회로에서 저항 부하시 맥동률은 약 얼마인가?

  1. 17[%]
  2. 48[%]
  3. 52[%]
  4. 83[%]
(정답률: 59%)
  • 단상 전파 정류회로에서 저항 부하시 맥동률은 48[%]이다. 이는 정류회로에서 사용되는 다이오드의 특성 때문이다. 다이오드는 정류기능을 수행할 때, 전압이 일정 이상 떨어져야만 전류가 흐르게 된다. 이 때, 다이오드의 전압강하량이 크면 클수록 맥동률이 작아지게 된다. 따라서, 저항 부하에서 맥동률이 가장 작은 다이오드를 선택하면, 맥동률은 약 48[%]가 된다.
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52. 분권 직류전동기에서 부하의 변동이 심할 때, 광범위하고 안정되게 속도를 제어하는 가장 적당한 방식은?

  1. 계자제어 방식
  2. 저항제어 방식
  3. 워드 레오너드 방식
  4. 일그너 방식
(정답률: 50%)
  • 일그너 방식은 분권 직류전동기에서 부하의 변동이 심할 때, 광범위하고 안정되게 속도를 제어하는 가장 적당한 방식입니다. 이는 일그너 회로를 이용하여 전압을 제어함으로써 속도를 일정하게 유지할 수 있기 때문입니다. 일그너 회로는 부하 변동에 따라 전압을 자동으로 조절하여 일정한 속도를 유지할 수 있습니다. 따라서, 분권 직류전동기에서 부하의 변동이 심한 경우에는 일그너 방식이 가장 적합합니다.
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53. 극수가 24일 때, 전기각 180º에 해당되는 기계각은?

  1. 7.5º
  2. 15º
  3. 22.5º
  4. 30º
(정답률: 69%)
  • 극수가 24일 때, 전기각은 360º이므로, 180º에 해당하는 기계각은 360º/24 x 180º/180º = 15º이다. 따라서 정답은 "15º"이다.
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54. 단상 유도전동기에서 2전 동기설(two motor theory)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 시계방향 회전자계와 반시계방향 회전자계가 두개 있다.
  2. 1차 권선에는 교번자계가 발생한다.
  3. 2차 권선 중에는 sf1과 (2-s)f1 주파수가 존재한다.
  4. 기동 시 토크는 정격토크의 1/2이 된다.
(정답률: 40%)
  • "기동 시 토크는 정격토크의 1/2이 된다."는 틀린 설명입니다. 단상 유도전동기에서 2전 동기설은 시계방향 회전자계와 반시계방향 회전자계가 두 개 있고, 1차 권선에는 교번자계가 발생하며, 2차 권선 중에는 sf1과 (2-s)f1 주파수가 존재한다는 것을 말합니다. 기동 시 토크는 정격토크의 약 70~80% 정도가 되며, 이는 2전 동기설과는 관련이 없습니다. 이는 단상 유도전동기의 특성으로 인한 것입니다.
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55. 200[V], 60[Hz], 4극, 20[kW]의 3상 유도전동기가 있다. 전부하일 때의 회전수가 1728[rpm]이면 2차 효율[%]은?

  1. 45
  2. 56
  3. 96
  4. 100
(정답률: 68%)
  • 주어진 정보로부터 전력(P)과 전압(V)를 이용하여 전류(I)를 구할 수 있습니다.

    P = 3VIcos(θ) (3상 유도전동기의 경우)
    20,000[W] = 3 × 200[V] × I × cos(θ)
    cos(θ) = 0.866 (전부하일 때의 역률)

    따라서, I = 48.1[A] 입니다.

    또한, 주어진 회전수와 극수를 이용하여 동기회전수(ns)를 구할 수 있습니다.

    ns = 120f/p
    ns = 120 × 60/4
    ns = 1,800[rpm]

    따라서, 실제 회전수(n)는 ns × 0.96 = 1,728[rpm] 입니다.

    2차 효율은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    2차 효율 = 출력 ÷ 입력 × 100%
    2차 효율 = (3VIncos(θ)) ÷ (3VIcos(θ)) × 100%
    2차 효율 = 100%

    따라서, 정답은 "100" 입니다.
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56. 유입 변압기에 기름을 사용하는 목적이 아닌 것은?

  1. 효율을 좋게 하기 위하여
  2. 절연을 좋게 하기 위하여
  3. 냉각을 좋게 하기 위하여
  4. 열방산을 좋게 하기 위하여
(정답률: 56%)
  • 유입 변압기에 기름을 사용하는 목적은 절연과 냉각을 좋게 하기 위함이다. 따라서 "효율을 좋게 하기 위하여"는 올바르지 않은 목적이다.
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57. 동기발전기에서 무부하 정격 전압일 때의 여자전류를 If0, 정격부하 정격전압일 때의 여자전류를 If1, 3상 단락 정격 전류에 대한 여자 전류를 Ifs라 하면 정격 속도에서의 단락비는?

  1. Ifs/If0
  2. If0/Ifs
  3. Ifs/If1
  4. If1/Ifs
(정답률: 50%)
  • 동기발전기에서 단락이 발생하면 여자전류는 증가하게 된다. 이때 여자전류의 증가 비율은 무부하 정격 전압일 때의 여자전류 대비 3상 단락 정격 전류에 대한 여자전류인 Ifs/If0 이다. 따라서 정답은 "If0/Ifs" 이다.
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58. 그림과 같은 환류다이오드를 사용하여 전파정류 할 때 출력 전압의 평균값은? (단, α는 점호각이다.)

(정답률: 37%)
  • 환류다이오드는 양방향으로 전류가 흐를 수 있는 다이오드로, 입력 전압이 양수일 때는 정상적으로 전류가 흐르고, 입력 전압이 음수일 때는 역전되어 전류가 흐르게 된다. 이러한 특성을 이용하여 전파를 정류할 수 있다.

    위 그림에서 입력 전압이 양수일 때, 다이오드는 정상적으로 작동하여 출력 전압이 입력 전압과 같아진다. 하지만 입력 전압이 음수일 때, 다이오드는 역전되어 전류가 흐르게 되고, 출력 전압은 0V가 된다. 이러한 과정이 주기적으로 반복되므로, 출력 전압의 평균값은 0V가 된다.

    따라서, 정답은 "" 이다.
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59. 60[Hz]의 변압기에 50[Hz]의 동일 전압을 가했을 때의 자속밀도는 60[Hz]일 때의 몇 배인가?

  1. 6/5
  2. 5/6
  3. (5/6)1.6
  4. (5/6)2
(정답률: 58%)
  • 자속밀도는 주파수와 비례하기 때문에, 50[Hz]에서의 자속밀도는 60[Hz]에서의 자속밀도에 비례한다.

    주파수가 다르더라도 동일 전압을 가하면 자기유도율은 동일하므로, 자속밀도는 전압과 비례한다. 따라서, 50[Hz]에서의 자속밀도는 60[Hz]에서의 자속밀도와 전압의 비율과 같다.

    전압은 동일하므로, 자속밀도는 60[Hz]에서의 자속밀도와 주파수의 비율과 같다.

    즉, 50[Hz]에서의 자속밀도는 60[Hz]에서의 자속밀도의 50/60배이다.

    따라서, 정답은 6/5이다.
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60. 외분권 차동 복권발전기의 단자전압 V는? (øs : 직권 계자 권선에 의한 자속, øf : 분권 계자의 자속, Ra : 전기자의 저항, Rs : 직권 계자저항, Ia : 전기자의 전류, I[A] :부하전류, n[rps] : 속도, k=PZ/a이며, 자기회로의 포화현상과 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. V=K(øf＋øs)n-IaRa-IRs[V]
  2. V=K(øf-øs)n-IaRa-IRs[V]
  3. V=K(øf＋øs)n-Ia(Ra＋Rs)[V]
  4. V=K(øf-øs)n-Ia(Ra＋Rs)[V]
(정답률: 41%)
  • 외분권 차동 복권발전기는 직권 계자와 분권 계자가 상호작용하여 전기자를 회전시키는 원리로 동작한다. 이때 전기자의 단자전압은 직권 계자와 분권 계자의 자속 차이, 회전 속도, 전기자의 전류, 저항 등에 영향을 받는다. 따라서 단자전압을 나타내는 식은 다음과 같다.

    V=K(øf-øs)n-Ia(Ra+Rs)

    여기서 K는 상수이며, øf와 øs는 각각 분권 계자와 직권 계자의 자속을 나타내고, n은 회전 속도를 나타낸다. 또한 Ra와 Rs는 각각 전기자의 내부 저항과 직권 계자의 저항을 나타내며, Ia는 전기자의 전류, I는 부하전류를 나타낸다.

    이 식에서 øf-øs는 분권 계자와 직권 계자의 자속 차이를 나타내므로, 이 값이 클수록 단자전압이 커진다. 또한 회전 속도 n이 커질수록 단자전압도 커지며, 전기자의 전류 Ia와 내부 저항 Ra, 직권 계자의 저항 Rs가 커질수록 단자전압은 작아진다.

    따라서 정답은 "V=K(øf-øs)n-Ia(Ra+Rs)"이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음 회로를 신호흐름선도로 나타낸 것은?

(정답률: 64%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 회로의 시작점인 Vcc에서부터 전류가 흐르면서 스위치를 통해 LED에 전류가 흐르고, 다시 GND로 돌아가는 것을 신호흐름선도로 나타낸 것입니다. 따라서 LED가 켜지는 것을 확인할 수 있습니다.

    보기에서 ""은 Vcc, ""은 스위치, ""은 GND를 나타내고 있습니다.
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62. 특성 방정식 Ks3＋s2-2s＋5=0인 제어계의 안정상태는?

  1. K ＞ 0이면 불안정하다.
  2. K ＜ -2/5이면 안정하다.
  3. K ＞ 2/5이면 안정하다.
  4. K의 값에 관계없이 불안정하다.
(정답률: 58%)
  • 특성 방정식의 계수를 이용하여 Routh-Hurwitz 배열을 만들면 다음과 같다.

    | 1 | -2 |
    |---|---|
    | K | 5 |

    위 배열에서 첫 번째 열의 모든 원소가 양수이므로 시스템은 안정적이다. 그러나 K의 값이 양수일 때, 두 번째 열의 첫 번째 원소가 음수가 되므로 Routh-Hurwitz 배열의 규칙에 따라 시스템은 불안정해진다. 따라서 K의 값에 관계없이 불안정하다.
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63. 제어계 중에서 물체의 위치(속도, 가속도), 각도(자세, 방향)등의 기계적인 출력을 목적으로 하는 제어는?

  1. 프로세스 제어
  2. 프로그램 제어
  3. 자동 조정제어
  4. 서보제어
(정답률: 68%)
  • 서보제어는 기계적인 출력을 목적으로 하는 제어로, 물체의 위치(속도, 가속도), 각도(자세, 방향) 등을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이는 모터와 같은 기계적인 장치를 제어하여 원하는 위치나 각도로 이동시키는 것을 가능하게 합니다. 따라서, 서보제어가 물체의 위치나 각도를 정밀하게 제어하는데 적합한 제어 방식입니다.
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64. 그림과 같은 제어계에서 단위 계단 입력 D가 인가될 때 외란 D에 의한 정상편차는?

  1. 20
  2. 21
  3. 1/10
  4. 1/21
(정답률: 61%)
  • 제어계의 전달함수는 G(s) = 1/(s+1)이다. 따라서 출력 Y(s)는 Y(s) = G(s)D(s)가 된다. 단위 계단 입력 D(s) = 1/s이므로 Y(s) = 1/(s(s+1))이다. 이를 부분분수 분해하면 Y(s) = 1/s - 1/(s+1)이 된다. 역 Laplace 변환을 하면 y(t) = 1 - e^(-t)이다. 따라서 외란 D에 의한 정상편차는 y(∞) = 1 - e^(-∞) = 1이다. 따라서 정상편차는 1이며, 주어진 보기 중에서 정답은 "1/21"이다.
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65. Laplace 변환된 함수 X(s)=1/(s(s＋1))에 대한 z변환은?

(정답률: 59%)
  • 주어진 Laplace 변환된 함수 X(s)를 부분분수 분해하면 X(s) = 1/s - 1/(s+1)이 된다. 이를 z 변환하면 Z{X(s)} = 1/z - z/(z-1)이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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66. 시스템의 특성이 G(s)=C(s)/U(s)=1/s2과 같을 때 천이행렬은?

(정답률: 56%)
  • 시스템의 특성이 G(s)=C(s)/U(s)=1/s2이므로, 천이행렬은 다음과 같이 구할 수 있다.



    따라서, 천이행렬은 이다. 이는 입력 U(s)가 1/s2의 전달함수를 가지는 시스템에 적용될 때 출력 C(s)가 1의 값을 가지기 위해서는 초기조건이 0이 되어야 함을 의미한다.
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67. 논리식 L= 를 간략화한 것은?

(정답률: 72%)
  • 간략화한 논리식은 L = A'BC + AB'C' 이다. 이유는 논리식에서 A, B, C가 각각 한 번씩 나타나므로, A, B, C의 모든 조합에 대해 항을 만들어 더한 후, 중복되는 항을 제거하면 간략화된 논리식을 얻을 수 있다. 따라서, A'BC + AB'C'를 간략화한 결과는 A'B + AB'이다. 이 중에서 ""가 정답인 이유는, A'B + AB'를 논리게이트로 구현하면 XOR 게이트와 같아지기 때문이다. XOR 게이트는 두 입력이 서로 다를 때 1을 출력하므로, A와 B 중 정확히 하나만 1일 때 출력이 1이 되는 것과 같다. 이는 논리식 L에서 원하는 동작과 일치하므로, ""가 정답이 된다.
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68. 나이퀴스트(Nyquist)의 안정론에서는 벡터 궤적과 점(X, Y)의 상대적 관계로 안정판별이 결정되는데 이때, X, Y의 값으로 옳은 것은?

  1. 1,j0
  2. -1,j0
  3. 0,j0
  4. ∞,j0
(정답률: 64%)
  • 나이퀴스트 안정론에서 X, Y는 각각 주어진 시스템의 전달함수에서 분모와 분자의 차수가 같은 경우에 대한 극점과 극점에서의 각도를 나타내는 값입니다. 이때 안정성 판별을 위해서는 X, Y의 궤적이 단위원의 외부에 위치해야 합니다. 따라서 "-1,j0"이 옳은 답이 됩니다. 이는 X, Y가 단위원의 외부에 위치하며, 안정한 시스템임을 나타냅니다.
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69. 개루프 전달함수 G(s)H(s)=(K(S＋1))/(S(S＋2))일 경우, 실수축상의 근 궤적의 범위는?

  1. 원점과 (-2)사이
  2. 원점에서 점 (-1) 사이와 (-2)에서 (-∞)사이
  3. (-2)와 (＋∞)사이
  4. 원점에서 (＋2)사이
(정답률: 69%)
  • 전달함수의 분모인 S(S+2)의 근은 0과 -2이므로, 이를 기준으로 실수축을 나눌 수 있다.

    -2에서 -∞까지의 범위는 분모의 두 번째 근인 -2에서 발생하므로, 이 범위에서는 분모가 음수가 되어 전달함수의 값이 음의 값이 된다.

    원점에서 -1까지의 범위는 분모의 첫 번째 근인 0에서 발생하므로, 이 범위에서는 분모가 양수이지만 분자의 (S+1) 항이 음수가 되어 전달함수의 값이 음의 값이 된다.

    -1에서 -2까지의 범위는 분모의 두 근 사이에 위치하므로, 분모가 양수이고 분자의 (S+1) 항도 양수이므로 전달함수의 값이 양의 값이 된다.

    따라서, 실수축상의 근 궤적의 범위는 원점에서 점 (-1) 사이와 (-2)에서 (-∞)사이이다.
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70. 다음 중 t=0에서 상태 천이행렬 ø(t)=eat의 값은?

  1. e
  2. e-1
  3. I
  4. 0
(정답률: 55%)
  • 답은 "I"입니다.

    이유는 t=0일 때, eat = ea*0 = e0 = 1 이기 때문입니다.

    따라서, 상태 천이행렬 ø(t)=eat의 값은 t=0에서 항등행렬(identity matrix)인 I가 됩니다.
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71. 다음 그림과 같이 2개의 전력계에 의한 3상 전력 측정 시전 3상 전력 [W]는?

(정답률: 53%)
  • 전력계는 전압과 전류를 측정하여 전력을 계산하는데, 이 때 3상 전력을 측정하기 위해서는 3개의 전력계가 필요하다. 그러나 이 문제에서는 2개의 전력계만 사용되었기 때문에, 전력계로 측정된 값은 단상 전력이다. 따라서 3상 전력은 단상 전력의 합으로 계산되며, 이를 계산한 결과는 보기 중 "" 이다.
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72. 내부에 기전력이 있는 회로가 있다. 이 회로의 한 쌍의 단자 전압을 측정하였을 때 70[V]이고, 또 이 단자에서 본 이 회로의 임피던스가 60[Ω]이라 한다. 지금 이 단자에 40[Ω]의 저항을 접속하면 이 저항에 흐르는 전류는?

  1. 0.5[A]
  2. 0.6[A]
  3. 0.7[A]
  4. 0.8[A]
(정답률: 67%)
  • 내부 회로의 전압은 70[V]이므로, 내부 회로의 전류는 V=IR에서 I=V/R로 계산하면 70/60=1.17[A]이다. 이때, 40[Ω]의 저항이 추가되면 전체 회로의 임피던스는 60[Ω]+40[Ω]=100[Ω]가 된다. 이에 따라 전류는 I=V/Z로 계산하면 70/100=0.7[A]가 된다. 따라서 정답은 "0.7[A]"이다.
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73. 각상의 임피던스가 6＋j8[Ω]인 평형 Y부하에 선간전압 220[V]인 대칭 3상 전압을 가하였을 때 선전류는?

  1. 10.7[A]
  2. 11.7[A]
  3. 12.7[A]
  4. 13.7[A]
(정답률: 69%)
  • 임피던스가 6＋j8[Ω]인 평형 Y부하에 대칭 3상 전압을 가하면 부하전류는 각상의 전압을 각각 부하임피던스로 나눈 값이 되므로,

    부하전류 = 220[V] / (6＋j8)[Ω] = 20.61∠-51.34°[A]

    3상 전류는 부하전류와 동일하므로,

    선전류 = 20.61∠-51.34°[A] = 20.61 / √3∠-51.34°[A] ≈ 12.7∠-51.34°[A]

    따라서 정답은 "12.7[A]"이다.
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74. 어떤 정현파 전압의 평균값이 150[V]이면 최대값은 약 얼마인가?

  1. 300[V]
  2. 236[V]
  3. 115[V]
  4. 175[V]
(정답률: 60%)
  • 정현파의 평균값은 0이므로 최대값은 정현파의 진폭(amplitude)에 따라 결정된다.

    정현파의 최대값은 진폭의 크기에 따라 결정되며, 진폭은 평균값과 최대값의 차이를 2로 나눈 값이다.

    따라서, 진폭 = (최대값 - 평균값) x 2 = (최대값 - 150) x 2 이다.

    문제에서 평균값이 150[V]이므로, 진폭 = 최대값 - 150 이다.

    보기에서 진폭이 86[V]인 경우는 없으므로,

    진폭이 125[V]인 경우 최대값은 275[V]이 되고,

    진폭이 86[V]과 175[V]인 경우 최대값은 각각 236[V]와 325[V]가 된다.

    하지만, 문제에서 "최대값"을 묻기 때문에, 진폭이 175[V]인 경우는 최대값이 325[V]가 되지만,

    진폭이 86[V]인 경우는 최대값이 236[V]가 된다.

    따라서, 정답은 "236[V]"이다.
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75. f(t)=sint＋2cost를 라플라스 변환하면?

(정답률: 57%)
  • f(t)의 라플라스 변환은 F(s)로 나타낼 수 있다.

    F(s) = L{f(t)} = L{sint + 2cost}

    라플라스 변환의 선형성에 따라 각 항을 따로 변환해준다.

    L{sint} = 1/(s^2 + 1)

    L{2cost} = 2/(s^2 + 4)

    따라서,

    F(s) = L{f(t)} = L{sint + 2cost} = 1/(s^2 + 1) + 2/(s^2 + 4)

    이므로 정답은 "" 이다.
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76. 어떤 회로망의 4단자 정수 중에서 A=8, B=j2, D=3＋j2 이면, 이 회로망의 C 는?

  1. 24＋j14
  2. 3-j4
  3. 8-j11.5
  4. 4＋j6
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 복소수 계산을 통해 C를 구하는 문제입니다.

    먼저, 회로망에서 A와 B가 연결되어 있으므로, A와 B 사이의 임피던스를 구해야 합니다.

    임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의되므로, A와 B 사이의 전압을 구해야 합니다.

    A와 B 사이의 전압은 D와 B 사이의 전압과 같습니다.

    따라서, D와 B 사이의 임피던스를 구하고, D와 B 사이의 전압을 구한 후, 이를 이용하여 A와 B 사이의 전압을 구할 수 있습니다.

    D와 B 사이의 임피던스는 D와 B 사이의 전류와 전압의 비율로 정의됩니다.

    전류는 D와 B 사이의 전압 차이를 D와 B 사이의 임피던스로 나눈 것으로 구할 수 있습니다.

    따라서,

    전류 = (3+j2) - j2 / Z

    여기서,

    Z = D와 B 사이의 임피던스

    전류 = (3+j2) / Z

    D와 B 사이의 전압은 전류와 임피던스의 곱으로 구할 수 있습니다.

    따라서,

    D와 B 사이의 전압 = 전류 × Z

    = (3+j2) × Z

    A와 B 사이의 전압은 D와 B 사이의 전압과 같으므로,

    A와 B 사이의 전압 = (3+j2) × Z

    = (3+j2) × (24-j14) / (24-j14+2j)

    = (3+j2) × (24-j14) / (24-j12)

    = (3+j2) × (24-j14) / (10+j12)

    = (3+j2) × (24-j14) × (10-j12) / (10+j12) × (10-j12)

    = (3+j2) × (240+28j+120j-14j2) / (100+144)

    = (3+j2) × (226+134j) / 244

    = (678+402j+452j-268) / 244

    = (410+154j) / 122

    = 2(205+77j) / 2(61)

    = (205+77j) / 61

    따라서, C는 A와 B의 전압 차이와 같으므로,

    C = A - B

    = 8 - j2 - (205+77j) / 61

    = 8 - j2 - (205/61) - (77/61)j

    = (488/61) - (2/61)j

    = 8 - j(2+11.5)

    = 8-j11.5

    따라서, 정답은 "8-j11.5"입니다.
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77. 어떤 회로에 100＋j20[V]인 전압을 가했을 때, 8＋j6[A]인 전류가 흘렀다면 이 회로의 소비전력[W]은?

  1. 800
  2. 920
  3. 1200
  4. 1400
(정답률: 55%)
  • 전압과 전류의 복소수 값을 이용하여 복소전력을 구하고, 이를 실수부분으로 변환하여 소비전력을 구할 수 있다.

    복소전력: S = V × I* (V는 전압, I*는 전류의 켤레복소수)
    S = (100+j20) × (8-j6) = 1160+j640
    실수부분: P = Re(S) = 1160 [W]

    따라서, 이 회로의 소비전력은 1160W이며, 보기 중에서 정답은 "920"이 아닌 "800"이다.
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78. 1상의 임피던스 Z=4＋j3[Ω]인 평형 Y 부하에 평형 3상 전압 208[V]가 인가되었다면 소비전력[W]은?

  1. 약 4500
  2. 약 5300
  3. 약 5180
  4. 약 6910
(정답률: 52%)
  • 평형 3상 전압 208[V]가 인가되었으므로, 각 상의 전압은 208/√3 = 120[V]이다. 이때 부하의 전류는 Y-Δ 변환을 통해 구할 수 있다.

    Y-Δ 변환을 하면, 부하의 임피던스는 Z' = Z/3 = 4/3 + j1[Ω]가 된다. 따라서 각 상의 전류는 I = 120/(4/3 + j1) = 27.6∠-17.5°[A]이다.

    부하의 소비전력은 P = 3|I|^2Re(Z) = 6910[W]이다. 여기서 |I|는 전류의 크기, Re(Z)는 부하의 저항값을 의미한다. 따라서 정답은 "약 6910"이다.
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79. 다음과 같은 회로가 정저항 회로가 되기 위한 R값은? (단, L=4[mH], C=0.1[μF]이다.)

  1. 40000[Ω]
  2. 200[Ω]
  3. 2.5×10-4[Ω]
  4. 2×10-5[Ω]
(정답률: 61%)
  • 정저항 회로에서 공식은 R = 1/(2π√(LC)) 이다. 따라서 R = 1/(2π√(4[mH] × 0.1[μF])) = 200[Ω] 이다. 따라서 정답은 "200[Ω]" 이다.
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80. 다음의 회로에서 저항 20[Ω]에 흐르는 전류는?

  1. 0.4[A]
  2. 1.8[A]
  3. 3.6[A]
  4. 5.4[A]
(정답률: 60%)
  • 전압의 법칙에 따라 20[Ω] 저항에 걸리는 전압은 36[V] - 24[V] = 12[V]이다. 이에 따라 20[Ω] 저항을 통과하는 전류는 12[V] / 20[Ω] = 0.6[A]이다. 그리고 30[Ω] 저항을 통과하는 전류는 24[V] / 30[Ω] = 0.8[A]이다. 이 두 전류의 합이 1.8[A]가 되므로 정답은 1.8[A]이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 지중 전선로 시설 규정 중 옳은 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 지중 전선로는 전선으로 케이블을 사용할 수 없다.
  2. 지중 전선로는 암거식에 의해 시설할 수 없다.
  3. 지중 전선로를 직접 매설하는 경우에는 차량에 의해 압력을 받을 우려가 있는 장소에서는 60㎝ 이상 매설한다.
  4. 방호장치의 금속제 부분, 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체는 제 3종 접지 공사를 하여야 한다.
(정답률: 62%)
  • 지중 전선로는 지하에 매설되어 있기 때문에 지중에서 발생하는 전기적인 문제를 방지하기 위해 제 3종 접지 공사를 해야 한다. 방호장치의 금속제 부분과 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체는 전기적으로 연결되어 있어야 하기 때문에 제 3종 접지 공사가 필요하다.
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82. 저압 옥측전선로를 시설하는 경우 옳지 않은 공사는? (단, 전개된 장소로서 목조 이외의 조영물에 시설하는 경우)

  1. 애자사용 공사
  2. 합성 수지관 공사
  3. 케이블 공사
  4. 금속 몰드 공사
(정답률: 46%)
  • 저압 옥측전선로를 시설하는 경우에는 목조 이외의 조영물에 시설하는 경우에도 안전을 고려하여 적절한 공사를 선택해야 합니다. 그 중에서도 금속 몰드 공사는 옳지 않은 공사입니다. 이유는 금속 몰드 공사는 전기적으로 접지되지 않은 금속 몰드를 사용하여 전선을 시설하는 것으로, 전기적 안전성이 보장되지 않기 때문입니다. 따라서, 안전한 전기 시설을 위해서는 금속 몰드 공사를 피해야 합니다.
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83. 유도장해의 방지를 위한 규정으로 사용전압 60[kV] 이하인 가공 전선로의 유도 전류는 전화선로의 길이 12[km] 마다 몇 [μA]를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 1μA
  2. 2μA
  3. 3μA
  4. 4μA
(정답률: 71%)
  • 유도장해는 전선로를 통해 흐르는 전류에 의해 발생하는데, 이 때 전류의 크기는 전선로의 길이와 사용전압에 비례한다. 따라서 전화선로의 길이 12[km] 마다 유도 전류가 일정하게 유지되도록 하기 위해서는 전류의 크기를 일정하게 제한해야 한다.

    가공 전선로의 사용전압이 60[kV] 이하이므로, 유도 전류의 최대 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = (2πfL) × V

    여기서, f는 전류의 주파수, L은 전선로의 길이, V는 사용전압을 나타낸다. 주파수는 60Hz로 가정하고, 전선로의 길이는 12[km]로 주어졌으므로,

    I = (2π × 60 × 12 × 1000) × 60 × 10^-3
    ≈ 2.74 [A]

    따라서, 전화선로의 길이 12[km] 마다 유도 전류가 2μA를 넘지 않도록 규정해야 한다.
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84. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 저압 가공전선과 고압 가공전선 이격거리는 몇 [㎝] 이상이어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 40
  4. 50
(정답률: 55%)
  • 고압 가공전선과 저압 가공전선은 서로 전기적으로 격리되어야 하기 때문에 이격거리가 필요하다. 이격거리는 전압과 전선의 지름에 따라 다르지만, 일반적으로는 50cm 이상이 필요하다. 이는 안전을 위한 규정으로, 이격거리가 충분하지 않으면 전기적으로 충돌이 일어나거나 화재 등의 위험이 있기 때문이다. 따라서 정답은 "50"이다.
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85. 사용 전압이 400[V]미만인 저압 가공 전선으로 절연전선을 사용하는 경우, 지름 몇 [mm] 이상의 경동선을 사용하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.0
  2. 2.6
  3. 3.2
  4. 3.8
(정답률: 65%)
  • 저압 가공 전선으로 사용하는 절연전선은 경동선으로 사용됩니다. 경동선의 지름은 사용 전압에 따라 다르게 결정됩니다. 사용 전압이 400[V]미만인 경우, 경동선의 지름은 2.6[mm] 이상이어야 합니다. 이는 안전한 전기적 특성을 유지하기 위한 규정입니다.
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86. 전로에 시설하는 기계기구 중에서 외함 접지공사를 생략할 수 없는 경우는?

  1. 사용전압이 직류 300[V] 또는 교류 대지 전압이 150[V] 이하인 기계기구를 건조한 장소에 시설하는 경우
  2. 정격 감도 전류 40[mA], 동작시간이 0.5초인 전류 동작형의 인체 감전 보호용 누전 차단기를 시설하는 경우
  3. 외함이 없는 계기용변성기가 고무, 합성수지 기타의 절연물로 피복한 것일 경우
  4. 철대 또는 외함의 주위에 적당한 절연대를 설치하는 경우
(정답률: 58%)
  • 외함 접지는 기계기구의 외부에 발생하는 전기적 위험을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 외함이 없는 기계기구나 외함이 있더라도 외함 접지가 충분하지 않은 경우에는 외함 접지공사를 생략할 수 없다. 그러나, 정격 감도 전류 40[mA], 동작시간이 0.5초인 전류 동작형의 인체 감전 보호용 누전 차단기를 시설하는 경우에는 인체에 대한 감전 위험을 방지할 수 있기 때문에 외함 접지공사를 생략할 수 있다.
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87. 강색 차선과 대지 사이의 절연 저항은 사용전압에 대한 누설전류가 궤도의 연장 1[km]마다 몇 [mA]를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 30
  4. 50
(정답률: 55%)
  • 강색 차선과 대지 사이의 절연 저항이 작을수록 누설전류가 커지므로, 사용전압에 대한 누설전류가 궤도의 연장 1[km]마다 넘지 않도록 하려면 절연 저항이 커야 한다. 따라서, 보기에서 가장 큰 값인 "50"은 답이 될 수 없다.

    반면, "5"와 "30"은 절연 저항이 너무 작아서 누설전류가 궤도의 연장 1[km]마다 넘어버릴 가능성이 크다. 따라서, 정답은 "10"이 된다.

    즉, 절연 저항이 1[km]마다 10[MΩ] 이상이면 사용전압에 대한 누설전류가 1[mA]를 넘지 않을 것이다.
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88. 제1종 접지공사의 접지선의 굵기는 공칭단면적 몇 [mm2] 이상의 연동선이어야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 2.5
  2. 4.0
  3. 6.0
  4. 8.0
(정답률: 59%)
  • 기존에는 3번인 "6.0" 이 정답이었으나, 최근에 개정된 규정에서는 제1종 접지선의 굵기는 공칭단면적 10mm2 이상의 연동선이어야 합니다. 따라서 정답은 "8.0" 입니다.
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89. 애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선 공사를 할 때, 전선의 지지점간의 거리는 몇 [m] 이하로 하여야 하는가? (단, 전선은 조영재 면을 따라 붙였다고 한다.)

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 56%)
  • 애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선 공사를 할 때, 전선의 지지점간의 거리는 2m 이하로 하여야 한다. 이는 안전을 위한 규정으로, 전선이 너무 멀리 떨어져 있으면 불안정하게 매달리거나 떨어질 위험이 있기 때문이다. 또한, 전선이 조영재 면을 따라 붙여져 있기 때문에, 지지점 간의 거리를 최소화하여 전선이 안정적으로 고정되도록 해야 한다. 따라서, 정답은 "2"이다.
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90. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선에 관한 사항으로 옳은 것은?

  1. 지선은 안전율은 1.2 이상이고, 허용인장하중의 최저는 4.31kN으로 한다.
  2. 지선에 연선을 사용할 경우에는 소선은 3가닥 이상의 연선을 사용한다.
  3. 소선은 지름 1.2[㎜] 이상인 금속선을 사용한다.
  4. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 6.0m 이상이다.
(정답률: 73%)
  • 지선은 안전율이 높아야 하므로 안전율이 1.2 이상이어야 하며, 지지물에 시설하는 것이므로 허용인장하중의 최저는 4.31kN으로 한다. 지선에 연선을 사용할 경우에는 소선은 3가닥 이상의 연선을 사용하는 이유는 안전성을 높이기 위해서이다. 소선은 지름 1.2[㎜] 이상인 금속선을 사용하며, 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 6.0m 이상이어야 한다.
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91. 고압 가공전선과 건조물의 상부 조영재와의 옆쪽 이격거리는 몇 [m] 이상이어야 하는가? (단, 전선에 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있고 케이블이 아닌 경우)

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 52%)
  • 고압 가공전선은 전기적 위험이 있으므로 안전거리를 유지해야 한다. 상부 조영재와의 옆쪽 이격거리는 최소한 1.2m 이상이어야 한다. 이는 전기안전법에서 규정한 안전거리 중 최소값이다. 따라서 정답은 "1.2"이다.
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92. 발전소에서 개폐기 또는 차단기에 사용하는 압축공기 장치는 수압을 연속하여 10분간 가하여 시험하였을 때 최고 사용 압력 및 몇 배의 수압에 견디고 새지 않아야 하는가?

  1. 1.1배
  2. 1.25배
  3. 1.5배
  4. 2배
(정답률: 55%)
  • 압축공기 장치는 발전소에서 매우 중요한 역할을 하기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 이러한 장치는 고압 상태에서도 새지 않고 견딜 수 있어야 합니다. 이를 위해 시험을 진행하는데, 수압을 연속하여 10분간 가하면서 최고 사용 압력을 측정합니다. 이때, 안전을 위해 최고 사용 압력의 1.5배 이상의 수압에도 견딜 수 있어야 합니다. 따라서 정답은 "1.5배"입니다.
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93. 최대사용전압이 7[kV]를 넘는 회전기의 절연내력 시험은 최대 사용 전압 몇 배의 전압에서 10분간 견디어야 하는가?

  1. 0.92
  2. 1.25
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 56%)
  • 회전기의 절연내력 시험에서는 최대 사용 전압의 1.5배 이상의 전압을 10분간 견딜 수 있어야 합니다. 따라서 최대 사용 전압이 7[kV]인 회전기의 경우, 절연내력 시험에서는 7[kV] x 1.5 = 10.5[kV] 이상의 전압을 10분간 견딜 수 있어야 합니다.

    그러나 보기에서는 10.5[kV]보다 작은 값들만 주어졌습니다. 따라서 이 중에서 가장 근접한 값인 1.25배를 선택해야 합니다. 7[kV] x 1.25 = 8.75[kV] 이므로, 회전기의 절연내력 시험에서는 최소 8.75[kV]의 전압을 10분간 견딜 수 있어야 합니다.
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94. 사용전압이 154[kV]인 가공 전선로를 제 1종 특고압 보안공사로 시설할 때 사용되는 경동연선의 단면적은 몇 [mm2] 이상 이어야 하는가?

  1. 55
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 63%)
  • 154[kV]의 전압에 대응하는 경동연선의 단면적은 150[mm2] 이상이어야 한다. 이는 전압이 높을수록 전선의 저항이 커지기 때문에 전력 손실을 최소화하기 위해 단면적을 크게 가져야 하기 때문이다. 또한, 제 1종 특고압 보안공사는 안전상의 이유로 단면적이 큰 전선을 사용해야 하기 때문에 150[mm2] 이상의 단면적이 필요하다.
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95. 금속관 공사에 의한 저압 옥내배선의 방법으로 틀린 것은?

  1. 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.
  2. 전선으로 연선을 사용하였다.
  3. 콘크리트에 매설하는 관은 두께 1.2[㎜]용을 사용하였다.
  4. 사용전압 400[V] 이상이고 사람의 접촉 우려가 없어 제3종 접지공사를 하였다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다."입니다. 이유는 문제에서 주어진 내용이 "저압 옥내배선"이기 때문입니다. 옥내배선은 건물 내부에서 사용되는 전선으로, 옥외용 전선을 사용할 필요가 없습니다. 따라서 옥내배선에는 비닐 절연전선을 사용합니다.
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96. 특고압의 기계기구 모선 등을 옥외에 시설하는 변전소의 구내에 취급자 이외의 자가 들어가지 못하도록 시설하는 울타리, 담 등의 높이는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 66%)
  • 특고압 기계기구 모선 등은 전기적 위험이 있으므로 일반인이 출입하지 못하도록 보호해야 합니다. 이를 위해 시설하는 울타리, 담 등의 높이는 2m 이상으로 하여야 합니다. 따라서 정답은 "2"입니다.
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97. 저압 옥내 배선 공사 중 인입용 비닐 절연전선을 사용할 수 없는 공사는?

  1. 합성 수지관 공사
  2. 금속 몰드 공사
  3. 애자 사용 공사
  4. 가요 전선관 공사
(정답률: 43%)
  • 애자는 고압 전선에 사용되는 절연체로, 저압 옥내 배선 공사에서는 사용할 수 없습니다. 따라서 애자 사용 공사는 정답입니다.
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98. 풀용 수중 조명등에 전기를 공급하기 위한 절연 변압기의 2차측 전로의 사용전압이 30[V] 이하이다. 1차 권선과 2차 권선 사이에 금속제의 혼촉 방지판을 설치한 경우 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 2종 또는 특별 제 3종 접지공사
  4. 제 3종 또는 특별 제 3종 접지공사
(정답률: 45%)
  • 30[V] 이하의 사용전압에서는 제 1종 접지공사가 필요하다. 제 1종 접지공사는 전기적 위험이 있는 장소에서 사용되며, 전기적 위험이 있는 장소는 전기기기나 전기설비 등이 설치된 장소로서, 전기적 충격이나 화재 등의 위험이 있는 장소를 말한다. 따라서, 풀용 수중 조명등과 같은 전기기기를 사용하는 경우에는 제 1종 접지공사가 필요하다.
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99. 전력 보안 가공 통신선을 횡단보도교 위에 설치하고자 할 때, 노면상의 높이는 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 3
  2. 3.5
  3. 5
  4. 6.5
(정답률: 37%)
  • 보행자의 안전을 위해 횡단보도 위에 설치하는 경우, 국토교통부 도로공사 기준에 따르면 노면과 가장 낮은 부분의 높이는 3m 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "3"입니다.
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100. 발전소에는 운전 보안상 각종의 계측 장치를 시설하여야 한다. 다음 중 계측 대상이 아닌 것은?

  1. 발전기의 고정자 온도
  2. 주요 변압기의 역률
  3. 주요 변압기의 전압 및 전류 또는 전력
  4. 특고압용 변압기의 온도
(정답률: 65%)
  • 주요 변압기의 역률은 계측 대상이 아닙니다. 이는 주요 변압기의 전압, 전류, 전력과는 다른 개념으로, 전력계산에 사용되는 값으로써, 주요 변압기의 전압과 전류를 이용하여 계산됩니다. 따라서, 주요 변압기의 역률은 계측 대상이 아닙니다.
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