전기기사 필기 기출문제복원 (2011-06-12)

전기기사 2011-06-12 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기기사 2011-06-12 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기기사
(2011-06-12 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 간격에 비해서 충분히 넗은 평행판 콘덴서의 판 사이에 비유전율 εs 인 유전체를 채우고 외부에서 판에 수직방향으로 전계 E0 를 가할 때 분극전하에 의한 전계의 세기는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 73%)
  • 분극전하에 의한 전계의 세기는 외부 전계 $E_0$와 유전체의 비유전율 $\epsilon_s$ 사이의 관계를 통해 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\epsilon_s - 1}{\epsilon_s} E_0$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\epsilon_s - 1}{\epsilon_s} E_0$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\epsilon_s - 1}{\epsilon_s} \times E_0$
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2. 진공 중에서 반지름이 4cm인 도체구 A와 내외 반지름이 5cm 및 10cm인 도체구 B를 동심으로 놓고 도체구 A에 QA=4×10-10[C]의 전하를 대전시키고 도체구 B의 전하를 0으로 했을 때 도체구 A의 전위는 약 몇 [V]인가?

  1. 15
  2. 30
  3. 46
  4. 54
(정답률: 54%)
  • 동심 도체구 구조에서 내부 도체구 A의 전위는 각 구의 반지름과 전하량을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_a = \frac{Q_a}{4\pi\epsilon_0} ( \frac{1}{a} - \frac{1}{b} + \frac{1}{c} )$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_a = 9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-10} \times ( \frac{1}{0.04} - \frac{1}{0.05} + \frac{1}{0.1} )$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_a = 54$$
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3. 유전율 ε, 전계의 세기 E인 유전체의 단위 체적에 축적되는 에너지는 얼마인가?

(정답률: 82%)
  • 유전체 단위 체적당 축적되는 에너지 $W$는 유전율 $\epsilon$과 전계의 세기 $E$의 제곱에 비례하는 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} \epsilon E^2$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $W = \frac{\epsilon E^2}{2}$
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4. 간격이 1.5m이고 평행한 무한히 긴 단상 송전선로가 가설 되었다. 여기에 6600[V], 3[A]를 송전하면, 단위 길이당 작용하는 힘은?

  1. 1.2×10-3[N], 흡입력
  2. 5.89×10-5[N], 흡입력
  3. 1.2×10-6[N], 반발력
  4. 6.28×10-7[N], 반발력
(정답률: 50%)
  • 평행한 두 전선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 단위 길이당 힘을 구하는 공식과 원리를 적용합니다. 단상 송전선로는 두 전선의 전류 방향이 반대이므로 서로 밀어내는 반발력이 작용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = \frac{2 I^{2} \times 10^{-7}}{d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = \frac{2 \times 3^{2} \times 10^{-7}}{1.5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 1.2 \times 10^{-6}$$
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5. 자성체에서 자기 감자력은?

  1. 자화의 세기 (J)에 비례한다.
  2. 감자율 (N)에 반비례한다.
  3. 자계 (H)에 반비례한다.
  4. 투자율 (μ)에 비례한다.
(정답률: 64%)
  • 자성체의 감자력 $H'$는 감자율 $N$과 자화의 세기 $J$에 비례하고, 진공의 투자율 $\mu_0$에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$H' = \frac{N}{\mu_0} J$$
    따라서 감자력은 자화의 세기 (J)에 비례합니다.
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6. 전계 E[V/m], H[A/m]의 전자계가 평면파를 이루고 자유공간으로 전파될 때, 단위 시간당 전력밀도는 몇 [W/m2]인가?

  1. 1/2 EH
  2. 1/2 E2H
  3. E2H
  4. EH
(정답률: 76%)
  • 자유공간에서 전파되는 평면파의 단위 시간당 전력밀도는 포인팅 벡터(Poynting vector)의 크기로 정의됩니다.
    전계 $E$와 자계 $H$의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    $$\text{전력밀도} = EH$$
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7. 공기 콘덴서의 극판 사이에 비유전율 5인 유전체를 넣었을 때 동일 전위차에 대한 극판의 전하량은 어떻게 되는가?

  1. 5ε0배로 증가한다.
  2. 불변이다.
  3. 5배로 증가한다.
  4. 1/5 배로 감소한다.
(정답률: 70%)
  • 콘덴서의 전하량 $Q$는 정전용량 $C$와 전위차 $V$의 곱으로 결정되며, 정전용량은 비유전율 $\epsilon_r$에 비례합니다. 따라서 비유전율이 $5$인 유전체를 넣으면 정전용량이 $5$배가 되어 전하량 또한 $5$배로 증가합니다.
    ① [기본 공식] $Q = C V = \epsilon_r \epsilon_0 \frac{S}{d} V$
    ② [숫자 대입] $Q_{new} = 5 \times \epsilon_0 \frac{S}{d} V$
    ③ [최종 결과] $Q_{new} = 5 Q_{old}$
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8. 한변이 L[m] 되는 정방형의 도선 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때, 회로 중심에서의 자속밀도는 몇 [Wb/m2]인가?

(정답률: 67%)
  • 정방형 도선 회로 중심에서의 자계 $H$는 $\frac{2\sqrt{2}I}{\pi L}$이며, 자속밀도 $B$는 자계에 투자율 $\mu_0$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu_0 H = \mu_0 \frac{2\sqrt{2}I}{\pi L}$
    ② [숫자 대입] $B = \frac{2\sqrt{2}}{\pi} \mu_0 \frac{I}{L}$
    ③ [최종 결과] $B = \frac{2\sqrt{2}}{\pi} \mu_0 \frac{I}{L}$
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9. N회 감긴 원통 코일의 단면적이 S[m2]이고 길이가 l[m] 이다. 이 코일의 권수를 반으로 줄이고 인덕턴스는 일정하게 유지하려면 어떻게 하면 되는가?

  1. 길이를 1/4 로 한다.
  2. 단면적을 2배로 한다.
  3. 전류의 세기를 2배로 한다.
  4. 전류의 세기를 4배로 한다.
(정답률: 69%)
  • 원통 코일의 인덕턴스 $L$은 권수의 제곱에 비례하고 길이에 반비례합니다. 권수 $N$을 $1/2$로 줄이면 $N^2$은 $1/4$이 되므로, 인덕턴스를 일정하게 유지하기 위해서는 분모인 길이 $l$ 또한 $1/4$로 줄여야 합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu SN^2}{l}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu S(\frac{1}{2}N)^2}{\frac{1}{4}l}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{\mu SN^2}{l}$
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10. 그림과 같이 반지름 a[m]의 한번 감긴 원형 코일이 균일 한 자속밀도 B[Wb/m2] 인 자계에 놓여있다. 지금 코일 면을 자계와 나란하게 전류 I[A]를 흘리면 원형 코일이 자계로부터 받는 회전 모멘트는 몇 [Nm/rad]인가?

  1. 2πaBI
  2. πaBI
  3. 2πa2BI
  4. πa2BI
(정답률: 63%)
  • 자계 내에서 전류가 흐르는 원형 코일이 받는 회전 모멘트(토크)는 자속밀도, 전류, 그리고 코일의 면적의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = B I S = B I (\pi a^2)$
    ② [숫자 대입] $T = B I (\pi a^2)$
    ③ [최종 결과] $T = \pi a^2 B I$
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11. 진공 중에서 빛의 속도와 일치하는 전자파의 전파 속도를 얻기 위한 조건은?

  1. εs=μs=0
  2. εs=0, μs=1
  3. εs=μs=1
  4. εs와 μs는 관계가 없다.
(정답률: 81%)
  • 전자파의 전파 속도는 매질의 비유전율 $\epsilon_s$와 비투자율 $\mu_s$에 반비례합니다. 따라서 진공 중의 빛의 속도와 일치하려면 매질의 특성이 진공과 같아야 하므로 비유전율과 비투자율이 모두 $1$이어야 합니다.
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12. 점전하 Q[C] 에 의한 무한 평면도체의 영상전하는?

  1. -Q[C] 보다 작다.
  2. Q[C] 보다 크다.
  3. -Q[C] 와 같다.
  4. Q[C] 와 같다.
(정답률: 68%)
  • 무한 평면도체 표면의 전위는 $0\text{V}$로 일정하며, 이를 만족시키기 위해 도체 내부의 대칭 지점에 부호가 반대이고 크기가 같은 가상의 전하를 설정하는 영상법을 사용합니다.
    따라서 점전하 $Q\text{C}$에 의한 영상전하는 $-Q\text{C}$와 같습니다.
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13. 자기 인덕턴스가 20[mH]인 코일에 0.2[s]동안 전류가 100[A]로 변할 때 코일에 유기되는 기전력[V]은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 72%)
  • 코일의 인덕턴스와 전류의 시간적 변화율을 곱하여 유기 기전력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = L \frac{di}{dt}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = 20 \times 10^{-3} \times \frac{100}{0.2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 10$$
    따라서 유기 기전력은 $10\text{V}$ 입니다.
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14. 도체 표면에서 전계 E=Exax+Eyay+Ezaz[V/m] 이고, 도체면과 법선 방향인 미소길이 dL=dxax+dyay+dzaz[m] 일 때 성립되는 식은?

  1. Exdx=Eydy
  2. Eydz=Ezdy
  3. Exdy=Eydz
  4. Eydy=Ezdz
(정답률: 56%)
  • 전기력선의 방정식은 각 성분 방향의 전계 세기와 미소 길이의 비율이 일정하다는 원리를 이용합니다.
    전기력선의 방정식 $\frac{dx}{E_x} = \frac{dy}{E_y} = \frac{dz}{E_z}$에서 $\frac{dy}{E_y} = \frac{dz}{E_z}$의 양변에 $E_y$와 $E_z$를 곱하여 정리하면 $E_y dz = E_z dy$가 성립합니다.
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15. 환상 솔레노이드 내의 철심 내부의 자계의 세기는 몇 [AT/m]인가? (단, N은 코일 권선수, R은 환성 철심의 평균 반지름, I는 코일에 흐르는 전류이다. )

(정답률: 72%)
  • 환상 솔레노이드 내부의 자계 세기는 기자력을 자기회로의 전체 길이(평균 둘레)로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{NI}{2\pi R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{NI}{2\pi R}$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = \frac{NI}{2\pi R}$$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 다음 중 기자력(Magnetomotive Force)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전기 회로의 기전력에 대응한다.
  2. 코일에 전류를 흘렸을 때 전류 밀도와 코일의 권수의 곱의 크기와 같다.
  3. 자기회로의 자기 저항과 자속의 곱과 동일하다.
  4. SI 단위는 암페어[A]이다.
(정답률: 63%)
  • 기자력은 코일에 흐르는 전류와 코일 권수의 곱으로 결정되는 자기회로의 구동력입니다.
    코일에 전류를 흘렸을 때 전류 밀도와 코일의 권수의 곱의 크기와 같다는 설명은 틀렸으며, 전류 밀도가 아닌 '전류'와 권수의 곱이어야 합니다.

    오답 노트
    전기 회로의 기전력에 대응한다: 자기회로의 전압 역할
    자기회로의 자기 저항과 자속의 곱과 동일하다: 옴의 법칙 $\text{F} = \Phi \text{R}_m$ 성립
    SI 단위는 암페어[A]이다: 기자력의 단위는 $\text{A} \cdot \text{t}$ 또는 $\text{A}$를 사용함
  • 코일권선x전류의 크기 =기자력 F
    전류밀도가 아니라 전류의 크기와 같다.
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17. 철심이 있는 평균 반지름 15cm인 환상 솔레노이드 코일에 5A가 흐를 때 내부 자계의 세기가 1600AT/m가 되려면 코일의 권수는 약 몇 회 정도인가?

  1. 150
  2. 180
  3. 300
  4. 360
(정답률: 69%)
  • 환상 솔레노이드 내부의 자계 세기 공식을 이용하여 권수 $N$을 구할 수 있습니다.
    $$H = \frac{N I}{2 \pi a}$$
    $$N = \frac{2 \pi \times 0.15 \times 1600}{5}$$
    $$N = 301.59$$
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18. 아래의 그림과 같은 자기 회로에서 A부분에만 코일을 감아서 전류를 인가할 때의 자기 저항과 B부분에만 코일을 감아서 전류를 인가할 때의 자기저항 [AT/Wb]을 각각 구하면 어떻게 되는가? (단, 자기저항 R1=1, R2=0.5, R3=0.5이다.)

  1. RA=1.25, RB=0.83
  2. RA=1.25, RB=1.25
  3. RA=0.83, RB=0.83
  4. RA=0.83, RB=1.25
(정답률: 75%)
  • 자기 회로에서 코일을 감은 부분은 주 회로가 되고, 나머지 부분은 병렬로 연결된 분로가 됩니다. A에 코일을 감으면 $R_1$이 직렬, $R_2$와 $R_3$가 병렬로 연결되며, B에 코일을 감으면 $R_2$가 직렬, $R_1$과 $R_3$가 병렬로 연결됩니다.
    $$R_A = R_1 + \frac{R_2 \times R_3}{R_2 + R_3}$$
    $$R_A = 1 + \frac{0.5 \times 0.5}{0.5 + 0.5}$$
    $$R_A = 1.25$$
    $$R_B = R_2 + \frac{R_1 \times R_3}{R_1 + R_3}$$
    $$R_B = 0.5 + \frac{1 \times 0.5}{1 + 0.5}$$
    $$R_B = 0.83$
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19. 자석의 세기 0.2[Wb], 길이 10cm인 막대자석의 중심에 서 60도의 각을 가지며 40cm만큼 떨어진 점 A의 자위는 몇 [A]인가?

  1. 1.97×103
  2. 3.96×103
  3. 7.92×103
  4. 9.58×103
(정답률: 47%)
  • 막대자석의 중심에서 일정 거리와 각도를 가진 지점의 자위는 자석의 세기와 길이를 이용한 공식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $U = \frac{M \cos\theta}{4\pi\mu r^2}$ $ ② [숫자 대입] @@D_MATH_1@@$
    ③ [최종 결과]
    $$U = 3.96 \times 10^3$$
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20. 내반경 a[m], 외반경 b[m]인 동축케이블에서 극간 매질의 도전율이 σ[S/m]일 때 단위 길이당 이 동축 케이블의 컨덕턴스 [S/m]는?

(정답률: 73%)
  • 동축케이블의 컨덕턴스 $G$는 저항 $R$의 역수로, 매질의 도전율 $\sigma$와 케이블의 기하학적 구조에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{2\pi\sigma}{\ln(b/a)}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{2\pi\sigma}{\ln(b/a)}$
    ③ [최종 결과] $G = \frac{2\pi\sigma}{\ln(b/a)}$
    따라서 정답은 입니다.
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2과목: 전력공학

21. 3상 전원에 접속된 Δ결선의 콘덴서를 Y결선으로 바꾸면 진상 용량은 어떻게 되는가?

  1. √3 배로 된다
  2. 1/3 로 된다.
  3. 3 배로 된다.
  4. 1/√3 로 된다.
(정답률: 61%)
  • 콘덴서의 결선을 $\Delta$에서 $\text{Y}$로 변경하면 각 콘덴서에 걸리는 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 감소하여 전체 진상 용량은 $\frac{1}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q_{\Delta} = 3\omega CV^{2}, \quad Q_{\text{Y}} = 3\omega C(\frac{V}{\sqrt{3}})^{2}$
    ② [숫자 대입] $Q_{\text{Y}} = 3\omega C \times \frac{V^{2}}{3}$
    ③ [최종 결과] $Q_{\text{Y}} = \frac{1}{3} Q_{\Delta}$
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22. 다음 중 수차의 특유속도를 나타내는 식은? (단, N : 정격 회전수[rpm], H : 유효낙차[m]), P : 유효낙차 H[m]에서의 최대출력 [kW])

(정답률: 70%)
  • 수차의 특유속도는 정격 회전수, 출력, 유효낙차의 관계를 나타내는 지표로 다음과 같은 식을 사용합니다.
    $$\text{Ns} = \frac{N \times \sqrt{P}}{H^{5/4}}$$
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23. 한류 리액터의 사용 목적은?

  1. 누설 전류의 제한
  2. 단락 전류의 제한
  3. 접지 전류의 제한
  4. 이상 전압의 발생의 방지
(정답률: 77%)
  • 한류 리액터는 계통에서 단락 사고가 발생했을 때 흐르는 단락 전류를 제한하여 기기를 보호하기 위해 사용합니다.

    오답 노트
    직렬리액터: 5고조파 제거
    분로리액터: 페란티 현상 방지
    소호리액터: 지락아크의 소호
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24. 전선 지지점의 고저차가 없을 경우 경간 300[m]에서 이도 9[m]인 송전 선로가 있다. 지금 이 이도를 11[m]로 증가 시키고자 할 경우 경간에 더 늘려야 할 전선의 길이는 약 몇 cm인가?

  1. 25
  2. 30
  3. 35
  4. 40
(정답률: 50%)
  • 전선의 실제 길이는 경간과 이도의 관계식을 통해 구할 수 있으며, 이도가 증가함에 따라 늘어나는 전선의 길이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = S + \frac{8D^{2}}{3S}$
    ② [숫자 대입] $L_{11} - L_{9} = (300 + \frac{8 \times 11^{2}}{3 \times 300}) - (300 + \frac{8 \times 9^{2}}{3 \times 300})$
    ③ [최종 결과] $L = 0.355\text{m} = 35\text{cm}$
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25. 송전선 보호범위 내의 모든 사고에 대하여 고장점의 위치에 관계없이 선로 양단을 쉽고 확실하게 동시에 고속으로 차단하기 위한 계전 방식은?

  1. 회로 선택 계전 방식
  2. 과전류 계전방식
  3. 방향 거리 계전 방식
  4. 표시선 계전방식
(정답률: 45%)
  • 표시선 계전방식은 송전선 보호범위 내의 모든 사고에 대하여 고장점의 위치와 관계없이 선로 양단을 쉽고 확실하게 동시에 고속으로 차단하기 위한 계전방식입니다.
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26. 수력발전소에서 사용되는 수차 중 15m 이하의 저낙차에 적합하여 조력 발전용으로 알맞은 수차는?

  1. 카플란 수차
  2. 펠튼 수차
  3. 프란시스 수차
  4. 튜블러 수차
(정답률: 66%)
  • 튜블러 수차는 낙차가 $3\sim20\text{m}$ 정도로 매우 낮은 저낙차 지역에 적합하며, 특히 조력 발전용으로 주로 사용됩니다.

    오답 노트
    카플란 수차: $3\sim90\text{m}$의 저낙차용
    프란시스 수차: $30\sim600\text{m}$의 중낙차용
    펠튼 수차: $200\sim1800\text{m}$의 고낙차용
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27. 가공 송전선로에서 선간 거리를 도체 반지름으로 나눈 값(D/r)이 클수록 인덕턴스와 정전용량은 어떻게 되는가?

  1. 인덕턴스와 정전용량이 모두 작아진다.
  2. 인덕턴스와 정전용량이 모두 커진다.
  3. 인덕턴스는 커지나, 정전용량은 작아진다.
  4. 인덕턴스는 작아지나, 정전용량은 커진다.
(정답률: 72%)
  • 선간 거리 $D$와 도체 반지름 $r$의 비인 $D/r$이 커질수록 인덕턴스는 증가하고 정전용량은 감소하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    인덕턴스와 정전용량 모두 작아진다/커진다: $D/r$에 따라 두 값은 서로 반대 방향으로 변화함
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28. 수변전설비에서 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느것에 의하여 정하는가?

  1. 변압기 용량
  2. 수전계약 용량
  3. 공급측 단락 용량
  4. 부하 설비 용량
(정답률: 68%)
  • 수변전설비의 1차측 차단기는 계통에서 사고가 발생했을 때 흐르는 최대 고장 전류를 견디고 차단해야 하므로, 공급측 단락 용량을 기준으로 용량을 결정합니다.
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29. 직접 접지방식에서 변압기에 단절연이 가능한 이유는?

  1. 고장 전류가 크므로
  2. 지락 전류가 저역률이므로
  3. 중성점 전위가 낮으므로
  4. 보호 계전기 동작이 확실하므로
(정답률: 50%)
  • 직접 접지 방식은 변압기의 중성점이 항상 영 전위 부근에 유지됩니다. 따라서 선로측에서 중성점으로 갈수록 전위 분포를 직선적으로 낮게 설계할 수 있어, 중성점 부근의 절연 수준을 낮추는 단절연이 가능합니다.
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30. 불평형 부하에서 역률은?

  1. 유효전력/각상의피상전력의산술합
  2. 무효전력/각상의피상전력의산술합
  3. 무효전력/각상의피상전력의벡터합
  4. 유효전력/각상의피상전력의벡터합
(정답률: 67%)
  • 불평형 부하에서의 전체 역률은 전체 유효전력과 각 상의 피상전력을 벡터적으로 합산한 값의 비로 정의합니다.
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31. 탑각의 접지와 관련이다. 접지봉으로써 희망하는 접지저항치까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것은?

  1. 가공지선
  2. 매설지선
  3. 크로스 본드선
  4. 차폐선
(정답률: 75%)
  • 철탑의 접지저항을 희망치까지 낮추기 어려울 때, 접지봉 외에 추가로 매설하여 저항값을 감소시키고 역섬락을 방지하는 것이 매설지선입니다.

    오답 노트
    가공지선: 직격뢰 및 유도뢰 차폐용
    차폐선: 케이블 보호를 위해 매설하는 전선
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32. 30000kW의 전력을 50km 떨어진 지점에 송전하는데 필요한 전압은 약 몇 [kV]정도인가? (단, 스틸의 식에 의하여 산정한다. )

  1. 22
  2. 33
  3. 66
  4. 100
(정답률: 54%)
  • 스틸의 식을 사용하여 송전 전압을 산정합니다.
    ① [기본 공식] $V = 5.5 \sqrt{0.6 \ell + \frac{P}{100}}$
    ② [숫자 대입] $V = 5.5 \sqrt{0.6 \times 50 + \frac{30000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $V = 100$
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33. 송전선로의 코로나 임계전압이 높아지는 경우는?

  1. 기압이 낮아지는 경우
  2. 전선의 지름이 큰 경우
  3. 온도가 높아지는 경우
  4. 상대 공기밀도가 작은 경우
(정답률: 58%)
  • 코로나 임계전압은 전선의 지름이 클수록 전선 표면의 전계 강도가 낮아져 코로나 발생이 억제되므로 임계전압이 높아집니다.

    오답 노트
    기압 낮음, 상대 공기밀도 작음, 온도 높음: 모두 임계전압을 낮추는 요인입니다.
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34. 다음 중 영상 변류기를 사용하는 계전기는?

  1. 과전류 계전기
  2. 저전압 계전기
  3. 지락 과전류 계전기
  4. 과전압 계전기
(정답률: 69%)
  • 영상변류기는 지락사고 시 발생하는 영상분 전류를 검출하기 위해 사용하므로, 지락 과전류 계전기와 함께 사용합니다.
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35. 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임피던스가 300[Ω]이고, 수전단을 개방한 경우 송전단에서 본 어드미턴스가 1.875×10-3[℧] 일 때 송전선의 특성임피던스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 200
  2. 300
  3. 400
  4. 500
(정답률: 68%)
  • 송전선의 특성 임피던스는 단락 임피던스와 개방 어드미턴스의 비율에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{Z}{Y}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_0 = \sqrt{\frac{300}{1.875 \times 10^{-3}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_0 = 400$$
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36. 애자가 갖추어야 할 구비조건으로 옳은 것은?

  1. 온도의 급변에 잘 견디고 습기도 잘 흡수해야 한다.
  2. 지지물에 전선을 지지할 수 있는 충분한 기계적 강도를 갖추어야 한다.
  3. 비, 누, 안개 등에 대해서도 충분한 절연내력을 가지며, 누선 전류가 많아야 한다.
  4. 선로 전압에는 충분한 절연 내력을 가지며, 이상 전압에는 절연 내력이 매우 작아야 한다.
(정답률: 69%)
  • 애자는 전선을 지지하고 절연하는 역할을 하므로 기계적 강도가 충분해야 하며, 절연 내력이 크고 온도 변화에 강하며 습기를 흡수하지 않아야 합니다.

    오답 노트
    습기 흡수: 흡수하지 않아야 함
    누선 전류: 적어야 함
    이상 전압 절연 내력: 커야 함
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37. 다음 중 고압 배전선로의 구성 순서로 알맞은 것은?

  1. 배전 변전소=>간선=>분기선=>급전선
  2. 배전 변전소=>급전선=>간선=>분기선
  3. 배전변전소=>간선=>급전선=>분기선
  4. 배전변전소=>급전선=>분기선=>간선
(정답률: 59%)
  • 고압 배전선로는 전력 공급원부터 수용가까지 순차적으로 연결됩니다. 배전 변전소에서 시작하여 부하가 접속되지 않는 급전선, 수용 지역의 주간 부분인 간선, 그리고 최종적으로 가지 모양으로 뻗어 나가는 분기선 순으로 구성됩니다.
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38. 다음 중 켈빈의 법칙이 적용되는 경우는?

  1. 전력 손실량을 축소시키고자 하는 경우
  2. 전압 강하를 감소시키고자 하는 경우
  3. 부하 배분의 균형을 얻고자 하는 경우
  4. 경제적인 전선의 굵기를 선정하고자 하는 경우
(정답률: 78%)
  • 켈빈의 법칙은 전력 손실과 전압 강하를 고려하여 전선 비용과 전력 손실 비용의 합계가 최소가 되는 가장 경제적인 전선의 굵기를 선정하는 원리입니다.
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39. 다음 중 전동기 등 기계 기구류 내의 전로의 절연 불량으로 인한 감전 사고를 방지하기 위한 방법으로 거리가 먼것은?

  1. 외함 접지
  2. 저전압 사용
  3. 퓨즈 설치
  4. 누전 차단기 설치
(정답률: 51%)
  • 절연 불량으로 인한 감전 사고를 방지하려면 누설 전류를 차단하거나 접지를 통해 안전하게 방전시켜야 합니다. 퓨즈 설치는 과전류나 단락 사고 시 회로를 보호하기 위한 장치이지, 절연 불량으로 인한 감전 방지책으로는 적절하지 않습니다.
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40. 송전선로의 건설비와 전압과의 관계를 나타낸 것은?

(정답률: 59%)
  • 송전 전압이 높아지면 송전 전류가 감소하여 전선 굵기가 얇아지므로 전선비는 감소하지만, 절연을 위한 애자 개수와 지지물 비용이 증가하여 애자지지물비는 상승합니다. 따라서 그래프가 정답입니다.
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3과목: 전기기기

41. 변압기에서 철손을 알 수 있는 시험은?

  1. 유도 시험
  2. 단락 시험
  3. 부하 시험
  4. 무부하 시험
(정답률: 70%)
  • 변압기의 2차측을 개방한 상태에서 전압을 인가하는 무부하 시험을 통해 히스테리시스손과 와류손을 포함한 철손을 측정할 수 있습니다.

    오답 노트
    단락 시험: 동손 및 임피던스 측정
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42. 보통 농형에 비하여 2중 농형 전동기의 특징인 것은?

  1. 최대 토크가 크다.
  2. 손실이 적다.
  3. 기동 토크가 크다.
  4. 슬립이 크다.
(정답률: 70%)
  • 2중 농형 전동기는 기동 시 슬립이 클 때 작동하는 권선과 운전 시 작동하는 권선을 분리하여, 일반 농형 전동기에 비해 기동 전류는 억제하고 기동 토크는 크게 설계한 전동기입니다.
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43. 동기기에서 동기 리액턴스가 커지면 동작 특성이 어떻게 되는가?

  1. 전압 변동률이 커지고 병렬 운전시 동기화력이 커진다.
  2. 전압 변동률이 커지고 병렬 운전시 동기 화력이 작아진다.
  3. 전압 변동률이 적어지고 지속단락 전류도 감소한다.
  4. 전압 변동률이 적어지고 지속 단락 전류는 증가한다.
(정답률: 54%)
  • 동기 리액턴스가 증가하면 전압 강하가 커져 전압 변동률이 상승하며, 병렬 운전 시 두 기기 사이의 결합력이 약해져 동기화력이 작아집니다.
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44. 3상 직권 정류자 전동기에 중간(직렬)변압기가 쓰이고 있는 이유가 아닌 것은?

  1. 정류자 전압의 조정
  2. 회전자 상수의 감소
  3. 경부하 때 속도의 이상 상승 방지
  4. 실효 권수비 선정 조정
(정답률: 60%)
  • 3상 직권 정류자 전동기의 중간 변압기는 정류자 전압 조정, 경부하 시 속도 이상 상승 방지, 실효 권수비 선정 조정 등을 위해 사용됩니다.

    오답 노트
    회전자 상수의 감소: 중간 변압기의 사용 목적과 관계가 없습니다.
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45. 병렬 운전 중의 A,B두 동기 발전기 중에서 A발전기의 여자를 B기보다 강하게 하면 A발전기는?

  1. 90도 앞선 전류가 흐른다.
  2. 90도 뒤진 전류가 흐른다.
  3. 동기화 전류가 흐른다.
  4. 부하 전류가 증가한다.
(정답률: 56%)
  • 동기 발전기 병렬 운전 중 여자 전류를 강하게 하여 유기 기전력이 높아지면, 해당 발전기에는 $90^{\circ}$ 뒤진 전류(지상 전류)가 흐르게 됩니다.
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46. 유도 전동기의 제동법 중 유도 전동기를 전원에 접속한 상태에서 동기속도 이상의 속도로 운전하여 유도 발전기로 동작시킴으로써 그 발생 전력을 전원으로 반환하면서 제동하는 방법은?

  1. 발전제동
  2. 회생제동
  3. 역상제동
  4. 단상제동
(정답률: 69%)
  • 전원에 접속된 상태에서 동기속도 이상으로 운전하여 발전기로 동작시키고, 그 전력을 전원으로 되돌려 제동하는 방식이 회생제동입니다.

    오답 노트
    발전제동: 전원 차단 후 별도 직류 전원 여자
    역상제동: 3상 중 2상을 교체하여 역회전 유도
    단상제동: 2차측 저항 삽입으로 역상토크 발생
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47. 단권 변압기에서 W2 권선에 흐르는 전류의 크기[A]는?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 59%)
  • 단권 변압기에서 직렬 권선($W_2$)에 흐르는 전류는 입력 전류와 출력 전류의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{W2} = I_1 - I_2$
    ② [숫자 대입] $I_{W2} = 10 - 5$
    ③ [최종 결과] $I_{W2} = 5$
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48. 4극 3상 유도 전동기가 있다. 총 슬롯수는 48이고 매극 매상 슬롯에 분포하고 코일 간격은 극간격의 75[%]의 단절권으로 하면 권선 계수는 얼마인가?

  1. 약 0.986
  2. 약 0.927
  3. 약 0.895
  4. 약 0.887
(정답률: 48%)
  • 권선 계수는 분포계수와 단절권 계수의 곱으로 계산합니다.
    1. 분포계수 $K_d$ 계산: 1극 1상 슬롯 수 $q = 48 / (3 \times 4) = 4$, 슬롯 간 전기각 $\alpha = 180^\circ \times 4 / 48 = 15^\circ$
    ① [기본 공식] $K_d = \frac{\sin(q\alpha/2)}{q \sin(\alpha/2)}$
    ② [숫자 대입] $K_d = \frac{\sin(4 \times 15^\circ / 2)}{4 \sin(15^\circ / 2)}$
    ③ [최종 결과] $K_d = 0.960$
    2. 단절권 계수 $K_p$ 계산:
    ① [기본 공식] $K_p = \sin(\beta \pi / 2)$
    ② [숫자 대입] $K_p = \sin(0.75 \times 90^\circ)$
    ③ [최종 결과] $K_p = 0.924$
    3. 최종 권선 계수 $K_w$ :
    ① [기본 공식] $K_w = K_d \times K_p$
    ② [숫자 대입] $K_w = 0.960 \times 0.924$
    ③ [최종 결과] $K_w = 0.887$
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49. 자여식 인버터의 출력 전압의 제어법에 주로 사용되는 방식은?

  1. 펄스폭 방식
  2. 펄스 주파수 변조 방식
  3. 펄스폭 변조 방식
  4. 혼합 변조 방식
(정답률: 52%)
  • 자여식 인버터의 출력 전압을 제어하기 위해 가장 널리 사용되는 방식은 펄스폭 변조 방식입니다.
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50. 4극, 중권, 총도체수 500, 1극의 자속수가 0.01[Wb]인 직류 발전기가 100[V]의 기전력을 발생시키는데 필요한 회전수는 몇 [rpm]인가?

  1. 1000
  2. 1200
  3. 1600
  4. 2000
(정답률: 70%)
  • 직류 발전기의 유기기전력 공식을 이용하여 필요한 회전수를 구할 수 있습니다. 중권 방식에서는 병렬 회로수 $a$가 극수 $p$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{60 \times a \times E}{p \times Z \times \Phi}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{60 \times 4 \times 100}{4 \times 500 \times 0.01}$
    ③ [최종 결과] $N = 1200$ rpm
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51. 변압기의 기름 중 아크 방전에 의하여 가장 많이 발생하는 가스는?

  1. 수소
  2. 일산화 탄소
  3. 아세틸렌
  4. 산소
(정답률: 62%)
  • 변압기 내부의 절연유에서 아크 방전이 발생하면 절연유가 분해되는데, 이때 수소가스(60~70%)가 가장 많이 발생합니다.
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52. 다음 DC 서보모터의 기계적 시정수를 나타낸 것은? (단, R은 권선의 저항 J는 관성 모멘트 Ke는 서보 유기 전압정수,  Kf 는 서보 모터의 도체 정수이다.)

(정답률: 49%)
  • DC 서보모터의 기계적 시정수는 관성 모멘트 $J$와 권선 저항 $R$의 곱을 유기 전압 정수 $K_e$와 도체 정수 $K_f$의 곱으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    $$\tau_m = \frac{JR}{K_e K_f}$$
    따라서 정답은 입니다.
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53. 정격 6600[V]인 3상 동기 발전기가 정격출력 (역률=1)으로 운전할 때 전압 변동률이 12[%]였다. 여자와 회전수를 조정하지 않은 상태로 무부하 운전하는 경우 단자전압은[V]?

  1. 7842
  2. 7392
  3. 6943
  4. 6433
(정답률: 67%)
  • 전압 변동률 공식은 정격 전압 대비 무부하 단자 전압의 차이를 비율로 나타낸 것입니다. 이를 통해 무부하 시의 단자 전압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_0 = V_n \times (1 + \epsilon)$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_0 = 6600 \times (1 + 0.12)$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_0 = 7392$$
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54. 1차 전압 100[V], 2차 전압 200[V], 선로 출력 50[kVA]인 단권 변압기의 자기 용량은 몇 [kVA]인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 250
  4. 500
(정답률: 55%)
  • 단권 변압기의 자기 용량은 부하 용량에 전압 변성비를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{자기용량} = \frac{V_{2} - V_{1}}{V_{2}} \cdot \text{부하용량}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{자기용량} = \frac{200 - 100}{200} \cdot 50$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{자기용량} = 25 \text{ kVA}$$
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55. 다음 전력용 반도체 중에서 가장 높은 전압용으로 개발되어 사용되고 있는 반도체 소자는?

  1. LASCR
  2. IGBT
  3. GTO
  4. BJT
(정답률: 52%)
  • GTO는 고전압 대전류 계통에 적합하도록 개발된 소자로, 제시된 반도체 소자들 중 가장 높은 전압용으로 사용됩니다.
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56. 인가 전압과 여자가 일정한 동기 전동기에서 전기자 저항과 동기 리액턴스가 같으면 최대 출력을 내는 부하각은 몇도 인가?

  1. 30
  2. 45
  3. 60
  4. 90
(정답률: 40%)
  • 동기 전동기에서 최대 출력을 내는 부하각 $\delta$는 전기자 저항 $R$과 동기 리액턴스 $X$의 비율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta = \tan^{-1} \frac{X}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\delta = \tan^{-1} \frac{1}{1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\delta = 45$$
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57. 유도 전동기의 여자 전류는 극수가 많아지면 정격전류에 대한 비율이 어떻게 되는가?

  1. 적어진다.
  2. 원칙적으로 변화하지 않는다.
  3. 거의 변화하지 않는다.
  4. 커진다.
(정답률: 42%)
  • 유도 전동기의 자기 회로에는 공극(gap)이 존재하여 여자 전류의 비율이 매우 큽니다. 특히 용량이 작은 전동기일수록, 그리고 극수가 많을수록 여자 전류의 비율은 커지는 특성을 가집니다.
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58. 전부하시에 전류가 0.88[A], 역률 89[%], 속도 7000[rpm], 60[Hz], 115[V]인 2극 단상 직권 전동기가 있다. 회전자와 직권계자 권선의 실효저항의 합은 58[Ω]이다. 이 전동기의 기계손을 10[W]라고 하면 전부하시에 부하에 전달되는 토크는 약 얼마인가? (단, 여기서 계자의 자속은 정현파 변화를 한다고 하고 브러시는 중성축에 놓여 있다.)

  1. 49[gㆍm]
  2. 4.9 [gㆍm]
  3. 48[Nㆍm]
  4. 4.8 [Nㆍm]
(정답률: 39%)
  • 전동기의 입력 전력에서 동손과 기계손을 제외한 유효 출력(P)을 구한 뒤, 이를 통해 토크(T)를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = V \cdot I \cdot \cos\theta - I^{2} \cdot R - P_{loss}$$
    $$T = 0.975 \cdot \frac{P}{N} \cdot 10^{3}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 115 \cdot 0.88 \cdot 0.89 - 0.88^{2} \cdot 58 - 10$$
    $$T = 0.975 \cdot \frac{35.1528}{7000} \cdot 10^{3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T = 4.9 \text{ g}\cdot\text{m}$$
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59. 5[kVA]의 단상 변압기 3대를 Δ결선하여 급전하고 있는 경우 1대가 소손되어 나머지 2대로 급전하게 되었다. 2대의 변압기로 과부하를 10[%]까지 견딜 수 있다고 하면 2대가 분담할 수 있는 최대 부하는 약 몇 [kVA]인가?

  1. 5
  2. 8.6
  3. 9.5
  4. 15
(정답률: 55%)
  • $\Delta$결선 중 1대가 소손되어 2대로 급전하는 경우 V결선으로 운전하게 되며, 이때의 용량은 $\Delta$결선 용량의 $\frac{\sqrt{3}}{3}$배가 됩니다. 여기에 과부하 내량을 곱하여 최대 부하를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_V = \sqrt{3} P_1 \times \text{여유율}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_V = \sqrt{3} \times 5 \times 1.1$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_V = 9.5\text{ kVA}$$
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60. 직류 분권 전동기가 있다. 그 출력이 9[kW]일 때, 단자 전압은 220[V], 입력전류는 51.5[A], 계자 전류는 1.5[A], 회전속도는 1500[rpm]이었다. 이때의 발생 토크[kgㆍm]와 효율[%]은? (단, 전기자 저항은 0.1[Ω]이다. )

  1. 5.85, 94.8
  2. 6.98, 79.4
  3. 36.74, 79.4
  4. 57.33, 94.8
(정답률: 43%)
  • 전기자 전류를 통해 역기전력을 구하고, 이를 이용해 발생 토크와 효율을 계산합니다.
    ① [전기자 전류]
    $$I_a = I - I_f$$
    $$I_a = 51.5 - 1.5 = 50\text{ A}$$
    ② [역기전력]
    $$E = V - I_a R_a$$
    $$E = 220 - (50 \times 0.1) = 215\text{ V}$$
    ③ [발생 토크]
    $$T = 0.975 \times \frac{E I_a}{N}$$
    $$T = 0.975 \times \frac{215 \times 50}{1500} = 6.98\text{ kg\cdot m}$$
    ④ [효율]
    $$\eta = \frac{\text{출력}}{\text{입력}} \times 100$$
    $$\eta = \frac{9000}{220 \times 51.5} \times 100 = 79.4\%$$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 인 상태 방정식에 대한 특성방정식을 구하면?

  1. s2-4s-3=0
  2. s2-4s+3=0
  3. s2+4s+3=0
  4. s2+4s-3=0
(정답률: 65%)
  • 상태 방정식 $\frac{dx(t)}{dt} = Ax(t) + Bu(t)$에서 특성방정식은 행렬식 $|sI - A| = 0$을 통해 구할 수 있습니다.
    주어진 행렬 $A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ -3 & 4 \end{pmatrix}$를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$|sI - A| = \begin{vmatrix} s-0 & -1 \\ 3 & s-4 \end{vmatrix} = 0$$
    ② [숫자 대입]
    $$s(s-4) - (-1)(3) = 0$$
    ③ [최종 결과]
    $$s^2 - 4s + 3 = 0$$
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62. 다음의 신호흐름 선도에서 C/R는?

(정답률: 67%)
  • 신호흐름 선도에서 전달함수 $\frac{C}{R}$은 전향 경로 이득의 합을 $1 - (\text{루프 이득의 합})$으로 나눈 값으로 구합니다.
    전향 경로는 $G_1$과 $G_2$ 두 가지가 있으며, 루프는 $G_1 H_1$ 하나가 존재합니다.
    따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{C}{R} = \frac{G_1 + G_2}{1 - G_1 H_1}$$
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63. 특성방정식 s2+Ks+2K-1=0 제어계가 안정될 K 의 범위는?

  1. K > 0
  2. k > 1/2
  3. K < 1/2
  4. 0 < K < 1/2
(정답률: 64%)
  • 2차 제어계의 특성방정식 $as^2 + bs + c = 0$에서 계가 안정하기 위해서는 모든 계수의 부호가 동일해야 합니다(모두 양수여야 함).
    ① [기본 공식] $K > 0, \quad 2K - 1 > 0$
    ② [숫자 대입] $2K > 1 \rightarrow K > \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $K > \frac{1}{2}$
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64. 논리식 와 같은 논리식은?

(정답률: 64%)
  • 드모르간의 정리를 이용하여 논리식을 간소화하거나 변형할 수 있습니다. $\overline{A+B} = \overline{A} \cdot \overline{B}$와 $\overline{A \cdot B} = \overline{A} + \overline{B}$ 원리를 적용합니다.
    주어진 식 $\overline{A} + \overline{BC}$는 드모르간의 정리에 의해 $\overline{A(B+C)}$와 동일한 논리 결과가 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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65. 기준 입력과 주궤환량의 차로서, 제어계의 동작을 일으키는 원인이 되는 신호는?

  1. 조작신호
  2. 동작신호
  3. 주궤환 신호
  4. 기준 입력 신호
(정답률: 64%)
  • 제어계에서 기준 입력 신호와 피드백(주궤환) 신호의 차이를 통해 계산된 오차 신호가 제어 장치로 입력되어 시스템의 동작을 유발하는데, 이를 동작신호라고 합니다.

    오답 노트
    조작신호: 제어 장치에서 조작량을 결정하여 제어 대상에 보내는 신호
    주궤환 신호: 출력량을 입력측으로 되돌려 보내는 신호
    기준 입력 신호: 사용자가 설정한 목표값 신호
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66. 제어계 전달함수의 극값(pole)이 그림과 같을 때 이 계의 고유 각주파수 ωn는?

  1. 1/√2
  2. 1/2
  3. √2
  4. √3
(정답률: 51%)
  • 전달함수의 극점(pole) 위치를 통해 특성방정식을 세우고, 표준 2차계 특성방정식 $s^2 + 2\zeta\omega_n s + \omega_n^2 = 0$과 비교하여 고유 각주파수 $\omega_n$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\omega_n = \sqrt{a_0}$ (단, $s^2 + a_1 s + a_0 = 0$)
    ② [숫자 대입] $(s+1-j)(s+1+j) = s^2 + 2s + 2 = 0 \rightarrow \omega_n = \sqrt{2}$
    ③ [최종 결과] $\omega_n = \sqrt{2}$
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67. 그림과 같은 보드 위상선도를 갖는 회로망은 어떤 보상기로 사용될 수 있는가?

  1. 진상 보상기
  2. 지상 보상기
  3. 지상 진상 보상기
  4. 지상 지상 보상기
(정답률: 55%)
  • 보드 선도에서 위상(phase)이 $0^{\circ}$보다 큰 양의 영역에 위치하면 위상을 앞서게 하는 진상 보상기, $0^{\circ}$보다 작은 음의 영역에 위치하면 위상을 뒤지게 하는 지상 보상기로 구분합니다. 제시된 이미지 의 위상 곡선이 $0$보다 위쪽에 형성되어 있으므로 진상 보상기입니다.
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68. 의 역변환은?

  1. 1-e-akT
  2. 1+e-akT
  3. te-aT
  4. teaT
(정답률: 55%)
  • 주어진 $z$-변환 식 $R(z) = \frac{(1-e^{-\alpha T})z}{(z-1)(z-e^{-\alpha T})}$를 부분분수 전개하면 $\frac{z}{z-1} - \frac{z}{z-e^{-\alpha T}}$가 됩니다. 이를 역변환하면 $1^k - (e^{-\alpha T})^k$가 되어 $1-e^{-\alpha kT}$가 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $R(z) = \frac{z}{z-1} - \frac{z}{z-e^{-\alpha T}}$
    ② [숫자 대입] $r(k) = 1^k - (e^{-\alpha T})^k$
    ③ [최종 결과] $r(k) = 1-e^{-\alpha kT}$
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69. 근궤적 에서 점근선의 교차점은?

  1. -6
  2. -4
  3. 6
  4. 4
(정답률: 68%)
  • 근궤적의 점근선 교차점은 모든 극점의 합에서 모든 영점의 합을 뺀 후, 극점의 개수에서 영점의 개수를 뺀 값으로 나누어 구합니다.
    주어진 식 $G(s)H(s) = \frac{K(s-2)(s-3)}{s^2(s+1)(s+2)(s+4)}$에서 극점은 $0, 0, -1, -2, -4$이고 영점은 $2, 3$입니다.
    ① [기본 공식] $\text{교차점} = \frac{\sum \text{극점} - \sum \text{영점}}{n - m}$
    ② [숫자 대입] $\text{교차점} = \frac{(0+0-1-2-4) - (2+3)}{5-2}$
    ③ [최종 결과] $\text{교차점} = \frac{-12}{3} = -4$
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70. ω 가 0 에서 ∞까지 변화하였을 때 G(jω)의 크기와 위상각을 극좌표에 그린 것으로 이 궤적을 표시하는 선도는?

  1. 근궤적도
  2. 나이퀴스트 선도
  3. 니콜스 선도
  4. 보드 선도
(정답률: 53%)
  • 주파수 $\omega$를 $0$에서 $\infty$까지 변화시키며 전달함수 $G(j\omega)$의 크기와 위상을 복소평면(극좌표) 위에 그린 궤적을 나이퀴스트 선도라고 합니다.
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71. 평형 3상 회로에서 그림과 같이 변류기를 접속하고 전류계를 연결하였을 때, A2에 흐르는 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 0
  2. 5
  3. 8.66
  4. 10
(정답률: 60%)
  • 평형 3상 회로에서 변류기(CT)의 차동 결선 시, 전류계 $A_2$에 흐르는 전류는 두 상 전류의 벡터 차로 결정됩니다. $a$상과 $b$상 전류의 위상차는 $120^{\circ}$이므로, 두 전류의 차이의 크기는 각 상 전류의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{A2} = I \times \sqrt{3}$
    ② [숫자 대입] $I_{A2} = 5 \times \sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $I_{A2} = 8.66$
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72. 어떤 콘덴서를 300[V]로 충전하는데 9[J]의 에너지가 필요하였다. 이 콘덴서의 정전용량은 몇 [μF]인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 66%)
  • 콘덴서에 저장되는 에너지 공식을 이용하여 정전용량 $C$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}CV^2 \rightarrow C = \frac{2W}{V^2}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2 \times 9}{300^2}$
    ③ [최종 결과] $C = 2 \times 10^{-4}\text{F} = 200\mu\text{F}$
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73. 분포 정수회로에서 선로정수가 R,L,C,G이고 무왜형 조건이 RC=LG과 같은 관계가 성립될 때 선로의 특성 임피던스Z0는? (단, 선로의 단위 길이당 저항을 R, 인덕턴스를 L, 정전용량을 C, 누설 컨덕턴스를 G라 한다.)

(정답률: 73%)
  • 분포 정수회로에서 무왜형 조건인 $RC = LG$가 성립할 때, 특성 임피던스 $Z_0$는 저항과 컨덕턴스 성분이 상쇄되어 인덕턴스와 정전용량만으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{R + j\omega L}{G + j\omega C}}$
    ② [무왜형 조건 대입] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ③ [최종 결과] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    따라서 정답은 입니다.
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74. 다음 그림은 전압이 10[V]인 전원장치에 가변저항과 전열기를 연결한 회로이다. 가변저항이 5[Ω]일 때, 회로에흐르는 전류는 1[A]이다. 가변저항을 15[Ω]으로 바꾸고 전열기를 4초 동안 사용 할 경우 전열기에서 소비되는 전력[W]은 얼마인가? (단, 전원장치의 전압과 전열기의 저항은 일정하다)

  1. 1.25
  2. 1.5
  3. 1.88
  4. 2.0
(정답률: 51%)
  • 먼저 초기 조건으로 전열기의 저항을 구한 뒤, 가변저항 변경 후의 전류를 통해 전열기에서 소비되는 전력을 계산합니다.
    1. 전열기 저항 $R_h$ 구하기: 전체 저항은 $10\text{V} / 1\text{A} = 10\Omega$이며, 가변저항이 $5\Omega$이므로 $R_h = 10 - 5 = 5\Omega$입니다.
    2. 변경 후 전력 계산: 가변저항이 $15\Omega$이 되면 전체 저항은 $15 + 5 = 20\Omega$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $P = I^2 R_h = (\frac{V}{R_{total}})^2 R_h$
    ② [숫자 대입] $P = (\frac{10}{20})^2 \times 5$
    ③ [최종 결과] $P = 1.25\text{W}$
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75. 대칭 5상 교류 성형결선에서 선간전압과 상전압 간의 위상차는 몇 도인가?

  1. 27
  2. 36
  3. 54
  4. 72
(정답률: 64%)
  • 대칭 $n$상 교류 성형결선에서 선간전압과 상전압 사이의 위상차 $\theta$는 $\frac{\pi}{2}(1 - \frac{2}{n})$ 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{180^{\circ}}{2} \times (1 - \frac{2}{n})$
    ② [숫자 대입] $\theta = 90^{\circ} \times (1 - \frac{2}{5})$
    ③ [최종 결과] $\theta = 54^{\circ}$
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76. 그림과 같은 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 50%)
  • 주어진 파형은 $0$초부터 $1$초까지는 기울기가 $1$인 직선, $1$초부터 $2$초까지는 기울기가 $-1$인 직선으로 구성된 삼각형 파형입니다. 이를 단위 계단 함수 $u(t)$를 이용하여 시간 영역의 식으로 나타내면 $t u(t) - 2(t-1) u(t-1) + (t-2) u(t-2)$가 됩니다. 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{t u(t-a)\} = \frac{e^{-as}}{s^2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{s^2} - 2 \frac{e^{-s}}{s^2} + \frac{e^{-2s}}{s^2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{s^2}(1 - 2e^{-s} + e^{-2s})$
    따라서 정답은 입니다.
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77. 그림과 같은 회로의 전달함수 는?

(정답률: 59%)
  • 전달함수는 출력 전압 $\frac{E_0(s)}{E_i(s)}$의 비로 계산하며, 회로의 임피던스 분배 법칙을 적용합니다.
    출력 임피던스는 $\frac{1}{Cs}$이고, 전체 임피던스는 $Ls + R + \frac{1}{Cs}$ 입니다.
    $$\frac{E_0(s)}{E_i(s)} = \frac{\frac{1}{Cs}}{Ls + R + \frac{1}{Cs}}$$
    $$\frac{E_0(s)}{E_i(s)} = \frac{1}{LCs^2 + RCs + 1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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78. 직류를 공급하는 R-C직렬회로에서 회로의 시정수 값은?

  1. R/C
  2. C/R
  3. 1/(RC)
  4. RC
(정답률: 58%)
  • R-C 직렬회로에서 시정수는 회로의 응답 속도를 결정하는 상수로, 저항 $R$과 정전용량 $C$의 곱으로 정의됩니다.
    $$\tau = R \times C$$
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79. 전류원의 내부저항에 관하여 맞는것은?

  1. 전류 공급을 받는 회로의 구동점 임피던스와 같아야 한다.
  2. 클수록 이상적이다.
  3. 경우에 따라 다르다.
  4. 작을수록 이상적이다.
(정답률: 49%)
  • 전류원은 부하에 관계없이 일정한 전류를 공급해야 하므로, 내부 저항이 무한대에 가까울수록(클수록) 전압 강하가 없어 이상적인 특성을 갖게 됩니다.

    오답 노트
    작을수록 이상적이다: 이는 전압원에 해당하는 설명입니다.
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80. 임피던스 Z(s)가 으로 주어지는 2단자 회로에 직류 전류원 10[A]를 가할 때 이 회로의 단자 전압 [V]은?

  1. 20
  2. 40
  3. 200
  4. 400
(정답률: 53%)
  • 직류 전류원이 가해지는 경우 주파수 $f=0$이므로 라플라스 변수 $s=0$을 대입하여 임피던스를 구한 뒤, 옴의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = Z(0) \times I$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{0 + 20}{0^2 + 5RL(0) + 1} \times 10$
    ③ [최종 결과] $V = 200$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 전기 울타리의 시설에 관한 내용 중 틀린 것은?

  1. 수목과의 이격거리는 30cm 이상일 것
  2. 전선은 지름이 2mm 이상의 경동선일 것
  3. 전선과 이를 지지하는 기둥 사이의 이격거리는 2cm 이상 일 것
  4. 전기 울타리용 전원장치에 전기를 공급하는 전로의 사용 전압은 250V 이하일 것
(정답률: 40%)
  • 전기 울타리 시설 기준상 전선과 이를 지지하는 기둥 사이의 이격거리는 $2.5\text{cm}$이상으로 유지해야 하므로, $2\text{cm}$이상이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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82. 전기 욕기의 시설에서 전기 욕기용 전원장치로부터 욕탕안의 전극까지의 전선 상호간 및 전선과 대지 사이의 절연저항 값은 몇 MΩ 이상이어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 51%)
  • 전기 욕기 시설 기준에 따라, 전원장치로부터 욕탕 안의 전극까지의 전선 상호 간 및 전선과 대지 사이의 절연저항 값은 $0.1\text{M}\Omega$이상으로 유지해야 합니다.
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83. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 시설 기준에 대한 설명 중 알맞은 것은?

  1. 지선의 안전율은 3.0이상이어야 한다.
  2. 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상이어야 한다.
  3. 지중의 부분 및 지표상 20cm 까지의 부분에는 내식성이 있는 것 또는 아연도금을 한다.
  4. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 4m 이상으로 하여야 한다.
(정답률: 75%)
  • 지선의 시설 기준에 따라 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상을 꼬아서 사용해야 합니다.

    오답 노트
    지선의 안전율: $2.5$이상
    지중 및 지표상 이격 거리: $30\text{cm}$까지 아연도금 등 내식성 처리
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84. 저압 전로에서 그 전로에 지락이 생겼을 경우 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 자동 차단기의 정격감도 전류를 100[mA]로 하여 설치하고자 하는데, 이 때 제 3종 접지공사의 저항값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가? (단, 전기적 위험도가 높은 장소이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 150
  2. 200
  3. 300
  4. 500
(정답률: 41%)
  • 자동 차단기를 설치하는 경우, 접지저항과 정격감도전류의 곱이 $15\text{V}$이하가 되도록 접지저항값을 산출합니다.
    $$R = \frac{15}{I}$$
    $$R = \frac{15}{100 \times 10^{-3}}$$
    $$R = 150$$
    따라서 제 3종 접지공사의 저항값은 $150\Omega$이하로 하여야 합니다.
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85. 저압 옥측전선로의 시설로 잘못된 것은?

  1. 철골주 조영물의 버스덕트 공사로 시설
  2. 합성 수지관 공사로 시설
  3. 목조 조영물에 금속관 공사로 시설
  4. 전개된 장소에 애자사용 공사로 시설
(정답률: 63%)
  • 금속관, 버스덕트, 케이블 공사는 목조 이외의 조영물에 한해서만 시설할 수 있으므로, 목조 조영물에 금속관 공사를 하는 것은 잘못된 시설 방법입니다.

    오답 노트
    애자사용 공사: 건조하고 비나 이슬에 맞지 않는 장소에 한해 시설 가능
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86. 사용전압 66[kVA] 가공전선과 6[kV] 고공 전선을 동일지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공전선은 케이블인 경우를 제외하고는 단면적이 몇 mm2 인 경동연선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 연선이어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 22
  2. 38
  3. 55
  4. 100
(정답률: 60%)
  • 특고압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때, 특고압 가공전선이 케이블이 아닌 경우에는 인장강도 $21.67\text{kN}$이상의 연선 또는 단면적이 $55\text{mm}^2$이상인 경동연선을 사용해야 합니다.
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87. 직류식 전기철도에서 배류선은 상승부분 중 지표상 몇 m 미만의 부분에 대하여는 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하고, 사람이 접촉할 우려가 없고 또한 손상을 받을 우려가 없도록 시설하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 35%)
  • 직류식 전기철도의 배류선 상승 부분 중 지표상 $2.5\text{m}$ 미만인 부분은 사람이 접촉하거나 손상될 우려가 없도록 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용해야 합니다.
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88. 합성수지관 공사에 의한 저압 옥내배선 시설방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 관의 지지점 간의 거리는 1.2m 이하로 할 것
  2. 박스 기타의 부속품을 습기가 많은 장소에 시설하는 경우에는 방습 장치로 할 것
  3. 사용 전선은 절연전선일 것
  4. 합성 수지관 안에는 전선의 접속점이 없도록 할 것
(정답률: 62%)
  • 합성수지관 공사 시 관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    방습 장치 시설: 습기가 많은 장소에 시설 시 필수
    절연전선 사용: 사용 전선으로 적합
    접속점 금지: 관 내부에는 전선 접속점이 없어야 함
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89. 특고압 가공전선로의 지지물 중 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 철탑은?

  1. 내장형 철탑
  2. 인류형 철탑
  3. 보강형 철탑
  4. 각도형 철탑
(정답률: 73%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물 중 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 철탑은 내장형 철탑입니다.

    오답 노트
    각도형 철탑: 수평 각도를 이루는 곳에 사용
    인류형 철탑: 전 가섭선을 인류하는 곳에 사용
    보강형 철탑: 직선 부분의 보강을 위해 사용
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90. 인가가 많이 연접되어 있는 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 고압 가공전선로의 지지물 또는 가섭선에 적용하는 풍압하중에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 갑종 풍압하중의 1.5배를 적용시켜야 한다.
  2. 을종 풍압하중의 2배를 적용시켜야 한다.
  3. 병종 풍압하중을 적용시킬 수 있다.
  4. 갑종 풍압하중과 을종 풍압하중 중 큰 것만 적용시킨다.
(정답률: 51%)
  • 인가가 많이 연접되어 있는 장소에 시설하는 고압 가공전선로의 지지물 또는 가섭선에는 병종 풍압하중을 적용할 수 있습니다.
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91. 태양 전지 발전소에 시설하는 태양전지 모듈 시설에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 충전부분은 노출되지 아니하도록 시설할 것
  2. 태양전지 모듈에 접속하는 부하측 전로에는 그 접속점에 멀리하여 개폐기를 시설할 것
  3. 전선은 공칭 단면적 2.5 이상의 연동선 또는 동등 이상의 세기 및 굵기일 것
  4. 태양전지 모듈을 병렬로 접속하는 전로에는 전로를 보호하는 과전류 차단기 등을 시설할 것
(정답률: 60%)
  • 태양전지 모듈에 접속하는 부하측 전로에는 그 접속점에 근접하여 개폐기 또는 이와 유사한 기구를 시설해야 합니다.

    오답 노트
    접속점에 멀리하여 개폐기를 시설할 것: 접속점에 근접하여 시설해야 함
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92. 뱅크 용량이 10000[kVA]이상인 특고압 변압기의 내부고장이 발생하면 어떤 보호장치를 설치하여야 하는가?

  1. 자동 차단장치
  2. 경보 장치
  3. 표시 장치
  4. 경보 및 자동 차단 장치
(정답률: 47%)
  • 특고압 변압기의 내부 고장 보호장치는 뱅크 용량에 따라 결정됩니다. $10,000\text{kVA}$이상인 경우에는 반드시 자동차단장치를 설치해야 합니다.

    오답 노트
    경보 장치: $5,000\text{kVA}$이상 $10,000\text{kVA}$ 미만일 때 자동차단장치 또는 경보장치 중 선택 가능
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93. 특고압 가공전선로의 전선으로 케이블을 사용하는 경우의 시설로 옳지 않은 방법은?

  1. 케이블은 조가용선에 행거에 의하여 시설한다.
  2. 케이블은 조가용선에 접촉시키고 비닐테이브 등을 30cm 이상의 간격으로 감아 붙인다.
  3. 조가용선은 단면적 22 이상의 아연도강연선 또는 동등 이상의 세기 및 굵기의 연선을 사용한다.
  4. 조가용선 및 케이블의 피복에 사용한 금속체네는 제3종 접지 공사를 한다.
(정답률: 60%)
  • 가공 케이블 시설 시 조가용선을 케이블에 접촉시켜 금속 테이프를 감는 경우에는 $20\text{cm}$이하의 간격으로 나선상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    비닐테이브 등을 30cm 이상의 간격으로 감아 붙인다: 금속 테이프를 $20\text{cm}$이하 간격으로 감아야 함
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94. 특고압 가공전선로의 전로와 저압 전로를 변압기에 의하여 결합하는 경우의 제 2종 접지공사에 사용하는 연동 접지선 굵기는 최소 몇 mm2 이상인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.75
  2. 2.5
  3. 6
  4. 8
(정답률: 44%)
  • 특고압 가공전선로의 전로와 저압 전로를 변압기에 의해 결합하는 경우, 제2종 접지공사에 사용하는 연동 접지선의 최소 굵기는 $6\text{mm}^2$이상입니다.
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95. 사용전압 22.9kVA 특고압 가공전선과 저고압 가공전선 등 또는 이들의 지지물이나 지주 사이의 이격거리는 최소 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 특고압 가공전선이 저고압 가공전선과 제1차 접근상태일 경우이다.)

  1. 1.2
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 48%)
  • 특고압 가공전선과 저고압 가공전선 사이의 이격거리 기준을 적용하는 문제입니다. 사용전압 $60\text{kV}$이하의 특고압 가공전선이 저고압 가공전선과 제1차 접근상태일 때의 최소 이격거리는 $2\text{m}$입니다.
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96. 엘리베이터 등의 상강로 내에 시설되는 저압 옥내배선에 사용되는 전압의 최대한도는?

  1. 250V 미만
  2. 300V 미만
  3. 400V 미만
  4. 600V 미만
(정답률: 56%)
  • 엘리베이터 및 덤웨이터 승강로 내 저압 옥내 배선의 전압 한도를 묻는 문제입니다. 관련 규정에 따라 승강로 내에 시설하는 저압 옥내 배선의 사용 전압 최대한도는 $400\text{V}$ 미만입니다.
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97. 2차측 개방전압이 7kV 이하인 절연변압기를 사용하고 절연 변압기의 1차측 전로를 자동적으로 차단하는 보호장치를 시설한 경우의 전격 살충기는 전격 격자가 지표상 또는 마루 위 몇 m 이상의 높이에 설치하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.5
  4. 3.5
(정답률: 47%)
  • 전격 살충기의 설치 높이 완화 조건에 관한 문제입니다. 기본적으로 전격 격자는 지표상 또는 마루 위 $3.5\text{m}$이상 높이에 설치해야 하지만, $2$차측 개방 전압이 $7\text{kV}$이하인 절연 변압기를 사용하고 1차측 전로를 자동 차단하는 보호장치를 시설한 경우에는 $1.8\text{m}$ 높이까지 감할 수 있습니다.
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98. 전력보안 가공 통신선을 횡단보도교 위에 시설하는 경우에는 그 노면상 몇 m 이상의 높이에 설치하여야 하는가?

  1. 3
  2. 3.5
  3. 4
  4. 4.5
(정답률: 37%)
  • 전력보안 가공 통신선의 시설 높이 기준에 관한 문제입니다. 횡단보도교 위에 시설하는 가공 통신선의 경우, 노면상 $3\text{m}$이상의 높이에 설치하여야 합니다.
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99. 과전류 차단기로서 저압 전로에 사용하는 400[A] 퓨즈를 수평으로 붙여서 시험할 때 정격전류의 1.6배 및 2배의 전류를 통하는 경우 각각 몇 분 안에 용단되어야 하는가?

  1. 60분, 4분
  2. 120분, 6분
  3. 120분, 8분
  4. 180분, 10분
(정답률: 43%)
  • 저압 전로 과전류 차단기(퓨즈)의 정격전류별 용단 시간 기준을 적용하는 문제입니다. 정격전류가 $400\text{A}$인 경우, $200\text{A}$ 초과 $400\text{A}$이하 구간의 기준을 따릅니다.
    정격전류 $1.6$배일 때 $180$분, 정격전류 $2$배일 때 $10$분 안에 용단되어야 합니다.
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100. 제 3종 접지 공사 및 특별 제 3종 접지 공사의 접지선에 다심 코드 또는 다심 캡타이어 케이블의 일심을 사용하는 경우의 접지선의 최소 굵기는 몇 [mm2]인가?

  1. 0.75
  2. 1.25
  3. 6
  4. 8
(정답률: 60%)
  • 전기설비기술기준에 따라 제3종 및 특별 제3종 접지공사에서 다심 코드 또는 다심 캡타이어 케이블의 일심을 접지선으로 사용할 때의 최소 굵기 규정을 묻는 문제입니다.

    오답 노트
    가요성이 있는 연동연선: $1.5\text{mm}^2$이상
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