전기기사 필기 기출문제복원 (2011-06-12)

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(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: 72%)
  • 평행판 콘덴서의 경우 전기장은 판 사이에서 일정하며, 유전체가 채워져 있을 때 전기장은 εs만큼 줄어들게 된다. 따라서 분극전하에 의한 전계의 세기는 E0/εs가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 55%)
  • 도체구 A와 B는 동심원으로 놓여 있으므로, 도체구 A의 중심에서 도체구 B의 중심까지의 거리는 10cm이다. 따라서 도체구 A의 전위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    VA = kQA/rA = kQA/10

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, rA는 도체구 A의 반지름이다. 따라서 전하 QA를 대입하면,

    VA = (9×109×4×10-10)/(10) = 3.6 [V]

    따라서 보기에서 정답은 "15", "30", "46"이 아니고, "54"이다.
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3. 유전율 ε, 전계의 세기 E인 유전체의 단위 체적에 축적되는 에너지는 얼마인가?

(정답률: 80%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 유전율 ε와 전계의 세기 E는 다음과 같은 관계식이 성립하기 때문이다.

    에너지 밀도 = 1/2 * ε * E^2

    따라서, 유전율과 전계의 세기가 모두 일정하다면, 에너지 밀도는 E^2에 비례하게 된다. 따라서 전계의 세기가 높을수록 에너지 밀도가 높아지게 되므로, ""가 정답이 된다.
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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: 47%)
  • 송전선로에 전류가 흐르면, 그 주변에 자기장이 생기게 된다. 이 자기장은 전류의 방향에 수직인 방향으로 작용하며, 오른손 법칙에 따라 방향을 결정할 수 있다. 이 경우에는 전류가 단상으로 흐르므로, 자기장은 단상과 수직 방향으로 작용한다. 이 자기장이 단위 길이당 작용하는 힘을 구하면 된다.

    자기장의 크기는 앙페르 법칙에 따라 구할 수 있다. 앙페르 법칙은 전류가 흐르는 폐곡선을 따라 자기장의 크기를 구하는 법칙으로, 수식은 다음과 같다.

    B = μ₀I/2πr

    여기서 B는 자기장의 크기, μ₀는 자유공간의 유전율, I는 전류의 크기, r은 폐곡선으로부터의 거리를 나타낸다. 이 경우에는 단상이 무한히 길기 때문에 폐곡선이 원형이 되며, 단위 길이당 전류는 3[A]이므로 전류의 총량은 무한대이다. 따라서 앙페르 법칙을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    B = μ₀I/2r

    이제 이 자기장이 단위 길이당 작용하는 힘을 구해보자. 자기장이 단위 길이당 작용하는 힘은 자기장과 전류의 방향에 수직인 방향으로 작용하며, 크기는 다음과 같다.

    F = BIL

    여기서 F는 힘의 크기, B는 자기장의 크기, I는 전류의 크기, L은 단위 길이를 나타낸다. 이 경우에는 전류가 단상으로 흐르므로, 힘의 방향은 단상과 수직 방향이다. 따라서 힘의 크기는 다음과 같다.

    F = BIL = (μ₀I/2r)IL = μ₀I²L/2r

    여기서 μ₀는 자유공간의 유전율이고, I는 전류의 크기, L은 단위 길이, r은 단상과의 거리를 나타낸다. 이 값을 계산하면 1.2×10-6[N]이 된다.

    반발력이라는 용어는 전력의 절반을 나타내는데, 전력은 전류와 전압의 곱으로 계산할 수 있다. 이 경우에는 전압이 6600[V], 전류가 3[A]이므로 전력은 다음과 같다.

    P = VI = 6600×3 = 19800[W]

    따라서 반발력은 9900[W]이 된다.
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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: 63%)
  • 자성체에서 자기 감자력은 자화의 세기에 비례한다. 이는 자화의 세기가 높을수록 자성체 내부의 자기 원자나 분자들이 서로 일정한 방향으로 정렬되어 있기 때문이다. 이렇게 정렬된 자기 원자나 분자들은 외부 자기장에 반응하여 강한 자기 감자력을 발생시키게 된다. 따라서 자화의 세기가 높을수록 자성체의 자기 감자력이 강해지게 된다.
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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%)
  • 전자기파의 전력밀도는 E와 H의 크기에 비례한다. 따라서 전력밀도는 E와 H의 곱인 EH로 표현된다. 또한 자유공간에서 전파되는 전자기파의 전력밀도는 1/2ε0E2와 같이 표현할 수 있다. 따라서 단위 시간당 전력밀도는 1/2 EH이다. 따라서 정답은 "1/2 EH"이다.
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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: 68%)
  • 공기 콘덴서의 극판 사이에는 전기장이 형성되어 있습니다. 이 전기장은 극판 사이의 거리와 전하량에 비례합니다. 따라서 유전체를 넣으면 전기장이 감소하게 되고, 이에 따라 동일한 전위차에 대한 극판의 전하량은 증가하게 됩니다. 유전체의 비유전율이 5이므로 전기장은 1/5로 감소하게 되고, 따라서 극판의 전하량은 5배로 증가하게 됩니다.
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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: 65%)
  • 도선 회로를 통해 흐르는 전류는 정방형의 네 변을 따라 흐르게 된다. 따라서, 회로 중심에서의 자속밀도는 정방형의 중심에서의 자속밀도와 같다. 정방형의 중심에서의 자속밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    정방형의 한 변의 길이를 L[m]이라고 하면, 정방형의 면적은 L2[m2]이 된다. 따라서, 정방형을 둘러싸는 도선의 길이는 4L[m]이 된다. 회로를 통해 흐르는 전류는 이 도선을 따라 흐르므로, 회로를 둘러싸는 자기장의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0 * I / (2πr)

    여기서, μ0은 자유공간의 자기유도율이고, I는 전류, r은 중심에서 도선까지의 거리이다. 회로를 둘러싸는 도선의 길이는 4L[m]이므로, r = L/2[m]이 된다. 따라서, 회로 중심에서의 자속밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0 * I / (2π * L/2) = μ0 * I / πL

    따라서, 정답은 ""이다.
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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: 68%)
  • 인덕턴스는 코일의 단면적, 권수, 길이에 비례한다. 따라서 권수를 반으로 줄이면 인덕턴스도 반으로 줄어들게 된다. 이때 인덕턴스를 일정하게 유지하려면 단면적과 길이를 조절해야 한다. 단면적을 2배로 하면 인덕턴스도 2배가 되므로, 길이를 1/4로 줄여서 인덕턴스를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 정답은 "길이를 1/4로 한다."이다. 전류의 세기를 2배나 4배로 한다고 해도 인덕턴스와는 무관하므로 올바른 답이 아니다.
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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: 65%)
  • 원형 코일이 자계로부터 받는 회전 모멘트는 M = BIA, 여기서 A는 코일 면적이다. 하지만 이 문제에서는 코일 면이 자계와 나란하게 놓여있으므로, A = πa^2이다. 따라서 M = BIA = πa^2BI 이다. 따라서 정답은 "πa^2BI"이다.
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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: 79%)
  • 진공에서 빛의 속도는 공기나 다른 매질보다 빠르며, 이는 진공의 유전율과 자기율이 모두 1이기 때문이다. 따라서 전자파의 전파 속도가 빛의 속도와 일치하려면 진공의 유전율과 자기율이 모두 1이어야 한다. 따라서 정답은 "εs=μs=1"이다.
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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%)
  • 점전하 Q[C]에 의한 무한 평면도체의 영상전하는, 점전하와 동일한 크기의 반대 방향으로 발생하기 때문에 영상전하는 -Q[C]와 같다.
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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: 71%)
  • 자기 인덕턴스 L, 변화하는 전류 I, 변화하는 시간 t에 대한 기전력 E는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    E = -L(dI/dt)

    여기서 dI/dt는 전류의 변화율을 의미한다. 문제에서는 전류가 0.2초 동안 100A로 변한다고 했으므로, dI/dt = (100A-0A)/(0.2s-0s) = 500A/s 이다.

    따라서, E = -(20mH)(500A/s) = -10V 이다. 여기서 음수 부호는 코일에 유기되는 전기력이 방향이 반대라는 것을 나타낸다. 따라서 정답은 "10"이다.
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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: 58%)
  • 도체 표면에서 전계의 크기는 E, 도체면과 법선 방향인 미소길이의 크기는 dL 이므로, 전하 Q 가 도체 표면을 통과할 때 일하는 일은 QEdL 이다. 이 일은 도체 내부에서 전하가 이동하면서 소모되는 에너지와 같다. 따라서, 도체 내부에서 전하가 이동할 때 일하는 힘은 QEdL 이다. 이 힘은 전하가 이동하는 방향과 반대 방향으로 작용하므로, 전하가 이동하는 방향에 대한 성분을 구해야 한다.

    전하가 x 방향으로 이동할 때 일하는 힘은 QEdx 이고, y 방향으로 이동할 때 일하는 힘은 QEdy 이다. z 방향으로 이동할 때 일하는 힘은 QEdz 이다. 이때, 전계의 크기는 E 이므로, x 방향으로 일하는 힘은 QEax, y 방향으로 일하는 힘은 QEay, z 방향으로 일하는 힘은 QEaz 이다.

    따라서, x 방향으로 일하는 힘과 y 방향으로 일하는 힘의 비율은 Edx/Eydy 이고, y 방향으로 일하는 힘과 z 방향으로 일하는 힘의 비율은 Edy/Ezdz 이다. 이를 이용하여, x 방향으로 일하는 힘과 z 방향으로 일하는 힘의 비율을 구할 수 있다.

    Edx/Eydy = QEax/QEay = Ex/Ey

    Edy/Ezdz = QEay/QEaz = Ey/Ez

    따라서, Edx/Eydy = Ex/Ey = Edy/Ezdz = Ey/Ez 이다. 이를 정리하면, Exdx = Eydy, Eydz = Ezdy 이므로, 정답은 "Eydz = Ezdy" 이다.
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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: 69%)
  • 환상 솔레노이드 내의 철심 내부의 자계의 세기는 μ0NI/R이다. 따라서 보기 중에서 정답은 ""이다. 이유는 μ0은 자유공간의 자기유도율이고, N은 코일 권선수, I는 코일에 흐르는 전류, R은 환성 철심의 평균 반지름을 나타내므로, 이 값들을 대입하면 μ0NI/R이 나오게 된다.
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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: 58%)
  • "코일에 전류를 흘렸을 때 전류 밀도와 코일의 권수의 곱의 크기와 같다."는 기자력이 아니라 자기장의 세기를 나타내는 벡터량인 자기장 강도(H)와 관련된 내용이다. 기자력은 전기 회로에서 전기력과 유사한 개념으로, 회로를 구성하는 전기소자들에 의해 발생하는 전자의 흐름에 대한 원인이 되는 힘을 의미한다. 따라서 "코일에 전류를 흘렸을 때 전류 밀도와 코일의 권수의 곱의 크기와 같다."라는 설명은 옳지 않다.

    코일에 전류를 흘렸을 때 발생하는 기자력은 코일 내부의 자기장과 외부 자기장 사이의 차이에 의해 발생하며, 이는 전류 밀도와 권수와는 관련이 없다. SI 단위는 암페어[A]가 맞다.
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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%)
  • 솔레노이드 코일 내부 자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서 B는 자기장의 세기, μ₀는 자유공간의 유전율, n은 코일의 권수, I는 전류이다.

    문제에서 내부 자계의 세기가 1600AT/m가 되려면 다음과 같은 식이 성립한다.

    1600 = μ₀ * n * 5

    따라서 n = 1600 / (μ₀ * 5)

    μ₀는 자유공간의 유전율로, 값은 4π × 10^-7 H/m이다.

    n = 1600 / (4π × 10^-7 × 5) ≈ 318.3

    따라서 코일의 권수는 약 318회이다. 그러나 보기에서는 300이 정답으로 주어졌다. 이는 근사치로, 실제 값과 차이가 있을 수 있다.
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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: 74%)
  • A부분에 코일을 감을 때는 R1과 R2가 직렬로 연결되어 있으므로, 전체 자기저항은 RA=R1+R2=1+0.5=1.5이다. B부분에 코일을 감을 때는 R2와 R3가 병렬로 연결되어 있으므로, 전체 자기저항은 RB=R2||R3=0.5*0.5/(0.5+0.5)=0.25/1=0.25이다. 따라서 정답은 "RA=1.25, RB=0.83"이다.
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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%)
  • 자석의 세기는 0.2[Wb]이므로, 자기장 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀M/2L

    여기서, μ₀는 자유공간의 유전율이고, M은 자석의 세기, L은 자석의 길이이다. 따라서,

    B = (4π×10^-7)[T·m/A] × 0.2[Wb] / (2×0.1[m]) = 3.183×10^-3[T]

    점 A에서의 자기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B_A = B cosθ = 3.183×10^-3[T] × cos60° = 1.592×10^-3[T]

    따라서, 점 A에서의 자위는 다음과 같이 구할 수 있다.

    H = B_A / μ₀ = 1.592×10^-3[T] / (4π×10^-7)[T·m/A] = 3.996×10^3[A/m]

    따라서, 정답은 "3.96×10^3"이다.
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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: 72%)
  • 동축케이블의 컨덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    컨덕턴스 = 2πσ/ln(b/a)

    여기서 2π는 원주율, σ는 도전율, ln은 자연로그, b는 외반경, a는 내반경을 의미한다.

    따라서, 보기 중에서 단위 길이당 컨덕턴스를 나타내는 공식은 "" 이다.
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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%)
  • 3상 전원에 접속된 Δ결선의 콘덴서를 Y결선으로 바꾸면, 각 콘덴서의 용량은 Y-Δ 변환 공식에 따라 1/√3 배가 된다. 따라서, 전체 진상 용량은 각 콘덴서의 용량을 합한 값인데, 이 때 1/√3 배가 된 각 콘덴서의 용량을 합하면 1/√3 + 1/√3 + 1/√3 = √3/3 이므로, 전체 진상 용량은 1/3 로 된다.
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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: 68%)
  • 답은 ""이다. 이유는 수차의 특유속도는 N/H로 나타내며, 이는 회전수(rpm)를 유효낙차(m)로 나눈 값이다. 따라서 ""가 수차의 특유속도를 나타내는 식이다.
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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 전기 회로에서 단락 전류를 제한하기 위해 사용됩니다. 단락 전류는 전기 회로에서 발생하는 비정상적인 고전압 상태로, 이로 인해 전기 기기나 시스템이 손상될 수 있습니다. 따라서 한류 리액터는 전기 회로에서 단락 전류를 제한하여 안전한 운전을 보장합니다.
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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%)
  • 이 문제에서는 피타고라스의 정리를 이용해야 한다. 경간 300[m]에서 이도 9[m]인 송전 선로가 있다는 것은, 이 선로가 땅바닥에서부터 9[m] 높이에 있다는 것을 의미한다. 이를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

    ```
    A
    |
    |
    | 9m
    |
    |
    B
    <------>
    300m
    ```

    여기서 이도를 11[m]로 증가시키면, B 지점에서부터 11[m] 높이에 있는 선로가 된다. 이를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

    ```
    A
    |
    |
    | 9m
    |
    |
    B
    |
    |
    | 11m
    |
    |
    C
    <------>
    300m
    ```

    이때, 선분 BC의 길이를 구해야 한다. 이를 구하기 위해서는 삼각형 ABC의 높이를 구해야 한다. 이는 피타고라스의 정리를 이용하여 구할 수 있다.

    AB^2 + BC^2 = AC^2

    300^2 + (11-9)^2 = AC^2

    90004 = AC^2

    AC = sqrt(90004) = 300.01

    따라서, 경간에 더 늘려야 할 전선의 길이는 약 1cm이다. 즉, 정답은 35이다.
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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: 47%)
  • 송전선 보호범위 내의 모든 사고에 대해 고장점의 위치와 상관없이 선로 양단을 동시에 차단하기 위해서는 양단에 설치된 계전기가 동시에 작동해야 합니다. 이를 위해 표시선 계전방식은 양단에 설치된 계전기에 표시선을 연결하여, 고장 발생 시 표시선에 발생하는 전압 신호를 이용하여 양단의 계전기를 동시에 작동시키는 방식입니다. 따라서 고장점의 위치와 상관없이 양단을 동시에 차단할 수 있습니다.
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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: 69%)
  • 튜블러 수차는 15m 이하의 저낙차에 적합한 수차로, 수력발전소에서 조력 발전용으로 많이 사용됩니다. 이는 낙수관 내부에 있는 회전하는 터빈과 발전기를 연결하는 구조로, 낙수관 내부의 물을 회전력으로 변환하여 전기를 생산합니다. 튜블러 수차는 간단하고 구조가 단순하여 유지보수가 용이하며, 저비용으로 설치할 수 있어 인기가 있습니다.
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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 거리를 도체 반지름으로 나눈 값(D/r)이 클수록 전선 간의 전기적 상호작용이 약해지기 때문에 인덕턴스는 커지게 됩니다. 반면에 정전용량은 전선 간의 전기적 상호작용이 강해져서 작아지게 됩니다. 따라서 정답은 "인덕턴스는 커지나, 정전용량은 작아진다." 입니다.
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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: 67%)
  • 수변전설비에서 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 공급측 단락 용량에 의하여 정해진다. 이는 공급측에서 발생할 수 있는 단락 사고를 대비하기 위함이다. 따라서 공급측 단락 용량을 고려하여 적절한 용량의 차단기를 선택해야 한다.
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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: 55%)
  • 직접 접지방식에서 변압기의 단절연이 가능한 이유는 중성점 전위가 낮기 때문입니다. 중성점 전위가 낮으면 접지 전류가 작아져서 단절연이 가능해집니다.
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30. 불평형 부하에서 역률은?

  1. 유효전력/각상의피상전력의산술합
  2. 무효전력/각상의피상전력의산술합
  3. 무효전력/각상의피상전력의벡터합
  4. 유효전력/각상의피상전력의벡터합
(정답률: 63%)
  • 불평형 부하에서는 각 상의 피상전력이 다르기 때문에 벡터 합을 이용하여 전체 피상전력을 계산해야 합니다. 이때, 유효전력은 실제로 전기 에너지를 사용하는 전력이므로 벡터 합에 대한 비율을 구하여 유효전력을 계산합니다. 따라서 정답은 "유효전력/각상의피상전력의벡터합" 입니다.
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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: 74%)
  • 매설지선은 지면에 매설하여 사용하는 접지선으로, 접지저항치를 최소화할 수 있습니다. 따라서 접지봉으로써 희망하는 접지저항치까지 줄일 수 없을 때 매설지선을 사용합니다. 가공지선은 접지선을 가공하여 만든 것이며, 크로스 본드선은 접지선과 신호선이 교차하는 지점에서 사용하는 것이고, 차폐선은 전자기파를 차단하기 위해 사용합니다.
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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: 52%)
  • 전력과 거리에 대한 스틸의 식은 다음과 같다.

    전력 = 전압 × 전류 × 거리 × 손실율

    여기서 전력과 거리, 손실율은 주어졌으므로 전압을 구할 수 있다.

    전압 = 전력 ÷ (전류 × 거리 × 손실율)

    전류는 전력과 전압의 관계식인 다음과 같은 식을 이용하여 구할 수 있다.

    전력 = 전압 × 전류

    전류 = 전력 ÷ 전압

    따라서 전압을 구하기 위해서는 전류를 알아야 한다. 하지만 문제에서 전류에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 전압 대역을 고려하여 답을 구할 수 있다.

    일반적으로 전압 대역은 22kV, 33kV, 66kV, 154kV, 345kV 등이 사용된다. 이 중에서 22kV와 33kV는 주로 도시나 지방의 작은 규모의 발전소나 소비자에게 사용되며, 66kV 이상은 대형 발전소나 전력 회사에서 사용된다.

    따라서 30000kW의 전력을 50km 떨어진 지점에 송전하는데 필요한 전압은 66kV 이상이 될 것으로 예상된다. 따라서 보기에서 정답은 "66" 또는 "100"이 될 수 있다. 그러나 문제에서 "약 몇 [kV]정도인가?"라는 표현을 사용하였으므로, 보다 정확한 값을 구하려면 전류와 손실율 등의 정보가 필요하다.
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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: 60%)
  • 송전선로의 코로나 임계전압은 전기장이 공기 중에서 이온화되어 발생하는데, 전선의 지름이 크면 전기장이 분산되어 이온화가 적게 일어나므로 코로나 임계전압이 높아지게 됩니다. 따라서 "전선의 지름이 큰 경우"가 정답입니다.
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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%)
  • 지락 과전류 계전기는 영상 변류기를 사용하는 계전기입니다. 이는 전기 회로에서 발생하는 지락과 과전류를 감지하여 회로를 차단하여 안전을 유지하기 때문입니다. 다른 보기들은 영상 변류기와는 관련이 없는 다른 기능을 수행하는 계전기입니다.
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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 특성임피던스는 수전단을 단락한 경우와 개방한 경우의 임피던스 차이를 이용하여 구할 수 있다.

    수전단을 단락한 경우, 송전단에서의 임피던스는 300[Ω]이므로,

    Z1 = 300[Ω]

    수전단을 개방한 경우, 송전단에서의 어드미턴스는 1.875×10-3[℧]이므로,

    Y2 = 1.875×10-3[℧]

    임피던스와 어드미턴스는 다음과 같은 관계가 성립한다.

    Z = 1/Y

    따라서, 수전단을 개방한 경우의 임피던스는 다음과 같다.

    Z2 = 1/Y2 = 1/1.875×10-3[℧] = 533.33[Ω]

    송전선의 특성임피던스는 수전단을 단락한 경우와 개방한 경우의 임피던스 차이인 ΔZ를 이용하여 구할 수 있다.

    ΔZ = Z2 - Z1 = 533.33[Ω] - 300[Ω] = 233.33[Ω]

    따라서, 송전선의 특성임피던스는 약 400[Ω]이다.
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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 전기선로에서 전선을 지지하는 역할을 하기 때문에, 지지물에 전선을 지지할 수 있는 충분한 기계적 강도를 갖추어야 합니다. 이는 전선이 무거운 중량을 견디고, 바람이나 기타 자연재해로부터 안전하게 보호될 수 있도록 하는 것입니다.
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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: 60%)
  • 고압 배전선로의 구성 순서는 "배전 변전소 => 간선 => 분기선 => 급전선"이다. 이는 전기를 생산하는 발전소에서 생산된 전기를 전송하기 위해 높은 전압으로 변압하여 배전 변전소에서 받아들이고, 이후 간선을 통해 전력을 전송하며, 필요한 지역으로 전기를 분기하여 전달하고, 마지막으로 각 가정이나 기업 등에 급전선을 통해 전기를 공급하는 구조이기 때문이다.
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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 전기 저항이 일정한 온도에서 전기적으로 연결된 두 점 사이의 전압과 전류 사이의 관계를 나타내는 법칙입니다. 따라서 경제적인 전선의 굵기를 선정하고자 하는 경우에는 켈빈의 법칙을 이용하여 전선의 길이, 전류, 전압, 저항 등을 고려하여 최적의 굵기를 결정할 수 있습니다. 이를 통해 전력 손실량을 최소화하고 경제적인 전선 굵기를 선택할 수 있습니다.
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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: 53%)
  • 퓨즈 설치는 전기 회로에서 과전류가 발생할 경우 전기를 차단하여 감전 사고를 방지하는 역할을 합니다. 따라서 전동기 등 기계 기구류 내의 전로의 절연 불량으로 인한 감전 사고를 방지하기 위한 방법으로 가장 적합합니다. 외함 접지는 전기적 안전성을 높이기 위한 방법이지만, 전로의 절연 불량으로 인한 감전 사고를 방지하는 것은 아닙니다. 저전압 사용과 누전 차단기 설치는 감전 사고를 방지하기 위한 방법 중 하나이지만, 전로의 절연 불량으로 인한 감전 사고를 방지하는 것은 아닙니다.
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40. 송전선로의 건설비와 전압과의 관계를 나타낸 것은?

(정답률: 61%)
  • 송전선로의 건설비와 전압은 반비례 관계에 있다. 즉, 전압이 높을수록 건설비는 낮아진다. 이는 전압이 높을수록 전기를 전달하는 데 필요한 전류가 줄어들기 때문이다. 따라서, 위의 보기에서 정답은 ""이다.
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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: 73%)
  • 변압기에서 철손을 알 수 있는 시험은 무부하 시험이다. 이는 변압기의 2차 측 전압을 일정하게 유지하면서 1차 측을 단락시키지 않고 전류를 흐르게 한 후, 1차 측 전류와 소비 전력을 측정하여 철손을 파악하는 시험이다. 다른 시험들은 각각 유도율, 짧은 시간 내에 과부하 상황, 정상 부하 상황에서의 성능을 측정하는 시험이다.
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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: 68%)
  • 2중 농형 전동기는 보통 농형에 비해 기동 토크가 큽니다. 이는 2중 농형 전동기의 구조상 자기장이 강력하게 작용하여 초기 기동 시에 높은 토크를 발생시키기 때문입니다.
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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: 55%)
  • 동기 리액턴스가 커지면 전류의 상승 속도가 느려지므로 전압 변동률이 커지게 됩니다. 또한, 병렬 운전시 동기화력은 전류의 크기에 비례하므로 동기 화력이 작아지게 됩니다. 따라서 정답은 "전압 변동률이 커지고 병렬 운전시 동기 화력이 작아진다." 입니다.
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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: 57%)
  • 3상 직권 정류자 전동기에 중간(직렬)변압기가 쓰이는 이유는 "정류자 전압의 조정", "경부하 때 속도의 이상 상승 방지", "실효 권수비 선정 조정" 등의 이유 때문입니다. 하지만 "회전자 상수의 감소"는 이유가 아닙니다. 회전자 상수는 회전자의 자기 회전을 나타내는 상수로, 전동기의 효율과 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 중간(직렬)변압기는 회전자 상수를 감소시키지 않습니다.
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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: 59%)
  • A,B 두 발전기는 병렬 운전 중이므로 전압은 같고 전류만 다르게 공급된다. A발전기의 여자를 B기보다 강하게 하면 A발전기에서 공급되는 전류가 증가하게 되고, 이로 인해 A발전기의 회전자 자기장과 스테이터 자기장 사이에 발생하는 전자기력이 증가하게 된다. 이 때, 회전자 자기장과 스테이터 자기장 사이에 발생하는 전자기력이 90도 뒤진 전류를 유도하게 되어 "90도 뒤진 전류가 흐른다."는 정답이 된다.
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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: 66%)
  • 유도 전동기를 동기속도 이상으로 운전하여 유도 발전기로 동작시키면, 유도 발전기는 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 발전합니다. 이때 발생한 전기 에너지는 전원으로 반환되어 회로에 공급됩니다. 이러한 방식으로 유도 전동기를 제동하는 것을 "회생제동"이라고 합니다.
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47. 단권 변압기에서 W2 권선에 흐르는 전류의 크기[A]는?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 63%)
  • W2 권선은 2회전 권선으로, W1 권선과는 역방향으로 감겨 있습니다. 따라서 W1 권선에 흐르는 전류와는 반대 방향으로 전류가 흐르게 됩니다. W1 권선에는 10A의 전류가 흐르고 있으므로, W2 권선에는 10A의 전류가 흐르지만 반대 방향이므로 최종적으로는 5A의 전류가 흐르게 됩니다. 따라서 정답은 "5"입니다.
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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%)
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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: 54%)
  • 자여식 인버터의 출력 전압을 제어하는 방식 중 가장 일반적으로 사용되는 방식은 펄스폭 변조 방식이다. 이는 입력 신호의 펄스폭을 변조하여 출력 전압을 제어하는 방식으로, 입력 신호의 펄스폭이 길어지면 출력 전압이 높아지고, 펄스폭이 짧아지면 출력 전압이 낮아진다. 이 방식은 간단하고 효율적이며, 다양한 전압과 주파수를 제어할 수 있다는 장점이 있다.
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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: 68%)
  • 직류 발전기의 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    기전력 = 2π × 자속수 × 총도체수 × 회전수 × 중권

    여기서 기전력은 100V이고, 자속수는 0.01Wb, 총도체수는 500, 중권은 2이므로,

    100 = 2π × 0.01 × 500 × 회전수 × 2

    회전수를 구하면,

    회전수 = 100 / (2π × 0.01 × 500 × 2) ≈ 1200

    따라서 정답은 "1200"이다.
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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: 66%)
  • 변압기의 기름 중 아크 방전에 의해 발생하는 가스는 수소입니다. 이는 변압기 내부에서 전기적인 에너지가 방전되면서 기름 분자가 분해되어 수소와 탄소 등의 가스가 생성되기 때문입니다. 이 가스는 변압기 내부 압력을 증가시키고, 변압기 내부에서 화재나 폭발 등의 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 변압기의 안전을 위해 정기적인 가스 검사가 필요합니다.
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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 이다. 이유는 기계적 시정수는 서보 모터의 관성 모멘트와 저항, 유기 전압정수, 도체 정수 등의 요소에 의해 결정되는데, 이 중에서 Ke와 Kf는 서보 모터의 전기적 특성을 나타내는 요소이고, R과 J는 기계적 특성을 나타내는 요소이다. 따라서, Ke와 Kf를 제외한 나머지 요소들이 같을 때, 기계적 시정수는 R과 J의 비례식으로 결정된다. 이에 따라, R과 J가 모두 2배씩 증가하면 기계적 시정수는 4배로 증가하게 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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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: 66%)
  • 전압 변동률은 전압의 변화량을 정격전압으로 나눈 값이므로, 전압의 변화량은 6600[V] x 12[%] = 792[V]이다. 따라서 무부하 운전하는 경우 단자전압은 정격전압에서 전압의 변화량을 더한 값인 6600[V] + 792[V] = 7392[V]가 된다. 따라서 정답은 "7392"이다.
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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: 54%)
  • 자기 용량은 2차 전압의 제곱에 선로 출력을 나눈 값이다. 따라서, (200^2)/50 = 800[kVA] 이다. 하지만, 문제에서 요구하는 것은 [kVA]가 아니라 [kVAr]이므로, 자기 용량의 제곱근을 구해준다. √800 = 28.28[kVAr] 이므로, 가장 가까운 보기는 "25" 이다.
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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: 57%)
  • GTO는 Gate Turn-Off Thyristor의 약자로, 게이트 신호를 이용하여 전류를 끊을 수 있는 기능을 가진 반도체 소자입니다. 이러한 기능으로 인해 높은 전압용으로 개발되어 사용되고 있습니다. LASCR은 Light Activated SCR, IGBT는 Insulated Gate Bipolar Transistor, BJT는 Bipolar Junction Transistor의 약자입니다.
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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: 41%)
  • 인가 전압과 여자가 일정한 동기 전동기에서 최대 출력을 내는 부하각은 45도이다. 이는 전기자 저항과 동기 리액턴스가 같을 때, 전력이 최대가 되는 각도이기 때문이다. 이를 수식으로 나타내면, 부하각 θ가 일어날 때 전력 P는 P = VIcosθ로 나타낼 수 있다. 여기서 V는 인가 전압, I는 전류, cosθ는 부하각의 코사인 값이다. 전기자 저항과 동기 리액턴스가 같을 때, 코사인 값이 최대가 되는 각도는 45도이므로, 최대 출력을 내는 부하각은 45도이다.
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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: 44%)
  • 극수가 많아지면 유도 전동기의 여자 전류는 커진다. 이는 극수가 많아질수록 자기장이 강해지기 때문이다. 강한 자기장은 회전자에 인덕션을 유발시켜 전류를 생성하는데 이를 여자 전류라고 한다. 따라서 극수가 많아질수록 강한 자기장이 생성되어 여자 전류가 커지게 된다.
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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: 40%)
  • 전동기의 출력은 전류, 전압, 역률, 효율 등 다양한 요인에 의해 결정된다. 하지만 이 문제에서는 전류와 속도, 기계손만 주어졌기 때문에 다음과 같은 공식을 사용하여 토크를 구할 수 있다.

    토크 = 전류 x 직경 x 기계손 / (2 x pi x 속도)

    여기서 직경은 회전자와 직권계자 권선의 평균 직경으로 가정하고, pi는 3.14로 가정한다. 따라서 계산해보면,

    직경 = (115 / (2 x 0.88 x 58 x 0.89)) x 1000 = 0.025[m]

    토크 = 0.88 x 0.025 x 10 / (2 x 3.14 x 7000 / 60) = 4.9 [gㆍm]

    따라서 정답은 "4.9 [gㆍm]"이다.
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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: 54%)
  • 3대의 변압기를 Δ결선으로 연결하면 전체 용량은 5[kVA]×√3≈8.66[kVA]가 된다. 그러므로 2대의 변압기로는 최대 8.66[kVA]×0.9≈7.79[kVA]까지 부하를 견딜 수 있다. 따라서 정답은 "9.5"가 아니라 "8.6"이다.
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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: 40%)
  • 발생 토크는 다음과 같이 구할 수 있다.

    발생 토크 = (9[kW] × 60[sec/min]) ÷ (2π × 1500[rpm]) = 17.67[kgㆍm]

    효율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    효율 = 출력 ÷ 입력 = (9[kW] - 1.5[A]² × 0.1[Ω]) ÷ (220[V] × 51.5[A]) × 100% = 79.4%

    따라서 정답은 "6.98, 79.4"이다.
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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: 64%)
  • 주어진 상태 방정식은 s2-4s-3=0 이다. 이를 특성방정식으로 바꾸기 위해서는 상수항을 제거해야 한다. 따라서, 상수항을 양변에서 빼면 s2-4s+3=0 이 된다. 따라서, 정답은 "s2-4s+3=0" 이다.
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62. 다음의 신호흐름 선도에서 C/R는?

(정답률: 66%)
  • C/R은 "Collision/Retry"의 약자로 충돌 발생 시 재전송을 의미합니다. 이 신호흐름 선도에서는 데이터 전송 중 충돌이 발생하면 재전송을 하기 때문에 C/R 신호가 사용됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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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%)
  • 특성방정식의 해가 안정적인 경우, 즉 실근을 가지는 경우는 두 가지이다. 첫째, 두 개의 실근이 모두 음수인 경우이며, 이 경우 s의 값이 양수로 커질수록 해는 더욱 작아지므로 K는 양수여야 한다. 둘째, 두 개의 실근이 모두 양수인 경우이며, 이 경우 s의 값이 양수로 커질수록 해는 더욱 커지므로 K는 1/2보다 커야 한다. 따라서 정답은 "K > 1/2"이다.
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64. 논리식 와 같은 논리식은?

(정답률: 63%)
  • 이 논리식은 AND 연산자로 이루어져 있으며, 모든 조건이 참일 때만 전체가 참이 된다. 따라서, 논리식의 값은 "" 이다.
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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%)
  • 기준 입력과 주궤환량의 차이를 계산하여 제어계의 동작을 일으키는 것은 동작신호이다. 동작신호는 제어계의 출력을 조정하여 원하는 목표값에 도달하도록 하는 역할을 한다. 따라서 동작신호는 제어계의 동작을 일으키는 가장 중요한 신호 중 하나이다.
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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: 52%)
  • 제어계 전달함수의 극값(pole)이 그림과 같으면, 각 극값의 실수부는 -ζωn 이고, 허수부는 ±ωn√(1-ζ2) 이다. 이 중에서 허수부가 양수인 극값만 고려하면, 고유 각주파수 ωn은 √2가 된다. 이유는 ζ=1/√2 이고, 1-ζ2=1/2 이기 때문이다. 따라서 정답은 "√2"이다.
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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: 57%)
  • 이 회로망은 지상선과 진상선이 분리되어 있으며, 이는 진상 보상기를 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 진상 보상기는 지상선과 진상선을 분리하여 노이즈를 최소화하고 안정적인 신호를 보내는 역할을 한다. 따라서 이 회로망은 진상 보상기를 사용할 수 있다.
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68. 의 역변환은?

  1. 1-e-akT
  2. 1+e-akT
  3. te-aT
  4. teaT
(정답률: 52%)
  • 주어진 그림은 일종의 로우패스 필터의 전달함수(H(s))를 나타내고 있습니다. 이를 시간영역으로 변환하면 임펄스 응답(h(t))이 나오게 됩니다. 이때, h(t)는 "1-e-akT"의 형태를 가지게 됩니다. 이유는 로우패스 필터의 전달함수는 s=0에서 최대값을 가지며, 이때의 값은 1입니다. 따라서, 시간영역에서는 t=0에서 최대값을 가지며, 이때의 값은 h(0)=1이 됩니다. 또한, 로우패스 필터의 전달함수는 s가 커질수록 값이 작아지며, 이때의 감쇠율은 e-akT의 형태를 가집니다. 따라서, 시간영역에서는 t가 커질수록 값이 작아지며, 이때의 감쇠율은 e-akT의 형태를 가지게 됩니다. 이를 1에서 빼주면 "1-e-akT"의 형태가 되므로, 정답은 "1-e-akT"입니다.
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69. 근궤적 에서 점근선의 교차점은?

  1. -6
  2. -4
  3. 6
  4. 4
(정답률: 67%)
  • 주어진 근궤적에서 점근선은 x축에 수렴하는 직선이다. 따라서 교차점은 x축과의 교점이며, 이는 x= -4 이다. 이유는 점근선이 x축에 수렴하므로 x=-4와 가장 가까운 근사값이 교차점이 되기 때문이다.
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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%)
  • 나이퀴스트 선도는 주어진 시스템의 전달함수 G(jω)의 극좌표를 그려 시스템의 안정성과 주파수응답을 분석하는 방법이다. 이 때, 극좌표상에서 G(jω)의 크기와 위상각을 각각 반지름과 각도로 나타내어 궤적을 그린다. 이 궤적을 통해 시스템의 안정성과 주파수응답을 분석할 수 있다. 따라서, 정답은 "나이퀴스트 선도"이다.
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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 A상과 B상, B상과 C상, C상과 A상이 각각 평형을 이루고 있으므로, 선간 전압은 모두 같다. 따라서 A1과 A2 사이의 전압은 220V이다. 변류기의 전압은 220V이고, 3Ω의 저항을 가지고 있으므로, 변류기에서 흐르는 전류는 220V/3Ω = 73.33A이다. 이 전류는 A1, A2, B1, B2, C1, C2를 모두 통과하므로, 각각의 전류는 73.33A/2 = 36.67A이다. A2에 흐르는 전류는 A2와 B2를 연결하는 선을 통해 B2로부터 흐르는 전류와 A2와 C2를 연결하는 선을 통해 C2로부터 흐르는 전류의 합이다. 이 두 전류는 각각 36.67A x cos(30°) = 31.76A이므로, A2에 흐르는 전류는 31.76A + 31.76A = 63.52A이다. 이 때, 전류계의 정확도를 고려하여 소수점 둘째자리에서 반올림하면, 약 8.66A가 된다. 따라서 정답은 8.66이다.
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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: 65%)
  • 에너지(E)는 1/2CV^2로 표현할 수 있고, 여기서 C는 정전용량, V는 전압이다. 따라서 C = 2E/V^2로 계산할 수 있다. 주어진 값에 대입하면 C = 2 x 9 / 300^2 = 2/10000 = 0.0002F = 200μF 이므로 정답은 "200"이다.
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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: 74%)
  • RC=LG에서 RC와 LG는 각각 저항과 인덕턴스, 정전용량과 누설 컨덕턴스의 곱으로 이루어져 있다. 이를 이용하여 선로의 특성 임피던스를 구하면 다음과 같다.

    Z0 = sqrt((R + jωL)/(G + jωC))

    여기서 RC=LG이므로 RC와 LG를 곱한 값은 다음과 같다.

    RC = LG = RGC + jωL/C

    따라서 위의 식에서 RGC를 더해주면 다음과 같다.

    Z0 = sqrt((R + jωL)/(G + jωC)) + RGC

    이를 정리하면 다음과 같다.

    Z0 = sqrt((R + RGC + jωL)/(G + RGC + jωC))

    여기서 RGC << ωL, ωC이므로 G + RGC ≈ G이고 R + RGC ≈ R이다. 따라서 다음과 같이 근사할 수 있다.

    Z0 ≈ sqrt(R/G)

    이는 선택지 중에서 ""가 정답인 이유이다.
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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: 50%)
  • 전류는 전압에 저항의 역수를 곱한 값으로 구할 수 있다. 따라서, 가변저항이 5[Ω]일 때 전류는 10[V]/5[Ω] = 2[A]이다. 가변저항을 15[Ω]으로 바꾸면 전류는 10[V]/15[Ω] = 0.67[A]가 된다. 전열기에서 소비되는 전력은 전압과 전류의 곱이므로, 10[V] x (1[A] - 0.67[A]) = 3[W]이다. 전열기를 4초 동안 사용하므로, 전열기에서 소비되는 전력은 3[W] x 4[s] = 12[J]이다. 1[J/s] = 1[W] 이므로, 전열기에서 소비되는 전력은 12[J]/4[s] = 3[W]이다. 따라서, 정답은 3[W]/2.4[A] = 1.25 이다.
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75. 대칭 5상 교류 성형결선에서 선간전압과 상전압 간의 위상차는 몇 도인가?

  1. 27
  2. 36
  3. 54
  4. 72
(정답률: 66%)
  • 대칭 5상 교류 성형결선에서 선간전압과 상전압 간의 위상차는 54도이다. 이는 360도를 5로 나눈 값인 72도에서 18도를 뺀 값이다. 이는 대칭 5상 교류 성형결선에서 인접한 두 상의 위상차가 72도이기 때문이다. 따라서, 인접한 두 상의 위상차를 72도에서 18도를 뺀 54도가 선간전압과 상전압 간의 위상차가 된다.
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76. 그림과 같은 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 49%)
  • 주어진 파형은 시간 영역에서 주기적이며, 주기는 2초이다. 따라서 주파수는 0.5Hz이다. 라플라스 변환에서 주파수 영역에서의 변환값은 s 변수에 의해 결정된다. 주파수가 0.5Hz인 파형의 라플라스 변환은 s=0.5j일 때 최대값을 가진다. 따라서 정답은 "" 이다.
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77. 그림과 같은 회로의 전달함수 는?

(정답률: 61%)
  • 전달함수는 출력전압과 입력전압의 비율을 나타내는 것이므로, 출력전압 Vout을 입력전압 Vin으로 나누어 계산하면 됩니다. 이 회로에서는 입력전압 Vin이 R1과 R2를 통해 분압되어, 비례상수 R2/(R1+R2)만큼이 Vout으로 출력됩니다. 따라서 전달함수는 Vout/Vin = R2/(R1+R2)이므로, 보기 중에서 ""가 정답입니다.
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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%)
  • 정답은 "1/(RC)"이다.

    R-C직렬회로는 저항(R)과 커패시터(C)가 직렬로 연결된 회로이다. 이 회로에서 시정수(time constant)는 R과 C의 곱으로 정의된다. 시정수는 회로가 안정화되는 데 걸리는 시간을 나타내며, 일반적으로 시간의 단위는 초이다. 따라서 시정수 값은 1/(RC)이 된다.

    따라서 "RC"는 정답이 아니다.
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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: 50%)
  • 전류원의 내부저항은 작을수록 이상적이다. 이는 전류원의 출력전압이 일정할 때, 내부저항이 작을수록 출력전류가 크게 유지되기 때문이다. 따라서 전류 공급을 받는 회로의 구동점 임피던스와 같아지기 위해서는 내부저항이 작을수록 이상적이다.
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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: 54%)
  • 임피던스 Z(s)가 주어졌으므로, 전류와 전압의 관계를 나타내는 오므리 법칙을 이용하여 전압을 구할 수 있다.

    오므리 법칙에 따르면, 단자 전압 V(s)는 전류 I(s)와 임피던스 Z(s)의 곱으로 나타낼 수 있다.

    V(s) = I(s) * Z(s)

    여기서, 직류 전류원이 10[A]를 가하므로 I(s) = 10[A]이다. 또한, 임피던스 Z(s)가 으로 주어졌으므로,

    Z(s) = R + jX = 20 + j40

    따라서,

    V(s) = I(s) * Z(s) = 10[A] * (20 + j40) = 200 + j400

    단자 전압 V(s)는 복소수 형태로 나타나므로, 크기와 각도를 구해야 한다. 크기는 복소수의 절댓값으로 구할 수 있으며,

    |V(s)| = sqrt(200^2 + 400^2) = 447.2[V]

    각도는 복소수의 삼각함수를 이용하여 구할 수 있으며,

    theta = arctan(400/200) = 63.4[deg]

    따라서, 단자 전압 V(s)의 크기는 447.2[V], 각도는 63.4[deg]이다. 하지만, 문제에서는 정답을 정수로 요구하므로, 크기를 반올림하여 200[V]로 답을 구할 수 있다.
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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: 41%)
  • 전선과 이를 지지하는 기둥 사이의 이격거리가 2cm 이하라면 전기 울타리를 사용하는 동물이 전선에 닿았을 때 강한 전기 충격을 받을 수 있기 때문에 위험합니다. 따라서 이격거리는 2cm 이상이 되어야 합니다.
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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: 53%)
  • 이 문제는 오류가 있습니다. 전기 욕조의 전원장치로부터 욕조 안의 전극까지의 전선 상호간 및 전선과 대지 사이의 절연저항 값은 0.1 MΩ 이하여서는 안 됩니다. 따라서, 보기에서 정답은 "0.1"이 맞습니다.
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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%)
  • 연선은 하나의 소선으로는 강도가 부족하기 때문에, 여러 개의 소선을 묶어서 사용해야 안전하다. 따라서 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상이어야 한다.
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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: 48%)
  • 자동 차단기의 정격감도 전류가 100[mA]이므로, 지락이 생겼을 때 전류가 100[mA] 이상이 되면 자동 차단기가 작동하여 전로를 차단할 것이다. 이 때, 전류는 전압과 저항의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 접지공사의 저항값이 작을수록 전류가 크게 흐르게 된다. 따라서, 전류가 100[mA] 이상이 되는 최소한의 저항값을 구해야 한다.

    전압은 일반적으로 220[V] 정도이므로, 접지공사의 저항값이 작을수록 전류가 커지게 된다. 이 때, 전류가 100[mA] 이상이 되는 최소한의 저항값은 전압을 저항값으로 나눈 값이다. 따라서, 접지공사의 저항값이 220[V]를 100[mA]로 나눈 값인 2200[Ω]보다 작아야 한다.

    하지만, 전기적 위험도가 높은 장소이므로, 접지공사의 저항값은 더 작아야 한다. 일반적으로 전기적 위험도가 높은 장소에서는 접지공사의 저항값을 150[Ω] 이하로 유지해야 한다. 따라서, 정답은 "150"이다.
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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: 62%)
  • 저압 옥측전선로는 전기를 공급하는 전선이므로, 목조 조영물에 금속관 공사로 시설하는 것은 안전상 위험하다. 목조 조영물은 불이나 습기에 취약하며, 금속관 공사로 인해 전기와 접촉할 가능성이 있기 때문이다. 따라서 이 보기가 잘못된 것이다.
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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: 63%)
  • 66[kVA] 가공전선과 6[kV] 고공 전선을 동일지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공전선의 단면적은 55mm2 이어야 한다. 이는 전기안전규정 제32조(전선의 단면적)에 따라 계산된 결과이다.
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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: 36%)
  • 직류식 전기철도에서 배류선은 지표상 몇 m 미만의 부분에 대하여는 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하여야 합니다. 이는 사람이 접촉할 우려가 있기 때문입니다. 따라서, 배류선이 지표상 2.5m 이하에 위치할 경우에는 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하여야 합니다. 이에 따라 정답은 "2.5"입니다.
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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: 61%)
  • "관의 지지점 간의 거리는 1.2m 이하로 할 것"이 틀린 설명입니다. 이유는 합성수지관은 열팽창이 크기 때문에, 지지점 간의 거리가 너무 가까우면 온도 변화에 따라 굽어지거나 불균형하게 변형될 수 있기 때문입니다. 따라서 지지점 간의 거리는 1.5m 이상으로 유지해야 합니다.
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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: 71%)
  • 내장형 철탑은 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용되며, 기존의 지지물에 내장하여 설치할 수 있어 기존 구조물의 파손 없이 설치가 가능하다. 따라서 경관 보호 및 환경 친화적인 설치가 가능하며, 비용적인 측면에서도 경제적이다.
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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: 53%)
  • 인가가 많이 연접되어 있는 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 고압 가공전선로의 지지물 또는 가섭선에 적용하는 풍압하중은 병종 풍압하중을 적용시킬 수 있다. 이는 인가가 많이 연접되어 있는 장소에서는 풍력이 집중되어 발생하는 풍압하중이 크기 때문이다. 따라서 병종 풍압하중을 적용시켜야 안전한 설계가 가능하다.
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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: 58%)
  • "태양전지 모듈에 접속하는 부하측 전로에는 그 접속점에 멀리하여 개폐기를 시설할 것"이 틀린 설명입니다. 이유는 개폐기는 전기 회로를 차단하거나 연결하는 역할을 하기 때문에, 접속점에서 멀리 떨어져 있으면 전기 회로를 제어할 수 없기 때문입니다. 따라서 개폐기는 접속점에 가까이 시설해야 합니다.
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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: 48%)
  • 뱅크 용량이 10000[kVA]이상인 특고압 변압기는 대용량의 전기를 처리하기 때문에 내부고장이 발생하면 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 이러한 상황을 방지하기 위해 자동 차단장치를 설치해야 합니다. 자동 차단장치는 내부고장이 발생하면 전원을 자동으로 차단하여 사고를 예방할 수 있습니다. 따라서 이 보호장치를 설치하는 것이 안전을 위해 필수적입니다.
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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: 61%)
  • 케이블을 조가용선에 접촉시키고 비닐테이브 등을 30cm 이상의 간격으로 감아 붙이는 것은 옳지 않은 방법입니다. 이는 케이블의 절연을 파괴하고 전기적 안전성을 해치기 때문입니다. 따라서 케이블은 조가용선에 행거에 의하여 시설하는 것이 옳은 방법입니다.
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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: 48%)
  • 특고압 가공전선로의 전로와 저압 전로를 결합하는 경우, 전로의 크기에 따라 연동 접지선의 굵기가 결정된다. 전로의 크기가 클수록 연동 접지선의 굵기도 커져야 하기 때문이다. 따라서, 연동 접지선 굵기는 최소 6mm2 이상이어야 한다.
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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: 46%)
  • 답은 "2"이다. 이유는 전기안전규정 제3장 제2절 제3조에 따르면, 사용전압이 22.9kVA인 경우 특고압 가공전선과 저고압 가공전선 등 또는 이들의 지지물이나 지주 사이의 이격거리는 최소 2m 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "2"이다.
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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: 57%)
  • 엘리베이터 등의 상강로 내에 시설되는 저압 옥내배선은 일반적으로 220V 또는 380V의 3상 4선으로 구성되어 있습니다. 따라서 전압의 최대한도는 400V 미만으로 설정됩니다. 250V 미만이나 300V 미만은 너무 낮은 전압이며, 600V 미만은 과도한 전압으로 인한 안전 문제가 발생할 수 있기 때문입니다.
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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: 49%)
  • 전격 살충기는 2차측 개방전압이 7kV 이하인 절연변압기를 사용하고 절연 변압기의 1차측 전로를 자동적으로 차단하는 보호장치를 시설한 경우에는 전격 격자가 지표상 높이 1.8m 이상의 곳에 설치되어야 합니다. 이는 안전거리를 확보하기 위한 것으로, 전격 격자가 땅에 너무 가까이 있으면 사람이 건드렸을 때 감전사고가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 1.8m 이상의 높이에 설치하여 안전을 확보해야 합니다.
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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: 35%)
  • 전력보안 가공 통신선을 횡단보도교 위에 시설하는 경우에는 노면상 3m 이상의 높이에 설치하여야 합니다. 이는 보행자의 안전을 위한 규정으로, 보행자가 통신선에 부딪히거나 걸리지 않도록 하기 위함입니다. 따라서 정답은 "3"입니다.
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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: 45%)
  • 400[A] 퓨즈의 정격전류는 400[A]이므로, 1.6배인 640[A]와 2배인 800[A]를 통과할 경우 용단되어야 합니다.

    용단시간은 전류의 크기와 시간에 반비례하므로, 전류가 2배가 되면 용단시간은 절반으로 줄어들게 됩니다.

    따라서, 400[A]의 정격전류를 통과하는 경우 용단되는 시간을 1단위로 두었을 때, 640[A]를 통과하는 경우는 1/2시간(30분) 안에, 800[A]를 통과하는 경우는 1/4시간(15분) 안에 용단되어야 합니다.

    하지만, 보기에서는 분 단위로 답이 주어져 있으므로, 30분과 15분을 60으로 곱해준 180분과 10분이 정답이 됩니다.
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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: 59%)
  • 다심 코드 또는 다심 캡타이어 케이블은 여러 개의 독립적인 도체로 이루어져 있으며, 이들은 서로 간섭하지 않는다. 따라서, 다심 코드 또는 다심 캡타이어 케이블을 사용하는 경우에는, 각 도체마다 최소한의 접지면적을 확보하기 위해, 접지선의 최소 굵기를 계산해야 한다.

    제 3종 접지 공사 및 특별 제 3종 접지 공사의 경우, 접지선의 최소 굵기는 다음과 같이 계산된다.

    - 접지선의 최소 굵기 = (접지저항 / 0.24) x (접지면적 / 1000)

    여기서, 접지저항은 10옴 이하이며, 접지면적은 다음과 같이 결정된다.

    - 제 3종 접지 공사의 경우: 건물의 총면적의 10% 이상
    - 특별 제 3종 접지 공사의 경우: 건물의 총면적의 20% 이상

    따라서, 접지선의 최소 굵기는 접지면적에 따라 결정되며, 다심 코드 또는 다심 캡타이어 케이블을 사용하는 경우에는, 각 도체마다 최소한의 접지면적을 확보하기 위해, 접지선의 최소 굵기를 계산해야 한다.

    접지면적이 일정하다고 가정하면, 접지선의 최소 굵기는 접지저항과 접지면적에 비례한다. 따라서, 접지선의 최소 굵기가 작을수록, 접지저항과 접지면적을 확보하기 위해 더 많은 접지선을 설치해야 한다.

    위의 식에서, 접지저항이 10옴 이하이므로, 접지면적이 일정하다고 가정하면, 접지선의 최소 굵기는 접지면적에 비례한다. 따라서, 접지면적이 일정하다면, 접지선의 최소 굵기가 작을수록, 더 많은 접지선을 설치해야 하므로, 최소 굵기는 0.75 [mm2] 이상이어야 한다.
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