전기기사 필기 기출문제복원 (2011-08-21)

전기기사 2011-08-21 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2011-08-21 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 변위전류와 관계가 가장 깊은 것은?

  1. 반도체
  2. 유전체
  3. 자성체
  4. 도체
(정답률: 85%)
  • 변위전류는 도체와 같이 자유전자가 이동하는 것이 아니라, 유전체 내에서 전속밀도 $D$의 시간적 변화 또는 구속전자의 변위에 의해 발생하는 전류입니다.

    오답 노트
    도체: 자유전자의 이동에 의한 전도전류가 흐르는 매질입니다.
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2. 비투자율은? (단, μ0는 진공의 투자율, Xm은 자화율이다.)

(정답률: 73%)
  • 자화율 $\chi_m$과 비투자율 $\mu_s$의 관계식을 이용하여 비투자율에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\chi_m = \mu_0(\mu_s - 1)$
    ② [숫자 대입] $\mu_s - 1 = \frac{\chi_m}{\mu_0}$
    ③ [최종 결과] $\mu_s = 1 + \frac{\chi_m}{\mu_0}$
    따라서 정답은 입니다.
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3. 대전도체 내부의 전위는?

  1. 진공중의 유전율과 같다.
  2. 항상 0이다.
  3. 도체표면 전위와 동일하다.
  4. 대지 전압과 전하의 곱으로 표시한다.
(정답률: 49%)
  • 정전 상태의 도체 내부에서는 전계의 세기가 $0$이므로, 도체 내부의 모든 지점은 전위차가 없습니다. 따라서 도체 내부의 전위는 도체 표면의 전위와 동일한 등전위 상태를 유지합니다.
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4. 어떤 막대꼴 철심이 있다. 단면적이 0.5m2, 길이가 0.8m, 비투자율이 20이다. 이 철심의 자기 저항[AT/ωb]은?

  1. 6.37×104
  2. 4.45×104
  3. 3.67×104
  4. 1.76×104
(정답률: 71%)
  • 자기 저항은 철심의 길이에 비례하고 투자율과 단면적에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① $R_{m} = \frac{\ell}{\mu_{0} \mu_{s} S}$
    ② $R_{m} = \frac{0.8}{4 \pi \times 10^{-7} \times 20 \times 0.5}$
    ③ $R_{m} = 6.37 \times 10^{4}$
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5. 간격 d[m]의 평행판 도체에 V[kV]의 전위차를 주었을 때 음극 도체판을 초속도 0으로 출발한 전자 e[C]이 양극 도체판에 도달할 때의 속도는 몇 [m/s]인가? (단, m[kg]은 전자의 질량이다.)

(정답률: 56%)
  • 에너지 보존 법칙에 따라 전자가 가진 전기적 위치 에너지가 최종적으로 모두 운동 에너지로 전환된다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $e V = \frac{1}{2} m v^{2}$
    ② [숫자 대입] $v^{2} = \frac{2 e V}{m}$
    ③ [최종 결과] $v = \sqrt{\frac{2 e V}{m}}$
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6. 15A의 무한장 직선 전류로부터 50cm 떨어진 p점의 자계의 세기는 약 몇 [AT/m]인가 ?

  1. 1.56
  2. 2.39
  3. 4.78
  4. 9.55
(정답률: 70%)
  • 무한장 직선 전류에 의한 자계의 세기를 구하는 공식과 원리를 적용합니다.
    ① $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② $H = \frac{15}{2\pi \times 0.5}$
    ③ $H = 4.78$
    따라서 자계의 세기는 $4.78 \text{ AT/m}$ 입니다.
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7. 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부 자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기 차폐에 가장 좋은 것은?

  1. 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
  2. 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
  3. 비투자율이 1보다 작은 역자성체
  4. 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관게되므로 되도록 두꺼운 물질
(정답률: 81%)
  • 자기 차폐는 외부 자계가 내부로 들어오지 못하게 하는 것입니다. 비투자율이 큰 강자성체는 자속을 내부로 끌어들이는 성질이 강해, 외부 자계가 차폐체 내부(벽면)를 따라 흐르게 하여 내부 공간을 보호합니다.
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8. 다음 식 중 옳지 않은 것은?

(정답률: 60%)
  • 가우스 법칙에 따르면 폐곡면을 통과하는 총 전속(전기장과 면적의 내적 적분)은 폐곡면 내부의 총 전하량을 유전율로 나눈 값과 같습니다.
    따라서 $\oint_S E \cdot dS = Q$ 라는 식은 우항에 유전율 $\epsilon_0$가 누락되었으므로 옳지 않습니다. 올바른 식은 $\oint_S E \cdot dS = \frac{Q}{\epsilon_0}$ 입니다.
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9. 반지름 a, b(a<b) 인 동심 원통 전극 사이에 고유저항 ρ의 물질이 충만되어 있을 때 단위 길이당의 저항은?

(정답률: 70%)
  • 동심 원통 전극 사이의 저항은 고유저항과 정전용량의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{\rho}{2\pi} \ln \frac{b}{a}$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $R = \frac{\rho}{2\pi} \ln \frac{b}{a}$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 페러데이 법칙에서 유도 기전력 e[V]를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 84%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙은 회로를 관통하는 자속의 시간적 변화율에 비례하여 유도 기전력이 발생한다는 법칙입니다. 이때 기전력의 방향은 자속의 변화를 방해하는 방향(렌츠의 법칙)으로 발생하므로 마이너스($-$) 부호가 붙습니다.
    $$e = -N \frac{d\phi}{dt}$$
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11. 변의 길이가 각각 a[m], b[m]인 그림과 같은 직사각형 도체가 X축 방향으로 v[m/s]의 속도로 움직이고 있다. 이때 자속밀도는 X-Y 평면에 수직이고 어느 곳에서든지 크기가 일정한 B[Wb/m2]이다. 이 도체의 저항을 R[Ω]이라고 할 때 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

  1. 0
(정답률: 56%)
  • 도체가 균일한 자속밀도 $B$ 영역 내에서 이동할 때, 루프 내부를 통과하는 전체 자속의 변화가 없으므로 유도 기전력은 0이 됩니다.
    상세히 분석하면, 속도 $v$ 방향과 평행한 두 변 $a$에서는 동일한 크기와 극성의 기전력이 발생하여 서로 상쇄되고, 속도 방향과 수직인 변 $b$에서는 기전력이 발생하지 않습니다. 결과적으로 총 기전력이 0이 되어 흐르는 전류는 0입니다.
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12. 200V, 30W인 백열전구와 200V, 60W인 백열전구를 직렬로 접속하고, 200V의 전압을 인가하였을 때 어느 전구가 더 어두운가? (단, 전구의 밝기는 소비전력에 비례한다.)

  1. 둘다 같다.
  2. 30W 전구가 60W 전구보다 더 어둡다.
  3. 60W 전구가 30W 전구보다 더 어둡다.
  4. 비교할 수 없다.
(정답률: 68%)
  • 전구의 밝기는 소비전력에 비례하며, 직렬 연결에서는 모든 전구에 흐르는 전류 $I$가 동일합니다. 이때 소비전력 공식 $P = I^{2}R$에 의해 저항 $R$이 클수록 더 밝습니다.
    먼저 각 전구의 저항을 비교하면 $P = \frac{V^{2}}{R}$ 공식에 따라 전력이 작을수록 저항은 커지므로, 30W 전구가 60W 전구보다 저항이 더 큽니다. 따라서 저항이 작은 60W 전구가 30W 전구보다 더 어둡게 됩니다.
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13. B-H 곡선을 자세히 관찰하면 매끈한 곡선이 아니라 B가 계단적으로 증가 또는 감소함을 알 수 있다. 이러한 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 퀴리점
  2. 자기여자 효과
  3. 자왜현상
  4. 바크하우젠 효과
(정답률: 77%)
  • 강자성체에서 외부 자기장을 가할 때 자속밀도 $B$가 매끄럽게 변하지 않고 계단 모양으로 불연속적으로 증가하거나 감소하는 현상을 바크하우젠 효과라고 합니다.

    오답 노트
    퀴리점: 강자성체가 상자성체로 변하는 임계 온도
    자왜현상: 자화 방향에 따라 결정 방향이 변하는 현상
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14. 쌍극자의 중심을 좌표 원점으로 하여 쌍극자 모멘트 방향을 x축, 이와 직각 방향을 y축으로 할 때 원점에서 같은 거리 r만큼 떨어진 점의 y방향의 전계의 세기가 가장 작은 점은 x축과 몇 도의 각을 이룰 때인가?

  1. 0°
  2. 30°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 66%)
  • 전기 쌍극자에서 $y$방향 전계의 세기 $E_y$는 $\sin 2\theta$에 비례하는 특성을 가집니다. 따라서 $\theta=0^{\circ}$ 또는 $\theta=90^{\circ}$일 때 $E_y=0$이 되어 전계의 세기가 최소가 됩니다.
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15. 3개의 콘덴서 C1=1μF, c2=2μF, C3=3μF 를 직렬 연결하여 600V의 전압을 가할 때, C1 양단 사이에 걸리는 전압은 약 몇 V인가?

  1. 55
  2. 164
  3. 327
  4. 382
(정답률: 63%)
  • 콘덴서의 직렬 연결에서 각 콘덴서에 걸리는 전압은 정전용량에 반비례하여 분배됩니다.
    ① [기본 공식] $V_1 = V_t \times \frac{C_t}{C_1}$ (단, $\frac{1}{C_t} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3}$)
    ② [숫자 대입] $V_1 = 600 \times \frac{\frac{1}{\frac{1}{1} + \frac{1}{2} + \frac{1}{3}}}{1}$
    ③ [최종 결과] $V_1 = 327$
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16. 접지된 구도체와 점전하간에 작용하는 힘은?

  1. 항상 흡입력이다.
  2. 항상 반발력이다.
  3. 조건적 흡입력이다.
  4. 조건적 반발력이다.
(정답률: 77%)
  • 점전하가 접지된 구도체에 접근하면, 정전유도 현상에 의해 구도체 표면에는 점전하와 항상 반대 극성의 전하가 유도됩니다. 서로 다른 극성 사이에는 항상 끌어당기는 힘이 작용하므로 항상 흡입력이 발생합니다.
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17. 진공 중에서 빛의 속도와 일치하는 전자파의 전파속도를 얻기 위한 조건으로 맞는 것은?

  1. εs=0, μs=0
  2. εs=0, μs=1
  3. εs=1, μs=0
  4. εs=1, μs=1
(정답률: 79%)
  • 전파속도는 매질의 비유전율 $\epsilon_s$와 비투자율 $\mu_s$에 반비례합니다. 진공 중의 빛의 속도와 일치하려면 매질의 특성이 진공과 동일해야 하므로 $\epsilon_s=1, \mu_s=1$ 조건이 필요합니다.
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18. 지름 10cm의 원형 코일에 1A의 전류를 흘릴 때, 코일 중심의 자계를 1000A/m로 하려면 코일을 몇 회 감으면 되는가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 65%)
  • 원형 코일 중심에서의 자계 세기 공식을 사용하여 필요한 권수 $N$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2a}$
    ② [숫자 대입] $1000 = \frac{N \times 1}{2 \times 0.05}$
    ③ [최종 결과] $N = 100$
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19. 유전율이 10인 유전체를 5 V/m인 전계 내에 놓으면 유전체의 표면전하밀도는 몇 [C/m2]인가? (단, 유전체의 표면과 전계는 직각이다.)

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 50
  4. 250
(정답률: 76%)
  • 유전체 내의 전속밀도는 표면전하밀도와 같으며, 유전율과 전계의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $D = \epsilon E$
    ② [숫자 대입] $D = 10 \times 5$
    ③ [최종 결과] $D = 50$
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20. 전기력선의 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 일치하며 밀도는 그 점에서의 크기와 같다.
  2. 전기력선은 부전하에서 시작하여 정전하에서 그친다.
  3. 단위 전하에서는 1/ε0 개의 전기력선이 출입한다.
  4. 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.
(정답률: 78%)
  • 전기력선은 항상 전위가 높은 정전하(+)에서 시작하여 전위가 낮은 부전하(-)에서 끝나거나 무한원점으로 향하는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    전기력선은 부전하에서 시작하여 정전하에서 그친다: 정전하(+)에서 시작하여 부전하(-)로 향하는 것이 올바른 방향입니다.
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2과목: 전력공학

21. 그림과 같은 유황곡선을 가진 수력지점에서 최대 사용 수량 OC로 1년간 계속 발전하는데 필요한 저수지의 용량은?

  1. 면적 OCPBA
  2. 면적 OCDBA
  3. 면적 DEB
  4. 면적 PCD
(정답률: 70%)
  • 최대 사용 수량 $OC$로 1년간 계속 발전하기 위해서는, 유황곡선이 $OC$보다 아래에 있어 물이 부족한 구간의 양만큼을 미리 저수지에 저장해두어야 합니다. 그래프에서 유황곡선과 최대 사용 수량 선 사이의 부족분인 면적 $DEB$가 필요한 저수지 용량이 됩니다.
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22. 1상의 대지 정전용량 C[F], 주파수 f[Hz]인 3상 송전선의 소호 리액터 공진탭의 리액턴스는 몇 [Ω]인가? (단, 소호리액터를 접속시키는 변압기의 리액턴스는 Xt[Ω])이다.

(정답률: 49%)
  • 소호 리액터의 공진 조건은 리액터의 리액턴스와 변압기 리액턴스의 합이 대지 정전용량에 의한 리액턴스의 $1/3$이 되는 지점입니다.
    ① [기본 공식] $\omega L + \frac{1}{3}X_{t} = \frac{1}{3\omega C}$
    ② [숫자 대입] $\omega L = \frac{1}{3\omega C} - \frac{X_{t}}{3}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{3\omega C} - \frac{X_{t}}{3}$
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23. 철탑의 탑각 접지저항이 커지면 우려되는 것으로 옳은 것은?

  1. 뇌의 직격
  2. 역섬락
  3. 가공지선의 차폐각 증가
  4. 코로나 증가
(정답률: 76%)
  • 철탑의 접지저항이 크면 낙뢰 등으로 인해 철탑의 전위가 급격히 상승하게 됩니다. 이때 철탑 전위가 전선의 전위보다 높아지면 전선에서 철탑 방향으로 섬락이 발생하는 역섬락 현상이 일어납니다.
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24. 유효낙차 100m, 최대사용수량 20m3/sec, 수차효율 70%인 수력 발전소의 연간 발전 전력량은 약 몇 [kWh]정도 되는가? (단, 발전기의 효율은 85%라고 한다.)

  1. 2.5×107
  2. 5×107
  3. 10×107
  4. 20×107
(정답률: 60%)
  • 수력 발전소의 연간 발전 전력량은 유효낙차, 유량, 효율 및 연간 운전 시간을 모두 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = 9.8 \times Q \times H \times \eta_{t} \times \eta_{g} \times T$
    ② [숫자 대입] $W = 9.8 \times 20 \times 100 \times 0.7 \times 0.85 \times 24 \times 365$
    ③ [최종 결과] $W = 10 \times 10^{7} \text{ kWh}$
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25. 부하 역률이 cosθ 인 경우의 배전선로의 전력손실은 같은 크기의 부하전력으로 역률이 1인 경우의 전력 손실에 비하여 몇 배인가?

  1. 1/cos2θ
  2. 1/cosθ
  3. cosθ
  4. cos2θ
(정답률: 74%)
  • 전력손실 $P_L$은 전류의 제곱에 비례하며, 동일한 부하전력 $P$일 때 전류 $I$는 역률 $\cos\theta$에 반비례합니다. 따라서 전력손실은 역률의 제곱에 반비례하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{L(\cos\theta)} = \frac{P_{L(1)}}{\cos^{2}\theta}$
    ② [숫자 대입] $P_{L(\cos\theta)} = P_{L(1)} \times \frac{1}{\cos^{2}\theta}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{\cos^{2}\theta}$
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26. 다음 중 그 값이 1 이상인 것은?

  1. 부등률
  2. 부하률
  3. 수용률
  4. 전압 강하률
(정답률: 78%)
  • 부등률은 각 부하의 최대 전력 발생 시간이 서로 다르기 때문에 항상 1보다 큰 값을 가집니다.

    오답 노트
    부하율, 수용률은 일반적으로 1보다 작은 값으로 나타납니다.
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27. 화력 발전소의 기본 사이클의 순서가 옳은 것은?

  1. 급수펌프→보일러→과열기→터빈→복수기→다시 급수펌프
  2. 과열기→보일러→복수기→터빈→급수펌프→축열기→다시 과열기로
  3. 급수펌프→보일러→터빈→과열기→복수기→다시 급수펌프
  4. 보일러→급수펌프→과열기→복수기→급수펌프→다시 보일러
(정답률: 73%)
  • 화력 발전소의 기본 사이클은 물을 가압하여 보내고 증기로 만들어 터빈을 돌린 후 다시 물로 되돌리는 과정으로, 급수펌프 $\rightarrow$ 보일러 $\rightarrow$과열기 $\rightarrow$ 터빈 $\rightarrow$ 복수기 $\rightarrow$ 다시 급수펌프 순으로 순환합니다.
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28. 단로기에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.
  2. 무부하 및 여자 전류의 개폐에 사용된다.
  3. 배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅바로 개폐한다.
  4. 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용한다.
(정답률: 78%)
  • 단로기는 무부하 상태의 회로 분리나 계통 접속 변경을 위해 사용되는 기기로, 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로 아크를 소멸시키기 위한 소호장치가 없습니다.

    오답 노트
    무부하 및 여자 전류의 개폐에 사용된다: 단로기의 기본 용도입니다.
    배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅바로 개폐한다: 일반적인 운용 방식입니다.
    회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용한다: 단로기의 주요 목적입니다.
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29. 차단은 쉽게 가능하나 재점호가 발생하기 쉬운 차단은 어느 것인가?

  1. R-L 회로 차단
  2. 단락 전류 차단
  3. L회로 차단
  4. C회로 차단
(정답률: 64%)
  • C회로(콘덴서 회로) 차단 시에는 진상 전류가 흐르게 되며, 차단 후 전압 회복 속도가 매우 빨라 재점호가 발생하기 쉬운 특성을 가집니다.
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30. 수전단 전력원의 방정식이 으로 표현되는 전력 계통에서 무부하시 수전단 전압을 일정하게 유지하는데 필요한 조상기의 종류와 조상 용량으로 알맞은 것은?

  1. 진상 무효전력 100
  2. 지상 무효전력 100
  3. 진상 무효전력 200
  4. 지상 무효전력 200
(정답률: 48%)
  • 수전단 전력원의 방정식에서 무부하 상태는 유효전력 $P_r = 0$인 상태를 의미합니다.
    주어진 식 $P_r^2 + (Q_r + 400)^2 = 250000$에 $P_r = 0$을 대입하면 $(Q_r + 400)^2 = 250000$이 되며, 이를 풀면 $Q_r + 400 = \pm 500$ 입니다.
    전압 유지를 위해 필요한 무효전력 $Q_r$은 $-400 + 500 = 100$ 또는 $-400 - 500 = -900$이 되는데, 일반적으로 최소 용량인 $100$을 선택하며, 부호와 계통 특성상 지상 무효전력 $100$이 필요합니다.
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31. 그림과 같이 3300V, 비접지식 배전선로에 접속된 주상변압기의 1차와 2차간에 고저압 혼촉 고장이 발생하였을 때, X표시 한 부분의 대지 전위는 몇 [V]인가? (단, 접지 저항은 20[Ω], 접지 저항에 흐르는 지락전류는 5[A]이다.)

  1. 3300/√3
  2. 3300√3
  3. 3300
  4. 100
(정답률: 53%)
  • 고저압 혼촉 사고 시 접지 저항에 흐르는 지락 전류에 의해 발생하는 대지 전위는 옴의 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times R$
    ② [숫자 대입] $V = 5 \times 20$
    ③ [최종 결과] $V = 100$
    따라서 대지 전위는 $100\text{V}$입니다.
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32. 송전선을 중성점 접지하는 이유가 아닌 것은?

  1. 코로나를 방지한다.
  2. 기기의 절연강도를 낮출 수 있다.
  3. 이상 전압을 방지한다.
  4. 지락 사고선을 선택 차단한다.
(정답률: 62%)
  • 중성점 접지는 기기의 절연강도를 낮추어 경제성을 높이고, 이상 전압 방지 및 지락 사고 시 보호계전기의 확실한 동작을 통해 사고선을 선택 차단하기 위해 시행합니다. 코로나 방지는 전선 굵기를 키우거나 복도체를 사용하는 것과 관련이 있으며 중성점 접지와는 무관합니다.
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33. 송전 계통의 안정도를 향상시키기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 계통의 직렬리액턴스를 감소시킨다.
  2. 속응 여자 방식을 채용한다.
  3. 여러 개의 계통으로 계통을 분리시킨다.
  4. 중간 조상 방식을 채택한다.
(정답률: 61%)
  • 송전 계통의 안정도를 높이려면 계통을 서로 연계시켜 전력 흐름을 원활하게 해야 합니다. 따라서 여러 개의 계통으로 계통을 분리시키는 것은 안정도를 저하시키는 방법입니다.

    오답 노트
    계통의 직렬리액턴스 감소, 속응 여자 방식 채용, 중간 조상 방식 채택은 모두 안정도 향상 대책입니다.
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34. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 75%)
  • 충격방전개시전압은 피뢰기 단자 간에 충격전압을 인가했을 때 방전을 시작하는 전압을 의미하며, 이는 충격파의 최대치로 표시합니다.
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35. 동기 조상기와 전력용 콘덴서를 비교할 때 전력용 콘덴서의 장점으로 맞는 것은?

  1. 진상과 지상의 전류 공용이다.
  2. 전압 조정이 연속적이다.
  3. 송전선의 시충전에 이용 가능하다.
  4. 단락 고장이 일어나도 고장 전류가 흐르지 않는다.
(정답률: 63%)
  • 전력용 콘덴서는 구조가 단순하고 유지보수가 쉬우며, 특히 단락 고장이 발생하더라도 동기 조상기와 달리 고장 전류가 흐르지 않는다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    진상과 지상의 전류 공용, 전압 조정의 연속성: 동기 조상기의 특징입니다.
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36. 중거리 및 장거리 송전선로에서 페란티 효과의 발생 원인으로 볼 수 있는 것은?

  1. 선로의 누설컨덕턴스
  2. 선로의 누설전류
  3. 선로의 정전용량
  4. 선로의 인덕턴스
(정답률: 68%)
  • 페란티 효과는 선로의 정전용량으로 인해 전압보다 $90^{\circ}$ 앞선 충전 전류가 흐르면서, 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상입니다.
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37. 송전 계통에서 절연 협조의 기본이 되는 사항은?

  1. 애자의 섬락전압
  2. 권선의 절연내력
  3. 피뢰기의 제한전압
  4. 변압기 부싱의 섬락 전압
(정답률: 69%)
  • 절연 협조란 계통 내 기기들의 절연 강도를 경제적이고 효율적으로 배치하는 것이며, 이때 기준이 되는 가장 낮은 전압인 피뢰기의 제한전압을 기본으로 설정합니다.
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38. 배전 계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적으로 가장 타당한 것은?

  1. 전력 손실의 감소
  2. 개폐기의 차단능력 증대
  3. 고장시 영상전류 감소
  4. 변압기 손실 감소
(정답률: 68%)
  • 전력용 콘덴서를 설치하면 역률이 개선되어 선로에 흐르는 무효 전류가 감소하며, 결과적으로 전력 손실의 감소와 전압 강하 억제 효과를 얻을 수 있습니다.
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39. 전선에 전류가 흐르면 열이 발생한다. 이 경우 관계되는 법칙은?

  1. 패러데이 법칙
  2. 쿨롱의 법칙
  3. 옴의 법칙
  4. 줄의 법칙
(정답률: 73%)
  • 전류가 흐르는 도체에서 발생하는 열량은 전류의 제곱, 저항, 시간에 비례한다는 줄의 법칙이 적용됩니다.

    오답 노트
    패러데이 법칙: 전자기 유도 법칙
    쿨롱의 법칙: 전하 사이의 힘
    옴의 법칙: 전압, 전류, 저항의 관계
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40. 단상 2선식 배전선로의 송전단 전압 및 역률이 각각 400V, 0.9이고, 수전단 전압 및 역률이 각각 380V, 0.8일 때, 전력 손실은 몇 [W]인가? (단, 부하 전류는 10[A]이다.)

  1. 560
  2. 640
  3. 820
  4. 2000
(정답률: 53%)
  • 송전단 전력에서 수전단 전력을 뺀 값이 전력 손실이 됩니다.
    ① $P_{l} = V_{s} I \cos \theta_{s} - V_{r} I \cos \theta_{r}$
    ② $P_{l} = 400 \times 10 \times 0.9 - 380 \times 10 \times 0.8$
    ③ $P_{l} = 560$
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3과목: 전기기기

41. 4극, 60[Hz]인 3상 유도전동기가 있다. 1725[rpm]으로 회전하고 있을 때, 2차 기전력의 주파수 [Hz]는?

  1. 10
  2. 7.5
  3. 5
  4. 2.5
(정답률: 68%)
  • 유도전동기의 슬립을 구한 뒤, 2차 기전력의 주파수 공식을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f_2 = s \times f_1$
    $s = \frac{N_s - N}{N_s}$
    ② [숫자 대입] $N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$
    $s = \frac{1800 - 1725}{1800} = 0.0416$
    $f_2 = 0.0416 \times 60$
    ③ [최종 결과] $f_2 = 2.5$
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42. 3상 유도전동기의 기계적 출력 P[kW], 회전수 N[rpm]인 전동기의 토크[kgㆍm]인가?

(정답률: 76%)
  • 전동기의 토크는 출력 $P$와 회전수 $N$의 관계로 정의되며, 출력 단위가 $\text{kW}$인 경우 이를 $\text{W}$로 환산하기 위해 $1000$을 곱하고 상수를 정리하면 $\text{kg} \cdot \text{m}$ 단위의 공식이 도출됩니다.
    $$\text{Torque} = 975 \frac{P}{N}$$
    따라서 정답은 입니다.
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43. 부하전류가 100[A]일 때 회전속도 1000[rpm]으로 10[kgㆍm]의 토크를 발생하는 직류 직권전동기가 60[A]의 부하전류로 감소되었을 때의 토크는 몇 [kgㆍm]인가?

  1. 3.6
  2. 5.6
  3. 7.6
  4. 9.6
(정답률: 52%)
  • 직류 직권 전동기의 토크는 부하 전류의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $T_{2} = T_{1} \times (\frac{I_{2}}{I_{1}})^{2}$
    ② [숫자 대입] $T_{2} = 10 \times (\frac{60}{100})^{2}$
    ③ [최종 결과] $T_{2} = 3.6$
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44. 유도 전동기의 부하를 증가시키면 역률은?

  1. 좋아진다.
  2. 나빠진다.
  3. 변함이 없다.
  4. 1이 된다.
(정답률: 43%)
  • 유도 전동기는 무부하 상태에서 역률이 매우 낮지만, 부하를 증가시키면 유효 전력이 증가하여 역률이 좋아집니다.
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45. 유도전동기의 회전자 속도 n[rpm]으로 회전할 때, 회전자 전류에 의해 생기는 회전자계는 고정자의 회전자계 속도 ns 와 어떤 관계인가?

  1. ns 와 같다.
  2. ns 보다 적다.
  3. ns 보다 크다.
  4. n 속도이다.
(정답률: 49%)
  • 유도전동기에서 회전자가 속도 $n$으로 회전할 때, 회전자 전류에 의해 발생하는 회전자계의 속도는 고정자 자계의 회전 속도인 동기 속도 $n_s$와 항상 동일하게 유지됩니다.
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46. 동기 발전기를 병렬운전 하는데 필요하지 않은 조건은?

  1. 기전력의 용량이 같을 것
  2. 기전력의 주파수가 같을 것
  3. 기전력의 위상이 같을 것
  4. 기전력의 크기가 같을 것
(정답률: 77%)
  • 동기 발전기의 병렬운전 조건은 기전력의 크기, 위상, 주파수, 파형이 모두 같아야 한다는 점입니다. 기전력의 용량은 서로 달라도 병렬운전이 가능하므로 필요 조건이 아닙니다.
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47. 변압기의 %저항 강하와 %누설 리액턴스 강하가 3[%]와 4[%]이다. 부하의 역률이 지상 60[%]일 때 이 변압기의 전압 변동률[%]은?

  1. 4.8
  2. 4
  3. 5
  4. 1.4
(정답률: 66%)
  • 변압기의 전압 변동률은 저항 강하와 리액턴스 강하에 각각 역률과 무효율을 곱하여 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = p \cos \theta + q \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = 3 \times 0.6 + 4 \times 0.8$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 5$
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48. 주파수 50[Hz], 슬립 0.2인 경우의 회전자 속도가 600[rpm]일 때 유도 전동기의 극수는 몇 극인가?

  1. 6
  2. 8
  3. 12
  4. 16
(정답률: 67%)
  • 유도 전동기의 회전자 속도는 동기 속도에 슬립을 반영하여 계산하며, 이를 통해 극수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{(1 - s) \times 120 f}{N}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(1 - 0.2) \times 120 \times 50}{600}$
    ③ [최종 결과] $P = 8$
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49. 동기 발전기의 전부하 포화곡선은 그림 중 어느 것인가? (단, V는 단자전압,   는 여자 전류이다.)

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 44%)
  • 동기 발전기의 특성 곡선에서 전부하 포화곡선은 무부하 포화곡선보다 아래에 위치하며 전압이 상승하는 곡선 형태를 띱니다.

    오답 노트
    무부하 포화곡선: 가장 위쪽의 포화 곡선
    단락 곡선: 원점을 지나는 직선 형태
    외부특성곡선: 부하 증가에 따라 전압이 감소하는 곡선
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50. 반도체 사이리스터에 의한 제어는 어느 것을 변화시키는 것인가?

  1. 전류
  2. 주파수
  3. 토크
  4. 위상각
(정답률: 68%)
  • 반도체 사이리스터는 전력 제어를 위해 트리거 각도를 조절함으로써 위상각을 변화시켜 출력 전압의 크기를 제어하는 소자입니다.
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51. 다음과 같은 반도체 정류기 중에서 역방향 내전압이 가장 큰 것은?

  1. 실리콘 정류기
  2. 게르마늄 정류기
  3. 셀렌 정류기
  4. 아산화동 정류기
(정답률: 75%)
  • 반도체 정류기 재료별 특성 중 역방향 내전압 성능을 비교하는 문제입니다. 실리콘 정류기는 역방향 내전압이 $1,000\text{V}$이상으로 제시된 재료들 중 가장 큽니다.
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52. 일정 전압 및 일정 파형에서 주파수가 상승하면 변압기 철손은 어떻게 변하는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 불변이다.
  4. 증가와 감소를 반복한다.
(정답률: 49%)
  • 변압기의 유도기전력 $E = 4.44 f N B S$에서 전압 $E$가 일정할 때 주파수 $f$가 상승하면 자속밀도 $B$는 감소합니다. 철손(히스테리시스손)은 $f$보다 $B$의 변화에 더 민감하게 반응(비례 관계)하므로, 결과적으로 철손은 감소하게 됩니다.
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53. 역기전력 100[V], 회전수 800[rpm], 토크 1.6[kgㆍm]인 직류 전동기의 전기자 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 6.0
  2. 9.0
  3. 13.0
  4. 15.0
(정답률: 63%)
  • 전동기의 토크와 출력, 역기전력의 관계식을 이용하여 전기자 전류를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{0.975 \times E_{c} \times I_{a}}{N}$
    ② [숫자 대입] $1.6 = \frac{0.975 \times 100 \times I_{a}}{800}$
    ③ [최종 결과] $I_{a} = 13.12$
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54. 어떤 변압기의 1차 환산 임피던스 Z12=484[Ω]이고, 이것을 2차로 환산하면 Z21=1[Ω]이다. 2차 전압이 400[V]이면, 1차 전압은?

  1. 8800
  2. 6000
  3. 3000
  4. 1500
(정답률: 66%)
  • 임피던스 환산비를 통해 권수비를 먼저 구한 뒤, 이를 이용하여 1차 전압을 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $a = \sqrt{\frac{Z_{12}}{Z_{21}}}, V_{1} = a \times V_{2}$
    ② [숫자 대입] $a = \sqrt{\frac{484}{1}}, V_{1} = 22 \times 400$
    ③ [최종 결과] $V_{1} = 8800$
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55. 3상 서보전동기에 평형 2상 전압을 가하여 동작시킬 때의 속도-토크 특성곡선에서 초대 토크가 발생하는 슬립 s의 범위로 가장 적당한 것은?

  1. 0.05< s < 0.2
  2. 0.2 < s < 0.8
  3. 0.8 < s < 1
  4. 1 < s < 2
(정답률: 50%)
  • 3상 서보전동기에 평형 2상 전압을 인가하면 토크-슬립 특성이 변하며, 일반적으로 최대 토크가 발생하는 슬립 $s$의 범위는 $0.2 < s < 0.8$ 구간에 형성됩니다.
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56. 3상 동기 발전기에서 그림과 같이 1상의 권선을 서로 똑같은 2조로 나누어서 그 1조의 권선전압을 E[V], 각 권선의 전류를 I[A]라 하고, 지그재그 Δ형으로 결선하는 경우 선간전압과 선전류는?

  1. 선간전압 : 3E 선전류 : I
  2. 선간전압 : √3E 선전류 : 2I
  3. 선간전압 : E 선전류 : 2I
  4. 선간전압 : √3E 선전류 : √3I
(정답률: 47%)
  • 지그재그 $\Delta$형 결선 시 선간전압과 선전류의 관계를 묻는 문제입니다. 지그재그 $\Delta$ 결선에서는 선간전압이 $\sqrt{3}E$가 되고, 선전류는 $\sqrt{3}I$가 됩니다.


    오답 노트
    선간전압 $3E$, 선전류 $I$는 지그재그 $Y$형 결선일 때의 특성입니다.
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57. 직류 발전기를 병렬운전 할 때 균압 모선이 필요한 직류기는?

  1. 직권 발전기, 분권 발전기
  2. 분권 발전기, 복권 발전기
  3. 직권 발전기, 복권 발전기
  4. 분권 발전기, 단극 발전기
(정답률: 72%)
  • 직류 발전기를 병렬 운전할 때, 부하 전류의 변화에 따라 전압이 변하는 직권 발전기와 복권 발전기는 전압을 일정하게 유지하기 위해 균압 모선이 반드시 필요합니다.
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58. 동기 전동기의 위상 특성 곡선에서 공급 전압 및 부하를 일정하게 유지하면서 여자(계자) 전류를 변화시키면?

  1. 속도가 변한다.
  2. 토크가 변한다.
  3. 전기자 전류가 변하고 역률이 변한다.
  4. 별다른 변화가 없다.
(정답률: 61%)
  • 위상 특성 곡선은 전기자 전류와 계자 전류의 관계를 나타낸 그래프입니다. 공급 전압과 부하가 일정할 때 계자 전류를 변화시키면 전기자 전류의 크기와 역률이 함께 변하게 됩니다.
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59. 직류 분권 전동기의 정격 전압이 300[V], 전부하 전기자 전류 50[A], 전기자 저항 0.2[Ω]이다. 이 전동기의 기동 전류를 전부하 전류의 120[%]로 제한시키기 위한 기동 저항값은 몇 [Ω]인가?

  1. 3.5
  2. 4.8
  3. 5.0
  4. 5.5
(정답률: 55%)
  • 기동 시 전기자 전류를 제한하기 위해 추가하는 기동 저항값을 구하는 원리를 적용합니다.
    ① $I_s = \frac{V}{R_a + R_{as}}$
    ② $50 \times 1.2 = \frac{300}{0.2 + R_{as}}$
    ③ $R_{as} = 4.8$
    따라서 기동 저항값은 $4.8 \Omega$ 입니다.
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60. 단상 변압기의 병렬운전 조건에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 각 변압기의 극성이 일치할 것
  2. 각 변압기의 권수비가 같고 1차 및 2차 정격전압이 같을 것
  3. 각 변압기의 백분율 임피던스 강하가 같을 것.
  4. 각 변압기의 저항과 임피던스의 비는 x/r 일 것.
(정답률: 61%)
  • 단상 변압기의 병렬운전 조건은 각 변압기가 부하를 적절히 분담하고 순환 전류가 흐르지 않게 하기 위해 엄격한 조건을 요구합니다.
    핵심 조건은 극성 일치, 권수비 및 정격전압 일치, 백분율 임피던스 강하 일치, 그리고 저항과 리액턴스의 비인 $r/x$ 비가 같아야 한다는 점입니다.

    오답 노트
    각 변압기의 저항과 임피던스의 비는 $x/r$ 일 것: $r/x$ 비가 같아야 한다는 조건이 올바른 기준입니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. G(s)H(s)가 다음과 같이 주어지는 계에서 근궤적 점근선의 실수축과의 교차점은?

  1. 0
  2. 1
  3. 3
  4. -4
(정답률: 60%)
  • 근궤적 점근선의 실수축 교차점은 모든 극점의 합에서 모든 영점의 합을 뺀 후, 극점 개수와 영점 개수의 차이로 나누어 계산합니다.
    주어진 식 $G(s)H(s) = \frac{K(s+1)}{s(s+3)(s-4)}$에서 극점은 $0, -3, 4$이고 영점은 $-1$입니다.
    ① [기본 공식] $\text{교차점} = \frac{(\sum \text{극점}) - (\sum \text{영점})}{n - m}$
    ② [숫자 대입] $\text{교차점} = \frac{(0 - 3 + 4) - (-1)}{3 - 1}$
    ③ [최종 결과] $\text{교차점} = 1$
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62. 다음 연산 증폭기의 출력은?

  1. X3=-a1X1-a2X2
  2. X3=a1X1+a2X2
  3. X3=(a1+a2)(X1+X2)
  4. X3=-(a1-a2)(X1+X2)
(정답률: 46%)
  • 제시된 회로도는 가산기(Summing Amplifier) 구조의 연산 증폭기입니다. 반전 입력단에 여러 입력이 연결되어 있으므로, 출력은 각 입력에 가중치(이득)를 곱한 값의 합에 마이너스 부호를 붙인 형태가 됩니다.
    따라서 출력 $X_{3}$는 $-a_{1}X_{1} - a_{2}X_{2}$가 됩니다.
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63. 특성 방정식이 s5+3s4+2s3+2s2+3s+1=0 인 경우 불안정한 근의 수는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 70%)
  • 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 판별법을 사용하여 특성방정식의 계수들로 루스 표를 작성합니다.
    루스 표의 첫 번째 열에서 부호 변화가 일어나는 횟수가 바로 불안정한 근의 개수입니다.
    계수 배열을 통해 계산하면 $s^{2}$ 행의 항에서 부호 변화가 발생하며, 이에 따라 불안정한 근은 2개가 존재합니다.
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64. 인 상태 방정식 에서 제어계의 특성 방정식은?

  1. s2+4s+3=0
  2. s2+3s+2=0
  3. s2+2s+4=0
  4. s2+2s+3=0
(정답률: 65%)
  • 제어계의 특성방정식은 시스템 행렬 $A$에 대하여 $\det(sI - A) = 0$으로 구할 수 있습니다.
    주어진 행렬 $A = \begin{pmatrix} 0 & -1 \ -3 & -2 \end{pmatrix}$를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\det(sI - A) = \det\begin{pmatrix} s-0 & 1 \ 3 & s+2 \end{pmatrix} = 0$
    ② [숫자 대입] $(s)(s+2) - (1)(3) = 0$
    ③ [최종 결과] $s^{2} + 2s + 3 = 0$
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65. 폐루프 전달함수 C(s)/R(s) 가 다음과 같은 2차 제어계에 대한 설명 중 잘못된 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 4번으로 발표되었으나 확정답안 발표시 전항 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 이 폐루프계의 특성 방정식은 이다.
  2. 이 계는 δ=0.1 일 때 부족 제동된 상태에 있게 된다.
  3. 최대 오버슈트는 이다.
  4. δ 값을 작게 할수록 제동은 많이 걸리게 되니 비교 안정도는 향상된다.
(정답률: 73%)
  • 2차 제어계의 제동비 $\delta$와 시스템 특성의 관계를 분석하는 문제입니다.
    제동비 $\delta$ 값이 작아질수록 제동은 적게 걸리며, 이는 오버슈트가 증가하고 응답이 진동하게 되어 비교 안정도가 저하됨을 의미합니다.

    오답 노트
    특성 방정식: $\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{w_n^2}{s^2 + 2\delta w_n s + w_n^2}$에서 분모인 $s^2 + 2\delta w_n s + w_n^2 = 0$이 특성 방정식이 됩니다.
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66. 보드 선도의 이득 여유는 어떻게 구하는가?

  1. 크기 선도에서 0~20[dB] 사이에 있는 크기 선도의 길이이다.
  2. 위상 선도가 0° 축과 교차되는 점에 대응되는 [dB]값의 크기이다.
  3. 위상 선도가 -180° 축과 교차되는 점에 대응되는 이득의 크기 [dB]값이다.
  4. 크기 선도에서 -20~20[dB] 사이에 있는 크기[dB]값이다.
(정답률: 71%)
  • 보드 선도에서 이득 여유(Gain Margin)의 정의를 묻는 문제입니다. 이득 여유는 위상 선도가 $-180^{\circ}$ 축과 교차하는 지점(위상 교차 주파수)에서 크기 선도의 값이 $0\text{dB}$로부터 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 이득의 크기 $\text{dB}$ 값입니다.
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67. Z-변환함수 Z/(Z-e-aT)에 대응되는 라플라스 변환 함수는?

  1. 1/(s+a)2
  2. 1/(1-e-Ts)
  3. a/s(s+a)
  4. 1/(s+a)
(정답률: 58%)
  • Z-변환과 라플라스 변환의 관계에서 $Z = e^{sT}$의 관계를 이용합니다. 주어진 Z-변환 함수 $\frac{Z}{Z-e^{-aT}}$에 $Z = e^{sT}$를 대입하여 정리하면 라플라스 변환 형태인 $\frac{1}{s+a}$가 도출됩니다.
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68. 그림과 같은 신호 흐름 선도에서 C/R 의 값은?

  1. a+2
  2. a+3
  3. a+5
  4. a+6
(정답률: 72%)
  • 신호 흐름 선도에서 입력 $R$에서 출력 $C$까지 도달하는 모든 경로의 이득을 합산하여 전달함수를 구합니다.
    경로는 총 3가지입니다.
    1. 상단 경로: $1 \times 2 \times 1 \times 1 = 2$
    2. 중앙 경로: $1 \times a \times 1 \times 1 = a$
    3. 하단 경로: $1 \times 3 \times 1 = 3$
    따라서 전체 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{C}{R} = a + 2 + 3$$
    $$\frac{C}{R} = a + 5$$
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69. s 평면의 우반면에 3개의 극점이 있고, 2개의 영점이 있다. 이때 다음과 같은 설명 중 어느 나이퀴스트 선도일 때 시스템이 안정한가?

  1. (-1, j0) 점을 반 시계방향으로 1번 감쌌다.
  2. (-1, j0) 점을 시계방향으로 1번 감쌌다.
  3. (-1, j0) 점을 반 시계방향으로 5번 감쌌다.
  4. (-1, j0) 점을 시계 방향으로 5번 감쌌다.
(정답률: 48%)
  • 나이퀴스트 안정 판별법에 따라 시스템이 안정하기 위해서는 $(-1, j0)$ 점을 반시계 방향으로 감싼 횟수 $N$이 $s$ 평면 우반면에 존재하는 극점의 개수 $p$와 같아야 합니다.
    주어진 조건에서 극점의 개수 $p = 3$이고 영점의 개수 $z = 2$일 때, 안정 조건은 $N = z - p = 2 - 3 = -1$이며, 이는 $(-1, j0)$ 점을 반시계 방향으로 1번 감싸는 것을 의미합니다.
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70. 조절부의 동작에 의한 분류 중 제어계의 오차가 검출될때 오차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 조절하는 동작으로 오차가 커지는 것을 미연에 방지하는 제어 동작은 무엇인가?

  1. 비례 동작 제어
  2. 미분 동작 제어
  3. 적분 동작 제어
  4. 온-오프 제어
(정답률: 56%)
  • 오차가 변화하는 속도(미분값)에 비례하여 조작량을 조절함으로써, 오차가 커지는 것을 미리 방지하는 제어 동작은 미분 동작 제어입니다.

    오답 노트
    비례 동작 제어: 오프셋(잔류 편차) 발생
    적분 동작 제어: 오프셋 소멸
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71. 의 값은?

(정답률: 60%)
  • 주어진 $s$-영역의 함수를 완전제곱식으로 변형하여 라플라스 역변환을 수행하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}^{-1}[\frac{a}{(s+b)^2 + a^2}] = e^{-bt}\sin at$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}^{-1}[\frac{1}{s^2 + 2s + 5}] = \mathcal{L}^{-1}[\frac{1}{(s+1)^2 + 2^2}] = \frac{1}{2}\mathcal{L}^{-1}[\frac{2}{(s+1)^2 + 2^2}]$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{2}e^{-t}\sin 2t$
    따라서 정답은 입니다.
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72. 다음 회로에서 입력을 V(t), 출력을 i(t)로 했을 때의 입출력 전달 함수는? (단, 스위치 s는 t=0인 순간에 회로 전압을 공급한다.)

(정답률: 38%)
  • RC 직렬 회로에서 전압 $V(s)$에 대한 전류 $I(s)$의 전달 함수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I(s)}{V(s)} = \frac{1}{R + \frac{1}{Cs}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{I(s)}{V(s)} = \frac{Cs}{RCs + 1}$
    ③ [최종 결과] $\frac{I(s)}{V(s)} = \frac{s}{R(s + \frac{1}{RC})}$
    따라서 정답은 입니다.
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73. 분포정수 선로에서 무왜형 조건이 성립하면 어떻게 되는가?

  1. 감쇠량은 주파수에 비례한다.
  2. 전파 속도가 최대로 된다.
  3. 감쇠량이 최소로 된다.
  4. 위상 정수가 주파수에 관계없이 일정하다.
(정답률: 53%)
  • 분포정수 선로에서 무왜형 조건($$RC = LG$$)이 성립하면 감쇠량 $\alpha = \sqrt{RG}$가 최소가 됩니다.

    오답 노트
    위상 정수: $\beta = \omega\sqrt{LC}$이므로 주파수 $\omega$에 따라 변합니다.
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74. 다음과 같은 Z파라미터로 표시되는 4단자망의 1-1' 단자간에 4[A], 2-2‘ 단자 간에 1[A]의 정전류원을 연결하였을 때의 1-1‘ 단자간의 전압 V1과 2-2’간의 전압 V2가 바르게 구하여진 것은? (단, Z 파라미터는 단위는 [Ω]이다.)

  1. V1=18[V], V2=12[V]
  2. V1=18[V], V2=24[V]
  3. V1=36[V], V2=24[V]
  4. V1=24[V], V2=36[V]
(정답률: 57%)
  • Z 파라미터 행렬식을 이용하여 각 단자의 전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_1 = Z_{11} I_1 + Z_{12} I_2$ $$V_2 = Z_{21} I_1 + Z_{22} I_2$$
    ② [숫자 대입] $V_1 = 8 \times 4 + 4 \times 1$ $$V_2 = 4 \times 4 + 8 \times 1$$
    ③ [최종 결과] $V_1 = 36, V_2 = 24$
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75. R=20[Ω], L=0.1[H]의 직렬 회로에 60[Hz], 115[V]의 교류 전압이 인가되어 있다. 인덕턴스에 축적되는 자기 에너지의 평균값은 약 몇 [J]인가?

  1. 0.14
  2. 0.36
  3. 0.75
  4. 1.45
(정답률: 49%)
  • 먼저 회로의 임피던스를 이용해 전류를 구한 뒤, 인덕터에 저장되는 에너지 공식을 적용합니다.
    ① [전류 공식] $I = \frac{E}{\sqrt{R^2 + (2 \pi f L)^2}} = \frac{115}{\sqrt{20^2 + (2 \times 3.14 \times 60 \times 0.1)^2}} = 2.69$
    ② [에너지 공식] $W = \frac{1}{2} L I^2$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 2.69^2 = 0.36$
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76. 어떤 회로에서 전압과 전류가 각각 e=50sin(ωt+θ), i=4sin(ωt+θ-30°) 일 때 무효전력 [Var]은 얼마인가?

  1. 100
  2. 86.6
  3. 70.7
  4. 50
(정답률: 42%)
  • 무효전력은 전압과 전류의 실효값과 위상차의 사인 값의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $P_r = \frac{V_m}{\sqrt{2}} \times \frac{I_m}{\sqrt{2}} \times \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $P_r = \frac{50}{\sqrt{2}} \times \frac{4}{\sqrt{2}} \times \sin 30^\circ$
    ③ [최종 결과] $P_r = 50$
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77. 3상 불평형 전압을 Va, Vb, Vc라고 할 때, 역상 전압 V2는 얼마인가?

(정답률: 69%)
  • 3상 불평형 전압에서 역상 전압 $V_2$는 대칭분 분석법에 의해 다음과 같이 정의됩니다.
    $$V_2 = \frac{1}{3}(V_a + a^2 V_b + a V_c)$$
    따라서 정답은 입니다.
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78. R=30[Ω], L=0.127[H]의 직렬 회로에 v=100√2 sin100πt[V] 의 전압이 인가 되었을 때 이 회로의 역률은 약 얼마인가?

  1. 0.2
  2. 0.4
  3. 0.6
  4. 0.8
(정답률: 55%)
  • RL 직렬 회로에서 역률은 전체 임피던스에 대한 저항의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{R}{\sqrt{R^2 + X_L^2}}$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{30}{\sqrt{30^2 + (100 \times 3.14 \times 0.127)^2}}$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = 0.6$
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79. 삼각파의 최대치가 1이라면 실효치, 평균치는 각각 얼마인가?

(정답률: 54%)
  • 삼각파의 최대치를 $V$라고 할 때, 실효치($V_{rms}$)는 $\frac{V}{\sqrt{3}}$이고 평균치($V_{av}$)는 $\frac{V}{2}$ 입니다. 문제에서 최대치가 $1$이라고 주어졌으므로 이를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \frac{V}{\sqrt{3}}, V_{av} = \frac{V}{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \frac{1}{\sqrt{3}}, V_{av} = \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{1}{\sqrt{3}}, V_{av} = \frac{1}{2}$
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80. 그림과 같은 a, b 회로가 서로 역회로의 관계가 있으려면 C[μF]의 값은?

  1. 0.9
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 62%)
  • 두 회로가 역회로 관계가 되기 위해서는 인덕턴스와 정전용량의 곱이 서로 같아야 한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L_1 \times C_1 = L_2 \times C_2$
    ② [숫자 대입] $3 \times 0.8 = 1.6 \times C$
    ③ [최종 결과] $C = 1.5$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 고압 가공 인입선이 케이블 이외의 것으로서 그 아래에 위험 표시를 하였다면 전선의 지표상의 높이는 몇 [m] 까지로 감할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.5
  4. 5.5
(정답률: 67%)
  • 한국전기설비규정(KEC)에 따라 고압 가공인입선의 높이는 기본 규정에도 불구하고 지표상 $3.5\text{m}$까지 감할 수 있습니다. 단, 케이블 이외의 전선을 사용할 경우에는 반드시 그 아래에 위험 표시를 하여 안전을 확보해야 합니다.
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82. 최대 사용 전압이 1차 22000[V], 2차 6600[V]의 권선으로서 중성점 비접지식 전로에 접속하는 변압기의 특고압 측의 절연내력 시험 전압은 몇 [V]인가?

  1. 44000
  2. 33000
  3. 27500
  4. 24000
(정답률: 65%)
  • 변압기의 절연내력 시험 전압은 최대 사용 전압과 접지 방식에 따라 결정됩니다. 특고압 측 전압이 $7000\text{V}$를 초과하고 중성점 비접지식 전로에 접속하는 경우, 최대 사용 전압의 $1.25$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 1.25$
    ② [숫자 대입] $V = 22000 \times 1.25$
    ③ [최종 결과] $V = 27500$
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83. 옥내 배선의 사용 전압이 200[V]인 경우에 이를 금속관 공사에 의하여 시설하려고 한다. 다음 중 옥내 배선의 시설로서 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 전선은 경동선으로 지름 4[mm]의 단산을 사용하였다.
  2. 전선은 옥외용 비닐절연전선을 사용하였다.
  3. 콘크리트에 매설하는 전선관의 두게는 1.0[mm]를 사용하였다.
  4. 금속관에는 제 3종 접지공사를 하였다.
(정답률: 49%)
  • 금속관 공사 시 전선은 옥외용 비닐절연전선(OW)을 제외한 절연전선을 사용해야 하며, 연선을 사용하는 것이 원칙입니다. 또한 콘크리트에 매설하는 전선관의 두께는 $1.2\text{mm}$이상이어야 합니다. 따라서 금속관에 제 3종 접지공사를 시행하는 것이 옳은 시설 기준입니다.
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84. 시가지에 시설되어 있는 가공 직류 전차선의 장선에는 가공 직류 전차선간 및 가공 직류 전차선으로부터 60cm 이내의 부분 이외에 접지공사를 할 때, 몇종 접지 공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제2종 접지 공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제 3종 접지 공사
(정답률: 59%)
  • 가공 직류 전차선의 장선 시설 시, 전차선 간 및 전차선으로부터 $60\text{cm}$이내의 부분을 제외한 나머지 부분에는 제 3종 접지공사를 시행해야 합니다.
    ※ 참고: 2021년 KEC 개정으로 종별 접지 제도는 폐지되었으나, 기존 규정 기준으로는 제 3종 접지공사가 정답입니다.
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85. 설계하중 900kg인 철근 콘크리트주의 길이가 16m라 한다. 이 지지물을 지반이 연약한 곳 이외의 곳에서 안전율을 고려하지 않고 시설하려고 하면 땅에 뭍히는 깊이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.8
(정답률: 61%)
  • 철근 콘크리트주의의 매입 깊이는 설계하중과 주의 길이에 따라 결정됩니다. 설계하중 $900\text{kg}$(약 $8.8\text{kN}$)이며 길이가 $16\text{m}$인 경우, 규정된 표에 따라 매입 깊이는 $2.8\text{m}$이상이어야 합니다.
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86. 전선 기타의 가섭선 주위에 6mm, 비중 0.9의 빙설이 부착된 상태에서 을종풍압하중은 구성재의 수직 투영면적 1m2당, 몇 Pa을 기초로 하여 계산하는가? (단, 다도체를 구성하는 전한이 아니라고 한다.)

  1. 333
  2. 372
  3. 588
  4. 666
(정답률: 37%)
  • 단도체 기준 갑종 풍압하중 $745\text{Pa}$를 기준으로, 을종 풍압하중은 갑종의 $1/2$ 배를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{을종 풍압하중} = \frac{\text{갑종 풍압하중}}{2}$
    ② [숫자 대입] $\text{을종 풍압하중} = \frac{745}{2}$
    ③ [최종 결과] $\text{을종 풍압하중} = 372.5 \approx 372$
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87. 관등 회로의 사용 전압이 400V 미만 또는 방전등용 변압기의 2차 단락 전류나 관등 회로의 동작 전류가 몇 mA 이하로 방전등을 시설하는 경우에 접지공사를 생략할 수 있는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 44%)
  • 방전등 시설 시 관등 회로의 사용 전압이 $400\text{V}$ 미만이거나, 변압기의 2차 단락 전류 또는 동작 전류가 $50\text{mA}$이하인 경우 접지공사를 생략할 수 있습니다.
    전류 계산 과정은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Current} = \frac{V}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Current} = \frac{400}{8000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Current} = 0.05\text{A} = 50\text{mA}$$
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88. 특고압 가공전선이 저고압 가공전선 등과 제 2차 접근 상태로 시설되는 경우에 특고압 가공 전선로는 어떤 보안공사에 의하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 고압 보안공사
  2. 제 1종 특고압 보안공사
  3. 제 2종 특고압 보안공사
  4. 제 3종 특고압 보안공사
(정답률: 61%)
  • 특고압 가공전선이 저고압 가공전선 등과 제 2차 접근 상태로 시설되는 경우에는 제 2종 특고압 보안공사를 시행하여 안전성을 확보해야 합니다.
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89. 제 2종 접지공사에 사용되는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있으며, 철주 기타의 금속체를 따라서 시설하는 경우에는 접지극을 철주의 밑면으로부터 30cm 이상의 깊이에 매설하는 경우 이외에는 접지극을 지중에서 그 금속체로부터 몇 cm 이상 떼어 매설하여야 하는가?

  1. 50
  2. 75
  3. 100
  4. 125
(정답률: 43%)
  • 제 2종 접지공사 시 접지선을 금속체에 따라 시설할 경우, 접지극을 철주 밑면으로부터 30cm 이상의 깊이에 매설하지 않는다면 금속체로부터 $100\text{cm}$($1\text{m}$) 이상 떼어 매설해야 합니다.
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90. 154kV 특고압 가공전선로를 시가지에 경동연선으로 시설할 경우 단면적은 몇 mm2 이상을 사용하여야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 63%)
  • 특고압 가공전선로를 시가지에 경동연선으로 시설할 때, 전압별 최소 단면적 기준을 적용합니다.
    100kV 미만은 $55\text{mm}^2$, 170kV 이하는 $150\text{mm}^2$, 170kV 초과는 $240\text{mm}^2$이상을 사용해야 하므로, 154kV는 $150\text{mm}^2$이상이 정답입니다.
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91. 의료실 내에 시설하는 의료기기의 보호 접지용 접지저항 값은 몇[Ω]이하인가? (단, 등전위 접지 시설 유무는 무시한다.)(관련규정 개정전 문제로 기존정답은 1번입니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 50
  4. 100
(정답률: 72%)
  • 의료실 내 의료기기의 보호 접지저항 값은 규정에 따라 $10\Omega$이하로 시설해야 합니다.
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92. 보안상 특히 필요한 경우 선로의 길이가 몇 km 이상의 고압 가공 전선로에는 휴대용 또는 이동용의 전력보안 통신용 전화설비를 시설하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 5
  2. 10
  3. 25
  4. 50
(정답률: 63%)
  • 보안상 특히 필요한 경우, 선로의 길이가 $5\text{km}$이상의 고압 가공 전선로에는 휴대용 또는 이동용의 전력보안 통신용 전화설비를 시설해야 합니다.
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93. 특고압 전선로의 철탑의 가장 높은 곳에 220V용 항공장애등을 설치하였다. 이 등기구의 금속제 외함은 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(2021년 KEC 규정 변경으로 인하여 종별 접지관련 문제는 출제되지 않습니다.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제 3종 접지공사
(정답률: 36%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 저압 기계기구의 경우, 절연 변압기의 부하측 1단자 또는 중성점 및 기계기구의 금속제 외함에는 제1종 접지공사를 시행해야 합니다.
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94. 옥내에 시설하는 고압의 이동전선의 종류는?

  1. 150mm2 연동선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 고압용 캡타이어 케이블
  4. 강심 알루미늄 연선
(정답률: 65%)
  • 한국전기설비규정(KEC) 342.2에 따라 옥내에 시설하는 고압용 이동전선은 반드시 고압용 캡타이어 케이블을 사용해야 합니다.
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95. 옥내에 시설하는 저압 접촉전선 공사법이 아닌것은?

  1. 점검할 수 있는 은폐된 장소의 애자사용 공사
  2. 버스 덕트 공사
  3. 금속 몰드 공사
  4. 절연 트롤리 공사
(정답률: 45%)
  • 옥내에 시설하는 저압 접촉전선 공사는 전개된 장소 또는 점검할 수 있는 은폐된 장소에 애자사용 공사, 버스 덕트 공사, 절연 트롤리 공사 방식으로 시공해야 합니다. 따라서 금속 몰드 공사는 해당 공사법에 포함되지 않습니다.
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96. 100kV 미만의 특고압 가공전선로의 지지물로 B종 철주를 사용하여 경간을 300m로 하고자 하는 경우, 전선으로 사용되는 경동 연선의 최소 단면적은 몇 mm2 이상이어야 하는가?

  1. 38
  2. 55
  3. 100
  4. 150
(정답률: 55%)
  • 특고압 가공전선로의 전선 굵기는 기본 단면적 기준과 경간에 따른 제한 기준을 적용합니다.
    일반적인 특고압 전선의 최소 단면적은 $22\text{ mm}^2$이지만, 경간 제한이 있는 경우 최소 단면적은 $55\text{ mm}^2$이상이어야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{최소 단면적} = 55\text{ mm}^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{최소 단면적} = 55\text{ mm}^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{최소 단면적} = 55$$
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97. 가요 전선관 공사에 의한 저압 옥내배선 시설과 맞지 않은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 옥외용 비닐 전선을 제외한 절연전선을 사용한다.
  2. 제 1종 금속제 가요 전선관의 두께는 0.8mm 이상으로 한다.
  3. 중량물의 압력 또는 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설한다.
  4. 전선은 연선을 사용하나 단면적 10mm2 이상인 경우에는 단선을 사용한다.
(정답률: 34%)
  • 가요 전선관 공사에서 전선은 기본적으로 연선을 사용하며, 단선을 사용할 수 있는 경우는 단면적 $10\text{mm}^2$이하(알루미늄선은 $16\text{mm}^2$이하)일 때만 가능합니다.

    오답 노트
    전선은 연선을 사용하나 단면적 $10\text{mm}^2$이상인 경우에는 단선을 사용한다: 이상이 아니라 이하일 때 단선 사용 가능
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98. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중의 몇 %를 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 80
  4. 110
(정답률: 62%)
  • 가공 전선로 지지물의 강도 계산 시, 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중의 $50\%$ (즉, $1/2$)를 기준으로 계산합니다.
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99. 옥내에 시설하는 전동기에는 소손될 우려가 있는 과전류가 생겼을 때 자동적으로 이를 저지하거나 경보하는 장치를 시설하여야 하나, 전원 측 전로에 시설하는 과전류 차단기의 정격전류가 몇[A]이하이면 생략 가능한가?

  1. 10
  2. 16
  3. 20
  4. 30
(정답률: 54%)
  • 옥내 시설 전동기의 과전류 차단기 정격전류가 $16\text{A}$이하인 경우에는 자동 저지 또는 경보 장치 시설을 생략할 수 있습니다.
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100. 과전류가 생긴 경우 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 하여야 하는 전력용 커패시터의 뱅크용량 [kVA]은?

  1. 500[kVA]초과 15000[kVA]미만
  2. 500[kVA]초과 20000[kVA]미만
  3. 50[kVA]초과 15000[kVA]미만
  4. 50[kVA]초과 10000[kVA]미만
(정답률: 64%)
  • 한국전기설비규정(KEC) 351.5에 따라, 전력용 커패시터 및 분로리액터의 뱅크용량이 500kVA 초과 15000kVA 미만인 경우에는 과전류가 발생했을 때 자동으로 전로로부터 차단하는 보호장치를 설치해야 합니다.
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