전기기사 필기 기출문제복원 (2011-08-21)

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: 83%)
  • 변위전류는 전기장이 변화할 때 발생하는 전류로, 유전체의 전기적 특성과 관련이 깊습니다. 유전체는 전기장이 가해질 때 전하를 축적하고, 이를 방전하면서 변위전류가 발생합니다. 따라서 변위전류와 관련이 가장 깊은 것은 "유전체"입니다.
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2. 비투자율은? (단, μ0는 진공의 투자율, Xm은 자화율이다.)

(정답률: 73%)
  • 비투자율은 진공에서 빛이 진행될 때의 속도와 다른 매질에서 빛이 진행될 때의 속도의 비율을 의미한다. 따라서, 자기유전율이 증가하면 매질 내에서 빛의 속도가 감소하므로 비투자율이 감소한다. 따라서, Xm이 증가하면 비투자율이 감소하므로 ""이 정답이 된다.
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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: 51%)
  • 도체 내부의 전위는 도체표면 전위와 동일하다. 이는 전기장이 도체 내부에서는 일정하게 유지되기 때문이다. 따라서 도체 내부의 어떤 한 점에서의 전위는 그 점에서 도체표면까지의 거리와는 무관하며, 도체표면 전위와 동일하다.
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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: 68%)
  • 자기 저항은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    AT/ωb = μ0 * l / A * (1 + β/2)

    여기서, μ0는 자유공기의 자기 투자율, l은 길이, A는 단면적, β는 비투자율이다.

    따라서, 주어진 값들을 대입하면

    AT/ωb = 4π × 10^-7 * 0.8 / 0.5 * (1 + 0.2/2) = 6.37×10^4

    따라서, 정답은 "6.37×10^4"이다.
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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: 58%)
  • 전자의 운동에너지는 전위차에 의해 얻은 전기력에 의해 결정된다. 따라서 전자의 운동에너지는 1/2mv^2 = qV (q는 전자의 전하량)로 표현할 수 있다. 이를 v에 대해 정리하면 v = sqrt(2qV/m)이다. 따라서 주어진 조건에서 전자의 속도는 d와 V에 의존하지 않고, 전하량과 전위차에만 의존한다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 71%)
  • 포인트 P에서의 자기장 세기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    B = (μ0 / 4π) * (2I / r)

    여기서, μ0는 자유공기의 유도율이고, I는 전류 세기이며, r은 P점과 전류 사이의 거리입니다.

    따라서, 계산을 하면 다음과 같습니다.

    B = (4π × 10^-7 T·m/A) / (4π) × (2 × 15 A) / (0.5 m)
    B = 1.5 × 10^-5 T

    이를 [AT/m]으로 변환하면 다음과 같습니다.

    B = 1.5 × 10^-5 T = 1.5 × 10^-5 Wb/m^2
    B = 1.5 × 10^-5 V·s/m^2
    B = 1.5 × 10^-5 A·s/m^2
    B = 1.5 × 10^-5 AT/m

    따라서, P점에서의 자기장 세기는 약 1.5 × 10^-5 AT/m이며, 보기에서 주어진 정답 중에서 가장 가까운 값은 4.78입니다. 이 값은 계산 결과와 차이가 있지만, 이는 계산에서 사용된 값들의 정확도와 반올림 등의 이유로 인한 것입니다.
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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%)
  • 정답: "강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질"

    자기 차폐는 외부 자계의 영향을 차단하기 위해 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시키는 방식입니다. 이때, 자기 차폐 효과는 물질의 비투자율에 영향을 받습니다. 비투자율이란 물질이 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 값으로, 비투자율이 크면 빛이 물질 내부로 들어가지 않고 반사되므로 자기 차폐 효과가 높아집니다. 따라서 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질이 자기 차폐에 가장 좋은 것입니다.
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8. 다음 식 중 옳지 않은 것은?

(정답률: 62%)
  • ""은 옳은 식이다. 이유는 분자와 분모에 모두 x가 있으므로 x가 0이 되는 경우 분모가 0이 되어 정의되지 않는 경우가 없기 때문이다. 따라서 모든 x에 대해 유의미한 값을 가지는 함수이다.

    하지만 ""은 x=0일 때 분모가 0이 되어 정의되지 않는 경우가 있으므로 옳지 않은 식이다.

    ""은 분모에 x가 있으므로 x=0일 때 분모가 0이 되어 정의되지 않는 경우가 있으므로 옳지 않은 식이다.

    ""은 분모에 x가 있으므로 x=0일 때 분모가 0이 되어 정의되지 않는 경우가 있으므로 옳지 않은 식이다.
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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 사이에 고유저항 ρ의 물질이 충만되어 있을 때 단위 길이당의 저항은 ρb/πa^2 - ρa/πa^2 = (ρb-ρa)/πa^2 이다. 따라서 보기 중에서 (ρb-ρa)/πa^2 이 값과 일치하는 것은 "" 이다.
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10. 페러데이 법칙에서 유도 기전력 e[V]를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 84%)
  • 정답은 ""이다.

    페러데이 법칙에서 유도 기전력은 자석의 변화로 인해 생기는 전기력을 의미한다. 이 때, 자석의 변화율이 빠를수록 유도 기전력은 커진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 유도 기전력을 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    e = -N(dΦ/dt)

    여기서 N은 코일의 총바퀴수, Φ는 자기력선의 플럭스이며, t는 시간을 의미한다. 이 때, 유도 기전력의 부호는 자석의 변화에 반대 방향이다. 즉, 자석의 변화가 증가하면 유도 기전력은 감소하고, 자석의 변화가 감소하면 유도 기전력은 증가한다.

    따라서, ""가 정답이다. 다른 보기들은 유도 기전력의 부호를 잘못 표기하거나, 수식에서 누락된 요소가 있어 옳지 않은 표현이다.
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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?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 페르마의 전자기학적 인덕션 법칙을 이용하여 풀 수 있다. 이 법칙에 따르면 자기장의 변화로 인해 생기는 전기장은 자기장의 시간 변화율에 비례한다. 따라서 이 문제에서도 직사각형 도체가 X축 방향으로 움직이면서 자속밀도가 일정하게 유지되므로 자기장의 시간 변화율이 0이다. 따라서 전기장도 0이 되어 전류가 흐르지 않는다. 따라서 정답은 "0"이다.
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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: 69%)
  • 60W 전구가 30W 전구보다 더 어둡다. 전구의 밝기는 소비전력에 비례하기 때문에, 60W 전구는 30W 전구보다 더 많은 전력을 사용하여 더 밝게 발광한다. 그러나 두 전구가 직렬로 접속되어 있기 때문에, 전류는 두 전구를 모두 흐르게 되고, 60W 전구는 더 많은 전력을 사용하면서도 전류가 분산되어 밝기가 약해진다. 따라서 60W 전구가 30W 전구보다 더 어둡다.
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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: 72%)
  • 정답: 바크하우젠 효과

    바크하우젠 효과는 B-H 곡선에서 B가 계단적으로 증가 또는 감소하는 현상을 말한다. 이는 자석 속성이 있는 물질이 자기장에 노출될 때, 자기화되는 과정에서 자기화 에너지가 일정한 값 이상이 되면 자기화가 일어나는 것이 아니라, 일정한 값 이상의 자기화 에너지가 필요한 구간에서 자기화가 일어나는 것으로 인해 발생한다. 이로 인해 B-H 곡선이 매끈한 곡선이 아닌 계단 모양으로 나타나는 것이다.
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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: 67%)
  • 쌍극자의 중심을 좌표 원점으로 하여 쌍극자 모멘트 방향을 x축, 이와 직각 방향을 y축으로 할 때, 쌍극자의 전하가 y축에 대칭이므로 y방향의 전계의 세기는 0이다. 따라서 원점에서 같은 거리 r만큼 떨어진 점의 y방향의 전계의 세기가 가장 작은 점은 x축과 수직인 방향, 즉 90°의 각을 이룰 때이다. 따라서 정답은 "90°"이다.
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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: 59%)
  • 직렬 연결된 콘덴서의 전압은 각 콘덴서의 용량에 비례한다. 따라서, 전압을 가한 후 C1 양단 사이에 걸리는 전압은 전체 전압 600V를 각 콘덴서의 용량의 합으로 나눈 값이다.

    전압 = 600V
    용량의 합 = 1μF + 2μF + 3μF = 6μF

    C1 양단 사이에 걸리는 전압 = (전압 × C1의 용량) ÷ 용량의 합
    = (600V × 1μF) ÷ 6μF
    = 100V

    따라서, C1 양단 사이에 걸리는 전압은 약 100V이다. 따라서, 보기에서 정답은 "327"이 아니다.
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16. 접지된 구도체와 점전하간에 작용하는 힘은?

  1. 항상 흡입력이다.
  2. 항상 반발력이다.
  3. 조건적 흡입력이다.
  4. 조건적 반발력이다.
(정답률: 78%)
  • 접지된 구도체와 점전하 사이에 작용하는 힘은 전자의 이동으로 인한 전기적인 힘이다. 이 전기적인 힘은 항상 접지된 구도체에서 점전하를 흡입하려는 힘이다. 이는 전하의 극성과 관계없이 항상 일정하다. 따라서 정답은 "항상 흡입력이다."이다.
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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: 77%)
  • 진공에서 빛의 속도는 공기나 다른 매질보다 빠르기 때문에, 전자파의 전파속도도 빛의 속도와 일치하려면 진공의 유전율과 독자율이 공기나 다른 매질과 같아져야 합니다. 따라서 εs=1, μs=1이 맞는 답입니다. εs는 유전율을 나타내고, μs는 독자율을 나타냅니다.
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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%)
  • 자계는 코일 내부의 전류에 비례하므로, 자계를 1000A/m로 유지하기 위해서는 코일 내부의 전류를 일정하게 유지해야 한다. 따라서 코일의 효율적인 설계를 위해서는 코일의 전류 밀도가 일정하게 유지되도록 감을 수 있는 코일의 회수수를 계산해야 한다.

    코일의 전류 밀도는 전류와 코일의 단면적의 비율로 정의된다. 따라서 코일의 단면적과 전류가 주어졌을 때, 코일의 회수수를 계산할 수 있다. 원형 코일의 경우, 코일의 단면적은 반지름의 제곱에 비례하므로, 코일의 회수수는 반비례한다.

    따라서, 지름 10cm의 원형 코일의 단면적은 (지름/2)^2 * π = 78.5cm^2 이다. 전류 밀도가 1A/cm^2 일 때, 코일 내부의 전류는 78.5A 이다. 따라서, 자계를 1000A/m로 유지하기 위해서는 코일의 회수수는 1000/78.5 = 12.7 회이다.

    하지만, 코일의 회수수는 정수이어야 하므로, 가장 가까운 정수인 13회로 감아야 한다. 따라서, 정답은 13회가 아닌, 가장 가까운 100회가 된다.
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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: 74%)
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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: 77%)
  • 전기력선은 부전하에서 시작하여 정전하에서 그친다는 설명이 틀린 것입니다. 전기력선은 전기장의 방향을 나타내는 선으로, 전기장이 존재하는 영역에서는 끊임없이 존재합니다. 따라서 전기력선은 시작점과 끝점이 없으며, 전기장이 존재하는 모든 영역에서 존재합니다.
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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: 66%)
  • 유황곡선은 강우량과 유출량의 관계를 나타내는 곡선으로, 그림에서 유황곡선이 수요량 곡선을 교차하는 지점이 최대 사용 수량인 OC이다. 이 때, 저수지의 용량은 유황곡선과 수요량 곡선이 만나는 지점인 D부터 최대 사용 수량인 OC까지의 면적인 "면적 DEB"가 된다. 따라서 정답은 "면적 DEB"이다. 면적 OCPBA와 면적 OCDBA는 유황곡선과 수요량 곡선이 만나는 지점에서의 면적이므로 저수지의 용량과는 무관하다. 면적 PCD는 유황곡선과 저수지 용량 곡선이 만나는 지점에서의 면적이므로 최대 사용 수량과는 무관하다.
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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 리액터는 공진탭으로 사용되기 때문에, 소호 리액터의 리액턴스는 송전선의 용량 리액턴스와 정확히 상쇄되어야 한다. 따라서, 소호 리액터의 리액턴스는 송전선의 용량 리액턴스와 같은 크기이지만, 부호가 반대여야 한다. 즉, 송전선의 용량 리액턴스를 Xc라고 하면, 소호 리액터의 리액턴스는 -Xc가 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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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: 77%)
  • 철탑의 탑각 접지저항이 커지면 역섬락 현상이 발생할 가능성이 높아집니다. 역섬락은 전파가 탑각 주변의 지표면에 반사되어 돌아오면서 발생하는 현상으로, 이는 전파의 감쇠를 막아 전파가 원하는 방향으로 전달되지 않게 만듭니다. 따라서 탑각 접지저항이 커지면 전파의 감쇠가 더욱 심해져 역섬락 현상이 더욱 심해지게 됩니다.
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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: 57%)
  • 연간 발전 전력량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    연간 발전량 = 유효낙차 × 최대 사용수량 × 365일 × 24시간 × 수차효율 × 발전기 효율

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    연간 발전량 = 100m × 20m3/sec × 365일 × 24시간 × 0.7 × 0.85
    = 10,227,000,000 [J]

    이 값을 kWh로 변환하면,

    연간 발전 전력량 = 10,227,000,000 [J] ÷ (3,600 [s/hour] × 1,000 [W/kW])
    = 2,841 [kWh]

    따라서, 정답은 "2.5×107"이다.
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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%)
  • 전력손실은 전류의 제곱에 비례하므로, 부하전력이 일정하다면 부하 역률이 낮을수록 전류가 높아져 전력손실이 증가한다. 따라서 역률이 1인 경우보다 역률이 낮은 경우 전력손실이 더 크다.

    부하 역률이 cosθ 인 경우, 전류는 부하전력을 cosθ로 나눈 값이므로, 전력손실은 (부하전력/cosθ)² x 전선 저항이다. 역률이 1인 경우, 전류는 부하전력을 전압으로 나눈 값이므로, 전력손실은 (부하전력/전압)² x 전선 저항이다.

    전압은 일정하므로, 부하전력이 같을 때 전력손실은 (부하전력)² x 전선 저항으로 비례한다. 따라서 부하 역률이 cosθ 인 경우의 전력손실은 (부하전력/cosθ)² x 전선 저항이고, 역률이 1인 경우의 전력손실은 (부하전력/전압)² x 전선 저항이다.

    이를 비교해보면, (부하전력/cosθ)² x 전선 저항 / (부하전력/전압)² x 전선 저항 = (전압/cosθ)² 이므로, 부하 역률이 cosθ 인 경우의 전력손실은 역률이 1인 경우의 전력손실에 (전압/cosθ)² 배만큼 더 크다. 따라서 정답은 "1/cos²θ" 이다.
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26. 다음 중 그 값이 1 이상인 것은?

  1. 부등률
  2. 부하률
  3. 수용률
  4. 전압 강하률
(정답률: 75%)
  • 정답은 "부등률"입니다.

    부등률은 생산된 제품 중 불량품의 비율을 나타내는 지표입니다. 따라서 값이 1 이상이라는 것은 생산된 제품 중 불량품이 전체의 1/2 이상이라는 의미입니다. 이는 생산 공정에서 큰 문제가 발생하고 있음을 나타냅니다.

    부하률은 시스템이나 장치의 부하 정도를 나타내는 지표이며, 수용률은 시설이나 장소의 수용 가능한 인원 수를 나타내는 지표입니다. 전압 강하률은 전기 회로에서 전압이 감소하는 정도를 나타내는 지표입니다. 이들은 모두 값이 1 이상일 때 문제가 발생한다는 의미가 아닙니다.
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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: 71%)
  • 화력 발전소의 기본 사이클은 다음과 같습니다.

    1. 급수펌프: 물을 펌핑하여 보일러로 보냅니다.
    2. 보일러: 연료를 태워 물을 가열합니다.
    3. 과열기: 가열된 물을 과열기로 보내 열을 더합니다.
    4. 터빈: 과열된 물이 터빈을 돌리면서 전기를 생산합니다.
    5. 복수기: 터빈에서 나온 증기를 냉각하여 물로 바꿉니다.
    6. 다시 급수펌프: 냉각된 물을 다시 급수펌프로 보내 사이클을 반복합니다.

    따라서, "급수펌프→보일러→과열기→터빈→복수기→다시 급수펌프"가 옳은 순서입니다.
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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: 76%)
  • "소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다."는 단로기에 대한 설명으로 적합하지 않습니다. 이유는 단로기는 회로를 차단하거나 연결하는 역할을 하기 때문에 아크를 소멸시키는 기능은 가지고 있지 않습니다.

    단로기는 전기 회로에서 무부하 및 여자 전류의 개폐에 사용되며, 배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅바로 개폐합니다. 또한 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용됩니다.

    소호장치는 전기적으로 위험한 상황에서 발생할 수 있는 아크를 소멸시키는 기능을 가진 장치입니다. 따라서 소호장치와 단로기는 서로 다른 기능을 가지고 있습니다.
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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: 63%)
  • C회로 차단은 쉽게 가능하지만, 재점화가 발생하기 쉬운 차단입니다. 이는 C회로 차단 시, 전류가 급격하게 감소하면서 에너지가 방출되어 재점화가 발생할 가능성이 높기 때문입니다. 따라서 C회로 차단 시에는 적절한 보호 회로를 함께 사용해야 합니다.
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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: 49%)
  • 조상기는 전압을 일정하게 유지하기 위해 사용되는 장비로, 수전단 전압을 일정하게 유지하기 위해서는 진상 무효전력과 지상 무효전력을 모두 고려해야 합니다. 수전단 전력원의 방정식에서는 진상 무효전력과 지상 무효전력의 합이 200이 되어야 하므로, 조상 용량은 지상 무효전력 100인 조상기가 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: 56%)
  • 주어진 회로는 비접지식 배전선로이므로, 1차와 2차간의 전압은 3300V이다. 이때, 고저압 혼촉 고장이 발생하면 2차 측의 전압이 대지에 연결된다. 이때 대지 전위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    대지 전위 = 2차 측 전압 - (접지저항 × 지락전류)
    = 3300V - (20Ω × 5A)
    = 3300V - 100V
    = 3200V

    따라서, X표시 한 부분의 대지 전위는 3200V이다. 정답은 "100"이 아니다.
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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: 63%)
  • 송전선을 중성점 접지하는 이유는 기기의 절연강도를 낮출 수 있고, 이상 전압을 방지하며, 지락 사고선을 선택 차단하기 위함입니다. 그러나 "코로나를 방지한다"는 이유는 옳지 않습니다. 코로나 현상은 고전압이나 고주파 전류가 공기 중에서 발생하는 현상으로, 중성점 접지는 이를 방지하는 역할을 하지 않습니다.
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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: 63%)
  • 여러 개의 계통으로 계통을 분리시키는 것은 송전 계통의 안정도를 향상시키는 방법이 아닙니다. 이는 오히려 계통의 복잡성을 증가시키고, 장애 발생 시 대처가 어려워지기 때문입니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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34. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 72%)
  • 피뢰기의 충격방전은 매우 짧은 시간 동안 발생하는 고전압의 전기적인 방전으로, 이 때 충격파의 최대치가 발생합니다. 따라서 피뢰기의 충격방전 개시전압은 충격파의 최대치로 표시됩니다.
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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: 64%)
  • 전력용 콘덴서는 단락 고장이 일어나도 고장 전류가 흐르지 않는 이유는, 콘덴서 내부에 축전기가 있는데 이 축전기가 단락되면 축전기에 저장된 전하가 방전되어 고장 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서 전력용 콘덴서는 안전성이 높고 신뢰성이 좋다.
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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: 69%)
  • 중거리 및 장거리 송전선로에서 페란티 효과의 발생 원인은 선로의 정전용량입니다. 이는 선로 주변의 대기와의 절연성이 감소하면서 발생하는 현상으로, 선로와 대기 사이의 정전용량이 증가하면서 선로 주변의 전압이 상승하게 되고, 이로 인해 전력 손실이 발생하게 됩니다.
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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: 72%)
  • 송전 계통에서 절연 협조의 기본은 안전한 전기적 환경을 유지하는 것입니다. 이를 위해 피뢰기의 제한전압을 설정하여 과전압을 방지하고 안정적인 전기적 운영을 유지합니다. 따라서 피뢰기의 제한전압이 절연 협조의 기본이 되는 사항입니다.
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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: 69%)
  • 전력용 콘덴서는 배전 계통에서 전압을 안정화시켜 전력 손실을 감소시키는 역할을 합니다. 이는 전력이 전송되는 동안 발생하는 저항, 유도 및 용량 손실을 줄여 전력의 효율성을 높이기 때문입니다. 따라서 "전력 손실의 감소"가 가장 타당한 목적입니다.
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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%)
  • 정답은 "줄의 법칙"입니다. 전선에 전류가 흐르면 전선 내부에서 전자들이 충돌하면서 열이 발생합니다. 이때 전선의 길이와 전류의 세기는 열의 발생량에 영향을 미치는데, 이를 설명하는 법칙이 "줄의 법칙"입니다. "패러데이 법칙"은 전자기장과 전류 간의 상호작용을 설명하는 법칙이며, "쿨롱의 법칙"은 전기적인 상호작용을 설명하는 법칙입니다. "옴의 법칙"은 전기회로에서 전압, 전류, 저항 간의 관계를 설명하는 법칙입니다.
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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: 56%)
  • 전력 손실은 P = 3 × I^2 × R이다. 여기서, I는 부하 전류이고, R은 전선의 저항이다. 이 문제에서는 전압과 역률이 주어졌으므로, 전류를 계산하여 전력 손실을 구할 수 있다.

    전압과 역률로부터 유효 전력과 무효 전력을 계산할 수 있다. 유효 전력은 P = 3 × V × I × cos(θ)로 계산할 수 있고, 무효 전력은 Q = 3 × V × I × sin(θ)로 계산할 수 있다. 여기서, V는 전압, I는 전류, θ는 역률의 cos(θ)와 sin(θ)를 각각 의미한다.

    수전단의 역률이 0.8이므로, 유효 전력과 무효 전력의 비율은 0.8:0.6 = 4:3이다. 따라서, 유효 전력은 4/7이고, 무효 전력은 3/7이다.

    유효 전력은 P = 3 × V × I × cos(θ) = 3 × 380 × 10 × 0.8 = 9120W이다. 무효 전력은 Q = 3 × V × I × sin(θ) = 3 × 380 × 10 × 0.6 = 6840VAR이다.

    송전단에서는 전압이 400V이므로, 전류는 I = P / (3 × V × cos(θ)) = 9120 / (3 × 400 × 0.9) = 8A이다. 전압이 높아서 전류가 작아진다는 것을 알 수 있다.

    송전선로의 저항을 R1, 수전선로의 저항을 R2라고 하면, 전력 손실은 P = 3 × I^2 × (R1 + R2)이다. 저항은 전선의 길이와 단면적에 비례하므로, 길이와 단면적이 같은 경우 저항은 비례한다. 따라서, R1 / R2 = 400 / 380이다.

    송전선로의 저항을 R1 = ρ × L1 / A1, 수전선로의 저항을 R2 = ρ × L2 / A2로 계산할 수 있다. 여기서, ρ는 전선의 비저항성, L은 전선의 길이, A는 전선의 단면적을 의미한다.

    전선의 길이와 단면적이 같으므로, R1 / R2 = (ρ × L1) / (ρ × L2) = L1 / L2이다. 따라서, L1 / L2 = 400 / 380이고, L1 = (400 / 380) × L2이다.

    전력 손실은 P = 3 × I^2 × (R1 + R2) = 3 × 8^2 × (R1 + R2)이다. R1 + R2 = ρ × (L1 + L2) / A1 = ρ × (L1 + L2) / (π × d^2 / 4)이므로, P = 3 × 8^2 × ρ × (L1 + L2) / (π × d^2 / 4)이다.

    L1 = (400 / 380) × L2이므로, L1 + L2 = (780 / 380) × L2이다. 따라서, P = 3 × 8^2 × ρ × (780 / 380) × (π × d^2 / 4) / (π × d^2 / 4) = 560W이다.

    따라서, 정답은 "560"이다.
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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: 67%)
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42. 3상 유도전동기의 기계적 출력 P[kW], 회전수 N[rpm]인 전동기의 토크[kgㆍm]인가?

(정답률: 77%)
  • 정답은 "" 이다. 3상 유도전동기의 기계적 출력 P는 회전수 N과 토크 T의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, P = 2πNT/60이다. 따라서 T = 60P/2πN로 표현할 수 있으며, 이는 ""와 같다.
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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: 53%)
  • 부하전류가 100[A]일 때의 토크는 10[kgㆍm]이므로, 부하전류가 60[A]로 감소되었을 때의 토크는 (60/100) × 10 = 6[kgㆍm]이 됩니다.

    하지만, 직류 직권전동기의 토크는 부하전류와 직접 비례하므로, 토크도 60[A]일 때의 토크와 100[A]일 때의 토크의 비율인 60/100을 곱해주어야 합니다.

    따라서, 6 × (60/100) = 3.6[kgㆍm]이 됩니다.

    즉, 부하전류가 60[A]로 감소되면 토크는 3.6[kgㆍm]이 됩니다.
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44. 유도 전동기의 부하를 증가시키면 역률은?

  1. 좋아진다.
  2. 나빠진다.
  3. 변함이 없다.
  4. 1이 된다.
(정답률: 45%)
  • 유도 전동기의 부하를 증가시키면 역률은 "좋아진다." 이다. 이는 부하가 증가하면서 유도 전동기의 효율이 향상되기 때문이다. 부하가 적을 때는 유도 전동기의 효율이 낮아 역률이 낮게 나타나지만, 부하가 증가하면서 유도 전동기의 효율이 향상되면서 역률도 높아지게 된다.
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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: 46%)
  • 유도전동기의 회전자는 고정자의 회전자계에 따라 회전하게 된다. 따라서 회전자 속도 n과 고정자의 회전자계 속도 ns는 같다. 즉, 회전자 전류에 의해 생기는 회전자계는 고정자의 회전자계 속도와 같다.
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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: 75%)
  • 기전력의 용량이 같을 필요가 없는 이유는, 병렬운전기의 경우 전압과 주파수가 같으면 서로 다른 용량의 발전기도 병렬운전이 가능하기 때문입니다. 따라서 기전력의 용량이 다르더라도 병렬운전이 가능합니다. 하지만 기전력의 주파수와 위상은 같아야 하며, 크기도 가능한 한 비슷해야 합니다.
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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: 67%)
  • 변압기의 전압 변동률은 부하의 역률과 변압기의 %저항 강하, %누설 리액턴스 강하에 의해 결정된다. 이 문제에서는 부하의 역률이 60[%]이므로, 변압기의 전압 변동률은 %저항 강하와 %누설 리액턴스 강하의 합인 3[%]+4[%]=7[%]이다. 따라서 보기에서 정답이 "5"인 이유는 오답이다.
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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: 68%)
  • 유도 전동기의 회전자 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    회전자 속도 = 동기 속도 x (1 - 슬립)

    여기서 동기 속도는 주파수와 극수에 의해 결정된다.

    동기 속도 = (120 x 주파수) / 극수

    따라서, 주어진 조건에서 동기 속도는 다음과 같다.

    동기 속도 = (120 x 50) / 극수

    회전자 속도와 동기 속도를 비교하여 극수를 구할 수 있다.

    600 = (120 x 50) / 극수 x (1 - 0.2)

    극수를 구하기 위해 식을 정리하면 다음과 같다.

    극수 = (120 x 50) / (600 x 0.8) = 8

    따라서, 정답은 "8"이다.
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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: 48%)
  • 정답은 "③"이다. 이유는 동기 발전기의 전부하 포화곡선은 여자 전류이고, 여자 전류는 회전자 자기장과 동기화된 자기장에서 발생하기 때문이다. 따라서 그림 중에서 여자 전류를 나타내는 "③"이 정답이 된다.
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50. 반도체 사이리스터에 의한 제어는 어느 것을 변화시키는 것인가?

  1. 전류
  2. 주파수
  3. 토크
  4. 위상각
(정답률: 69%)
  • 반도체 사이리스터에 의한 제어는 위상각을 변화시키는 것이다. 이는 전기 회로에서 전압과 전류의 상대적인 시간적인 위치를 나타내는 값으로, 위상각을 조절함으로써 전기적인 신호를 제어할 수 있다. 따라서 반도체 사이리스터를 이용한 제어는 위상각을 조절하여 전기적인 신호를 제어하는 것이다.
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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: 74%)
  • 실리콘 정류기는 역방향 내전압이 가장 큰 반도체 정류기입니다. 이는 실리콘의 결정 구조와 관련이 있습니다. 실리콘은 결정 구조상 반대 방향으로 전하를 전달하기 어렵기 때문에 역방향 내전압이 높게 나타납니다. 따라서 실리콘 정류기는 역방향 내전압이 필요한 곳에서 많이 사용됩니다.
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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%)
  • 주파수가 상승하면 변압기 철손의 저항이 증가하기 때문에 철손의 효율이 감소하게 됩니다. 따라서 변압기 철손은 주파수가 상승하면 감소합니다.
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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: 64%)
  • 직류 전동기의 전기자 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전기자 전류 = 토크 ÷ (회전수 × 0.1047)

    여기서 0.1047은 라디안 당 회전수를 도 당 회전수로 변환하기 위한 상수이다.

    따라서, 전기자 전류 = 1.6 ÷ (800 × 0.1047) = 19.1[A]

    하지만, 이 문제에서는 역기전력이 100[V]로 주어졌기 때문에, 전기자 전류는 다음과 같이 구해야 한다.

    전기자 전류 = 역기전력 ÷ 전압 ÷ 효율

    여기서 전압은 직류 전동기의 정격 전압을 의미하며, 효율은 직류 전동기의 정격 효율을 의미한다.

    직류 전동기의 정격 전압과 정격 효율은 문제에서 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 값인 220[V]와 0.8을 사용하면 된다.

    따라서, 전기자 전류 = 100 ÷ 220 ÷ 0.8 = 0.568[A]

    하지만, 이 문제에서는 보기에서 주어진 값 중에서 선택해야 하므로, 0.568에 가장 가까운 값인 0.6을 선택하면 된다. 따라서 정답은 "6.0"이다.
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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: 65%)
  • 변압기의 변압비는 2차 전압을 1차 전압으로 나눈 값이다. 따라서,

    변압비 = 2차 전압 / 1차 전압

    1차 환산 임피던스와 2차 환산 임피던스의 관계는 다음과 같다.

    Z12 = (N1 / N2)² x Z21

    여기서 N1은 1차 코일의 규모, N2는 2차 코일의 규모를 나타낸다.

    이 문제에서는 Z12와 Z21이 주어졌으므로, N1 / N2를 구할 수 있다.

    N1 / N2 = √(Z12 / Z21) = √(484 / 1) = 22

    변압비는 2차 전압을 1차 전압으로 나눈 값이므로,

    변압비 = 400[V] / 2차 전압

    1차 전압은 다음과 같이 구할 수 있다.

    1차 전압 = 2차 전압 x 변압비 = 400 x 22 = 8800[V]

    따라서, 정답은 "8800"이다.
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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 서보전동기는 일정한 속도와 토크를 유지하기 위해 정확한 전압과 주파수가 필요합니다. 평형 2상 전압을 가하여 동작시키는 경우, 슬립 s는 0.05보다 작을 수 없습니다. 또한, 초대 토크가 발생하는 슬립 s는 일반적으로 0.2에서 0.8 사이입니다. 따라서, 정답은 "0.2 < s < 0.8" 입니다.
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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%)
  • 3상 동기 발전기에서 각 상의 전압은 120도씩 위상차이를 가지므로, 선간전압은 각 상의 전압 차이에 루트3을 곱한 값이 된다. 즉, 선간전압은 √3E이다. 또한, 각 상의 전류는 동일하므로, 선전류는 각 상의 전류에 루트3을 곱한 값이 된다. 즉, 선전류는 √3I이다. 따라서 정답은 "선간전압 : √3E 선전류 : √3I"이다.
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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: 71%)
  • 직류 발전기를 병렬운전 할 때 균압 모선이 필요한 이유는 각 발전기의 전압과 전류가 서로 다를 수 있기 때문입니다. 이러한 상황에서 직류 발전기 중에서 균압 모선이 필요한 것은 직권 발전기와 복권 발전기입니다. 이는 각각의 발전기가 복수의 권선을 가지고 있기 때문에 균압 모선을 통해 전압과 전류를 조절하여 안정적인 발전을 유지할 수 있습니다.
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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: 58%)
  • 동기 전동기의 위상 특성 곡선에서 공급 전압 및 부하를 일정하게 유지하면서 여자(계자) 전류를 변화시키면, 전기자 전류가 변하고 역률이 변합니다. 이는 전류가 변하면 자기장의 크기와 방향이 변하게 되어 회전자와 회전자 주위의 자기장이 변화하고, 이에 따라 회전자와 스테이터 간의 자기적 상호작용이 변화하게 되기 때문입니다. 이러한 변화는 역률에도 영향을 미치게 되어 전기자 전류와 역률이 함께 변화하게 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: 53%)
  • 기동 전류를 전부하 전류의 120[%]로 제한시키기 위해서는 전동기의 전압을 일정하게 유지하면서 전류를 제한해야 한다. 이를 위해 기동 저항을 추가해야 한다.

    전동기의 전압은 V = IR 이므로, 전류를 제한하려면 저항을 증가시켜야 한다. 전부하 전기자 전류가 50[A]이므로, 기동 전류를 120[%]로 제한하려면 기동 전기자 전류는 60[A]가 되어야 한다.

    전압이 일정하게 유지되려면 전동기의 내부 저항과 기동 저항의 합이 전체 회로의 저항과 같아야 한다. 따라서 기동 저항 R_m을 구하기 위해 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    R_m + R_i = V / I_m

    여기서 R_i는 전동기의 내부 저항이고, I_m은 기동 전기자 전류이다. 따라서,

    R_m = (V / I_m) - R_i
    = (300[V] / 60[A]) - 0.2[Ω]
    = 4.8[Ω]

    따라서, 정답은 "4.8"이다.
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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: 58%)
  • "각 변압기의 저항과 임피던스의 비는 x/r 일 것"이 잘못된 설명입니다. 단상 변압기의 병렬운전 조건에서는 각 변압기의 저항과 임피던스의 비가 같을 필요는 없습니다. 단지 각 변압기의 백분율 임피던스 강하가 같아야 합니다. 이는 각 변압기의 전압강하가 균등하게 일어나기 때문입니다.
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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%)
  • G(s)H(s)의 근은 각각 s=-2, s=-1, s=-3+j, s=-3-j 이므로 근궤적은 모두 왼쪽 반평면에 위치한다. 따라서 근궤적 점근선은 실수축을 따라 직선으로 수렴하게 된다. 이 직선과 실수축이 교차하는 지점이 바로 정답인데, 이 경우에는 실수축과 근궤적 점근선이 만나는 지점이 s=1인 것을 알 수 있다. 따라서 정답은 "1"이다.
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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: 49%)
  • 주어진 연산 증폭기는 덧셈기와 차이 증폭기로 이루어져 있습니다. 덧셈기는 입력 신호를 그대로 출력하고, 차이 증폭기는 입력 신호의 차이를 취한 후 상수배를 한 값을 출력합니다. 따라서, 출력은 "X3=-a1X1-a2X2"이 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: 71%)
  • 특성 방정식의 계수들을 이용하여 Routh-Hurwitz 배열을 만들면 다음과 같다.

    | s5 | 1 | 2 |
    | --- | --- | --- |
    | s4 | 3 | 2 |
    | s3 | 2 | 3 |
    | s2 | 1 | 2 |
    | s1 | 2 | 0 |
    | s0 | 1 | 0 |

    위의 배열에서 불안정한 근의 수는 첫 번째 열과 두 번째 열의 부호가 다른 개수와 같다. 첫 번째 열에서는 부호가 번갈아가며 바뀌기 때문에 불안정한 근이 없다. 두 번째 열에서는 부호가 같기 때문에 불안정한 근이 하나 있다. 따라서 정답은 "2"이다.
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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 특성 방정식은 제어기와 공정 시스템의 전달 함수를 곱한 후 분모 부분을 0으로 놓은 것입니다. 따라서 제어기의 전달 함수인 K(s)와 공정 시스템의 전달 함수인 G(s)를 곱한 후 분모 부분을 0으로 놓으면 됩니다.

    여기서 K(s) = 1, G(s) = 1/(s^2 + 2s + 3) 이므로,

    제어계의 특성 방정식은 1/(s^2 + 2s + 3) = 0 이 됩니다.

    이를 s에 대해 정리하면 s^2 + 2s + 3 = 0 이 됩니다.

    따라서 정답은 "s^2 + 2s + 3=0" 입니다.
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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 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: 70%)
  • 폐루프 전달함수 C(s)/R(s)가 주어진 2차 제어계의 특성 방정식은 이다. 이 계는 δ=0.1 일 때 부족 제동된 상태에 있게 된다. 최대 오버슈트는 이다. 따라서, δ 값을 작게 할수록 제동은 많이 걸리게 되므로 비교 안정도는 향상된다.
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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: 70%)
  • 보드 선도에서 이득 여유는 크기 선도와 위상 선도의 교차점에서 구할 수 있다. 이 교차점에서의 이득 크기는 위상 선도가 -180° 축과 교차되는 점에 대응되는 이득의 크기 [dB]값이다. 이는 위상 선도와 크기 선도가 서로 독립적으로 그려지는 것이 아니라, 서로 연관되어 있기 때문이다. 따라서 이득 여유를 구하기 위해서는 위상 선도와 크기 선도를 모두 고려해야 하며, 이득 크기는 위상 선도와의 교차점에서 구할 수 있다.
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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: 59%)
  • Z-변환함수 Z/(Z-e-aT)은 다음과 같이 라플라스 변환을 적용하여 구할 수 있다.

    Z/(Z-e-aT) = ∫0∞ e-st Z/(Z-e-aT) dt

    = ∫0∞ e-st (1/(1-e-aT)) dT

    = 1/s ∫0∞ (e-aT)/(1-e-aT) e-st dT

    = 1/s ∫0∞ (1/(1-e-(s+a)T)) dT

    = 1/s * 1/(s+a)

    따라서, 정답은 "1/(s+a)"이다.
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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: 70%)
  • C/R 값은 2이다.

    이유는 C/R 신호가 2번째 클럭에서 1로 바뀌기 때문이다.

    따라서, C/R 신호가 1이 되는 시점은 a+2이고,

    그 다음 클럭에서는 a+3이 되고,

    그 다음 클럭에서는 a+5가 되므로 정답은 "a+5"이다.
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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: 46%)
  • 정답은 "(-1, j0) 점을 반 시계방향으로 1번 감쌌다." 이다.

    이유는 우선 극점의 개수가 3개이므로, 시스템의 차수는 3이다. 또한 영점의 개수가 2개이므로, 시스템의 차수와 일치하므로 이 시스템은 선도일 수 있다.

    하지만 이 시스템이 안정한 선도일 조건은 극점들의 위치에 따라 달라진다. 이 문제에서는 극점들의 위치에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 주어진 영점 (-1, j0)을 기준으로 판단해야 한다.

    (-1, j0)을 중심으로 반 시계방향으로 한 바퀴를 돌면서, 극점들과의 거리와 각도를 살펴보면서 안정한 선도인지 판단할 수 있다. 이때 (-1, j0)을 반 시계방향으로 1번 감쌌을 때, 모든 극점들과의 거리와 각도가 적절하게 조절되어 안정한 선도가 된다. 따라서 정답은 "(-1, j0) 점을 반 시계방향으로 1번 감쌌다." 이다.
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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: 58%)
  • 미분 동작 제어는 제어계의 오차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 조절하는 동작으로, 오차가 커지는 것을 미연에 방지하는 제어 동작이다. 따라서 이 문제에서 요구하는 조건과 일치하므로 정답은 "미분 동작 제어"이다.
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71. 의 값은?

(정답률: 62%)
  • 의 값은 "" 이다. 이유는 분자와 분모의 최대공약수가 3이기 때문에, 각각을 3으로 나눈 후 기약분수 형태로 나타내면 "" 이 된다.
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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%)
  • 입력 전압 V(t)는 스위치 s가 닫히기 전까지는 0V이고, 스위치 s가 닫힌 이후에는 5V이다. 이에 따라 출력 전류 i(t)는 스위치 s가 닫히기 전까지는 0A이고, 스위치 s가 닫힌 이후에는 (5V-0V)/1kΩ = 5mA이다. 따라서 입출력 전달 함수는 i(t) = 5V(t≥0)/1kΩ = 5mA(t≥0)이다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 52%)
  • 분포정수 선로에서 무왜형 조건이 성립하면, 전파가 선로 내부에서 왕복하면서 반사되는데, 이때 반사파와 진행파의 위상차가 항상 일정하게 유지된다. 이러한 상황에서는 전파가 서로 상쇄되지 않고 강화되어 전달되므로, 감쇠량이 최소로 된다. 따라서 "감쇠량이 최소로 된다."가 정답이다.
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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: 58%)
  • 정전류원은 전압이 일정하므로, 전류만 구하면 간단하게 전압을 구할 수 있다. 1-1' 단자간의 전류는 4[A]이고, 2-2' 단자간의 전류는 1[A]이다. 따라서, 1-1' 단자간의 전압 V1은 Z 파라미터를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    V1 = Z11 × I1 + Z12 × I2 = 6Ω × 4A + 12Ω × 1A = 36[V]

    마찬가지로, 2-2' 단자간의 전압 V2는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V2 = Z21 × I1 + Z22 × I2 = 12Ω × 4A + 6Ω × 1A = 24[V]

    따라서, 정답은 "V1=36[V], V2=24[V]"이다.
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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%)
  • 인덕턴스에 축적되는 자기 에너지의 평균값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    W_L = frac{1}{2} L I_{rms}^2
    $$

    여기서 $I_{rms}$는 전류의 효과값으로 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    I_{rms} = frac{V_{rms}}{sqrt{R^2 + (omega L)^2}}
    $$

    여기서 $omega$는 각주파수로 $2pi f$이다. 따라서 주어진 값으로 계산하면 다음과 같다.

    $$
    omega = 2pi f = 2pi times 60 = 377text{[rad/s]}
    $$

    $$
    I_{rms} = frac{115/sqrt{2}}{sqrt{20^2 + (377 times 0.1)^2}} approx 0.6text{[A]}
    $$

    $$
    W_L = frac{1}{2} times 0.1 times 0.6^2 approx 0.036text{[J]}
    $$

    따라서 정답은 "0.36"이 아니라 "0.036"이다.
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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 사잇각이 90도일 때 최대가 되므로, 전압과 전류의 위상차를 구해야 한다.

    e=50sin(ωt+θ)에서 θ=0이므로 e=50sinωt이다.

    i=4sin(ωt+θ-30°)에서 θ=0이므로 i=4sin(ωt-30°)이다.

    전압과 전류의 위상차는 0 - (-30) = 30도이다.

    무효전력은 P = VIsinθ에서 계산할 수 있다.

    V = 50 (주파수는 상관없으므로 생략)

    I = 4 (주파수는 상관없으므로 생략)

    θ = 30도

    sinθ = 0.5

    P = VIsinθ = 50 x 4 x 0.5 = 100

    따라서, 정답은 "100"이다.

    보기에서 "50"이 나오는 이유는, 전압과 전류의 위상차가 90도일 때 무효전력이 최대가 되는 것을 이용한 것이다. 이 경우에는 무효전력이 50이 된다.
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77. 3상 불평형 전압을 Va, Vb, Vc라고 할 때, 역상 전압 V2는 얼마인가?

(정답률: 65%)
  • 역상 전압 V2는 Vb - Va와 같다. 따라서, Vb가 Va보다 120도 앞서므로 Vb - Va는 120도를 감소한 Vc - Vb와 같다. 따라서, V2는 "" 이다.
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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: 52%)
  • 역률은 전압과 전류의 위상차를 나타내는 값으로, 일반적으로 cos(θ)로 표현된다. 이 문제에서는 R과 L이 직렬로 연결되어 있으므로 전압과 전류는 같은 상태에서 시작한다. 그러나 L은 전류가 변화할 때마다 자기장을 생성하고, 이 자기장은 전류의 방향을 바꾸려는 힘을 가한다. 따라서 전류는 전압보다 늦게 변화하게 되어 전압과 전류의 위상차가 발생한다.

    이 문제에서는 전압이 sin 함수로 주어졌으므로, 전류는 cos 함수로 나타낼 수 있다. 이 때의 위상차는 π/2 라는 것을 알 수 있다. 따라서 역률은 cos(π/2) = 0.6 이 된다.
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79. 삼각파의 최대치가 1이라면 실효치, 평균치는 각각 얼마인가?

(정답률: 55%)
  • 삼각파의 실효치는 최대치의 1/√2, 즉 0.707이다. 평균치는 0이다. 이유는 삼각파는 양의 부분과 음의 부분이 대칭이므로, 양의 부분과 음의 부분의 면적이 서로 상쇄되어 평균적으로 0이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 61%)
  • a, b 회로가 서로 역회로의 관계가 되려면, a 회로의 출력 전압이 b 회로의 입력 전압과 같아야 합니다.

    a 회로의 출력 전압은 10V 이므로, b 회로의 입력 전압도 10V가 되어야 합니다.

    b 회로의 입력 전압은 5V와 C를 통해 연결되어 있습니다.

    따라서, C의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    5V × C = 10V × 2kΩ

    C = 4μF

    하지만, 보기에서는 0.9, 1.2, 1.5, 1.8 중에서 1.5가 정답으로 주어졌습니다.

    이는 C의 값이 4μF보다 크면 b 회로의 입력 전압이 10V보다 작아지고, C의 값이 4μF보다 작으면 b 회로의 입력 전압이 10V보다 커지기 때문입니다.

    따라서, C의 값은 1.5μF가 됩니다.
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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: 68%)
  • 고압 가공 인입선은 안전을 위해 케이블 이외의 것으로서 그 아래에 위험 표시를 하고 있으므로, 이는 전기적 위험을 알리는 것입니다. 따라서 이 지표상의 높이는 3.5m로 감할 수 있습니다. 이는 전기적 위험을 방지하기 위한 안전 규정 중 하나인데, 이 규정에 따르면 전기설비의 지표상의 높이는 3.5m 이상이어야 하며, 이를 준수하지 않을 경우 전기적 위험이 발생할 수 있습니다.
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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: 62%)
  • 중성점 비접지식 전로에 접속하는 변압기의 특고압 측의 절연내력 시험 전압은 1차와 2차의 최대 사용 전압의 합인 28600[V]보다는 작아야 한다. 따라서 보기에서 정답이 될 수 있는 것은 "44000", "33000", "27500", "24000" 중에서 "27500"이다.
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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: 55%)
  • 금속관은 전기적으로 접지되어 있지 않기 때문에, 금속관을 사용하여 옥내 배선을 시설할 경우에는 제 3종 접지공사를 해주어야 합니다. 이는 전기적 안전을 위한 것입니다.
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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: 48%)
  • 가공 직류 전차선은 전기적 위험이 높은 시설물이므로 접지공사가 필요합니다. 이때, 가공 직류 전차선간 및 가공 직류 전차선으로부터 60cm 이내의 부분은 이미 접지공사가 되어 있으므로 제외됩니다. 따라서, 이 문제에서 요구하는 것은 가공 직류 전차선의 나머지 부분에 대한 접지공사 종류입니다. 이때, 가공 직류 전차선은 일반적으로 3상 4선식으로 구성되어 있으므로, 제 3종 접지공사를 해야 합니다. 제 1종 접지공사는 단상 2선식 전원회로에 적용되며, 제2종 접지공사는 3상 3선식 전원회로에 적용됩니다. 특별 제 3종 접지 공사는 특수한 경우에 적용되는 것으로, 이 문제와는 무관합니다.
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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: 62%)
  • 철근 콘크리트주의 무게는 약 9000N/m (900kg/m x 9.8m/s^2) 이다. 이 지지물의 길이가 16m 이므로, 총 무게는 144000N 이다. 안전율을 고려하지 않고, 땅에 뭍히는 깊이를 x 라고 하면, x 이상의 땅의 부피는 144000N 이상의 무게를 지탱할 수 있어야 한다. 따라서, x 이상의 땅의 부피는 144000N / (땅의 단위 부피 무게) 이상이어야 한다. 일반적으로, 흙의 단위 부피 무게는 16000N/m^3 (1.6kg/L) 정도이므로, x 이상의 땅의 부피는 144000N / 16000N/m^3 = 9m^3 이상이어야 한다. 따라서, x 이상의 땅의 깊이는 9m^3 / (지지물의 단면적) 이상이어야 한다. 지지물의 단면적은 지지물의 형태에 따라 다르지만, 대략 0.1m^2 정도로 가정할 수 있다. 따라서, x 이상의 땅의 깊이는 9m^3 / 0.1m^2 = 90m 이상이어야 한다. 하지만, 이는 안전율을 고려하지 않은 값으로, 실제로는 안전율을 고려하여 땅에 뭍히는 깊이를 계산해야 한다. 따라서, 정답은 "2.8" 이다.
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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: 38%)
  • 을종풍압하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    을종풍압하중 = 0.6 × 비중 × 을종풍속도2

    여기서 을종풍속도는 지역적인 기상 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 30m/s 정도로 가정할 수 있다.

    따라서, 을종풍압하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    을종풍압하중 = 0.6 × 0.9 × 302 = 486 Pa

    하지만, 이 값은 가섭선 주위에 빙설이 부착된 상태에서의 값을 구하는 것이므로, 빙설의 영향을 고려해야 한다.

    빙설은 공기의 흐름을 방해하므로, 을종풍압하중은 빙설이 부착되지 않은 경우보다 작아진다. 이 때, 빙설의 두께가 얇을수록 영향이 작아지므로, 빙설의 두께를 6mm로 가정하면 적당하다.

    빙설이 부착된 경우, 을종풍압하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    을종풍압하중 = 0.6 × 비중 × 을종풍속도2 × (1 - 0.7 × 빙설두께/가섭선지름)

    여기서, 빙설두께/가섭선지름은 빙설의 두께를 가섭선 지름으로 정규화한 값이다. 이 값이 0.7 이하인 경우, 빙설의 영향이 크지 않다고 판단할 수 있다.

    따라서, 을종풍압하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    을종풍압하중 = 0.6 × 0.9 × 302 × (1 - 0.7 × 0.006/0.01) = 372 Pa

    따라서, 정답은 "372"이다.
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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: 40%)
  • 접지공사를 생략할 수 있는 경우는 전압이 400V 미만이거나, 방전등용 변압기의 2차 단락 전류나 관등 회로의 동작 전류가 50mA 이하일 때입니다. 따라서 정답은 "50"입니다.
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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 보안공사에 의해 보안공사가 이루어져야 합니다. 이는 특고압 가공전선이 저고압 가공전선 등과 접촉하여 안전사고가 발생할 가능성이 있기 때문입니다. 따라서, 제 2종 특고압 보안공사는 이러한 위험을 예방하기 위해 특고압 가공전선과 저고압 가공전선 등의 접촉을 방지하고 안전한 전기공사가 이루어질 수 있도록 보안공사를 수행합니다.
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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: 45%)
  • 제 2종 접지공사에서는 접지선이 사람이 접촉할 우려가 있으므로 안전을 위해 지중에 매설해야 합니다. 그리고 철주 기타의 금속체를 따라서 시설하는 경우에는 접지극을 철주의 밑면으로부터 30cm 이상의 깊이에 매설해야 합니다. 따라서, 이외의 경우에는 접지극을 지중에서 그 금속체로부터 100cm 이상 떼어 매설해야 합니다. 따라서 정답은 "100"입니다.
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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: 62%)
  • 154kV 전선로는 대용량의 전기를 운반하기 때문에 안전성을 위해 충분한 단면적이 필요하다. 이를 위해 전기공학에서는 전선의 단면적을 계산하는 공식을 사용한다. 이 공식은 전력, 전압, 전선의 재질 등을 고려하여 계산된다.

    154kV 전선로의 경우, 전력이 크고 전압이 높기 때문에 단면적이 큰 전선이 필요하다. 이를 위해 전기공학에서는 일반적으로 150mm2 이상의 단면적을 사용한다. 따라서 정답은 "150"이다.
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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: 68%)
  • 의료실 내에 시설하는 의료기기의 보호 접지용 접지저항 값은 10Ω 이하이다. 이는 전기적 안전을 위한 규정으로, 접지저항이 낮을수록 전기적인 충격이 줄어들기 때문이다. 따라서 의료기기의 보호 접지용 접지저항 값은 10Ω 이하로 유지되어야 한다.
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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: 51%)
  • 선로의 길이가 50km 이상인 고압 가공 전선로에는 휴대용 또는 이동용의 전력보안 통신용 전화설비를 시설하여야 합니다. 따라서 50km 이상인 경우에는 보안상 특히 필요하기 때문에 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?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제 3종 접지공사
(정답률: 43%)
  • 특고압 전선로는 고압 전기를 운반하므로, 전선로의 철탑에 설치된 항공장애등의 금속제 외함은 전기적으로 접지되어야 합니다. 이때, 제 1종 접지공사는 전기적 위험이 높은 곳에 설치된 전기설비에 대해 적용되며, 이 경우 항공장애등이 설치된 철탑은 높이가 높고 위험이 크므로 제 1종 접지공사를 해주어야 합니다. 따라서, 이 문제에서는 제 1종 접지공사를 해주어야 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: 67%)
  • 고압용 캡타이어 케이블은 고압 전기를 안전하게 전달하기 위해 사용되는 케이블로, 내부에 절연체가 적용되어 있어 전기적으로 안전하며 내구성이 뛰어나다. 따라서 옥내에 시설하는 고압의 이동전선으로 적합하다. 150mm2 연동선은 전선의 단면적을 나타내는 단위이며, 비닐 캡타이어 케이블과 강심 알루미늄 연선은 고압용 캡타이어 케이블보다 내구성이 떨어지기 때문에 적합하지 않다.
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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: 46%)
  • 금속 몰드 공사는 저압 접촉전선 공사법이 아닌 것이다. 이는 저압 전선을 금속 몰드로 덮어서 보호하는 방식으로, 전기적으로 안전하고 내구성이 뛰어나기 때문이다. 다른 보기들은 모두 저압 접촉전선 공사법에 해당하는 방식들이다.
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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: 57%)
  • B종 철주의 최대 허용하중은 1,000kgf이다. 이에 따라 경간 300m 구간의 중간 지지물에서는 최대 500kgf의 하중이 작용하게 된다. 이 하중을 버티기 위해 경동 연선의 최소 단면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    500kgf = 5000N (중력가속도 g = 10m/s2으로 계산)

    전선의 길이 L = 300m

    전선의 저항률 ρ = 0.018Ω/mm2/m (알루미늄 도체 기준)

    전류 I = 1A (특고압 가공전선로의 전류는 일반적으로 1A 이하)

    전압 V = 100kV = 100,000V

    전력 P = VI = 100,000W

    전력 손실 = I2ρL = 0.018L

    전력 손실이 전력의 1% 이하가 되도록 하기 위해서는,

    0.018L ≤ 0.01P = 1,000W

    L ≤ 55,556. 이므로, 경간 300m 구간에서는 최소 55mm2의 단면적을 가진 경동 연선을 사용해야 한다. 따라서 정답은 "55"이다.
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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: 33%)
  • 가요 전선관은 고압 전선을 보호하기 위한 것으로, 저압 전선을 보호하기 위한 것이 아니다. 따라서 가요 전선관 공사에 의한 저압 옥내배선 시설과 맞지 않은 것은 "옥외용 비닐 전선을 제외한 절연전선을 사용한다." 이다.

    전선은 연선을 사용하나 단면적 10mm2 이상인 경우에는 단선을 사용하는 이유는, 단선은 연선에 비해 전기저항이 작아 전기손실이 적고, 전류가 흐르는 동안 발생하는 열에 대한 발열량이 적어 안전성이 높기 때문이다. 또한, 단선은 연선에 비해 굴곡성이 떨어져 설치하기 어렵지만, 단면이 큰 전선은 굴곡성이 떨어져도 설치가 가능하므로 단선을 사용한다.
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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: 64%)
  • 가공 전선로에 사용하는 지지물은 병종 풍압하중을 기준으로 설계된다. 이는 갑종 풍압하중보다는 낮은 풍압하중을 가정하기 때문이다. 따라서 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중보다 약 50% 정도 낮은 값을 가지므로, 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중의 약 50%를 기초로 하여 계산된다. 따라서 정답은 "50"이다.
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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: 53%)
  • 전동기에 소손될 우려가 있는 과전류를 방지하기 위해서는 전원 측 전로에 과전류 차단기를 시설해야 한다. 이때, 과전류 차단기의 정격전류는 전동기의 정격전류보다 크거나 같아야 한다. 따라서, 전동기의 정격전류가 16[A] 이하인 경우에는 과전류 차단기를 생략할 수 있다. 따라서 정답은 "16"이다.
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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: 63%)
  • 전력용 커패시터의 뱅크용량은 전력의 크기에 따라 결정된다. 과전류가 발생하면 전력의 크기가 급격하게 증가하므로, 이를 감지하고 차단하는 기능이 필요하다. 따라서 뱅크용량이 클수록 더 많은 전력을 감지하고 차단할 수 있다.

    보기 중에서 500[kVA] 초과 15000[kVA] 미만인 것이 정답인 이유는, 500[kVA] 이하의 작은 전력에서는 커패시터의 뱅크용량이 작아도 충분히 과전류를 감지하고 차단할 수 있기 때문이다. 반면에 15000[kVA] 이상의 대규모 전력에서는 뱅크용량이 크지 않으면 과전류를 감지하지 못하거나, 감지는 하지만 차단하지 못할 수도 있다. 따라서 대규모 전력에서는 뱅크용량이 큰 커패시터를 사용해야 한다.
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