전기기사 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

전기기사 2012-03-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기기사 2012-03-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기기사
(2012-03-04 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 표피 부근에 집중해서 전류가 흐르는 현상을 표피효과라 하는데, 표피효과에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 도체에 교류가 흐르면 표면에서부터 중심으로 들어갈수록 전류밀도가 작아진다.
  2. 표피효과는 고주파일수록 심하다.
  3. 표피효과는 도체의 전도도가 클수록 심하다.
  4. 표피효과는 도체의 투자율이 작을수록 심하다.
(정답률: 76%)
  • 표피효과는 주파수, 도체 전도도, 투자율의 제곱근에 비례하여 심해집니다. 따라서 투자율이 작을수록 표피효과는 약해지므로, 투자율이 작을수록 심하다는 설명은 틀린 것입니다.
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2. 30 V/m의 전계내의 80V 되는 점에서 1C의 전하를 전계 방향으로 80cm 이동한 경우, 그 점의 전위 [V]는?

  1. 9
  2. 24
  3. 30
  4. 56
(정답률: 77%)
  • 전위차는 전계의 세기와 이동 거리의 곱으로 나타나며, 전계 방향으로 이동할 경우 전위는 감소합니다. 따라서 처음 전위에서 전위 강하분을 빼주어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{A} = V_{B} - E d$
    ② [숫자 대입] $V_{A} = 80 - 30 \times 0.8$
    ③ [최종 결과] $V_{A} = 56$
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3. 그림과 같이 반지름 a[m]인 원형 단면을 가지고 중심 간격이 d[m]인 평행왕복도선의 단위 길이당 자기인덕턴스[H/m]는? (단, 도체는 공기중에 있고 d ≫ a로 한다.)

(정답률: 61%)
  • 평행왕복도선의 단위 길이당 자기인덕턴스는 도체 내부의 자기 인덕턴스와 도체 외부의 상호 인덕턴스를 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{d}{a} + \frac{\mu_0}{8\pi}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} (\ln \frac{d}{a} + \frac{1}{4})$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{d}{a} + \frac{\mu_0}{8\pi}$
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4. 최대 전계 Em=6인 평면 전자파가 수중을 전파할때 자계의 최대치는 약 몇 [AT/m]인가? (단, 물의 비유전율 εs =80, 비투자율 μs =1 이다.)

  1. 0.071
  2. 0.142
  3. 0.284
  4. 0.426
(정답률: 66%)
  • 매질 내에서 전계와 자계의 비는 고유 임피던스로 정의되며, 이는 투자율과 유전율의 함수로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{E}{\sqrt{\frac{\mu_0 \mu_s}{\epsilon_0 \epsilon_s}}} = \frac{E}{377 \times \sqrt{\frac{\mu_s}{\epsilon_s}}}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{6}{377 \times \sqrt{\frac{1}{80}}}$
    ③ [최종 결과] $H = 0.142$
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5. 변위 전류에 의하여 전자파가 발생되었을 때 전자파의 위상은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 변위전류보다 90° 늦다.
  2. 변위전류보다 90° 빠르다.
  3. 변위전류보다 30° 빠르다.
  4. 변위전류보다 30° 늦다.
(정답률: 57%)
  • 변위전류는 전계의 시간적 변화율에 비례하며, 전계보다 위상이 $90^{\circ}$ 빠릅니다. 전자파의 전계와 자계는 서로 동상이므로, 결과적으로 전자파의 위상은 변위전류보다 $90^{\circ}$ 늦게 됩니다.
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6. 비유전율 εr =6, 비투자율 μr =1, 도전율 σ=0인 유전체 내에서의 전자파의 전파속도는 약 몇 [m/s]인가?

  1. 1.22×108
  2. 1.22×107
  3. 1.22×106
  4. 1.22×105
(정답률: 71%)
  • 유전체 내에서 전자파의 전파속도는 매질의 투자율과 유전율에 의해 결정됩니다. 빛의 속도를 이용하여 비유전율과 비투자율의 관계로 빠르게 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_r \mu_r}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{6 \times 1}}$
    ③ [최종 결과] $v = 1.22 \times 10^8$
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7. 강자성체의 세 가지 특성에 포함되지 않는 것은?

  1. 와전류 특성
  2. 히스테리시스 특성
  3. 고투자율 특성
  4. 포화 특성
(정답률: 68%)
  • 강자성체는 고투자율, 히스테리시스(이력) 현상, 자기 포화 특성을 가지는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    와전류 특성: 자속의 시간 변화에 의해 발생하는 전류 현상으로, 물질 자체의 자성 특성이 아닌 전자기 유도 현상입니다.
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8. 평등 자계와 직각방향으로 일정한 속도로 발사된 전자의 원운동에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 플레밍의 오른손 법칙에 의한 로렌쯔의 힘과 원심력의 평형 원운동이다.
  2. 원의 반지름은 전자의 발사속도와 전계의 세기의 곱에 반비례한다.
  3. 전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 관계되지 않는다.
  4. 전자의 원운동 주파수는 전자의 질량에 비례한다.
(정답률: 58%)
  • 전자가 평등 자계 속에서 원운동을 할 때, 주기는 전자의 질량과 자속밀도, 전하량에 의해서만 결정되며 발사 속도와는 무관합니다.
    $$T = \frac{2\pi m}{Be}$$
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9. 매질이 완전 유전체인 경우의 전자 파동 방정식을 표시하는 것은?

(정답률: 57%)
  • 완전 유전체 내에서 전계 $\text{E}$와 자계 $\text{H}$의 시간적, 공간적 변화를 나타내는 전자 파동 방정식은 다음과 같습니다.

    $$\nabla^{2}E = \epsilon\mu\frac{\partial^{2}E}{\partial t^{2}}, \nabla^{2}H = \epsilon\mu\frac{\partial^{2}H}{\partial t^{2}}$$
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10. 내압 1000V 정전용량 1μF, 내압 750V 정전용량 2μF, 내압 500V 정전용량 5μF인 콘덴서 3개를 직렬로 접속하고 인가 전압을 서서히 높이면 최초로 파괴되는 콘덴서는?

  1. 1μF
  2. 2μF
  3. 5μF
  4. 동시에 파괴된다.
(정답률: 86%)
  • 콘덴서가 직렬로 연결되면 모든 콘덴서에 동일한 전하량 $Q$가 쌓입니다. 각 콘덴서가 견딜 수 있는 최대 전하량 $Q = CV$를 계산하여, 가장 작은 전하량에서 파괴가 시작되는 콘덴서를 찾습니다.
    ① [기본 공식] $Q = C \times V$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_1 = 1 \times 10^{-6} \times 1000 = 1 \times 10^{-3}$$
    $$Q_2 = 2 \times 10^{-6} \times 750 = 1.5 \times 10^{-3}$$
    $$Q_3 = 5 \times 10^{-6} \times 500 = 2.5 \times 10^{-3}$$
    ③ [최종 결과] $Q_1 = 1 \times 10^{-3} \text{ C}$
    최대 전하량이 가장 작은 $1\mu\text{F}$ 콘덴서가 가장 먼저 파괴됩니다.
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11. 동일한 금속 도선의 두 점간에 온도차를 주고, 고온쪽에서 저온쪽으로 전류를 흘리면, 줄열 이외에 도선속에서 열이 발생하거나 흡수가 일어나는 현상을 지칭하는 것은?

  1. 지벡 효과
  2. 톰슨효과
  3. 펠티에 효과
  4. 볼타 효과
(정답률: 71%)
  • 동일한 금속 도선 내에서 온도차를 주고 전류를 흘릴 때, 줄열 외에 열의 흡수나 발생이 일어나는 현상을 톰슨효과라고 합니다.

    오답 노트
    지벡 효과: 서로 다른 두 금속 접점에 온도차를 주어 기전력이 발생하는 현상
    펠티에 효과: 서로 다른 두 금속 접점에 전류를 흘려 열을 흡수하거나 발생시키는 현상
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12. 등자위면의 설명으로 잘못된 것은?

  1. 등자위면은 자력선과 직교한다.
  2. 자계 중에서 같은 자위의 점으로 이루어진 면이다.
  3. 자계 중에 있는 물체의 표면은 항상 등자위면이다.
  4. 서로 다른 등자위면은 교차하지 않는다.
(정답률: 63%)
  • 등자위면은 자계 내에서 자위(Magnetic Potential)의 값이 같은 점들을 연결한 면을 의미합니다.
    자계 중에 있는 물체의 표면이 항상 등자위면이 되는 것은 아니므로 잘못된 설명입니다.

    오답 노트
    등자위면은 자력선과 직교하며, 서로 다른 등자위면은 절대 교차하지 않습니다.
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13. 미분 방정식의 형태로 나타낸 맥스웰의 전자계 기초 방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 79%)
  • 맥스웰 방정식은 전자기 현상을 설명하는 4가지 기초 방정식으로, 미분 형태의 정답은 다음과 같습니다.
    $$\text{rot } E = -\frac{\partial B}{\partial t}, \text{ rot } H = i + \frac{\partial D}{\partial t}, \text{ div } D = \rho, \text{ div } B = 0$$
    각 식의 의미는 다음과 같습니다.
    1. $\text{div } D = \rho$: 전하는 무한한 원점으로 발산함
    2. $\text{div } B = 0$: 자석의 N극과 S극은 분리될 수 없음
    3. $\text{rot } H = i + \frac{\partial D}{\partial t}$: 전류와 전계의 변화가 자계를 생성함
    4. $\text{rot } E = -\frac{\partial B}{\partial t}$: 자계의 변화가 전계를 생성함
    따라서 정답은 입니다.
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14. 그림과 같은 회로에서 스위치를 최초 A에 연결하여 일정한 전류 I0[A]를 흘린 다음, 스위치를 급히 B로 전환할 때 저항 R[Ω]에는 1[s]간에 얼마만한 열량 [cal]이 발생 하는가?

(정답률: 61%)
  • 인덕터에 흐르는 전류는 급격히 변할 수 없으므로, 스위치를 B로 전환하는 순간 저항 $R$에는 기존의 전류 $I_0$가 그대로 흐르게 됩니다. 이때 인덕터에 저장된 에너지가 모두 열량으로 방출되며, 줄(J) 단위를 칼로리(cal)로 변환하기 위해 $4.2$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{\frac{1}{2} L I_0^2}{4.2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{1}{2 \times 4.2} L I_0^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = \frac{1}{8.4} L I_0^2$$
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15. 비유전율 εs =2.2, 고유저항 ρ=1011[Ωㆍm]인 유전체를 넣은 콘덴서의 용량이 200[μF]이었다. 여기에 500[kV] 전압을 가하였을 때 누설전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 4.2
  2. 5.1
  3. 51.3
  4. 61.0
(정답률: 61%)
  • 유전체의 누설전류는 전압을 유전체의 저항으로 나눈 값이며, 저항은 비저항과 유전율, 정전용량의 관계로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V C}{\rho \epsilon_0 \epsilon_s}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{500 \times 10^3 \times 200 \times 10^{-6}}{10^{11} \times 8.85 \times 10^{-12} \times 2.2}$
    ③ [최종 결과] $I = 51.3$
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16. 자유공간 중에서 x=-2, y=4[m]를 통과하고 z축과 평행인 무한장 직선도체에 +z축 방향으로 직류전류 I[A]가 흐를때 점 (2,4,0)[m] 에서의 자계 H[A/m]는?

(정답률: 46%)
  • 무한장 직선도체에 의한 자계의 세기는 앙페르 법칙을 이용하며, 방향은 오른나사 법칙을 따릅니다.
    도체 위치 $(-2, 4, 0)$와 측정점 $(2, 4, 0)$ 사이의 거리 $r$은 $4\text{m}$이며, 전류가 $+z$ 방향으로 흐를 때 점 $(2, 4, 0)$에서의 자계 방향은 $+y$ 방향이 됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{I}{2\pi \times 4}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I}{8\pi} a_y$
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17. 환상 철심에 권수 1000회의 A코일과 권수 N회의 B 코일이 감겨져 있다. A코일의 자기 인덕턴스가 100[mH]이고, 두 코일 사이의 상호 인덕턴스가 20[mH], 결합 계수가 1일 때 B코일의 권수 N은?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 74%)
  • 결합 계수가 1인 이상적인 결합 상태에서 두 코일의 권수비는 인덕턴스의 제곱근 비 또는 상호 인덕턴스와 자기 인덕턴스의 비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{N_1}{N} = \frac{L_1}{M}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1000}{N} = \frac{100}{20}$
    ③ [최종 결과] $N = 200$
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18. 반지름 a[m]의 원판형 전기 2중층의 중심축상 x[m]의 거리에 있는 점 P(+전하측)의 전위는? (단, 2중층의 세기는 M[C/m]이다.)

(정답률: 58%)
  • 원판형 전기 2중층의 중심축상 전위는 2중층의 세기와 유전율, 그리고 기하학적 구조(각도 또는 거리)에 의해 결정됩니다.
    전위 $V$는 다음과 같이 유도됩니다.
    $$\frac{M}{2\epsilon_0} (1 - \frac{x}{\sqrt{x^2 + a^2}})$$
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19. 공극이 있는 환상 솔레노이드에 권수는 1000회, 철심의 길이 ℓ은 10cm, 공극의 길이 ℓg 는 2mm, 단면적은 3cm2, 철심의 비투자율은 800, 전류는 10A라 했을 때, 이 솔레노이드의 자속은 약 몇 [Wb]인가? (단, 누설자속은 없다고 한다.)

  1. 3×10-2
  2. 1.89×10-3
  3. 1.77×10-3
  4. 2.89×10-3
(정답률: 43%)
  • 전체 자기저항은 철심의 자기저항과 공극의 자기저항의 합이며, 자속은 기자력을 전체 자기저항으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{N I}{R_m} = \frac{N I}{\frac{\ell}{\mu \mu_0 S} + \frac{\ell_g}{\mu_0 S}}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{1000 \times 10}{\frac{0.1}{800 \times 4\pi \times 10^{-7} \times 3 \times 10^{-4}} + \frac{2 \times 10^{-3}}{4\pi \times 10^{-7} \times 3 \times 10^{-4}}}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 1.77 \times 10^{-3}$
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20. 자유공간에서 점 P(5,-2,4)가 도체면상에 있으며, 이 점에서의 전계 E=6ax-2ay+3a[V/m] 이다. 점 P에서의 면전하 밀도 ρ[C/m2]은?

  1. -2ε0
  2. 3ε0
  3. 6ε0
  4. 7ε0
(정답률: 63%)
  • 도체 표면에서의 면전하 밀도 $\rho$는 전계의 세기 $E$와 유전율 $\epsilon_{0}$의 곱으로 구할 수 있습니다. 전계 벡터의 크기를 먼저 계산한 후 유전율을 곱합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \epsilon_{0} E = \epsilon_{0} \sqrt{E_{x}^{2} + E_{y}^{2} + E_{z}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \epsilon_{0} \sqrt{6^{2} + (-2)^{2} + 3^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 7 \epsilon_{0}$
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2과목: 전력공학

21. 화력발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

  1. 절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  2. 보일러 → 절탄기 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  3. 보일러 → 과열기 → 절탄기 → 터빈 → 복수기
  4. 절탄기 → 과열기 → 보일러 → 터빈 → 복수기
(정답률: 72%)
  • 화력발전소의 증기 및 급수 사이클은 효율적인 가열과 동력 발생을 위해 '절탄기 $\rightarrow$ 보일러 $\rightarrow$과열기 $\rightarrow$ 터빈 $\rightarrow$ 복수기' 순으로 흐릅니다.

    오답 노트
    보일러 전 단계에서 폐열을 이용해 급수를 예열하는 절탄기가 가장 먼저 위치해야 합니다.
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22. 1선 1km당의 코로나 손실 P[km]를 나타내는 Peek식은? (단, δ : 상대 공기밀도, D : 선간거리 [cm], d : 전선의 지름[cm], f : 주파수 [hz], E : 전선에 걸리는 대지전압 [kV], E0 : 코로나 임계전압 [kV])

(정답률: 43%)
  • 코로나 손실을 계산하는 Peek식에서는 전선의 반지름이 사용됩니다. 문제에서 전선의 지름 $d$가 주어졌으므로, 반지름인 $\frac{d}{2}$를 대입하여 식을 구성해야 합니다.
    $$P = \frac{241}{\delta} (f + 25) \sqrt{\frac{d}{2D}} (E - E_{0})^{2} \times 10^{-5}$$
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23. 펌프의 양수량 Q[m3/sec], 유효 양정 Hu[m], 펌프의 효율 ηp, 전동기의 효율 ηm일 때, 양수 발전기의 출력[kW]은?

(정답률: 74%)
  • 양수 발전기는 전기에너지를 입력받아 물의 위치에너지로 변환하는 시스템입니다. 따라서 입력 전력에 효율을 곱한 값이 출력(위치에너지)이 되므로, 입력 전력 $P$를 구하려면 위치에너지 식을 효율로 나누어주어야 합니다.
    $$P = \frac{9.8 Q H_{u}}{\eta_{p} \eta_{m}}$$
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24. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 이유는?

  1. 철탑의 하중을 평형 시키기 위하여
  2. 선로의 진동을 없애기 위하여
  3. 선로를 뇌격으로부터 보호하기 위하여
  4. 코로나를 방지하고 인덕턴스를 감소시키기 위하여
(정답률: 84%)
  • 복도체를 사용하면 전선의 등가 반지름이 증가하여 코로나 임계전압이 상승하므로 코로나 현상을 방지할 수 있으며, 동시에 선로의 인덕턴스를 감소시켜 송전 효율을 높일 수 있습니다.
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25. 전압 강하율이 10[%]인 단거리 배전선로가 있다. 송전단의 전압이 100[V]일 때 수전단의 전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 82
  2. 91
  3. 98
  4. 108
(정답률: 75%)
  • 전압 강하율은 수전단 전압을 기준으로 송전단과 수전단의 전압 차이를 백분율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식] $V_{r} = \frac{V_{s}}{1 + \delta}$
    ② [숫자 대입] $V_{r} = \frac{100}{1 + 0.1}$
    ③ [최종 결과] $V_{r} = 90.9$
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26. 3상 3선식에서 선간거리가 각각 50[cm], 60[cm], 70[cm]인 경우 기하평균 선간거리는 몇 [cm]인가?

  1. 50.4
  2. 59.4
  3. 62.8
  4. 64.8
(정답률: 74%)
  • 세 선로 사이의 거리가 다를 때, 이들의 기하평균 거리는 각 거리의 곱에 3제곱근을 취하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D_{eq} = \sqrt[3]{D_{1} \times D_{2} \times D_{3}}$
    ② [숫자 대입] $D_{eq} = \sqrt[3]{50 \times 60 \times 70}$
    ③ [최종 결과] $D_{eq} = 59.4$
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27. 수차를 돌리고 나온 물이 흡출관을 통과할 때 흡출관의 중심부에 진공상태를 형성하는 현상은?

  1. racing
  2. jumping
  3. hunting
  4. caviatation
(정답률: 81%)
  • 물이 고속으로 이동하면서 압력이 낮아져 기포가 발생하는 진공 상태의 현상을 caviatation(공동현상)이라고 합니다.
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28. 송전선로에서 1선 지락의 경우 지락 전류가 가장 작은 중성점 접지 방식은?

  1. 비접지 방식
  2. 직접접지 방식
  3. 저항 접지 방식
  4. 소호 리액터 접지 방식
(정답률: 72%)
  • 중성점 접지 방식에 따른 1선 지락 전류의 크기는 직접접지 > 저항접지 > 비접지 > 소호 리액터 접지 순으로 작아집니다. 따라서 소호 리액터 접지 방식이 지락 전류를 최소화하는 가장 효과적인 방법입니다.
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29. 다음 중 개폐 서지의 이상 전압을 감쇄할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐 저항기
(정답률: 78%)
  • 개폐 저항기는 차단기나 단로기의 개폐 시 발생하는 급격한 전압 변화인 개폐 서지(이상 전압)를 억제하고 감쇄시키기 위해 설치하는 장치입니다.
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30. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z, Y 는 선로의 직렬 임피던스와 병렬 어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)

(정답률: 65%)
  • 중거리 송전선로 T형 회로에서 송전단 전류 $I_s$는 4단자 정수 $C$와 $D$를 이용하여 수전단 전압 $E_r$과 수전단 전류 $I_r$의 합으로 표현됩니다.
    ① [기본 공식] $I_s = C E_r + D I_r$
    ② [숫자 대입] $I_s = Y E_r + (1 + \frac{ZY}{2}) I_r$
    ③ [최종 결과] $I_s = I_r (1 + \frac{ZY}{2}) + E_r Y$
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31. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 84%)
  • 비접지 계통에서 지락 사고 시 발생하는 영상전류를 검출하여 보호 계전기에 공급하는 장치는 ZCT입니다.

    오답 노트
    CT: 전류 크기 변환
    GPT: 비접지 계통에서 영상전압 공급
    PT: 전압 크기 변환
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32. GIS(Gas Insulated Switch Gear)를 채용할 때, 다음 중 틀린것은?

  1. 대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화 할 수 있다.
  2. 신뢰성이 향상되고, 안전성이 높다.
  3. 소음이 적고 환경 조화를 기할 수 있다.
  4. 시설공사 방법은 복잡하나, 장비비가 저렴하다.
(정답률: 78%)
  • 가스절연개폐장치(GIS)는 SF6 가스의 우수한 절연 성능을 이용하여 설비를 획기적으로 소형화하고 신뢰성과 안전성을 높인 장치입니다. 하지만 특수 가스와 밀폐 구조를 사용하므로 장비비가 고가라는 단점이 있습니다.
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33. Recloser (R), Sectionalizer (S), Fuse (F)의 보호협조에서 보호협조가 불가능한 배열은? (단, 왼쪽은 후비보호, 오른쪽은 전위보호 역할임)

  1. R - R- F
  2. R - S
  3. R - F
  4. S - F - R
(정답률: 75%)
  • 보호협조 체계에서 섹셔널라이저(S)는 반드시 리클로저(R)의 후단에 설치되어 리클로저의 동작에 따라 회로를 분리해야 합니다. 따라서 섹셔널라이저가 리클로저보다 앞에 위치한 S - F - R 배열은 보호협조가 불가능합니다.
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34. 무부하시 충전전류 차단만이 가능한 것은?

  1. 진공 차단기
  2. 유입 차단기
  3. 단로기
  4. 자기 차단기
(정답률: 77%)
  • 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으며, 오직 무부하 상태의 회로 개폐나 무부하 충전전류 및 변압기 여자전류의 차단만이 가능합니다.
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35. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리 계전기
  2. 부족전압 계전기
  3. 선택접지 계전기
  4. 부족전류 계전기
(정답률: 77%)
  • 전원이 양단에 존재하는 환상선로의 경우, 고장 지점의 방향과 거리를 동시에 검출하여 선택적으로 차단해야 하므로 방향거리 계전기를 사용합니다.
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36. 고압 배전선로의 중간에 승압기를 설치하는 주목적은?

  1. 부하의 불평형 방지
  2. 말단의 전압강하 방지
  3. 전력손실의 감소
  4. 역률 개선
(정답률: 56%)
  • 고압 배전선로의 길이가 길어지면 전압강하가 심해지는데, 이때 주상 변압기의 탭 조정만으로는 전압 유지가 어렵습니다. 따라서 선로 중간에 승압기를 설치하여 말단의 전압강하를 보상하고 적정 전압을 유지하는 것이 주목적입니다.
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37. 전력계통의 주파수 변동의 원인 중 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 변압기의 탭 조정
  2. 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기
  3. 발전기의 자동전압 조정기(AVR)의 동작
  4. 송전선로에 병렬 콘덴서의 투입
(정답률: 52%)
  • 전력계통에서 주파수는 유효전력의 수급 균형에 의해 결정됩니다. 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브를 조절하면 입력 에너지가 변하여 유효전력 출력이 바뀌고, 이에 따라 주파수가 변동하게 됩니다.

    오답 노트
    AVR, 병렬 콘덴서, 탭 조정: 주로 무효전력과 관련되어 전압 변동에 영향을 줍니다.
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38. 직접 접지방식이 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것은?

  1. 지락 고장시 병행 통신선에 유기되는 유도 전압이 적기때문에
  2. 지락시의 지락 전류가 적으므로
  3. 계통의 절연을 낮게 할 수 있으므로
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 56%)
  • 직접접지방식은 1선 지락 시 중성점 전위 상승이 가장 낮기 때문에, 선로 및 기기의 절연 레벨을 낮게 설계할 수 있어 경제적입니다.

    오답 노트
    지락 고장시 병행 통신선에 유기되는 유도 전압이 적기때문에: 지락전류가 최대가 되어 유도장해가 가장 큼
    지락시의 지락 전류가 적으므로: 지락전류가 최대임
    송전선의 안정도가 높으므로: 지락전류가 커서 과도안정도가 저하됨
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39. 단락점까지의 전선 한 가닥의 임피던스가 Z=6+j8[Ω](전원포함), 단락 전의 단락점 전압이 22.9[kV]인 단상 2선식 전선로의 단락용량은 몇 [kVA]인가? (단, 부하전류는 무시한다.)

  1. 13110
  2. 26220
  3. 39330
  4. 52440
(정답률: 46%)
  • 단상 2선식에서 단락용량은 단락점 전압과 단락전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_s = V \times \frac{V}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
    ② [숫자 대입] $P_s = 22900 \times \frac{22900}{\sqrt{6^2 + 8^2}}$
    ③ [최종 결과] $P_s = 26220.5 \approx 26220$
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40. 각 수용가의 수용설비용량이 50[kW], 100[kW], 80[kW], 60[kW], 150[kW]이며, 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4일 때 부하의 부등률이 1.3이라면 변압기의 용량은 약 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 평균 부하 역률은 80%라고 한다.)

  1. 142
  2. 165
  3. 183
  4. 212
(정답률: 72%)
  • 각 수용가의 설비용량에 수용률을 곱해 최대전력을 구한 뒤, 이를 부등률과 역률로 나누어 변압기 용량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\sum (설비용량 \times 수용률)}{부등률 \times 역률}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(50 \times 0.6 + 100 \times 0.6 + 80 \times 0.5 + 60 \times 0.5 + 150 \times 0.4)}{1.3 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $P = 211.7 \approx 212$
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3과목: 전기기기

41. 변압기 1차측 사용 탭이 6300[V]인 경우 2차측 전압이 110[V] 였다면 2차측 전압을 약 120[V]로 하기 위해서는 1차측의 탭을 몇 [V]로 선택해야 하는가?

  1. 6000
  2. 6300
  3. 6600
  4. 6900
(정답률: 64%)
  • 변압기의 1차측 탭 전압과 2차측 전압은 비례 관계에 있습니다. 2차측 전압을 높이기 위해서는 1차측 탭 전압 또한 비례하여 높여주어야 합니다.
    ① [기본 공식] $V_{1\_new} = V_{1\_old} \times \frac{V_{2\_new}}{V_{2\_old}}$
    ② [숫자 대입] $V_{1\_new} = 6300 \times \frac{120}{110}$
    ③ [최종 결과] $V_{1\_new} = 6872.7 \approx 6900$
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42. 정격이 같은 2대의 단상 변압기 1000[kVA]의 임피던스 전압은 각각 8[%]와 7[%]이다. 이것을 병렬로 하면 몇[kVA]의 부하를 걸 수가 있는가?

  1. 1865
  2. 1870
  3. 1875
  4. 1880
(정답률: 57%)
  • 변압기 병렬 운전 시 부하는 각 변압기의 임피던스 전압에 반비례하여 분담합니다. 임피던스 전압이 더 작은 변압기가 먼저 정격 용량에 도달하므로, 이를 기준으로 전체 부하 가능 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{total} = P_{a} \times (1 + \frac{\%Z_{a}}{\%Z_{b}})$
    ② [숫자 대입] $P_{total} = 1000 \times (1 + \frac{7}{8})$
    ③ [최종 결과] $P_{total} = 1875$ kVA
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43. 동기 전동기에 설치된 제동권선의 효과로 맞지 않는 것은?

  1. 송전선 불평형 단락시 이상전압 방지
  2. 과부하 내량의 증대
  3. 기동 토크의 발생
  4. 난조 방지
(정답률: 58%)
  • 제동권선은 동기 전동기의 기동 토크를 발생시키고, 운전 중 발생하는 난조를 방지하며, 전압 파형 개선 및 이상전압 방지 효과를 제공합니다.

    오답 노트
    과부하 내량의 증대: 제동권선의 주요 기능이 아님
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44. 75[W] 정도 이하의 소출력 단상 직권 정류자 전동기의 용도로 적합하지 않는 것은?

  1. 소형공구
  2. 치과 의료용
  3. 믹서
  4. 공작기계
(정답률: 77%)
  • 소출력 단상 직권 정류자 전동기는 크기가 작고 가벼워 소형 공구, 치과 의료용 기기, 믹서 등 소형 가전제품에 적합하지만, 큰 힘과 정밀한 제어가 필요한 공작기계에는 적합하지 않습니다.
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45. 정격이 5[KW], 100[V], 50[A], 1800[rpm]인 타여자 직류 발전기가 있다. 무부하시의 단자전압은? (단, 계자전압 50[V], 계자전류 5[A], 전기자 저항 0.2[Ω] 브러시의 전압강하는 2[V]이다.)

  1. 100
  2. 112
  3. 115
  4. 120
(정답률: 69%)
  • 무부하 시의 단자전압은 부하 전류가 흐르지 않으므로 발전기의 유기기전력과 같습니다. 유기기전력은 정격 단자전압에 전기자 저항에 의한 전압강하와 브러시 전압강하를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = V + I_{a}R_{a} + e$
    ② [숫자 대입] $E = 100 + 50 \times 0.2 + 2$
    ③ [최종 결과] $E = 112$ V
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46. 다음 중 VVVF 제어방식으로 가장 적당한 전동기는?

  1. 동기 전동기
  2. 유도 전동기
  3. 직류 직권 전동기
  4. 직류 분권 전동기
(정답률: 65%)
  • VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 제어방식은 전원의 전압과 주파수를 동시에 변화시켜 속도를 제어하는 방식으로, 주파수에 따라 회전수가 결정되는 유도 전동기의 속도 제어에 가장 적합합니다.
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47. 다음 권선법 중 직류기에서 주로 사용되는 것은?

  1. 폐로권, 환상권, 이층권
  2. 폐로권, 고상권, 이층권
  3. 개로권, 환상권, 단층권
  4. 개로권, 고상권, 이층권
(정답률: 67%)
  • 직류기에서는 효율적인 권선 배치를 위해 폐로권, 고상권, 이층권뿐만 아니라 중권과 파권 등의 권선법이 주로 사용됩니다.
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48. 동기 조상기의 회전수는 무엇에 의하여 결정되는가?

  1. 효율
  2. 역률
  3. 토크 속도
(정답률: 76%)
  • 동기 조상기의 회전수는 전원 주파수에 비례하고 극수에 반비례하여 결정됩니다.
    $$\text{동기 속도} = \frac{120f}{P}$$
    따라서 정답은 입니다.
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49. 전기자 도체의 굵기, 권수가 모두 같을 때 단중 중권에 비해 단중 파권 권선의 이점은?

  1. 전류는 커지며 저전압이 이루어진다.
  2. 전류는 적으나 저전압이 이루어진다.
  3. 전류는 적으나 고전압이 이루어진다.
  4. 전류가 커지며 고전압이 이루어진다.
(정답률: 70%)
  • 파권은 권선이 직렬로 연결된 구조와 같아 전압이 누적되므로 고전압 운전에 유리하며, 병렬 경로 수가 적어 전류는 적게 흐르는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    중권: 저전압 대전류 운전에 적합한 방식입니다.
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50. 돌극형 동기 발전기에서 직축 동기 리액턴스를 Xd, 횡축 동기 리액턴스를 Xq라 할 때의 관계는?

  1. Xd > Xq
  2. Xd < Xq
  3. Xd = Xq
  4. Xd ≪ Xq
(정답률: 71%)
  • 돌극형 동기 발전기는 회전자의 구조상 직축(d축)과 횡축(q축)의 자기 저항이 다르기 때문에, 직축 동기 리액턴스 $X_{d}$가 횡축 동기 리액턴스 $X_{q}$보다 큽니다. 즉, $X_{d} > X_{q}$ 관계가 성립합니다.
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51. 반도체 사이리스터로 속도 제어를 할 수 없는 것은?

  1. 정지형 레너드 제어
  2. 일그너 제어
  3. 초퍼 제어
  4. 인버터 제어
(정답률: 54%)
  • 일그너 제어는 교류 전압을 조정하여 직류 전동기의 속도를 제어하는 방식으로, 사이리스터가 아닌 플라이휠이라는 기계적 장치를 사용합니다.
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52. 보극이 없는 직류기에서 브러시를 부하에 따라 이동시키는 이유는?

  1. 공극 자속의 일그러짐을 없애기 위하여
  2. 유기기전력을 없애기 위하여
  3. 전기자 반작용의 감자분력을 없애기 위하여
  4. 정류작용을 잘 되게 하기 위하여
(정답률: 50%)
  • 보극이 없는 직류기에서는 브러시의 위치를 조정함으로써 전기자 반작용에 의한 영향을 최소화하여 정류작용이 원활하게 이루어지도록 합니다.
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53. 1차 전압 2200[V], 무부하 전류 0.088[A], 철손 110[W]인 단상 변압기의 자화 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 0.05
  2. 0.038
  3. 0.072
  4. 0.088
(정답률: 61%)
  • 무부하 전류는 철손 전류와 자화 전류의 벡터 합이므로, 피타고라스 정리를 이용하여 자화 전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{\Phi} = \sqrt{I_{0}^{2} - I_{i}^{2}}$$
    $$I_{i} = \frac{P_{i}}{V}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{i} = \frac{110}{2200} = 0.05$$
    $$I_{\Phi} = \sqrt{0.088^{2} - 0.05^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{\Phi} = 0.072$$
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54. 반도체 정류기에서 첨두 역방향 내전압이 가장 큰 것은?

  1. 셀렌 정류기
  2. 게르마늄 정류기
  3. 실리콘 정류기
  4. 아산화동 정류기
(정답률: 78%)
  • 반도체 정류기 재료별 내전압 특성을 비교하면 실리콘 정류기가 가장 높은 내전압을 가집니다.

    오답 노트
    실리콘 정류기: $500 \sim 1000\text{V}$
    게르마늄 정류기: $60 \sim 100\text{V}$
    셀렌 정류기: $25 \sim 30\text{V}$
    아산화동 정류기: $12\text{V}$
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55. 유도 전동기와 직결된 전기 동력계의 부하 전류를 증가하면 유도 전동기의 속도는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변함이 없다.
  4. 동기 속도로 회전한다.
(정답률: 38%)
  • 전기 동력계의 부하 전류가 증가하면 전동기 회전 방향과 반대되는 역방향 토크가 발생하여 유도 전동기의 속도는 감소하게 됩니다.
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56. 동일 용량의 변압기 두 대를 사용하여 11000[V]의 3상식 간선에서 440[V]의 2상 전력을 얻으려면 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마로 해야 하는가?

  1. 28
  2. 30
  3. 22
  4. 25
(정답률: 43%)
  • 3상 간선에서 2상 전력을 얻기 위한 변압기의 권수비를 구하는 문제입니다. 3상 전압의 상전압을 기준으로 2상 전압과의 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $a = \frac{V_1}{V_2}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{11000 \sqrt{3}}{440 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $a = 21.58 \approx 22$
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57. 동기 각속도 ω0, 회전자 각속도 ω인 유도 전동기의 2차 효율은?

(정답률: 51%)
  • 유도 전동기의 2차 효율은 2차 입력에 대한 기계적 출력의 비로 정의되며, 이는 동기 각속도와 회전자 각속도의 비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\eta_2 = \frac{P_{out}}{P_2} = \frac{\omega T}{\omega_0 T}$
    ② [숫자 대입] $\eta_2 = \frac{\omega}{\omega_0}$
    ③ [최종 결과] $\eta_2 = \frac{\omega}{\omega_0}$
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58. 유도 전동기의 2차 여자제어법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 권선형 전동기에 한하여 이용된다.
  2. 동기 속도 이하로 광범위하게 제어할 수 있다.
  3. 2차측에 슬립링을 부착하고 속도 제어용 저항을 넣는다.
  4. 역률을 개선할 수 있다.
(정답률: 36%)
  • 2차 여자제어법은 권선형 유도전동기의 회전자 권선에 슬립링을 통해 2차 기전력과 동일한 주파수의 외부 전압을 공급하여 속도를 제어하는 방식입니다. 속도 제어용 저항을 삽입하는 방식은 2차 저항법에 해당하므로 틀린 설명입니다.
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59. 대형 직류 전동기의 토크를 측정하는데 가장 적당한 방법은?

  1. 전기 동력계
  2. 와전류 제동기
  3. 프로니 브레이크법
  4. 앰플리다인
(정답률: 56%)
  • 전동기의 용량에 따라 토크 측정 방법이 달라집니다. 대형 전동기의 토크를 측정하는 데는 전기 동력계가 가장 적당합니다.

    오답 노트
    와전류 제동기, 프로니 브레이크법: 소형 전동기 측정에 사용됨
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60. A,B 2대의 동기 발전기를 병렬운전 할 때 B발전기의 여자전류를 증가시키면?

  1. B발전기의 역률 저하
  2. B발전기의 전류 감소
  3. B발전기의 무효 전력 감소
  4. B발전기의 전력 증가
(정답률: 57%)
  • 동기 발전기 병렬운전 중 특정 발전기의 여자전류를 증가시키면 유기 기전력이 상승하게 됩니다.
    이로 인해 해당 발전기(B발전기)가 분담하는 무효 전력이 증가하며, 결과적으로 역률이 저하되는 현상이 발생합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 상태방정식 에서 인 시스템의 안정도는 어떠한가?(문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 안정하다.
  2. 불안정하다.
  3. 임계안정하다.
  4. 판정불능
(정답률: 77%)
  • 시스템의 안정도는 특성방정식 $|sI - A| = 0$의 근이 모두 좌반평면에 존재하는지로 판단합니다.
    특성방정식 계산 과정은 다음과 같습니다.
    $$\text{det}(sI - A) = \begin{vmatrix} s & -1 \ 2 & s+3 \end{vmatrix}$$
    $$\text{det}(sI - A) = s(s+3) - (-1)(2) = s^2 + 3s + 2$$
    특성방정식 $s^2 + 3s + 2 = 0$의 계수가 모두 양수이며, 루스-허위츠 판별법 적용 시 부호 변화가 없으므로 시스템은 안정합니다.
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62. 그림과 같은 RC 회로에서 RC ≪ 1 인 경우 어떤 요소의 회로인가?

  1. 비례요소
  2. 미분요소
  3. 적분요소
  4. 추이요소
(정답률: 60%)
  • RC 회로의 전달함수에서 $RC$ 값이 매우 작을 때의 거동을 분석합니다.
    전달함수 식은 다음과 같습니다.
    $$\text{G(s)} = \frac{RCs}{1+RCs}$$
    $RC \ll 1$ 인 경우, 분모의 $1+RCs$에서 $RCs$ 항이 1에 비해 무시 가능하므로 $\text{G(s)} \approx RCs$가 됩니다. 이는 입력의 변화율에 비례하는 출력을 내는 미분 요소의 특성입니다.
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63. 서보모터의 특징으로 틀린 것은?

  1. 원칙적으로 정역전 운전이 가능하여야 한다.
  2. 저속이며 거침없는 운전이 가능하여야 한다.
  3. 직류용은 없고 교류용만 있다.
  4. 급가속, 급감속이 용이한 것이라야 한다.
(정답률: 74%)
  • 서보모터는 정밀한 위치 및 속도 제어를 위해 사용되는 모터로, 구동 방식에 따라 직류(DC)용과 교류(AC)용이 모두 존재합니다.

    오답 노트
    직류용은 없고 교류용만 있다: 직류와 교류용 모두 사용 가능함
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64. 그림과 같은 블록선도로 표시되는 제어계는?

  1. 0형
  2. 1형
  3. 2형
  4. 3형
(정답률: 70%)
  • 제어계의 형(Type)은 개루프 전달함수의 원점에 있는 적분 요소 $s$의 개수로 결정합니다.
    제시된 블록선도의 전달함수는 $\frac{1}{s(s+1)}$이며, 분모의 $s$가 1승이므로 원점에 극점이 1개 존재합니다. 따라서 이 시스템은 1형 제어계입니다.
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65. 자동제어계의 기본적 구성에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

  1. 비교부와 검출부
  2. 검출부와 조작부
  3. 검출부와 조절부
  4. 조절부와 조작부
(정답률: 72%)
  • 자동제어계의 구성 요소 중 제어요소는 오차를 수정하기 위해 제어 신호를 생성하는 조절부와, 그 신호를 실제 물리적인 동작으로 변환하는 조작부로 구성됩니다.
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66. 루프 전달함수가 다음과 같은 제어계의 실수축 상의 근궤적 범위는? (단, K>0)

  1. 0 ~ -1 사이의 실수축상
  2. -1 ~ -2 사이의 실수축상
  3. -2 ~ -∞ 사이의 실수축상
  4. 0 ~ -1, -2 ~ -∞ 사이의 실수축상
(정답률: 70%)
  • 근궤적의 실수축 상 범위는 극점과 영점을 기준으로 오른쪽에서부터 홀수 개의 극점/영점이 존재할 때 그 구간에 궤적이 형성됩니다.
    주어진 루프 전달함수 $\frac{K}{s(s+1)(s+2)}$의 극점은 $0, -1, -2$ 입니다.
    ① $0$과 $-1$ 사이: 극점 1개 (홀수) $\rightarrow$ 궤적 존재
    ② $-1$과 $-2$ 사이: 극점 2개 (짝수) $\rightarrow$ 궤적 없음
    ③ $-2$와 $-\infty$ 사이: 극점 3개 (홀수) $\rightarrow$ 궤적 존재
    따라서 범위는 $0 \sim -1$ 및 $-2 \sim -\infty$ 사이의 실수축상입니다.
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67. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 상태 공간 해석법은 비선형 • 시변 시스템에 대해서도 사용 가능하다.
  2. 상태 방정식은 입력과 상태변수의 관계로 표현된다.
  3. 상태 변수는 시스템의 과거, 현재 그리고 미래 조건을 나타내는 척도로 이용된다.
  4. 상태 방정식의 형태가 다르게 표현되면 시간응답 또는 주파수 응답이 변한다.
(정답률: 43%)
  • 상태 방정식은 시스템의 내부 상태를 나타내는 변수들을 통해 표현되므로, 상태 변수를 어떻게 정의하느냐에 따라 방정식의 형태(표현 방식)는 달라질 수 있지만, 시스템 고유의 특성인 시간응답이나 주파수 응답은 변하지 않습니다.

    오답 노트
    상태 공간 해석법: 비선형 및 시변 시스템 해석 가능
    상태 방정식: 입력과 상태변수의 관계로 표현
    상태 변수: 시스템의 과거, 현재, 미래 상태를 나타내는 척도
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68. 의 이득 여유가 20[dB]일 때 K 값은? (단, ω =0이다.)

  1. 0
  2. 1/10
  3. 1
  4. 10
(정답률: 51%)
  • 이득 여유(Gain Margin)는 개루프 전달함수의 크기가 1이 되는 지점에서 시스템이 불안정해지기 전까지의 여유분을 의미하며, $\omega = 0$일 때의 크기를 기준으로 계산합니다.
    $$\text{Gain Margin} = 20 \log \frac{1}{|G(j\omega)H(j\omega)|}$$
    $$20 = 20 \log \frac{1}{K}$$
    $$K = \frac{1}{10}$$
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69. 그림과 같은 신호흐름 선도에서 C/R 를 구하면?

(정답률: 74%)
  • 신호흐름 선도에서 전달함수는 $\frac{\text{전방경로의 곱}}{\text{1 - 모든 루프의 합 + 루프의 곱...}}$ 공식을 사용하여 구합니다.
    전방경로는 $1 \times a \times b \times 1 = ab$이며, 루프는 $b \times 1$ (내부 루프)과 $a \times b \times c$ (외부 루프)가 존재합니다.
    따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{C}{R} = \frac{ab}{1 - (b + abc)}$$
    $$\frac{C}{R} = \frac{ab}{1 - b - abc}$$
    최종 결과는 입니다.
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70. 나이퀴스트 선도에서의 임계점 (-1, J0)는 보드 선도에서 대응하는 이득[dB]과 위상은?

  1. 1, 0°
  2. 0, -90°
  3. 0, -180°
  4. 0, 90°
(정답률: 70%)
  • 나이퀴스트 선도의 임계점 $(-1, j0)$은 크기가 $1$이고 위상이 $-180^{\circ}$인 지점입니다. 이를 보드 선도로 변환하면 이득은 $20\log_{10}1 = 0\text{dB}$가 되고, 위상은 $-180^{\circ}$가 됩니다.
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71. 그림과 같은 파형의 파고율은?

  1. 1/√3
  2. 2/√3
  3. √2
  4. √3
(정답률: 53%)
  • 파고율은 파형의 최대값을 실효값으로 나눈 비율을 의미합니다. 제시된 이미지 와 같은 삼각파의 경우, 파고율은 $\sqrt{3}$ (약 1.73)입니다.
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72. 각 상의 임피던스 Z=6+j8[Ω] 인 평형 Δ부하에 선간 전압이 약 220[V]인 대칭 3상 전압을 가할 때 선전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 11
  2. 13.5
  3. 22
  4. 38.1
(정답률: 61%)
  • $\Delta$결선에서 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배이며, 상전류는 선간전압을 임피던스로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $I_{line} = \sqrt{3} \times \frac{V}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
    ② [숫자 대입] $I_{line} = \sqrt{3} \times \frac{220}{\sqrt{6^2 + 8^2}}$
    ③ [최종 결과] $I_{line} = 38.1$
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73. 어떤 회로에서 유효전력 80[W], 무효전력 60[Var] 일때 역률은?

  1. 0.8%
  2. 8%
  3. 80%
  4. 800%
(정답률: 72%)
  • 역률은 전체 피상전력에 대한 유효전력의 비율을 의미하며, 피상전력은 유효전력과 무효전력의 벡터 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{역률} = \frac{P}{\sqrt{P^{2} + Pr^{2}}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{역률} = \frac{80}{\sqrt{80^{2} + 60^{2}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{역률} = 0.8 \text{ (80\%)}$$
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74. 송전 선로가 무손실 선로일 때 L=96[mH]이고, C=0.6j[μF]이면 특성 임피던스[Ω]는?

  1. 100
  2. 200
  3. 400
  4. 500
(정답률: 74%)
  • 무손실 선로의 특성 임피던스는 단위 길이당 인덕턴스 $L$과 정전용량 $C$의 비율의 제곱근으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \sqrt{\frac{96 \times 10^{-3}}{0.6 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Z_0 = 400$
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75. 어떤 회로에 100+j20[V]인 전압을 가할 때 4+j3[A]인 전류가 흐른다면 이 회로의 임피던스[Ω]는?

  1. 18.4-j8.8
  2. 27.3+j15.2
  3. 48.6+j31.4
  4. 65.7-j54.3
(정답률: 69%)
  • 임피던스 $Z$는 가해준 전압 $V$를 흐르는 전류 $I$로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{V}{I}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{100 + j20}{4 + j3}$
    ③ [최종 결과] $Z = 18.4 - j8.8 \Omega$
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76. 다음과 같은 T형 회로의 임피던스 파라미터 Z22의 값은?

  1. Z1
  2. Z3
  3. Z1+Z3
  4. Z2+Z3
(정답률: 68%)
  • T형 회로에서 임피던스 파라미터 $Z_{22}$는 2번 포트에서 바라본 입력 임피던스를 의미하며, 이는 2번 경로에 직렬로 연결된 임피던스들의 합과 같습니다.
    제시된 회로에서 2번 단자에서 본 임피던스는 $Z_2$와 $Z_3$가 직렬로 연결된 구조입니다.
    따라서 $Z_{22} = Z_2 + Z_3$가 됩니다.
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77. 불평형 3상 전류가 Ia=16+j2[A], Ib=-20-9j[A], Ic=-2+j10[A] 일 때 영상분 전류 [A]는?

  1. -2 + j
  2. -6 + j3
  3. -9 + j6
  4. -18 + j9
(정답률: 62%)
  • 불평형 3상 전류에서 영상분 전류 $I_0$는 각 상 전류의 산술 평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_0 = \frac{1}{3}(I_a + I_b + I_c)$
    ② [숫자 대입] $I_0 = \frac{1}{3}\{(16 + j2) + (-20 - j9) + (-2 + j10)\}$
    ③ [최종 결과] $I_0 = -2 + j$
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78. 저항이 40[Ω], 인덕턴스가 79.58[mH]인 R-L 직렬회로에 311sin(377t+30°)[V]의 전압을 가할 때 전류의 순시 값[A]은 약 얼마인가?

  1. 4.4 ∠ -6.87°
  2. 4.4 ∠ 36.87°
  3. 6.2 ∠ -6.87°
  4. 6.2 ∠ 36.87°
(정답률: 36%)
  • R-L 직렬회로에서 임피던스와 위상각을 구하여 전류의 페이저(실효값)를 산출하는 문제입니다. 페이저 형태의 크기는 최대값이 아닌 실효값(rms)으로 표기해야 합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{R^2 + (\omega L)^2}, \quad \theta = \tan^{-1}(\frac{\omega L}{R}), \quad I = \frac{V_m}{Z\sqrt{2}} \angle (\phi - \theta)$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{40^2 + (377 \times 79.58 \times 10^{-3})^2} = 50, \quad \theta = \tan^{-1}(\frac{30}{40}) = 36.87^\circ, \quad I = \frac{311}{50\sqrt{2}} \angle (30^\circ - 36.87^\circ)$
    ③ [최종 결과] $I = 4.4 \angle -6.87^\circ$
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79. 단자 a, b간에 25[V]의 전압을 가할 때, 5[A]의 전류가 흐른다. 저항 r1, r2에 흐르는 전류비가 1 : 3일 때 r1, r2의 값은?

  1. r1=12, r2=4
  2. r1=4, r2=12
  3. r1=6, r2=2
  4. r1=2, r2=6
(정답률: 59%)
  • 병렬 연결된 저항의 전류비는 저항비의 역수입니다. 전류비가 $1:3$이므로 저항비 $r_1:r_2$는 $3:1$이 되어 $r_1 = 3r_2$가 성립합니다. 전체 합성저항 $R$을 이용하여 $r_2$를 구한 뒤 $r_1$을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V}{I} = 2 + \frac{r_1 r_2}{r_1 + r_2}$
    ② [숫자 대입] $5 = 2 + \frac{3r_2 \cdot r_2}{3r_2 + r_2}$
    ③ [최종 결과] $r_2 = 4, r_1 = 12$
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80. 테브낭 정리를 사용하여 그림 (a)의 회로를 그림 (b)와 같이 등가회로를 만들고자 할 때 V[V]와 R[Ω]의 값은?

  1. V=5[V], R=0.6[Ω]
  2. V=2[V], R=2[Ω]
  3. V=6[V], R=2.2[Ω]
  4. V=4[V], R=2.2[Ω]
(정답률: 56%)
  • 테브낭의 정리를 이용하여 개방 회로 전압 $V$와 등가 저항 $R$을 구합니다.
    1. 테브낭 등가 전압 $V$ (전압 분배 법칙 적용)
    ① [기본 공식] $V = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} E$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{2}{3 + 2} \times 10$
    ③ [최종 결과] $V = 4 V$
    2. 테브낭 등가 저항 $R$ (전원 단락 후 합성 저항)
    ① [기본 공식] $R = 1 + \frac{3 \times 2}{3 + 2}$
    ② [숫자 대입] $R = 1 + 1.2$
    ③ [최종 결과] $R = 2.2 \Omega$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 사용전압이 35kV 이하인 특고압 가공전선과 가공 약전류 전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공 전선로는 어떤 종류의 보안공사로 하여야 하는가?

  1. 제 1종 특고압 보안공사
  2. 제 2종 특고압 보안공사
  3. 제 3종 특고압 보안공사
  4. 고압 보안공사
(정답률: 59%)
  • 사용전압이 $35\text{kV}$이하인 특고압 가공전선과 가공 약전류 전선 등을 동일 지지물에 시설(공가)하는 경우에는 제 2종 특고압 보안공사 방법을 적용하여 안전성을 확보해야 합니다.
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82. 버스 덕트 공사에 덕트를 조영재에 붙이는 경우 지지점간의 거리는?

  1. 2m 이하
  2. 3m 이하
  3. 4m 이하
  4. 5m 이하
(정답률: 45%)
  • 버스 덕트 공사 시 덕트를 조영재에 붙이는 경우, 구조적 안정성을 위해 지지점 간의 거리를 $3\text{m}$이하로 유지해야 합니다. (단, 취급자 이외의 자가 출입할 수 없는 곳에서 수직으로 붙이는 경우는 $6\text{m}$이하 적용)
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83. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳의 저압 옥내 전기설비는 어느 공사에 의하는가?

  1. 캡타이어 케이블 공사
  2. 합성 수지관 공사
  3. 애자사용 공사
  4. 금속관 공사
(정답률: 68%)
  • 폭연성 분진이나 화약류 분말이 있는 장소는 발화 시 폭발 위험이 매우 높으므로, 전선을 외부 충격과 불꽃으로부터 보호할 수 있는 금속관 공사 또는 케이블 공사를 적용해야 합니다.

    오답 노트
    캡타이어 케이블 공사: 해당 장소의 배선 방법에서 제외됩니다.
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84. 고압 가공인입선의 높이는 그 아래에 위험표시를 하였을 경우에 지표상 몇 [m] 까지로 감할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 68%)
  • 고압 가공인입선의 시설 기준에 따라, 전선의 아래쪽에 위험 표시를 한 경우 지표상 높이를 $3.5\text{m}$까지 감할 수 있습니다.
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85. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 풍압하중 중 병종풍압하중은 갑종풍압하중에 대한 얼마의 풍압을 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 1/4
(정답률: 65%)
  • 지지물의 강도 계산 시 적용하는 풍압하중의 종별 기준에 따라, 병종 풍압하중은 갑종 풍압하중의 $\frac{1}{2}$을 기초로 하여 계산합니다.
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86. 고압 가공전선이 케이블인 경우 가공전선과 안테나 사이의 이격거리는 몇 [cm] 이상인가?

  1. 40
  2. 80
  3. 120
  4. 160
(정답률: 43%)
  • 가공 전선과 안테나 사이의 이격거리는 전선의 종류에 따라 달라지며, 고압 가공전선이 케이블인 경우에는 $40\text{cm}$이상의 이격거리를 유지해야 합니다.
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87. 고압 지중전선이 지중 약전류전선 등과 접근하거나 교차하는 경우에 상호의 이격거리가 몇 [cm] 이하인 때에는 두전선이 직접 접촉하지 아니하도록 조치하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 47%)
  • 고압 지중 전선과 지중 약전류 전선이 접근하거나 교차할 때, 상호 이격거리가 $30\text{cm}$이하인 경우에는 두 전선이 직접 접촉하지 않도록 내화성 격벽 등을 시설하여 안전을 확보해야 합니다.
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88. 저압 옥내간선의 전원 측 전로에는 그 저압 옥내간선을 보호할 목적으로 어느 것을 시설하여야 하는가?

  1. 접지선
  2. 과전류 차단기
  3. 방전 장치
  4. 단로기
(정답률: 66%)
  • 저압 옥내간선에서 발생할 수 있는 단락이나 과부하로부터 전로를 보호하기 위해 전원 측에 과전류 차단기를 시설하여 사고 시 신속하게 전류를 차단해야 합니다.
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89. 제 2종 접지공사를 시설하여야 하는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 특고압 계기용 변압기의 2차측 전로
  2. 변압기로 특고압 선로에 결합되는 고압 전로의 방전장치
  3. 특고압 가공전선이 도로 등과 교차하는 경우 시설하는 보호망
  4. 특고압 전로 또는 고압 전로와 저압 전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점
(정답률: 38%)
  • 제 2종 접지공사는 변압기의 저압측 중성점 또는 1단자에 시설하여 전로의 전위 상승을 억제하고 기기를 보호하는 것이 핵심 원리입니다.

    오답 노트
    특고압 계기용 변압기의 2차측 전로, 변압기로 특고압 선로에 결합되는 고압 전로의 방전장치, 특고압 가공전선이 도로 등과 교차하는 경우 시설하는 보호망: 제 1종 접지공사 대상
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90. 옥내전로에 대지전압에 대한 규정으로 주택의 전로 인입구에 절연변압기를 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없이 시설하는 경우 정격용량이 몇 [kVA] 이하일 때 인체 보호용 누전차단기를 시설하지 않아도 되는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 36%)
  • 주택의 전로 인입구에는 인체감전보호용 누전차단기를 시설해야 하지만, 특정 조건을 만족하는 절연변압기를 설치하면 생략 가능합니다.

    전원측에 정격용량이 $3\text{kVA}$이하인 절연변압기를 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 시설하고, 부하측 전로를 접지하지 않는 경우에는 누전차단기를 시설하지 않아도 됩니다.
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91. 철주를 강관에 의하여 구성되는 사각형의 것일 때 갑종 풍압하중을 계산하려 한다. 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압하중은 몇 [Pa]를 기초하여 계산하는가?

  1. 588
  2. 882
  3. 1117
  4. 1255
(정답률: 46%)
  • 철주 및 강관의 형태에 따른 갑종 풍압하중 기준을 적용하는 문제입니다.

    강관에 의해 구성된 사각형 철주의 경우, 수직 투영면적 $1\text{m}^2$당 풍압하중은 $1117\text{Pa}$를 기초로 계산합니다.


    오답 노트
    원형 철주: $588\text{Pa}$
    삼각형 또는 마름모: $1412\text{Pa}$
    강관 철탑: $1255\text{Pa}$
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92. 최대 사용전압 15[V]를 넘고 30[V] 이하인 소세력 회로에 사용하는 절연변압기의 2차 단락전류 값이 제한을 받지 않을 경우는 2차측에 시설하는 과전류 차단기의 용량이 몇 [A] 이하일 경우인가?

  1. 0.5
  2. 1.5
  3. 3.0
  4. 5.0
(정답률: 42%)
  • 소세력 회로의 최대 사용전류 제한 규정에 따라, 최대 사용전압이 $15\text{V}$를 초과하고 $30\text{V}$이하인 경우에는 최대 사용전류가 $3\text{A}$이하로 제한됩니다. 따라서 과전류 차단기의 용량이 $3.0\text{A}$이하일 때 단락전류 값이 제한을 받지 않게 됩니다.
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93. 가공공동지선에 의한 제2종 접지공사에 있어 가공공동지선과 대지간의 합성 전기저항 값은 몇[m]를 지름으로하는 지역마다 규정하는 접지 저항값을 가지는 것으로 하여야 하는가?

  1. 400
  2. 600
  3. 800
  4. 1000
(정답률: 37%)
  • 가공공동지선에 의한 제2종 접지공사 시, 가공공동지선과 대지 간의 합성 전기저항 값은 $1000\text{m}$($1\text{km}$)를 지름으로 하는 지역마다 규정하는 접지 저항값을 가지도록 시설해야 합니다.
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94. 옥내에 시설되는 전동기가 소손될 우려가 있는 경우 과전류가 생겼을 때 자동으로 차단하거나 경보를 발생하는 장치를 시설하여야 한다. 이 규정에 적용되는 전동기 정격 출력의 최소값은?

  1. 150W 초과
  2. 200W 초과
  3. 250W 초과
  4. 300W 초과
(정답률: 44%)
  • 옥내 시설 전동기의 과부하 보호 장치는 정격 출력 $0.2\text{kW}$이하인 것을 제외하고 시설해야 하므로, 적용 대상은 $200\text{W}$ 초과인 전동기부터입니다.
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95. 제 1종 특고압 보안공사에 의해서 시설하는 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 철탑
  2. B종 철주
  3. B종 철근 콘크리트주
  4. A종 철근 콘크리트주
(정답률: 63%)
  • 제 1종 특고압 보안공사 시 지지물로는 철탑, B종 철주, B종 철근 콘크리트주를 사용할 수 있습니다. 따라서 A종 철근 콘크리트주는 사용할 수 없습니다.
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96. 변압기 1차측 3300[V], 2차측 220[V]의 변압기 전로의 절연내력시험 전압은 각각 몇 [V]에서 10분간 견디어야 하는가?

  1. 1차측 4950[V], 2차측 500[V]
  2. 1차측 4500[V], 2차측 400[V]
  3. 1차측 4125[V], 2차측 500[V]
  4. 1차측 3300[V], 2차측 400[V]
(정답률: 65%)
  • 변압기의 절연내력시험 전압은 최대사용전압이 $7000\text{V}$이하인 경우 1.5배(최저 $500\text{V}$)를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{시험전압} = \text{최대사용전압} \times 1.5$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{1차측} = 3300 \times 1.5, \quad \text{2차측} = 220 \times 1.5$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{1차측} = 4950\text{V}, \quad \text{2차측} = 330\text{V} \rightarrow 500\text{V} \text{ (최저전압 적용)}$$
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97. 도로에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경간은 몇 [m] 이하로 하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 30%)
  • 도로에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경간은 60m 이하로 시설하여야 합니다.
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98. 고압 가공전선로의 지지물에 첨가한 통신선을 횡단보도교 위에 시설하는 경우 그 노면상의 높이는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3 이상
  2. 3.5 이상
  3. 5 이상
  4. 5.5 이상
(정답률: 56%)
  • 고압 및 저압 첨가통신선을 시설할 때, 횡단보도교 위 노면상의 높이는 3.5m 이상으로 규정하고 있습니다.

    오답 노트
    도로횡단: 6m (교통지장 없을 시 5m)
    철도횡단: 6.5m
    기타: 4m
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99. 전기철도용 변전소 이외의 변전소의 주요 변압기에 계측장치가 꼭 필요하지 않은 것은?

  1. 전압
  2. 전류
  3. 주파수
  4. 전력
(정답률: 73%)
  • 변전소의 주요 변압기에서는 전력 공급 상태를 감시하기 위해 전압, 전류, 전력에 대한 계측장치가 필수적입니다. 반면 주파수는 계통 전체에서 일정하게 유지되므로 개별 변압기마다 반드시 설치할 필요는 없습니다.
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100. 시가지에 시설하는 154[kV] 가공전선로에는 지락 또는 단락이 발생한 경우 몇 초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 68%)
  • 전기설비기술기준에 따라 사용전압이 $100\text{ kV}$를 초과하는 특고압 가공전선로에 지락 또는 단락 사고가 발생했을 때, 사고 확산 방지를 위해 $1$초 이내에 자동 차단하는 장치를 설치해야 합니다.
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