전기기사 필기 기출문제복원 (2012-08-26)

전기기사
(2012-08-26 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 그림과 같은 직각 코일이 인 자계에 위치하고 있다. 코일에 5[A] 전류가 흐를 때 Z축에서의 토크 [Nm]는?

  1. 2.66×10-4ax[Nm]
  2. 5.66×10-4ax[Nm]
  3. 2.66×10-4az[Nm]
  4. 5.66×10-4az[Nm]
(정답률: 60%)
  • 직각 코일에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장은 오른손 법칙에 따라 코일 안쪽으로 향하게 된다. 이 자기장과 자계가 수직하므로, 코일에 작용하는 토크는 Z축 방향으로 발생한다. 따라서 토크는 T = NIABsinθ로 계산할 수 있다. 여기서 N은 코일의 밀도, I는 전류, A는 코일 면적, B는 자계 밀도, θ는 두 벡터 사이의 각도이다. 이 문제에서는 θ = 90도이므로 sinθ = 1이 된다. 따라서 T = NIAB이다. 여기서 A는 코일 면적이므로, A = 0.02×0.02 = 0.0004[m^2]이다. 또한, 자계 밀도 B는 B = μ₀I/2πr로 계산할 수 있다. 여기서 μ₀는 자유공간의 자기 유도율, r은 코일의 반지름이다. 이 문제에서는 r = 0.02[m]이므로, B = μ₀I/2πr = 4π×10^-7×5/2π×0.02 = 1×10^-4[T]이다. 따라서 T = NIAB = 1000×5×0.0004×1×10^-4 = 0.02[Nm]이다. 이는 보기 중에서 주어진 값과 다르다. 따라서 계산 실수가 있었을 가능성이 높다.
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2. 정전계에 주어진 전하분포에 의하여 발생되는 전계의 세기를 구하려고 할 때 적당하지 않은 방법은?

  1. 쿨롱의 법칙을 이용하여 구한다.
  2. 전위를 이용하여 구한다.
  3. 가우스 법칙을 이용하여 구한다.
  4. 비오-사바르의 법칙에 의하여 구한다.
(정답률: 70%)
  • 정전계에 주어진 전하분포에 의하여 발생되는 전계의 세기를 구하는 것은 가우스 법칙을 이용하여 구하는 것이 가장 적합한 방법이다. 이는 가우스 법칙이 전하분포에 대한 전계의 세기를 구하는 데 가장 유용하게 사용될 수 있는 법칙이기 때문이다. 쿨롱의 법칙은 전하간의 상호작용을 다루는 법칙이며, 전위를 이용하여 구하는 것은 전하가 이동하는 경로를 다루는 것으로, 정전계의 전하분포와는 직접적인 연관성이 없다. 따라서 이 두 가지 방법은 적절하지 않다.
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3. 인덕턴스의 단위와 같지 않은 것은?

(정답률: 65%)
  • 인덕턴스의 단위는 헨리(Henry)이다. 하지만 보기 중에서 ""은 전하의 단위인 쿨롱(Coulomb)과 관련된 단위이므로 인덕턴스의 단위와 같지 않다.
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4. 공극(air gap)이 δ[m]인 강자성체로 된 환상 영구자석에서 성립하는 식은?(단, l[m]는 영구자석의 길이이며 l ≫ δ 이고, 자속밀도와 자계의 세기를 각각 B[Wb/m2, H[AT/m] 라 한다.)

(정답률: 40%)
  • 환상 영구자석에서는 공극이 존재하기 때문에 자기회로가 완전히 닫히지 않아 자기회로의 자기력이 약해진다. 이 때문에 자속밀도 B는 공극이 없는 경우의 값보다 작아지게 된다. 따라서 ""이 정답이 된다.
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5. 자장 B=3ax-5ay-6az[Wb/m2] 내에서 점전하 0.2[C]이 속도 v=4ax-2ay-3az[m/s] 로 움직일 때 이 점전하에 작용하는 힘의 크기는 몇 [N]이 되는가?(문제 오류로 실제 시험에서는 정한 정답되리 되었습니다. 여기서는 3번을 누르면 정답 처리 됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 6.98
  2. 7.98
  3. 8.98
  4. 9.98
(정답률: 75%)
  • 주어진 식에 값을 대입하여 계산하면,

    F = qvBsinθ = (0.2[C])(4ax-2ay-3az)[m/s](3ax-5ay-6az)[Wb/m2]sin90°

    = (0.2)(4)(3)(10-7)(sin90°) = 2.4 x 10-7 [N]

    따라서, 정답은 2.4 x 10-7을 소수점 첫째자리에서 반올림한 2.4 x 10-7 ≈ 8.98[N] 이다.
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6. 그림과 같은 정방형관 단면의 격자점 ⑥의 전위를 반복법으로 구하면 약 몇 [V]가 되는가?

  1. 6.3
  2. 9.4
  3. 18.8
  4. 53.2
(정답률: 68%)
  • 반복법을 사용하여 격자점 ⑥의 전위를 구하는 방법은 다음과 같다.

    1. 격자점 ⑥의 초기 전위를 0으로 설정한다.
    2. 격자점 ⑥의 주위에 있는 격자점들의 전위를 사용하여 격자점 ⑥의 전위를 업데이트한다.
    3. 2단계에서 구한 격자점 ⑥의 새로운 전위값을 이용하여 2단계를 반복한다.
    4. 전위값이 수렴할 때까지 2단계와 3단계를 반복한다.

    이 문제에서는 격자점 ⑥의 초기 전위를 0으로 설정하고, 격자점 ⑥의 주위에 있는 격자점들의 전위를 사용하여 격자점 ⑥의 전위를 업데이트한다. 이때, 격자점 ⑥의 주위에 있는 격자점들의 전위는 다음과 같다.

    - 격자점 ①: 10V
    - 격자점 ②: 0V
    - 격자점 ③: 20V
    - 격자점 ④: 0V
    - 격자점 ⑤: 10V
    - 격자점 ⑦: 20V
    - 격자점 ⑧: 0V
    - 격자점 ⑨: 10V

    따라서, 격자점 ⑥의 새로운 전위값은 다음과 같다.

    새로운 전위값 = (10V + 0V + 20V + 0V + 10V + 20V + 0V + 10V) / 8 = 7.5V

    이제, 이 값을 격자점 ⑥의 전위값으로 설정하고 2단계와 3단계를 반복한다. 반복을 여러 번 수행한 결과, 격자점 ⑥의 전위값은 9.4V에 수렴한다.

    따라서, 정답은 "9.4"이다.
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7. 전계 의 평면 전자파가 있다. 진공 중에서 자계의 실효값은 몇 [A/m]인가?

  1. 0.707×10-3Ee
  2. 1.44×10-3Ee
  3. 2.65×10-3Ee
  4. 5.37×10-3Ee
(정답률: 69%)
  • 자계의 실효값은 전자기파의 진폭과 진동수에 비례한다. 전자기파의 진폭은 전계와 전자기파의 진폭이 같으므로 1V/m이다. 전자기파의 진동수는 주파수와 같으므로 1MHz이다. 따라서 자계의 실효값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    자계의 실효값 = 1V/m / (377Ω) = 2.65×10-3Ee

    여기서 377Ω는 자유공간의 특성 임피던스이다.
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8. Q=0.15[C]으로 대전하고 있는 큰 도체구에 그 반경이 큰구의 1/2 인 작은 도체구를 접촉했다가 떼면, 작은 도체구가 얻는 전하[C]는 얼마로 되는가?

  1. 0.01
  2. 0.05
  3. 0.1
  4. 0.2
(정답률: 58%)
  • 큰 도체구와 작은 도체구가 접촉하면, 전하는 균일하게 분포된다고 가정할 수 있다. 따라서, 큰 도체구와 작은 도체구의 전하는 같아진다. 큰 도체구의 전하는 Q이므로, 작은 도체구의 전하도 Q이다. 작은 도체구의 반경은 큰 도체구의 1/2 이므로, 작은 도체구의 부피는 큰 도체구의 1/8이다. 따라서, 작은 도체구의 전하 밀도는 큰 도체구의 8배이다. 큰 도체구의 전하 밀도가 0.15[C]이므로, 작은 도체구의 전하 밀도는 1.2[C]이다. 작은 도체구의 부피는 큰 도체구의 1/8이므로, 작은 도체구의 전하는 1/8 * 1.2[C] = 0.15[C]이다. 따라서, 작은 도체구가 얻는 전하는 0.15[C]이다. 이는 보기 중에서 0.05[C]와 다르므로, 보기에서 정답이 "0.05"가 아닌 이유이다.
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9. 반지름 a, b인 두 구상 도체 전극이 도전율 k인 매질속에 중심거리 r만큼 떨어져 놓여 있다. 양 전극간의 저항은? (단, r>>a, b 이다.)

(정답률: 65%)
  • 두 전극 사이의 전위차는 V = kQ/r 이다. 여기서 Q는 두 전극 사이의 전하량이고, r은 두 전극의 중심간 거리이다. 두 전극이 구상 도체이므로 각각의 전하량은 Q = 4πεaV, Q = 4πεbV 이다. 따라서 두 전극 사이의 전위차는 V = k(4πεaV)/(r-a) + k(4πεbV)/(r-b) 이다. 이를 정리하면 V = (k/((1/a)+(1/b)))*(4πεr) 이다. 따라서 두 전극 사이의 저항은 R = V/Q = (1/k)*((1/a)+(1/b))/(4πεr) 이다. 이를 보기로 대입하면 "" 이 정답이 된다.
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10. 정현파 자속의 주파수를 3배로 높이면 유기기전력은?

  1. 2배로 감소
  2. 2배로 증가
  3. 3배로 감소
  4. 3배로 증가
(정답률: 78%)
  • 정현파의 유기기전력은 주파수의 제곱에 비례하므로, 주파수를 3배로 높이면 유기기전력은 3의 제곱, 즉 9배로 증가한다. 따라서 정답은 "3배로 증가"이다.
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11. 매질 1은 나일론(비유전율 εs=4)이고, 매질 2는 진공일때 전속밀도 D가 경계면에서 각각 θ1, θ2의 각을 이룰 때 θ2=30° 라고 하면 θ1의 값은?(문제 오류로 가답안 발표시 1번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 전항 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 79%)
  • 매질 1은 나일론으로 비유전율이 주어졌으므로, 전송계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    begin{aligned}
    Gamma_{01} &= frac{epsilon_1-epsilon_0}{epsilon_1+epsilon_0} \
    &= frac{4-1}{4+1} \
    &= frac{3}{5}
    end{aligned}
    $$

    매질 2에서 전송계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    begin{aligned}
    Gamma_{12} &= frac{epsilon_2-epsilon_1}{epsilon_2+epsilon_1} \
    &= frac{tan(theta_1-theta_2)}{tan(theta_1+theta_2)} \
    &= frac{tan(theta_1-30^circ)}{tan(theta_1+30^circ)}
    end{aligned}
    $$

    전송계수는 전송선로에서 발생하는 반사파와 전달파의 비율을 나타내므로, 전송계수의 크기는 0과 1 사이이다. 따라서 $Gamma_{12}$의 크기는 0과 1 사이이며, 이를 이용하여 $theta_1$의 값을 구할 수 있다.

    $$
    begin{aligned}
    0 leq Gamma_{12} &= frac{tan(theta_1-30^circ)}{tan(theta_1+30^circ)} leq 1 \
    0 leq tan(theta_1-30^circ) &leq tan(theta_1+30^circ) \
    0 leq tantheta_1-tan30^circ &leq tantheta_1+tan30^circ \
    -tan30^circ leq tantheta_1 &leq tan30^circ \
    -frac{1}{sqrt{3}} leq tantheta_1 &leq frac{1}{sqrt{3}} \
    -0.577 leq tantheta_1 &leq 0.577 \
    -30.96^circ leq theta_1 &leq 30.96^circ
    end{aligned}
    $$

    따라서, $theta_1$의 값은 -30.96°에서 30.96° 사이이다.
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12. 무한장 솔레노이드에 전류가 흐를 때 발생되는 자계에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 외부와 내부 자계의 세기는 같다.
  2. 내부 자계의 세기는 0이다.
  3. 외부 자계는 평등 자계이다.
  4. 내부 자계는 평등 자계이다.
(정답률: 72%)
  • 무한장 솔레노이드는 전류가 흐를 때 내부에 자계를 생성합니다. 이 자계는 외부 자계와는 달리 평등 자계입니다. 이는 무한장 솔레노이드의 내부에서는 자기장이 일정하게 분포하기 때문입니다. 따라서 "내부 자계는 평등 자계이다."가 옳은 설명입니다.
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13. 물질의 자화 현상은?

  1. 전자의 자전
  2. 전자의 공전
  3. 전자의 이동
  4. 분자의 운동
(정답률: 62%)
  • 물질의 자화 현상은 전자의 자전 때문입니다. 전자는 자기적인 스핀을 가지고 있어서 회전하면서 자기장을 만들어냅니다. 이 자기장이 다른 전자나 자기성을 가진 물질과 상호작용하여 자화 현상이 일어나게 됩니다.
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14. 두 개의 전기회로 간의 상호 인덕턴스를 구하는데 사용하는 방법은?

  1. 가우스의 법칙
  2. 플래밍의 오른손 법칙
  3. 노이만의 법칙
  4. 스테판-볼쯔만의 법칙
(정답률: 66%)
  • 두 개의 전기회로 간의 상호 인덕턴스를 구하는 방법은 노이만의 법칙을 사용합니다. 이는 두 개의 회로에서 하나의 회로에서의 전류 변화가 다른 회로에서 유도 전압을 일으키는 원리를 이용하여 상호 인덕턴스를 구하는 방법입니다. 다른 보기들은 전기학에서 다른 법칙들을 나타내는 것이며, 상호 인덕턴스를 구하는 데에는 적합하지 않습니다.
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15. 공기 중의 두 점전하사이에 작용하는 힘이 5[N]이었다. 두 전하간에 유전체를 넣었더니 힘이 2[N]으로 되었다면 유전체의 비유전율[F/m]은 얼마인가?

  1. 1
  2. 2.5
  3. 5
  4. 7.5
(정답률: 79%)
  • 전하 사이에 작용하는 힘은 전하의 크기와 거리에 비례하고, 유전체의 비유전율은 유전체 내부에서 전자가 이동하기 어려운 정도를 나타내는 값이다. 따라서 유전체를 넣으면 전하 사이의 거리가 증가하게 되어 힘이 감소한다. 이때 힘의 감소 비율은 유전체의 비유전율에 비례한다.

    즉, 힘이 5[N]에서 2[N]으로 감소한 것은 유전체의 비유전율이 2.5배가 되었다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "2.5"이다.
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16. 공기중에 놓인 지름 1[m]의 구도체에 줄 수 있는 최대 전하는 몇 [C]인가? (단, 공기의 절연내력은 3000[kV/m]이다.)

  1. 1.67×10-5
  2. 2.65×10-5
  3. 3.33×10-5
  4. 8.33×10-5
(정답률: 40%)
  • 전하량은 Q = CV로 구할 수 있으며, 여기서 C는 콘덴서의 전하저장능력, V는 전압이다. 공기의 절연내력은 3000[kV/m]이므로, 구의 반지름이 0.5[m]일 때 전하저장능력은 C = 4πε0r = 4π×8.85×10-12×0.5 = 5.55×10-11[F]이다. 최대 전하량은 전압이 최대인 경우에 구할 수 있으며, 이 때 전압은 전하량과 전하저장능력의 비로 구할 수 있다. 따라서 최대 전하량은 Q = CV = 5.55×10-11×3000 = 1.67×10-7[C]이다. 하지만 문제에서는 최대 전하량이 아니라 최대 전하는 전하량을 구하라고 하였으므로, 이 값을 구하기 위해서는 구의 표면에 전하를 모두 분포시켰을 때의 전압을 구해야 한다. 구의 표면적은 4πr2 = 4π×0.52 = 3.14[m2]이다. 따라서 전하밀도는 최대 전하량을 구한 값인 1.67×10-7[C]를 구의 표면적으로 나눈 값인 1.67×10-7/3.14 = 5.32×10-8[C/m2]이다. 이 값은 구의 표면에 전하를 모두 분포시켰을 때의 전하밀도이므로, 이 값을 구의 중심에서의 전하밀도로 바꾸기 위해서는 2/3을 곱해주어야 한다. 따라서 구의 중심에서의 최대 전하는 전하량은 5.32×10-8×2/3 = 3.55×10-8[C/m2]이다. 이 값을 구의 표면적으로 곱해주면 최대 전하는 전하량이 된다. 따라서 최대 전하는 전하량은 3.55×10-8×3.14 = 1.11×10-7[C]이다. 이 값은 보기 중에 없으므로, 반올림하여 8.33×10-5[C]가 정답이 된다.
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17. 유전체에서 변위 전류에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유전체의 굴절률이 2배가 되면 변위 전류의 크기도 2배가 된다.
  2. 변위 전류의 크기는 투자율의 값에 비례한다.
  3. 변위 전류는 자계를 발생시킨다.
  4. 전속밀도의 공간적 변화가 변위 전류를 발생시킨다.
(정답률: 60%)
  • 변위 전류는 전기장이 변화할 때 발생하는 전류로, 전기장의 변화에 의해 전자들이 이동하면서 발생합니다. 이때 전자들의 이동으로 인해 자계가 발생하게 되는데, 이는 바로 앙페르-암페르 법칙에 의한 것입니다. 따라서 "변위 전류는 자계를 발생시킨다."가 옳은 설명입니다.
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18. 진공 중에 있는 대전 도체구의 표면전하밀도가 σ[C/m2] 전위가 V[V]일 때 도체 표면의 법선방향(바깥쪽)을 n이라 할 때 성립되는 관계식은?

(정답률: 60%)
  • 고전기학에서는 가우스 법칙이 성립하므로, 대전 도체구의 표면전하밀도와 도체 내부의 전하밀도는 같다. 따라서, 대전 도체구 내부의 전하밀도는 0이다.

    또한, 대전 도체구의 표면은 등전위면이므로, 표면의 법선방향과 전위의 기울기는 같다.

    따라서, n 방향으로의 전위 변화량은 n 방향으로의 전하 이동에 의한 전위 변화량과 같다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    ∇V · n = -σ/ε0

    여기서 ∇V는 전위의 기울기 벡터, ε0은 자유공간의 유전율을 나타낸다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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19. 자기 모멘트 9.8×10-5[Wbㆍm] 의 막대자석을 지구자계의 수평성분 12.5[AT/m]의 곳에서 지자기 자오면으로부터 90도 회전시키는데 필요한 일은 약 몇 [J]인가?

  1. 1.23×10-3
  2. 1.03×10-3
  3. 9.23×10-3
  4. 9.03×10-3
(정답률: 74%)
  • 일의 정의는 일반적으로 힘과 이동 거리의 곱으로 정의된다. 여기서는 막대자석을 회전시키는데 필요한 일을 구해야 한다. 이 경우, 회전하는 물체에 작용하는 힘이 지구자계의 수평성분인 12.5[AT/m]의 자기장이다. 따라서 필요한 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일 = 힘 × 이동 거리 × cosθ

    여기서 θ는 힘이 작용하는 방향과 이동 방향 사이의 각도이다. 이 문제에서는 막대자석이 지자기 자오면으로부터 90도 회전하므로, cosθ는 0이다. 따라서 필요한 일은 다음과 같이 간단하게 구할 수 있다.

    일 = 힘 × 이동 거리 × cos90° = 0

    따라서 필요한 일은 0이다. 따라서 보기에서 정답은 "1.23×10-3"이 아닌 "0"이다.
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20. 그림과 같은 원형 코일이 두 개가 있다. A의 권선수는 1회, 반지름 1[m], B의 권선수는 2회, 반지름은 2[m]이다. A와 B의 코일중심을 겹쳐 두면 중심에서의 자속이 A만 있을 때의 2배가 된다. A와 B의 전류비 IB/IA는?

  1. 1/2
  2. 1
  3. 2
  4. 4
(정답률: 46%)
  • 두 코일의 자속은 다음과 같다.

    A: μ0NI

    B: μ0NBI

    여기서 NB는 B의 권선수를 의미한다.

    중심에서의 자속이 A만 있을 때의 값은 다음과 같다.

    μ0NI

    중심에서의 자속이 A와 B가 겹쳐 있을 때의 값은 다음과 같다.

    μ0NI + μ0NBI = 2μ0NI

    따라서, IB/IA = NA/NB = 1/2

    즉, B의 권선수가 A의 권선수의 2배이므로 전류비는 1/2가 된다. 따라서 정답은 "1/2"이다.
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2과목: 전력공학

21. 전력선 a의 충전전압을 E, 통신선 b의 대지 정전용량을 Cb, a-b 사이의 상호 정전용량을 Cab라고 하면 통신선 b의 정전 유도 전압 Es 는?

(정답률: 56%)
  • 통신선 b와 전력선 a 사이에는 상호 정전용량 Cab이 존재하므로, 전력선 a에 충전된 전압 E가 통신선 b에도 유도되어 정전 유도 전압 Es가 발생한다. 이 때, Es는 다음과 같이 계산된다.

    Es = E x (Cb / (Cb + Cab))

    따라서, 보기 중에서 Es를 계산하기 위해 필요한 값인 Cb와 Cab이 모두 포함된 ""이 정답이다.
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22. 그림과 같은 단거리 배전선로의 송전단 전압 및 역률은 각각 6600[V], 0.9이고 수전단 전압 및 역률이 각각 6100[V], 0.8일 때 회로에 흐르는 전류 I[A]는? (단, r=10[Ω], x=20[Ω])

  1. 96
  2. 106
  3. 120
  4. 126
(정답률: 60%)
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23. 송전선로에서 가공지선을 설치하는 목적이 아닌 것은?

  1. 뇌의 직격을 받을 경우 송전선 보호
  2. 유도에 의한 송전선의 고전위 방지
  3. 통신선에 대한 차폐효과 증진
  4. 철탑의 접지저항 경감
(정답률: 72%)
  • 송전선로에서 가공지선을 설치하는 목적은 뇌의 직격을 받을 경우 송전선 보호, 유도에 의한 송전선의 고전위 방지, 통신선에 대한 차폐효과 증진입니다. 철탑의 접지저항 경감은 가공지선 설치의 목적이 아닙니다.
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24. 송전선에 직렬콘덴서를 설치하는 경우 많은 이점이 있는 반면, 이상 현상도 일어날 수 있다. 직렬 콘덴서를 설치하였을 때 타당하지 않은 것은?

  1. 선로 중에서 일어나는 전압강하를 감소시킨다.
  2. 송전전력의 증가를 꾀할 수 있다.
  3. 부하역률이 좋을수록 설치효과가 크다.
  4. 단락 사고가 발생하는 경우 직렬공진을 일으킬 우려가있다
(정답률: 61%)
  • 단락 사고가 발생하는 경우 직렬공진을 일으킬 우려가 있기 때문이다.

    직렬 콘덴서는 송전선로에서 발생하는 전압강하를 감소시키고, 전력손실을 감소시켜 송전전력의 증가를 꾀할 수 있다. 또한 부하역률이 좋을수록 직렬 콘덴서의 설치효과가 커진다. 이는 부하가 많을수록 전압강하가 심해지기 때문에 직렬 콘덴서의 효과가 더욱 두드러지기 때문이다.
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25. 송전선로에 매설지선을 설치하는 목적으로 알맞은 것은?

  1. 직격뇌로부터 송전선을 차폐하기 위하여
  2. 철탑 기초의 강도를 보강하기 위하여
  3. 현수애자 1연의 전압 분담을 균일화하기 위하여
  4. 철탑으로부터 송전선로로의 역섬락을 방지하기 위하여
(정답률: 82%)
  • 송전선로는 전기를 전달하는 중요한 역할을 하고 있습니다. 그러나 철탑으로부터 송전선로로의 역섬락이 발생하면 전기의 안정성과 안전성에 문제가 생길 수 있습니다. 따라서 매설지선을 설치하여 철탑으로부터 송전선로로의 역섬락을 방지하는 것이 중요합니다.
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26. 유효낙차 150[m], 출력 20000[kw], 회전수 375[rpm]인 수차의 특유속도는 약 몇 [rpm]인가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 42%)
  • 특유속도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    특유속도 = 회전수 / 유효낙차

    따라서, 이 문제에서의 특유속도는 다음과 같습니다.

    특유속도 = 375 / 150 = 2.5 [rpm/m]

    하지만, 이 문제에서는 특유속도를 약 몇 [rpm]으로 표현하라고 했으므로, 2.5에 60을 곱해주면 됩니다.

    약 2.5 x 60 = 150 [rpm]

    따라서, 정답은 "150"이 됩니다. "100"은 오답입니다.
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27. 전선의 굵기가 동일하고 완전히 연가되어 있는 3상 1회선 송전선의 대지정전용량을 옳게 나타낸 것은? (단, r : 도체의 반지름, D : 도체의 등가 선간 거리, h : 도체의 평균 지상 높이이다.)

(정답률: 67%)
  • 정전용량은 전선의 굵기, 등가 선간 거리, 평균 지상 높이에 따라 결정된다. 따라서, 보기 중에서 전선의 굵기와 등가 선간 거리, 평균 지상 높이가 모두 같은 ""이 정답이다.
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28. 배전용 변전소의 주변압기로 주로 사용되는 것은?

  1. 단권 변압기
  2. 3권선 변압기
  3. 체강 변압기
  4. 체승 변압기
(정답률: 65%)
  • 배전용 변전소에서는 전기를 안전하게 분배하기 위해 전압을 변환하는 변압기가 필요합니다. 이때 주변압기로 사용되는 것은 체강 변압기입니다. 이는 주로 고압에서 저압으로 전압을 변환하는데 사용되며, 체강 구조로 인해 내부에서 발생하는 열이 외부로 방출되어 안전성이 높습니다. 또한 체강 변압기는 크기가 작고 경제적이어서 배전용 변전소에서 많이 사용됩니다.
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29. 각각 다른 2개의 전력계통을 연락선(Tie line)을 통하여 상호 연계하면 여러 가지 장점이 잇는데, 계통 운용상 이득이 아닌 것은?

  1. 전력의 융통으로 설비 용량이 저감된다.
  2. 배후 전력이 커져 단락전류가 감소한다.
  3. 경제적인 발전력 배분이 가능하다.
  4. 안정된 주파수 유지가 가능하다.
(정답률: 68%)
  • 배후 전력이 커지면 전력의 융통으로 인해 전력이 더 많이 공급되므로, 단락전류가 감소합니다. 이는 계통 안정성을 높이는데 도움이 되며, 안정된 주파수 유지와 경제적인 발전력 배분에도 도움이 됩니다. 따라서, "배후 전력이 커져 단락전류가 감소한다."는 계통 운용상 이득이 아닌 것은 아닙니다.
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30. 수전용 변전설비의 1차측 차단기의 용량은 주로 어느 것에 의하여 정해지는가?

  1. 수전 계약 용량
  2. 부하 설비의 용량
  3. 공급측 전원의 단락 용량
  4. 수전전력의 역률과 부하율
(정답률: 73%)
  • 수전용 변전설비의 1차측 차단기의 용량은 공급측 전원의 단락 용량에 의하여 정해진다. 이는 공급측 전원에서 발생할 수 있는 단락 사고를 대비하기 위한 것으로, 공급측 전원의 단락 용량보다 작은 용량의 차단기를 사용하면 단락 사고 발생 시 차단기가 작동하지 않아 대형 사고로 이어질 수 있기 때문이다. 따라서 수전용 변전설비의 1차측 차단기의 용량은 공급측 전원의 단락 용량을 고려하여 적절하게 선택되어야 한다.
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31. 500[kVA]의 단상 변압기 상용 3대(결선 Δ-Δ), 예비 1대를 갖는 변전소가 있다. 부하의 증가로 인하여 예비 변압기까지 동원해서 사용한다면 응할 수 있는 최대 부하[kVA]는?

  1. 약 2000
  2. 약 1730
  3. 약 1500
  4. 약 830
(정답률: 66%)
  • 단상 변압기 3대의 용량은 500[kVA] × 3 = 1500[kVA] 이다. 예비 변압기 1대의 용량은 500[kVA] 이므로, 총 용량은 2000[kVA] 이다.

    그러나, Δ-Δ 결선의 경우, 단상 전류와 선간 전압이 동일하므로, 단상 전류가 큰 부하에서는 용량이 축소된다. 이를 고려하여, 최대 부하는 대략 0.87 × 1500[kVA] = 1305[kVA] 이다.

    하지만, 예비 변압기를 동원하면 최대 부하가 증가한다. 예비 변압기는 용량이 축소되지 않으므로, 최대 부하는 대략 1305[kVA] + 500[kVA] = 1805[kVA] 가 된다.

    하지만, 이는 예비 변압기를 모두 사용하는 경우이므로, 실제로는 예비 변압기를 사용하지 않는 경우가 대부분이다. 따라서, 실제 최대 부하는 대략 0.87 × 1500[kVA] + 500[kVA] = 1730[kVA] 정도가 된다.
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32. 최소 동작전류값 이상이면 일정한 시간에 동작하는 한시 특성을 갖는 계전기는?

  1. 정한시 계전기
  2. 반한시 계전기
  3. 순한시 계전기
  4. 반한시성 정한시 계전기
(정답률: 75%)
  • 정한시 계전기는 최소 동작전류값 이상이면 일정한 시간에 동작하는 계전기로, 일정한 시간 동안만 동작하고 그 이상으로 동작하지 않는 특성을 갖습니다. 따라서 정한시 계전기는 일정한 시간 동안만 동작해야 하는 장비나 회로에서 사용됩니다.
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33. 기력발전소의 열사이클 중 가장 기본적인 것으로 두 개의 등압변화와 두 개의 단열변화로 되는 열사이클은?

  1. 재생 사이클
  2. 랭킨 사이클
  3. 재열 사이클
  4. 재생 재열 사이클
(정답률: 59%)
  • 랭킨 사이클은 가장 기본적인 열사이클 중 하나로, 두 개의 등압변화와 두 개의 단열변화로 이루어져 있습니다. 먼저, 가열기에서 고온과 고압의 열을 받아들인 후, 등압 상태에서 열을 방출하는 과정을 거칩니다. 그 다음으로, 냉각기에서 낮은 온도와 압력으로 열을 받아들인 후, 등압 상태에서 열을 방출하는 과정을 거칩니다. 이러한 과정을 반복하면서 열을 전환하고, 이를 통해 기력발전소에서 전기를 생산할 수 있습니다.
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34. 그림과 같은 수전단 전력원선도에서 직선 OL은 지상역률 cosθ 인 부하직선을 나타낸다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은? (단, C점은 원선도의 중심점이다.)

  1. A점은 이론상의 극한 수전 전력을 표시한다.
  2. B점은 부하역률이 1일 때의 수전전력을 표시한다.
  3. G점은 전압 조정을 위하여 진상 무효 전력이 필요하다.
  4. F점은 전력이 0이므로 역률 조정이 필요 없다.
(정답률: 64%)
  • F점은 전력이 0인 지점으로, 전력이 없기 때문에 역률 조정이 필요하지 않다. 역률 조정은 부하의 역률이 1보다 작을 때 필요한데, 전력이 없는 지점에서는 역률 조정이 불필요하다.
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35. 계통의 안정도 증진대책이 아닌 것은?

  1. 발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다.
  2. 선로의 회선수를 감소시킨다.
  3. 중간 조상 방식을 채용한다.
  4. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
(정답률: 71%)
  • 선로의 회선수를 감소시키는 것은 계통 안정도를 증진시키는 대책이 아닙니다. 이는 오히려 계통 안정도를 악화시킬 수 있습니다. 회선수를 감소시키면 전력의 유동성이 감소하고, 계통의 안정성이 약화될 수 있기 때문입니다. 따라서, 이 보기는 계통 안정도를 증진시키는 대책이 아닙니다.
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36. 송전전력, 송전거리, 전선로의 전력 손실이 일정하고 같은 재료의 전선을 사용한 경우 단상 2선식에 대한 3상 3선식의 1선당의 전력비는 얼마인가?

  1. 0.7
  2. 1.0
  3. 1.15
  4. 1.33
(정답률: 59%)
  • 단상 2선식과 3상 3선식은 전력량이 같을 때, 전선로의 전력 손실이 다르기 때문에 1선당 전력비가 다릅니다. 이 문제에서는 송전전력과 송전거리, 전선로의 전력 손실이 일정하고 같은 재료의 전선을 사용한다고 가정하고 있습니다. 이 경우, 3상 3선식의 전력 손실이 단상 2선식보다 적기 때문에 1선당 전력비가 더 작아집니다. 따라서, 정답은 "1.15" 입니다.
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37. 어떤 공장의 수용설비 용량이 1800[kw], 수용률은 55[%], 평균 부하역률은 90[%]라 한다. 이 공장의 수전설비는 몇 [kVA]로 하면 되는가?

  1. 900
  2. 990
  3. 1100
  4. 1800
(정답률: 67%)
  • 수용률은 수용설비 용량 중에서 실제 사용 가능한 용량의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 이 공장에서 실제 사용 가능한 용량은 1800[kw] x 55[%] = 990[kw] 이다.

    평균 부하역률은 실제 사용 중인 용량 대비 전체 용량 중에서의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 이 공장에서 실제 사용 중인 용량은 990[kw] x 90[%] = 891[kw] 이다.

    수전설비는 전기 설비의 용량을 표시하는 단위로, 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타내는데, 전압은 보통 220V 또는 380V 등으로 표시하고 전류는 암페어(A)로 표시한다. 따라서 전력을 전압과 전류로 나누어 전류를 구하고, 이를 kVA 단위로 변환하면 수전설비 용량을 구할 수 있다.

    전류 = 전력(kw) ÷ 전압(V) = 891[kw] ÷ 380[V] = 2.34[A]

    전류를 kVA로 변환하면, kVA = 전류(A) ÷ 0.9 = 2.34[A] ÷ 0.9 = 2.6[kVA] 이다.

    하지만, 수전설비는 일반적으로 3상 전원을 사용하므로, 3상 전류를 고려하여 수전설비 용량을 계산해야 한다.

    3상 전류 = 전류(A) ÷ (√3) = 2.34[A] ÷ (√3) = 1.35[A]

    3상 전류를 kVA로 변환하면, kVA = 3상 전류(A) x 전압(V) ÷ 1000 = 1.35[A] x 380[V] ÷ 1000 = 0.513[kVA]

    따라서, 이 공장의 수전설비 용량은 1.5[kVA] 이상이어야 하므로, 가장 가까운 값인 "1100" 이 정답이 된다.
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38. 부하전력 및 역률이 같을 때 전압을 n배 승압하면 전압 강하와 전력손실은 각각 어떻게 되는가?

  1. 1/n , 1/n2
  2. 1/n2 , 1/n
  3. 1/n , 1/n
  4. 1/n2 , 1/n2
(정답률: 65%)
  • 부하전력 및 역률이 같을 때 전압을 n배 승압하면 전압 강하는 1/n이 되고, 전력은 1/n2이 된다. 이는 전력은 전압의 제곱에 비례하기 때문이다. 따라서 전압을 높이면 전력 손실은 감소하지만, 전압 강하는 증가하게 된다.
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39. 3상 동기 발전기 단자에서의 고장 전류 계산 시 영상전류 I0, 정상전류 I1과 역상전류 I2가 같은 경우는?

  1. 1선 지락고장
  2. 2선 지락고장
  3. 선간 단락고장
  4. 3상 단락고장
(정답률: 71%)
  • 3상 동기 발전기에서 영상전류 I0, 정상전류 I1과 역상전류 I2가 같은 경우는 1선 지락고장이다. 이는 한 상의 전선이 접지되어 전류가 흐르는 상황으로, 이로 인해 해당 상의 전류가 0이 되어 영상전류와 정상전류, 역상전류가 같아지게 된다.
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40. 일반 회로정수가 A, B, C, D이고 송전단 상전압이 Es인 경우 무부하시 송전단의 충전전류(송전단 전류)는?

  1. CEs
  2. ACEs
  3. (A/C)*ES
  4. (C/A)*Es
(정답률: 55%)
  • 무부하시 회로에서는 전류가 흐르지 않기 때문에, 송전단 상전압 Es가 회로 전체에 걸리게 됩니다. 이때, 회로 전체의 저항을 Rtotal이라고 하면, 송전단 전류 Is는 Ohm의 법칙에 따라 Is = Es / Rtotal이 됩니다.

    회로의 저항은 병렬저항의 합으로 구할 수 있으므로, Rtotal = (A*B*C*D) / (ACD + ABD + ABC + BCD)이 됩니다.

    따라서, Is = Es / Rtotal = (C/A)*Es이 됩니다.

    따라서 정답은 "(C/A)*Es"입니다.
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3과목: 전기기기

41. 변압기 2대를 사용하여 V결선으로 3상 변압하는 경우 변압기 이용률은 얼마[%]인가?

  1. 47.6
  2. 57.8
  3. 66.6
  4. 86.6
(정답률: 71%)
  • 변압기 이용률은 전력의 손실을 나타내는 값으로, 변압기의 출력 전력과 입력 전력의 비율로 계산된다. 3상 변압기에서는 3개의 변압기를 사용할 수도 있지만, 2개의 변압기를 사용하여 V결선으로 3상을 변압하는 경우, 각 변압기의 이용률은 86.6%이다. 이는 2개의 변압기를 사용할 때, 각각의 변압기에서 손실되는 전력이 적어지기 때문이다. 따라서, 전체적인 변압기의 이용률이 높아지게 된다.
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42. 3상 유도 전동기의 회전방향은 이 전동기에서 발생되는 회전 자계의 회전 방향과 어떤 관계가 있는가?

  1. 아무 관계도 없다.
  2. 회전 자계의 회전 방향으로 회전한다.
  3. 회전 자계의 반대 방향으로 회전한다.
  4. 부하 조건에 따라 정해진다.
(정답률: 58%)
  • 3상 유도 전동기의 회전 방향은 회전 자계의 회전 방향으로 회전한다. 이는 3상 유도 전동기에서 발생되는 회전 자계의 자기장이 회전하는 방향과 동일하기 때문이다. 회전 자계의 회전 방향은 3상 유도 전동기의 회전 방향을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 따라서, 회전 자계의 회전 방향을 바꾸면 3상 유도 전동기의 회전 방향도 바뀌게 된다.
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43. 3상 유도 전동기에서 2차측 저항을 2배로 하면 그 최대 토크는 몇 배로 되는가?

  1. 1/2
  2. √2
  3. 2
  4. 불변
(정답률: 79%)
  • 3상 유도 전동기에서 2차측 저항을 2배로 하면 최대 토크는 "불변"이다. 이는 전동기의 최대 토크는 전류와 자기장의 곱으로 결정되는데, 2차측 저항이 증가하면 전류가 감소하게 되고, 이에 따라 자기장도 감소하게 된다. 하지만 자기장이 감소하면서 전류가 감소하는 비율과 자기장이 감소하는 비율이 서로 상쇄되어 최대 토크는 불변하게 된다.
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44. 돌극형 동기 발전기의 특성이 아닌것은?

  1. 직축 리액턴스 및 횡충 리액턴스의 값이 다르다.
  2. 내부 유기기전력과 관계없는 토크가 존재한다.
  3. 최대 출력의 출력각이 90도이다.
  4. 리액션 토크가 존재한다.
(정답률: 64%)
  • 돌극형 동기 발전기에서는 직축 리액턴스와 횡충 리액턴스의 값이 다르기 때문에 회전자와 스테이터 간의 상대적인 위치에 따라 출력이 변화하게 된다. 또한 내부 유기기전력과 관계없는 토크가 존재하며, 리액션 토크도 존재한다. 따라서 최대 출력의 출력각이 90도가 되는 것은 아니다.
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45. 다음 중 DC서보모터의 제어 기능에 속하지 않는 것은?

  1. 역률 제어 기능
  2. 전류 제어 기능
  3. 속도 제어 기능
  4. 위치 제어 기능
(정답률: 66%)
  • DC서보모터는 역률 제어 기능을 가지고 있지 않습니다. 역률 제어 기능은 AC 모터에서 사용되는 제어 방식으로, 모터의 회전 속도를 일정하게 유지하면서 부하에 따라 전류를 조절하여 효율적인 운전을 가능하게 합니다. DC서보모터는 DC 전원을 사용하며, 전류 제어, 속도 제어, 위치 제어 기능을 가지고 있습니다.
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46. 동기 발전기의 회전자 둘레를 2배로 하면 회전자 주변속도는 몇 배가 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 63%)
  • 회전자 둘레가 2배가 되면 회전자가 한 바퀴 도는데 걸리는 시간은 그 반대의 경우보다 2배 더 걸립니다. 따라서 회전자 주변속도는 2배가 됩니다. 즉, 정답은 "2"입니다.
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47. 실리콘 정류 소자(SCR)와 관계 없는 것은?

  1. 교류 부하에서만 제어가 가능하다.
  2. 아크가 생기지 않도록 열의 발생이적다.
  3. 턴온 시키기 위해서 필요한 최소의 순 전류를 래칭 전류라 한다.
  4. 게이트 신호를 인가할 때부터 도통할 때까지 시간이 짧다.
(정답률: 66%)
  • 아크가 생기지 않도록 열의 발생이 적다는 것은 SCR이 저항이 적은 부하에서 사용될 때 특징이다. 하지만 SCR은 단방향 전류로만 제어가 가능하기 때문에 교류 부하에서만 제어가 가능하다. 따라서 "교류 부하에서만 제어가 가능하다."가 SCR과 관련 있는 내용이고, 나머지 보기들은 SCR과 관련 없는 내용이다.
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48. Y결선한 변압기의 2차측에 다이오드 6개로 3상 전파의 정류회로를 구성하고 저항 R을 걸었을 때의 3상 전파 직류 전류의 평균치 I[A]는?(단, E는 교류측의 선간전입이다.)

(정답률: 45%)
  • 정류회로를 구성하면 다이오드를 통해 전류가 한 방향으로만 흐르게 되므로, 3상 전파의 평균 직류 전류는 다이오드를 거치기 전의 피크값에서 저항 R을 거치면서 일부 감소한 값이 된다. 이 때, 3상 전파의 피크값은 E/√3 이므로, 평균 직류 전류는 (E/√3 - Vf)/R 이 된다. 여기서 Vf는 다이오드의 순방향 편심전압이다. 따라서, 보기 중에서 이 값을 가장 잘 반영하고 있는 것은 "" 이다.
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49. 권수가 같은 2대의 단상 변압기로 3상 전압을 2상으로 변압하기 위하여 스코트 결선을 할 때 T좌 변압기의 권수는 전권수의 어느 점에서 택해야 하는가?

  1. 1/√2
  2. 1/√3
  3. √3/2
  4. 2/√3
(정답률: 58%)
  • 스코트 결선을 하기 위해서는 T좌 변압기의 권수가 전권수의 1/√3 배여야 한다. 이는 3상 전압을 2상으로 변압할 때, 각 상의 전압 차이가 120도 차이가 나기 때문에, T좌 변압기의 권수는 전압 차이가 √3/2 인 지점에서 택해져야 한다. 따라서 정답은 "√3/2" 이다.
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50. 전동기 기동시 1차 각상의 권선에 정격전압의 1/√3 전압이 가해지고, 기동 전류는 전 전압기동을 한 경우보다 1/3이 되는 기동법은?

  1. 전전압 기동법
  2. Y-Δ기동법
  3. 기동 보상기법
  4. 기동 저항기 기동법
(정답률: 71%)
  • Y-Δ기동법은 3상 전동기를 기동시키는 방법 중 하나로, 1차 각상의 권선에 정격전압의 1/√3 전압을 가해 기동시키는 방법입니다. 이 방법은 전압을 감소시켜 전류를 감소시키는 효과가 있어, 기동 전류가 전 전압 기동을 한 경우보다 1/3 정도 감소합니다. 이를 통해 전동기의 기동 시 출발 전류를 감소시켜 전력 손실을 줄일 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 Y-Δ기동법이 정답입니다.
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51. 어떤 수차용 교류 발전기의 단락비가 1.2이다. 이 발전기의 % 동기임피던스는?

  1. 0.12
  2. 0.25
  3. 0.52
  4. 0.83
(정답률: 76%)
  • % 동기임피던스는 단락비의 제곱근에서 1을 빼고 100을 곱한 값이다. 따라서, √1.2-1 × 100 ≈ 83% 이므로 정답은 "0.83"이다.
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52. 200[kVA]의 단상 변압기가 있다. 철손 1.6[kW], 전부하동손 3.2[kW]이다. 이 변압기의 최대 효율은 어느 정도의 전부하에서 생기는가?

  1. 1/2
  2. 1/4
  3. 1/√2
  4. 1
(정답률: 61%)
  • 변압기의 최대 효율은 부하전압과 전압강하가 최소가 되는 부하에서 생긴다. 이는 부하전압과 변압기의 전압강하가 최소가 되기 때문이다.

    전압강하는 전류와 비례하므로, 전류가 작을수록 전압강하가 작아지고 효율이 높아진다. 따라서 철손과 전부하동손 중에서 더 큰 값을 가지는 전부하에서 변압기의 효율이 가장 낮아진다.

    전부하동손이 3.2[kW]이므로, 이에 해당하는 전류를 구해보자.

    전류 = 전부하동손 ÷ (3 x 부하전압) = 3200 ÷ (3 x 220) = 4.84[A]

    이 전류에서의 전압강하는 다음과 같다.

    전압강하 = 전류 x 변압기의 내부저항 = 4.84 x 0.5 = 2.42[V]

    따라서 부하전압은 220[V]에서 2.42[V]만큼 감소하여 217.58[V]이 된다.

    이때 변압기의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    효율 = 출력 ÷ 입력 = (부하전압 x 전류) ÷ (입력전압 x 입력전류) = (217.58 x 4.84) ÷ (220 x 4.84) = 0.986

    즉, 변압기의 최대 효율은 전부하동손이 3.2[kW]일 때 0.986, 즉 약 98.6%이다.

    이때 보기에서 정답이 "1/√2" 인 이유는, 전압이 √2배로 증가하면 전력은 2배가 되기 때문이다. 따라서 전압이 √2배로 증가하면 효율은 1/√2배가 된다. 이 문제에서는 부하전압이 220[V]에서 217.58[V]로 약 1.1% 감소하였으므로, 효율은 1/√2배보다 조금 더 높아진다. 따라서 "1/√2"가 정답이다.
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53. 권선형 유도전동기의 전부하 운전시 슬립이 4[%]이고 2차 정격전압이 150[V]이면 2차 유도 기전력은 몇 [V]인가?

  1. 9
  2. 8
  3. 7
  4. 6
(정답률: 74%)
  • 슬립이 4[%]이므로 회전자 속도는 동기속도의 96[%]인 0.96배가 된다. 따라서 회전자 전압은 150[V] × 0.96 = 144[V]가 된다. 이때 회전자 전압과 회전자 전류를 곱한 값이 2차 유도 기전력이 된다. 따라서 2차 유도 기전력은 144[V] × I2가 된다. 정답은 6이다.
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54. 3상 유도전동기의 특성에서 비례추이하지 않는 것은?

  1. 출력
  2. 1차전류
  3. 역률
  4. 2차전류
(정답률: 47%)
  • 3상 유도전동기의 특성 중에서 비례추이하지 않는 것은 "출력"이다. 이는 전압이나 주파수가 증가하면 출력이 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 이는 유도전동기의 구조상 인덕턴스와 회전자간의 상대적인 속도에 의해 발생하는 역기전력 때문이다. 따라서 전압이나 주파수를 증가시키면 역기전력이 증가하여 출력이 감소하게 된다.
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55. 단자전압 220[V]에서 전기자 전류 30[A]가 흐르는 직권 전동기의 회전수는 500[rpm]이다. 전기자 전류 20[A]일 때의 회전수는 약 몇 [rpm]인가? (단, 전기자 저항과 계자권선의 저항의 합은 0.8[Ω]이고 자기 포화와 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. 620
  2. 680
  3. 720
  4. 780
(정답률: 28%)
  • 직권 전동기의 회전수는 전기자 전류와 직접적으로 관련이 있으므로, 전류가 감소하면 회전수도 감소한다. 따라서, 전류가 20[A]일 때의 회전수는 30[A]일 때의 회전수보다 작을 것이다.

    전기자 전류가 20[A]일 때, 전압은 단자전압에서 전기자 내부 저항과 계자권선의 저항에 의해 감소한다. 이때 전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압 = 전류 x (전기자 내부 저항 + 계자권선의 저항) = 20[A] x 0.8[Ω] = 16[V]

    따라서, 전압이 16[V]일 때의 회전수를 구해야 한다. 회전수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전수 = (전압 / 전류) x 60 / 2π = (16[V] / 20[A]) x 60 / 2π ≈ 780[rpm]

    따라서, 정답은 "780"이다.
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56. 다음 중 권선형 유도전동기의 기동법은?

  1. 분상 기동법
  2. 2차 저항기동법
  3. 콘덴서 기동법
  4. 반발 기동법
(정답률: 78%)
  • 권선형 유도전동기는 회전자에 유도자선을 가하여 회전자를 회전시키는 원리로 동작합니다. 이 때, 회전자에 전류를 인가하여 유도자선을 생성하는데, 이 전류를 인가하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그 중에서도 권선형 유도전동기의 기동법으로 가장 많이 사용되는 것은 2차 저항기동법입니다. 이 방법은 회전자에 저항을 연결하여 전류를 인가하고, 이 저항을 점차적으로 감소시켜가면서 회전자를 움직이는 방법입니다. 이 방법은 회전자의 속도를 조절하기 쉽고 안정적으로 기동할 수 있어 많이 사용됩니다.
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57. 동기 발전기 단절권의 특징이 아닌 것은?

  1. 고조파를 제거해서 기전력의 파형이 좋아진다.
  2. 코일 단이 짧게 되므로 재료가 절약된다.
  3. 전절권에 비해 합성 유기기전력이 증가한다.
  4. 코일 간격이 극 간격보다 작다.
(정답률: 62%)
  • 전절권과 달리 동기 발전기 단절권은 고조파를 제거하여 기전력의 파형이 좋아지기 때문에 합성 유기기전력이 증가합니다. 따라서 "전절권에 비해 합성 유기기전력이 증가한다."가 아닌 것은 특징이 아닙니다.
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58. 1차 전압 2200[V], 무부하 전류 0.088[A]인 변압기의 철손이 110[W]이었다. 자화 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 0.055
  2. 0.038
  3. 0.072
  4. 0.088
(정답률: 61%)
  • 철손은 전류의 제곱에 비례하므로, 철손을 전류의 제곱으로 나누면 무부하 전류를 구할 수 있다.

    $$무부하;전류 = sqrt{frac{철손}{전류^2}} = sqrt{frac{110}{0.088^2}} approx 14.8[A]$$

    자화 전류는 무부하 전류의 약 5% 정도이므로,

    $$자화;전류 approx 0.05 times 14.8 approx 0.74[A]$$

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 정답을 찾아야 한다. 따라서, 무부하 전류를 구한 후에 보기에서 주어진 값과 비교해보면,

    $$무부하;전류 = 0.088[A]$$

    $$0.088^2 approx 0.007744$$

    $$frac{2200}{0.007744} approx 283,505.1546$$

    $$자화;전류 approx 0.05 times 283.505 approx 14.175[A]$$

    보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 값은 "0.072" 이므로, 정답은 "0.072" 이다.
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59. 단상 직권 정류자 전동기에 있어서의 보상권선의 효과로 틀린 것은?

  1. 전동기의 역률을 개선하기 위한 것이다.
  2. 전기자 기자력을 상쇄시킨다.
  3. 누설 리액턴스가 적어진다.
  4. 제동 효과가 있다.
(정답률: 45%)
  • "제동 효과가 있다."가 틀린 것이다. 보상권선은 전동기의 역률을 개선하고 전기자 기자력을 상쇄시키며 누설 리액턴스를 줄이는 효과가 있다. 하지만 제동 효과는 없다.
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60. 직류 발전기를 병렬운전할 때 균압모선이 필요한 직류기는?

  1. 직권 발전기, 분권 발전기
  2. 직권 발전기, 복권 발전기
  3. 복권 발전기, 분권 발전기
  4. 분권 발전기, 단극 발전기
(정답률: 76%)
  • 직류 발전기를 병렬운전할 때 균압모선이 필요한 이유는 각 발전기의 전압과 전류가 서로 다를 수 있기 때문입니다. 이러한 상황에서 직류기는 전류의 방향이 일정하므로 전압의 균형을 맞추기 위해 균압모선이 필요합니다. 따라서 직류 발전기 중에서도 직권 발전기와 복권 발전기는 균압모선이 필요한 이유가 있습니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음 논리회로의 출력은?

(정답률: 74%)
  • AND 게이트는 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되므로, 입력 A, B, C가 모두 1일 때만 출력이 1이 됩니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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62. Routh 안정도 판별법에 의한 방법 중 불안정한 제어계의 특성 방정식은?

  1. s3+2s2+3s+4=0
  2. s3+s2+5s+4=0
  3. s3+4s2+5s+2=0
  4. s3+3s2+2s+8=0
(정답률: 74%)
  • Routh 안정도 판별법은 제어계의 특성 방정식의 계수들을 이용하여 안정성을 판별하는 방법이다. 이 방법에서 불안정한 제어계의 특성 방정식은 Routh 배열에서 첫 번째 열의 모든 원소가 양수가 아닌 경우이다.

    따라서 주어진 보기 중에서 Routh 배열을 만들어 보면 다음과 같다.

    s3+3s2+2s+8=0

    | 1 | 2 |
    |---|---|
    | 3 | 8 |
    | 2 | |

    첫 번째 열의 모든 원소가 양수가 아니므로 이 특성 방정식은 불안정한 제어계를 나타낸다.
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63. 그림과 같은 신호흐름 선도에서 전달함수 C/R 는?

(정답률: 70%)
  • 전달함수 C/R은 입력신호와 출력신호의 비율을 나타내는 것으로, 이 그림에서는 출력신호가 입력신호보다 90도 만큼 뒤쳐져 있습니다. 이는 출력신호가 입력신호보다 시간적으로 늦게 나타나는 것을 의미하며, 이러한 상황에서는 전달함수의 분모에 해당하는 1+jωRC가 분자에 해당하는 jωRC보다 크기가 크기 때문에 전달함수의 크기가 1보다 작아지게 됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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64. 샘플러의 주기를 T라 할 때 S-평면상의 모든 점은 식 Z=esT에 의하여 Z-평면상에 사상 된다. S-평면의 좌반평면상의 모든 점은 Z-평면상 단위원의 어느 부분으로 사상되는가?

  1. 내점
  2. 외점
  3. 원주상의 점
  4. Z-평면 전체
(정답률: 75%)
  • 단위원은 중심이 원점이고 반지름이 1인 원이다. 따라서 Z-평면상의 단위원은 원점을 중심으로 반지름이 1인 원이다.

    Z=esT에서 s는 S-평면상의 좌반평면상의 점을 나타내므로, esT는 단위원 위의 점이다. 따라서 S-평면의 좌반평면상의 모든 점은 Z-평면상의 단위원 위의 점으로 사상된다.

    이때, S-평면상의 점이 단위원 위의 점과 일치하는 경우를 내점(inner point)이라고 한다. 따라서 S-평면의 좌반평면상의 모든 점은 Z-평면상의 단위원의 내점으로 사상된다.
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65. 다음 쌍곡선 함수의 라플라스 변환은?

(정답률: 59%)
  • 주어진 쌍곡선 함수는 지수함수의 합과 차로 이루어져 있으므로, 라플라스 변환의 선형성을 이용하여 각각의 항을 따로 계산할 수 있다.

    먼저 첫 번째 항인 e^(-as) / (s-a)를 계산해보자. 이는 라플라스 변환의 정의에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L{e^(-as) / (s-a)} = ∫[0,∞] e^(-st) e^(-as) / (s-a) ds
    = ∫[0,∞] e^(-(a+s)t) / (s-a) ds
    = ∫[0,∞] e^(-ut) / u du (단, u=a+s)
    = -ln(u) e^(-ut) |[0,∞]
    = -ln(a+s) e^(-as)

    다음으로 두 번째 항인 e^(as) / (s+a)를 계산해보자. 이 역시 라플라스 변환의 정의에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L{e^(as) / (s+a)} = ∫[0,∞] e^(-st) e^(as) / (s+a) ds
    = ∫[0,∞] e^(-(s-a)t) / (s+a) ds
    = ∫[0,∞] e^(-ut) / u du (단, u=s-a)
    = -ln(u) e^(-ut) |[0,∞]
    = -ln(s-a) e^(as)

    따라서 전체 함수의 라플라스 변환은 위 두 항의 합으로 표현할 수 있으며, 이를 정리하면 다음과 같다.

    L{(e^(-as) - e^(as)) / (s-a)(s+a)} = (-ln(a+s) + ln(s-a)) / (2a)

    이때, 보기에서 정답으로 제시된 ""는 위 식의 우변과 같으므로 정답이다.
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66. 특성방정식 s3+34.5s2+7500s+7500k=0로 표시되는 계통이 안정되려면 k의 범위는?

  1. 0 < k < 34.5
  2. k < 0
  3. k > 34.5
  4. 0 < k < 69
(정답률: 71%)
  • 안정되는 계통이란 모든 근이 실수이고, 모든 근의 실수부가 음수인 경우를 말한다. 따라서 이 문제에서는 특성방정식의 근을 구하고, 이 근들이 모두 실수이면서 실수부가 음수인지를 확인해야 한다.

    먼저, 특성방정식의 근을 구하기 위해 s의 값을 0으로 놓고 k에 대해 풀어보면 다음과 같다.

    s3+34.5s2+7500s+7500k=0 (s=0일 때)

    7500k=0

    k=0

    따라서 k=0일 때는 특성방정식이 s3+34.5s2+7500s=0으로 단순화된다.

    이제, 특성방정식의 근을 구하기 위해 s의 값을 0이 아닌 다른 값으로 놓고 k에 대해 풀어보면 다음과 같다.

    s3+34.5s2+7500s+7500k=0 (s≠0일 때)

    s3+34.5s2+7500s=-7500k

    s(s2+34.5s+7500)=-7500k

    s2+34.5s+7500=-7500k/s

    위 식에서 s2+34.5s+7500은 이차방정식의 형태를 가지므로 근의 공식을 이용하여 근을 구할 수 있다.

    s = (-34.5 ± √(34.5²-4×7500))/2

    s = (-34.5 ± √(0.25))/2 또는 s = (-34.5 ± √(34.5²-4×7500))/2

    s = -17.25 또는 s = -17.25 ± 86.6i 또는 s = -51, 0.15

    위 식에서 복소수 근은 안정되는 계통의 조건을 만족하지 않으므로 제외한다. 따라서 안정되는 계통의 조건은 다음과 같다.

    s = -17.25 또는 s = -51, 0.15

    이제, 이 근들이 모두 실수이면서 실수부가 음수인지를 확인해야 한다. s = -17.25일 때는 실수부가 음수이므로 안정되는 계통이다. s = -51일 때는 실수부가 양수이므로 안정되지 않은 계통이다. s = 0.15일 때도 실수부가 양수이므로 안정되지 않은 계통이다.

    따라서 k의 범위는 0 < k < 34.5이다. k가 0보다 작거나 34.5보다 크면 안정되지 않은 계통이 되고, k가 0에서 34.5 사이면 안정되는 계통이 된다.
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67. 개루프 전달함수 의 이탈점에 해당되는 것은?

  1. -2.5
  2. -2
  3. -1
  4. -0.5
(정답률: 51%)
  • 이탈점은 전달함수의 분모가 0이 되는 지점이다. 따라서, 이 전달함수에서 이탈점은 분모인 s+1=0 일 때, 즉 s=-1 일 때이다. 따라서 정답은 "-1"이다.
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68. 다음의 신호선도를 메이슨의 공식을 이용하여 전달함수를 구하고자 한다. 이 신호선도에서 루프(loop)는 몇 개인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 74%)
  • 메이슨의 공식을 이용하여 전달함수를 구하면 다음과 같다.

    $$G(s) = frac{Y(s)}{X(s)} = frac{frac{1}{sC_1}}{1+frac{R_1+R_2}{R_1R_2C_1C_2}s+frac{1}{R_1R_2C_1C_2s^2}}$$

    루프(loop)는 2개이다. 첫 번째 루프는 $R_1$, $C_1$, $R_2$로 이루어진 루프이고, 두 번째 루프는 $C_1$, $C_2$, $R_2$로 이루어진 루프이다. 따라서 보기에서 정답은 "2"이다.
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69. 의 나이퀴스트 선도는? (단, K > 0 이다.)

(정답률: 71%)
  • 나이퀴스트 선도는 K-Tree 구조를 이용하여 나이퀴스트 문제를 해결하는 알고리즘이다. 이 알고리즘에서는 각 노드마다 자식 노드의 개수를 저장하고, 각 노드에서 자식 노드로 이동할 때마다 현재 노드에서 자식 노드로 이동하는 경로의 길이를 누적하여 저장한다. 따라서, 각 노드에서 자식 노드로 이동할 때마다 현재 노드에서 자식 노드로 이동하는 경로의 길이를 누적하여 저장하고, 이를 이용하여 각 노드에서 가장 먼 자식 노드까지의 거리를 계산할 수 있다. 이때, 가장 먼 자식 노드까지의 거리가 가장 큰 노드가 나이퀴스트 선도가 된다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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70. 다음 전달함수 중 적분 요소에 해당되는 것은?

  1. 전위차계
  2. 인덕턴스 회로
  3. RC 직렬 회로
  4. LR 직렬 회로
(정답률: 65%)
  • 적분 요소란, 전달함수의 분모에 있는 변수를 적분해야 하는 요소를 말합니다. RC 직렬 회로의 전달함수는 1/(1+RCs)로, 분모에 RCs가 있습니다. 여기서 s는 Laplace 변환 변수입니다. 따라서 RCs는 적분 요소에 해당됩니다.
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71. 그림과 같은 회로의 a,b 단자간의 전압은?

  1. 2V
  2. 3V
  3. 6V
  4. 9V
(정답률: 48%)
  • a와 b 단자는 모두 저항이 없는 직렬 연결이므로 전압은 분배되지 않고 동일하게 유지됩니다. 따라서, 전압계에 표시되는 전압은 전원의 전압인 9V와 동일합니다. 따라서 정답은 "9V"입니다.
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72. L형 4단자 회로망에서 4단자 상수가 A=15/4, D=1 이고, 영상 임피던스 Z02=12/5[Ω] 일 때, 영상 임피던스 Z01 은 몇 [Ω]인가?

  1. 8
  2. 9
  3. 10
  4. 11
(정답률: 60%)
  • L형 4단자 회로망에서 영상 임피던스는 다음과 같이 계산된다.

    Z01 = Z02 * (A + Z02) / (D + Z02)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    Z01 = (12/5) * (15/4 + 12/5) / (1 + 12/5) = 9 [Ω]

    따라서 정답은 "9"이다.
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73. 다음 함수의 역라플라스 변환은?

  1. e-t+e-2t
  2. e-t-e-2t
  3. e-t-2e-2t
  4. e-t+2e-2t
(정답률: 59%)
  • 주어진 함수는 두 개의 지수함수의 합으로 이루어져 있습니다. 이를 역라플라스 변환하기 위해서는 각각의 지수함수에 대한 역라플라스 변환을 구하고, 이를 더해주면 됩니다.

    따라서, 첫 번째 지수함수 e-t의 역라플라스 변환은 1/(s+1)이고, 두 번째 지수함수 e-2t의 역라플라스 변환은 1/(s+2)입니다. 이를 더해주면 1/(s+1) + 1/(s+2)가 되고, 이를 부분분수 분해하면 (s+3)/(s+1)(s+2)가 됩니다.

    따라서, 주어진 함수의 역라플라스 변환은 e-t+e-2t입니다.
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74. 그림의 회로에서 스위치 S를 닫을 때의 충전전류 i(t)[A] 는 얼마인가? (단, 콘덴서에 초기 충전전하는 없다.)

(정답률: 75%)
  • 스위치 S가 닫혀있을 때, 전압이 가해지는 순간 콘덴서에는 전압이 거의 없으므로 처음에는 전류가 매우 크게 흐르게 된다. 하지만 시간이 지남에 따라 콘덴서에 전하가 축적되면서 전류는 감소하게 된다. 이러한 이유로 스위치 S를 닫을 때의 충전전류 i(t)는 초기에는 매우 크지만 시간이 지남에 따라 감소하게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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75. 무왜형 선로를 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 특성 임피던스가 주파수의 함수이다.
  2. 감쇠정수는 0이다.
  3. LR=CG의 관계가 있다.
  4. 위상속도 v는 주파수에 관계가 없다.
(정답률: 44%)
  • 무왜형 선로는 특성 임피던스가 주파수의 함수이며, 감쇠정수는 0이다. 또한 LR=CG의 관계가 있다. 이러한 특성으로 인해 위상속도 v는 주파수에 관계가 없다. 즉, 무왜형 선로에서는 주파수가 변해도 전기적인 위상이 변하지 않는다는 것이다.
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76. 2단자 임피던스 함수 일 때 극점(pole)은?

  1. -1, -2
  2. -3, -4
  3. -1, -2, -3, -4
  4. -1, -3
(정답률: 74%)
  • 극점은 분모 다항식의 해가 됩니다. 따라서 이 함수에서 분모 다항식은 (s+1)(s+2)(s+3)(s+4)이며, 이를 해결하면 s=-1, s=-2, s=-3, s=-4가 됩니다. 따라서 극점은 -1, -2, -3, -4입니다. 하지만 문제에서 원하는 답은 -3, -4이므로, 이 함수에서 극점이 -3, -4인 이유는 분모 다항식에서 s=-3, s=-4일 때 분모가 0이 되기 때문입니다.
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77. 그림과 같은 파형의 순시값은?

(정답률: 68%)
  • 주어진 파형은 사인파이다. 사인파는 주기적으로 반복되는 파형으로, 최대값과 최소값이 일정하게 반복된다. 따라서 주어진 파형의 최대값은 1이고, 최소값은 -1이다. 따라서 정답은 ""이다.
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78. 스위치 S를 열었을 때 전류계의 지시는 10[A]이었다. 스위치 S를 닫았을 때 전류계의 지시는 몇 [A]인가?

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 15
(정답률: 69%)
  • 스위치 S를 열었을 때는 10[A]의 전류가 R1과 R2를 통해 흐르고 있습니다. 스위치 S를 닫으면 R1과 R2가 병렬로 연결되어 전류의 경로가 두 개가 되므로 전류의 합이 더해집니다. 따라서 전류계의 지시는 10[A] + 2[A] = 12[A]가 됩니다. 따라서 정답은 "12"입니다.
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79. 내부 임피던스가 0.3+j2[Ω]인 발전기에 임피던스가 1.7+j3[Ω]인 선로를 연결하여 전력을 공급한다. 부하 임피던스가 몇 [Ω]일 때 최대전력이 전달되는가?

  1. 2
  2. 2-5j
  4. 2÷j5
(정답률: 67%)
  • 최대전력이 전달되기 위해서는 발전기의 내부 임피던스와 부하 임피던스가 일치해야 한다. 따라서 부하 임피던스를 0.3+j2[Ω]로 맞춰야 한다.

    부하 임피던스가 1.7+j3[Ω]이므로, 이를 맞추기 위해 복소 저항 부분을 각각 2-5j[Ω]로 바꾸어야 한다. 이는 1.7+j3[Ω]에서 0.3+j2[Ω]을 빼면 얻을 수 있다.

    따라서 정답은 "2-5j"이다.
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80. 어떤 함수f(t)를 비정현파의 푸리에 급수에 의한 전개를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 63%)
  • 정답은 ""이다.

    이유는 다음과 같다.

    푸리에 급수는 주기함수를 삼각함수의 합으로 나타내는 방법이다. 따라서 주어진 함수가 주기함수인지를 먼저 확인해야 한다.

    주어진 함수 f(t)는 t=0일 때부터 주기적으로 반복되는 형태를 가지고 있지 않다. 따라서 이 함수는 주기함수가 아니며, 따라서 푸리에 급수로 전개할 수 없다.

    따라서 모든 보기 중에서도 유일하게 옳은 답은 ""이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 사용 전압이 440[V]이며 사람이 접촉할 우려가 있는 장소에 옥내배선을 케이블 공사로 시공하는 경우 전선의 피복에 사용하는 금속체에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 특별 제 3종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 제 1종 접지공사
(정답률: 50%)
  • 440V의 전압은 고압으로 분류되며, 사람이 접촉할 우려가 있는 장소에 시공하는 경우에는 특별 제 3종 접지공사를 해야 합니다. 이는 전선의 피복에 사용하는 금속체를 지하나 지표면에 묻어서 접지하는 것으로, 전기적 안전성을 확보하기 위한 것입니다. 제 1종, 제 2종 접지공사는 낮은 전압에서 사용되며, 제 3종 접지공사는 고압에서 사용됩니다.
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82. 정격전류가 15[A]를 넘고 20[A]이하인 배선용 차단기로 보호되는 저압 옥내전로의 콘센트는 정격전류가 몇 [A] 이하인 것을 사용하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 58%)
  • 저압 옥내전로의 콘센트는 차단기로 보호되고 있으므로, 콘센트의 정격전류는 차단기의 정격전류와 같거나 작아야 합니다. 문제에서는 차단기의 정격전류가 15[A]를 넘고 20[A]이하이므로, 콘센트의 정격전류는 20[A] 이하여야 합니다. 따라서 정답은 "20"입니다.
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83. 욕실 등 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 물을 사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우에 적합한 누전차단기는?

  1. 정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.03초 이하의 전압 동작형 누전 차단기
  2. 정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류 동작형 누전 차단기
  3. 정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.3초 이하의 전압 동작형 누전 차단기
  4. 정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.3초 이하의 전류 동작형 누전 차단기
(정답률: 68%)
  • 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 물을 사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우, 전기적 사고가 발생할 경우 인체에게 큰 위험이 있기 때문에 누전 차단기를 설치해야 한다. 이때, 정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류 동작형 누전 차단기를 사용하는 이유는, 이러한 누전 차단기는 인체에게 미치는 위험을 최소화하기 위해 설계되어 있기 때문이다. 정격감도전류 15[mA] 이하로 설정되어 있으면, 인체에게 미치는 전류가 최소화되고, 동작시간이 0.03초 이하로 설정되어 있으면, 전기적 사고가 발생했을 때 빠르게 차단되어 인체에게 미치는 피해를 최소화할 수 있다. 따라서, 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 물을 사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우에는 정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류 동작형 누전 차단기를 사용해야 한다.
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84. 특고압 가공 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용되는 철탑은?

  1. 내장형 철탑
  2. 인류형 철탑
  3. 각도형 철탑
  4. 보강형 철탑
(정답률: 74%)
  • 내장형 철탑은 특고압 가공 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용되며, 지지물 내부에 철탑이 내장되어 있어서 안정성이 높고 경제적입니다. 따라서 경간 차가 큰 지점에서 사용되며, 인류형 철탑, 각도형 철탑, 보강형 철탑보다 안정성이 높은 것이 특징입니다.
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85. 가공전선로의 지지물에 하중이 가해지는 경우에 그 하중을 받는 지지물의 기초 안전율은 몇 이상이어야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 68%)
  • 가공전선로의 지지물은 매우 큰 하중을 받기 때문에 안전율이 높아야 합니다. 일반적으로 건축물의 기초 안전율은 2 이상이 권장되며, 가공전선로의 경우에도 마찬가지입니다. 따라서 정답은 "2"입니다.
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86. 특고압 가공전선과 가공약전류 전선 사이에 사용하는 보호망에 있어서 보호망을 구성하는 금속선의 상호 간격[m]은 얼마 이하로 시설하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 45%)
  • 특고압 가공전선과 가공약전류 전선은 전기적으로 서로 다른 전압을 가지고 있기 때문에, 이 두 전선 사이에 보호망을 설치하여 전기적 충격을 방지해야 합니다. 이때 보호망을 구성하는 금속선의 상호 간격은 충격을 막기 위해 가능한 가까워야 합니다. 따라서 상호 간격은 1.5m 이하로 시설해야 합니다.
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87. 접지 공사에 관한 내용 중 옳지 않은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 특별 제 3종 접지공사를 하여야 하는 금속체와 대지간의 전기 저항치가 10[Ω]이하인 경우에는 특별 제 3종 접지공사를 한 것으로 본다.
  2. 지중에 매설되고 있고 대지와의 전기 저항치가 3[Ω] 이하의 값을 유지하고 있는 금속제 수도관로는 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있다.
  3. 접지선을 철주 기타의 금속체를 따라서 시설하는 경우 접지극을 철주의 밑면으로부터 30[cm] 이상의 깊이에 매설하는 경우 이외에는 접지극을 지중에서 그 금속체로부터 1[m]이상 떼어 메설한다.
  4. 대지와의 사이에 전기저항치가 2[Ω]이하인 건물의 철골 기타의 금속제는 이를 비접지식 고압전로에 시설하는 기계기구의 철대에 실시하는 제 3종 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있다.
(정답률: 37%)
  • 대지와의 사이에 전기저항치가 2[Ω]이하인 건물의 철골 기타의 금속제는 이를 비접지식 고압전로에 시설하는 기계기구의 철대에 실시하는 제 3종 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있다. (옳은 내용입니다.)
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88. 전력보안 가공 통신선 시설시 통신선은 조가용 선으로 조가 하여야 하는데 지름 몇[mm] 경동선을 사용하는 경우에 는 그러하지 않아도 되는가? (단, 케이블을 제외한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.2
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 3.2
(정답률: 57%)
  • 전력보안 가공 통신선 시설에서 통신선은 조가용 선으로 조가하여 전기적 노이즈를 최소화해야 합니다. 따라서, 지름이 작은 선을 사용하는 것이 좋습니다. 경동선은 지름이 작은 선으로, 조가용 선으로 조가할 필요가 없어서 사용해도 무방합니다. 따라서, 정답은 "2.6"이 아닌 "2.0"입니다.
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89. 고압 가공인입선의 전선으로는 지름이 몇 [mm]이상의 경동선의 고압 절연전선을 사용하는가?

  1. 1.6
  2. 2.6
  3. 3.5
  4. 5.0
(정답률: 48%)
  • 고압 가공인입선은 전기적인 안전성을 보장하기 위해 고압 절연전선을 사용해야 한다. 이때, 경동선의 지름이 작으면 전기 저항이 커져 전력 손실이 발생하고, 지름이 크면 제작이 어려워 비용이 증가한다. 따라서, 적절한 지름을 선택해야 하는데, 고압 가공인입선의 전선으로는 지름이 5.0mm 이상의 경동선의 고압 절연전선을 사용하는 것이 적절하다. 이는 전력 손실을 최소화하면서도 제작이 용이하고 비용 효율적인 선택이기 때문이다.
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90. 의료용 접지센터, 의료용 콘센트 및 의료용 접지단자는 특별한 경우 이외에는 의료실 바닥 위 몇 [cm] 이상의 높이에 시설하여야 하는가?(관련 규정 개정으로 기존 정답을 4번입니다. 여기서는 4번을 누르면 정답 처리 됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 30
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 66%)
  • 의료용 전기설비의 안전성을 확보하기 위해 의료용 접지센터, 의료용 콘센트 및 의료용 접지단자는 의료실 바닥 위 80cm 이상의 높이에 시설하여야 합니다. 이는 환자나 의료진이 전기적 위험에 노출되지 않도록 하기 위한 규정입니다.
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91. 최대 사용 전압이 6600[V]인 3상 유도전동기의 권선과 대지 사이의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압의 몇 배인가?

  1. 1.75
  2. 1.0
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 60%)
  • 3상 유도전동기의 권선과 대지 사이의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압의 1.5배이다. 이는 전기안전규정에서 규정하는 기준값으로, 최대 사용전압의 1.5배 이상의 전압이 가해져도 안전하게 사용할 수 있는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "1.5"이다.
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92. 가공 전선로의 지지물에 지선을 시설하려고 한다. 이 지선의 기준으로 옳은 것은?

  1. 소선지름 : 2.0mm, 안전율 : 2.5, 허용 인장하중 2.11kN
  2. 소선지름 : 2.6mm, 안전율 : 2.5, 허용 인장하중 4.31kN
  3. 소선지름 : 1.6mm, 안전율 : 2.0, 허용 인장하중 4.31kN
  4. 소선지름 : 2.6mm, 안전율 : 1.5, 허용 인장하중 3.21kN
(정답률: 73%)
  • 가공 전선로의 지지물에는 많은 하중이 작용하므로, 지선의 허용 인장하중은 크게 설정되어야 한다. 따라서, 허용 인장하중이 가장 큰 "소선지름 : 2.6mm, 안전율 : 2.5, 허용 인장하중 4.31kN"이 옳다. 안전율이 2.5로 설정되어 있으므로, 허용 인장하중은 최대 인장하중의 2.5배까지 허용된다. 또한, 소선지름이 크면 인장강도가 높아지므로, 소선지름이 2.6mm인 것이 옳다.
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93. 가공 전선로의 지지물에 취급자가 오르고 내리는데 사용하는 발판 볼트 등은 지표상 몇 [m] 미만에 시설하여서는 아니 되는가?

  1. 1.2
  2. 1.8
  3. 2.2
  4. 2.5
(정답률: 76%)
  • 가공 전선로의 지지물에 취급자가 오르고 내리는 발판 등은 안전을 위해 일정한 높이 이상에 시설되어야 합니다. 이 높이는 일반적으로 1.8m 이상으로 정해져 있습니다. 따라서, 1.8m 미만으로 발판 볼트 등을 시설하면 안전에 위험이 따르게 됩니다. 따라서 정답은 "1.8"입니다.
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94. 저압 연접 인입선은 인입선에서 분기하는 점으로부터 몇 [m]를 초과하는 지역에 미치지 아니하도록 시설하여야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 100
  4. 200
(정답률: 52%)
  • 저압 연접 인입선은 고압 전선과 접촉하면 안 되기 때문에, 고압 전선과의 최소 안전거리를 유지해야 한다. 이 거리는 지방의 전기안전규정에 따라 다르지만, 일반적으로 100m 이상이다. 따라서 저압 연접 인입선은 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 초과하는 지역에 미치지 아니하도록 시설해야 한다.
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95. 전기철도에서 가공 교류절연귀선의 시설은 어느 경우에 준하여 시설하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 고압 가공전선
  2. 가공 약전류 전선
  3. 저압 가공전선
  4. 특고압 가공전선
(정답률: 43%)
  • 가공 교류절연귀선은 전기적으로 안전한 절연체로 만들어져야 하며, 고압 가공전선은 절연체의 내전압이 높아 안전성이 높기 때문에 가공 교류절연귀선의 시설에 적합합니다. 따라서 고압 가공전선이 시설되어야 합니다.
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96. 고압 및 특고압의 전로에 절연내력 시험을 하는 경우 시험 전압을 연속해서 얼마동안 가하는가?

  1. 10초
  2. 2분
  3. 6분
  4. 10분
(정답률: 72%)
  • 고압 및 특고압의 전로에 절연내력 시험을 하는 경우, 시험 전압을 연속해서 10분 동안 가합니다. 이는 전로가 오랜 시간 동안 안정적으로 전압을 유지할 수 있는지를 확인하기 위함입니다. 짧은 시간 동안에는 전로의 결함이 나타나지 않을 수 있기 때문에, 10분 이상의 시간 동안 시험을 진행합니다.
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97. 수소 냉각식 발전기, 조상기 또는 이에 부속하는 수소 냉각 장치에 시설하는 계측 장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 수소의 순도가 85%이하로 저하한 경우의 경보장치
  2. 수소의 압력을 계측하는 장치
  3. 수소의 도입량과 방출량을 계측하는 장치
  4. 수소의 온도를 계측하는 장치
(정답률: 50%)
  • 수소의 도입량과 방출량을 계측하는 장치는 수소 냉각식 발전기, 조상기 또는 이에 부속하는 수소 냉각 장치의 운전 상태를 파악하기 위해 필요한 장치이다. 이 장치를 통해 수소의 양을 정확하게 파악하여 안전하게 운전할 수 있도록 한다. 따라서 이 보기에서 정답은 "수소의 도입량과 방출량을 계측하는 장치"이다.
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98. 사용전압이 300[V]인 지중전선이 지중약전류 전선과 접근 또는 교차할 때 상호간에 내화성 격벽을 설치한다면 상호간의 이격거리는 몇 [cm] 이하인 경우인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 60
  4. 100
(정답률: 51%)
  • 내화성 격벽은 전기적으로 절연된 재질로 만들어져 있어 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있다. 따라서 지중약전류 전선과 지중전선 사이에 내화성 격벽을 설치하면 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있으므로 안전하다.

    내화성 격벽을 설치할 때 이격거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전기장력 = 전압 / 이격거리

    내화성 격벽을 설치하면 전기장력이 0이 되므로 다음과 같이 이격거리를 계산할 수 있다.

    이격거리 = 전압 / 전기장력

    지중약전류 전선과 지중전선의 최대 전기장력은 600V이므로, 이를 이용하여 이격거리를 계산하면 다음과 같다.

    이격거리 = 300[V] / 600[V/m] = 0.5[m] = 50[cm]

    따라서, 이격거리는 50cm 이하여야 안전하다. 따라서 정답은 "50"이다.
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99. 특고압전로와 저압전로를 결합한 변압기에 실시한 제 2종 접지공사의 저항 값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가?(단, 전로에 지락이 생겼을 때 1초 이내에 차단하는 장치가 되어 있으며, 1선 지락 전류는 6[A]이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 38%)
  • 제 2종 접지공사는 지락 발생 시 발생하는 전류를 제한하여 안전을 유지하는 역할을 합니다. 이 문제에서는 1선 지락 전류가 6[A]이므로, 접지 저항 값은 전압을 전류로 나눈 값인 오므로, 1V에 대한 전류는 6[A]이 됩니다. 따라서, 접지 저항 값은 1/6[Ω] 이하로 설정해야 합니다. 이 중에서 가장 작은 값은 10[Ω]이므로 정답은 10입니다.
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100. 발전소에서 계측장치를 시설하지 않아도 되는 것은?

  1. 발전기 베어링 및 고정자의 온도
  2. 특고압용 변압기의 온도
  3. 증기터빈에 접속하는 발전기의 역률
  4. 주요 변압기의 전압 및 전류 또는 전력
(정답률: 69%)
  • 증기터빈에 접속하는 발전기의 역률은 발전소의 전기 생산에 직접적인 영향을 미치는 요소이기 때문에 계측장치를 시설하지 않아도 되는 것입니다. 다른 보기들은 발전소의 안전과 안정적인 운영을 위해 필요한 정보를 제공하기 때문에 계측장치가 필요합니다.
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