전기기사 필기 기출문제복원 (2013-03-10)

전기기사 2013-03-10 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2013-03-10 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 1[kV]로 충전된 어떤 콘덴서의 정전에너지가 1[J]일 때, 이 콘덴서의 크기는 몇 [μF]인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 86%)
  • 콘덴서에 저장되는 정전에너지 공식을 이용하여 정전용량을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} C V^2$
    ② [숫자 대입] $1 = \frac{1}{2} \cdot C \cdot 1000^2$
    ③ [최종 결과] $C = 2 \times 10^{-6} = 2\text{ }\mu\text{F}$
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2. 진공 중에 선전하 밀도 +λ[C/m]의 무한장 직선전하 A와 -λ[Cm]의 무한장 직선전하 B가 d[m]의 거리에 평행으로 놓여 있을 때, A에서 거리 d/3[m]되는 점의 전계의 크기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 61%)
  • 무한장 직선전하에 의한 전계 공식을 이용하여, 두 전하에 의한 전계의 합을 구하는 문제입니다. 두 전하의 부호가 반대이고 측정점이 두 전하 사이에 있으므로 전계의 방향이 같아 합산됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon r_1} + \frac{\lambda}{2\pi\epsilon r_2}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon} ( \frac{1}{d/3} + \frac{1}{2d/3} ) = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon} ( \frac{3}{d} + \frac{3}{2d} ) = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon} \cdot \frac{9}{2d}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{9\lambda}{4\pi\epsilon d}$
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3. ∇ ∘ i = 0 에 대한 설명이 아닌것은?

  1. 도체 내에 흐르는 전류는 연속이다.
  2. 도체 내에 흐르는 전류는 일정하다.
  3. 단위 시간당 전하의 변화가 없다.
  4. 도체 내에 전류가 흐르지 않는다.
(정답률: 76%)
  • $\nabla \cdot i = 0$은 키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 나타내는 식으로, 도체 내에서 전하의 축적이 없어 단위 시간당 전하의 변화가 없고 전류가 연속적으로 일정하게 흐름을 의미합니다. 따라서 도체 내에 전류가 흐르지 않는다는 설명은 이 법칙의 의미와 정반대되는 내용입니다.
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4. 환상 철심에 감은 코일에 5[A]의 전류를 흘려 2000[AT]의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 10000
  2. 500
  3. 400
  4. 250
(정답률: 84%)
  • 기자력은 코일의 권수와 흐르는 전류의 곱으로 결정됩니다. 주어진 기자력에서 전류를 나누어 필요한 권수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $F = N I$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{2000}{5}$
    ③ [최종 결과] $N = 400$
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5. 압전기 현상에서 분극이 응력에 수직한 방향으로 발생하는 현상은?

  1. 종효과
  2. 횡효과
  3. 역효과
  4. 직접효과
(정답률: 80%)
  • 압전기 현상에서 분극이 가해준 응력과 수직한 방향으로 발생하는 현상을 횡효과라고 합니다.

    오답 노트
    종효과: 분극이 응력과 동일한 방향으로 발생하는 현상입니다.
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6. 다음 중 금속에서의 침투깊이에 대한 설명으로 옳은것은?

  1. 같은 금속을 사용할 경우 전자파의 주파수를 증가시키면침투깊이가 증가한다.
  2. 같은 주파수의 전자파를 사용할 경우 전도율이 높은 금속을 사용하면 침투깊이가 감소한다.
  3. 같은 주파수의 전자파를 사용할 경우 투자율 값이 작은 금속을 사용하면 침투깊이가 감소한다.
  4. 같은 금속을 사용할 경우 어떤 전자파를 사용하더라도 침투깊이는 변하지 않는다.
(정답률: 64%)
  • 금속의 침투깊이는 주파수, 전도율, 투자율의 제곱근에 반비례하는 특성을 가집니다.
    $$\delta = \frac{1}{\sqrt{\pi f \sigma \mu}}$$
    따라서 주파수($f$)가 일정할 때, 전도율($\sigma$)이 높은 금속을 사용하면 분모 값이 커지므로 침투깊이($\delta$)는 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    주파수 증가 시: 침투깊이 감소
    투자율 감소 시: 침투깊이 증가
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7. 그림과 같이 단면적이 균일한 환상철심에 권수 N1인 A코일과 권수 N2인 B코일이 있을 때 A코일의 자기인덕턴스가 L1[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스 M은 몇 [H]인가? (단, 누설자속은 0이라 한다.)

(정답률: 78%)
  • 상호인덕턴스는 두 코일의 자기인덕턴스의 기하평균으로 구할 수 있으며, 권수비에 비례하는 성질을 가집니다.
    ① [기본 공식] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ② [숫자 대입] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{L_1 N_2}{N_1}$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 단면적 1000[mm2] 길이 600[mm]인 강자성체의 철심에 자속밀도 B=1[Wb/m2]를 만들려고 한다. 이 철심에 코일을 감아 전류를 공급하였을 때 발생되는 기자력[AT]은?(문제 오류로 전항 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 6×10-4
  2. 6×10-3
  3. 6×10-2
  4. 6×10-1
(정답률: 81%)
  • 기자력은 자속밀도와 투자율, 그리고 자기회로의 길이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{B}{\mu_{0}} ( \frac{l}{\mu_{s}} + l_{g} )$
    ② [숫자 대입] (문제 오류로 인해 정답 처리된 수치 적용)
    ③ [최종 결과] $F = 6 \times 10^{-4}$
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9. 그림과 같은 모양의 자화곡선을 나타내는 자성체 막대를 충분히 강한 평등자계 중에서 매분 3000회 회전시킬 때 자성체는 단위체적당 매초 약 몇 [kcal]의 열이 발생하는가? (단, Br = 2[wb/m2], HL = 500[AT/m], B =μH에서 μ는 일정하지 않음)

  1. 11.7
  2. 47.6
  3. 70.2
  4. 200
(정답률: 54%)
  • 히스테리시스 곡선의 면적은 단위 체적당 1사이클 동안 발생하는 에너지 손실을 의미하며, 이를 회전수와 열량 환산 계수를 적용해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{4 B_{r} H_{L} \times f \times 10^{-3}}{4.2}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{4 \times 2 \times 500 \times \frac{3000}{60} \times 10^{-3}}{4.2}$
    ③ [최종 결과] $H = 47.6\text{ kcal/sec}$
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10. 자기유도계수 L의 계산 방법이 아닌 것은? (단, N : 권수, : 자속, I : 전류, A : 벡터 포텐샬, i : 전류 밀도, B : 자속밀도, H : 자계의 세기이다.)

(정답률: 70%)
  • 자기유도계수 $L$은 자속 $\Phi$, 전류 $I$, 벡터 포텐셜 $A$, 전류 밀도 $i$, 자속밀도 $B$, 자계의 세기 $H$ 등을 이용하여 정의됩니다.
    기존 해설의 관계식 $L \cdot I = N \cdot \Phi$, $\text{rot} A = B$, $\text{rot} H = i$, $\frac{1}{2} L I^2 = \int \frac{1}{2} B H dv$를 분석할 때, $\int A i dv$를 $I$로 나눈 형태는 올바른 유도계수 계산식이 아닙니다.
    따라서 $\int_{v} A i dv$를 $I$로 나눈 식은 잘못된 표현입니다.
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11. 반지름 2[mm]의 두 개의 무한히 긴 원통 도체가 중심 간격 2[m]로 진공 중에 평행하게 놓여 있을 때 1[km]당의 정전용량은 약 몇 [μF]인가?

  1. 1×10-3
  2. 2×10-3
  3. 4×10-3
  4. 6×10-3
(정답률: 49%)
  • 두 개의 무한 평행 도선 사이의 단위 길이당 정전용량 공식을 사용하여 $1\text{km}$($1000\text{m}$) 길이에 대한 전체 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\pi \epsilon_{0}}{\ln(d/r)} \times L$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\pi \times 8.854 \times 10^{-12}}{\ln(2 / 2 \times 10^{-3})} \times 1000$
    ③ [최종 결과] $C = 4 \times 10^{-3} \mu\text{F}$
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12. 전위가 VA 인 A 점에서 Q[C]의 전하를 전계와 반대 방향으로 l[m]이동 시킨 점 P의 전위[V]는? (단, 전계 E는 일정하다고 가정한다.)

  1. Vp=VA-El
  2. Vp=VA+El
  3. Vp=VA-EQ
  4. Vp=VA+EQ
(정답률: 49%)
  • 전위는 전계 방향으로 이동할 때 낮아지고, 전계와 반대 방향으로 이동할 때 높아집니다.
    전계 $E$와 반대 방향으로 거리 $l$만큼 이동하였으므로, 전위는 $E \times l$ 만큼 증가하여 $V_{p} = V_{A} + El$이 됩니다.
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13. 정전용량 C[F]인 평행판 공기 콘덴서에 전극간격의 1/2 두께인 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 이때의 정전용량은 몇[F]인가? (단, 유리의 비유전율은 εs라 한다.)

(정답률: 69%)
  • 전극 간격의 절반을 유리판이 채우면, 공기층(두께 $d/2$)과 유리층(두께 $d/2$)이 직렬로 연결된 구조가 됩니다. 각 층의 정전용량은 간격이 절반이 되어 $2C$가 되며, 유리의 경우 비유전율 $\epsilon_{s}$가 곱해져 $2\epsilon_{s}C$가 됩니다. 이를 직렬 합성하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $C_{total} = \frac{C_{1}C_{2}}{C_{1}+C_{2}}$
    ② [숫자 대입] $C_{total} = \frac{2C \times 2\epsilon_{s}C}{2C + 2\epsilon_{s}C}$
    ③ [최종 결과] $C_{total} = \frac{2\epsilon_{s}C}{1 + \epsilon_{s}}$
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14. 자성체의 경계면에 전류가 없을 때의 경계조건으로 틀린 것은?

  1. 전속밀도 D의 법선성분 D1N=D2N=μ2/μ1
  2. 자속밀도 B의 법선성분 B1N=B2N
  3. 자계 H의 접선성분 H1T=H2T
  4. 경계면에서의 자력선의 굴절 tanθ1/tanθ2=μ1/μ2
(정답률: 72%)
  • 자성체 경계면에 전류가 없을 때, 자속밀도 $B$의 법선 성분은 연속적이며 자계 $H$의 접선 성분 또한 연속적입니다. 하지만 전속밀도 $D$는 전기장과 관련된 물리량으로, 자성체의 투자율 $\mu$와는 관계가 없습니다.

    오답 노트
    전속밀도 $D$의 법선성분 $D_{1N}=D_{2N}=\mu_{2}/\mu_{1}$: 전속밀도는 투자율과 관계가 없으며, 자성체 경계조건과는 무관한 설명입니다.
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15. Z축의 정방향(+방향)으로 10πaz가 흐를 때 이 전류로부터 5[m] 지점에 발생되는 자계의 세기 H[A/m]는?

(정답률: 50%)
  • 무한 직선 도선에 전류가 흐를 때, 도선으로부터 거리 $r$ 지점에서의 자계 세기는 앙페르 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{10\pi a_{z}}{2\pi \times 5}$
    ③ [최종 결과] $H = a_{\phi}$
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16. 다음 중 스토크스(stokes)의 정리는?

(정답률: 65%)
  • 스토크스 정리는 폐곡선을 따라 선적분한 값과 그 폐곡선이 둘러싼 면적에 대한 회전(curl)의 면적분 값이 같음을 나타내는 정리입니다.
    $$\oint H \cdot dL = \int_{S} (\nabla \times H) \cdot dS$$
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17. 그림과 같은 전기 쌍극자에서 P점의 전계의 세기는 몇[V/m]인가?

(정답률: 49%)
  • 전기 쌍극자에 의한 P점의 전계 세기를 구하기 위해 전위 $V$의 기울기(Gradient)를 계산합니다.
    쌍극자 모멘트를 $M = Q\delta$라 할 때, 전위 $V = \frac{M\cos\theta}{4\pi\epsilon r^2}$이며, 전계 $E = -\nabla V$를 구하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = -( \frac{\partial V}{\partial r} a_r + \frac{1}{r} \frac{\partial V}{\partial \theta} a_{\theta} + \frac{1}{r\sin\theta} \frac{\partial V}{\partial \phi} a_{\phi} )$
    ② [숫자 대입] $E = -( \frac{-2M\cos\theta}{4\pi\epsilon r^3} a_r + \frac{1}{r} \frac{-M\sin\theta}{4\pi\epsilon r^2} a_{\theta} )$
    ③ [최종 결과] $E = a_r \frac{Q\delta}{2\pi\epsilon r^3} \cos\theta + a_{\theta} \frac{Q\delta}{4\pi\epsilon r^3} \sin\theta$
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18. 전기 쌍극자에 의한 전계의 세기는 쌍극자로부터의 거리 r에 대해서 어떠한가?

  1. r에 반비례한다.
  2. r2에 반비례한다.
  3. r3에 반비례한다.
  4. r4에 반비례한다.
(정답률: 79%)
  • 전기 쌍극자에 의한 전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
    전기 쌍극자의 전계 공식 $E = \frac{M\sqrt{1+3\cos^2\theta}}{4\pi\epsilon r^3}$에서 분모의 $r^3$ 항에 의해 $r^3$에 반비례함을 알 수 있습니다.
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19. 그림과 같은 공심 토로이드 코일의 권선수를 N배하면 인덕턴스는 몇 배 되는가?

  1. N-2
  2. N-1
  3. N
  4. N2
(정답률: 77%)
  • 토로이드 코일의 인덕턴스 공식에서 권선수 $N$과의 관계를 묻는 문제입니다. 인덕턴스는 권선수의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu SN^2}{l}$
    ② [숫자 대입] $L' = \frac{\mu S(N \times N)^2}{l}$
    ③ [최종 결과] $L' = N^2 L$
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20. 전위함수가 V = 2x+5yz+3일 때, 점 (2, 1, 0)에서의 전계의 세기는?

  1. -2i-5j-3k
  2. i+2j+3k
  3. -2i-5k
  4. 4i+3k
(정답률: 62%)
  • 전계의 세기는 전위함수의 기울기(gradient)에 마이너스를 붙인 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = -\text{grad}V = -( \frac{\partial V}{\partial x}i + \frac{\partial V}{\partial y}j + \frac{\partial V}{\partial z}k )$
    ② [숫자 대입] $E = -( \frac{\partial (2x+5yz+3)}{\partial x}i + \frac{\partial (2x+5yz+3)}{\partial y}j + \frac{\partial (2x+5yz+3)}{\partial z}k ) \text{ at } (2, 1, 0) = -(2i + 5zkj + 5yj k) = -(2i + 5 \times 0j + 5 \times 1k)$
    ③ [최종 결과] $E = -2i - 5k$
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2과목: 전력공학

21. 연가를 해도 효과가 없는 것은?

  1. 직렬 공진의 방진
  2. 통신선의 유도 장해 감소
  3. 대지 정전용량의 감소
  4. 선로 정수의 평형
(정답률: 69%)
  • 연가는 선로의 정수를 평형하게 하고 유도 장해를 감소시키며 직렬 공진을 방지하는 효과가 있지만, 대지 정전용량을 감소시키는 것과는 무관합니다.
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22. 단락 보호용 계전기의 범주에 가장 적합한 것은?

  1. 한시 계전기
  2. 탈조 보호 계전기
  3. 과전류 계전기
  4. 주파수 계전기
(정답률: 75%)
  • 단락 사고 시에는 평상시보다 매우 큰 전류가 흐르므로, 이를 감지하여 차단기를 동작시키는 과전류 계전기가 가장 적합합니다.

    오답 노트
    탈조 보호 계전기: 발전기의 동기 탈조 보호용
    주파수 계전기: 전력 계통의 주파수 변동 감시용
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23. 현수애자 4개를 1련으로 한 66[kV] 송전선로가 있다. 현수애자 1개의 절연저항이 2000[㏁]이라면, 표준 경간을 200[m]로 할 때 1[km]당의 누설 컨덕턴스[℧]는?

  1. 0.63×10-9
  2. 0.93×10-9
  3. 1.23×10-9
  4. 1.53×10-9
(정답률: 40%)
  • 현수애자 1련의 전체 저항을 구한 뒤, $1\text{km}$당 설치되는 련 수를 고려하여 합성 저항을 계산하고 그 역수인 컨덕턴스를 구합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{1}{R} = \frac{1}{\frac{n \times r}{N}}$ (여기서 $n$은 1련당 애자 수, $r$은 애자 1개 저항, $N$은 $1\text{km}$당 련 수)
    ② [숫자 대입] $G = \frac{1}{\frac{4 \times 2000 \times 10^{6}}{1000 / 200}} = \frac{1}{\frac{8 \times 10^{9}}{5}}$
    ③ [최종 결과] $G = 0.63 \times 10^{-9}$
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24. 배전선로에서 사고범위의 확대를 방지하기 위한 대책으로 적당하지 않은 것은?

  1. 배전 계통의 루프화
  2. 선택접지 계전 방식 채택
  3. 구분 개폐기 설치
  4. 선로용 콘덴서 설치
(정답률: 64%)
  • 선로용 콘덴서 설치는 역률을 개선하여 전원 측의 선로전류를 줄이고 전력 손실을 경감시키기 위한 목적이며, 사고 범위 확대 방지와는 관련이 없습니다.

    오답 노트
    배전 계통의 루프화, 선택접지 계전 방식 채택, 구분 개폐기 설치: 모두 사고 구간을 신속히 분리하거나 전원 경로를 다변화하여 사고 범위를 최소화하는 대책입니다.
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25. 직류 송전 방식에 비하여 교류 송전방식의 가장 큰 이점은?

  1. 선로의 리액턴스에 의한 전압강하가 없으므로 장거리 송전에 유리하다.
  2. 변압이 쉬워 고압 송전에 유리하다.
  3. 같은 절연에서 송전 전력이 크게 된다.
  4. 지중송전의 경우, 충전 전류와 유전체손을 고려하지 않아도 된다.
(정답률: 63%)
  • 교류 송전 방식은 변압기를 이용하여 전압의 승압과 강압이 매우 쉽기 때문에, 전압을 높여 전력 손실을 줄이는 고압 송전에 매우 유리합니다.

    오답 노트
    선로 리액턴스 전압강하 없음, 지중송전 충전전류 무시: 직류 송전의 특징입니다.
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26. 개폐장치 중에서 고장 전류의 차단능력이 없는 것은?

  1. 진공 차단기
  2. 유입 개폐기
  3. 리클로저
  4. 전력 퓨즈
(정답률: 54%)
  • 유입 개폐기는 일반적인 부하 전류를 개폐하기 위한 장치로, 사고 시 발생하는 거대한 고장 전류를 차단할 수 있는 능력이 없습니다. 주로 보수 점검 시 정전 구간을 축소하기 위한 용도로 사용됩니다.

    오답 노트
    진공 차단기, 리클로저, 전력 퓨즈: 고장 전류 차단 능력을 갖춘 기기
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27. 전력 계통의 안정도 향상 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 전압 변동을 크게 한다.
  2. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
  3. 계통의 직렬 리액턴스를 낮게 한다.
  4. 고속도 차단 방식을 채용한다.
(정답률: 76%)
  • 전력 계통의 안정도를 높이기 위해서는 전압 변동을 최소화하여 전압을 일정하게 유지하는 것이 필수적입니다. 전압 변동을 크게 하는 것은 오히려 계통의 불안정성을 초래합니다.

    오답 노트
    고속도 재폐로 및 차단 방식: 사고 제거 시간을 단축하여 안정도 향상
    직렬 리액턴스 감소: 전력 전송 능력을 증대시켜 안정도 향상
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28. 부하전력, 선로 길이 및 선로 손실이 동일할 경우 전선동량이 가장 적은 방식은?

  1. 3상 3선식
  2. 3상 4선식
  3. 단상 3선식
  4. 단상 2선식
(정답률: 68%)
  • 동일 조건에서 전선동량의 상대적 비율을 비교하면 3상 4선식이 가장 효율적이며 적은 양의 전선을 소요합니다.

    오답 노트
    단상 2선식: $1$ (기준)
    단상 3선식: $3/8$ (37.5%)
    3상 3선식: $3/4$ (75%)
    3상 4선식: $1/3$ (33.33%)
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29. 다음 중 동작 시간에 따른 보호 계전기의 분류와 그 설명으로 틀린 것은?

  1. 순한시 계전기는 설정된 최소 작동 전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 작동하는 것으로 한도를 넘은 양과는 관계가 없다.
  2. 정한시 계전기는 설정된 값 이상의 전류가 흘렀을 때 작동 전류의 크기와는 관계없이 항상 일정한 시간 후에 작동하는 계전기이다.
  3. 반한시 계전기는 작동시간이 전류값의 크기에 따라 변하는 것으로 전류값이 클수록 느리게 동작하고 반대로 전류값이 작아질수록 빠르게 작동하는 계전기이다.
  4. 반한시성 정한시 계전기는 어느 전류값까지는 반한시성이지만, 그 이상이 되면 정한시로 작동하는 계전기이다.
(정답률: 75%)
  • 반한시 계전기는 전류의 크기에 따라 동작 시간이 변하는 계전기로, 사고 전류값이 클수록 더 빠르게 동작하고 전류값이 작을수록 느리게 동작하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    순한시 계전기: 설정값 이상 시 즉시 작동
    정한시 계전기: 전류 크기와 무관하게 일정 시간 후 작동
    반한시성 정한시 계전기: 저전류에서는 반한시, 고전류에서는 정한시 특성
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30. 동기조상기 (A)와 전력용 콘덴서 (B)를 비교한 것으로 옳은 것은?

  1. 조정 : (A)는 계단적, (B)는 연속적
  2. 전력손실 : (A)가 (B)보다 적음
  3. 무효전력 : (A)는 진상, 지상 양용 (B)는 진상용
  4. 시송전 : (A)는불가능, (B)는 가능
(정답률: 77%)
  • 동기조상기와 전력용 콘덴서의 특성을 비교하는 문제입니다. 동기조상기는 여자 전류를 조절하여 진상과 지상 무효전력을 모두 공급할 수 있는 양용 장치인 반면, 전력용 콘덴서는 진상 무효전력만 공급할 수 있습니다.

    오답 노트
    조정: 동기조상기는 연속적, 콘덴서는 단계적 조정
    전력손실: 동기조상기가 콘덴서보다 손실이 큼
    시송전: 동기조상기는 가능, 콘덴서는 불가능
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31. 발전기 출력 PG[kW], 연료 소비량 B[kg], 연료의 발열량 H[kcal/kg]일 때 이 화력발전의 열효율은 몇[%]인가?

(정답률: 69%)
  • 화력발전의 열효율은 공급된 연료의 총 열량 대비 발전된 전력량의 비율로 계산합니다. 전력 $P_G$를 열량으로 환산하기 위해 $860$을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{효율} = \frac{860 \times P_G}{H \times B} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{효율} = \frac{860 P_G}{HB} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\frac{860 P_G}{HB} \times 100$
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32. 그림과 같은 회로에 있어서의 합성 4단자 정수에서 B0의 값은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. B0=B+Ztr
  2. B0=A+BZtr
  3. B0=C+DZtr
  4. B0=B+AZtr
(정답률: 49%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$를 갖는 회로 뒤에 임피던스 $Z_{tr}$이 직렬로 연결된 합성 회로의 정수를 구하는 문제입니다. 직렬 연결 시 합성 정수 $B_0$는 기존 $B$ 값에 $A$와 직렬 임피던스의 곱을 더한 값이 됩니다.
    $$B_0 = B + AZ_{tr}$$
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33. 감속재의 온도 계수란?

  1. 감속재의 시간에 대한 온도 상승률
  2. 반응에 아무런 영향을 주지 않는 계수
  3. 감속재의 온도 1[℃] 변화에 대한 반응도의 변화
  4. 열중성자로에서 양(+)의 값을 갖는 계수
(정답률: 74%)
  • 감속재의 온도 계수는 원자로 내 감속재의 온도가 변화함에 따라 반응도가 어떻게 변하는지를 나타내는 척도입니다. 즉, 감속재의 온도 $1^{\circ}C$ 변화에 대한 반응도의 변화를 의미합니다.
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34. 반지름이 1.2[cm]인 전선 1선을 왕로로 하고 대지를 귀로로 하는 경우 왕복회로의 총 인덕턴스는 약 몇 [mH/km]인가? (단, 등가 대지면의 깊이는 600[m]이다.)

  1. 2.4025
  2. 2.3525
  3. 2.2639
  4. 2.2139
(정답률: 39%)
  • 대지를 귀로로 하는 왕복회로의 총 인덕턴스를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.1 + 0.4605 \log ( \frac{2H}{r} )$
    ② [숫자 대입] $L = 0.1 + 0.4605 \log ( \frac{2 \times 600}{1.2 \times 10^{-2}} )$
    ③ [최종 결과] $L = 2.4025$
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35. 전력계통에서 인터록의 설명으로 알맞은 것은?

  1. 부하 통전시 단로기를 열 수 있다.
  2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 열 수 있다.
  4. 차단기의 접점과 단로기의 접점이 기계적으로 연결되어 있다.
(정답률: 81%)
  • 인터록(Interlock)은 오조작으로 인한 사고를 방지하기 위한 안전 장치입니다. 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기가 열려 있는 상태에서만 단로기를 조작(닫기/열기)할 수 있어야 합니다.

    오답 노트
    부하 통전시 단로기를 열 수 있다: 아크 발생으로 매우 위험함
    차단기가 닫혀 있어야 단로기를 열 수 있다: 부하 전류가 흐르는 상태에서 조작하는 것이므로 금지됨
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36. 연간 전력량이 E[kWh]이고, 연간 최대 전력이 W[kW]인 연부하율은 몇 [%]인가?

(정답률: 71%)
  • 연부하율은 연간 평균 전력을 연간 최대 전력으로 나눈 비율입니다. 연간 평균 전력은 연간 전력량을 1년의 총 시간인 $8760\text{h}$($365\text{일} \times 24\text{시간}$)로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{부하율} = \frac{\text{연간 전력량} / 8760}{\text{연간 최대 전력}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{부하율} = \frac{E / 8760}{W} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{부하율} = \frac{E}{8760W} \times 100$
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37. 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임피던스는 300[Ω]이고, 수전단을 개방한 경우에는 1200[Ω]이었다. 이 선로의 특성임피던스는?

  1. 600
  2. 900
  3. 1200
  4. 1500
(정답률: 57%)
  • 선로의 특성임피던스는 수전단 단락 임피던스($Z_{s}$)와 수전단 개방 임피던스($Z_{o}$)의 기하평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Z_{0} = \sqrt{Z_{s} \times Z_{o}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{0} = \sqrt{300 \times 1200}$
    ③ [최종 결과] $Z_{0} = 600$
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38. 3상용 차단기의 정격 차단 용량은?

  1. √3 × 정격전압× 정격차단전류
  2. √3 × 정격전압× 정격전류
  3. 3 × 정격전압× 정격차단전류
  4. 3 × 정격전압× 정격전류
(정답률: 81%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기의 정격 차단 용량은 상전압이 아닌 선간전압을 기준으로 하며, 정격전압과 정격차단전류의 곱에 $\sqrt{3}$을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P_{s} = \sqrt{3} V_{n} I_{s}$
    ② [숫자 대입] $P_{s} = \sqrt{3} \times \text{정격전압} \times \text{정격차단전류}$
    ③ [최종 결과] $P_{s} = \sqrt{3} \times \text{정격전압} \times \text{정격차단전류}$
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39. 수차의 조속기가 너무 예민하면 어떤 현상이 발생되는가?

  1. 전압 변동률이 작게 된다.
  2. 수압 상승률이 크게 된다.
  3. 속도 변동률이 작게 된다.
  4. 탈조를 일으키게 된다.
(정답률: 70%)
  • 수차의 조속기가 너무 예민하면 부하 급변 시 동기속도 부근에서 속도가 진동하는 난조 현상이 발생하기 쉬우며, 이것이 심해지면 결국 동기화를 잃고 탈조를 일으키게 됩니다.
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40. 송전선로에서 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉬운 경우는?

  1. 무부하 송전선로를 폐로하는 경우
  2. 무부하 송전선로를 개로하는 경우
  3. 부하 송전선로를 폐로하는 경우
  4. 부하 송전선로를 개로하는 경우
(정답률: 73%)
  • 무부하 송전선로를 개로(차단)할 때, 선로에 저장되어 있던 충전 전류에 의해 매우 높은 이상 전압(개폐 서지)이 발생하기 쉽습니다.
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3과목: 전기기기

41. 유도 전동기에서 권선형 회전자에 비해 농형 회전자의 특성이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하고 효율이 좋다.
  2. 견고하고 보수가 용이하다.
  3. 대용량에서 기동이 용이하다.
  4. 중, 소형 전동기에 사용된다.
(정답률: 74%)
  • 농형 유도 전동기는 구조가 간단하고 견고하여 중소형에 적합하지만, 기동 토크가 작기 때문에 대용량으로 갈수록 기동이 곤란해지는 특성이 있습니다.
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42. 다음 전동기 중 역률이 가장 좋은 전동기는?

  1. 동기 전동기
  2. 반발 기동 전동기
  3. 농형 유도 전동기
  4. 교류 정류자 전동기
(정답률: 73%)
  • 동기 전동기는 여자 전류를 조절하여 역률을 1로 운전하거나 진상, 지상으로 조절할 수 있어 역률 제어 능력이 가장 뛰어나며 역률을 최상으로 유지할 수 있습니다.
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43. 직류 발전기의 유기기전력이 230[V], 극수가 4, 정류자 편수가 162인 정류자 편간 전압은 약 몇 [V]인가? (단, 권선법은 중권이다.)

  1. 5.68
  2. 6.28
  3. 9.42
  4. 10.2
(정답률: 66%)
  • 정류자 편간 전압은 전체 유기기전력에 극수를 곱한 값을 전체 정류자 편수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = \frac{p \cdot E}{K}$
    ② [숫자 대입] $e = \frac{4 \cdot 230}{162}$
    ③ [최종 결과] $e = 5.68 \text{ V}$
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44. 3150/210[V]의 단상변압기 고압측에 100[V]의 전압을 가하면 가극성 및 감극성일 때에 전압계 지시는 각각 몇 [V]인가?

  1. 가극성 106.7, 감극성 93.3
  2. 가극성 93.3, 감극성 106.7
  3. 가극성 126.7, 감극성 96.3
  4. 가극성 : 96.3, 감극성 126.7
(정답률: 68%)
  • 변압기의 권수비를 통해 저압측 유도 전압을 구한 뒤, 극성에 따라 전압계 지시값을 합산하거나 차감합니다.
    ① [기본 공식] $V_{total} = V_{in} \pm (V_{in} \times \frac{1}{a})$
    ② [숫자 대입] $V = 100 \pm (100 \times \frac{210}{3150})$
    ③ [최종 결과] $가극성 = 106.7, 감극성 = 93.3$
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45. 3상 유도 전동기에서 2차측 저항을 2배로 하면 그 최대 토크는 어떻게 되는가?

  1. 2배로 된다.
  2. 1/2로 줄어든다.
  3. √2 배가 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 78%)
  • 3상 유도 전동기의 최대 토크는 2차측 저항 값에 관계없이 일정하게 유지되는 특성을 가집니다. 따라서 2차측 저항을 2배로 변화시켜도 최대 토크는 변하지 않습니다.
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46. 원통형 회전자(비철극기)를 가진 동기 발전기는 부하각 δ가 몇도일 때 최대 출력을 낼 수 있는가?

  1. 0
  2. 30
  3. 60
  4. 90
(정답률: 69%)
  • 원통형 회전자를 가진 비돌극기는 부하각 $\delta$가 $90^{\circ}$일 때 최대 출력을 냅니다.

    오답 노트
    돌극기: 최대 출력 시 부하각이 $60^{\circ}$ 부근임
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47. 6600/210[V]인 단상 변압기 3대를 Δ-Y 로 결선하여 1상 18[kw] 전열기의 전원으로 사용하다가 이것을 Δ-Δ로 결선했을 때, 이 전열기의 소비전력[kW]은 얼마인가?

  1. 31.2
  2. 10.4
  3. 2.0
  4. 6.0
(정답률: 47%)
  • 결선 방식이 $\Delta-Y$에서 $\Delta-\Delta$로 변경되면 2차측 전압은 $1\sqrt{3}$배가 되며, 소비전력은 전압의 제곱에 비례하여 감소합니다.
    ① [기본 공식] $P_{new} = P_{old} \times (\frac{1}{\sqrt{3}})^2$
    ② [숫자 대입] $P_{new} = 18 \times \frac{1}{3}$
    ③ [최종 결과] $P_{new} = 6$
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48. 스테핑 모터의 속도-토크 특성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 무부하 상태에서 이 값보다 빠른 입력 펄스 주파수에서는 기동시킬 수가 없게 되는 주파수를 최대 자기동 주파수라 한다.
  2. 탈출(풋아웃) 토크와 인입(풀인)토크에 의해 둘러쌓인 영역을 슬루(slew) 영역이라 한다.
  3. 슬루 영역에서는 펄스레이트를 변화시켜도 오동작이나 공진을 일으키지 않는 안정한 영역이다.
  4. 무부하시 이 주파수 이상의 펄스를 인가하여도 모터가 응답할 수 없는 것을 최대 응답 주파수라 한다.
(정답률: 54%)
  • 슬루 영역은 탈출 토크와 인입 토크 사이의 영역으로, 초기 기동 시 스스로 회전하기 어려운 불안정한 영역입니다. 따라서 펄스레이트를 변화시켜도 오동작이나 공진을 일으키지 않는 안정한 영역이라는 설명은 틀린 것입니다.
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49. 농형 유도 전동기에 주로 사용되는 속도 제어법은?

  1. 2차 저항제어법
  2. 극수 변환법
  3. 종속 접속법
  4. 2차 여자 제어법
(정답률: 74%)
  • 농형 유도 전동기는 구조적으로 2차 회로의 저항을 조절할 수 없으므로 극수 변환법, 주파수 변환법, 전압 변환법 등을 사용하여 속도를 제어합니다.

    오답 노트
    2차 저항제어법, 종속 접속법, 2차 여자 제어법: 권선형 유도 전동기에서 사용하는 제어법입니다.
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50. 단상 변압기가 전부하시 2차 전압은 115[V]이고, 전압 변동률은 2%일 때 1차 단자전압은 몇 [V]인가? (단, 권선비는 20:1이다.)

  1. 2356
  2. 2346
  3. 2336
  4. 2326
(정답률: 76%)
  • 권수비와 전압 변동률을 이용하여 1차 단자전압을 구하는 문제입니다.
    $$V_1 = a \times (1 + \epsilon) \times V_2$$
    $$V_1 = 20 \times (1 + 0.02) \times 115$$
    $$V_1 = 2346$$
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51. 제 9차 고조파에 의한 기자력의 회전 방향 및 속도는 기본파 회전 자계와 비교할 때 다음 중 적당한 것은?

  1. 기본파와 역방향이고 9배의 속도
  2. 기본파와 역방향이고 1/9배의 속도
  3. 회전자계를 발생하지 않는다.
  4. 기본파와 동방향이고 9배의 속도
(정답률: 56%)
  • 고조파의 차수에 따라 회전 자계의 특성이 결정됩니다. $3n$차 고조파(3의 배수)는 회전 자계를 발생시키지 않는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    기본파와 역방향: $3n-1$차 고조파의 특성입니다.
    기본파와 동방향: $3n+1$차 고조파의 특성입니다.
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52. 단상 유도 전동기 중 콘덴서 기동형 전동기의 특성은?

  1. 회전 자계는 타원형이다.
  2. 기동 전류가 크다.
  3. 기동 회전력이 작다.
  4. 분상 기동형의 일종이다.
(정답률: 50%)
  • 콘덴서 기동형 전동기는 기동 토크를 높이기 위해 콘덴서를 사용하는 분상 기동형 전동기의 일종입니다.

    오답 노트
    회전 자계는 타원형이다: 회전 자계는 원형입니다.
    기동 전류가 크다: 기동 전류가 작습니다.
    기동 회전력이 작다: 기동 회전력이 큽니다.
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53. 단상 변압기에 있어서 부하역률 80[%]의 지상역률에서 전압 변동률 4[%]이고, 부하역률 100[%]에서 전압 변동률 3[%]라고 한다. 이 변압기의 퍼센트 리액턴스는 약 몇 [%]인가?

  1. 2.7
  2. 3.0
  3. 3.3
  4. 3.6
(정답률: 56%)
  • 전압 변동률 공식 $\epsilon = p \cdot \cos\theta + q \cdot \sin\theta$를 이용하여 퍼센트 저항강하 $p$와 퍼센트 리액턴스강하 $q$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $4 = p \cdot 0.8 + q \cdot 0.6$
    ② [숫자 대입] $4 = 3 \cdot 0.8 + q \cdot 0.6$
    ③ [최종 결과] $q = 2.67 \approx 2.7 \text{ \%}$
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54. 직류 발전기를 전동기로 사용하고자 한다. 이 발전기의 정격전압 120[V], 정격전류 40[A], 전기자 저항 0.15[Ω]이며, 전부하일 때 발전기와 같은 속도로 회전시키려면 단자 전압은 몇[V]를 공급하여야 하는가? (단, 전기자 반작용 및 여자 전류는 무시한다.)

  1. 114
  2. 126
  3. 132
  4. 138
(정답률: 42%)
  • 발전기를 전동기로 사용할 때, 동일한 속도로 회전시키려면 전동기의 역기전력이 발전기 때의 유기기전력과 같아야 하며, 여기에 전기자 전압강하분을 더해 공급전압을 결정합니다.
    ① [기본 공식] $V = E + I \cdot R$
    ② [숫자 대입] $V = (120 + 40 \cdot 0.15) + (40 \cdot 0.15)$
    ③ [최종 결과] $V = 132 \text{ V}$
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55. 동기기의 권선법 중 기전력의 파형이 좋게되는 권선법은?

  1. 단절권, 분포권
  2. 단절권, 집중권
  3. 전절권, 집중권
  4. 전절권, 2층권
(정답률: 75%)
  • 단절권과 분포권은 모두 기전력의 고조파를 제거하여 전압의 파형을 개선하는 효과가 있습니다.

    오답 노트
    집중권: 분포권에 비해 고조파 제거 능력이 떨어져 파형이 좋지 않음
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56. 변압기에 사용하는 절연유가 갖추어야 할 성질이 아닌것은?

  1. 절연내력이 클 것
  2. 인화점이 높을 것
  3. 유동성이 풍부하고 비열이 커서 냉각효과가 클 것
  4. 응고점이 높을 것
(정답률: 76%)
  • 변압기 절연유는 낮은 온도에서도 얼지 않고 유동성을 유지해야 하므로 응고점이 낮아야 합니다.

    오답 노트
    절연내력 클 것: 절연 성능 확보를 위해 필수적임
    인화점 높을 것: 화재 예방을 위해 고온에서 견뎌야 함
    유동성 풍부 및 비열 클 것: 냉각 효율을 높이기 위해 필요함
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57. 동기 전동기에서 전기자 반작용을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 공급전압보다 앞선 전류는 감자작용을 한다.
  2. 공급 전압보다 뒤진 전류는 감자 작용을 한다.
  3. 공급 전압보다 앞선 전류는 교차자화작용을 한다.
  4. 공급전압보다 뒤진 전류는 교차자화작용을 한다.
(정답률: 74%)
  • 동기 전동기의 전기자 반작용은 전류의 위상에 따라 결정됩니다. 공급 전압보다 앞선 전류(진상 전류)가 흐르면 주자속을 감소시키는 감자 작용을 합니다.

    오답 노트
    뒤진 전류: 증자 작용
    동상 전류: 교차 자화 작용
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58. 직류 발전기의 병렬 운전에서 부하 분담의 방법은?

  1. 계자 전류와 무관하다.
  2. 계자 전류를 증가시키면 부하 분담은 증가한다.
  3. 계자 전류를 감소하면 부하 분담은 증가한다.
  4. 계자 전류를 증가하면 부하 분담은 감소한다.
(정답률: 64%)
  • 분권 발전기의 병렬 운전 시, 계자 전류를 증가시키면 유기 전압이 상승하게 됩니다. 저항이 동일한 조건에서 유기 전압이 더 큰 발전기가 더 많은 부하를 분담하게 되므로, 계자 전류를 증가시키면 부하 분담량도 함께 증가합니다.
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59. 정류 회로에서 상의 수를 크게 했을 경우 옳은 것은?

  1. 맥동 주파수와 맥동률이 증가한다.
  2. 맥동률과 맥동 주파수가 감소한다.
  3. 맥동 주파수는 증가하고 맥동률은 감소한다.
  4. 맥동률과 주파수는 감소하나 출력이 증가한다.
(정답률: 69%)
  • 정류 회로에서 상의 수가 증가할수록 출력 전압의 리플(Ripple)이 줄어들어 맥동률은 감소하며, 단위 시간당 반복되는 맥동 횟수인 맥동 주파수는 전원 주파수의 배수로 증가하여 전압이 더 매끄러운 직류에 가까워집니다.
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60. 무부하의 장거리 송전선로에 동기 발전기를 접속하는 경우, 송전선로의 자기여자 현상을 방지하기 위해서 동기 조상기를 사용하였다. 이때 동기조상기의 계자전류를 어떻게 하여야 하는가?

  1. 계자 전류를 0으로 한다.
  2. 부족 여자로 한다.
  3. 과여자로 한다.
  4. 역률이 1인 상태에서 일정하게 한다.
(정답률: 52%)
  • 장거리 송전선로의 자기여자 현상을 방지하기 위해서는 수전단에 동기 조상기를 접속하여 부족 여자 상태로 운전해야 합니다. 부족 여자 운전 시 동기 조상기는 지상 전류를 흡수하여 송전선로의 충전 전류(진상 전류)를 상쇄시키기 때문에 전압 상승을 억제할 수 있습니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. Z 변환법을 사용한 샘플치 제어계가 안정되려면 1 + GH(Z) = 0 의 근의 위치는?

  1. Z 평면의 좌반면에 존재하여야 한다.
  2. Z 평면의 우반면에 존재하여야 한다.
  3. |Z|=1인 단위 원내에 존재하여야 한다.
  4. |Z|=1인 단위 원밖에 존재하여야 한다.
(정답률: 69%)
  • 제어계의 안정도 판별 시, $s$ 평면에서는 근이 좌반면에 위치해야 하지만, $Z$ 변환을 이용한 $z$ 평면에서는 근이 $|Z|=1$인 단위 원 내부에 존재해야 시스템이 안정됩니다.
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62. 2차계의 주파수 응답과 시간 응답간의 관계 중 잘못된 것은?

  1. 안정된 제어계에서 높은 대역폭은 큰 공진 첨두값과 대응된다.
  2. 최대 오버슈트와 공진 첨두값은 (감쇠율)만의 함수로 나타낼 수 있다.
  3. ωn (고유주파수) 일정시 (감쇠율)가 증가하면 상승 시간과 대역폭은 증가한다.
  4. 대역폭은 영 주파수 이득보다 3[dB]떨어지는 주파수로 정의된다.
(정답률: 49%)
  • 2차계의 주파수 응답과 시간 응답의 관계를 묻는 문제입니다. 고유주파수 $\omega_n$이 일정할 때, 감쇠율 $\zeta$가 증가하면 시스템의 응답 속도가 느려져 상승 시간은 증가하지만, 대역폭은 오히려 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    대역폭 정의: 영 주파수 이득보다 $3 \text{ dB}$ 떨어지는 주파수로 정의되는 것이 맞습니다.
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63. 전달함수 에 ω =0.1인 정현파 입력을 주었을 때 보드선도의 이득은?

  1. -40[dB]
  2. -20[dB]
  3. 0[dB]
  4. 20[dB]
(정답률: 46%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{1}{s(s+10)}$에 $\omega = 0.1$ 인 정현파 입력을 주었을 때의 이득(Gain)을 데시벨(dB)로 계산하는 문제입니다.
    $$g = 20 \log |G(j\omega)|$$
    $$g = 20 \log | \frac{1}{0.1 \sqrt{0.1^2 + 10^2}} |$$
    $$g = 0 \text{ dB}$$
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64. 제어량을 어떤 일정한 목표값으로 유지하는 것을 목적으로 하는 제어법은?

  1. 추종제어
  2. 비율제어
  3. 프로그램제어
  4. 정치제어
(정답률: 51%)
  • 제어법의 목적에 따른 분류 문제입니다. 어떤 일정한 목표값을 유지하는 것을 목적으로 하는 제어는 정치제어입니다.

    오답 노트
    추종제어: 목표값이 시간에 따라 변할 때의 제어
    비율제어: 목표값이 다른 양과 일정 비율 관계를 가질 때의 제어
    프로그램제어: 설정된 프로그램에 따라 제어량을 변화시키는 제어
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65. 자동제어의 분류에서 제어량의 종류에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 서보 기구
  2. 추치 제어
  3. 프로세스 제어
  4. 자동조정
(정답률: 53%)
  • 자동제어는 분류 기준에 따라 제어량의 성질(종류)과 제어의 목적에 의한 분류로 나뉩니다. 추치 제어는 임의로 변화하는 목표값을 추종하는 제어로, 제어량의 종류가 아닌 '제어 목적'에 의한 분류에 해당합니다.

    오답 노트
    서보 기구, 프로세스 제어, 자동조정: 제어량의 성질(종류)에 의한 분류
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66. 미분방정식이 일 때 i(t)는? (단,t=0에서 i(0)=0 이다.)(문제 오류로 전항 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 72%)
  • 오류로 인해 전항 정답 처리된 문항입니다. 주어진 미분방정식 $$\frac{di(t)}{dt} + 2i(t) = 1$$ 의 해를 구하면 가 도출됩니다.
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67. s3+11s2+2s +40=0 에는 양의 실수부를 갖는 근은 몇 개 있는가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 69%)
  • 3차 특성방정식 $as^3 + bs^2 + cs + d = 0$에서 모든 계수가 양수일 때, $bc > ad$이면 안정하고 그렇지 않으면 불안정합니다.
    이 문제에서 $b=11, c=2, a=1, d=40$이므로 $bc = 22$이고 $ad = 40$입니다. $bc < ad$이므로 시스템은 불안정하며, 3차 방정식에서 불안정할 경우 양의 실수부를 갖는 근은 항상 2개 존재합니다.
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68. 다음 블록선도에서 C/R 는?

(정답률: 72%)
  • 블록선도의 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 +$ (루프 이득)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{C}{R} = \frac{G_2(G_1 + H_1)}{1 + G_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{C}{R} = \frac{G_2(G_1 + H_1)}{1 + G_2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{C}{R} = \frac{G_2(G_1 + H_1)}{1 + G_2}$
    따라서 정답은 입니다.
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69. 그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용될 수 있는가? (단, 1 ≪ R1C 인 경우로 한다.)

  1. 지연 보상기
  2. 지ㆍ진상 보상기
  3. 지상 보상기
  4. 진상 보상기
(정답률: 59%)
  • 회로에서 캐패시터의 위치에 따라 보상기의 특성이 결정됩니다. 캐패시터가 입력측에 병렬로 연결되어 미분기 형태로 작동하면 위상을 앞서게 하는 진상 보상기로 동작합니다.

    오답 노트
    지상 보상기: 캐패시터가 출력측에 위치하여 적분기로 작동할 때 해당함
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70. 계의 특성상 감쇠계수가 크면 위상여유가 크고, 감쇠성이 강하여 (A)는(은) 좋으나 (B)는(은) 나쁘다. A, B를 바르게 묶은 것은?

  1. 안정도, 응답성
  2. 응답성, 이득여유
  3. 오프셋, 안정도
  4. 이득여유, 안정도
(정답률: 59%)
  • 제어계에서 감쇠계수가 크다는 것은 시스템의 저항 성분이 커짐을 의미합니다. 이 경우 진동이 빠르게 억제되어 안정도는 좋아지지만, 목표값에 도달하는 속도인 응답성은 떨어지게 됩니다.
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71. 그림과 같은 π 형 회로에서 4단자 정수 B는?

(정답률: 68%)
  • $\pi$ 형 회로의 4단자 정수 $A, B, C, D$ 중 $B$는 전송 임피던스를 의미합니다. 이 회로는 $Z_1$ 병렬, $Z_2$ 직렬, $Z_3$ 병렬 구조의 행렬 곱으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $B = Z_2$
    ② [숫자 대입] $B = Z_2$
    ③ [최종 결과] $B = Z_2$
    따라서 정답은 입니다.
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72. 그림의 전기회로에서 전달함수 는?

(정답률: 69%)
  • 전달함수 $\frac{E_2(s)}{E_1(s)}$는 입력 전압에 대한 출력 전압의 비로, 회로의 전압 분배 법칙을 사용하여 구할 수 있습니다. $L$과 $C$가 직렬로 연결되고 $R$이 병렬로 연결된 구조에서 임피던스를 분석합니다.
    ① [기본 공식] $H(s) = \frac{R}{R + (sL + \frac{1}{sC})}$
    ② [숫자 대입] $H(s) = \frac{R}{R + \frac{s^2LC + 1}{sC}} = \frac{RCs}{RCs + s^2LC + 1}$
    ③ [최종 결과] $H(s) = \frac{RCs}{LCs^2 + RCs + 1}$
    따라서 정답은 입니다.
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73. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 51%)
  • 주어진 파형은 $t=T$부터 시작하여 기울기가 $-\frac{E}{T}$인 램프 함수입니다. 시간 이동 정리와 램프 함수의 라플라스 변환 공식을 적용하여 풀이합니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = \frac{a}{s^2}e^{-Ts}$ (여기서 $a$는 기울기)
    ② [숫자 대입] $F(s) = \frac{-E/T}{s^2}e^{-Ts}$
    ③ [최종 결과] $F(s) = -\frac{E}{Ts^2}e^{-Ts}$
    따라서 정답은 입니다.
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74. 파형이 톱니파 일 경우 파형률은?

  1. 1.155
  2. 1.732
  3. 1.141
  4. 0.577
(정답률: 59%)
  • 파형률은 실효값을 평균값으로 나눈 값으로 정의됩니다. 톱니파(삼각파)의 경우 실효값은 $\frac{\text{최댓값}}{\sqrt{3}}$이고, 평균값은 $\frac{\text{최댓값}}{2}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\text{파형률} = \frac{\text{실효값}}{\text{평균값}}$
    ② [숫자 대입] $\text{파형률} = \frac{\frac{a}{\sqrt{3}}}{\frac{a}{2}} = \frac{2}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $\text{파형률} = 1.155$
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75. RL 직렬회로에 직류전압 5[V]를 t=0에서 인가하였더니 [mA](t≥0)이었다. 이 회로의 저항을 처음 값의 2배로 하면 시정수는 얼마가 되겠는가?

  1. 10[msec]
  2. 40[msec]
  3. 5[sec]
  4. 25[sec]
(정답률: 51%)
  • RL 직렬회로의 전류 식 $i(t) = 50(1 - e^{-20 \times 10^{-3}t})$에서 지수항의 계수는 $\frac{R}{L}$ 입니다. 시정수 $\tau$는 이의 역수인 $\frac{L}{R}$로 정의됩니다.
    먼저 주어진 식에서 초기 시정수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{1}{\alpha} = \frac{L}{R}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{1}{20 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 50\text{ sec}$
    시정수는 저항 $R$에 반비례하므로, 저항이 2배가 되면 시정수는 $\frac{1}{2}$로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $\tau' = \frac{\tau}{2}$
    ② [숫자 대입] $\tau' = \frac{50}{2}$
    ③ [최종 결과] $\tau' = 25\text{ sec}$
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76. 회로망 출력단자 a-b에서 바라본 등가 임피던스는?

  1. 1/(s+3)
  2. s+15
  3. 3/(s+2)
  4. 2s+6
(정답률: 60%)
  • 등가 임피던스를 구할 때 전류원은 개방(Open)하고 전압원은 단락(Close)시킵니다. 이에 따라 $L$과 병렬 연결된 $R_{1}, R_{2}$의 합성 임피던스를 구합니다.
    ① [기본 공식] $Z = sL + \frac{R_{1}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$
    ② [숫자 대입] $Z = 2s + \frac{15 \times 10}{15 + 10}$
    ③ [최종 결과] $Z = 2s + 6$
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77. 그림과 같은 회로에서 a-b 사이의 전위차[V]는?

  1. 10[V]
  2. 8[V]
  3. 6[V]
  4. 4[V]
(정답률: 56%)
  • 여러 개의 전압원과 저항이 병렬로 연결된 회로의 전위차는 밀만의 정리를 사용하여 간단히 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = \frac{\frac{V_{1}}{R_{1}} + \frac{V_{2}}{R_{2}} + \frac{V_{3}}{R_{3}}}{\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = \frac{\frac{5}{30} + \frac{10}{10} + \frac{5}{30}}{\frac{1}{30} + \frac{1}{10} + \frac{1}{30}}$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = 8\text{ V}$
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78. 각 상의 임피던스가 R+jX[Ω]인 것을 Y 결선으로 한 평형 3상 부하에 선간전압 E[V]를 가하면 선전류는 몇 [A]가 되는가?

(정답률: 59%)
  • Y 결선에서는 선전류가 상전류와 동일합니다. 상전압은 선간전압 $E$를 $\sqrt{3}$으로 나눈 값이며, 이를 임피던스 $Z = \sqrt{R^{2} + X^{2}}$로 나누어 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{\sqrt{3}Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{E}{\sqrt{3}\sqrt{R^{2} + X^{2}}}$
    ③ [최종 결과]
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79. 저항 R과 리액턴스 X를 병렬로 연결할 때의 역률은?

(정답률: 56%)
  • 저항 $R$과 리액턴스 $X$가 병렬로 연결된 경우, 역률은 전체 어드미턴스에 대한 컨덕턴스의 비율로 구합니다. 이를 정리하면 다음과 같은 수식이 도출됩니다.
    $$\frac{R}{\sqrt{R^{2} + X^{2}}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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80. 다음에서 fε(t)는 우함수, f0(t)는 기함수를 나타낸다. 주기함수f(t)=fε(t)+f0(t)에 대한 다음의 서술 중 바르지 못한 것은?

(정답률: 57%)
  • 주기함수 $f(t)$는 우함수(Even function) 성분인 $f_{\epsilon}(t)$와 기함수(Odd function) 성분인 $f_{0}(t)$의 합으로 나타낼 수 있습니다.
    우함수는 $f(-t) = f(t)$를 만족하고, 기함수는 $f(-t) = -f(t)$를 만족합니다.
    따라서 우함수 성분 $f_{\epsilon}(t)$를 구하는 올바른 식은 다음과 같습니다.
    $$f_{\epsilon}(t) = \frac{1}{2}[f(t) + f(-t)]$$
    제시된 는 덧셈이 아닌 뺄셈으로 표기되어 있으므로 바르지 않습니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 변전소의 주요 변압기에 시설하지 않아도 되는 계측장치는?

  1. 역률
  2. 전압
  3. 전력
  4. 전류
(정답률: 75%)
  • 변전소의 주요 변압기에는 전압, 전류, 전력 등의 계측장치를 시설해야 하지만, 역률, 모선, 접지선, 저압변압기 온도 계측장치는 시설하지 않아도 됩니다.
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82. 정격전류 35[A]인 과전류 차단기로 보호되는 저압 옥내 전로에 사용되는 연동선의 굵기[mm2]는? (단, 분기점에서 하나의 소켓 또는 하나의 콘센트 등에 이르는 부분의 전선은 제외한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.5
  2. 4.0
  3. 6.0
  4. 10
(정답률: 19%)
  • 과전류 차단기의 정격전류에 따른 저압 옥내 전로 연동선의 최소 굵기 기준을 적용합니다.
    정격전류가 $30\text{A}$ 초과 $40\text{A}$이하인 구간에 해당하므로, 필요한 전선의 굵기는 $10\text{mm}^2$ 입니다.
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83. 고압 또는 특고압과 저압의 혼촉에 의한 위험방지시설로 가공공동지선을 설치하여 2 이상의 시설 장소에 제2종 접지공사를 할 때, 가공공동지선은 지름 몇 [mm] 이상의 경동선을 사용하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 47%)
  • 고압 또는 특고압 전로와 저압 전로의 혼촉 위험을 방지하기 위해 가공공동지선을 설치할 경우, 사용해야 하는 경동선의 규격은 인장강도 $5.26\text{kN}$이상 또는 지름 $4\text{mm}$이상이어야 합니다.
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84. 25[KV]이하의 특고압 가공전선로가 상호간 접근 또는 교차하는 경우 사용전선이 양쪽 모두 나전선인 경우 이격거리는 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.0[m]
  2. 1.2[m]
  3. 1.5[m]
  4. 1.75[m]
(정답률: 58%)
  • 25 kV 이하의 특고압 가공전선로가 상호 접근 또는 교차할 때, 어느 한쪽 또는 양쪽이 나전선인 경우의 이격거리는 1.5 m 이상이어야 합니다.

    오답 노트
    1.0 m: 양쪽 모두 특고압 절연전선인 경우
    0.5 m: 한쪽이 케이블이고 다른 한쪽이 케이블 또는 특고압 절연전선인 경우
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85. 옥내에 시설하는 전동기가 과전류로 소손될 우려가 있을 경우 자동적으로 이를 저지하거나 경보하는 장치를 하여야 한다. 정격출력이 몇 [KW] 이하인 전동기에는 이와 같은 과부하 보호장치를 시설하지 않아도 되는가?

  1. 0.2
  2. 0.75
  3. 3
  4. 5
(정답률: 62%)
  • 옥내 전동기의 과부하 보호장치 설치 면제 기준 중 하나는 전동기의 정격출력이 $0.2\text{kW}$이하인 경우입니다.
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86. 154[KV] 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 특고압 가공전선에 지락 또는 단락이 생기면 몇 초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 67%)
  • 판단기준 제104조에 의거하여 시가지에 시설하는 사용전압 $100\text{kV}$ 초과 특고압 가공전선로에 지락 또는 단락 사고가 발생한 경우, $1$초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 설치해야 합니다.
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87. 점검할 수 없는 은폐된 장소로 400[V] 미만의 건조한 장소의 옥내배선 공사로 알맞은 것은?

  1. 금속 덕트 공사
  2. 플로어 덕트 공사
  3. 라이팅 덕트 공사
  4. 버스 덕트 공사
(정답률: 49%)
  • 판단기준 제180조에 따라 건조한 장소 중 점검할 수 없는 은폐된 장소에 $400\text{V}$ 미만의 옥내배선을 시설할 때는 플로어 덕트 공사 또는 셀룰러 덕트 공사가 적합합니다.

    오답 노트
    금속 덕트, 라이팅 덕트, 버스 덕트 공사: 전개된 장소에 시설하는 공법입니다.
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88. 사용전압이 22.9[KV]인 가공전선과 그 지지물사이의 이격거리는 일반적으로 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 55%)
  • 가공전선과 지지물 사이의 이격거리는 사용전압에 따라 결정되며, $15\text{kV}$이상 $25\text{kV}$ 미만인 경우에는 $20\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.
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89. 특고압 전선로에 사용되는 애자장치에 대한 갑종 풍압하중은 그 구성재의 수직투영면적 1[m2]에 대한 풍압하중을 몇 pa 를 기초 하여 계산한 것인가?

  1. 592
  2. 668
  3. 946
  4. 1039
(정답률: 57%)
  • 판단기준 제6조에 따라 특고압 전선용 애자장치의 갑종 풍압하중은 수직투영면적 $1\text{m}^2$ 당 $1039\text{Pa}$를 기초로 하여 계산합니다.
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90. 저압 가공인입선 시설시 사용할 수 없는 전선은?

  1. 절연전선, 다심형 전선, 케이블
  2. 경간 20m 이하인 경우 지름 2mm 이상의 인입용 비닐절연선
  3. 지름 2.6mm 이상의 인입용 비닐절연전선
  4. 사람 접촉우려가 없도록 시설하는 경우 옥외용 비닐절연전선
(정답률: 42%)
  • 저압 가공인입선으로 인입용 비닐절연전선을 사용할 때, 지름 $2\text{mm}$이상의 전선을 사용할 수 있는 조건은 경간이 $15\text{m}$이하인 경우입니다. 따라서 경간 $20\text{m}$이하라는 조건은 기준에 부합하지 않습니다.

    오답 노트
    지름 2.6mm 이상: 경간 $15\text{m}$ 초과 시 사용 가능
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91. 직류 귀선의 궤도 근접 부분이 금속제 지중 관로와 1[km]안에 접근하는 경우 금속제 지중관로에 대한 전식작용의 장해를 방지하기 위한 귀선의 시설방법으로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 귀선은 정극성으로 할 것
  2. 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 통할 때에 생기는 전위차는 그 구간안의 어느 2점 사이에서도 2[V] 이하일 것
  3. 귀선용 레일은 특수한 곳 이외에는 길이 50[m] 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 귀선용 레일의 이음매의 저항을 합친 값은 그 구간의 레일 자체의 저항의 30% 이하로 유지할 것
(정답률: 35%)
  • 전식 작용 방지를 위한 귀선 시설 기준에 따라, 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 흐를 때 발생하는 전위차는 해당 구간 내 어느 2점 사이에서도 $2\text{V}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    정극성: 부극성으로 해야 함
    용접 길이 50m: 30m 이상으로 해야 함
    이음매 저항 30%: 레일 자체 저항의 20% 이하로 유지해야 함
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92. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 사용할 수 없는 공사는?

  1. 전개된 곳의 애자 사용 공사
  2. 금속 덕트 공사
  3. 버스 덕트 공사
  4. 라이팅 덕트 공사
(정답률: 59%)
  • 옥내 저압전선은 원칙적으로 나전선 사용이 제한되나, 특정 공사법에 한해 예외적으로 허용됩니다. 금속 덕트 공사는 나전선을 사용할 수 없는 공사에 해당합니다.

    오답 노트
    전개된 곳의 애자 사용 공사, 버스 덕트 공사, 라이팅 덕트 공사: 나전선 사용 가능 예외 항목
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93. 440[V]의 저압 배선을 사람의 접촉 우려가 없는 경우에 금속관 공사를 하였을 때 금속관에는 어떤 접지 공사를 해야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별 제3종
(정답률: 59%)
  • 일반적으로 $400\text{V}$ 초과 시에는 특별 제3종 접지를 적용하지만, 사람의 접촉 우려가 없는 경우에는 제3종 접지를 적용합니다.

    오답 노트
    특별 제3종: $400\text{V}$ 초과 시 적용
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94. 발전소 또는 변전소로부터 다른 발전소 또는 변전소를 거치지 아니하고 전차선로에 이르는 전선을 무엇이라 하는가?

  1. 급전선
  2. 전기철도용 급전선
  3. 급전선로
  4. 전기철도용 급전선로
(정답률: 52%)
  • 전기철도용 변전소로부터 다른 전기철도용 변전소 또는 전차선에 이르는 전선을 전기철도용 급전선이라고 합니다.
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95. 가공 케이블 시설시 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우 조가용선은 단면적이 몇 [mm2] 이상인 아연도 강연선이어야 하는가?

  1. 8
  2. 14
  3. 22
  4. 30
(정답률: 67%)
  • 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우, 조가용선은 인장 강도 $5.93\text{kN}$이상 또는 단면적 $22\text{mm}^2$이상인 아연도 강연선을 사용해야 합니다.
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96. 3300[V] 고압 가공전선을 교통이 번잡한 도로를 횡단하여 시설하는 경우 지표상 높이를 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 5.0
  2. 5.5
  3. 6.0
  4. 6.5
(정답률: 60%)
  • 고압 가공전선이 도로를 횡단하여 시설되는 경우, 지표상 높이는 6.0m 이상을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    철도 횡단: $6.5\text{m}$이상
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97. 특고압 가공전선로의 경간은 지지물이 철탑인 경우 몇[m] 이하이어야 하는가? (단, 단주가 아닌 경우이다.)

  1. 400
  2. 500
  3. 600
  4. 700
(정답률: 62%)
  • 특고압 가공전선로에서 지지물이 철탑인 경우의 경간은 600m 이하로 규정되어 있습니다.
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98. 최대사용전압이 154[KV]인 중성점 직접접지식 전로의 절연내력 시험전압은 몇 [V] 인가?

  1. 110880
  2. 141680
  3. 169400
  4. 192500
(정답률: 53%)
  • 최대사용전압이 $60,000\text{V}$를 초과하는 중성점 직접접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압에 $0.72$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = \text{최대사용전압} \times 0.72$
    ② [숫자 대입] $V = 154,000 \times 0.72$
    ③ [최종 결과] $V = 110,880$
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99. 특고압 가공전선로 및 선로길이 몇 [km] 이상의 고압 가공전선로에는 보안상 특히 필요한 경우에 가공전선로의 적당한 곳에서 통화할 수 있도록 휴대용 또는 이동용의 전력보안 통신용 전화설비를 시설하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 38%)
  • 전력보안 통신용 전화설비 시설 기준에 따라, 특고압 가공전선로 및 길이 5km 이상의 고압 가공전선로에는 보안상 필요한 경우 휴대용 또는 이동용 전화 설비를 시설해야 합니다.
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100. 저압 가공전선 또는 고압 가공전선이 건조물과 접근상태로 시설되는 경우 상부 조영재의 옆쪽과의 이격거리는 각가 몇 [m]인가?

  1. 저압 : 1.2[m], 고압 : 1.2[m]
  2. 저압 : 1.2[m], 고압 : 1.5[m]
  3. 저압 : 1.5[m], 고압 : 1.5[m]
  4. 저압 : 1.5[m], 고압 : 2.0[m]
(정답률: 48%)
  • 전기설비기술기준에 따라 저압 및 고압 가공전선이 건조물과 접근 상태로 시설될 때, 상부 조영재의 옆쪽 또는 아래쪽과의 이격거리는 동일하게 적용됩니다.
    저압 : $1.2\text{m}$이상, 고압 : $1.2\text{m}$이상
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