전기기사 필기 기출문제복원 (2014-08-17)

전기기사 2014-08-17 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2014-08-17 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 정전용량이 C0μF인 평행판 공기 콘덴서 판의 면적 에 비유전율 εs인 에보나이트 판을 삽입하면 콘덴서의 정전용량은 몇 μF인가?

(정답률: 75%)
  • 콘덴서 판의 면적이 좌우로 나뉘어 서로 다른 유전체가 채워진 경우, 이는 두 콘덴서가 병렬로 연결된 것과 같습니다. 따라서 전체 정전용량은 각 부분 정전용량의 합으로 계산합니다.
    전체 면적 $S$ 중 $\frac{1}{3}S$는 공기($\epsilon_{s}=1$), $\frac{2}{3}S$는 에보나이트($\epsilon_{s}$)이므로 합성 정전용량은 다음과 같습니다.
    $$\frac{1 + 2\epsilon_{s}}{3}C_{0}$$
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2. 내압이 1kV이고 용량이 각각 0.01μF, 0.02μF, 0.04μF인 콘덴서를 직렬로 연결했을 때 전체 콘덴서의 내압은 몇 V인가?

  1. 1750
  2. 2000
  3. 3500
  4. 4000
(정답률: 74%)
  • 콘덴서를 직렬로 연결하면 각 콘덴서에 걸리는 전압은 정전용량에 반비례합니다. 내압이 가장 작은 $0.01\mu\text{F}$ 콘덴서에 $1\text{kV}$가 걸릴 때의 전체 전압을 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_1 + V_2 + V_3 = V_1 ( 1 + \frac{C_1}{C_2} + \frac{C_1}{C_3} )$
    ② [숫자 대입] $V = 1000 ( 1 + \frac{0.01}{0.02} + \frac{0.01}{0.04} )$
    ③ [최종 결과] $V = 1750$
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3. 자기 인덕턴스 L1, L2와 상호 인덕턴스 M일 때, 일반적인 자기 결합 상태에서 결합계수 k는?

  1. k < 0
  2. 0 < k < 1
  3. k > 1
  4. k = 0
(정답률: 88%)
  • 결합계수 $k$는 두 코일 간의 자기적 결합 정도를 나타내는 지표입니다. 일반적인 자기 결합 상태에서는 완전 결합이 아니므로 $0 < k < 1$의 범위를 가집니다.

    오답 노트
    $k = 0$: 자기적 결합이 전혀 없는 상태
    $k = 1$: 완전한 자기 결합 상태
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4. 두 개의 소자석 A, B의 세기가 서로 같고 길이의 비는 1:2 이다. 그림과 같이 두 자석을 일직선상에 놓고 그 사이에 A, B의 중심으로부터 r1, r2 거리에 있는 점 P에 작은 자침을 놓았을 때 자침이 자석의 영향을 받지 않았다고 한다. r1 : r2는 얼마인가?

(정답률: 64%)
  • 자기쌍극자에 의한 자계의 세기가 같아지는 지점을 찾는 문제입니다. 자계의 세기는 자기쌍극자 모멘트 $M$에 비례하고 거리 $r$의 3제곱에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{M}{4\pi\mu_{0}r^{3}}$
    ② [숫자 대입] $M_{A} \times \frac{1}{r_{1}^{3}} = M_{B} \times \frac{1}{r_{2}^{3}} = (2M_{A}) \times \frac{1}{r_{2}^{3}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{r_{1}}{r_{2}} = \frac{1}{\sqrt[3]{2}}$
    따라서 $r_{1} : r_{2} = 1 : \sqrt[3]{2}$가 되며, 정답은 입니다.
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5. 한변의 길이가 인 정육각형 회로에 I[A]가 흐르고 있을 때 그 정육각형 중심의 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?

(정답률: 75%)
  • 정육각형 회로 중심에서의 자계 세기는 정해진 공식에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{H} = \frac{\sqrt{3}I}{\pi l}$
    ② [숫자 대입] $\text{H} = \frac{\sqrt{3}I}{\pi l}$
    ③ [최종 결과] $\text{H} = \frac{\sqrt{3}I}{\pi l}$
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6. 단면적 S, 평균 반지름 r, 권선수 N인 환상 솔레노이드에 누설자속이 없는 경우, 자기 인덕턴스의 크기는?

  1. 권선수의 제곱에 비례하고 단면적에 반비례한다.
  2. 권선수 및 단면적에 비례한다.
  3. 권선수의 제곱 및 단면적에 비례한다.
  4. 권선수의 제곱 및 평균 반지름에 비례한다.
(정답률: 77%)
  • 환상 솔레노이드의 자기 인덕턴스 $L$을 구하는 공식과 변수 간의 관계를 묻는 문제입니다.
    $$\text{인덕턴스} = \frac{\mu S N^2}{l}$$
    위 공식에 따라 인덕턴스 $L$은 권선수 $N$의 제곱에 비례하고, 단면적 $S$에 비례하며, 길이 $l$에 반비례합니다.
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7. 공기 중 방사성 원소 플루토늄(Pu)에서 나오는 한 개의 α입자가 정지하기까지 1.5×105쌍의 정부 이온을 만든다. 전리상자에 매초 4×1010개의 α선이 들어올 때, 이 전리상자에 흐르는 포화전류의 크기는 몇 A인가? (단, 이온 한 개의 전하는 1.6×10-19이다.)

  1. 4.8×10-3
  2. 4.8×10-4
  3. 9.6×10-3
  4. 9.6×10-4
(정답률: 56%)
  • 포화전류는 단위 시간당 생성되는 총 전하량과 같습니다. $\alpha$입자 하나당 생성되는 이온 쌍의 수, 초당 입자 수, 그리고 이온 하나당 전하량을 모두 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = n \times N \times e$
    ② [숫자 대입] $I = 1.5 \times 10^{5} \times 4 \times 10^{10} \times 1.6 \times 10^{-19}$
    ③ [최종 결과] $I = 9.6 \times 10^{-4} \text{ A}$
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8. 대전된 도체의 표면 전하밀도는 도체 표면의 모양에 따라 어떻게 되는가?

  1. 곡률 반지름이 크면 커진다.
  2. 곡률 반지름이 크면 작아진다.
  3. 표면 모양에 관계없다.
  4. 평면일 때 가장 크다.
(정답률: 68%)
  • 도체 표면의 전하는 뾰족한 부분(곡률 반지름이 작은 곳)에 집중되는 성질이 있습니다. 곡률 반지름과 전하밀도는 반비례 관계이므로, 곡률 반지름이 크면 전하밀도는 작아집니다.
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9. 정전계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전계 에너지가 항상 ∞인 전기장을 의미한다.
  2. 전계 에너지가 항상 0인 전기장을 의미한다.
  3. 전계 에너지가 최소로 되는 전하 분포의 전계를 의미한다.
  4. 전계 에너지가 최대로 되는 전하 분포의 전계를 의미한다.
(정답률: 72%)
  • 정전계는 전하가 정지해 있는 상태의 전기장을 의미하며, 물리적으로 전계 에너지가 최소가 되는 전하 분포의 전계를 말합니다.
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10. 와전류에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 도체 내부를 통하는 자속이 없으면 와전류가 생기지 않는다.
  2. 도체 내부를 통하는 자속이 변화하지 않아도 전류의 회전이 발생하여 전류 밀도가 균일하지 않다.
  3. 패러데이의 전자유도 법칙에 의해 철심이 교번 자속을 통할 때 줄열 손실이 크다.
  4. 교류기기는 와전류가 매우 크기 때문에 저감대책으로 얇은 철판(규소강판)을 겹쳐서 사용한다.
(정답률: 59%)
  • 와전류(Eddy Current)는 패러데이의 전자유도 법칙에 따라 도체 내부를 통하는 자속이 '변화'할 때 발생하는 회전 전류입니다. 따라서 자속이 변화하지 않는다면 와전류는 발생하지 않습니다.

    오답 노트
    도체 내부를 통하는 자속이 없으면 와전류가 생기지 않는다: 자속 쇄교가 없으면 회전자계가 발생하지 않으므로 옳은 설명입니다.
    패러데이의 전자유도 법칙에 의해 철심이 교번 자속을 통할 때 줄열 손실이 크다: 자속 변화로 인한 와전류가 열 손실을 유발하므로 옳은 설명입니다.
    교류기기는 와전류가 매우 크기 때문에 저감대책으로 얇은 철판(규소강판)을 겹쳐서 사용한다: 성층 철심을 통해 와전류 경로를 차단하므로 옳은 설명입니다.
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11. 전속밀도 D, 전계의 세기 E, 분극의 세기 P 사이의 관계식은?

  1. P=D+ε0E
  2. P=D-ε0E
  3. P=D(1-ε0)E
  4. P=ε0(D-E)
(정답률: 79%)
  • 전속밀도 $D$는 진공 중의 전속밀도 $\epsilon_0 E$와 분극의 세기 $P$의 합으로 정의됩니다. 이를 $P$에 대해 정리하면 다음과 같은 관계식이 성립합니다.
    $$P = D - \epsilon_0 E$$
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12. 반지름 a(m) 인 원통 도체에 전류 I[A]가 균일하게 분포되어 흐르고 있을 때의 도체 내부의 자계의 세기는 몇 A/m인가? (단, 중심으로부터의 거리는 r[m]라 한다.)

(정답률: 55%)
  • 앙페르의 주회로 법칙을 이용하여 전류가 균일하게 분포된 원통 도체 내부의 자계 세기를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{Ir}{2\pi a^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{Ir}{2\pi a^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = \frac{Ir}{2\pi a^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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13. 전자파에서 전계 E와 자계 H의 비(E/H)는? (단, μs, εs는 각각 공간의 비투자율, 비유전율이다.)

(정답률: 66%)
  • 전자파의 고유 임피던스(전계 $E$와 자계 $H$의 비)는 매질의 투자율과 유전율에 의해 결정됩니다. 자유 공간의 임피던스 $377\Omega$에 비투자율 $\mu_s$와 비유전율 $\epsilon_s$의 비율을 적용한 식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{E}{H} = 377 \sqrt{\frac{\mu_s}{\epsilon_s}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 비투자율 μs는 역자성체에서 다음 중 어느 값을 갖는가?

  1. μs = 1
  2. μs < 1
  3. μs > 1
  4. μs = 0
(정답률: 87%)
  • 물질의 자성 특성에 따라 비투자율 $\mu_s$의 값은 달라집니다.
    역자성체는 외부 자기장과 반대 방향으로 자화되므로 비투자율이 $1$보다 작습니다.


    오답 노트
    상자성체: $\mu_s > 1$
    강자성체: $\mu_s \gg 1$
    따라서 정답은 $\mu_s < 1$ 입니다.
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15. 히스테리시스 곡선의 기울기는 다음의 어떤 값에 해당하는가?

  1. 투자율
  2. 유전율
  3. 자화율
  4. 감자율
(정답률: 62%)
  • 히스테리시스 곡선은 자속밀도 $B$와 자계강도 $H$의 관계를 나타내는 $B-H$ 곡선이며, 이 곡선의 기울기는 매질의 투자율 $\mu$를 의미합니다.
    $$\mu = \frac{B}{H}$$
    따라서 정답은 투자율 입니다.
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16. 유전체 내의 전속밀도를 정하는 원천은?

  1. 유전체의 유전율이다.
  2. 분극 전하만이다.
  3. 진전하만이다.
  4. 진전하와 분극전하이다.
(정답률: 58%)
  • 전속밀도 $\vec{D}$는 매질의 특성과 관계없이 오직 자유 전하(진전하)의 분포에 의해서만 결정되는 물리량입니다.
    따라서 정답은 진전하만이다. 입니다.
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17. 체적 전하밀도 p[C/m3]로 V[m3]의 체적에 걸쳐서 분포되어 있는 전하 분포에 의한 전위를 구하는 식은? (단, r은 중심으로부터의 거리이다.)

(정답률: 50%)
  • 체적 전하밀도 $\rho$가 주어진 영역 $V$에서 전위 $V$를 구하려면, 미소 체적 전하에 의한 전위를 전체 체적에 대해 적분해야 합니다.
    전위 공식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{4\pi\epsilon_0} \iiint_v \frac{\rho}{r} dv$$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 진공 중에서 점(0,1)m 되는 곳에 -2×10-9C 점전하가 있을 때 점(2,0)에 있는 1C에 작용하는 힘[N]은?

(정답률: 70%)
  • 두 점전하 사이의 힘은 쿨롱의 법칙을 이용하며, 힘의 방향은 두 전하의 위치 벡터를 통해 결정합니다.
    ① [기본 공식] $\vec{F} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r^2} \hat{a}_r$
    ② [숫자 대입] $\vec{F} = 9 \times 10^9 \times \frac{(-2 \times 10^{-9}) \times 1}{(\sqrt{2^2 + 1^2})^2} \times \frac{2\hat{a}_x - 1\hat{a}_y}{\sqrt{5}}$
    ③ [최종 결과] $\vec{F} = -\frac{36}{5\sqrt{5}}\hat{a}_x + \frac{18}{5\sqrt{5}}\hat{a}_y$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 유전율 ε, 투자율 μ인 매질 내에서 전자파의 속도[m/s]는?

(정답률: 72%)
  • 매질 내에서 전자파의 속도는 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례하며, 진공 중의 빛의 속도 $3 \times 10^8\text{m/s}$를 이용하여 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon\mu}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0\epsilon_s\mu_0\mu_s}}$
    ③ [최종 결과] $v = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{\epsilon_s\mu_s}}$
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20. 반지름 a[m]의 반구형 도체를 대지표면에 그림과 같이 묻었을 때 접지저항 r[Ω]은? (단, p[Ωㆍm]는 대지의 고유저항이다.)

(정답률: 74%)
  • 반구형 도체의 접지저항은 대지의 고유저항과 도체의 반지름을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $r = \frac{\rho}{2\pi a}$
    ② [숫자 대입] $r = \frac{\rho}{2\pi a}$
    ③ [최종 결과] $r = \frac{\rho}{2\pi a}$
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2과목: 전력공학

21. 발전기나 주변압기의 내부고장에 대한 보호용으로 가장 적합한 것은?

  1. 온도 계전기
  2. 과전류 계전기
  3. 비율차동 계전기
  4. 과전압 계전기
(정답률: 82%)
  • 발전기나 주변압기의 내부 고장(권선 단락 등)을 검출하기 위해서는 유입 전류와 유출 전류의 차이를 감지하는 비율차동 계전기가 가장 적합합니다.
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22. 수조에 대한 설명 중 틀린것은?

  1. 수로 내의 수위의 이상 상승을 방지한다.
  2. 수로식 발전소의 수로 처음 부분과 수압관 아래 부분에 설치한다.
  3. 수로에서 유입하는 물속의 토사를 침전시켜서 배사문으로 배사하고 부유물을 제거한다.
  4. 상수조는 최대사용수량의 1~2분 정도의 조정용량을 가질 필요가 있다.
(정답률: 63%)
  • 수조는 무압수로와 수압관 사이의 접속부에 설치하여 수위 상승을 억제하고, 토사를 침전시켜 제거하며, 유량을 조정하는 역할을 합니다. 따라서 수로 처음 부분과 수압관 아래 부분에 설치한다는 설명은 틀린 것입니다.
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23. 송전계통의 안정도 증진방법으로 틀린것은?

  1. 직렬 리액턴스를 작게한다.
  2. 중간 조상방식을 채용한다.
  3. 계통을 연계한다.
  4. 원동기의 조속기 작동을 느리게 한다.
(정답률: 69%)
  • 송전계통의 안정도를 높이기 위해서는 원동기의 조속기가 신속하게 작동하여 출력 변동에 빠르게 대응해야 합니다.

    오답 노트
    직렬 리액턴스를 작게 한다: 단락비를 크게 하여 안정도를 높이는 방법입니다.
    중간 조상방식을 채용한다: 전압 조절을 통해 안정도를 높이는 방법입니다.
    계통을 연계한다: 전력 융통을 통해 계통의 안정도를 높이는 방법입니다.
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24. 차단기에서 고속도 재폐로의 목적은?

  1. 안정도 향상
  2. 발전기 보호
  3. 변압기 보호
  4. 고장전류 억제
(정답률: 74%)
  • 애자 섬락 사고의 대부분은 짧은 시간 내에 절연이 회복되므로, 고속도 계전기와 차단기를 통해 빠르게 재폐로함으로써 무정전 송배전을 가능하게 하여 계통의 안정도를 향상시킵니다.
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25. 저압 단상 3선식 배전 방식의 가장 큰 단점은?

  1. 절연이 곤란하다.
  2. 전압의 불평형이 생기기 쉽다.
  3. 설비 이용률이 나쁘다.
  4. 2종류의 전압을 얻을 수 있다.
(정답률: 70%)
  • 저압 단상 3선식 배전 방식은 중성선이 단선될 경우 부하의 불평형에 의해 전압의 불평형이 발생하기 쉽다는 것이 가장 큰 단점입니다.

    오답 노트
    2종류의 전압을 얻을 수 있다: 이는 단점이 아닌 장점입니다.
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26. 송전선로의 송전특성이 아닌 것은?

  1. 단거리 송전선로에서는 누설 컨덕턴스, 정전용량을 무시해도 된다.
  2. 중거리 송전선로는 T회로, π회로 해석을 사용한다.
  3. 100km가 넘는 송전선로는 근사 계산식을 사용한다.
  4. 장거리 송전선로의 해석은 특성임피던스와 전파정수를 사용한다.
(정답률: 59%)
  • 100km가 넘는 장거리 송전선로는 근사 계산식이 아니라, 선로의 정수들이 전 구간에 걸쳐 고르게 분포되어 있다고 보는 분포정수회로를 사용하여 해석해야 합니다.
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27. 전선의 지지점의 높이가 15m, 이도가 2.7m 경간이 300m일 때 전선의 지표상으로부터의 평균높이[m]는?

  1. 14.2
  2. 13.2
  3. 12.2
  4. 11.2
(정답률: 61%)
  • 전선의 평균 높이는 지지점 높이에서 이도의 2/3를 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $h = h' - \frac{2}{3}D$ (평균높이 = 지지점높이 - 2/3 이도)
    ② [숫자 대입] $h = 15 - \frac{2}{3} \times 2.7$
    ③ [최종 결과] $h = 13.2$
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28. 저압 네트워크 배전방식의 장점이 아닌것은?

  1. 인축의 접지사고가 적어진다.
  2. 부하 증가시 적응성이 양호하다.
  3. 무정전 공급이 가능하다.
  4. 전압 변동이 적다.
(정답률: 80%)
  • 저압 네트워크 배전방식은 전압 변동이 적고 무정전 공급이 가능하며 부하 증가 시 적응성이 좋다는 장점이 있지만, 인축의 접지 사고가 증가한다는 단점이 있습니다.
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29. 송전선로에서 지락 보호 계전기의 동작이 가장 확실한 접지 방식은?

  1. 직접 접지식
  2. 저항 접지식
  3. 소호 리액터 접지식
  4. 리액터 접지식
(정답률: 77%)
  • 직접 접지식은 지락 사고 시 지락 전류가 가장 크게 흐르기 때문에, 보호 계전기가 이를 확실하게 감지하여 가장 빠르게 동작할 수 있습니다.

    오답 노트
    소호 리액터 접지식: 지락 전류가 가장 작아 계전기 동작이 어렵습니다.
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30. 3상 배전선로의 말단에 지상역률 80%, 160kW인 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소가 되게 하려면 전력용 콘덴서의 필요한 용량[kVA]은? (단, 부하단 전압은 변하지 않는 것으로 한다.)

  1. 100
  2. 120
  3. 160
  4. 200
(정답률: 64%)
  • 선로 손실을 최소화하려면 부하의 무효전력을 전력용 콘덴서가 완전히 상쇄하여 무효전력을 0으로 만들어야 합니다. 따라서 필요한 콘덴서 용량은 부하의 무효전력 크기와 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{P}{\cos\theta} \times \sin\theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{160}{0.8} \times 0.6$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 120$$
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31. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z, Y는 선로의 직렬 임피던스와 병렬 어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)

(정답률: 61%)
  • 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 $I_s$는 수전단 전압 $E_r$에 의한 전류와 수전단 전류 $I_r$에 의한 성분의 합으로 결정됩니다.
    $$I_s = I_r (1 + \frac{ZY}{2}) + E_r Y$$
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32. 부하설비용량 600kW, 부등률 1.2 수용률 60%일 때의 합성최대 수용 전력은 몇 kW인가?

  1. 240
  2. 300
  3. 432
  4. 833
(정답률: 67%)
  • 합성최대수용전력은 부하설비용량에 수용률을 곱하여 최대수용전력을 구한 뒤, 이를 부등률로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\text{설비용량} \times \text{수용률}}{\text{부등률}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{600 \times 0.6}{1.2}$
    ③ [최종 결과] $P = 300$
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33. 가공전선로의 경간 200m, 전선의 자체 무게 2kg/m, 인장하중 5000kg, 안전율 2인 경우, 전선의 이도는 몇 m인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 72%)
  • 전선의 이도는 경간, 전선 무게, 인장하중(안전율 고려)을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{WS^{2}}{8T}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{2 \times 200^{2}}{8 \times (5000 / 2)}$
    ③ [최종 결과] $D = 4$
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34. 1대의 주상 변압기에 부하 1과 부하 2가 병렬로 접속되어 있을 경우 주상변압기에 걸리는 피상전력[kVA]은? (부하1 : 유효전력 P1, 역률(늦음) cosθ1, 부하2 : 유효전력 P2, 역률(늦음) cosθ2)

(정답률: 79%)
  • 역률이 서로 다른 두 부하가 병렬로 접속된 경우, 전체 피상전력은 각 부하의 유효전력의 합과 무효전력의 합을 이용한 벡터합으로 구합니다.
    $$\sqrt{(P_{1} + P_{2})^{2} + (P_{1}\tan\theta_{1} + P_{2}\tan\theta_{2})^{2}}$$
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35. 3상 3선식 송전선로에서 각 선의 대지정전용량이 0.5096 μF이고 선간 정전용량이 0.1295μF 일 때, 1선의 작용정전 용량은 약 몇 μF인가?

  1. 0.6
  2. 0.9
  3. 1.2
  4. 1.8
(정답률: 73%)
  • 3상 3선식 송전선로에서 1선의 작용정전용량은 대지정전용량과 선간정전용량의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = C_{s} + 3C_{m}$
    ② [숫자 대입] $C = 0.5096 + 3 \times 0.1295$
    ③ [최종 결과] $C = 0.8981 \approx 0.9$
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36. 유도장해를 경감시키기 위한 전력선측의 대책으로 틀린 것은?

  1. 고저항 접지방식을 채용한다.
  2. 송전선과 통신선 사이에 차폐선을 설치한다.
  3. 고속도 차단방식을 채택한다.
  4. 중성점 전압을 상승시킨다.
(정답률: 68%)
  • 유도장해를 줄이기 위해서는 전력선 측에서 중성점 잔류전압을 낮추어 지락 전류를 억제해야 합니다. 따라서 중성점 전압을 상승시키는 것은 유도장해를 오히려 심화시키는 잘못된 대책입니다.

    오답 노트
    고저항 접지방식 채용: 소호 리액터 접지 등을 통해 지락 전류를 제한하여 장해를 줄입니다.
    차폐선 설치: 전자기적 차폐를 통해 유도 전압을 경감시킵니다.
    고속도 차단방식 채택: 고장 구간을 신속히 제거하여 장해 지속 시간을 단축합니다.
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37. 화력발전소에서 매일 최대출력 100000kW, 부하율 90%로 60일간 연속 운전할 때 필요한 석탄량은 약 몇 t인가?(단, 사이클 효율은 40%, 보일러 효율은 85%, 발전기 효율은 98%로 하고 석탄의 발열량은 5500kcal/kg이라 한다.)

  1. 60820
  2. 61820
  3. 62820
  4. 63820
(정답률: 42%)
  • 발전소의 총 발전 전력량을 석탄의 발열량과 전체 효율로 나누어 필요한 석탄량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{860 \times P \times t \times L}{\eta \times H}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{860 \times 100000 \times (60 \times 24) \times 0.9}{0.4 \times 0.85 \times 0.98 \times 5500}$
    ③ [최종 결과] $W = 60820$
    따라서 필요한 석탄량은 $60820\text{ t}$ 입니다.
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38. 송전선에 뇌격에 대한 차폐등으로 가선하는 가공지선에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 차폐각은 보통 15~30도 정도로 하고 있다.
  2. 차폐각이 클수록 벼락에 대한 차폐효과가 크다.
  3. 가공지선을 2선으로 하면 차폐각이 적어진다.
  4. 가공지선으로는 연동선을 주로 사용한다.
(정답률: 62%)
  • 가공지선을 2선으로 설치하면 전선과 지선 사이의 각도인 차폐각이 작아져 뇌격으로부터의 보호 효율이 높아집니다.

    오답 노트
    차폐각 15~30도: 보통 35~40도 정도로 설정함
    차폐각이 클수록 효과적: 차폐각이 작을수록 보호 효율이 높음
    연동선 사용: 주로 ACSR(강심 알루미늄 연선)을 사용함
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39. 단로기에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.
  2. 무부하 및 여자전류의 개폐에 사용된다.
  3. 배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅바로 개폐한다.
  4. 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용한다.
(정답률: 79%)
  • 단로기(DS)는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으며, 오직 무부하 상태에서 회로를 분리하기 위해 사용하므로 아크를 소멸시키는 소호장치가 필요 없습니다.
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40. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 목적은?

  1. 코로나 발생을 감소시키기 위하여
  2. 인덕턴스를 증가시키기 위하여
  3. 정전용량을 감소시키기 위하여
  4. 전선 표면의 전위경도를 증가시키기 위하여
(정답률: 82%)
  • 복도체를 사용하면 전선의 등가 반지름이 커져 전선 표면의 전위경도가 낮아지므로, 코로나 발생을 감소시킬 수 있습니다.

    오답 노트
    인덕턴스 증가: 등가 반지름 증가로 인해 인덕턴스는 감소함
    정전용량 감소: 등가 반지름 증가로 인해 정전용량은 증가함
    전위경도 증가: 전위경도는 오히려 감소하여 코로나를 억제함
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3과목: 전기기기

41. 동기 발전기의 병렬 운전에 필요한 조건이 아닌 것은?

  1. 기전력의 크기가 같을 것
  2. 기전력의 위상이 같을 것
  3. 기전력의 주파수가 같을 것
  4. 기전력의 용량이 같을 것
(정답률: 81%)
  • 동기 발전기의 병렬 운전을 위해서는 기전력의 크기, 위상, 주파수, 파형이 일치해야 합니다. 하지만 발전기의 용량은 병렬 운전 가능 여부를 결정하는 필수 조건이 아닙니다.

    오답 노트
    기전력의 크기가 다를 때: 무효순환전류 발생
    기전력의 위상이 다를 때: 유효순환전류 발생
    기전력의 주파수가 다를 때: 난조의 원인이 됨
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42. 고주파 발전기의 특징이 아닌 것은?

  1. 상용전원보다 낮은 주파수의 회전 발전기이다.
  2. 극수가 많은 동기 발전기를 고속으로 회전시켜서 고주파 전압을 얻는 구조이다.
  3. 유도자형은 회전자 구조가 견고하여 고속에서도 견딘다.
  4. 상용 주파수보다 높은 주파수의 전력을 발생하는 동기 발전기이다.
(정답률: 66%)
  • 고주파 발전기는 이름 그대로 상용 주파수보다 훨씬 높은 주파수의 전력을 발생시키는 동기 발전기입니다. 따라서 상용전원보다 낮은 주파수를 발생시킨다는 설명은 틀린 내용입니다.
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43. 변압기 온도상승 시험을 하는데 가장 좋은 방법은?

  1. 충격전압 시험
  2. 단락 시험
  3. 반환 부하법
  4. 무부하 시험
(정답률: 53%)
  • 동일한 사양과 정격을 가진 변압기 2대를 서로 부하로 사용하여 온도 상승을 측정하는 방법이 반환 부하법입니다.

    오답 노트
    실부하법: 실제 정격 부하를 직접 연결하여 시험
    등가부하법: 한쪽 권선을 단락시켜 전손실 전류를 공급하여 측정
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44. SCR에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 게이트 전류로 통전 전압을 가변시킨다.
  2. 주전류를 차단하려면 게이트 전압을 (0)또는 (-)로 해야한다.
  3. 게이트 전류의 위상각으로 통전 전류의 평균값을 제어 시킬 수 있다.
  4. 대전류 제어 정류용으로 이용된다.
(정답률: 59%)
  • SCR은 게이트에 전류를 흘려 턴온(Turn-on)시키지만, 한 번 도통되면 게이트 전압을 조절하는 것만으로는 전류를 차단할 수 없습니다. 주전류를 차단하기 위해서는 애노드 전압을 음극으로 만들어 역바이어스를 걸어주어야 합니다.
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45. 슬립 6%인 유도 전동기의 2차측 효율(%)은?

  1. 94
  2. 84
  3. 90
  4. 88
(정답률: 80%)
  • 유도 전동기의 2차측 효율은 슬립 $s$를 이용하여 계산하며, 전체 입력에서 슬립만큼의 손실을 제외한 비율로 나타냅니다.
    ① [기본 공식] $\eta = (1 - s) \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = (1 - 0.06) \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 94$
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46. 2kVA, 3000/100 V 의 단상변압기의 철손이 200W이면, 1차에 환산한 여자 컨덕턴스[℧]는?

  1. 66.6×10-4
  2. 22.2×10-6
  3. 66.6×10-7
  4. 66.6×10-5
(정답률: 45%)
  • 철손과 1차 전압을 이용하여 1차 측으로 환산한 여자 컨덕턴스를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{P_{i}}{V_{1}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{200}{3000^{2}}$
    ③ [최종 결과] $G = 22.2 \times 10^{-6}$
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47. 정류자형 주파수 변환기의 특성이 아닌 것은?

  1. 유도 전동기의 2차 여자용 교류 여자기로 사용된다.
  2. 회전자는 정류자와 3개의 슬립링으로 구성되어 있다.
  3. 정류자 위에는 한 개의 자극마다 전기각 π/3 간격으로 3조의 브러시로 구성되어 있다.
  4. 회전자는 3상 회전 변류기의 전기자와 거의 같은 구조이다.
(정답률: 54%)
  • 정류자형 주파수 변환기의 브러시 구성은 전기각 $\frac{2\pi}{3}$ 간격으로 배치되어야 합니다.

    오답 노트
    정류자 위에는 한 개의 자극마다 전기각 $\pi/3$ 간격으로 3조의 브러시로 구성되어 있다: $\pi/3$가 아니라 $\frac{2\pi}{3}$ 간격이어야 합니다.
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48. 부하에 관계없이 변압기에 흐르는 전류로서 자속만을 만드는 전류는?

  1. 1차 전류
  2. 철손 전류
  3. 여자 전류
  4. 자화 전류
(정답률: 71%)
  • 변압기에서 부하의 유무와 관계없이 철심에 자속을 형성하기 위해 흐르는 전류를 자화 전류라고 합니다.

    오답 노트
    철손 전류: 자속 형성이 아닌 철심에서 발생하는 에너지 손실(철손)을 공급하는 전류입니다.
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49. 회전 계자형 동기 발전기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기자 권선은 전압이 높고 결선이 복잡하다.
  2. 대용량의 경우에도 전류는 작다.
  3. 계자회로는 직류의 저압회로이며 소요 전력도 적다.
  4. 계자극은 기계적으로 튼튼하게 만들기 쉽다.
(정답률: 53%)
  • 회전 계자형 동기 발전기는 계자가 회전하고 전기자가 고정된 구조입니다. 계자회로는 직류 저압회로로 소요 전력이 적고 기계적으로 튼튼하게 만들기 유리하며, 전기자는 Y결선으로 구성되어 절연이 용이합니다.

    오답 노트
    대용량의 경우에도 전류는 작다: 대용량 발전기일수록 전기자 권선에 흐르는 전류는 매우 커집니다.
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50. 단상 유도전동기의 기동 방법 중 기동 토크가 가장 큰 것은?

  1. 반발 기동형
  2. 분상 기동형
  3. 세이딩 코일형
  4. 콘덴서 분상 기동형
(정답률: 80%)
  • 단상 유도전동기의 기동 토크 크기는 반발 기동형이 가장 크며, 전체적인 크기 순서는 다음과 같습니다.
    반발 기동형 > 콘덴서 분상 기동형 > 분상 기동형 > 세이딩 코일형
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51. 제어 정류기 중 특정 고조파를 제거할 수 있는 방법은?

  1. 대칭각 제어기법
  2. 소호각 제어기법
  3. 대칭 소호각 제어기법
  4. 펄스폭 변조 제어기법
(정답률: 64%)
  • 펄스폭 변조 제어기법(PWM)은 PWM 주파수를 제어하여 기본파와 고조파의 거리를 조절함으로써 특정 고조파를 효과적으로 제거하고 파형을 안정화하는 방식입니다.
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52. 4극, 중권 직류 전동기의 전기자 전 도체수 160, 1극당 자속수 0.01wb, 부하전류 100A일 때 발생토크[Nm]는?

  1. 36.2
  2. 34.8
  3. 25.5
  4. 23.4
(정답률: 56%)
  • 직류 전동기의 토크는 극수, 도체수, 자속, 전류에 비례하며 병렬 회로수로 나누어 계산합니다. 중권 방식에서 병렬 회로수 $a$는 극수 $P$와 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$T = \frac{P \times Z \times \Phi \times I}{2 \pi \times a}$$
    ② [숫자 대입]
    $$T = \frac{4 \times 160 \times 0.01 \times 100}{2 \pi \times 4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T = 25.5$$
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53. 직류 발전기의 특성곡선 중 상호 관계가 옳지 않은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 무부하 포화 곡선 : 계자 전류와 단자전압
  2. 외부 특성 곡선 : 부하전류와 단자전압
  3. 부하 특성 곡선 : 계자전류와 단자전압
  4. 내부 특성 곡선 : 부하전류와 단자전압
(정답률: 59%)
  • 직류 발전기의 내부 특성 곡선은 부하전류와 유기기전력의 관계를 나타내는 곡선입니다.

    오답 노트
    무부하 포화 곡선: 계자 전류와 단자전압(유기기전력) 관계
    외부 특성 곡선: 부하전류와 단자전압 관계
    부하 특성 곡선: 계자전류와 단자전압 관계
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54. 전력용 변압기에서 1차에 정현파 전압을 인가하였을 때, 2차에 정현파 전압이 유기되기 위해서는 1차에 흘러들어가는 여자전류는 기본파 전류외에 주로 몇 고조파 전류가 포함되는가?

  1. 제 2고조파
  2. 제 3고조파
  3. 제 4고조파
  4. 제 5고조파
(정답률: 76%)
  • 변압기 철심의 자기 포화 현상으로 인해 여자전류는 비정현파가 되며, 정현파 전압을 유기하기 위해서는 기본파 외에 주로 제 3고조파 전류가 포함되어야 합니다.
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55. 변압기 보호에 사용되지 않는 것은?

  1. 비율차동 계전기
  2. 임피던스 계전기
  3. 과전류 계전기
  4. 온도 계전기
(정답률: 60%)
  • 변압기 보호를 위해서는 내부 고장을 검출하는 비율차동 계전기, 과부하를 방지하는 과전류 계전기, 과열을 방지하는 온도 계전기 등이 사용됩니다. 반면, 임피던스 계전기는 주로 송전 선로의 거리 계전기로 사용되어 선로 보호용으로 쓰입니다.
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56. 50Hz, 6극, 200V, 10kW의 3상 유도 전동기가 960rpm으로 회전하고 있을 때의 2차 주파수[Hz]는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 61%)
  • 2차 주파수는 전원 주파수에 슬립을 곱하여 계산하며, 슬립은 동기 속도와 실제 회전 속도의 차이로 구합니다.
    ① [기본 공식] $f_{2} = s \times f = ( 1 - \frac{N}{\frac{120f}{p}} ) \times f$
    ② [숫자 대입] $f_{2} = ( 1 - \frac{960}{\frac{120 \times 50}{6}} ) \times 50$
    ③ [최종 결과] $f_{2} = 2$
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57. 풍력 발전기로 이용되는 유도 발전기의 단점이 아닌 것은?

  1. 병렬로 접속되는 동기기에서 여자전류를 취해야 한다.
  2. 공극의 치수가 작기 때문에 운전시 주의해야 한다.
  3. 효율이 낮다.
  4. 역률이 높다.
(정답률: 61%)
  • 유도 발전기는 구조가 간단하고 가격이 저렴하지만, 효율과 역률이 낮다는 단점이 있습니다. 따라서 역률이 높다는 설명은 유도 발전기의 특성과 맞지 않는 잘못된 설명입니다.

    오답 노트
    병렬 접속 시 여자전류 필요: 단점
    작은 공극 치수: 단점
    낮은 효율: 단점
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58. 10kVA, 2000/100V 변압기 1차 환산등가 임피던스가 6.2+j7[Ω]일 때 %임피던스 강하[%]는?

  1. 약 9.4
  2. 약 8.35
  3. 약 6.75
  4. 약 2.3
(정답률: 53%)
  • 퍼센트 임피던스 강하는 정격 전압에 대한 임피던스 전압 강하의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $ \%Z = \frac{I \times Z}{V} \times 100$
    ② [숫자 대입] $ \%Z = \frac{\frac{10 \times 10^{3}}{2000} \times \sqrt{6.2^{2} + 7^{2}}}{2000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $ \%Z = 2.3$
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59. 30kVA, 3300/200V, 60Hz의 3상 변압기 2차측에 3상 단락이 생겼을 경우 단락 전류는 약 몇 A인가? (단, %임피던스 전압은 3%이다.)

  1. 2250
  2. 2620
  3. 2730
  4. 2886
(정답률: 52%)
  • 3상 변압기의 단락 전류는 정격 전류에 퍼센트 임피던스의 역수를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times I_{n}$
    ② [숫자 대입] $I_{s} = \frac{100}{3} \times \frac{30 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 200}$
    ③ [최종 결과] $I_{s} = 2886$
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60. 직류 발전기의 단자전압을 조정하려면 어느 것을 조정하여야 하는가?

  1. 기동 저항
  2. 계자 저항
  3. 방전 저항
  4. 전기자 저항
(정답률: 72%)
  • 직류 발전기의 유도 기전력은 자속과 회전수에 비례합니다. 회전수가 일정할 때, 자속을 제어하기 위해 계자 회로의 저항을 조절함으로써 단자 전압을 조정할 수 있습니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 의 상태 변수를 라 할때, 시스템 매트릭스(system matrix)는?

(정답률: 76%)
  • 주어진 2차 미분방정식을 상태 공간 방정식으로 변환하여 시스템 매트릭스를 구하는 문제입니다.
    미분방정식 $\frac{d^2x}{dt^2} + \frac{dx}{dt} + 2x = 2u$에서 최고차항에 대해 정리하면 $\frac{d^2x}{dt^2} = -2x - \frac{dx}{dt} + 2u$가 됩니다.
    상태변수 $x_1 = x$, $x_2 = \frac{dx}{dt}$로 설정하면 다음과 같은 행렬식이 도출됩니다.
    $$\begin{pmatrix} \dot{x}_1 \ \dot{x}_2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 1 \ -2 & -1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x_1 \ x_2 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} 0 \ 2 \end{pmatrix} u$$
    따라서 시스템 매트릭스는 입니다.
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62. 단위 계단 함수의 라플라스 변환과 z변환 함수는?(문제 오류로 가답안 발표시 4번으로 발표되었으나 확정답안 발표시 전항 정답처리되었습니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 75%)
  • 단위 계단 함수 $u(t)$의 라플라스 변환과 $z$변환의 기본 정의를 묻는 문제입니다.
    1. 라플라스 변환: $\mathcal{L}\{u(t)\} = \frac{1}{s}$
    2. $z$변환: $$\mathcal{Z}\{u(n)\} = \frac{z}{z-1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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63. 다음과 같은 블록선도의 등가합성 전달함수는?

(정답률: 67%)
  • 양의 되먹임(Positive Feedback) 구조의 블록선도입니다. 피드백 루프의 부호가 $+$이므로, 분모의 부호는 반전되어 $1 - GH$ 형태가 됩니다.
    전달함수 공식은 다음과 같습니다.
    $$\text{전달함수} = \frac{G}{1 - GH}$$
    따라서 정답은 입니다.
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64. 나이퀴스트 선도로부터 결정된 이득여유는 4~12[dB], 위상 여유가 30~40도 일때, 이 제어계는?

  1. 불안정
  2. 임계안정
  3. 인디셜응답 시간이 지날수록 진동은 확대
  4. 안정
(정답률: 64%)
  • 제어계의 안정성을 판단하는 나이퀴스트 선도에서 이득여유(GM)가 $4 \sim 12\text{ dB}$, 위상여유(PM)가 $30 \sim 60^{\circ}$ 범위 내에 있다면 해당 시스템은 안정 상태로 판단합니다.
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65. 다음과 같은 시스템의 전달함수를 미분 방정식의 형태로 나타낸 것은?

(정답률: 60%)
  • 전달함수 $G(s)$의 분모를 전개하여 $X(s)$와 $Y(s)$에 대해 정리한 후, 라플라스 역변환을 통해 미분 방정식 형태로 변환합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{3}{(s+1)(s-2)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$(s^2 - s - 2)Y(s) = 3X(s)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{d^2y(t)}{dt^2} - \frac{dy(t)}{dt} - 2y(t) = 3x(t)$$
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66. 단위 피드벡 제어계에서 개루프 전달함수 G(s)가 다음과 같이 주어지는 계의 단위계단 입력에 대한 정상 편차는?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 1/4
  4. 1/6
(정답률: 57%)
  • 단위 피드백 제어계에서 단위계단 입력에 대한 정상 편차는 위치 오차 상수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$e_{ss} = \frac{1}{1 + \lim_{s \to 0} G(s)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$e_{ss} = \frac{1}{1 + \frac{6}{(0+1)(0+3)}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$e_{ss} = \frac{1}{1 + 2} = \frac{1}{3}$$
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67. 자동제어계의 2차계 과도 응답에서 응답이 최초로 정상값의 50[%]에 도달하는데 요하는 시간은 무엇인가?

  1. 상승 시간
  2. 지연 시간
  3. 응답 시간
  4. 정정 시간
(정답률: 64%)
  • 2차계 과도 응답에서 응답이 최초로 최종 정상값의 $50\%$에 도달하는 데 걸리는 시간을 지연 시간이라고 합니다.

    오답 노트
    상승 시간: 정상값의 $10\%$에서 $90\%$까지 도달하는 시간
    정정 시간: 응답이 최종값의 오차 범위 $\pm 5\%$이내로 들어오는 데 걸리는 시간
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68. 다음 진리표의 논리소자는?

  1. OR
  2. NOR
  3. NOT
  4. NAND
(정답률: 72%)
  • 입력 $A$와 $B$가 모두 $0$일 때만 출력 $C$가 $1$이 되고, 입력 중 하나라도 $1$이 되면 출력이 $0$이 되는 논리 구조입니다. 이는 OR 게이트의 결과를 반전시킨 NOR 게이트의 특성입니다.
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69. 다음과 같은 특성 방정식의 근궤적 가지수는?

  1. 6
  2. 5
  3. 4
  4. 3
(정답률: 65%)
  • 근궤적의 가지수는 특성방정식의 최고차항 차수, 또는 극점(Pole)과 영점(Zero) 중 더 많은 개수와 일치합니다.
    주어진 식 $s(s+1)(s+2) + K(s+3) = 0$을 전개하면 $s$에 대한 3차 방정식이 되며, 극점은 $0, -1, -2$로 총 3개, 영점은 $-3$으로 1개입니다. 따라서 더 큰 값인 3개가 근궤적의 가지수가 됩니다.
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70. 계통 방정식이 로 표시되는 시스템의 시정수는? (단, J 는 관성 모멘트, f 는 마찰 제동 계수, ω 는 각속도, r 는 회전력이다.)

  1. f/J
  2. J/f
  3. -(J/f)
  4. fㆍJ
(정답률: 54%)
  • 제시된 계통 방정식 $J \frac{dw}{dt} + fw = \tau(t)$에서 시정수는 시스템의 응답 속도를 결정하는 상수로, 관성 모멘트 $J$를 마찰 제동 계수 $f$로 나눈 값입니다.
    핵심 원리: 시정수는 관성(나아가려는 성질)을 제동(멈추려는 성질)으로 나눈 비율로 이해하면 쉽습니다.
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71. R=30[Ω], L=79.6[mH]의 RL직렬 회로에 60Hz의 교류를 가할 때 과도현상이 발생하지 않으려면 전압은 어떤 위상에서 가해야 하는가?

  1. 23°
  2. 30°
  3. 45°
  4. 60°
(정답률: 50%)
  • RL 직렬회로에서 과도현상이 발생하지 않으려면 입력 전압의 위상이 회로의 임피던스 위상각과 일치해야 합니다. 위상각 $\theta$는 $\tan^{-1}$ 공식을 사용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \tan^{-1} \frac{\omega L}{R}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \tan^{-1} \frac{2 \pi \times 60 \times 79.6 \times 10^{-3}}{30}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 45^{\circ}$
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72. 계단함수의 주파수 연속 스펙트럼은?

(정답률: 59%)
  • 계단함수(사각형 펄스)의 푸리에 변환을 수행하면 주파수 영역에서 sinc 함수 형태의 연속 스펙트럼이 나타납니다. 따라서 정답은 입니다.
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73. f(t)와 df/dt는 라플라스 변환이 가능하며 ℒ[f(t)]를 F(s)라고 할 때 최종값 정리는?

(정답률: 61%)
  • 라플라스 변환의 최종값 정리는 시간 영역에서 $t \to \infty$일 때의 값을 $s$ 영역에서 $s \to 0$일 때의 극한값으로 구하는 정리입니다.
    따라서 정답은 즉, $\lim_{s \to 0} sF(s)$ 입니다.
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74. 무한장 평행 2선 선로에 주파수 4MHz의 전압을 가하였을때 전압의 위상정수는 약 몇 rad/m 인가? (단, 여기에서 전파속도는 3×108sec로 한다.)

  1. 0.0734
  2. 0.0838
  3. 0.0934
  4. 0.0634
(정답률: 56%)
  • 전파속도와 주파수를 이용하여 파장을 구한 뒤, 위상정수를 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\beta = \frac{2\pi f}{v}$
    ② [숫자 대입] $\beta = \frac{2\pi \times 4 \times 10^6}{3 \times 10^8}$
    ③ [최종 결과] $\beta = 0.0838$
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75. 평형 3상 Δ결선 부하의 각 상의 임피던스가 Z=8+j6[Ω]인 회로에 대칭 3상 전원 전압 100V를 가할때 무효율과 무효전력[Var]은?

  1. 무효율 : 0.6, 무효전력 : 1800
  2. 무효율 : 0.6, 무효전력 : 2400
  3. 무효율 : 0.8, 무효전력 : 1800
  4. 무효율 : 0.8, 무효전력 : 2400
(정답률: 63%)
  • 임피던스의 크기를 이용해 상전류를 구하고, 이를 통해 무효율과 3상 무효전력을 계산합니다.
    무효율 계산:
    ① [기본 공식] $\sin\theta = \frac{X}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
    ② [숫자 대입] $\sin\theta = \frac{6}{\sqrt{8^2 + 6^2}}$
    ③ [최종 결과] $\sin\theta = 0.6$
    무효전력 계산:
    ① [기본 공식] $P_r = 3 I_p^2 X$
    ② [숫자 대입] $P_r = 3 \times 10^2 \times 6$
    ③ [최종 결과] $P_r = 1800$
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76. 2개의 교류전압 v1=141sin(120πt-30°)[V] 와 v2=150cos(120πt-30°([V]의 위상차를 시간으로 표시하면 몇 초인가?

  1. 1/60
  2. 1/120
  3. 1/240
  4. 1/360
(정답률: 49%)
  • 두 전압의 위상차를 구한 뒤, 이를 시간으로 환산하는 문제입니다. $\cos$ 함수를 $\sin$ 함수로 변환하여 위상차를 계산하고 각속도를 이용해 시간을 구합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{\theta}{\omega}$
    ② [숫자 대입] $t = \frac{\frac{\pi}{2}}{120\pi}$
    ③ [최종 결과] $t = \frac{1}{240}$
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77. 회로에서 스위치 S를 닫을 때, 이 회로의 시정수는?

(정답률: 68%)
  • RL 직렬회로에서 시정수는 인덕턴스를 전체 저항으로 나눈 값입니다. 회로에서 $R_1$과 $R_2$가 직렬로 연결되어 있으므로 전체 저항은 두 저항의 합이 됩니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{L}{R_{total}} = \frac{L}{R_1 + R_2}$
    ② [숫자 대입] $t = \frac{L}{R_1 + R_2}$
    ③ [최종 결과]
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78. 공간적으로 서로 의 각도를 두고 배치한 n개의 코일에 대칭 n상 교류를 흘리면 그 중심에 생기는 회전자계의 모양은?

  1. 원형 회전자계
  2. 타원형 회전자계
  3. 원통형 회전자계
  4. 원추형 회전자계
(정답률: 67%)
  • 공간적으로 $\frac{2\pi}{n} [rad]$의 각도를 두고 배치한 코일에 대칭 n상 교류를 흘리면 중심에는 원형 회전자계가 형성됩니다.

    오답 노트
    타원형 회전자계: 비대칭 전류가 흐를 때 형성됨
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79. 다음 왜형파 전압과 전류에 의한 전력은 몇 W인가? (단, 전압의 단위는 V, 전류의 단위는 A이다.)

  1. 933.0
  2. 566.9
  3. 420.0
  4. 283.5
(정답률: 51%)
  • 왜형파의 평균 전력은 각 고조파 성분별 전력의 합으로 구하며, 전압과 전류의 위상차를 이용한 $V I \cos\theta$ 공식을 사용합니다. 이때 주어진 값은 최대값이므로 실효값으로 변환하기 위해 $\frac{1}{\sqrt{2}}$를 곱하며, 전류의 5고조파 $\cos$ 성분은 $\sin$으로 변환하여 위상차를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \sum \frac{V_n I_n}{2} \cos\theta_n$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{100 \times 20}{2} \cos 60^{\circ} - \frac{50 \times 15}{2} \cos 30^{\circ} + \frac{25 \times 10}{2} \cos (-30^{\circ})$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 283.5$$
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80. 구동점 임피던스(driving impedance) 함수에 있어서 극점(pole)은?

  1. 단락회로 상태를 의미한다.
  2. 개방회로 상태를 의미한다.
  3. 아무런 상태도 아니다.
  4. 전류가 많이 흐르는 상태를 의미한다.
(정답률: 66%)
  • 임피던스 함수 $Z(s)$에서 극점(pole)은 임피던스 값이 무한대($\infty$)가 되는 지점을 의미하며, 이는 회로가 끊어진 개방회로 상태를 나타냅니다.

    오답 노트
    단락회로 상태: 영점(zero)에 해당함
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 다음 설명의 ( )안에 알맞은 내용은?

  1. 80cm, 50cm
  2. 80cm, 60cm
  3. 60cm, 30cm
  4. 40cm, 30cm
(정답률: 59%)
  • 고압 가공전선의 이격거리 기준에 따라, 고압 가공전선 상호 간의 이격거리는 $80\text{cm}$이상이어야 하며, 고압 가공전선과 다른 고압 가공전로의 지지물 사이의 이격거리는 $60\text{cm}$이상이어야 합니다.
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82. 옥내에 시설하는 전동기가 소손되는 것을 방지하기 위한 과부하 보호장치를 하지 않아도 되는 것은?

  1. 정격출력이 4kW이며 취급자가 감시할 수 없는 경우
  2. 정격 출력이 0.2kW 이하인 경우
  3. 전동기가 소손할 수 있는 과전류가 생길 우려가 있는 경우
  4. 정격 출력이 10kW 이상인 경우
(정답률: 78%)
  • 전동기의 과부하 보호장치는 원칙적으로 설치해야 하지만, 정격 출력이 $0.2\text{kW}$이하인 전동기는 소손 위험이 낮아 보호장치 설치를 생략할 수 있습니다.
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83. 다음의 옥내배선에서 나전선을 사용할 수 없는 곳은?

  1. 접촉 전선의 시설
  2. 라이팅 덕트 공사에 의한 시설
  3. 합성 수지관 공사에 의한 시설
  4. 버스 덕터 공사에 의한 시설
(정답률: 55%)
  • 옥내배선 공사 중 나전선을 사용할 수 있는 공사는 애자, 버스 덕터, 라이팅 덕트, 접촉전선 공사뿐입니다. 따라서 합성 수지관 공사에서는 나전선을 사용할 수 없습니다.
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84. 최대 사용전압이 66kV인 중성점 비접지식 전로에 접속하는 유도전압 조정기의 절연내력 시험 전압은 몇 V인가?

  1. 47520
  2. 72600
  3. 82500
  4. 99000
(정답률: 60%)
  • 최대 사용전압이 60kV를 초과하는 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험 전압은 최대 사용전압의 1.25배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 1.25$
    ② [숫자 대입] $V = 66000 \times 1.25$
    ③ [최종 결과] $V = 82500$
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85. 주택의 전로 인입구에 누전차단기를 시설하지 않는 경우 옥내 전로의 대지전압은 최대 몇 V까지 가능한가?

  1. 100
  2. 150
  3. 250
  4. 300
(정답률: 37%)
  • 주택의 옥내전로 대지전압이 150V 이하인 경우에는 인체감전보호용 누전차단기 시설 등의 규정을 적용하지 않을 수 있습니다.
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86. 25kV 이하인 특고압 가공전선로가 상호 접근 또는 교차하는 경우 사용전선이 양쪽 모두 케이블인 경우 이격거리는 몇 m 이상인가?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 0.75
  4. 1.0
(정답률: 55%)
  • 25kV 이하 특고압 가공전선로가 상호 접근 또는 교차할 때, 양쪽 모두 케이블을 사용하는 경우의 최소 이격거리는 0.5m입니다.
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87. 가반형의 용접전극을 사용하는 아크 용접장치의 시설에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 600V 이하일 것
  2. 용접 변압기의 1차측 전로에는 리액터를 시설할 것
  3. 용접 변압기는 절연 변압기 일 것
  4. 피용접재 또는 이와 전기적으로 접속되는 받침대, 정반 등의 금속체에는 제 2종 접지 공사를 할 것
(정답률: 58%)
  • 가반형 용접 전극을 사용하는 아크 용접 장치는 안전을 위해 반드시 절연 변압기를 사용해야 합니다.

    오답 노트
    용접 변압기의 1차 대지전압: 300V 이하일 것
    피용접재 및 접속 금속체: 제 3종 접지 공사 실시
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88. 발전소, 변전소, 개폐소 이에 준하는 곳, 전기 사용장소 상호간의 전선 및 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 무엇이라 하는가?

  1. 급전소
  2. 송전선로
  3. 전선로
  4. 개폐소
(정답률: 55%)
  • 발전소, 변전소, 개폐소 및 전기 사용장소 상호간의 전선과 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 전선로라고 정의합니다.

    오답 노트
    급전소: 전력계통 운용 지시 및 급전조작을 하는 곳
    개폐소: 전로를 개폐하는 장치를 시설한 곳
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89. 저압 또는 고압의 지중전선이 지중 약전류 전선 등과 교차하는 경우 몇 cm 이하일 때에 내화성의 격벽을 설치하여야 하는가?

  1. 90
  2. 60
  3. 30
  4. 10
(정답률: 51%)
  • 지중전선과 지중 약전류 전선 등이 교차하거나 접근할 때, 상호 간의 이격거리가 일정 기준 이하이면 내화성 격벽을 설치해야 합니다.
    ① [기본 공식] $L = 30\text{cm}$ (저압 또는 고압 기준)
    ② [숫자 대입] $L = 30\text{cm}$
    ③ [최종 결과] $L = 30$
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90. 22kV의 특고압 가공전선로의 전선을 특고압 절연전선으로 시가지에 시설할 경우, 전선의 지표상의 높이는 최소 몇 m 이상인가?

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 14
(정답률: 54%)
  • 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때, $35\text{kV}$이하의 전선을 절연전선으로 사용하는 경우의 지표상 높이 기준을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $H = 8\text{m}$ (35kV 이하 절연전선 시가지 기준)
    ② [숫자 대입] $H = 8\text{m}$
    ③ [최종 결과] $H = 8$
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91. 지중전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 폭발 우려가 있고 크기가 1m3 이상인 것에는 밀폐 하도록 것
  2. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 할 것
  3. 지중함 내부의 고인 물을 제거할 수 있는 구조일 것
  4. 견고하여 차량 기타 중량물의 압력에 견딜 수 있을 것
(정답률: 68%)
  • 지중함은 내부의 가스 체류로 인한 사고를 방지해야 하므로, 폭발 우려가 있고 크기가 $1\text{m}^3$이상인 경우에는 밀폐하는 것이 아니라 통풍장치나 가스방산장치를 시설하여 환기가 가능하도록 해야 합니다.
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92. 뱅크용량이 20000kVA인 전력용 커패시터에 자동적으로 전로로부터 차단하는 보호장치를 하려고 한다. 반드시 시설하여야 할 보호장치가 아닌 것은?

  1. 내부에 고장에 생긴 경우에 동작하는 장치
  2. 절연유의 압력이 변화할 때 동작하는 장치
  3. 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치
  4. 과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치
(정답률: 64%)
  • 뱅크용량이 $15,000\text{kVA}$이상인 전력용 커패시터에 반드시 시설해야 하는 보호장치는 내부 고장 동작 장치, 과전류 동작 장치, 과전압 동작 장치입니다.

    오답 노트
    절연유의 압력이 변화할 때 동작하는 장치: 전력용 커패시터의 필수 보호장치 항목에 해당하지 않습니다.
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93. 고압 가공인입선이 케이블 이외의 것으로서 그 전선의 아래쪽에 위험 표시를 하였다면 전선의 지표상 높이는 몇 m까지로 할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.5
  4. 5.5
(정답률: 69%)
  • 고압 가공인입선이 케이블 이외의 전선일 때, 전선 아래쪽에 위험 표시를 한 경우에는 지표상 높이를 $3.5\text{m}$까지 낮추어 시설할 수 있습니다.
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94. 강색 철도의 전차선을 시설할 때 강색 차선이 경동선인 경우 몇 mm 이상의 굵기인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 4
  2. 7
  3. 10
  4. 12
(정답률: 28%)
  • 강색 차선의 시설 기준에 따라, 강색 차선이 경동선인 경우에는 지름 $7\text{mm}$이상의 굵기를 사용해야 합니다.
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95. 저압 옥내 배선의 플로어 덕트 공사시 덕트는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종
  2. 제 2종
  3. 제 3종
  4. 특별 제 3종
(정답률: 59%)
  • 저압 옥내 배선 공사 중 플로어 덕트 공사 시, 덕트의 외함은 제 3종 접지공사를 시행하여 안전을 확보해야 합니다.
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96. 수력발전소의 발전기 내부에 고장이 발생하였을 때 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 발전기 용량은 몇 kVA이상인가?

  1. 3000
  2. 5000
  3. 8000
  4. 10000
(정답률: 65%)
  • 발전기 보호장치 판단기준에 따라, 발전기 내부에 고장이 발생했을 때 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치는 용량이 $10,000\text{kVA}$이상인 발전기에 시설하여야 합니다.
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97. 전압을 구분하는 경우 교류에서 저압은 몇 V 이하인가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 380
  2. 440
  3. 600
  4. 700
(정답률: 75%)
  • 과거 규정에 따르면 교류에서의 저압 기준은 $600\text{V}$이하로 정의되었습니다.

    오답 노트
    직류 저압(과거): $750\text{V}$이하
    현행 KEC 규정: 교류 $1\text{kV}$이하, 직류 $1.5\text{kV}$이하
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98. 154kV 특고압 가공전선로를 시가지에 경동연선으로 시설 할 경우 단면적은 몇 mm2 이상인가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 67%)
  • 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때, 사용전압이 $100\text{kV}$이상인 경우에는 $150\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    $100\text{kV}$ 미만: $55\text{mm}^2$이상
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99. 지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 시설하는 경우에 차량 및 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 몇 m 이상인가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 73%)
  • KEC 규정에 따라 지중 전선로를 직접 매설식으로 시설할 때, 차량 및 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 $1.0\text{m}$이상으로 규정하고 있습니다.

    오답 노트
    기타 장소: $0.6\text{m}$이상
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100. 제 1종 특고압 보안공사를 필요로 하는 가공 전선로의 지지물로 사용할 수 있는 것은?

  1. A종 철근 콘크리트주
  2. B종 철근 콘크리트주
  3. A종 철주
  4. 목주
(정답률: 55%)
  • 제 1종 특고압 보안공사에서는 지지물의 강도와 안전성을 위해 특정 규격 이상의 지지물을 사용해야 합니다. B종 철근 콘크리트주는 사용이 가능하지만, A종 철근 콘크리트주는 사용이 불가합니다.

    오답 노트
    A종 철근 콘크리트주: 사용 불가
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