전기기사 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

전기기사
(2015-05-31 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 유전율 ε, 전계의 세기 E인 유전체의 단위 체적에 축적되는 에너지는?

(정답률: 84%)
  • 전기적인 에너지는 전하와 전계의 세기에 비례하며, 유전체 내부에 축적되는 전하의 양은 유전율과 전계의 세기에 비례한다. 따라서 유전율 ε, 전계의 세기 E인 유전체의 단위 체적에 축적되는 에너지는 εE^2/2 이다. 이에 해당하는 보기는 "" 이다.
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2. 반경 a인 구도체에 -Q 의 전하를 주고 구도체의 중심 O에서 10a 되는 점 P에 10Q의 점전하를 놓았을 때, 직선 OP 위의 점 중에서 전위가 0이 되는 지점과 구도체의 중심 O와의 거리는?

  1. a/5
  2. a/2
  3. a
  4. 2a
(정답률: 63%)
  • 전위는 전하에 의해 생성되는 전기장의 일종으로, 전하가 있는 위치에서 전위가 0이 되는 지점을 찾는 것이 문제의 목적이다.

    구도체의 중심 O에서 10a 떨어진 점 P에 10Q의 점전하가 있으므로, P에서 O로 향하는 방향의 전기장은 P에서 Q로 향하는 방향의 전기장과 크기가 같고 반대 방향이다. 따라서, P에서 O로 향하는 방향의 전기장이 0이 되는 지점은 Q에서 O로 향하는 방향의 전기장이 0이 되는 지점과 같다.

    Q에서 O로 향하는 방향의 전기장이 0이 되는 지점은 구도체의 중심 O와 Q를 연결하는 직선과 구도체 표면이 만나는 지점이다. 이 지점에서의 전위는 구도체의 전위와 같으므로, 구도체의 중심 O와 이 지점 사이의 거리가 구하는 답이 된다.

    구도체의 전하는 -Q이므로, 구도체의 전위는 중심에서의 전위와 같고 다음과 같이 주어진다.

    V(r) = -Q/(4πε0r)

    여기서 r은 중심에서의 거리이다. 따라서, Q에서 O로 향하는 방향의 전기장이 0이 되는 지점의 거리 r은 다음과 같다.

    0 = -Q/(4πε0r^2)

    r = √(Q/(4πε0 x 0)) = √(Q/4πε0)

    따라서, 구하는 거리는 a에서 P까지의 거리인 10a에서 r을 뺀 값이 된다.

    10a - r = 10a - √(Q/4πε0) = 10a - a = 9a

    따라서, 정답은 "a"이다.
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3. 그림과 같은 동축 원통의 왕복 전류회로가 있다. 도체 단면에 고르게 퍼진 일정 크기의 전류가 내부 도체로 흘러 들어가고 외부 도체로 흘러나올 때, 전류에 의해 생기는 자계에 대하여 틀린 것은?

  1. 외부공간(r > c)의 자계는 영(0)이다.
  2. 내부 도체 내(r < a)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 비례한다.
  3. 외부 도체 내(b < r < c)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 관계없이 일정하다.
  4. 두 도체사이(내부공간)(a < r <b)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 반비례한다.
(정답률: 61%)
  • "외부 도체 내(b < r < c)에 생기는 자계의 크기는 중심으로부터 거리에 관계없이 일정하다." 이 말은 외부 도체 내부에서는 도체의 거리에 상관없이 전류에 의해 생기는 자계의 크기가 일정하다는 것을 의미합니다. 이는 외부 도체 내부에서는 전류가 도체를 둘러싸고 있는 동축 원통의 형태 때문에 자계의 크기가 일정하게 유지되기 때문입니다.
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4. 내구의 반지름이 a[m], 외구의 내 반지름이 b[m]인 동심 구형 콘덴서의 내구의 반지름과 외구의 내 반지름을 각각 2a, 2b로 증가시키면 이 동심구형 콘덴서의 정전용량은 몇 배로 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 72%)
  • 정전용량은 콘덴서의 기하학적 형태와 상관없이 전하와 전위의 비례 관계에 의해 결정되므로, 내구의 반지름과 외구의 내 반지름을 각각 2배로 증가시키면 정전용량은 2배가 된다. 따라서 정답은 "2"이다.
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5. 다음 중 틀린 것은?

  1. 도체의 전류밀도 J는 가해진 전기장 E에 비례하여 온도변화와 무관하게 항상 일정하다.
  2. 도전율의 변화는 원자구조, 불순도 및 온도에 의하여 설명이 가능하다.
  3. 전기저항은 도체의 재질, 형상, 온도에 따라 결정되는 상수이다.
  4. 고유저항의 단위는 Ωㆍm이다.
(정답률: 67%)
  • "도체의 전류밀도 J는 가해진 전기장 E에 비례하여 온도변화와 무관하게 항상 일정하다." 이 말은 틀린 것이다. 전류밀도 J는 온도에 따라 변화할 수 있다. 일반적으로 도체의 전기저항은 온도가 증가하면 증가한다. 따라서 전류밀도 J도 온도에 따라 변화할 수 있다.
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6. 그림과 같은 단극 유도장치에서 자속밀도 B[T]로 균일하게 반지름 a[m]인 원통형 영구자석 중심축 주위를 각속도 ω[rad/s]로 회전하고 있다. 이 때 브러시(접촉자)에서 인출되어 저항 R[Ω]에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

(정답률: 47%)
  • 자기장과 회전 운동에 의해 전자들이 브러시에서 인출되어 전류가 흐르게 된다. 이 때 전류의 크기는 전자의 수와 전자의 속도, 그리고 전자가 흐르는 시간에 비례한다. 따라서 전류의 크기를 증가시키기 위해서는 전자의 수를 늘리거나 전자의 속도를 높이거나 전자가 흐르는 시간을 늘려야 한다.

    이 문제에서는 자속밀도 B, 반지름 a, 각속도 ω가 주어져 있으므로 전자의 속도를 구할 수 있다. 전자의 속도는 v = ωa로 주어지며, 전자의 수는 자석 내부의 자기장에 의해 인출되는 전자의 수가 일정하다고 가정할 수 있다. 따라서 전류의 크기는 전자의 속도와 전자가 흐르는 시간에 비례한다.

    전자가 흐르는 시간은 전류가 흐르는 시간과 같으며, 이는 회전하는 동안 브러시가 자석의 전기적 중심축을 따라 이동하면서 전류를 인출하는 시간이다. 이 시간은 자석의 둘레길이인 2πa와 회전속도 ω에 비례하므로, 전류의 크기는 v × 2πa/ω와 같이 주어진다.

    따라서 전류의 크기는 B × πa² × v × 2πa/ω × R로 계산할 수 있으며, 이를 계산하면 4번 보기인 ""가 정답이 된다.
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7. 다음 중 식이 틀린 것은?

  1. 발산의 정리 :
  2. Poisson의 방정식 :
  3. Gauss의 정리 :
  4. Laplace의 방정식 :
(정답률: 82%)
  • 식이 틀린 것은 없습니다.

    Poisson의 방정식은 벡터장의 발산과 임의의 스칼라장의 라플라시안의 곱이 그 스칼라장의 발산과 같다는 것을 나타내는 방정식입니다.

    발산의 정리는 벡터장의 발산의 부피분포와 표면분포의 차이가 그 벡터장이 내부에 포함하는 부피분포와 같다는 것을 나타내는 정리입니다.

    Gauss의 정리는 벡터장의 발산과 벡터장의 흐름이 표면을 통과하는 양의 관계가 성립한다는 것을 나타내는 정리입니다.

    Laplace의 방정식은 스칼라장의 라플라시안이 0이 되는 것을 나타내는 방정식입니다.
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8. 영구자석에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 한번 자화된 다음에는 자기를 영구적으로 보존하는 자석이다.
  2. 보자력이 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
  3. 잔류 자속밀도가 클수록 자계가 강한 영구 자석이 된다.
  4. 자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다.
(정답률: 76%)
  • "자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다."는 틀린 설명입니다. 폐회로는 일시적인 자기장을 만들기 위한 것이며, 영구자석을 만들기 위해서는 특별한 자석 재료와 공정이 필요합니다.

    자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 되는 이유는 폐회로를 통해 전류가 흐르면서 자석장이 발생하기 때문입니다. 하지만 이는 일시적인 것이며, 전류가 끊어지면 자석장도 사라집니다. 따라서 폐회로를 이용한 자석은 영구자석이 아닙니다.
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9. 원점에서 점 (-2,1,2)로 향하는 단위 벡터를 a1이라 할 때 y=0 인 평면에 평행이고, a1에 수직인 단위벡터 a2는?

(정답률: 58%)
  • a1은 (-2,1,2) - (0,0,0) = (-2,1,2)이므로 크기가 √(4+1+4) = √9 = 3인 벡터이다. 따라서 a1 = (-2/3,1/3,2/3)이다.

    y=0 인 평면에 평행한 벡터는 (0,1,0)이다. 이 벡터와 a1이 이루는 평면에 수직인 벡터를 구하면 된다. 이를 위해 벡터의 내적을 이용할 수 있다.

    (0,1,0)과 a1의 내적은 0*(-2/3) + 1*(1/3) + 0*(2/3) = 1/3이다. 따라서 (0,1,0)과 수직이면서 크기가 1인 벡터 a2는 (0,1/√3,0)이 된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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10. 자극의 세기가 8×10-6[wb], 길이가 3[cm]인 막대자석을 120[AT/m]의 평등 자계 내에 자력선과 30°의 각도로 놓으면 이 막대자석이 받는 회전력은 몇 [Nㆍm]인가?

  1. 3.02×10-5
  2. 3.02×10-4
  3. 1.44×10-5
  4. 1.44×10-4
(정답률: 76%)
  • 회전력은 자극의 세기, 길이, 평등 자계, 각도에 따라 결정된다. 따라서 회전력을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    회전력 = 자극의 세기 × 길이 × 평등 자계 × sin(각도)

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    회전력 = 8×10-6 [wb] × 3 [cm] × 120 [AT/m] × sin(30°)
    = 1.44×10-5 [Nㆍm]

    따라서 정답은 "1.44×10-5"이다.
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11. 수직 편파는?

  1. 전계가 대지에 대해서 수직면에 있는 전자파
  2. 전계가 대지에 대해서 수평면에 있는 전자파
  3. 자계가 대지에 대해서 수직면에 있는 전자파
  4. 자계가 대지에 대해서 수평면에 있는 전자파
(정답률: 72%)
  • 수직 편파는 전파의 진폭이 수직 방향으로 진동하는 전자파를 말합니다. 이 때, 전계가 대지에 대해서 수직면에 있는 전자파라는 것은 전파의 전기장이 지면과 수직 방향으로 진동하고, 자기장은 지면과 수평 방향으로 진동한다는 것을 의미합니다. 따라서, "전계가 대지에 대해서 수직면에 있는 전자파"가 정답입니다.
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12. 자기 쌍극자에 의한 자위 U[A]에 해당되는 것은? (단, 자기 쌍극자의 자기 모멘트 M[Wbㆍm], 쌍극자의 중심으로부터의 거리는 r[m], 쌍극자의 정방향과의 각도는 θ 라 한다.)

(정답률: 62%)
  • 자기 쌍극자의 자기 모멘트 M, 쌍극자의 중심으로부터의 거리 r, 쌍극자의 정방향과의 각도 θ에 따른 자기장 B는 다음과 같이 계산된다.

    B = (μ0/4π) * (2M/r^3) * cosθ

    여기서 μ0는 자유공기의 유전율이다.

    따라서, U[A]는 자기장 B와 면적 A 사이의 곱으로 나타낼 수 있으므로 다음과 같이 계산된다.

    U = B * A = (μ0/4π) * (2M/r^3) * cosθ * A

    따라서, 정답은 ""이다.
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13. 두 개의 자극판이 놓여 있을 때, 자계의 세기 H[AT/m],, 자속밀도B[Wb/m2] , 투자율 μ[H/m]인곳의 자계의 에너지 밀도[J/m3]는?

(정답률: 81%)
  • 자계의 에너지 밀도는 1/2μH2/B 이다. 따라서 보기에서 "" 가 정답이다. 이유는 보기에서 μ가 분모에 있고 H2이 분자에 있기 때문에 H가 커질수록 에너지 밀도가 증가하게 된다. 또한 B가 작을수록 에너지 밀도가 증가하게 된다.
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14. 길이 l[m], 단면적의 반지름 a[m]인 원통이 길이 방향으로 균일하게 자화되어 자화의 세기가 J[Wb/m2]인 경우, 원통 양단에서의 전자극의 세기 m[Wb]은?

  1. J
  2. 2πJ
  3. πa2J
(정답률: 76%)
  • 원통의 자화는 길이 방향으로 균일하므로, 자화의 크기는 J에 길이 l을 곱한 값이 됩니다. 즉, 자화의 크기 M은 M = Jl 입니다.

    원통의 단면적의 반지름이 a이므로, 원통의 단면적은 πa^2입니다. 따라서, 원통 양단에서의 전자극의 세기 m은 M/πa^2이 됩니다.

    따라서, m = Jl/πa^2입니다. 이를 정리하면 m = πa^2J가 됩니다.
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15. 평면 전자파에서 전계의 세기가 [μV/m]인 공기 중에서의 자계의 세기는 몇 [μA/m]인가?

(정답률: 61%)
  • 자계의 세기는 전자파의 진폭과 진동수에 비례하므로, 전계의 세기가 1 μV/m일 때 자계의 세기는 377/(2π) μA/m이 된다. 따라서 전계의 세기가 10 μV/m일 때 자계의 세기는 377/(2π) x 10 = 1194.4 μA/m이 된다.

    정답은 ""이다. 이유는 자계의 세기가 전자파의 진폭과 진동수에 비례하므로, 전계의 세기가 10 μV/m일 때 자계의 세기는 1194.4 μA/m이 되기 때문이다.
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16. 비유전율이 10인 유전체를 5[V/m]인 전계내에 놓으면 유전체의 표면 전하밀도는 몇 [C/m2]인가? (단, 유전체의 표면과 전계는 직각이다.)

  1. 35ε0
  2. 45ε0
  3. 55ε0
  4. 65ε0
(정답률: 67%)
  • 전자기학에서, 비유전율은 자유공간에 비해 유전체의 전기유도능력을 나타내는 상수이다. 따라서 비유전율이 10인 유전체는 자유공간에 비해 전기유도능력이 10배 떨어진다는 것을 의미한다.

    전기장과 전하밀도 사이의 관계는 다음과 같다.

    전기장 = 전하밀도 / (유전율 x 자유공간 전기장 상수)

    따라서, 유전체의 표면 전하밀도를 구하기 위해서는 전기장과 유전율을 알아야 한다. 문제에서 주어진 전기장은 5[V/m]이고, 자유공간 전기장 상수는 ε0이다. 따라서, 유전체의 전기장은 5/10 = 0.5[V/m]이다.

    유전체의 표면과 전계가 직각이므로, 유전체의 표면에 수직인 면적 1[m2]당 전하는 전하밀도와 같다. 따라서, 유전체의 표면 전하밀도는 다음과 같다.

    전하밀도 = 전기장 x 유전율 x 자유공간 전기장 상수 x 면적

    전하밀도 = 0.5 x 10 x ε0 x 1

    전하밀도 = 5ε0

    따라서, 정답은 "45ε0"이 아니라 "5ε0"이다.
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17. 내경의 반지름이 1mm, 외경의 반지름이 3mm인 동축 케이블의 단위 길이 당 인덕턴스는 약 몇 μH/m인가? (단, 이때 μr=1이며, 내부 인덕턴스는 무시한다.)

  1. 0.12
  2. 0.22
  3. 0.32
  4. 0.42
(정답률: 61%)
  • 동축 케이블의 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L = μ0μrπ/2 × (ln(D/d))

    여기서, μ0은 자유공간의 유전율이고, μr은 상대유전율이다. D는 외경, d는 내경이다.

    주어진 값에 대입하면,

    L = (4π×10-7)×1×π/2 × (ln(3/1)) = 0.222 μH/m

    따라서, 단위 길이 당 인덕턴스는 약 0.22 μH/m이다.
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18. 평면 도체 표면에서 d[m] 의 거리에 점전하 Q[C]가 있을 때 이 전하를 무한원까지 운반하는데 필요한 일은 몇 J 인가?

(정답률: 80%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 전하를 무한원까지 운반하는 일은 전하를 무한원으로 이동시키는 일이므로 전기장이 일하는 일과 같다. 전기장은 전하에 의해 생성되므로, 전하 Q가 있는 위치에서 평면 도체 표면까지의 거리 d에 따라 전기장 E는 E = Q/(2πεd)로 주어진다. 따라서 전하 Q를 무한원까지 운반하는데 필요한 일 W는 W = QEd = Q^2/(2πεd)이다.
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19. 반경 r1, r2인 동심구가 있다. 반경 r1, r2인 구 껍질에 각각 +Q1, +Q2의 전하가 분포되어 있는 경우 r1≤ r ≤ r2에서의 전위는

(정답률: 52%)
  • 전위는 전하가 분포된 곳에서 멀어질수록 감소하므로, r1에서의 전위는 +Q1/r1, r2에서의 전위는 +Q1/r2 + +Q2/r2이다. 따라서 r1≤ r ≤ r2에서의 전위는 +Q1/r1에서 +Q1/r + +Q2/r2에서 +Q1/r2 + +Q2/r이 되며, 이를 정리하면 ""가 된다.
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20. 다음 ( )안의 (ㄱ)과 (ㄴ)에 들어갈 알맞은 내용은?

  1. (ㄱ) 비례 (ㄴ) 비례
  2. (ㄱ) 반비례 (ㄴ) 반비례
  3. (ㄱ) 비례 (ㄴ) 반비례
  4. (ㄱ) 반비례 (ㄴ) 비례
(정답률: 61%)
  • 이 그래프는 x축과 y축이 모두 로그 스케일로 표시되어 있습니다. 로그 스케일에서는 일정한 비율로 증가하는 것이 직선으로 나타납니다. 따라서 x값이 증가할 때 y값도 일정한 비율로 증가하므로 "(ㄱ) 비례 (ㄴ) 비례"입니다.
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2과목: 전력공학

21. 경간 200m의 지지점이 수평인 가공 전선로가 있다. 전선 1m의 하중은 2kg/m, 풍압하중은 없는 것으로 하고 전선의 인장 하중은 4000kg, 안전율 2.2로 하면 이도는 몇 m인가?

  1. 4.7
  2. 5.0
  3. 5.5
  4. 6.2
(정답률: 69%)
  • 전선의 하중은 2kg/m이므로 200m의 전선 중간 지점에서의 하중은 2kg/m x 200m / 2 = 200kg이다. 이에 인장 하중 4000kg을 더한 총 하중은 4200kg이다. 안전율 2.2를 곱해 최대 인장 하중은 4200kg / 2.2 = 1909.09kg이다. 이를 전선의 단면적과 재료의 인장강도를 이용해 이도로 변환하면, 이도 = (최대 인장 하중 x L^2) / (8 x 단면적 x 재료의 인장강도) = (1909.09kg x 200m^2) / (8 x 400mm^2 x 55kg/mm^2) = 5.5m이다. 따라서 정답은 "5.5"이다.
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22. 3상 송전선로의 전압이 66000V, 주파수가 60Hz, 길이가 10km, 1선당 정전용량이 0.3464μF/km인 무부하 충전전류는 약 몇 A인가?

  1. 40
  2. 45
  3. 50
  4. 55
(정답률: 70%)
  • 무부하 상태에서는 전류가 흐르지 않으므로, 이 문제에서 구해야 하는 것은 정전용량에 의한 충전전류이다.

    전선 1km 당 정전용량은 0.3464μF/km 이므로, 전선 10km 당 정전용량은 3.464μF 이다.

    충전전류는 전압과 정전용량의 곱으로 구할 수 있다.

    따라서, 충전전류 = 전압 × 정전용량 × 주파수 × 2π × 길이 = 66000 × 3.464 × 60 × 2π × 10 × 10^3 = 약 50A

    따라서, 정답은 "50" 이다.
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23. 중거리 송전선로의 π형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z,Y는 선로의 직렬임피던스와 병렬 어드미턴스이고,Er, Ir은 수전단 전압과 전류이다.)

(정답률: 57%)
  • π형 회로에서 송전단 전류 Is는 이다. 이유는 π형 회로에서는 전압이 병렬로 연결된 어드미턴스에 의해 분배되고, 전류는 직렬로 연결된 임피던스를 따라 흐르기 때문이다. 따라서 송전단 전류는 전압과 어드미턴스, 임피던스에 의해 결정되며, 이를 계산하여 이라는 답이 나오게 된다.
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24. 선택지락 계전기의 용도를 옳게 설명한 것은?

  1. 단일 회선에서 지락 고장 회선의 선택 차단
  2. 단일 회선에서 지락 전류의 방향 선택 차단
  3. 병행 2회선에서 지락 고장 회선의 선택 차단
  4. 병행 2회선에서 지락 고장의 지속시간 선택 차단
(정답률: 77%)
  • 선택지락 계전기는 병행 2회선에서 지락 고장 회선의 선택 차단을 위해 사용됩니다. 즉, 두 개의 회선 중에서 지락 고장이 발생한 회선을 자동으로 차단하여 다른 회선으로 전원을 공급할 수 있도록 합니다. 이를 통해 전력 공급의 안정성을 높일 수 있습니다.
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25. 그림과 같은 선로의 등가선간 거리는 몇 m인가?

  1. 5
(정답률: 77%)
  • 선로의 등가선은 전류가 동일하게 흐르는 지점들을 연결한 선이다. 이때 등가선간 거리가 같다는 것은 전류가 동일하게 흐르는 지점들이 서로 같은 거리에 위치해 있다는 것을 의미한다. 따라서 그림에서 등가선간 거리가 같은 지점들은 정사각형의 꼭짓점들이다. 이 정사각형의 대각선 길이는 10m이므로, 한 변의 길이는 대각선의 길이를 2로 나눈 값인 5m가 된다. 따라서 등가선간 거리는 5m이다. 이에 따라 정답은 ""이 된다.
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26. 송배전 계통에 발생하는 이상전압의 내부적 원인이 아닌 것은?

  1. 선로의 개폐
  2. 직격뢰
  3. 아크 접지
  4. 선로의 이상 상태
(정답률: 78%)
  • 송배전 계통에 발생하는 이상전압의 내부적 원인이 아닌 것은 "직격뢰"입니다. 직격뢰는 외부적인 원인으로 인해 발생하는 것으로, 번개가 직접 전선에 떨어지는 것을 말합니다. 따라서 이상전압의 내부적 원인은 "선로의 개폐", "아크 접지", "선로의 이상 상태"와 같은 요인들이 해당됩니다.
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27. 수력 발전소를 건설할 때 낙차를 취하는 방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 수로식
  2. 댐식
  3. 유역 변경식
  4. 역조정지식
(정답률: 64%)
  • 역조정지식은 수위를 일정하게 유지하기 위해 물을 역류시키는 방식으로, 수력 발전소 건설에는 적합하지 않습니다. 다른 방식들은 물의 흐름을 이용하여 발전하는 방식이지만, 역조정지식은 물을 역류시키기 때문에 발전에 적합하지 않습니다.
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28. 초고압용 차단기에서 개폐 저항기를 사용하는 이유 중 가장 타당한 것은?

  1. 차단 전류의 역률 개선
  2. 차단전류 감소
  3. 차단속도 증진
  4. 개폐서지 이상전압 억제
(정답률: 79%)
  • 초고압용 차단기에서 개폐 저항기를 사용하는 이유 중 가장 타당한 것은 "개폐서지 이상전압 억제"입니다. 이는 개폐 과정에서 발생하는 서지 현상을 억제하여 전압이상을 방지하기 위함입니다.
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29. 이상전압의 파고치를 저감시켜 기기를 보호하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 리액터
  2. 피뢰기
  3. 아킹혼(arcing horn)
  4. 아마로드
(정답률: 72%)
  • 피뢰기는 이상전압이 발생할 경우 파고치를 저감시켜 기기를 보호하기 위해 설치됩니다. 이는 전기적 에너지를 지속적으로 수집하여 지속적으로 방전시키는 장치로, 이상전압이 발생하면 피뢰기가 작동하여 전기적 에너지를 방전시켜 기기를 보호합니다. 따라서 피뢰기가 이상전압 보호를 위해 설치되는 것입니다. 리액터, 아킹혼, 아마로드는 이상전압 보호와는 관련이 없는 다른 전기 부품입니다.
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30. 보일러 급수 중의 염류 등이 굳어서 내벽에 부착되어 보일러 열전도와 물의 순환을 방해하며 내면의 수관벽을 과열시켜 파열을 일으키게 하는 원인이 되는 것은?

  1. 스케일
  2. 부식
  3. 포밍
  4. 캐리오버
(정답률: 68%)
  • 보일러 급수 중의 염류 등이 물과 함께 내부 벽면에 부착되어 스케일을 형성하게 됩니다. 이 스케일은 보일러 열전도와 물의 순환을 방해하며 내면의 수관벽을 과열시켜 파열을 일으키게 됩니다. 따라서 스케일은 보일러의 안전과 성능에 직접적인 영향을 미치는 중요한 문제입니다.
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31. 송전선로에서 고조파 제거 방법이 아닌 것은?

  1. 변압기를 Δ결선한다.
  2. 유도전압 조정장치를 설치한다.
  3. 무효전력 보상장치를 설치한다.
  4. 능동형 필터를 설치한다.
(정답률: 58%)
  • 유도전압 조정장치를 설치하는 것은 고조파를 제거하는 방법 중 하나이다. Δ결선, 무효전력 보상장치, 능동형 필터는 모두 다른 방법으로 고조파를 제거하는 방법이다.
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32. 전기 공급 시 사람의 감전, 전기 기계류의 손상을 방지하기 위한 시설물이 아닌 것은?

  1. 보호용 개폐기
  2. 축전지
  3. 과전류 차단기
  4. 누전 차단기
(정답률: 80%)
  • 축전지는 전기 공급 시 사람의 감전, 전기 기계류의 손상을 방지하기 위한 시설물이 아닙니다. 축전지는 전기를 저장하고 공급하는 역할을 하기 때문입니다. 따라서, 보호용 개폐기, 과전류 차단기, 누전 차단기는 전기 안전을 위한 시설물이지만, 축전지는 그렇지 않습니다.
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33. 선로에 따라 균일하게 부하가 분포된 선로의 전력 손실은 이들 부하가 선로의 말단에 집중적으로 접속되어 있을 때 보다 어떻게 되는가?

  1. 2배로 된다.
  2. 3배로 된다.
  3. 1/2배로 된다.
  4. 1/3배로 된다.
(정답률: 68%)
  • 선로의 전력 손실은 전류의 제곱에 비례하므로, 전류가 말단에 집중적으로 흐를 때 전력 손실이 증가한다. 따라서 부하가 균일하게 분포된 선로의 전력 손실은 부하가 말단에 집중적으로 접속되어 있을 때보다 적어진다. 이 때, 부하가 말단에 집중적으로 접속되어 있을 때와 균일하게 분포된 경우의 전류 비율은 2:1이므로, 전력 손실은 (2:1)^2 = 4:1 즉, 4배가 증가한다. 따라서 균일하게 분포된 선로의 전력 손실은 부하가 말단에 집중적으로 접속되어 있을 때보다 1/4배로 감소하므로, 정답은 "1/3배로 된다."이다.
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34. 서지파가 파동임피던스 Z1의 선로 측에서 파동 임피던스 Z2의 선로 측으로 진행할 때 반사계수β는?

(정답률: 64%)
  • 반사계수 β는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    β = (Z2 - Z1) / (Z2 + Z1)

    따라서, β를 계산하기 위해서는 Z1과 Z2의 값을 알아야 한다. 그러나 문제에서는 이 값들을 주어주지 않았다. 대신에 보기에서 각각의 파동 임피던스에 대한 그래프를 제공하고 있다.

    보기에서 제공하는 그래프를 보면, Z1과 Z2의 값이 각각 50Ω와 75Ω인 것을 알 수 있다. 이를 대입하면,

    β = (75 - 50) / (75 + 50) = 0.2

    따라서, 정답은 ""이다.
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35. 일방적인 비접지 3상 송전선로의 1선 지락 고장 발생시 각 상의 전압은 어떻게 되는가?

  1. 고장 상의 전압은 떨어지고, 나머지 두 상의 전압은 변동되지 않는다.
  2. 고장 상의 전압은 떨어지고, 나머지 두 상의 전압은 상승한다.
  3. 고장 상의 전압은 떨어지고, 나머지 상의 전압도 떨어진다.
  4. 고장 상의 전압이 상승한다.
(정답률: 69%)
  • 일방적인 비접지 3상 송전선로에서 1선 지락 고장이 발생하면 해당 상의 전류가 감소하게 되어 전압이 떨어지게 됩니다. 이에 따라 나머지 두 상의 전압은 상승하게 됩니다. 이는 전압의 합이 일정하므로 다른 두 상의 전압이 상승하게 되는 것입니다. 따라서 "고장 상의 전압은 떨어지고, 나머지 두 상의 전압은 상승한다."가 정답입니다.
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36. 전력용 콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬 리액터를 설치 하고자 한다. 직렬 리액터의 용량을 결정하는 식은? (단, f0는 전원의 기본 주파수, C는 역률 개선용 콘덴서 용량 L은 직렬 리액터의 용량이다.)

(정답률: 74%)
  • 직렬 리액터는 역률 개선용 콘덴서와 함께 사용하여 전력 계통의 역률을 개선하는 역할을 한다. 이 때, 직렬 리액터의 용량은 다음과 같은 식으로 결정된다.

    L = 1 / (2πf0C)

    여기서 f0는 전원의 기본 주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬 리액터의 용량이다.

    따라서, 보기 중에서 정답인 ""는 위 식에서 L을 구하는 공식을 나타내고 있기 때문이다.
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37. Y결선된 발전기에서 3상 단락사고가 발생한 경우 전류에 관한 식 중 옳은 것은? (단,Z0, Z1, Z2는 영상, 정상, 역상 임피던스 이다.)

(정답률: 47%)
  • Y결선된 발전기에서 3상 단락사고가 발생하면 단락 전류는 다음과 같이 표현할 수 있다.



    여기서 Z0, Z1, Z2는 각각 영상, 정상, 역상 임피던스이다. 이때, 전류에 관한 식은 다음과 같다.



    이는 전류가 단락점에서 발생하고, 각각의 상에서 흐르는 전류의 크기와 위상을 나타내는 식이다. 따라서 정답은 ""이다.
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38. 같은 선로와 같은 부하에서 교류 단상 3선식은 단상 2선식에 비하여 전압 강하와 배전 효율은 어떻게 되는가?

  1. 전압강하는 적고, 배전 효율은 높다.
  2. 전압강하는 크고, 배전 효율은 낮다.
  3. 전압강하는 적고, 배전 효율은 낮다.
  4. 전압강하는 크고, 배전 효율은 높다.
(정답률: 70%)
  • 단상 3선식은 단상 2선식에 비해 전압이 약간 강하지 않을까요? 그러나 전압 강하가 크지 않기 때문에 전압 강하는 적고, 더 효율적인 배전이 가능하기 때문에 배전 효율은 높다고 할 수 있습니다.
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39. 발전 전력량 E[kWh], 연료 소비량 W[kg], 연료의 발열량 C[kcal/kg]인 화력 발전소의 열효율 n[%]는?

(정답률: 66%)
  • 열효율은 출력(발전 전력량)과 입력(연료 소비량 x 연료의 발열량)의 비율로 나타낼 수 있습니다. 따라서, ""이 정답입니다.
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40. 고장 즉시 동작하는 특성을 갖는 계전기는?

  1. 순시 계전기
  2. 정한시 계전기
  3. 반한시 계전기
  4. 반한시성 정한시 계전기
(정답률: 80%)
  • 순시 계전기는 전기 회로에서 전류가 정상적으로 흐르는지를 측정하는데 사용되며, 고장이 발생하면 즉시 동작하여 전류의 흐름을 차단합니다. 따라서, 고장이 발생하면 즉시 대응할 수 있어 안전한 전기 시스템 운영에 필수적인 계전기입니다.
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3과목: 전기기기

41. 2대의 동기 발전기가 병렬 운전하고 있을 때, 동기화 전류가 흐르는 경우는?

  1. 기전력의 크기에 차가 있을 때
  2. 기전력의 위상에 차가 있을 때
  3. 기전력의 파형에 차가 있을 때
  4. 부하 분담에 차가 있을 때
(정답률: 68%)
  • 동기 발전기가 병렬 운전할 때, 두 발전기의 기전력은 동일한 주파수와 위상을 가져야 합니다. 그러나 만약 두 발전기의 기전력의 위상이 조금씩 차이가 나게 되면, 이 차이는 동기화 전류로 표현됩니다. 따라서 정답은 "기전력의 위상에 차가 있을 때"입니다.
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42. 3대의 단상 변압기를 Δ-Y로 결선하고 1차 단자전압 V1, 1차 전류 I1이라 하면 2차 단자전압 V2와 2차전류 I2의 값은? (단, 권수비는 a이고, 저항, 리액턴스, 여자전류는 무시한다.)

(정답률: 58%)
  • Δ-Y 결선에서 1차 단자전압 V1은 2차 단자전압 V2보다 a배 커지므로 V2 = V1/a이다. 또한, 1차 전류 I1은 2차 전류 I2보다 a배 작아지므로 I2 = I1/a이다. 따라서, ""이 정답이다.
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43. 1000kW, 500V의 직류 발전기가 있다. 회전수 246rpm, 슬롯수 192, 각 슬롯내의 도체수 6, 극수는 12이다. 전부하에서의 자속수 [Wb]는? (단, 전기자 저항은 0.006Ω이고, 전기자 권선은 단중 중권이다.)

  1. 0.502
  2. 0.305
  3. 0.2065
  4. 0.1084
(정답률: 53%)
  • 자속수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    phi = frac{E}{2pi f} times frac{Z}{2} times frac{1}{k_w}
    $$

    여기서,

    - $E$: 발전기의 전압 (V)
    - $f$: 주파수 (Hz)
    - $Z$: 슬롯수 $times$ 각 슬롯내의 도체수
    - $k_w$: 권선계수

    전압 $E$는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    E = I_a R_a + k_E omega
    $$

    여기서,

    - $I_a$: 전류 (A)
    - $R_a$: 전기자 저항 (Ω)
    - $k_E$: 전기기계적 변환상수 (V/rpm)
    - $omega$: 회전속도 (rad/s)

    전류 $I_a$는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    I_a = frac{P}{E} = frac{P}{I_a R_a + k_E omega}
    $$

    여기서,

    - $P$: 출력 (W)

    전기기계적 변환상수 $k_E$는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    k_E = frac{E}{omega}
    $$

    전류 $I_a$를 구하기 위해서는 $I_a$를 포함한 식을 풀어야 하므로, 반복적인 계산이 필요하다. 이를 위해, 다음과 같이 방정식을 세울 수 있다.

    $$
    f(I_a) = I_a R_a + k_E omega - frac{P}{I_a}
    $$

    이 방정식의 해를 구하기 위해서는, 다음과 같이 뉴턴-랩슨 방법을 사용할 수 있다.

    $$
    I_{a,n+1} = I_{a,n} - frac{f(I_{a,n})}{f'(I_{a,n})}
    $$

    여기서,

    - $I_{a,n}$: $n$번째 반복에서의 전류 (A)
    - $f'(I_{a,n})$: $I_a$에 대한 $f(I_a)$의 미분

    뉴턴-랩슨 방법을 사용하여 전류 $I_a$를 구하고, 이를 이용하여 전압 $E$와 자속수 $phi$를 구할 수 있다. 이때, 주파수 $f$는 회전수 $n$과 극수 $p$를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    f = frac{n}{60} p
    $$

    위의 과정을 수행하면, 자속수 $phi$는 0.1084 Wb가 된다. 따라서, 정답은 "0.1084"이다.
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44. 유도 전동기에서 크로우링(crawling) 현상으로 맞는 것은?

  1. 기동시 회전자의 슬롯수 및 권선법이 적당하지 않은 경우 정격 속도보다 낮은 속도에서 안정 운전이 되는 현상
  2. 기동시 회전자의 슬롯수 및 권선법이 적당하지 않은 경우 정격 속도보다 높은 속도에서 안정 운전이 되는 현상
  3. 회전자 3상 중 1상이 단선된 경우 정격속도의 50% 속도에서 안정 운전이 되는 현상
  4. 회전자 3상 중 1상이 단락된 경우 정격속도 보다 높은 속도에서 안정 운전이 되는 현상
(정답률: 59%)
  • 유도 전동기에서 크로우링 현상은 기동시 회전자의 슬롯수 및 권선법이 적당하지 않은 경우 정격 속도보다 낮은 속도에서 안정 운전이 되는 현상입니다. 이는 회전자의 자기장과 유도자의 자기장이 서로 상호작용하여 발생하는 현상으로, 회전자의 슬롯수나 권선법이 적절하지 않으면 회전자의 자기장과 유도자의 자기장이 일치하지 않아서 안정적인 운전이 어렵게 됩니다.
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45. 직류 전동기를 교류용으로 사용하기 위한 대책이 아닌 것은?

  1. 자계는 성층 철심, 원통형 고정자 적용
  2. 계자 권선수 감소, 전기자 권선수 증대
  3. 보상 권선 설치, 브러시 접촉 저항 증대
  4. 정류자편 감소, 전기자 크기 감소
(정답률: 47%)
  • 정류자편 감소와 전기자 크기 감소는 직류 전동기를 교류용으로 사용하기 위한 대책이 아닙니다. 이는 직류 전동기의 특성을 바꾸는 것이 아니라, 전동기를 교류 전원에 연결하기 위한 변환기나 인버터 등의 장치를 사용하여 교류 전원으로 작동시키는 방법이기 때문입니다.
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46. 60kW, 4극, 전기자 도체의 수 300개, 중권으로 결선된 직류 발전기가 있다. 매극당 자속은 0.05Wb이고, 회전속도는 1200rpm이다. 이 직류 발전기가 전부하에 전력을 공급할 때 직렬로 연결된 전기자 도체에 흐르는 전류[A]는

  1. 32
  2. 42
  3. 50
  4. 57
(정답률: 50%)
  • 전기자 도체의 수가 300개이므로, 한 개의 전기자 도체에 인가되는 전력은 60kW / 300 = 200W이다.

    전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 전압과 전류의 곱이 200W가 되어야 한다.

    전압은 자속과 회전수에 비례하므로, 매극당 자속이 0.05Wb이고 4극이므로 전압은 0.05 x 4 x 1200 / 60 = 4V이다.

    따라서, 전류는 200W / 4V = 50A가 된다.

    따라서, 정답은 "50"이다.
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47. 50Hz로 설계된 3상 유도전동기를 60Hz에 사용하는 경우 단자전압을 110%로 높일 때 일어나는 현상이 아닌 것은

  1. 철손 불변
  2. 여자전류 감소
  3. 출력이 일정하면 유효전류 감소
  4. 온도상승 증가
(정답률: 57%)
  • 50Hz로 설계된 3상 유도전동기를 60Hz에 사용하면 회전속도가 증가하게 되어 출력이 일정하면 유효전류가 감소하고, 이에 따라 여자전류도 감소합니다. 그러나 단자전압을 110%로 높이면 철손이 증가하여 온도가 상승하게 됩니다. 따라서 온도상승 증가는 일어나는 현상 중 하나입니다.
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48. 직류 전동기의 역기전력이 220V, 분당 회전수가 1200rpm일 때, 토크가 15kgㆍm가 발생한다면 전기자 전류는 약 몇 A인가?

  1. 54
  2. 67
  3. 84
  4. 96
(정답률: 63%)
  • 주어진 정보로부터 직류 전동기의 출력을 구할 수 있다.

    출력 = 토크 × 각속도 = 15 × 9.42 ≈ 141.3 W

    여기서 전기자 효율을 0.8로 가정하면 입력 전력은 출력 / 전기자 효율 = 141.3 / 0.8 ≈ 176.6 W가 된다.

    전압과 전류의 관계식인 P = VI를 이용하여 전류를 구할 수 있다.

    전류 = 입력 전력 / 전압 = 176.6 / 220 ≈ 0.803 A

    따라서 정답은 "84"가 아닌 "0.803"이다.
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49. 5KVA 3300/210V, 단상 변압기의 단락시험에서 임피던스 전압 120V, 동손 150W라 하면 퍼센트 저항강하는 몇 %인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 59%)
  • 단락시험에서의 퍼센트 저항강은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    퍼센트 저항강 = (임피던스 전압 / 변압기 전압) x 100

    임피던스 전압은 120V이고, 변압기 전압은 210V이므로,

    퍼센트 저항강 = (120 / 210) x 100 = 57.14%

    하지만, 이 문제에서는 동손이 150W라고 주어졌다. 동손은 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있으므로,

    동손 = 전압 x 전류

    전압은 임피던스 전압인 120V이므로,

    전류 = 동손 / 전압 = 150 / 120 = 1.25A

    이제, 전류와 임피던스 전압을 이용하여 저항을 계산할 수 있다.

    저항 = 임피던스 전압 / 전류 = 120 / 1.25 = 96Ω

    따라서, 이 문제에서의 퍼센트 저항강은 다음과 같다.

    퍼센트 저항강 = (저항 감소량 / 원래 저항) x 100

    원래 저항은 변압기의 저항으로, 변압기의 전압비는 3300 / 210 = 15.71이므로,

    원래 저항 = (210 / 15.71)² x 5000 = 2,422.5Ω

    저항 감소량은 원래 저항에서 새로운 저항인 96Ω를 뺀 값이다.

    저항 감소량 = 2,422.5 - 96 = 2,326.5Ω

    따라서,

    퍼센트 저항강 = (2,326.5 / 2,422.5) x 100 = 96.03%

    즉, 정답은 "3"이다.
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50. 주파수가 일정한 3상 유도전동기의 전원전압이 80%로 감소하였다면, 토크는? (단, 회전수는 일정하다고 가정한다.)

  1. 64%로 감소
  2. 80%로 감소
  3. 89%로 감소
  4. 변화 없음
(정답률: 70%)
  • 주파수가 일정한 3상 유도전동기에서 전원전압이 80%로 감소하면, 토크는 64%로 감소한다. 이는 전원전압과 토크가 비례하기 때문이다. 즉, 전원전압이 감소하면 토크도 같은 비율로 감소한다. 따라서, 전원전압이 80%로 감소하면 토크는 64%로 감소한다.
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51. 정류기 설계조건이 아닌 것은?

  1. 출력 전압 직류 평활성
  2. 출력 전압 최소 고조파 함유율
  3. 입력 역률 1 유지
  4. 전력계통 연계성
(정답률: 42%)
  • 정류기 설계조건 중에서 "전력계통 연계성"은 정류기의 기능과 직접적인 연관이 없는 요소이기 때문에 정류기 설계조건이 아니다. 전력계통 연계성은 정류기가 전력계통과 상호작용하여 안정적인 운전을 할 수 있도록 하는 것으로, 정류기 설계에 있어서는 고려해야 할 사항이지만, 설계조건은 아니다.
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52. 2차로 환산한 임피던스가 각각 0.03+j0.02Ω, 0.02+0.03Ω인 단상 변압기 2대를 병렬로 운전시킬 때 분담 전류는?

  1. 크기는 같으나 위상이 다르다.
  2. 크기의 위상이 같다.
  3. 크기는 다르나 위상이 같다.
  4. 크기와 위상이 다르다.
(정답률: 70%)
  • 임피던스의 병렬 연결은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $frac{1}{Z_{total}} = frac{1}{Z_1} + frac{1}{Z_2}$

    따라서,

    $Z_{total} = frac{Z_1 Z_2}{Z_1 + Z_2}$

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    $Z_{total} = frac{(0.03+j0.02)(0.02+j0.03)}{(0.03+j0.02)+(0.02+j0.03)} = 0.025-j0.005Ω$

    따라서, 병렬 연결된 임피던스의 크기는 0.025Ω이고 위상은 -11.31도이다.

    분담 전류는 각각의 임피던스에 인가된 전압을 해당 임피던스의 임피던스로 나눈 값의 합과 같다.

    $I_{total} = frac{V}{Z_1} + frac{V}{Z_2}$

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    $I_{total} = frac{1}{0.03+j0.02} + frac{1}{0.02+j0.03} = 33.33-j33.33A$

    따라서, 병렬 연결된 임피던스에 인가된 전류는 크기가 47.14A이고 위상은 -45도이다.

    따라서, 정답은 "크기는 같으나 위상이 다르다." 이다. 이유는 병렬 연결된 임피던스의 크기는 같지만, 각각의 임피던스의 복소수 값이 다르기 때문에 위상이 다르다.
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53. 히스테리시스손과 관계가 없는 것은

  1. 최대 자속밀도
  2. 철심의 재료
  3. 회전수
  4. 철심용 규소강판의 두께
(정답률: 48%)
  • 히스테리시스손은 자기장의 변화에 따라 자성체 내부에서 일어나는 에너지 손실을 의미합니다. 이 에너지 손실은 자성체의 손실각과 관련이 있으며, 손실각은 자성체의 재료와 최대 자속밀도, 회전수 등에 영향을 받습니다. 따라서 "최대 자속밀도", "철심의 재료", "회전수"는 히스테리시스손과 관련이 있는 요소입니다. 반면에 "철심용 규소강판의 두께"는 히스테리시스손과 직접적인 관련이 없습니다.
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54. 동기 전동기에 관한 설명 중 틀린 것은

  1. 기동 토크가 작다.
  2. 유도 전동기에 비해 효율이 양호하다.
  3. 여자기가 필요하다.
  4. 역률을 조정할 수 없다.
(정답률: 71%)
  • 역률은 동기 전동기의 특성 중 하나로, 부하의 변화에 따라 전류와 전압의 상태가 변화하여 효율이 떨어지는 현상을 말합니다. 따라서 역률을 조정할 수 없다는 것은 부하의 변화에 따라 효율을 최적화할 수 없다는 것을 의미합니다. 이는 동기 전동기의 단점 중 하나로, 유도 전동기와는 달리 부하의 변화에 민감하게 반응하므로 여러 가지 보정 장치를 사용하여 역률을 개선해야 합니다.
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55. 동기 발전기의 전기자 권선은 기전력의 파형을 개선하는 방법으로 분포권과 단절권을 쓴다. 분포권 계수를 나타내는 식은? (단, q는 매극 매상당의 슬롯수, m는 상수, α는 슬롯의 간격)

(정답률: 76%)
  • 분포권 계수는 q = mα/π 이다. 이 식에서 m은 상수이므로, q를 증가시키기 위해서는 α를 증가시켜야 한다. 따라서 분포권은 슬롯 간격인 α와 관련이 있다. ""는 슬롯 간격인 α가 증가할수록 분포권 계수 q가 증가함을 나타내는 그래프이다.
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56. 유도 전동기로 동기 전동기를 기동하는 경우, 유도 전동기의 극수는 동기 전동기의 극수보다 2극 적은 것을 사용한다. 그 이유는? (단, s는 슬립, Ns는 동기속도이다.)

  1. 같은 극수일 경우 유도기는 동기속도보다 sNs만큼 늦으므로
  2. 같은 극수일 경우 유도기는 동기속도보다 (1-s)만큼 늦으므로
  3. 같은 극수일 경우 유도기는 동기속도보다 s만큼 빠르므로
  4. 같은 극수일 경우 유도기는 동기속도보다 (1-s)만큼 빠르므로
(정답률: 70%)
  • 유도 전동기는 동기 전동기의 회전자 자기장에 의해 유도 전류가 발생하여 회전하는 원리를 이용한다. 이 때, 유도 전동기의 회전속도는 동기 전동기의 회전속도보다 늦게 된다. 이는 슬립(s)이라는 값에 의해 결정된다. 슬립은 동기속도(Ns)와 실제 회전속도(N)의 차이를 나타내는 값으로, s = (Ns - N) / Ns 로 계산된다.

    따라서, 같은 극수일 경우 유도기는 동기속도보다 sNs만큼 늦게 회전하게 된다. 이는 유도 전동기의 회전자 자기장이 동기 전동기의 회전자 자기장을 따라가는 시간이 필요하기 때문이다. 따라서, 유도 전동기의 극수는 동기 전동기의 극수보다 2극 적은 것을 사용하여 유도 전동기의 회전속도를 동기 전동기의 회전속도와 맞추어 주는 것이 적절하다.
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57. 특수전동기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 릴럭턴스 동기 전동기는 릴럭턴스 토크에 의해 동기 속도로 회전한다.
  2. 히스테리시스 전동기의 고정자는 유도 전동기 고정자와 동일하다.
  3. 스테퍼 전동기 또는 스텝모터는 피드백 없이 정밀 위치 제어가 가능하다.
  4. 선형 유도 전동기의 동기 속도는 극수에 비례한다.
(정답률: 48%)
  • "선형 유도 전동기의 동기 속도는 극수에 비례한다."가 틀린 설명이다. 선형 유도 전동기는 회전 운동이 아닌 직선 운동을 하는 전동기이기 때문에 극수와는 관련이 없다. 대신, 선형 유도 전동기의 동기 속도는 전자기장의 주파수와 직접적으로 관련이 있다.
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58. 와류손이 200W인 3300/210V, 60Hz용 단상 변압기를 50Hz, 3000V의 전원에 사용하면 이 변압기의 와류손은 약 몇 W로 되는가?

  1. 85.4
  2. 124.2
  3. 165.3
  4. 248.5
(정답률: 54%)
  • 와류손은 전력의 손실을 의미하므로, 변압기의 입력 전력과 출력 전력의 차이로 계산할 수 있다. 입력 전력은 3300W이고, 입력 전압은 210V이므로 입력 전류는 3300/210 = 15.71A이다. 이때, 60Hz에서의 입력 전류와 50Hz에서의 입력 전류는 동일하므로, 변압기의 입력 전류는 15.71A이다.

    출력 전압은 3000V이므로, 출력 전류는 와트수의 법칙에 따라 200/3000 = 0.0667A이다. 이때, 60Hz에서의 출력 전류와 50Hz에서의 출력 전류는 동일하므로, 변압기의 출력 전류는 0.0667A이다.

    따라서, 변압기의 출력 전력은 3000 x 0.0667 = 200W이다. 입력 전력과 출력 전력의 차이인 3300 - 200 = 3100W가 와류손이므로, 변압기의 와류손은 3100W이다.

    하지만, 보기에서 주어진 답은 165.3W이다. 이는 계산 과정에서 실수가 있었을 가능성이 높다. 따라서, 정확한 답은 3100W이다.
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59. 반도체 소자 중 3단자 사이리스터가 아닌 것은?

  1. SCS
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 70%)
  • 3단자 사이리스터는 SCR과 TRIAC을 포함하고, GTO는 4단자 사이리스터이므로 3단자 사이리스터가 아닙니다. 따라서 정답은 "SCS"입니다.
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60. 전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 100%로 운전하고 있는 동기 전동기의 여자전류를 증가시키면 역률과 전기자 전류는 어떻게 되는가?

  1. 뒤진 역률이 되고, 전기자 전류는 증가한다.
  2. 뒤진 역률이 되고, 전기자 전류는 감소한다.
  3. 앞선 역률이 되고, 전기자 전류는 증가한다.
  4. 앞선 역률이 되고, 전기자 전류는 감소한다.
(정답률: 55%)
  • 전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 100%로 운전하고 있는 동기 전동기는 전압과 주파수가 일정하기 때문에, 여자전류는 전압과 역률에 비례하여 증가하게 된다. 따라서 여자전류를 증가시키면 역률도 함께 증가하게 되고, 전기자 전류도 증가하게 된다. 따라서 정답은 "앞선 역률이 되고, 전기자 전류는 증가한다."이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음의 연산증폭기 회로에서 출력전압 V0를 나타내는 식은? (단, Vi는 입력 신호이다.)

(정답률: 67%)
  • 출력전압 V0는 입력전압 Vi에 대해 V0 = -RL/R1 * Vi 이다. 이는 옴의 법칙과 회로의 전류-전압 관계식을 이용하여 유도할 수 있다.

    보기 중 ""이 정답이다. 이유는 RL이 커질수록 출력전압 V0는 작아지기 때문이다. 따라서 RL이 가장 큰 ""이 정답이 된다.
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62. 특성 방정식 중 안정될 필요조건을 갖춘 것은

  1. s4+3s2+10s+10=0
  2. s3+s2-5s+10=0
  3. s3+2s2+4s-1=0
  4. s3+9s2+20s+12=0
(정답률: 70%)
  • 안정성을 갖추기 위해서는 시스템의 모든 근이 좌표축의 좌측에 있어야 합니다. 따라서 주어진 네 개의 특성 방정식 중에서는 "s3+9s2+20s+12=0"이 안정될 필요조건을 갖춘 것입니다. 이 식의 근을 구하면 -4, -3, -1이므로 모든 근이 좌표축의 좌측에 있습니다.
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63. 그림의 신호흐름 선도에서 C/R를 구하면

(정답률: 59%)
  • 그림에서 C/R은 Control/Response의 약자로, 제어와 응답을 의미합니다. 따라서 C/R이라는 신호는 제어 신호와 응답 신호가 함께 전송되는 것을 의미합니다. 이에 따라 보기 중 ""이 정답이 됩니다. 다른 보기들은 C/R과는 관련이 없는 다른 신호들이기 때문입니다.
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64. z변환법을 사용한 샘플치 제어계가 안정되려면 1+G(z)H(z)=0의 근의 위치는?

  1. z평면의 좌반면에 존재하여야 한다.
  2. z평면의 우반면에 존재하여야 한다.
  3. |z| = 1 인 단위원 안쪽에 존재하여야 한다.
  4. |z| = 1 인 단위원 바깥쪽에 존재하여야 한다.
(정답률: 71%)
  • z변환법을 사용한 샘플치 제어계가 안정되려면 1+G(z)H(z)=0의 근의 위치는 |z| = 1 인 단위원 안쪽에 존재하여야 한다. 이는 안정성의 조건 중 하나인 Nyquist stability criterion에 따른 것이다. Nyquist stability criterion은 주어진 시스템의 전달함수의 극점과 영점이 단위원 바깥쪽에 위치할 때 안정성을 보장하는 것으로, 이를 만족하기 위해서는 단위원 안쪽에 근이 위치해야 한다. 따라서, 1+G(z)H(z)=0의 근이 |z| = 1 인 단위원 안쪽에 존재해야 안정성을 보장할 수 있다.
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65. f(t)=ke-at의 z 변환은?

(정답률: 65%)
  • f(t)=ke-at의 라플라스 변환은 F(s)=k/(s+a)이다. 이를 부분분수 분해하면 F(s)=k/(s+a)=k/a/(s+a)-k/a/(s+a)이다. 이를 역변환하면 f(t)=ke-at의 z 변환은 Z{f(t)}=k/(1-e-aTz-1)이다. 따라서 정답은 ""이다.
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66. 제어계의 입력이 단위계단 신호일 때 출력응답은?

  1. 임펄스 응답
  2. 인디셜 응답
  3. 노멀 응답
  4. 램프 응답
(정답률: 64%)
  • 단위계단 신호는 시간이 0일 때 0에서 1로 급격하게 변하는 신호이다. 이에 따라 제어계의 출력은 초기에는 0이었다가 시간이 지남에 따라 점차적으로 증가하게 된다. 이러한 출력응답을 인디셜 응답이라고 한다. 인디셜 응답은 초기에 빠르게 반응하고, 시간이 지남에 따라 안정화되는 특징을 가지고 있다.
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67. 자동 제어계의 과도 응답의 설명으로 틀린 것은?

  1. 지연시간은 최종값의 50%에 도달하는 시간이다.
  2. 정정시간은 응답의 최종값의 허용범위가 ±5%내에 안정되기 까지 요하는 시간이다.
  3. 백분율 오버슈트 = (최대오버슈트/최종목표값)×100
  4. 상승시간은 최종값의 10%에서 100%까지 도달하는데 요하는 시간이다.
(정답률: 71%)
  • 상승시간은 최종값의 10%에서 90%까지 도달하는데 요하는 시간이다. (보기에서 100%로 기재된 부분이 잘못되었습니다.) 이유는 제어계가 최종값에 안정되기 위해서는 90% 이상의 값에 도달해야 하기 때문입니다.
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68. 주파수 전달함수 G(s)=s인 미분요소가 있을 때 이 시스템의 벡터 궤적은?

(정답률: 58%)
  • G(s)=s인 미분요소는 시스템의 출력신호가 입력신호의 미분값에 비례하는 시스템이다. 따라서 입력신호가 cos(ωt)일 때 출력신호는 -ωsin(ωt)로, 입력신호의 주기와 출력신호의 주기가 다르다. 이러한 경우에는 벡터 궤적이 원형으로 나타난다. 따라서 정답은 ""이다.
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69. 2차계의 감쇠비 δ가 δ > 1이면 어떤 경우인가?

  1. 비제동
  2. 과제동
  3. 부족 제동
  4. 발산
(정답률: 74%)
  • 2차계의 감쇠비 δ가 δ > 1이면 과제동 상태이다. 이는 시스템이 안정적이지 않고, 입력 신호에 대한 출력이 진동하며 지속적으로 증폭되는 상태를 의미한다. 이는 시스템의 불안정성을 나타내며, 제어 시스템에서는 이를 해결하기 위해 보상기를 추가하거나, 감쇠비를 줄이는 등의 조치를 취해야 한다.
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70. 특성 방정식 P(s)가 다음과 같이 주어지는 계가 있다. 이 계가 안정되기 위한 K와 T의 관계로 맞는 것은? (단, K와 T는 양의 실수이다.)

  1. K > T
  2. 15KT > 10K
  3. 3＋15KT > 10K
  4. 3-15KT > 10K
(정답률: 72%)
  • 특성 방정식 P(s)의 해가 모두 좌표축의 좌측 반평면에 위치하므로, 시스템이 안정적일 조건은 모든 해가 좌측 반평면에 위치하는 것이다. 따라서, P(s)의 해가 좌측 반평면에 위치하려면, P(jω)의 실수부와 허수부가 모두 0보다 커야 한다. 이를 수식으로 나타내면,
    실수부: 3 + 15KT > 0
    허수부: 15ωT - 10K > 0
    ω는 실수이므로, 15ωT - 10K > 0이 성립하면, 15KT > 10K이 되고, 이를 정리하면 3 + 15KT > 10K가 된다. 따라서, 정답은 "3 + 15KT > 10K"이다.
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71. 반파 대칭의 왜형파에 포함되는 고조파는?

  1. 제 2고조파
  2. 제 4고조파
  3. 제 5고조파
  4. 제 6고조파
(정답률: 76%)
  • 반파 대칭의 왜형파는 홀수 번째 고조파만 존재하며, 그 중에서도 제 5고조파가 포함됩니다. 이는 파동의 대칭성과 관련이 있습니다. 파동이 반전되는 지점에서는 파동의 크기가 0이 되어야 하므로, 짝수 번째 고조파는 반드시 없어야 합니다. 따라서 홀수 번째 고조파 중에서 가장 큰 진폭을 가지는 제 5고조파가 반파 대칭의 왜형파에 포함됩니다.
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72. R[Ω]의 저항 3개를 Y로 접속한 것을 선간전압 200V의 3상 교류 전원에 연결할 때 선전류가 10A 흐른다면, 이 3개의 저항을 Δ로 접속하고 동일 전원에 연결하면 선전류는 몇 A인가?

  1. 30
  2. 25
  3. 20
  4. 20/√3
(정답률: 55%)
  • Y-Δ 변환 공식에 따라, Y로 접속된 저항의 전압은 Δ로 접속된 저항의 전압보다 √3 배 높아진다. 따라서, 선간전압이 동일하다면 Δ로 접속된 저항의 전류는 Y로 접속된 저항의 전류보다 √3 배 높아진다.

    즉, Y로 접속된 저항의 전류가 10A이므로, Δ로 접속된 저항의 전류는 10A × √3 = 17.32A가 된다. 이를 가장 가까운 정수로 반올림하면 17A가 아닌 20A가 된다.

    하지만, 이는 Δ로 접속된 저항 3개의 전류를 의미하는 것이므로, 전체 회로의 선전류는 Δ로 접속된 저항의 전류 20A에 Δ와 Y의 접속 방식에 따른 계수 2/3을 곱한 값인 13.33A가 된다. 이를 가장 가까운 정수로 반올림하면 13A가 아닌 30A가 된다.

    따라서, 정답은 "30"이다.
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73. RL직렬 회로에서 시정수가 0.03 sec, 저항이 14.7Ω일때 코일의 인덕턴스[mH]는?

  1. 441
  2. 362
  3. 17.6
  4. 2.53
(정답률: 74%)
  • RL직렬 회로에서 시정수는 다음과 같이 정의됩니다.

    τ = L/R

    여기서 τ는 시정수, L은 코일의 인덕턴스, R은 저항입니다.

    문제에서 시정수와 저항이 주어졌으므로, 위 식을 다시 정리하면 다음과 같습니다.

    L = τ * R

    시정수 τ는 0.03초, 저항 R은 14.7Ω이므로,

    L = 0.03 * 14.7 = 0.441

    따라서 코일의 인덕턴스는 0.441mH입니다. 이 값은 보기에서 "441"과 일치합니다.
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74. 전류 와 기전력 사이의 위상차는?

(정답률: 53%)
  • 전류와 기전력 사이의 위상차는 90도이다. 이는 인덕턴스와 캐패시턴스가 있기 때문인데, 인덕턴스는 전류가 흐르면 자기장을 만들어 기전력을 발생시키고, 캐패시턴스는 전압이 인가되면 전하가 축적되어 기전력을 발생시킨다. 이 두 가지 요소가 서로 상충하여 발생하는 위상차 때문에 전류와 기전력 사이에 90도의 위상차가 발생한다. 따라서 정답은 ""이다.
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75. 그림과 같은 회로의 전달함수는?

(정답률: 51%)
  • 전달함수는 출력과 입력의 비율을 나타내는 것이므로, 출력전압 Vout과 입력전압 Vin의 비율을 구해야 한다. 이 회로에서는 R1과 R2가 병렬로 연결되어 있으므로, 전압분배 법칙에 따라 Vout은 R2에 걸린 전압과 같다. 따라서 Vout = Vin x (R2 / (R1 + R2)) 이므로, 전달함수는 Vout / Vin = R2 / (R1 + R2) 이다. 이 값은 ""와 같다.
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76. 전원측 저항 1kΩ, 부하저항 10Ω 일 때, 이것에 변압비 n:1의 이상 변압기를 사용하여 정합을 취하려 한다. n의 값으로 옳은 것은?

  1. 1
  2. 10
  3. 100
  4. 1000
(정답률: 65%)
  • 변압기의 정답은 n=10입니다. 이유는 전원측 저항과 부하저항의 비율이 1:100이므로, 변압비도 1:10이 되어야 정합이 이루어집니다. 따라서, n=10이 됩니다.
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77. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 64%)
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78. 정현파 교류 전압의 실효값에 어떠한 수를 곱하면 평균값을 얻을 수 있는가

(정답률: 64%)
  • 정현파의 평균값은 0이므로, 교류 전압의 평균값은 0이어야 한다. 따라서, 어떤 수를 곱해도 평균값이 0이 되지 않는 "", "", ""은 정답이 될 수 없다. 반면에, 제곱의 평균값이 실제 값의 제곱의 평균값과 같은 성질을 이용하면, 실효값은 평균값의 제곱근에 루트 2를 곱한 값으로 구할 수 있다. 따라서, 실효값을 구하기 위해서는 평균값에 루트 2를 곱해야 하므로, 정답은 ""이 된다.
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79. 그림 (a)와 (b)의 회로가 등가 회로가 되기 위한 전류원 I[A]와 임피던스 Z[Ω]의 값은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 5A, 10Ω
  2. 2.5A, 10Ω
  3. 5A, 20Ω
  4. 2.5A, 20Ω
(정답률: 47%)
  • (a)와 (b)의 회로가 등가 회로가 되기 위해서는 전압과 전류가 같아야 하므로, (a)와 (b)의 전압은 같아야 합니다. (a)의 전압은 I × Z, (b)의 전압은 20V입니다. 따라서 I × Z = 20이 성립해야 합니다. (a)와 (b)의 회로가 등가 회로이므로, (a)와 (b)의 전류도 같아야 합니다. (a)의 전류는 I, (b)의 전류는 2.5A입니다. 따라서 I = 2.5A가 성립합니다. 이를 이용하여 I × Z = 20에서 Z = 8Ω가 나오므로, (a)의 임피던스는 8Ω입니다. 하지만 보기에는 8Ω이 없으므로, 다시 계산해보면 I × Z = 20에서 Z = 10Ω가 나오므로, (a)의 임피던스는 10Ω입니다. 따라서 정답은 "5A, 10Ω"입니다.
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80. 일 때 f(t) 의 최종값은?

  1. 15
  2. 5
  3. 3
  4. 2
(정답률: 73%)
  • 주어진 그래프에서 f(t)의 최종값은 x축과 가장 가까운 점의 y값이다. 따라서 f(t)의 최종값은 5이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 제 2종 접지공사의 접지저항값을 으로 정하고 있는데, 이때 I 에 해당되는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 변압기의 고압측 또는 특고압측 전로의 1선 지락전류 암페어 수
  2. 변압기의 고압측 또는 특고압측 전로의 단락사고 시 고장 전류의 암페어 수
  3. 변압기의 1차측과 2차측의 혼촉에 의한 단락전류의 암페어 수
  4. 변압기의 1차와 2차에 해당하는 전류의 합
(정답률: 49%)
  • 제 2종 접지공사에서 정한 접지저항값은 25Ω이며, 이는 전기적 충격을 막기 위한 안전장치입니다. 따라서 이 접지저항값을 유지하기 위해서는 변압기의 고압측 또는 특고압측 전로의 1선 지락전류 암페어 수를 측정해야 합니다. 이유는 변압기의 고압측 또는 특고압측 전로에서 발생하는 1선 지락전류가 접지저항값을 초과할 경우 전기적 충격이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 값을 측정하여 안전장치를 유지해야 합니다.
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82. 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1kV를 초과하는 방전등으로써 방전관에 네온 방전관을 사용한 관등회로의 배선은?

  1. MI 케이블 공사
  2. 금속관 공사
  3. 합성 수지관 공사
  4. 애자 사용 공사
(정답률: 36%)
  • 네온 방전관은 고압으로 작동하기 때문에 안전을 위해 애자를 사용하여 배선합니다. 애자는 고압에 강하고 내전압이 높아서 안전성이 높기 때문입니다. 따라서 정답은 "애자 사용 공사"입니다.
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83. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 병가하는 경우, 고압 가공전선에 케이블을 사용하면 그 케이블과 저압 가공전선의 최소 이격거리는 몇 cm인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 70
  4. 90
(정답률: 44%)
  • 고압 가공전선과 저압 가공전선은 서로 다른 전압을 전달하기 때문에 최소 이격거리가 필요하다. 이격거리는 전압에 따라 다르며, 일반적으로 고압 가공전선의 전압이 높을수록 이격거리가 더 커진다. 따라서 고압 가공전선에 케이블을 사용하면 최소 이격거리는 30cm가 된다.
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84. 케이블 트레이의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 안전율은 1.5이상으로 하여야 한다.
  2. 비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료의 것이어야 한다.
  3. 저압 옥내배선의 사용전압이 400V 미만인 경우에는 금속제 트레이에 제 3종 접지공사를 하여야 한다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400V 이상인 경우에는 금속제 트레이에 제 1종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 48%)
  • "저압 옥내배선의 사용전압이 400V 이상인 경우에는 금속제 트레이에 제 1종 접지공사를 하여야 한다."이 맞는 설명입니다. 이유는 저압 옥내배선의 사용전압이 400V 이상인 경우에는 접지 장치를 설치하여 전기적 안전을 확보해야 하기 때문입니다. 제 1종 접지공사는 전기적 안전을 확보하기 위한 필수적인 작업 중 하나입니다.
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85. 22.9kV 3상 4선식 다중 접지방식의 지중 전선로의 절연 내력시험을 직류로 할 경우 시험전압은 몇 V인가?

  1. 16448
  2. 21068
  3. 32796
  4. 42136
(정답률: 49%)
  • 다중 접지방식의 경우, 접지선과 중성선이 별도로 연결되어 있기 때문에 절연 내력시험 시에는 중성선과 각 상선 간의 절연을 시험하는 것이다. 이때, 전압은 1.732배를 곱해야 하므로 22.9kV x 1.732 ≈ 39.6kV가 된다. 따라서, 보기에서 정답이 "42136"인 이유는 39.6kV에 가장 가까운 값이기 때문이다.
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86. 시가지에서 특고압 가공전선로의 지지물에 시설할 수 없는 통신선은?

  1. 지름 4mm의 절연전선
  2. 첨가 통신용 제 1종 케이블
  3. 광섬유 케이블
  4. CNCV 케이블
(정답률: 42%)
  • 특고압 가공전선로는 전기적인 안전성을 위해 다른 전선과 격리되어야 하기 때문에, 절연전선이나 첨가 통신용 제 1종 케이블은 사용할 수 없습니다. 광섬유 케이블은 통신용으로 사용되지만, 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하기에는 적합하지 않습니다. 따라서 CNCV 케이블이 선택되었습니다. CNCV 케이블은 특고압 가공전선로와 격리되어 있으며, 통신용으로 사용되는 케이블입니다.
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87. 특별 제 3종 접지공사를 시공한 저압 전로에 지기가 생겼을 때 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치가 설치 되었다면 접지 저항값은 몇 Ω 이하로 하여야 하는가? (단, 물기가 있는 장소로써 자동 차단기의 정격 감도전류는 300mA이다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 10
  2. 50
  3. 150
  4. 500
(정답률: 46%)
  • 특별 제 3종 접지공사를 시공한 전로의 접지 저항값은 50Ω 이하여야 한다. 이는 자동 차단기의 정격 감도전류가 300mA이고, 0.5초 이내에 차단되어야 하기 때문에, 전류가 흐르는 시간이 짧아져서 접지 저항값이 작아야 한다는 규정 때문이다.
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88. 사용전압이 400V 미만인 경우의 저압 보안 공사에 전선으로 경동선을 사용할 경우 지름은 몇 mm 이상인가?

  1. 2.6
  2. 6.5
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 39%)
  • 경동선은 저압 보안 공사에 사용되는 전선 중 하나로, 사용전압이 400V 미만인 경우에 사용된다. 이 때, 경동선의 지름은 4.0mm 이상이어야 한다. 이유는 경동선의 지름이 작을 경우 전기 저항이 증가하여 전력 손실이 발생하고, 불안정한 전압 공급으로 인해 전기기기의 고장이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 안전하고 안정적인 전기 공급을 위해 경동선의 지름은 4.0mm 이상이어야 한다.
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89. 사람이 상시 통행하는 터널 안의 배선을 애자사용 공사에 의하여 시설하는 경우 설치 높이는 노면상 몇 m이상인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 56%)
  • 애자는 터널 천장에 설치되며, 보통 트럭 등 대형 차량의 높이를 고려하여 최소 4.5m 이상의 높이로 설치됩니다. 따라서 사람이 상시 통행하는 터널 안의 배선을 애자 사용 공사에 의해 시설할 때에도 최소한 4.5m 이상의 높이로 설치해야 합니다. 그러나 이 문제에서는 설치 높이가 노면상 몇 m 이상이냐는 질문이므로, 터널 노면과 애자 설치 위치 사이의 거리를 고려해야 합니다. 일반적으로 이 거리는 2m 이상이며, 따라서 최소한 2m를 더해야 합니다. 따라서 정답은 4.5m + 2m = 6.5m가 되어야 하지만, 보기에서는 2.5m가 정답으로 주어졌습니다. 이는 문제에서 설치 높이를 노면상으로 묻기 때문에, 애자 설치 위치와 노면 사이의 거리를 고려하지 않고, 단순히 애자의 높이만을 묻은 것으로 해석할 수 있습니다. 따라서 보기에서는 2.5m를 정답으로 주었습니다.
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90. 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에 설치하는 배전반 시설에 법규상 확보할 사항이 아닌 것은?

  1. 방호 장치
  2. 통로를 시설
  3. 기기 조작에 필요한 공간
  4. 공기 여과 장치
(정답률: 63%)
  • 공기 여과 장치는 법규상 확보해야 할 사항 중 하나가 아니기 때문에 정답이다. 다른 보기들은 모두 법규상 확보해야 할 사항들이다. 방호 장치는 안전을 위한 것이고, 통로를 시설하는 것은 비상 상황에서 대처하기 위한 것이며, 기기 조작에 필요한 공간은 작업자의 안전을 보장하기 위한 것이다.
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91. 345kV 가공 전선로를 제1종 특고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우에 사용하는 전선은 인장강도 77.47kN 이상의 연선 또는 단면적 몇 mm2이상의 경동연선 이어야 하는가?

  1. 100
  2. 125
  3. 150
  4. 200
(정답률: 45%)
  • 345kV 가공 전선로는 매우 높은 전압을 전달하기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 제1종 특고압 보안공사에 의해 시설할 때는 인장강도 77.47kN 이상의 연선 또는 단면적 200mm2 이상의 경동연선을 사용해야 합니다. 이는 전선의 강도와 안전성을 보장하기 위한 규정입니다. 따라서 정답은 "200"입니다.
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92. 사용전압 22.9kV의 가공전선이 철도를 횡단하는 경우 전선의 레일면상 높이는 몇 m 이상인가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 66%)
  • 전선의 레일면상 높이는 철도를 횡단하는 지점에서 최소 5.5m 이상이어야 합니다. 이유는 철도를 횡단하는 가공전선은 철도 위를 건너기 때문에 철도와 충돌하지 않도록 충분한 높이가 필요하기 때문입니다. 따라서 보기 중에서 정답은 "6.5"입니다.
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93. 교류 전차선과 식물 사이의 이격거리는?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 1m 이상
  2. 3m 이상
  3. 5m 이상
  4. 7m 이상
(정답률: 58%)
  • 교류 전차선은 고전압 전기를 운반하기 때문에 인체에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서, 교류 전차선과 식물 사이의 이격거리는 인체가 접근할 가능성이 있는 거리보다 더 크게 설정되어야 합니다. KEC 규정에서는 이러한 위험을 최소화하기 위해 교류 전차선과 식물 사이의 이격거리를 5m 이상으로 규정하고 있습니다.
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94. 전체의 길이가 16m이고 설계하중이 6.8kN 초과 9.8kN 이하인 철근 콘크리트주를 논, 기타 지반이 연약한 곳 이외의 곳에 시설할 때, 묻히는 깊이를 2.5m보다 몇 cm 가산하여 시설하는 경우에는 기초의 안전율에 대한 고려없이 시설하여도 되는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 60%)
  • 기초의 안전율은 설계하중에 대한 안전성을 보장하기 위해 적용되는 것이므로, 묻히는 깊이가 2.5m보다 얼마나 깊게 되는지와는 무관합니다. 따라서, 묻히는 깊이가 2.5m보다 몇 cm 가산하여 시설하는 경우에도 기초의 안전율에 대한 고려는 필수적입니다. 따라서, 정답은 "30"입니다.
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95. KS C IEC 60364에서 전원의 한점을 직접 접지하고, 설비의 노출 도전성 부분을 전원 계통의 접지극과 별도로 전기적으로 독립하여 접지하는 방식은?

  1. TT 계통
  2. TN-C 계통
  3. TN-S 계통
  4. TN-CS 계통
(정답률: 54%)
  • TT 계통은 전원의 한점을 직접 접지하고, 설비의 노출 도전성 부분을 전원 계통의 접지극과 별도로 전기적으로 독립하여 접지하는 방식이기 때문에 정답입니다. TN-C 계통은 전원의 한점을 직접 접지하고, 설비의 노출 도전성 부분과 전원 계통의 접지극이 동일한 접지극으로 연결되는 방식입니다. TN-S 계통은 전원의 한점을 직접 접지하고, 설비의 노출 도전성 부분과 전원 계통의 접지극이 별도로 연결되는 방식입니다. TN-CS 계통은 TN-C 계통과 TN-S 계통의 결합형으로, TN-C 계통과 TN-S 계통의 장점을 모두 취하는 방식입니다.
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96. 옥내의 저압전선으로 애자사용 공사에 의하여 전개된 곳에 나전선의 사용이 허용되지 않는 경우는?

  1. 전기로용 전선
  2. 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설비한 장소에 시설하는 전선
  3. 제분 공장의 전선
  4. 전선의 피복 절연물이 부식하는 장소에 시설하는 전선
(정답률: 64%)
  • 제분 공장은 가루나 먼지 등이 많이 발생하는 환경이기 때문에 전선의 피복 절연물이 부식할 가능성이 높습니다. 따라서 나전선의 사용이 허용되지 않는 곳에 제분 공장의 전선을 사용하는 것은 안전상 위험하므로 허용되지 않습니다.
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97. 강관으로 구성된 철탑의 갑종풍압하중은 수직 투영면적 1m2에 대한 풍압을 기초로 하여 계산한 값이 몇 Pa 인가?

  1. 1255
  2. 1340
  3. 1560
  4. 2060
(정답률: 69%)
  • 갑판면적이 1m2인 철탑의 갑종풍압하중은 기압이 101325 Pa 일 때, 풍속이 1m/s 일 때의 풍압을 기준으로 계산된다. 이 값은 0.613 kPa 이므로, 1m2에 대한 풍압은 613 Pa 이다. 하지만, 강관으로 구성된 철탑의 경우 갑판면적보다 작은 단면적을 가지므로, 풍압이 증폭된다. 이 증폭된 값은 강관의 형태와 크기에 따라 다르므로, 문제에서 구체적으로 주어지지 않았다면 정확한 값을 계산할 수 없다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "1255"를 선택하는 것이 가장 합리적이다.
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98. 사용전압이 25kV 이하의 특고압 가공 전선로에는 전화 선로의 길이 12km마다 유도전류가 몇 μA를 넘지 않아야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 71%)
  • 특고압 가공 전선로에서는 전화 선로의 길이 12km마다 유도전류가 2μA를 넘지 않아야 한다. 이는 안전을 위한 규정으로, 유도전류가 일정 수준 이상이 되면 인체에 해로울 뿐만 아니라 전기기기에도 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 따라서 정답은 "2"이다.
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99. “고압 또는 특별고압의 기계기구, 모선 등을 옥외에 시설하는 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에 시설하는 울타리, 담 등의 높이는 ((ㄱ))m 이상으로 하고, 지표면과 울타리, 담 등의 하단사이의 간격은 ((ㄴ))cm 이하로 하여야 한다.” 에서 (ㄱ), (ㄴ)에 알맞은 것은?

  1. (ㄱ) 3, (ㄴ) 15
  2. (ㄱ) 2, (ㄴ) 15
  3. (ㄱ) 3, (ㄴ) 25
  4. (ㄱ) 2, (ㄴ) 25
(정답률: 56%)
  • (ㄱ)은 높이를 나타내는데, 고압 또는 특별고압의 기계기구, 모선 등을 옥외에 시설하는 곳에는 안전상의 이유로 2m 이상의 높이로 울타리, 담 등을 설치해야 한다. (ㄴ)은 지표면과 울타리, 담 등의 하단사이의 간격을 나타내는데, 이 간격은 15cm 이하로 해야 안전하다. 따라서 정답은 "(ㄱ) 2, (ㄴ) 15"이다.
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100. 발, 변전소의 주요 변압기에 시설하지 않아도 되는 계측장치는?

  1. 역률계
  2. 전압계
  3. 전력계
  4. 전류계
(정답률: 71%)
  • 역률계는 발전소나 변전소의 주요 변압기에 시설하지 않아도 되는 계측장치이다. 이는 역률계가 전력계와 달리 전압과 전류만으로 역률을 측정할 수 있기 때문이다. 따라서 발전소나 변전소의 주요 변압기에 시설하지 않아도 되어 편리하게 사용할 수 있다.
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