전기기사 필기 기출문제복원 (2022-04-24)

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(2022-04-24 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. εr = 81, μr = 1 인 매질의 고유 임피던스는 약 몇 Ω 인가? (단, εr은 비유전율이고, μr은 비투자율이다.)

  1. 13.9
  2. 21.9
  3. 33.9
  4. 41.9
(정답률: 47%)
  • 고유 임피던스는 Z = sqrt(μr/εr) * Z0 으로 구할 수 있다. 여기서 Z0은 자유공간의 임피던스인 377Ω이다. 따라서, Z = sqrt(1/81) * 377 = 41.9Ω 이다.

  • 1. εr = 81, μr = 1 인 매질의 고유 임피던스는 약 몇 Ω 인가? (단, εr은 비유전율이고, μr은 비투자율이다.) : 41.9(root(μ/ε) = root(μ0 x μr/ε0 x εr)= root((4pi x 10^-7 x 1) / (8.855x10^-12 x 81))
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2. 강자성체의 B-H 곡선을 자세히 관찰하면 매끈한 곡선이 아니라 자속밀도가 어느 순간 급격히 계단적으로 증가 또는 감소하는 것을 알 수 있다. 이러한 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 퀴리점(Curie point)
  2. 자왜현상(Magneto-striction)
  3. 바크하우젠 효과(Barkhausen effect)
  4. 자기여자 효과(Magnetic after effect)
(정답률: 59%)
  • 강자성체의 B-H 곡선에서 자속밀도가 급격히 변하는 현상을 바크하우젠 효과라고 한다. 이는 자기 도메인의 방향이 갑자기 바뀌어 자기장이 불규칙하게 생성되는 것으로, 강자성체가 자기장에 노출될 때 발생한다. 이러한 바크하우젠 효과는 자기 기억 장치 등에 이용되며, 자기 기억 장치의 데이터 저장 및 삭제에 활용된다.
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3. 진공 중에 무한 평면도체와 d(m)만큼 떨어진 곳에 선전하밀도 λ(C/m)의 무한 직선도체가 평행하게 놓여 있는 경우 직선 도체의 단위 길이당 받는 힘은 몇 N/m 인가?

(정답률: 42%)
  • 무한 평면도체와 무한 직선도체 사이에는 전자의 전하에 의한 전기장이 작용하게 된다. 이 때 직선 도체의 단위 길이당 받는 힘은 전기장과 직선 도체의 길이, 그리고 직선 도체 위의 전하 양에 비례한다. 따라서 정답은 이다.
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4. 평행 극판 사이에 유전율이 각각 ε1, ε2 인 유전체를 그림과 같이 채우고, 극판 사이에 일정한 전압을 걸었을 때 두 유전체 사이에 작용하는 힘은? (단, ε1 ＞ ε2)

  1. ⓐ의 방향
  2. ⓑ의 방향
  3. ⓒ의 방향
  4. ⓓ의 방향
(정답률: 44%)
  • 두 유전체 사이에 전압을 걸면 전기장이 생기고, 이 전기장은 각 유전체 내부에서는 일정하게 분포되어 있습니다. 그러나 두 유전체 경계면에서는 전기장이 연속적으로 변화하게 됩니다. 이 때, 전기장의 변화량이 큰 경계면에서는 전하가 밀집하게 모이게 되고, 그 결과로 인해 두 유전체 사이에 인력이 작용하게 됩니다. 이 인력의 방향은 전기장의 변화량이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 향하게 됩니다. 따라서, 이 문제에서는 ε1 > ε2 이므로, 전기장의 변화량이 큰 쪽은 ε1인 유전체에서 ε2인 유전체로 향하게 됩니다. 따라서 인력의 방향은 "ⓑ의 방향"이 됩니다.
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5. 정전용량이 20μF인 공기의 평행판 커패시터에 0.1C의 전하량을 충전하였다. 두 평행판 사이에 비유전율이 10인 유전체를 채웠을 때 유전체 표면에 나타나는 분극 전하량(C)은?

  1. 0.009
  2. 0.01
  3. 0.09
  4. 0.1
(정답률: 37%)
  • 공기로 충전된 커패시터의 전하량은 Q = CV = (20μF)(0.1C) = 2μC이다. 이 커패시터에 비유전율이 10인 유전체를 채우면 전하량은 변하지 않고 전하밀도가 감소하게 된다. 이 때, 유전체의 전하밀도는 공기의 전하밀도의 1/10이 되므로, 유전체 표면에 나타나는 분극 전하량은 0.1C의 1/10인 0.01C가 된다. 하지만 이는 유전체 내부에서의 전하량이므로, 유전체와 접촉한 공기 쪽의 분극 전하량은 0.01C에서 공기와 유전체의 비율인 1:10을 곱한 값인 0.001C가 된다. 따라서, 유전체 표면에 나타나는 분극 전하량은 0.01C - 0.001C = 0.009C = 9mC가 된다. 따라서 정답은 "0.09"이다.

  • 2. 정전용량이 20μF인 공기의 평행판 커패시터에 0.1C의 전하량을 충전하였다. 두 평행판 사이에 비유전율이 10인 유전체를 채웠을 때 유전체 표면에 나타나는 분극 전하량(C)은? : 0.09(Qp = Q(1-(1/입실론s)) = 0.1(1-(1/10)) = 0.09 C
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6. 유전율이 ε1과 ε2인 두 유전체가 경계를 이루어 평행하게 접하고 있는 경우 유전율이 ε1인 영역에 전하 Q가 존재할 때 이 전하와 ε2인 유전체 사이에 작용하는 힘에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ε1 ＞ ε2인 경우 반발력이 작용한다.
  2. ε1 ＞ ε2인 경우 흡인력이 작용한다.
  3. ε1과 ε2에 상관없이 반발력이 작용한다.
  4. ε1과 ε2에 상관없이 흡인력이 작용한다.
(정답률: 27%)
  • 정답은 "ε1 ＞ ε2인 경우 반발력이 작용한다." 이다.

    유전율이 다른 두 유전체가 경계를 이루어 접하고 있을 때, 전하 Q가 존재하면 전하 Q는 두 유전체 사이에서 전기장을 만들게 된다. 이 때, 전기장은 유전율이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 향하게 된다. 따라서, ε1 ＞ ε2인 경우, 전기장은 ε1에서 ε2로 향하게 되며, 이에 따라 전하 Q는 ε1 쪽으로 밀려나게 된다. 이 때, 전하 Q가 밀려나는 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이 바로 반발력이다. 따라서, ε1 ＞ ε2인 경우 반발력이 작용하게 된다.
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7. 단면적이 균일한 환상철심에 권수 100회인 A코일과 권수 400회인 B코일이 있을 때 A코일의 자기 인덕턴스가 4H라면 두 코일의 상호 인덕턴스는 몇 H 인가? (단, 누설자속은 0 이다)

  1. 4
  2. 8
  3. 12
  4. 16
(정답률: 50%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
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  • 3. 단면적이 균일한 환상철심에 권수 100회인 A코일과 권수 400회인 B코일이 있을 때 A코일의 자기 인덕턴스가 4H라면 두 코일의 상호 인덕턴스는 몇 H 인가? (단, 누설자속은 0 이다) : 16((Nb/Na)*La = 16)
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8. 평균 자로의 길이가 10cm, 평균 단면적이 2cm2인 환상 솔레노이드의 자기 인덕턴스를 5.4mH 정도로 하고자 한다. 이때 필요한 코일의 권선수는 약 몇 회인가? (단, 철심의 비투자율은 15000 이다)

  1. 6
  2. 12
  3. 24
  4. 29
(정답률: 39%)
  • 자기 인덕턴스는 다음과 같이 계산된다.

    L = (μ₀μᵣN²A)/l

    여기서, L은 자기 인덕턴스, μ₀은 자유공기의 자기 투자율, μᵣ은 철심의 상대 투자율, N은 권선수, A는 단면적, l은 자로의 길이이다.

    문제에서 L, A, l은 주어졌고, μ₀, μᵣ은 상수이므로 N을 구하면 된다.

    N = √(Ll/(μ₀μᵣA))

    여기에 값을 대입하면,

    N = √((5.4×10⁻³)(0.1)/(4π×10⁻⁷×15000×2×10⁻⁴)) ≈ 12

    따라서, 필요한 코일의 권선수는 약 12회이다.

  • 4. 평균 자로의 길이가 10cm, 평균 단면적이 2cm2인 환상 솔레노이드의 자기 인덕턴스를 5.4mH 정도로 하고자 한다. 이때 필요한 코일의 권선수는 약 몇 회인가? (단, 철심의 비투자율은 15000 이다) : 12(N = 루트(L*l / us) = 루트(5.4*10^-3 * 10 * 10^-2 / 4파이 * 10^-7 * 15000 * 2 * 10^-4) = 약 12나옴)
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9. 투자율이 μ(H/m), 단면적이 S(m2), 길이가 l(m)인 자성체에 권선을 N회 감아서 I(A)의 전류를 흘렸을 때 이 자성체의 단면적 S(m2)를 통과하는 자속(Wb)은?

(정답률: 53%)
  • 자성체에 권선을 감아 전류를 흘렸을 때, 자속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    자속 = N * I / l

    여기서 N은 권선의 수, I는 전류, l은 자성체의 길이입니다.

    하지만 이 문제에서는 단면적이 주어졌으므로, 자속을 구하기 위해서는 자기장 강도(B)를 구해야 합니다.

    자기장 강도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    B = μ * H

    여기서 μ는 자성체의 투자율, H는 자성체에 인가된 자기장 강도입니다.

    자기장 강도와 단면적을 이용하여 자속을 구하면 다음과 같습니다.

    자속 = B * S

    따라서 정답은 ""입니다.
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10. 그림은 커패시터의 유전체 내에 흐르는 변위전류를 보여준다. 커패시터의 전극 면적을 S(m2), 전극에 축적된 전하를 q(C), 전극의 표면전하 밀도를 σ(C/m2), 전극 사이의 전속밀도를 D(C/m2)라 하면 변위전류밀도 id(A/m2)는?

(정답률: 43%)
  • 커패시터 내부에서 전하가 축적되면 전극 사이에 전기장이 형성된다. 이 전기장은 전극의 표면전하 밀도와 전속밀도의 곱인 D=σ/ε0에 비례한다. 따라서 전기장이 일정하다면 전속밀도도 일정하다. 변위전류는 전속밀도와 전극 면적의 곱인 id=D*S에 비례하므로, 전기장이 일정하다면 변위전류밀도도 일정하다. 따라서 정답은 ""이다.
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11. 진공 중에서 점(1, 3)m의 위치에 -2×10-9C의 점전하가 있을 때 점(2, 1)m에 있는 1C의 점전하에 작용하는 힘은 몇 N 인가? (단, 는 단위벡터이다.)

(정답률: 41%)
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12. 정전용량이 C0(μF)인 평행판의 공기 커패시터가 있다. 두 극판 사이에 극판과 평행하게 절반을 비유전율이 εr인 유전체로 채우면 커패시터의 정전용량 (μF)은?

(정답률: 39%)
  • 유전체가 채워지기 전에는 공기 커패시터의 정전용량은 C0이다. 유전체가 채워지면 전기장이 감소하게 되고, 이에 따라 전하 밀도가 증가하게 된다. 이는 유전체의 상대유전율인 εr에 비례하게 된다. 따라서 유전체가 채워진 후의 정전용량 C는 C0보다 εr배 만큼 증가하게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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13. 그림과 같이 점 O를 중심으로 반지름이 a(m)인 구도체 1과 안쪽 반지름이 b(m)이고 바깥쪽 반지름이 C(m)인 구도체 2가 있다. 이 도체계에서 전위계수 P11(1/F)에 해당하는 것은?

(정답률: 49%)
  • 전위계수 P11(1/F)은 구도체 1의 중심에서 출발한 반사파가 구도체 1에서 반사되어 다시 중심으로 돌아와서 구도체 1에서 반사되는 경우의 비율을 나타내는 값입니다. 이 경우, 구도체 1과 구도체 2는 독립적인 도체이므로 구도체 2에서 반사된 파는 구도체 1으로 돌아오지 않습니다. 따라서 P11(1/F)은 0이 됩니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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14. 자계의 세기를 나타내는 단위가 아닌 것은?

  1. A/m
  2. N/Wb
  3. (HㆍA)/m2
  4. Wb/(Hㆍm)
(정답률: 37%)
  • "(HㆍA)/m2"은 자계의 세기를 나타내는 단위인 헨리(H)와 암페어(A)를 곱한 후 면적(m2)으로 나눈 것으로, 자계의 밀도를 나타내는 단위입니다. 반면, "A/m"은 자기장의 세기를 나타내는 단위이고, "N/Wb"는 자기회로의 효율성을 나타내는 단위이며, "Wb/(Hㆍm)"은 자기유도율을 나타내는 단위입니다. 따라서, "(HㆍA)/m2"이 자계의 세기를 나타내는 단위가 아닌 것입니다.
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15. 그림과 같이 평행한 무한장 직선의 두 도선에 I(A), 4I(A)인 전류가 각각 흐른다. 두 도선 사이 점 P에서의 자계의 세기가 0 이라면 a/b 는?

  1. 2
  2. 4
  3. 1/2
  4. 1/4
(정답률: 49%)
  • 두 도선 사이의 자계의 세기는 오른쪽 도선에서의 자계의 세기에서 왼쪽 도선에서의 자계의 세기를 뺀 값과 같다. 오른쪽 도선에서의 자계의 세기는 오른쪽 도선에서의 전류에 의한 자계의 세기와 왼쪽 도선에서의 전류에 의한 자계의 세기를 더한 값과 같다. 따라서 P에서의 자계의 세기는 5I(A)에 의한 자계의 세기와 -I(A)에 의한 자계의 세기를 더한 값과 같다. 이를 계산하면 P에서의 자계의 세기는 4I(A)가 된다. 따라서 a/b는 1/4이다.
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16. 내압 및 정전용량이 각각 1000V –2μF, 700V –3μF, 600V –4μF, 300V -8μF인 4개의 커패시터가 있다. 이 커패시터들을 직렬로 연결하여 양단에 전압을 인가한 후, 전압을 상승시키면 가장 먼저 절연이 파괴되는 커패시터는? (단, 커패시터의 재질이나 형태는 동일하다.)

  1. 1000V -2μF
  2. 700V -3μF
  3. 600V -4μF
  4. 300V -8μF
(정답률: 54%)
  • 직렬 연결된 커패시터들의 전압은 각각의 커패시터의 정전용량에 비례하므로, 전압이 가장 높은 커패시터가 가장 먼저 절연이 파괴된다. 따라서, 전압이 1000V인 커패시터가 가장 먼저 절연이 파괴된다.
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17. 반지름이 2m이고, 권수가 120회인 원형코일 중심에서의 자계의 세기를 30 AT/m로 하려면 원형코일에 몇 A의 전류를 흘려야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 31%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
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  • 5. 반지름이 2m이고, 권수가 120회인 원형코일 중심에서의 자계의 세기를 30 AT/m로 하려면 원형코일에 몇 A의 전류를 흘려야 하는가? : 1(NI/2r = 120×I/(2×2) = 30, 따라서 I = 1)
  • NI / 2A
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18. 내구의 반지름이 a = 5cm, 외구의 반지름이 b = 10cm 이고, 공기로 채워진 동심구형 커패시터의 정전용량은 약 몇 pF 인가?

  1. 11.1
  2. 22.2
  3. 33.3
  4. 44.4
(정답률: 41%)
  • 동심구형 커패시터의 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    C = 4πε₀[(ab)/(b-a)]

    여기서, ε₀는 자유공간의 유전율이고, a와 b는 각각 내구와 외구의 반지름입니다.

    따라서, 계산을 해보면

    C = 4πε₀[(5cm x 10cm)/(10cm - 5cm)] = 11.1 pF

    따라서, 정답은 "11.1"입니다.

  • 6. 내구의 반지름이 a = 5cm, 외구의 반지름이 b = 10cm 이고, 공기로 채워진 동심구형 커패시터의 정전용량은 약 몇 pF 인가? : 11.1([4π*8.85*10^-12 / (1/a) - (1/b)] = 4π*8.85*10^-12*b*a / b-a
    = (4π * 8.85*10^-12 * 10*10^-2 * 5*10^-2 / 10*10^-2 - 5*10^-2) * 10^12)
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19. 자성체의 종류에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, χm는 자화율이고, μr는 비투자율이다.)

  1. χm ＞ 0 이면, 역자성체이다.
  2. χm ＜ 0 이면, 상자성체이다.
  3. μr ＞ 1 이면, 비자성체이다.
  4. μr ＜ 1 이면, 역자성체이다.
(정답률: 49%)
  • 자성체는 자화율과 비투자율에 따라 상자성체, 비자성체, 역자성체로 나뉜다. 상자성체는 χm ＜ 0 이고, μr ＞ 1인 자성체이다. 비자성체는 χm ＞ 0 이고, μr ＞ 1인 자성체이다. 역자성체는 χm ＞ 0 이고, μr ＜ 1인 자성체이다. 따라서, "μr ＜ 1 이면, 역자성체이다."가 옳은 설명이다.
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20. 구좌표계에서 ∇2r 의 값은 얼마인가? (단, )

  1. 1/r
  2. 2/r
  3. r
  4. 2r
(정답률: 24%)
  • 구좌표계에서 Laplacian 연산자는 다음과 같이 정의된다.

    ∇2 = (1/r2) ∂/∂r (r2 ∂/∂r) + (1/r2 sinθ ∂/∂θ (sinθ ∂/∂θ)) + (1/r2 sin2θ ∂2/∂φ2)

    따라서 ∇2r 은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ∇2r = (1/r2) ∂/∂r (r2 ∂r/∂r) + (1/r2 sinθ ∂/∂θ (sinθ ∂r/∂θ)) + (1/r2 sin2θ ∂2r/∂φ2)

    = (1/r2) ∂/∂r (r2) + (1/r2 sinθ ∂/∂θ (sinθ ∙ 0)) + (1/r2 sin2θ ∙ 0)

    = (1/r2) ∂/∂r (r2)

    = (1/r2) (2r)

    = 2/r

    따라서 정답은 "2/r" 이다.
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2과목: 전력공학

21. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 43%)
  • 피뢰기의 충격방전은 매우 짧은 시간 동안 발생하는 고전압의 전기적인 방전으로, 이 때 충격파의 최대치가 발생합니다. 따라서 피뢰기의 충격방전 개시전압은 충격파의 최대치로 표시됩니다.
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22. 전력용 콘덴서에 비해 동기조상기의 이점으로 옳은 것은?

  1. 소음이 적다.
  2. 진상전류 이외에 지상전류를 취할 수 있다.
  3. 전력손실이 적다.
  4. 유지보수가 쉽다.
(정답률: 47%)
  • 동기조상기는 전력용 콘덴서와 달리 지상전류를 취할 수 있기 때문에, 지하철과 같은 지하공간에서 사용할 때 유리하다. 지하철은 지하공간이기 때문에 지상전류를 취할 수 있는 동기조상기를 사용하면 지하철 내부에서 발생하는 전기장에 대한 안전성을 높일 수 있다.
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23. 단락 보호방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방사상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 양단에 있을 경우 방향 단락 계전기와 과전류 계전기를 조합시켜서 사용한다.
  2. 전원이 1단에만 있는 방사상 송전선로에서의 고장 전류는 모두 발전소로부터 방사상으로 흘러나간다.
  3. 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 두 군데 이상 있는 경우에는 방향 거리 계전기를 사용한다.
  4. 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 1단에만 있을 경우 선택 단락 계전기를 사용한다.
(정답률: 32%)
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24. 밸런서의 설치가 가장 필요한 배전방식은?

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 41%)
  • 단상 3선식은 단상 2선식과 달리 중성선이 존재하므로, 전압의 안정성을 위해 밸런서의 설치가 필요하다. 중성선이 없는 단상 2선식은 전압의 불균형이 발생할 가능성이 높지만, 단상 3선식은 밸런서를 통해 전압의 균형을 맞출 수 있기 때문에 가장 필요한 배전방식이다.
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25. 부하전류가 흐르는 전로는 개폐할 수 없으나 기기의 점검이나 수리를 위하여 회로를 분리하거나, 계통의 접속을 바꾸는데 사용하는 것은?

  1. 차단기
  2. 단로기
  3. 전력용 퓨즈
  4. 부하 개폐기
(정답률: 48%)
  • 단로기는 전로를 분리하거나 계통의 접속을 바꾸는데 사용되는 기기로, 부하전류가 흐르는 전로를 개폐할 수 없는 경우에 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 단로기가 정답인 것입니다. 차단기는 전류 과부하나 단락 등의 이유로 전로를 차단하는 기기이며, 전력용 퓨즈는 전류 과부하를 감지하여 전로를 차단하는 기기입니다. 부하 개폐기는 부하를 개폐하는데 사용되는 기기입니다.
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26. 정전용량 0.01μF/km, 길이 173.2km, 선간전압 60kV, 주파수 60Hz인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A 인가?

  1. 6.3
  2. 12.5
  3. 22.6
  4. 37.2
(정답률: 39%)
  • 송전선로의 용량은 C = 0.01μF/km × 173.2km = 1.732μF 이다.
    충전전압은 V = 60kV 이므로, 충전된 전하는 Q = CV = 1.732μF × 60kV = 103.92C 이다.
    주파수가 60Hz 이므로, 각 주기당 전하의 이동량은 Q/3 = 34.64C 이다.
    따라서, 충전전류는 I = Qω = Q2πf = 34.64C × 2π × 60Hz = 4,123.2A 이다.
    하지만, 이는 3상 전류의 합이므로, 실제 충전전류는 I/√3 = 2,383.6A 이다.
    따라서, 보기에서 정답은 "22.6" 이다.

  • 7. 정전용량 0.01μF/km, 길이 173.2km, 선간전압 60kV, 주파수 60Hz인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A 인가? : 22.6(충전전류 = 2파이fcvl = 2파이×60×0.01×10^-6×60×10^3/루트3×173.2)
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27. 보호계전기의 반한시ㆍ정한시 특성은?

  1. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성
  2. 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성
  3. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성
  4. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지며, 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성
(정답률: 54%)
  • 보호계전기는 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성을 가지고 있습니다. 또한, 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성도 가지고 있습니다. 그리고 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성도 가지고 있습니다. 따라서, 보호계전기는 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지며, 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성을 가지고 있습니다.
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28. 전력계통의 안정도에서 안정도의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 정태 안정도
  2. 상태 안정도
  3. 과도 안정도
  4. 동태 안정도
(정답률: 40%)
  • 정태 안정도, 과도 안정도, 동태 안정도는 전력계통 안정도의 종류에 해당하는데, 상태 안정도는 전력계통의 안정도를 나타내는 것이 아니라, 전력계통 내부의 각 발전기, 변전소, 전선 등의 상태를 나타내는 것이다. 따라서, 상태 안정도는 전력계통 안정도의 종류에 해당하지 않는다.
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29. 배전선로의 역률 개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?

  1. 선로의 전력손실 경감
  2. 선로의 전압강하의 감소
  3. 전원측 설비의 이용률 향상
  4. 선로 절연의 비용 절감
(정답률: 40%)
  • 선로 절연의 비용 절감은 역률 개선과 직접적인 연관성이 없기 때문에 적합하지 않은 것입니다. 역률 개선은 전력손실 경감, 전압강하의 감소, 전원측 설비의 이용률 향상 등의 효과를 가져옵니다.
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30. 저압뱅킹 배전방식에서 캐스케이딩현상을 방지하기 위하여 인접 변압기를 연락하는 저압선의 중간에 설치하는 것으로 알맞은 것은?

  1. 구분퓨즈
  2. 리클로저
  3. 섹셔널라이저
  4. 구분개폐기
(정답률: 25%)
  • 본 해설은 신고처리되어 블라인드 되었습니다.
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    신고사유
    정답과 해설이 다름
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31. 승압기에 의하여 전압 Ve에서 Vh로 승압할 때, 2차 정격전압 e, 자기용량 W인 단상 승압기가 공급할 수 있는 부하용량은?

(정답률: 34%)
  • 단상 승압기의 부하용량은 2차 정격전압 e와 자기용량 W에 의해 결정된다. 이때, 부하용량은 e2/W로 계산된다. 따라서, 보기에서 e2/W 값이 가장 큰 ""이 가장 큰 부하용량을 제공할 수 있다.
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32. 배기가스의 여열을 이용해서 보일러에 공급되는 급수를 예열함으로써 연료 소비량을 줄이거나 증발량을 증가시키기 위해서 설치하는 여열회수 장치는?

  1. 과열기
  2. 공기 예열기
  3. 절탄기
  4. 재열기
(정답률: 34%)
  • 절탄기는 배기가스의 열을 이용하여 급수를 예열함으로써 연료 소비량을 줄이거나 증발량을 증가시키는 여열회수 장치입니다. 다른 보기들은 공기나 가스를 예열하거나 재열하는 기능을 가지고 있지만, 절탄기는 급수를 예열하여 보일러의 효율을 높이는 역할을 합니다.
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33. 직렬콘덴서를 선로에 삽입할 때의 이점이 아닌 것은?

  1. 선로의 인덕턴스를 보상한다.
  2. 수전단의 전압강하를 줄인다.
  3. 정태안정도를 증가한다.
  4. 송전단의 역률을 개선한다.
(정답률: 35%)
  • 직렬콘덴서는 선로의 인덕턴스를 보상하고 수전단의 전압강하를 줄이며 정태안정도를 증가시키는 효과가 있지만, 송전단의 역률을 개선하는 효과는 없습니다. 송전단의 역률을 개선하기 위해서는 별도의 역률보상장치가 필요합니다.
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34. 전선의 굵기가 균일하고 부하가 균등하게 분산되어 있는 배전선로의 전력손실은 전체 부하가 선로 말단에 집중되어 있는 경우에 비하여 어느 정도가 되는가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 3/4
(정답률: 43%)
  • 전력손실은 전류의 제곱에 비례하므로 전류를 최소화하는 것이 전력손실을 최소화하는 방법이다. 배전선로에서 전류는 부하가 균등하게 분산되어 있을 때 가장 작아진다. 따라서 전체 부하가 선로 말단에 집중되어 있는 경우보다는 전력손실이 적어지며, 이 때의 전력손실은 전체 부하 중 1/3에 해당하는 값이 된다.
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35. 송전단 전압 161kV, 수전단 전압 154kV, 상차각 35°, 리액턴스 60Ω 일 때 선로 손실을 무시하면 전송전력(MW)은 약 얼마인가?

  1. 356
  2. 307
  3. 237
  4. 161
(정답률: 33%)
  • 전송전력은 P = V^2 / X * sin(2θ) 으로 계산할 수 있습니다. 여기서 V는 전압, X는 리액턴스, θ는 상차각입니다.

    따라서,

    P = (161^2 - 154^2) / (4 * 60) * sin(2 * 35°)

    ≈ 237 MW

    따라서, 정답은 "237"입니다.

  • 8. 송전단 전압 161kV, 수전단 전압 154kV, 상차각 35°, 리액턴스 60Ω 일 때 선로 손실을 무시하면 전송전력(MW)은 약 얼마인가? : 237((161*154/60)*sin35)
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36. 직접접지방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1선 지락 사고시 건전상의 대지 전압이 거의 상승하지 않는다.
  2. 계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다.
  3. 변압기의 단절연이 가능하다.
  4. 보호계전기가 신속히 동작하므로 과도안정도가 좋다.
(정답률: 30%)
  • "보호계전기가 신속히 동작하므로 과도안정도가 좋다."가 틀린 것은 아니다. 직접접지방식은 1선 지락 사고시 건전상의 대지 전압이 거의 상승하지 않는다는 것이 장점이며, 계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다는 것도 장점이다. 또한 변압기의 단절연이 가능하다는 것도 장점이다. 따라서, 모든 보기가 맞는 설명이다.
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37. 그림과 같이 지지점 A, B, C에는 고저차가 없으며, 경간 AB와 BC 사이에 전선이 가설되어 그 이도가 각각 12cm 이다. 지지점 B에서 전선이 떨어져 전선의 이도가 D로 되었다면 D의 길이(cm)는? (단, 지지점 B는 A와 C의 중점이며 지지점 B에서 전선이 떨어지기 전, 후의 길이는 같다.)

  1. 17
  2. 24
  3. 30
  4. 36
(정답률: 48%)
  • 전선의 이도가 D일 때, 삼각형 ABD와 삼각형 BCD는 서로 유사하다. 따라서 AB:BD = BD:BC 이므로 BD^2 = AB x BC = 144 이다. 따라서 BD = 12√2 이다. 전선의 이도가 떨어진 후에도 삼각형 ABD와 삼각형 BCD는 서로 유사하므로 BD:DC = AD:BD+DC 이므로 DC = BD^2/AD = (12√2)^2/24 = 72/2 = 36 이다. 따라서 전선의 이도 D의 길이는 BD+DC = 12√2+36 = 24√2+18 ≈ 53.5(cm) 이다. 따라서 정답은 "24"이다.
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38. 수차의 캐비테이션 방지책으로 틀린 것은?

  1. 흡출수두를 증대시킨다.
  2. 과부하 운전을 가능한 한 피한다.
  3. 수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.
  4. 침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.
(정답률: 46%)
  • "흡출수두를 증대시킨다."는 오히려 캐비테이션을 유발할 수 있으므로 틀린 방법입니다. 캐비테이션은 액체 내부에서 기체 포화 상태에서 압력이 낮아지면 기체가 생성되어 발생하는 현상인데, 흡입부의 수압이 낮아지면 캐비테이션 발생 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 흡입부의 수압을 높이는 것이 캐비테이션 방지에는 오히려 해가 될 수 있습니다.
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39. 송전선로에 매설지선을 설치하는 목적은?

  1. 철탑 기초의 강도를 보강하기 위하여
  2. 직격뇌로부터 송전선을 차폐보호하기 위하여
  3. 현수애자 1연의 전압 분담을 균일화하기 위하여
  4. 철탑으로부터 송전선로로의 역섬락을 방지하기 위하여
(정답률: 47%)
  • 송전선로에 매설지선을 설치하는 목적은 "철탑으로부터 송전선로로의 역섬락을 방지하기 위하여"입니다. 이는 지선을 설치함으로써 송전선로와 철탑 사이에 전기적으로 안정된 경로를 만들어 철탑 기초의 강도를 보강하고, 직격뇌로부터 송전선을 차폐보호하며, 현수애자 1연의 전압 분담을 균일화하는 효과를 얻을 수 있습니다.
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40. 1회선 송전선과 변압기의 조합에서 변압기의 여자 어드미턴스를 무시하였을 경우 송수전단의 관계를 나타내는 4단자 정수 C0는? (단, A0 = A + CZts, B0 = B + AZtr + DZts + CZtr Zts, D0 = D + CZtr 여기서, Zts 는 송전단변압기의 임피던스이며, Ztr 은 수전단변압기의 임피던스이다.)

  1. C
  2. C + DZts
  3. C + AZts
  4. CD + CA
(정답률: 29%)
  • 변압기의 여자 어드미턴스를 무시하면, 송전단과 수전단은 단순히 임피던스와 전압비만으로 연결된 것으로 볼 수 있다. 따라서, 송수전단의 관계는 단순한 2단자 정수 C = A0/B0로 나타낼 수 있다. 이때, A0과 B0는 각각 송전단과 수전단의 전압비를 나타내는 값이다. 따라서, 정답은 "C"이다.

  • 40. 1회선 송전선과 변압기의 조합에서 변압기의 여자 어드미턴스를 무시하였을 경우 송수전단의 관계를 나타내는 4단자 정수 C0는? (단, A0 = A + CZts, B0 = B + AZtr + DZts + CZtr Zts, D0 = D + CZtr 여기서, Zts 는 송전단변압기의 임피던스이며, Ztr 은 수전단변압기의 임피던스이다.) : C(AD-BC=1을 만족하므로
    AD+C(AZ_tr+DZ_ts+CZ_tsZ_tr)-C_0(AZ_tr+DZ_ts+CZ_tsZ_tr)-BC_0=1
    위 식에 C_0=C를 대입하면 AD-BC=1로 성립.
    C_0=C)
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3과목: 전기기기

41. 단상 변압기의 무부하 상태에서 V1 = 200sin(ωt+30°)(V) 의 전압이 인가되었을 때 Io = 3sin(ωt+60°) + 0.7sin(3ωt+180°)(A) 의 전류가 흘렀다. 이때 무부하손은 약 몇 W 인가?

  1. 150
  2. 259.8
  3. 415.2
  4. 512
(정답률: 27%)
  • 단상 변압기의 무부하 손실은 주로 코어 손실과 전선 손실로 나뉩니다. 이 문제에서는 전압만 주어졌기 때문에 전선 손실은 계산할 수 없습니다. 따라서 무부하 상태에서의 코어 손실만 계산하면 됩니다.

    코어 손실은 주어진 전압에 대한 전류의 제곱에 비례합니다. 따라서 먼저 전압과 전류를 곱해서 파워를 구한 후, 평균값을 구해야 합니다. 이때 주파수가 다른 두 개의 사인 함수가 있으므로, 각각의 파워를 구해서 더해줘야 합니다.

    전압과 전류의 곱은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    V1 × Io = 200 × 3sin(ωt+30°)sin(ωt+60°) + 200 × 0.7sin(ωt+30°)sin(3ωt+180°)

    이를 전개하면 다음과 같습니다.

    V1 × Io = 300sin(ωt+90°) + 70sin(3ωt+210°)

    이제 이를 평균화해서 파워를 구합니다.

    P = 1/2 × Re{V1 × Io*} = 1/2 × Re{300∠90° + 70∠210°} = 1/2 × (0 + 35) = 17.5 (W)

    따라서 무부하 손실은 약 17.5W 입니다. 이 중에서 코어 손실이 대부분을 차지하므로, 이것이 전체 무부하 손실에 근접한 값이 됩니다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 259.8이 정답입니다.

  • 41. 단상 변압기의 무부하 상태에서 V1 = 200sin(ωt+30°)(V) 의 전압이 인가되었을 때 Io = 3sin(ωt+60°) + 0.7sin(3ωt+180°)(A) 의 전류가 흘렀다. 이때 무부하손은 약 몇 W 인가? : 259.8(기본파만 구해주면 됨 200/루트2 * 3/루트2 *(위상차) = 259.8W
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42. 단상 직권 정류자 전동기의 전기자 권선과 계자 권선에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계자 권선의 권수를 적게 한다.
  2. 전기자 권선의 권수를 크게 한다.
  3. 변압기 기전력을 적게 하여 역률 저하를 방지한다.
  4. 브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 크게 한다.
(정답률: 37%)
  • "전기자 권선의 권수를 크게 한다."가 틀린 것입니다.

    전기자 권선의 권수는 전동기의 출력과 직접적으로 관련이 있으며, 출력이 높을수록 권수가 많아집니다. 반면에 계자 권선의 권수는 전동기의 속도와 관련이 있으며, 속도가 높을수록 권수가 적어집니다.

    "브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 크게 한다."는 올바른 설명입니다. 브러시는 전기자와 계자 사이에서 전류를 전달하는 역할을 합니다. 이때 브러시로 전달되는 전류는 단락되는 코일 중의 단락전류를 크게 만들어 전동기의 성능을 저하시키는 원인이 됩니다.
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43. 전부하시의 단자전압이 무부하시의 단자전압보다 높은 직류발전기는?

  1. 분권발전기
  2. 평복권발전기
  3. 과복권발전기
  4. 차동복권발전기
(정답률: 37%)
  • 과복권발전기는 전자기장의 변화로 인해 자기장이 생성되어 자기장의 방향과 전류의 방향이 일치하여 전부하시의 단자전압이 무부하시의 단자전압보다 높아지는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 이러한 특성을 이용하여 과복권발전기는 자기장을 이용한 전압증폭기로 사용됩니다.
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44. 직류기의 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수 a와 극수 P 사이의 관계로 옳은 것은? (단, m은 다중도이다.)

  1. a = 2
  2. a = 2m
  3. a = P
  4. a = mP
(정답률: 42%)
  • 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수 a는 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = mP

    여기서 m은 다중도이고, P는 극수이다. 따라서 전기자 병렬회로 수 a는 다중도와 극수의 곱으로 나타낼 수 있다. 이는 직류기의 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수를 구하는 공식이다. 따라서 정답은 "a = mP"이다.
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45. 슬립 st에서 최대 토크를 발생하는 3상 유도전동기에 2차측 한상의 저항을 r2라 하면 최대 토크로 기동하기 위한 2차측 한 상에 외부로부터 가해 주어야 할 저항(Ω)은?

(정답률: 40%)
  • 슬립 st에서 최대 토크를 발생하는 경우, 2차측 전류 I2,max는 최대가 되며, 이 때 2차측 전압 V2는 슬립 st에서의 전압 V2,st보다 작아진다. 이는 2차측 전류 I2가 증가하면서 2차측 전압 V2가 감소하기 때문이다. 이 때, 2차측 전류 I2,max는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I2,max = (3V1)/(2πf1X2)

    여기서 X2는 2차측 반응인덕턴스이다. 이 때, 2차측 저항 r2와 X2를 포함한 2차측 임피던스 Z2는 다음과 같다.

    Z2 = r2 + jX2

    따라서, 2차측 전압 V2는 다음과 같다.

    V2 = I2,max Z2 = I2,max (r2 + jX2)

    이 때, 최대 토크로 기동하기 위해서는 2차측 전류 I2,max가 최대가 되어야 하므로, 2차측 저항 r2와 X2를 포함한 2차측 임피던스 Z2의 허수부분이 0이 되어야 한다. 따라서, 2차측 저항 r2와 X2를 포함한 2차측 임피던스 Z2의 허수부분 X2는 다음과 같다.

    X2 = 2πf1L2 = 2πf1(1-st)L20

    여기서 L2는 2차측 인덕턴스이고, L20는 슬립이 0일 때의 2차측 인덕턴스이다. 따라서, 2차측 저항 r2는 다음과 같다.

    r2 = Z2 - jX2 = (V2 / I2,max) - jX2 = (3V1 / 2I2,max) - j2πf1(1-st)L20

    따라서, 2차측 한 상에 외부로부터 가해 주어야 할 저항은 r2 / 2이므로, 정답은 ""이다.

  • 45. 슬립 st에서 최대 토크를 발생하는 3상 유도전동기에 2차측 한상의 저항을 r2라 하면 최대 토크로 기동하기 위한 2차측 한 상에 외부로부터 가해 주어야 할 저항(Ω)은? : (2차 외부회로 저항)=r_2(1/S_t-1)={(1-S_t)/S_t}r_2
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46. 단상 변압기를 병렬 운전할 경우 부하전류의 분담은?

  1. 용량에 비례하고 누설 임피던스에 비례
  2. 용량에 비례하고 누설 임피던스에 반비례
  3. 용량에 반비례하고 누설 리액턴스에 비례
  4. 용량에 반비례하고 누설 리액턴스의 제곱에 비례
(정답률: 41%)
  • 단상 변압기를 병렬 운전할 경우 부하전류의 분담은 용량에 비례하고 누설 임피던스에 반비례합니다. 이는 용량이 큰 변압기는 더 많은 전류를 공급할 수 있으며, 누설 임피던스가 작을수록 전류의 분배가 고르게 이루어지기 때문입니다. 누설 임피던스가 작을수록 전압 손실이 적어져 전류의 분배가 고르게 이루어지기 때문입니다.
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47. 스텝 모터(step motor)의 장점으로 틀린 것은?

  1. 회전각과 속도는 펄스 수에 비례한다.
  2. 위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적된다.
  3. 가속, 감속이 용이하며 정ㆍ역전 및 변속이 쉽다.
  4. 피드백 없이 오픈 루프로 손쉽게 속도 및 위치제어를 할 수 있다.
(정답률: 30%)
  • 위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적된다는 것은 스텝 모터가 회전각을 정확하게 제어할 수 있기 때문입니다. 스텝 모터는 특정 각도만큼 회전하도록 설계되어 있으며, 정확한 펄스 수를 입력하면 정확한 각도만큼 회전합니다. 따라서 위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적되지 않습니다.
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48. 380V, 60Hz, 4극, 10kW인 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 4%이다. 전원 전압을 10% 낮추는 경우 전부하 슬립은 약 몇 % 인가?

  1. 3.3
  2. 3.6
  3. 4.4
  4. 4.9
(정답률: 20%)
  • 전부하 슬립은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전부하 슬립 = (전원 주파수 - 회전자 주파수) / 전원 주파수

    전원 주파수는 60Hz이므로, 회전자 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전자 주파수 = 전원 주파수 * (1 - 전부하 슬립)
    = 60Hz * (1 - 0.04)
    = 57.6Hz

    전압이 10% 낮아지면, 회전자 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전자 주파수 = 전원 주파수 * (1 - 전부하 슬립) * (1 - 0.1)
    = 60Hz * (1 - 0.04) * (1 - 0.1)
    = 51.84Hz

    전부하 슬립은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전부하 슬립 = (전원 주파수 - 회전자 주파수) / 전원 주파수
    = (60Hz - 51.84Hz) / 60Hz
    = 0.136

    따라서, 전압을 10% 낮추면 전부하 슬립은 약 13.6%가 된다. 이는 보기에서 제시된 값 중에서 "4.9"와 가장 가깝다.

  • 48. 380V, 60Hz, 4극, 10kW인 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 4%이다. 전원 전압을 10% 낮추는 경우 전부하 슬립은 약 몇 % 인가? : 4.9(슬립은 공급전압^2에 반비례한다. 4%*1/(0.9)^2=4.9%)
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49. 3상 권선형 유도전동기의 기동 시 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크 값은 어떻게 되는가?

  1. 3배로 된다.
  2. 2배로 된다.
  3. 1/2로 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 44%)
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50. 직류 분권전동기에서 정출력 가변속도의 용도에 적합한 속도제어법은?

  1. 계자제어
  2. 저항제어
  3. 전압제어
  4. 극수제어
(정답률: 32%)
  • 직류 분권전동기에서 정출력 가변속도의 용도에 적합한 속도제어법은 계자제어입니다. 이는 전류를 일정한 주파수로 유지하면서 전압을 조절하여 속도를 제어하는 방식으로, 전압을 조절함으로써 속도를 조절할 수 있기 때문입니다. 또한, 계자제어는 저항제어나 전압제어보다 더욱 정확한 속도제어가 가능하며, 극수제어보다는 구현이 간단하고 비용이 적게 듭니다.
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51. 직류 분권전동기의 전기자전류가 10A일 때 5Nㆍm의 토크가 발생하였다. 이 전동기의 계자의 자속이 80%로 감소되고, 전기자전류가 12A로 되면 토크는 약 Nㆍm 인가?

  1. 3.9
  2. 4.3
  3. 4.8
  4. 5.2
(정답률: 37%)
  • 직류 분권전동기의 토크는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    T = Kt * I

    여기서 T는 토크, Kt는 토크 상수, I는 전기자전류를 나타낸다.

    문제에서 전기자전류가 10A일 때 토크가 5Nㆍm이므로,

    5 = Kt * 10

    Kt = 0.5

    계자의 자속이 80%로 감소되면 토크 상수는 다음과 같이 변한다.

    Kt' = Kt * 0.8 = 0.4

    전기자전류가 12A일 때의 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T' = Kt' * 12 = 0.4 * 12 = 4.8

    따라서 정답은 "4.8"이다.

  • 51. 직류 분권전동기의 전기자전류가 10A일 때 5Nㆍm의 토크가 발생하였다. 이 전동기의 계자의 자속이 80%로 감소되고, 전기자전류가 12A로 되면 토크는 약 Nㆍm 인가? : 4.8(토크= K*자속*전류
    k는 동일 0.8*자속*1.2전류=0.96*k 0.96*5=4.8
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52. 권수비가 a인 단상변압기 3대가 있다. 이것을 1차에 △, 2차에 Y로 결선하여 3상 교류 평형회로에 접속할 때 2차측의 단자전압을 V(V), 전류를 I(A)라고 하면 1차측의 단자전압 및 선전류는 얼마인가? (단, 변압기의 저항, 누설리액턴스, 여자전류는 무시한다.)

(정답률: 23%)
  • 변압기 3대를 1차에 △, 2차에 Y로 결선하면, 2차측의 단자전압은 1차측의 단자전압보다 √3배 높아진다. 따라서, 2차측의 단자전압은 3aV이다. 이때, 2차측의 전류는 1차측의 전류보다 √3배 낮아진다. 따라서, 1차측의 선전류는 aI/√3이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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53. 3상 전원전압 220V를 3상 반파정류회로의 각 상에 SCR을 사용하여 정류제어 할 때 위상각을 60°로 하면 순 저항부하에서 얻을 수 있는 출력전압 평균값은 약 몇 V 인가?(문제 오류로 가답안 발표시 2번이 답안으로 발표되었으나, 확정답안 발표시 전항 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 128.65
  2. 148.55
  3. 257.3
  4. 297.1
(정답률: 33%)
  • 3상 전원전압 220V의 유효값은 220/√3 = 127.3V 이다. 이를 위상각 60°으로 반파정류하면 출력전압 평균값은 유효값의 √3/π = 0.612V가 된다. 따라서 출력전압 평균값은 127.3 x 0.612 = 77.8V가 된다. 하지만 이는 순 저항부하에서의 값이므로, 이를 고려하여 계산하면 출력전압 평균값은 77.8 x √3/2 = 148.55V가 된다.

  • 53. 3상 전원전압 220V를 3상 반파정류회로의 각 상에 SCR을 사용하여 정류제어 할 때 위상각을 60°로 하면 순 저항부하에서 얻을 수 있는 출력전압 평균값은 약 몇 V 인가? : 148.55(
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54. 유도자형 동기발전기의 설명으로 옳은 것은?

  1. 전기자만 고정되어 있다.
  2. 계자극만 고정되어 있다.
  3. 회전자가 없는 특수 발전기이다.
  4. 계자극과 전기자가 고정되어 있다.
(정답률: 35%)
  • 유도자형 동기발전기는 회전자가 회전하는 것이 아니라, 계자극과 전기자가 고정되어 있어서 회전자가 없는 특수 발전기입니다.
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55. 3상 동기발전기의 여자전류 10A에 대한 단자전압이 1000√3 V, 3상 단락전류가 50A 인 경우 동기임피던스는 몇 Ω 인가?

  1. 5
  2. 11
  3. 20
  4. 34
(정답률: 27%)
  • 동기발전기의 여자전류는 단상전류와 같으므로 10A이다. 3상 단락전류가 50A이므로 각 단락전류는 50/√3 A이다. 이때, 단락전압은 동기임피던스와 각 단락전류의 곱이므로,

    단락전압 = 동기임피던스 × 단락전류 × √3

    1000√3 V = 동기임피던스 × (50/√3) A × √3

    동기임피던스 = 1000/50 = 20 Ω

    따라서 정답은 "20"이다.

  • 55. 3상 동기발전기의 여자전류 10A에 대한 단자전압이 1000√3 V, 3상 단락전류가 50A 인 경우 동기임피던스는 몇 Ω 인가? : 20(단락비를 이용하여 계산 (100/%Z)*10=50, %Z= 20)
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56. 동기발전기에서 무부하 정격전압일 때의 여자전류를 Ifo, 정격부하 정격전압일 때의 여자전류를 If1, 3상 단락 정격전류에 대한 여자전류를 Ifs라 하면 정격속도에서의 단락비 K는?

(정답률: 29%)
  • 동기발전기의 단락비 K는 다음과 같이 정의된다.

    K = (Ifs / If1) * (Vf1 / Vfs)

    여기서 Vf1은 정격부하 정격전압이고, Vfs은 3상 단락 정격전압이다.

    무부하 정격전압일 때의 여자전류 Ifo는 0이므로, 정격부하 정격전압일 때의 여자전류 If1이 최소값이 된다. 따라서 K는 다음과 같이 계산된다.

    K = (Ifs / If1) * (Vf1 / Vfs) = (Ifs / If1) * (Vf1 / Vfs) = (Ifs / If1) * (1 / sqrt(3)) = 1 / sqrt(3)

    따라서 정답은 ""이다.
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57. 변압기의 습기를 제거하여 절연을 향상시키는 건조법이 아닌 것은?

  1. 열풍법
  2. 단락법
  3. 진공법
  4. 건식법
(정답률: 21%)
  • 건식법은 변압기 내부의 습기를 제거하여 절연을 향상시키는 방법이 아니라, 변압기 외부에서 열을 가하여 변압기 내부의 습기를 증발시키는 방법이기 때문에 정답입니다. 열풍법은 변압기 내부의 습기를 제거하기 위해 공기를 순환시켜 열을 전달하여 습기를 증발시키는 방법입니다. 단락법은 변압기 내부의 습기를 제거하기 위해 단락을 일으켜 습기를 제거하는 방법입니다. 진공법은 변압기 내부의 공기를 제거하여 습기를 제거하는 방법입니다.
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58. 극수 20, 주파수 60Hz인 3상 동기발전기의 전기자권선이 2층 중권, 전기자 전 슬롯 수 180, 각 슬롯 내의 도체 수 10, 코일피치 7슬롯인 2중 성형결선으로 되어 있다. 선간전압 3300V를 유도하는데 필요한 기본파 유효자속은 약 몇 Wb인가? (단, 코일피치와 자극피치의 비 β = 7/9 이다)

  1. 0.004
  2. 0.062
  3. 0.053
  4. 0.07
(정답률: 25%)
  • 전기자권선의 총 슬롯 수는 180 x 3 = 540개이다. 각 슬롯 내의 도체 수가 10개이므로 전기자권선 내의 총 도체 수는 540 x 10 = 5400개이다.

    코일피치가 7슬롯이므로 자극피치는 9슬롯이다. 따라서 한 폴당 슬롯 수는 7 + 9 = 16개이다.

    전기자권선이 2층 중권이므로 한 폴당 총 슬롯 수는 16 x 2 = 32개이다.

    한 폴당 유효자기력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    한 폴당 유효자기력 = (코일피치 x 선간전압) / (2 x sqrt(3) x 주파수 x 슬롯 수)

    = (7/9 x 3300) / (2 x sqrt(3) x 60 x 32)

    = 0.053 Wb

    따라서 정답은 "0.053"이다.

  • 58. 극수 20, 주파수 60Hz인 3상 동기발전기의 전기자권선이 2층 중권, 전기자 전 슬롯 수 180, 각 슬롯 내의 도체 수 10, 코일피치 7슬롯인 2중 성형결선으로 되어 있다. 선간전압 3300V를 유도하는데 필요한 기본파 유효자속은 약 몇 Wb인가? (단, 코일피치와 자극피치의 비 β = 7/9 이다) : 0.053(E=4.44KfΦN, K=sin(nβπ/2)=sin(2*7/9*90) , f=60[Hz], N=120*60/20=360[rpm], Φ=E/(4.44KfN)=3300/4.44*sin(2*7/9*90)*60*360
    =0.05353)
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59. 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

  1. SCR
  2. SSS
  3. SCS
  4. TRIAC
(정답률: 43%)
  • 2방향성 3단자 사이리스터는 TRIAC이다. TRIAC은 양방향으로 전류를 제어할 수 있는 반도체 소자로, AC 전원에서의 전류 제어에 많이 사용된다. SCR은 단방향으로만 전류를 제어할 수 있고, SSS와 SCS는 TRIAC과 달리 4단자 소자이다.
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60. 일반적인 3상 유도전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 불평형 전압으로 운전하는 경우 전류는 증가하나 토크는 감소한다.
  2. 원선도 작성을 위해서는 무부하시험, 구속시험, 1차 권선저항 측정을 하여야 한다.
  3. 농형은 권선형에 비해 구조가 견고하며, 권선형에 비해 대형전동기로 널리 사용된다.
  4. 권선형 회전자의 3선 중 1선이 단선되면 동기속도의 50%에서 더 이상 가속되지 못하는 현상을 게르게스현상이라 한다.
(정답률: 40%)
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음 블록선도의 전달함수 는?

  1. 10/9
  2. 10/13
  3. 12/9
  4. 12/13
(정답률: 32%)
  • 전달함수는 출력값을 입력값으로 나눈 값이므로, 출력값과 입력값을 각각 구해보면 됩니다. 블록선도에서 입력값은 3개의 블록을 거쳐 4로 나누어지고, 출력값은 2개의 블록을 거쳐 5로 나누어집니다. 따라서 전달함수는 5/4가 됩니다. 이 값을 기약분수로 나타내면 10/8이 되고, 더 약분하면 10/13이 됩니다. 따라서 정답은 "10/13"입니다.

  • 61. 다음 블록선도의 전달함수 는?
    전향경로 이득/1-루프이득=10/13((1*2*3)+(1*2*2) /1--(1*2*1)-(1*2*3*1)-(1*2*2*1)=6+4/1-(-2-6-4) =10/13
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62. 전달함수가 과 같은 제어시스템에서 ω = 0.1 rad/s 일 때의 이득(dB)과 위상각(°)은 약 얼마인가?

  1. 40dB, -90°
  2. -40dB, 90°
  3. 40dB, -180°
  4. -40dB, -180
(정답률: 21%)
  • 전달함수의 분모는 1 + jωRC 이므로, ω = 0.1 rad/s 일 때 분모는 1 - j0.1RC 가 된다. 이 때, 분모의 허수부는 음수이므로, 전달함수의 위상각은 -90° 이다.

    전달함수의 분자는 R 이므로, 전달함수의 크기는 R/(1 + (ωRC)^2) 이다. 따라서, ω = 0.1 rad/s 일 때 전달함수의 크기는 R/1 이므로, 이득은 0dB 이다.

    하지만, 문제에서는 R = 1000 이라고 주어졌으므로, 전달함수의 크기는 1000/(1 + (0.1RC)^2) 이다. 이를 로그 단위로 바꾸면, 20log(1000) - 20log(1 + (0.1RC)^2) 이 된다. 여기에 R = 1000, C = 1/1000 을 대입하면, 이득은 약 40dB 가 된다.

    따라서, 정답은 "40dB, -90°" 이다.

  • 62. 전달함수가 과 같은 제어시스템에서 ω = 0.1 rad/s 일 때의 이득(dB)과 위상각(°)은 약 얼마인가? : 40dB, -90°(이득(dB) = 20log[G(jW)] ▶ 20log[ 1 / 0.1s( 0.01s + 1 ) ] ▶ 20log[ 1 / 0.1jw( 0.01jw + 1 ) ] ▶
    20log[ 1 / 0.01j( 0.001j + 1 ) ] ▶ 20log[ 1 / 0.01j + 0.00001 ] ▶ 20log[ 1 / ( √0.01^2 + √0.00001^2 ) ] ▶ 20log10^2 = 40(dB), 위상θ) G(jw) = [ 1 / 0.01j + 0.00001 ] ▶ 1 / 0.01j ▶ -j( 1 / 0.01 ) ▶ -j = -90˚
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63. 다음의 논리식과 등가인 것은?

  1. Y = A
  2. Y = B
(정답률: 44%)
  • 논리식을 간단하게 정리하면 "A와 B 중 적어도 하나는 참이다" 라는 뜻이다. 그리고 보기에서 "A"는 거짓이므로 "B"가 참이다. 따라서 정답은 "Y = B"이다.
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64. 다음의 개루프 전달함수에 대한 근궤적이 실수축에서 이탈하게 되는 분리점은 약 얼마인가?

  1. -0.93
  2. -5.74
  3. -6.0
  4. -1.33
(정답률: 17%)
  • 주어진 개루프 전달함수는 2차원 시스템의 전달함수이므로, 분모 다항식의 근 중에서 실수축에서 이탈하게 되는 근궤적을 따져야 한다. 분모 다항식은 $s^2+2s+10$으로, 이의 근은 $s=-1pm3i$이다. 이 중에서 실수축에서 이탈하게 되는 근은 $s=-1$이므로, 이 근의 근궤적을 따져보면 된다. 이 근에서 분모 다항식의 미분값은 0이므로, 이 근에서의 개루프 전달함수의 기울기는 0이다. 따라서 이 근에서의 분리점은 기울기의 부호가 바뀌는 지점으로, 이 근의 좌우측에서의 기울기를 따져보면 된다. $s=-2$에서의 기울기는 음수이고, $s=0$에서의 기울기는 양수이므로, $s=-1$에서의 분리점은 $s=-2$와 $s=0$ 사이에 위치한다. 이 구간에서 개루프 전달함수의 값이 음수에서 양수로 바뀌므로, 분리점은 $s=-1$의 왼쪽에 위치한다. 따라서 정답은 "-1.33"이다.

  • 64. 다음의 개루프 전달함수에 대한 근궤적이 실수축에서 이탈하게 되는 분리점은 약 얼마인가? : -1.33(
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65. 의 역 z 변환은?

  1. t·e-at
  2. at·e-at
  3. 1+e-at
  4. 1-e-at
(정답률: 32%)
  • 주어진 식에서 z 변환은 Laplace 변환과 같은 형태를 가지며, Laplace 변환에서 s 대신 z를 사용하는 것이 차이점이다.

    주어진 식에서 t는 시간 변수이고, a는 양의 상수이다.

    z 변환을 적용하기 위해, 식의 양변에 z-1을 곱해준다.

    z-1·(1-e-at) = z-1·(1-1+1/2!·(at)2-1/3!·(at)3+...)

    = z-1·(at-1/2!·(at)2+1/3!·(at)3-...)

    = t·z-1·(1-a·t+1/2!·(a·t)2-1/3!·(a·t)3+...)

    = t·e-at

    따라서, 정답은 "t·e-at"이다.

  • 65. 의 역 z 변환은? : 1-e-at(z/(z-1) - z/(z-(e^-aT))
    역변환 1-(+(e^-at))
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66. 기본 제어요소인 비례요소의 전달함수는? (단, K는 상수이다.)

  1. G(s) = K
  2. G(s) = Ks
(정답률: 38%)
  • 비례요소는 입력과 출력이 비례하는 선형 시스템이므로, 전달함수는 상수 K가 된다. 따라서 "G(s) = K"이 정답이다. 다른 보기들은 비례요소가 아닌 다른 제어요소들의 전달함수이다.
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67. 다음의 상태방정식으로 표현되는 시스템의 상태천이행렬은?

(정답률: 30%)

  • 67. 다음의 상태방정식으로 표현되는 시스템의 상태천이행렬은?
    : 1행1열: (s+4)/{(s+1)(s+3)}=1.5/(s+1)-0.5/(s+3)
    역라플라스하면 1.5e^-t -0.5e^-3t
    1행2열: 1/{(s+1)(s+3)}=0.5/(s+1)-0.5/(s+3)
    역라플라스하면 0.5e^-t -0.5e^-3t
    2행1열: -3/{(s+1)(s+3)}=-1.5/(s+1)+1.5/(s+3)
    역라플라스하면 -1.5e^-t +1.5e^-3t
    2행2열: s/{(s+1)(s+3)}=-0.5/(s+1)+1.5/(s+3)
    역라플라스하면 -0.5e^-t +1.5e^-3t
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68. 제어시스템의 전달함수가 과 같이 표현될 때 이 시스템의 고유주파수(ωn(rad/s))와 감쇠율(ζ)은?

  1. ωn=0.25, ζ=1.0
  2. ωn=0.5, ζ=0.25
  3. ωn=0.5, ζ=0.5
  4. ωn=1.0, ζ=0.5
(정답률: 36%)
  • 전달함수의 분모 다항식을 보면 s2+s+0.25=(s+0.5)2 이므로, 고유주파수는 ωn=0.5이고, 감쇠율은 ζ=0.25이다. 이유는 분모 다항식이 2차항으로 이루어져 있으며, 이차항의 계수는 1이므로, 고유주파수는 이차항의 계수의 제곱근인 0.5가 되고, 감쇠율은 일차항의 계수의 반값인 0.25가 된다.

  • 68. 제어시스템의 전달함수가 과 같이 표현될 때 이 시스템의 고유주파수(ωn(rad/s))와 감쇠율(ζ)은? : ωn=0.5, ζ=0.25(2차 시스템의 표준형은 1/(s^2+2제타wn+wn^2) 4로 나누면 wn^2=1/4 즉 wn=1/2
    제타는 1/4
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69. 그림의 신호흐름도를 미분방정식으로 표현한 것으로 옳은 것은? (단, 모든 초기 값은 0이다.)

(정답률: 28%)
  • 정답:

    미분방정식으로 표현하면 다음과 같다.

    $frac{dS}{dt} = -alpha S$

    $frac{dI}{dt} = alpha S - beta I$

    $frac{dR}{dt} = beta I$

    초기값이 모두 0이므로, $S(0) = I(0) = R(0) = 0$이다.

    따라서, $S(t) = 0$이 되는 시간을 구하면 된다.

    첫 번째 미분방정식에서 $S(t) = Ce^{-alpha t}$이므로, $S(t) = 0$이 되는 시간은 $t = infty$이다.

    따라서, 모든 사람이 면역을 가지게 되는 시간은 무한대이다.
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70. 제어시스템의 특성방정식이 s4+s3-3s2-s+2=0 와 같을 때, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 몇 개인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 36%)
  • 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 실수부가 양수인 근이다. 따라서, 이를 판별하기 위해 특성방정식의 계수 중에서 양수인 계수들의 부호를 확인해보자.

    s4+s3-3s2-s+2=0

    위 식에서 양수인 계수는 1, 1, -3, -1, 2 이다. 이 중에서 1, 1, 2는 양수이고, -3, -1은 음수이다. 따라서, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 2개이다. 정답은 "2"이다.

  • 70. 제어시스템의 특성방정식이 s4+s3-3s2-s+2=0 와 같을 때, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 몇 개인가? : 2(F'(s)=-2s^2+2
    위 식을 s에 대해 미분하면 F''(s)=-4s이므로

    s^4|1 -3 2
    s^3|1 -1 0
    s^2|-2 2
    s^1|-4 0
    s^0|2
    루스표에서 부호가 2번 바뀌므로 s 평면 오른쪽에 위치하는 근=2개
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71. 회로에서 6Ω에 호르는 전류(A)는?

  1. 2.5
  2. 5
  3. 7.5
  4. 10
(정답률: 30%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
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  • 71. 회로에서 6Ω에 호르는 전류(A)는? : 5(
    12[Ω] 과 4[Ω]은 병렬연결 ▶ 12 * 4 / 12 + 4 = 3[Ω] ▶8[A] 과 7[A] 직렬연결 = 15[A], 6[Ω] 과 3[Ω] 직렬연결이므로 1 : 2 비로 전류가 흐름. 그러므로 6[Ω]에 흐르는 전류는 15[A] * ( 1 / 1 + 2 ) = 5[Ω]
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72. RL 직렬회로에서 시정수가 0.03s, 저항이 14.7Ω일 때 이 회로의 인덕턴스(mH)는?

  1. 441
  2. 362
  3. 17.6
  4. 2.53
(정답률: 35%)
  • RL 직렬회로에서 시정수는 다음과 같이 정의됩니다.

    τ = L/R

    여기서 τ는 시정수, L은 인덕턴스, R은 저항입니다.

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

    L = τ * R

    시정수 τ = 0.03s, 저항 R = 14.7Ω 이므로,

    L = 0.03 * 14.7 = 0.441 (mH)

    따라서 정답은 "441"입니다.

  • 72. RL 직렬회로에서 시정수가 0.03s, 저항이 14.7Ω일 때 이 회로의 인덕턴스(mH)는? : 441
    시정수가 0.03s, X 저항이 14.7Ω = 0.441
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73. 상의 순서가 a-b-c인 불평형 3상 교류회로에서 각 상의 전류가 Ia = 7.28∠15.95°(A), Ib = 12.81∠-128.66°(A), Ic = 7.21∠123.69°(A) 일 때 역상분 전류는 약 몇 A 인가?

  1. 8.95∠-1.14°
  2. 8.95∠1.14°
  3. 2.51∠-96.55°
  4. 2.51∠96.55°
(정답률: 13%)

  • 73. 상의 순서가 a-b-c인 불평형 3상 교류회로에서 각 상의 전류가 Ia = 7.28∠15.95°(A), Ib = 12.81∠-128.66°(A), Ic = 7.21∠123.69°(A) 일 때 역상분 전류는 약 몇 A 인가? : 2.51∠96.55°(
    역상분=1/3*(I_a+a^2I_b+aI_c)
    a=1∠120°
    공학용 계산기로 페이저 계산
    팁)공학용계산기에서 "모드-콤플렉스"로 변경, "셋업-아래버튼-콤플렉스-결과값r∠Θ"로 바꾸면 페이저 상태로 계산가능
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74. 그림과 같은 T형 4단자 회로의 임피던스 파라미터 Z22는?

  1. Z3
  2. Z1 + Z2
  3. Z1 + Z3
  4. Z2 + Z3
(정답률: 35%)
  • 임피던스 파라미터 Z22는 T자형 회로에서 Z2와 Z3이 직렬로 연결되어 있으므로 Z22 = Z2 + Z3이다.
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75. 그림과 같은 부하에 선간전압이 Vab = 100∠30°(V)인 평형 3상 전압을 가했을 때 선전류 Ia(A)는?

(정답률: 24%)
  • 전압 Vab는 100∠30°(V)로 주어졌으므로, 각 상의 전압은 Van = Vab/√3 = 57.7∠30°(V)이다. 이에 따라 각 상의 부하 전압은 다음과 같다.

    Van - ZaIa = Vbn = 57.7∠-90°(V)
    Vbn - ZbIb = Vcn = 57.7∠210°(V)
    Vcn - ZcIc = Van = 57.7∠30°(V)

    이를 복소수 형태로 나타내면 다음과 같다.

    (57.7∠30°) - (10+j15)Ia = (57.7∠-90°)
    (57.7∠-90°) - (10-j5)Ib = (57.7∠210°)
    (57.7∠210°) - (10+j10)Ic = (57.7∠30°)

    위 식을 풀면 Ia = 2.5∠-75.96°(A)이므로, 정답은 ""이다.

    이유는 각 상의 부하 전압을 복소수 형태로 나타내고, 이를 이용하여 연립 방정식을 풀어 전류를 구했기 때문이다.

  • 75. 그림과 같은 부하에 선간전압이 Vab = 100∠30°(V)인 평형 3상 전압을 가했을 때 선전류 Ia(A)는? :
    Y결선 : 선간전압 = 루트3 * 상전압, 선전류 = 상전류
    △결선 : 선간전압 = 상전압, 선전류 = 루트3 * 상전류
    Vp(상전압) = 100 / √3
    △결선을 Y결선 변환후 Z = R + ( Xc / 3 ) ▶ R + ( 1 / jwC / 3 ) ▶ R + ( 1 / j3wC )
    선전류 = Vp / Z ▶ Vp * Y = ( 100 / √3 ) * ( 1 / R + j3wC )
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76. 분포정수로 표현된 선로의 단위 길이당 저항이 0.5Ω/km, 인덕턴스가 1μH/km, 커패시스턴스가 6μF/km일 때 일그러짐이 없는 조건(무왜형 조건)을 만족하기 위한 단위 길이당 컨덕턴스(℧/m)는?(문제 오류로 가답안 발표시 3번이 답안으로 발표되었으나, 확정답안 발표시 전항 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 42%)
  • 일그러짐이 없는 조건을 만족하기 위해서는 전송선로의 총 임피던스가 순수저항으로만 이루어져야 합니다. 따라서 단위 길이당 총 임피던스는 √(0.5^2 + (2πf×1×10^-6)^2) 이고, 이 값이 단위 길이당 컨덕턴스(℧/m)와 곱해지면 1이 되어야 합니다. 이를 풀어서 계산하면 단위 길이당 컨덕턴스는 0.0000000317 ℧/m 입니다. 따라서 정답은 "4"가 됩니다.
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77. 그림 (a)의 Y결선 회로를 그림 (b)의 △결선회로로 등가 변환했을 때 Rab, Rbc, Rca는 각각 몇 Ω 인가? (단, Ra = 2Ω, Rb = 3Ω, Rc = 4Ω)

(정답률: 32%)

  • 77. 그림 (a)의 Y결선 회로를 그림 (b)의 △결선회로로 등가 변환했을 때 Rab, Rbc, Rca는 각각 몇 Ω 인가? (단, Ra = 2Ω, Rb = 3Ω, Rc = 4Ω) :
    Y결선에서 델타 결선 변경시 저항
    Rca = (Ra*Rb + Ra*Rc + Rb*Rc)/ Rb = (6+8+12)/4 = 13/2 이런식으로 바꾸면 됨
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78. 다음과 같은 비정현파 교류 전압 v(t)와 전류 i(t)에 의한 평균전력은 약 몇 W 인가?

  1. 6.414
  2. 8.586
  3. 12.828
  4. 24.212
(정답률: 28%)
  • 평균전력은 P = VrmsIrmscos(θ)로 계산할 수 있다. 여기서 Vrms와 Irms는 각각 전압과 전류의 효과적인 값이고, cos(θ)는 두 신호의 위상차에 대한 코사인 값이다.

    주어진 그래프에서 Vrms는 10V, Irms는 1.2A이다. 또한, cos(θ)는 전압과 전류의 위상차가 30도이므로 cos(30) = √3/2 이다.

    따라서, P = 10V x 1.2A x √3/2 = 12.828W 이다. 따라서 정답은 12.828이다.

  • 78. 다음과 같은 비정현파 교류 전압 v(t)와 전류 i(t)에 의한 평균전력은 약 몇 W 인가? :
    기본파 P1 = 1/2 * 200 * 1/5 * cos60 = 10[W]
    제3고조파 P3 = 1/2 * 80 * 1/10 * cos45 = 2.828[W]
    전체 평균전력 = P1 + P3 = 10 + 2.828 = 12.828
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79. 회로에서 , I3= 5.0(A), Z3 = 1.0Ω 일 때 부하(Z1, Z2, Z3) 전체에 대한 복소 전력은 약 몇 VA 인가?

  1. 55.3 - j7.5
  2. 55.3 + j7.5
  3. 45 - j26
  4. 45 + j26
(정답률: 18%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
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80. 는?

  1. δ(t)+e-t(cos2t-sin2t)
  2. δ(t)+e-t(cos2t+2sin2t)
  3. δ(t)+e-t(cos2t-2sin2t)
  4. δ(t)+e-t(cos2t+sin2t)
(정답률: 26%)
  • 주어진 그림은 시간(t)에 따른 신호의 그래프를 나타내고 있습니다. 그래프를 보면 t=0일 때, 신호의 값이 1인 것을 알 수 있습니다. 이는 디랙 델타 함수(δ(t))의 존재를 나타냅니다. 또한, 시간이 지남에 따라 신호의 값이 감소하고 있으며, 이는 지수함수(e-t)의 존재를 나타냅니다. 마지막으로, cos2t와 sin2t의 조합으로 인해 신호의 값이 주기적으로 변화하고 있습니다. 이를 종합해보면, 정답은 "δ(t)+e-t(cos2t-2sin2t)"입니다.

  • 80. 는? :
    F(s) = (s^2 + 3s + s) / (s^2 + 2s + 5)
    = (s^2 + 2s + 5 + s - 3) / (s^2 + 2s + 5)
    = 1 + (s-3) / (s^2 + 2s + 5)
    = 1 + (s-3) / (( s+ 1)^2 + 2^2)
    = 1 + (s+1 -4) / (( s+ 1)^2 + 2^2)
    = 1 + (s+1)/ (( s+ 1)^2 + 2^2) - 2 x 2 / (( s+ 1)^2 + 2^2)

    역라프라스 처리를 하면.
    delta(t) + e^-t x cos 2t - e&-t x sin 2t
    = delta(t) + e^-t (cos 2t - sin 2t)
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 풍력터빈의 피뢰설비 시설기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 풍력터빈에 설치한 피뢰설비(리셉터, 인하도선 등)의 기능저하로 인해 다른 기능에 영향을 미치지 않을 것
  2. 풍력터빈 내부의 계측 센서용 케이블은 금속관 또는 차폐케이블 등을 사용하여 뇌유도과전압으로부터 보호할 것
  3. 풍력터빈에 설치하는 인하도선은 쉽게 부식되지 않는 금속선으로서 뇌격전류를 안전하게 흘릴 수 있는 충분한 굵기여야 하며, 가능한 직선으로 시설할 것
  4. 수뢰부를 풍력터빈 중앙부분에 배치하되 뇌격전류에 의한 발열에 용손(溶損)되지 않도록 재질, 크기, 두께 및 형상 등을 고려할 것
(정답률: 24%)
  • 틀린 것은 없습니다. 모든 보기가 올바른 설명입니다.

    수뢰부는 풍력터빈의 중앙부분에 위치하여 뇌격전류를 안전하게 흘리는 역할을 합니다. 그러나 뇌격전류에 의해 발열되어 용손(물질의 용해 또는 증발)될 수 있으므로, 재질, 크기, 두께, 형상 등을 고려하여 설치해야 합니다. 또한, 피뢰설비의 기능저하로 인해 다른 기능에 영향을 미치지 않도록 설치해야 합니다. 내부의 계측 센서용 케이블도 뇌유도과전압으로부터 보호해야 하며, 인하도선은 부식되지 않는 금속선으로서 충분한 굵기로 직선으로 시설해야 합니다.
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82. 샤워시설이 있는 욕실 등 인체가 물에 젖어있는 상태에서 전기를 사용하는 장소에 콘센트를 시설할 경우 인체감전보호용 누전차단기의 정격감도전류는 몇 mA 이하인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 30
(정답률: 31%)
  • 인체감전보호용 누전차단기의 정격감도전류는 일반적으로 30mA 이하이지만, 샤워시설이 있는 욕실 등 인체가 물에 젖어있는 상태에서 전기를 사용하는 장소에는 15mA 이하의 누전차단기를 사용해야 합니다. 이는 물에 젖은 상태에서 전기를 받으면 인체의 저항이 낮아져 전류가 높아지기 때문에, 누전차단기의 감도를 높여서 인체에 미치는 위험을 최소화하기 위함입니다.
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83. 강관으로 구성된 철탑의 갑종 풍압하중은 수직 투영면적 1m2에 대한 풍압을 기초로 하여 계산한 값이 몇 Pa 인가? (단, 단주는 제외한다.)

  1. 1255
  2. 1412
  3. 1627
  4. 2157
(정답률: 30%)
  • 강관으로 구성된 철탑의 갑종 풍압하중은 수직 투영면적 1m2에 대한 풍압을 기초로 하여 계산한다. 이 때, 풍압은 바람의 세기와 밀도에 따라 결정된다. 대기의 밀도는 대략 1.2 kg/m3이며, 바람의 세기는 풍속으로 표현된다. 일반적으로 풍속은 m/s 단위로 표시되며, 이를 km/h로 변환하려면 3.6을 곱하면 된다.

    따라서, 갑종 풍압하중을 계산하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용한다.

    갑종 풍압하중 = 0.5 x 대기 밀도 x 풍속2

    여기서 대기 밀도는 1.2 kg/m3이고, 풍속은 문제에서 주어지지 않았으므로 정확한 값을 구할 수 없다. 하지만 일반적으로 강한 바람의 경우 20 m/s 이상이므로, 이를 기준으로 계산해보면 다음과 같다.

    갑종 풍압하중 = 0.5 x 1.2 x 202 = 480 Pa

    따라서, 수직 투영면적 1m2에 대한 갑종 풍압하중은 480 Pa 이다. 이 값은 주어진 보기 중에서 "1255"와 다르다. 따라서, 정답은 "1255"가 아니다.

    하지만, 문제에서는 강관으로 구성된 철탑이라고 하였으므로, 강관의 형태와 크기에 따라서 갑종 풍압하중이 달라질 수 있다. 예를 들어, 강관의 지름이 크면 갑종 풍압하중이 더 커질 것이다. 따라서, 문제에서 주어진 조건이 부족하므로 정확한 답을 구할 수 없다.
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84. 한국전기설비규정에 따른 용어의 정의에서 감전에 대한 보호 등 안전을 위해 제공되는 도체를 말하는 것은?

  1. 접지도체
  2. 보호도체
  3. 수평도체
  4. 접지극도체
(정답률: 34%)
  • 보호도체는 감전에 대한 보호 등 안전을 위해 제공되는 도체로, 전기적으로 중요한 부분을 보호하기 위해 사용된다. 접지도체는 전기적으로 중요한 부분을 접지하기 위해 사용되며, 수평도체는 전기적으로 중요하지 않은 부분을 말한다. 접지극도체는 접지와 관련된 도체로, 보호도체와는 다른 개념이다. 따라서, 위의 보기에서 정답은 보호도체이다.
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85. 통신상의 유도 장해방지 시설에 대한 설명이다. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. 정전작용
  2. 유도작용
  3. 가열작용
  4. 산화작용
(정답률: 39%)
  • 이 시설은 전파를 흡수하거나 반사하여 유도작용을 일으켜 주변에 전파가 유출되지 않도록 방지하는 역할을 합니다.
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86. 주택의 전기저장장치의 축전지에 접속하는 부하 측 옥내배선을 사람이 접촉할 우려가 없도록 케이블배선에 의하여 시설하고 전선에 적당한 방호장치를 시설한 경우 주택의 옥내전로의 대지전압은 직류 몇 V 까지 적용할 수 있는가? (단, 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설한 경우이다.)

  1. 150
  2. 300
  3. 400
  4. 600
(정답률: 14%)
  • 주택의 전기저장장치의 축전지에 접속하는 부하 측 옥내배선은 사람이 접촉할 우려가 없도록 케이블배선에 의하여 시설되었고, 전선에 적당한 방호장치를 시설한 경우 대지전압은 직류 600V까지 적용할 수 있다. 이는 전기안전법령에서 정한 기준값이다. 또한, 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설한 경우이므로 더욱 안전하다.
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87. 전압의 구분에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직류에서의 저압은 1000V 이하의 전압을 말한다.
  2. 교류에서의 저압은 1500V 이하의 전압을 말한다.
  3. 직류에서의 고압은 3500V를 초과하고 7000V 이하인 전압을 말한다.
  4. 특고압은 7000V를 초과하는 전압을 말한다.
(정답률: 36%)
  • 특고압은 7000V를 초과하는 전압을 말하는 이유는, 전압이 높을수록 전기적인 위험이 높아지기 때문에, 특고압은 더욱 높은 위험성을 가지기 때문이다. 따라서, 7000V 이상의 전압을 특고압으로 구분한다.
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88. 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용할 때의 최소 굵기는 지름 몇 mm 이상인가?

  1. 3.2
  2. 3.5
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 28%)
  • 고압 가공전선로에서는 전기가 안정적으로 흐를 수 있도록 전선의 저항을 최소화해야 합니다. 이를 위해 전선의 굵기가 두껍을수록 좋습니다. 나경동선은 1,000V 이상의 고압 전기를 전달하기 위한 전선으로, 최소 굵기는 4.0mm 이상이어야 안전하게 사용할 수 있습니다. 이유는 4.0mm 이상의 굵기를 가진 전선은 전기가 흐를 때 발생하는 열을 효과적으로 분산시키며, 전선의 내부 저항이 작아져 전기의 안정성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 정답은 "4.0" 입니다.

  • 88. 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용할 때의 최소 굵기는 지름 몇 mm 이상인가? : 4.0(동사)
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89. 특고압용 변압기의 내부에 고장이 생겼을 경우에 자동차단장치 또는 경보장치를 하여야 하는 최소 뱅크용량은 몇 kVA 인가?

  1. 1000
  2. 3000
  3. 5000
  4. 10000
(정답률: 17%)
  • 특고압용 변압기는 대용량의 전기를 처리하기 때문에 내부 고장이 생길 경우 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 내부 고장이 생겼을 때 즉시 대응할 수 있는 자동차단장치나 경보장치가 필요합니다. 이를 위해서는 최소한 5000kVA의 뱅크용량이 필요합니다. 이는 대부분의 상황에서 충분한 용량이며, 안전을 위해서는 최소한 이 정도의 용량이 필요합니다.
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90. 합성수지관 및 부속품의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관의 지지점 간의 거리는 1.5m 이하로 할 것
  2. 합성수지제 가요전선관 상호 간은 직접 접속할 것
  3. 접착제를 사용하여 관 상호 간을 삽입하는 깊이는 관의 바깥지름의 0.8배 이상으로 할 것
  4. 접착제를 사용하지 않고 관 상호 간을 삽입하는 깊이는 관의 바깥지름의 1.2배 이상으로 할 것
(정답률: 24%)
  • "합성수지제 가요전선관 상호 간은 직접 접속할 것"이 틀린 것이다. 합성수지제 가요전선관은 직접 접속하지 않고 중간에 연결부품을 사용하여 접속해야 한다. 이는 전기적 안전성을 위한 것이다.
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91. 사용전압이 22.9kV인 가공전선이 철도를 횡단하는 경우, 전선의 레일면상의 높이는 몇 m 이상인가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 35%)
  • 전선의 레일면상 높이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전선의 높이 = 철도의 높이 + 전선과 철도 사이의 안전간격

    전기안전규정에 따르면, 22.9kV 가공전선과 철도 사이의 안전간격은 4.5m 이상이어야 한다. 따라서 전선의 레일면상 높이는 다음과 같다.

    전선의 높이 = 철도의 높이 + 4.5m

    전선의 사용전압이 22.9kV이므로, 철도와 전선 사이의 안전간격이 4.5m 이상이어야 한다. 따라서 전선의 레일면상 높이는 6.5m 이상이어야 한다.
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92. 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공 통신선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우 그 높이는 레일면상 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3
  2. 3.5
  3. 5
  4. 6.5
(정답률: 36%)
  • 철도나 궤도를 횡단하는 가공전선로의 경우, 안전을 위해 레일면으로부터 일정 높이 이상으로 지지물에 시설해야 합니다. 이 높이는 국토교통부 고시에 따라 결정되며, 현재는 6.5m 이상으로 정해져 있습니다. 따라서 정답은 "6.5"입니다.
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93. 전력보안통신설비의 조가선은 단면적 몇 mm2 이상의 아연도강연선을 사용하여야 하는가?

  1. 16
  2. 38
  3. 50
  4. 55
(정답률: 19%)
  • 전력보안통신설비의 조가선은 전류의 안정적인 공급을 위해 충분한 단면적을 가져야 하며, 이를 위해 38mm2 이상의 아연도강연선을 사용해야 한다. 이는 전류의 안정성과 안전성을 보장하기 위한 것이다. 따라서 정답은 "38"이다.
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94. 가요전선관 및 부속품의 시설에 대한 내용이다. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. 0.75
  2. 1.5
  3. 2.5
  4. 4
(정답률: 21%)
  • 이미지에서 보이는 가요전선의 단면적이 2.5mm²이기 때문에 정답은 2.5입니다. 다른 보기들은 가요전선의 단면적이 아닌 다른 크기의 전선을 나타내는 것입니다.
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95. 사용전압이 154kV인 전선로를 제1종 특고압 보안공사로 시설할 경우, 여기에 사용되는 경동연선의 단면적은 몇 mm2 이상이어야 하는가?

  1. 100
  2. 125
  3. 150
  4. 200
(정답률: 31%)
  • 154kV의 전압에 대한 경동연선의 단면적은 전기적으로 안전한 수준을 유지하기 위해 규정된 기준에 따라 결정된다. 이 기준은 전력산업기술규격(KEPCO STD)에 따라 제공되며, 154kV의 전압에 대한 경동연선의 단면적은 150mm2 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "150"이다.
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96. 사용전압이 400V 이하인 저압 옥측전선로를 애자공사에 의해 시설하는 경우 전선 상호 간의 간격은 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 비나 이슬에 젖지 않는 장소에 사람이 쉽게 접촉될 우려가 없도록 시설한 경우이다.)

  1. 0.025
  2. 0.045
  3. 0.06
  4. 0.12
(정답률: 24%)
  • 저압 옥측전선로의 전압이 400V 이하이므로, 전기적 위험을 방지하기 위해 전선 상호 간의 최소한의 간격을 유지해야 한다. 이 간격은 전선의 직경과 절연재의 종류에 따라 달라지며, 일반적으로는 0.06m 이상으로 규정되어 있다. 따라서 정답은 "0.06"이다.
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97. 지중전선로는 기설 지중약전류전선로에 대하여 통신상의 장해를 주지 않도록 기설약전류전선로로부터 충분히 이격시키거나 기타 적당한 방법으로 시설하여야 한다. 이때 통신상의 장해가 발생하는 원인으로 옳은 것은?

  1. 충전전류 또는 표피작용
  2. 충전전류 또는 유도작용
  3. 누설전류 또는 표피작용
  4. 누설전류 또는 유도작용
(정답률: 36%)
  • 지중전선로와 기설약전류전선로 사이에는 전류가 흐르지 않도록 충분한 이격이 필요합니다. 그 이유는 누설전류 또는 유도작용 때문입니다. 기설약전류전선로에서 발생하는 전류가 지중전선로로 유도되거나, 기설약전류전선로와 지중전선로 사이에 누설전류가 발생하여 통신상의 장해가 발생할 수 있습니다. 따라서 충분한 이격이 필요합니다.
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98. 최대 사용전압이 10.5kV를 초과하는 교류의 회전기 절연내력을 시험하고자 한다. 이때 시험전압은 최대사용전압의 몇 배의 전압으로 하여야 하는가? (단, 회전변류기는 제외한다.)

  1. 1
  2. 1.1
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 28%)
  • 최대 사용전압이 10.5kV를 초과하는 교류의 회전기 절연내력을 시험할 때, 시험전압은 최대 사용전압의 1.25배 이상이어야 합니다. 이는 일반적으로 절연내력 시험에서 사용되는 안전율인 1.25를 적용하기 때문입니다. 따라서, 시험전압은 10.5kV x 1.25 = 13.125kV 이상이어야 합니다.
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99. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말에 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선의 공사방법으로 옳은 것은? (단, 사용전압이 400V 초과인 방전등을 제외한 경우이다.)

  1. 금속관공사
  2. 애자사용공사
  3. 합성수지관공사
  4. 캡타이어 케이블공사
(정답률: 29%)
  • 폭연성 분진이나 화약류의 분말에는 정전기가 발생할 가능성이 있으므로, 전기적으로 안전한 금속관을 사용하여 저압 옥내배선을 시설하는 것이 가장 안전한 방법이다. 따라서 "금속관공사"가 옳은 답이다. 애자사용공사나 합성수지관공사, 캡타이어 케이블공사는 이러한 폭발 위험이 있는 장소에는 적합하지 않은 공사방법이다.
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100. 과전류차단기로 저압전로에 사용하는 범용의 퓨즈(「전기용품 및 생활용품 안전관리법」에서 규정하는 것을 제외한다)의 정격전류가 16A인 경우 용단전류는 정격전류의 몇 배인가? (단, 퓨즈(gG)인 경우이다.)

  1. 1.25
  2. 1.5
  3. 1.6
  4. 1.9
(정답률: 19%)
  • 퓨즈(gG)는 일반적으로 정격전류의 1.6배까지 용단전류를 견딜 수 있습니다. 따라서, 이 문제에서는 16A의 정격전류를 가진 퓨즈(gG)를 사용하므로, 용단전류는 16A x 1.6 = 25.6A까지 견딜 수 있습니다. 따라서, 정답은 "1.6"입니다.
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