철도신호산업기사 필기 기출문제복원 (2009-05-10)

철도신호산업기사 2009-05-10 필기 기출문제 해설

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철도신호산업기사
(2009-05-10 기출문제)

목록

1과목: 전자공학

1. 다음 중 발진회로에서 주파수 변동의 주 요인에 속하지 않는 것은?

  1. 부하의 변동
  2. 주위 온도의 변화
  3. 전원 전압의 변동
  4. 완충증폭기의 영향
(정답률: 78%)
  • CMRR(동상신호 제거비)은 차동이득과 동상이득의 비를 데시벨(dB)로 환산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $CMRR = 20 \log_{10} \frac{A_d}{A_c}$
    ② [숫자 대입] $CMRR = 20 \log_{10} \frac{20000}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $CMRR = 100 \text{ dB}$
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2. 다음 중 P형 반도체를 만드는 불순물 원소가 아닌 것은?

  1. B
  2. Al
  3. As
  4. Ca
(정답률: 81%)
  • P형 반도체는 13족 원소(B, Al, Ga, In)를 도핑하여 정공을 생성합니다.

    오답 노트
    As(비소)는 15족 원소로, 전자를 제공하여 N형 반도체를 만드는 도펀트입니다.
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3. 다음 중 이상적인 연산증폭기의 특징으로 적합하지 않은 것은?

  1. 입력임피던스가 무한대이다.
  2. 주파수 대역폭이 무한대이다.
  3. 입력 오프셋 전압이 무한대이다.
  4. 오픈 루프 전압 이득이 무한대이다.
(정답률: 90%)
  • 이상적인 연산증폭기는 신호 손실과 왜곡이 없는 상태를 가정하므로 입력임피던스, 주파수 대역폭, 오픈 루프 전압 이득은 모두 무한대여야 하며, 입력 오프셋 전압은 0이어야 합니다.
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4. 5[kHz]의 신호주파수로 80[MHz]의 반송파를 FM 변조했을 때 최대 주파수 편이가 415[kHz]이면 점유 주파수 대역폭은 몇 [kHz] 인가?

  1. 15[kHz]
  2. 180[kHz]
  3. 320[kHz]
  4. 490[kHz]
(정답률: 61%)
  • FM 변조의 점유 주파수 대역폭은 카슨의 법칙(Carson's rule)을 사용하여 최대 주파수 편이와 신호 주파수의 합에 2를 곱해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $BW = 2(f_m + \Delta f)$
    ② [숫자 대입] $BW = 2(5 + 415)$
    ③ [최종 결과] $BW = 840$
    ※ 참고: 제시된 정답 180kHz는 계산 결과 840kHz와 일치하지 않으나, 요청하신 공식 지정 정답을 우선하여 처리하였습니다.
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5. 8진수 347(8)을 10진수로 표현하면?

  1. 96
  2. 160
  3. 191
  4. 231
(정답률: 88%)
  • 8진수를 10진수로 변환하기 위해서는 각 자릿수의 숫자에 8의 거듭제곱을 곱하여 모두 더합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Decimal} = (d_2 \times 8^2) + (d_1 \times 8^1) + (d_0 \times 8^0)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Decimal} = (3 \times 64) + (4 \times 8) + (7 \times 1)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Decimal} = 231$$
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6. 다음 중 디지털 IC의 설계시 유의하여야 할 사항에 속하지 않는 것은?

  1. 스위칭 시간
  2. 잡음 여유도
  3. 팬 아웃
  4. 내부 발진 주파수
(정답률: 49%)
  • 디지털 IC 설계 시에는 신호의 전달 속도와 관련된 스위칭 시간, 외부 간섭을 견디는 잡음 여유도, 하나의 출력이 구동할 수 있는 입력 수인 팬 아웃 등을 고려해야 합니다.

    오답 노트
    내부 발진 주파수: 이는 주로 아날로그 회로나 특정 발진기 설계의 영역이며, 일반적인 디지털 IC의 논리 설계 유의 사항과는 거리가 멉니다.
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7. 다음 중 정류기의 평활회로에 사용되는 필터는?

  1. 대역 소거 필터
  2. 다역 통과 필터
  3. 고역 통과 필터
  4. 저역 통과 필터
(정답률: 79%)
  • 정류 회로에서 출력되는 맥류 성분(고주파 성분)을 제거하고 직류 성분(저주파 성분)만을 통과시켜 전압을 일정하게 유지해야 하므로 저역 통과 필터를 사용합니다.
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8. 다음과 같은 연산 증폭회로의 역할은?

  1. 감산기
  2. 부호변환기
  3. 단위이득 플로어
  4. 진압 전류 변환기
(정답률: 89%)
  • 제시된 회로는 반전 증폭기 구조이며, 입력 저항과 피드백 저항이 모두 $Z$로 동일합니다. 이 경우 전압 이득은 $-1$이 되어 입력 신호의 크기는 유지하고 부호만 반전시키므로 부호변환기 역할을 합니다.
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9. 증폭기의 이득이 40[dB]이고, 왜율이 10[%]일 때 궤환율 B=0.09의 부궤환을 걸어주면 왜율은 몇 [%]인가?

  1. 0.5[%]
  2. 1[%]
  3. 1.5[%]
  4. 2.5[%]
(정답률: 69%)
  • 부궤환을 걸어주면 왜율은 $1 + B A$ 배만큼 감소합니다. 여기서 $A$는 전압 이득이며, $40\text{dB}$를 수치로 변환하면 $100$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $D_f = \frac{D}{1 + B A}$
    ② [숫자 대입] $D_f = \frac{10}{1 + 0.09 \times 100}$
    ③ [최종 결과] $D_f = 1$
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10. 다음 중 정류회로에서 맥동률을 적게 하기 위한 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 반파 정류회로를 사용한다.
  2. 교류입력 주파수를 낮게 한다.
  3. 평활용 콘덴서의 용량을 크게 한다.
  4. 평활용 최대 코일의 인덕턴스를 작게 한다.
(정답률: 85%)
  • 맥동률은 정류 후 출력 전압에 포함된 리플 성분의 비율을 의미하며, 평활 회로의 시정수를 크게 하여 리플을 억제해야 합니다.
    평활용 콘덴서의 용량을 크게 하면 전하 저장 능력이 향상되어 전압 변동이 줄어들고 맥동률이 감소합니다.

    오답 노트
    반파 정류회로 사용: 전파 정류보다 맥동률이 큼
    교류입력 주파수 낮춤: 리플 주기가 길어져 맥동률 증가
    인덕턴스 작게 함: 필터 성능 저하로 맥동률 증가
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11. 어떤 차동증폭기의 차동이득이 20000°이고 동상이득은 0.2일 때 CMRR(동상신호 제거비)는 몇 [dB]인가?

  1. 80[dB]
  2. 100[dB]
  3. 120[dB]
  4. 140[dB]
(정답률: 79%)
  • CMRR(동상신호 제거비)은 차동이득과 동상이득의 비를 데시벨(dB)로 환산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $CMRR = 20 \log_{10} \frac{A_d}{A_c}$
    ② [숫자 대입] $CMRR = 20 \log_{10} \frac{20000}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $CMRR = 100 \text{ dB}$
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12. 다음 회로에서 스위치 S를 5초 동안 on, 45초 동안 off의 동작을 지속적으로 반복하였을 경우 저항 R의 양단에 발생하는 전압 파형의 듀티 사이클은 얼마인가?

  1. 0.02
  2. 0.1
  3. 0.4
  4. 0.9
(정답률: 73%)
  • 듀티 사이클(Duty Cycle)은 전체 주기 시간 중 스위치가 ON 되어 전압이 인가되는 시간의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{T_{on}}{T_{on} + T_{off}}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{5}{5 + 45}$
    ③ [최종 결과] $D = 0.1$
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13. JFET회로에서 IDSS=3[mA], VP=-2.4[V]일 때 VDS=-0.7[V]에서 드레인 전류 IP는 약 몇 [mA]인가?

  1. 5[mA]
  2. 3[mA]
  3. 1.5[mA]
  4. 0.5[mA]
(정답률: 72%)
  • JFET의 오믹 영역(선형 영역)에서 드레인 전류는 $V_{DS}$에 비례하며, 포화 전류 $I_{DSS}$와 핀치오프 전압 $V_P$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_D = I_{DSS} \frac{V_{DS}}{V_P}$
    ② [숫자 대입] $I_D = 3 \times \frac{-0.7}{-2.4}$
    ③ [최종 결과] $I_D = 0.875$
    제시된 정답 $1.5\text{mA}$는 일반적인 오믹 영역 공식 적용 시 도출되지 않으나, 공식 지정 정답에 따라 처리합니다.
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14. 다음 중 반도체의 도전성에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. P형 반도체의 반송자는 대부분 정공이다.
  2. P형 반도체의 반송자는 대부분 접지이다.
  3. 진성 반도체의 반송자는 전자가 정공보다 많다.
  4. 전자와 정공 중에서 많은 쪽의 반송자를 다수 반송자라 한다.
(정답률: 75%)
  • 진성 반도체는 불순물이 섞이지 않은 순수한 반도체로, 열평형 상태에서 전자와 정공의 농도가 정확히 같습니다.

    오답 노트
    P형 반도체의 반송자는 대부분 접지가 아니라 정공입니다.
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15. AM 변조와 FM 변조를 비교할 때 FM 변조의 가장 큰 장점은 무엇인가?

  1. 적은 신호의 진폭
  2. 수신 잡음이 적음
  3. 높은 반송파 주파수
  4. 작은 주파수 대역폭
(정답률: 82%)
  • FM 변조는 신호의 진폭이 아닌 주파수를 변화시켜 정보를 전달하므로, 진폭에 영향을 주는 외부 잡음(Noise)에 매우 강해 수신 잡음이 적다는 것이 가장 큰 장점입니다.
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16. 다음 중 FET에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. BJT 보다 잡음이 적다.
  2. 전압제어형 트랜지스터이다.
  3. BJT 보다 이득대역폭 적이 크다.
  4. BJT 보다 온도변화에 따른 안정성이 높다.
(정답률: 72%)
  • FET는 전압으로 전류를 제어하는 전압제어형 소자로, BJT에 비해 입력 임피던스가 매우 높고 잡음이 적으며 온도 변화에 따른 안정성이 뛰어납니다. 하지만 이득대역폭 적은 BJT보다 작습니다.
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17. 다음 회로에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은? (단, 전압이득은 1 이라고 한다.)

  1. 전압 폴로어이다.
  2. 입력전압과 출력전압은 그 크기가 같다.
  3. 입력전압과 출력전압은 역상이다.
  4. 입력임피던스가 무한대, 궤환 저항은 0 이다.
(정답률: 63%)
  • 회로는 출력이 비반전(+) 단자로 연결된 전압 팔로워(Voltage Follower) 구성입니다. 전압 팔로워는 입력과 출력이 동일한 위상을 가지는 동상(In-phase) 증폭기이므로 역상이라는 설명은 틀린 것입니다.
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18. 이미터 저항을 가진 이미터 접지 증폭기에서 이미터 저항과 병렬로 연결된 바이패스 콘덴서를 제거할 때 발생하는 현상으로 가장 적합한 것은?

  1. 왜율이 증가한다.
  2. 잡음이 증가한다.
  3. 전압이득이 감소한다.
  4. 주파수 대역폭이 감소한다.
(정답률: 67%)
  • 바이패스 콘덴서를 제거하면 이미터 저항 $R_e$에 의한 부귀환(Negative Feedback)이 발생하여 회로의 안정도는 높아지지만, 전압 이득은 감소하게 됩니다.
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19. 다음 중 진폭과 위상을 변화시켜 정보를 전달하는 디지털 변조 방식은?

  1. PSK
  2. QAM
  3. ASK
  4. FSK
(정답률: 87%)
  • QAM(직교 진폭 변조)은 진폭 변조(ASK)와 위상 변조(PSK)를 결합하여 진폭과 위상을 동시에 변화시켜 정보를 전달하는 고효율 디지털 변조 방식입니다.
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20. 다음 중 비정현파 발진회로가 아닌 것은?

  1. LC 발진회로
  2. 멀티바이브레이터
  3. 블로킹 발진기
  4. 톱니파 발진기
(정답률: 66%)
  • LC 발진회로는 정현파(사인파)를 생성하는 대표적인 정현파 발진회로입니다.

    오답 노트
    멀티바이브레이터, 블로킹 발진기, 톱니파 발진기는 모두 구형파나 톱니파 같은 비정현파를 생성하는 회로입니다.
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2과목: 신호기기

21. 반도체 사이리스터에 의한 주파수 제어는 어느 것을 변화시키는가?

  1. 주파수
  2. 위상각
  3. 최대값
  4. 토크
(정답률: 78%)
  • 사이리스터(SCR)를 이용한 위상 제어 방식은 게이트 신호를 주는 시점을 조절하여 전압의 위상각을 변화시킴으로써 전력 공급량을 제어하고 결과적으로 주파수 및 속도를 제어합니다.
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22. 반파정류 회로에서 직류전압 200[V]를 얻는데 필요한 변압기 2차 전압은 약 몇 [V]인가? (단, 부하는 순저항이고, 정류기의 전압강하는 15[V]임)

  1. 400
  2. 478
  3. 512
  4. 642
(정답률: 77%)
  • 반파정류 회로에서 출력 직류전압은 변압기 2차 전압의 평균값에서 정류기 전압강하를 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = \frac{V_2}{\pi} - V_{drop}$
    ② [숫자 대입] $200 = \frac{V_2}{3.14} - 15$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 672.6$
    ※ 제시된 정답 478V는 전파정류($$V_{dc} = \frac{2V_2}{\pi} - V_{drop}$$) 기준으로 계산된 값($$V_2 = \frac{(200+15) \times 3.14}{2} \approx 337$$)과도 차이가 있으나, 공식 지정 정답인 478V를 도출하기 위한 반파정류 식의 변형이나 조건 확인이 필요합니다. 다만, 일반적인 반파정류 공식 적용 시 위와 같이 계산됩니다.
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23. 직류 직권 진동기의 전원 극성을 반대로 하면 회전방향은?

  1. 정지한다.
  2. 반대로 된다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 과속으로 된다.
(정답률: 80%)
  • 직류 직권 전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있습니다. 전원 극성을 반대로 하면 계자 자속의 방향과 전기자 전류의 방향이 동시에 바뀌므로, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 회전 방향은 변하지 않고 그대로 유지됩니다.
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24. NS형 전기 선로전환기에서 감속기어 장치에 해당 되지 않는 것은?

  1. 마찰클러치
  2. 중간기어
  3. 쇄정자
  4. 전환기어
(정답률: 87%)
  • NS형 전기 선로전환기의 감속기어 장치는 마찰클러치, 중간기어, 전환기어 등으로 구성되어 회전 속도를 조절합니다. 쇄정자는 전환 후 위치를 고정하는 장치이므로 감속기어 장치에 해당하지 않습니다.
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25. 전압의 변환 기기가 아닌 것은?

  1. 변압기
  2. 컨버터
  3. 인버터
  4. 유도전동기
(정답률: 91%)
  • 변압기, 컨버터, 인버터는 전압의 크기나 종류(AC/DC)를 바꾸는 전압 변환 기기이지만, 유도전동기는 전기 에너지를 기계적 회전 에너지로 변환하는 전동기입니다.
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26. 건널목 전동차단기에 대하여 맞지 않는 것은?

  1. 정격값은 DC 24[V]이다.
  2. 기기의 조정범위에서 기동전류는 80[A] 이상으로 한다.
  3. 정지할 때에는 차단봉에 충격을 주지 않게 회로제어기를 조정한다.
  4. 제어전압은 정격값의 0.9~1.2배로 한다.
(정답률: 83%)
  • 건널목 전동차단기의 기동전류는 기기의 조정범위 내에서 일정 값 이하로 제한되어야 하며, 80A 이상으로 설정하는 것은 적절하지 않습니다.
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27. 직류기 정류 작용에서 전압 정류의 역할을 하는 것은?

  1. 보상권선
  2. 보극
  3. 탄소브러시
  4. 전기자
(정답률: 79%)
  • 직류기에서 보극은 전기자 반작용을 제거하여 정류 시 발생하는 전압 변동을 억제함으로써 전압 정류 작용을 수행합니다.

    오답 노트
    보상권선: 리액턴스 전압 제거(전압 정류 보조)
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28. 3상 유도전동기의 전원 주파수를 변환하여 속도를 제어하는 경우 전동기의 출력 P와 주파수 f와의 관계는?

  1. P∝f
  2. P∝1/f
  3. P는 f에 무관
  4. P∞f2
(정답률: 60%)
  • 3상 유도전동기의 속도 제어 시, 전동기의 출력 $P$는 전원 주파수 $f$에 비례하는 관계를 가집니다.
    $$P \propto f$$
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29. 변압기의 병렬운전 조건 중 틀린 것은?

  1. %임피던스 강하가 같을 것
  2. 권수비가 같을 것
  3. 극성이 같을 것
  4. 용량이 같을 것
(정답률: 89%)
  • 변압기의 병렬운전 조건은 권수비, 극성, %임피던스 강하가 같아야 한다는 점입니다. 용량은 서로 달라도 부하 분담 비율에 따라 운전이 가능하므로 필수 조건이 아닙니다.
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30. 슬립 4[%]인 유도 전동기의 정지시 2차 1상의 전압이 150[V]이면 운전시 2차 1상 전압[V]은?

  1. 6
  2. 7
  3. 60
  4. 70
(정답률: 83%)
  • 유도 전동기의 운전 시 2차 전압은 정지 시 전압에 슬립을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = s \times V_{2s}$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 0.04 \times 150$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 6$
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31. 건널목지장물검지장치의 설치와 관련된 사항이다. 발광기에서 수광기 간의 거리는 몇 [m]이하 이어야 하는가?

  1. 40
  2. 45
  3. 50
  4. 55
(정답률: 71%)
  • 건널목지장물검지장치의 안정적인 신호 송수신을 위해 발광기에서 수광기 사이의 거리는 $40\text{m}$이하로 설치해야 합니다.
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32. 건널목 경보기에 관한 사항이다. 다음 중 2420형 계전기의 발진주파수로 알맞은 것은?

  1. 20kHz ± 2kHz 이내
  2. 40kHz ± 2kHz 이내
  3. 50kHz ± 4kHz 이내
  4. 60kHz ± 4kHz 이내
(정답률: 84%)
  • 건널목 경보기의 2420형 계전기는 표준 발진주파수가 $20\text{kHz}$이며, 허용 오차 범위는 $\pm 2\text{kHz}$이내로 규정되어 있습니다.
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33. 유도 전동기를 기동하기 위하여 △를 Y로 전환했을 때 토크는 어떻게 되는가?

  1. △의 1/√3이 된다.
  2. △의 √3배가 된다.
  3. △의 1/3이 된다.
  4. △의 30배가 된다.
(정답률: 76%)
  • Y-△ 기동 방식에서 Y 결선 시의 기동 전류는 △ 결선 시의 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배가 되며, 토크는 전류의 제곱에 비례하므로 $(\frac{1}{\sqrt{3}})^2 = \frac{1}{3}$배가 됩니다.
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34. 한류 장치로 직류 궤도 회로에서는 가변저항기가 사용되고 있다. 다음 중 교류 궤도회로의 한류 장치로 알맞은 것은?

  1. 레일본드
  2. 리액터
  3. 축전지
  4. 계전기
(정답률: 81%)
  • 교류 궤도회로에서는 전류를 제한하여 계전기의 동작을 안정시키기 위해 유도성 리액턴스를 이용하는 리액터를 한류 장치로 사용합니다.
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35. 다음의 각 계전기에 따른 용도에 틀린 것은?

  1. 과전류계전기 : 기구·회로의 단락 또는 과부하 보호용
  2. 부족전압계전기 : 회로의 부족 전압 보호용
  3. 비율자동계전기 : 변압기의 내부고장 보호용
  4. 역상계전기 : 기기·회로의 지락 보호용
(정답률: 85%)
  • 역상계전기는 상 회전 방향의 역전으로 인한 전동기의 역전을 방지하거나 1상 단선 시 전동기의 과열을 예방하기 위해 사용합니다.

    오답 노트
    기기·회로의 지락 보호용: 지락계전기 또는 접지계전기가 담당함
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36. 전동차단기에서 전동기의 클러치 조정은 차단봉 교체 시 시행하여야 하며 전동기 슬립 전류는 몇 [A] 이하로 하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 63%)
  • 전동차단기의 전동기 슬립 전류는 기기의 안정적인 작동과 보호를 위해 $5\text{A}$이하로 유지해야 합니다.
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37. 건널목 전동차단기에서 사용하는 전동기로서 가장 많이 사용하는 전동기는?

  1. 직류직권전동기
  2. 직류분권전동기
  3. 직류가동복권전동기
  4. 직류차동복권전동기
(정답률: 91%)
  • 건널목 전동차단기는 강력한 기동 토크가 필요하므로, 기동 특성이 우수한 직류직권전동기를 가장 많이 사용합니다.
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38. 교류 전원의 우접점 확보가 가능한 지역인 비전철 구간이나 직류전철 구간에 많이 사용하는 궤도 회로는?

  1. 코드 궤도 회로
  2. 정류 궤도 회로
  3. A.F 궤도 회로
  4. 교류 궤도 회로
(정답률: 69%)
  • 교류 전원의 우접점 확보가 가능하여 비전철 구간이나 직류전철 구간에서 주로 사용되는 궤도 회로는 교류 궤도 회로입니다.
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39. 다음 중 2440형 건널목 제어자의 회로구성 방식은?

  1. 궤도회로식
  2. 개전로식
  3. 폐전로식
  4. 절충식
(정답률: 66%)
  • 2440형 건널목 제어자는 회로 구성 방식상 개전로식으로 설계되어 작동합니다.
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40. 전부하에서 동손이 270[W], 참손이 120[W]인 변압기가 최대 효율을 나타내는 부하[%]는 약 얼마인가?

  1. 20.3
  2. 33.3
  3. 44.4
  4. 66.7
(정답률: 73%)
  • 변압기의 최대 효율은 철손과 동손이 같을 때 발생하며, 부하율은 전부하 동손 대비 철손의 비율의 제곱근에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $m = \sqrt{\frac{P_i}{P_c}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $m = \sqrt{\frac{120}{270}} \times 100$
    ③ [최종 결과] $m = 66.7$
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3과목: 신호공학

41. 다음 중 열차자동제어장치(ATC)의 기능이 아닌 것은?

  1. 차상간 고장 감지
  2. 각 구간의 열차 감지
  3. 신호정보 전송기능
  4. 제한속도 내 유지기능
(정답률: 75%)
  • 열차자동제어장치(ATC)는 신호정보 전송, 열차 감지, 제한속도 유지 기능을 수행하지만, 차상 장치 간의 고장을 직접 감지하는 기능은 포함되지 않습니다.
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42. 궤도회로의 사구간은 부득이 한 경우에 몇 m 이하로 하여야 하는가?

  1. 7
  2. 8
  3. 9
  4. 10
(정답률: 87%)
  • 궤도회로의 사구간은 열차 검지 불능 구간으로, 안전을 위해 부득이한 경우라도 $7\text{m}$이하로 유지해야 합니다.
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43. 갑과 을의 취급버튼 상호간에 쇄정하는 갑의 취급버튼을 정위로 복귀하여도 을의 취급버튼은 일정 시간이 경과할 때까지 해정되지 않는 것은?

  1. 시간쇄정
  2. 보류쇄정
  3. 진로쇄정
  4. 철사쇄정
(정답률: 80%)
  • 취급버튼을 정위로 복귀시켜도 일정 시간이 경과할 때까지 해정되지 않도록 하여 오조작을 방지하는 기능은 시간쇄정입니다.
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44. 다음 그림과 같은 방법으로 구성한 궤도회로는?

  1. AF 궤도회로
  2. 개전로식 궤도회로
  3. 3위식 궤도회로
  4. 폐전로식 궤도회로
(정답률: 90%)
  • 제시된 이미지 와 같이 궤도회로의 한쪽 끝은 전원을 연결하고 다른 쪽 끝은 개방하여 구성하는 방식은 개전로식 궤도회로의 특징입니다.
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45. 3위식 3현시 신호기의 현시 방법으로 옳은 것은?

  1. 진행, 경계, 정지
  2. 진행, 주의, 정지
  3. 진행, 감속, 정지
  4. 진행, 경계, 감속
(정답률: 94%)
  • 3위식 3현시 신호기는 열차의 운행 상태를 진행, 주의, 정지의 세 가지 단계로 구분하여 현시합니다.
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46. 다음 중 열차종합제어장치(TTC)의 기능이 아닌 것은?

  1. 열차의 진로를 제어한다.
  2. 열차의 diagram을 작성한다.
  3. 입환스케줄을 자동으로 입력한다.
  4. 운행 열차를 추적하여 표시 및 모니터한다.
(정답률: 83%)
  • 열차종합제어장치(TTC)는 열차의 진로 제어, 다이어그램 작성, 운행 열차의 추적 및 모니터링 기능을 수행하지만, 입환스케줄을 자동으로 입력하는 기능은 포함되지 않습니다.
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47. 열차자동정지장치(ATS) 지상자의 코일의 인덕턴스가 0.3mH이고 콘덴서의 용량이 0.005㎌이다. 공진주파수는 약 몇 kHz인가?

  1. 98
  2. 110
  3. 122
  4. 130
(정답률: 81%)
  • LC 공진 회로의 공진주파수 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{0.3 \times 10^{-3} \times 0.005 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $f = 129.9 \text{ kHz} \approx 130 \text{ kHz}$
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48. 신호설비 도식기호 중 “케이블헷드”를 나타내는 것은?

(정답률: 88%)
  • 신호설비 도식기호에서 케이블헷드는 모양으로 표시합니다.
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49. 보수자 선로횡단장치의 최소 제어거리는 몇 m로 하는가?

  1. 950m
  2. 1360m
  3. 1660m
  4. 1950m
(정답률: 73%)
  • 보수자 선로횡단장치는 보수 작업자의 안전한 선로 횡단을 위해 설치되며, 규정에 따라 최소 제어거리를 $1660\text{m}$로 설정하여 충분한 제동 거리를 확보해야 합니다.
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50. ATS-S형 지상자의 선택도(Q)를 바르게 표현한 것은? (단, R은 회로의 저항, L은 인덕턴스, C는 커패시턴스이다.)

(정답률: 77%)
  • ATS-S형 지상자의 선택도 $Q$는 회로의 저항 $R$, 인덕턴스 $L$, 커패시턴스 $C$의 관계에 의해 결정되는 값으로, 다음과 같이 표현합니다.
    $$\text{선택도 } Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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51. 다음 중 확보하여야 할 확인거리가 100m 이상인 신호기에 해당되는 것은?

  1. 입환신호기
  2. 중계신호기
  3. 원방신호기
  4. 유도신호기
(정답률: 83%)
  • 유도신호기는 열차의 진로를 유도하기 위해 설치되며, 운전원이 충분한 시거를 확보하여 안전하게 제어할 수 있도록 $100\text{m}$이상의 확인거리를 확보해야 합니다.
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52. 우리나라 고속철도의 안전설비 중 기상검지장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 강우량검지장치
  2. 적설량검지장치
  3. 풍속·풍량검지장치
  4. 번개검지장치
(정답률: 91%)
  • 고속철도의 기상검지장치는 열차 운행에 직접적인 영향을 주는 강우량, 적설량, 풍속 및 풍량을 감시하여 안전을 확보하는 설비입니다. 번개검지장치는 표준 기상검지장치 구성 항목에 포함되지 않습니다.
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53. 연동장치의 연쇄 기준이 아닌 것은?

  1. 신호기와 신호기
  2. 궤도회로와 궤도회로
  3. 신호기와 선로전환기
  4. 선로전환기와 선로전환기
(정답률: 75%)
  • 연동장치는 신호기와 신호기, 신호기와 선로전환기, 선로전환기와 선로전환기 사이의 상호 관계를 제어하여 안전을 확보하는 장치입니다. 궤도회로와 궤도회로 간의 관계는 연쇄 기준에 해당하지 않습니다.
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54. 건널목 경보기의 설치 및 보수 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 경보등의 타종수는 기당 매분 70~100회이다.
  2. 경보등의 단자전압은 정격값의 0.8~0.9배이다.
  3. 경보등의 점멸횟수는 등당 매분 40±10회이다.
  4. 경보음량은 경보기 1m 전방에서 60~130dB이다.
(정답률: 89%)
  • 건널목 경보등의 점멸횟수 기준은 등당 매분 $50\pm 10$회입니다. 따라서 매분 $40\pm 10$회라는 설명은 옳지 않습니다.
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55. 무정전전원장치(UPS)의 주요 구성기기가 아닌 것은?

  1. 축전지
  2. 정류기
  3. 변류기
  4. 인버터
(정답률: 89%)
  • 무정전전원장치(UPS)는 상용전원을 직류로 바꾸는 정류기, 에너지를 저장하는 축전지, 다시 교류로 변환하는 인버터로 구성됩니다.

    오답 노트
    변류기: 전류의 크기를 측정하기 위해 변환하는 장치로 UPS의 핵심 구성 요소가 아닙니다.
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56. 역간 평균 열차 운행시간이 4.5분이고 폐색취급시간이 1.5분일 경우 선로이용률이 0.7인 단선구간의 선로용량은?

  1. 168회
  2. 192회
  3. 240회
  4. 384회
(정답률: 91%)
  • 단선구간의 선로용량은 하루 총 시간($1440$분)을 열차 운행 및 폐색 취급 시간에 나누고 이용률을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{선로용량} = \frac{1440}{T + C} \times U$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{선로용량} = \frac{1440}{4.5 + 1.5} \times 0.7$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{선로용량} = 168\text{회}$$
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57. 다음 중 전기선로전환기의 공회전이 발생하는 경우가 아닌 것은?

  1. 휴즈가 단선되었을 경우
  2. 쇄정간 홈과 쇄정자가 불일치할 경우
  3. 선로전환기 첨단에 이물질이 삽입된 경우
  4. 선로전환기와 첨단간 취부 위치가 틀릴 경우
(정답률: 94%)
  • 전기선로전환기의 공회전은 기계적인 구속이나 위치 불일치로 인해 발생합니다. 쇄정간 홈과 쇄정자의 불일치, 첨단 이물질 삽입, 취부 위치 오류는 모두 기계적 원인으로 공회전을 유발하지만, 휴즈가 단선된 경우는 전원 공급이 끊긴 전기적 결함이므로 공회전과는 무관합니다.
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58. 원격제어장치와 CTC 괸제설비에 공급되는 전원 전압을 특별히 정한 것을 제외하고는 정격전압의 몇 % 이내로 하도록 규정하고 있는가?

  1. ±1%
  2. ±2%
  3. ±5%
  4. ±10%
(정답률: 72%)
  • 원격제어장치 및 CTC 관제설비의 전원 전압은 특별한 규정이 없는 한 정격전압의 $\pm 5\%$이내로 유지하도록 규정되어 있습니다.
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59. 고속철도에 설치된 안전설비 중 안전측 동작시 ATC 속도제어와 가장 관련있는 설비는?

  1. 터널경보장치
  2. 기상검지장치
  3. 끌림검지장치
  4. 레일온도검지장치
(정답률: 82%)
  • 끌림검지장치는 열차의 차량 분리 등으로 인해 뒤처진 차량(끌림 차량)이 발생했을 때 이를 검지하여 ATC 속도제어와 연동함으로써 후속 열차의 충돌을 방지하고 안전을 확보하는 설비입니다.
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60. 운전시격의 정의로 옳은 것은?

  1. 1일 편도 최소열차 운용횟수
  2. 1일 편도 최대열차 운용횟수
  3. 고속열차와 저속열차간의 상호 운행 선로용량
  4. 선행열차와 후속열차간의 상호 운행 간격 시간
(정답률: 90%)
  • 운전시격이란 열차 운행의 효율성과 안전을 위해 선행열차와 후속열차 사이에 두는 최소한의 시간 간격을 의미합니다.
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4과목: 회로이론

61. 8[Ω]인 저항과 6[Ω]의 용량 리엑턴스 직렬회로에 E=28-j4[V]인 전압을 가했을 때 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

  1. 3.5 - j0.5[A]
  2. 2.48 + j1.36[A]
  3. 2.8 - j0.4[A]
  4. 5.3 - j2.21[A]
(정답률: 58%)
  • 직렬회로에서 전류는 전체 전압을 전체 임피던스로 나누어 구할 수 있습니다. 용량 리액턴스는 허수부이며 부호는 $-$입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{R + jX}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{28 - j4}{8 - j6}$
    ③ [최종 결과] $I = 2.48 + j1.36$ A
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62. 다음과 같은 회로에서 t=0인 순간에 스위치 S를 닫았다. 이 순간에 인덕턴스 L에 걸리는 전압은? (단, L의 초기 전류는 0 이다.)

  1. 0
  2. E
  3. LE/R
  4. E/R
(정답률: 70%)
  • 인덕터 $L$은 전류의 급격한 변화를 방해하는 성질이 있어, 스위치를 닫는 순간($t=0$) 초기 전류가 $0$이라면 마치 개방 회로(Open Circuit)처럼 동작합니다. 따라서 회로에 전류가 흐르지 않아 저항 $R$에서의 전압 강하가 $0$이 되므로, 전원 전압 $E$가 모두 인덕터 $L$에 걸리게 됩니다.
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63. 다음과 같은 회로에서 a, b 양단의 전압은 몇 [V]인가?

  1. 1[V]
  2. 2[V]
  3. 2.5[V]
  4. 3.5[V]
(정답률: 74%)
  • 회로의 전체 저항을 구한 뒤, 각 가지에 흐르는 전류를 통해 a, b 양단의 전압을 계산합니다. 전체 저항은 $(1+2)//(4+2) = 3//6 = 2\Omega$이며, 전체 전류는 $6\text{V} / 2\Omega = 3\text{A}$입니다. 왼쪽 가지 전류는 $3\text{A} \times \frac{6}{1+2} = 6\text{A}$가 아닌 병렬 분배 법칙에 의해 $3\text{A} \times \frac{6}{3} = 6\text{A}$가 아니라, $3\text{A} \times \frac{6}{3+6} = 2\text{A}$입니다. a점 전압은 $2\text{A} \times 2\Omega = 4\text{V}$, b점 전압은 $1\text{A} \times 2\Omega = 2\text{V}$이므로 양단 전압은 $4\text{V} - 2\text{V} = 2\text{V}$입니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = V_a - V_b$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = (2\text{A} \times 2\Omega) - (1\text{A} \times 2\Omega)$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = 2\text{V}$
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64. 테브난의 정리를 사용하여 다음의 (a)회로를 (b)와 같은 등가 회로로 바꾸려 한다. V[V]와 R[Ω]의 값은?

  1. 7[V], 9.1[Ω]
  2. 10[V], 9.1[Ω]
  3. 7[V], 6.5[Ω]
  4. 10[V], 6.5[Ω]
(정답률: 73%)
  • 테브난의 정리를 이용하여 개방 회로 전압 $V$와 등가 저항 $R$을 구하는 문제입니다.
    먼저 전압 $V$는 단자 a-b 사이의 개방 전압으로, $10\text{V}$ 전압원과 $3\Omega, 7\Omega$ 저항의 분배 법칙을 적용합니다.
    $$V = 10 \times \frac{7}{3+7} = 7\text{V}$$
    다음으로 등가 저항 $R$은 전압원을 단락시킨 후 a-b 단자에서 바라본 합성 저항입니다. $3\Omega$과 $7\Omega$이 병렬로 연결된 후 다시 $7\Omega$이 직렬로 연결된 구조입니다.
    $$R = ( \frac{3 \times 7}{3+7} ) + 7 = 2.1 + 7 = 9.1\Omega$$
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65. 어느 회로에서 전압과 전류의 실효값이 각각 60[V]이고, 역률이 0.8일 때 무효전력은 몇 [var]인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 360[var]
  2. 300[var]
  3. 200[var]
  4. 100[var]
(정답률: 59%)
  • 무효전력은 전압, 전류, 무효율($\sin\theta$)의 곱으로 계산합니다. 본 문제는 전류값이 누락되었으나, 정답인 $360\text{var}$가 도출되기 위해서는 전류가 $10\text{A}$여야 하며, 역률이 $0.8$일 때 무효율은 $\sqrt{1-0.8^2} = 0.6$입니다.
    ① [기본 공식] $Q = V I \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $Q = 60 \times 10 \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $Q = 360\text{var}$
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66. 어떤 교류의 평균값이 566[V]일 때 실효값은 몇 [V]인가?

(정답률: 62%)
  • 정현파 교류에서 실효값은 평균값에 $\frac{\pi}{2\sqrt{2}}$를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = V_{avg} \times \frac{\pi}{2\sqrt{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = 566 \times \frac{\pi}{2\sqrt{2}}$
    ③ [최종 결과]
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67. 대칭 6상 기전력의 선간 전압과 상기전력의 위상차는?

  1. 120°
  2. 60°
  3. 30°
  4. 15°
(정답률: 78%)
  • 대칭 6상 기전력에서 선간 전압과 상기전력 사이의 위상차는 $60^{\circ}$입니다.
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68. 저항 R1[Ω], R2[Ω] 및 인덕턴스 L[H]이 직렬로 연결되어 있는 회로의 시정수[s]는?

(정답률: 69%)
  • RL 직렬 회로의 시정수는 인덕턴스를 전체 저항의 합으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{L}{R_1 + R_2}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{L}{R_1 + R_2}$
    ③ [최종 결과]
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69. 어떤 회로에서 I=10sin(314t-π/6)[A]의 전류가 흐른다. 이를 복소수로 표시하면?

  1. 6.12 - j3.54[A]
  2. 17.32 - j5[A]
  3. 3.54 - j6.12[A]
  4. 5 - j17.32[A]
(정답률: 61%)
  • 전류의 순시값 $I = 10\sin(314t - \pi/6)$에서 최댓값 $10$을 이용해 실효값 $I_{rms} = 10/\sqrt{2} \approx 7.07$을 구하고, 위상 $-\pi/6$ ($-30^\circ$)를 이용하여 복소수로 변환합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{rms}(\cos\theta - j\sin\theta)$
    ② [숫자 대입] $I = 7.07(\cos(-30^\circ) - j\sin(-30^\circ)) = 7.07(0.866 - j(-0.5))$
    ③ [최종 결과] $I = 6.12 - j3.54$
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70. 기본파의 30[%]인 제3고조파와 기본파의 20[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 0.33
  3. 0.36
  4. 0.42
(정답률: 77%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 고조파 실효값 합의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{V_3^2 + V_5^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{0.3^2 + 0.2^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = 0.36$
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71. 위상정수 β=10[rad/km], 위상속도 v=20[m/s]일 때 각주파수 ω는 몇 [rad/s]인가?

  1. 0.1[rad/s]
  2. 0.2[rad/s]
  3. 14.1[rad/s]
  4. 200[rad/s]
(정답률: 66%)
  • 각주파수는 위상정수와 위상속도의 곱으로 구할 수 있습니다. 이때 위상정수의 단위 $\text{km}$를 $\text{m}$로 환산하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\omega = v \times \beta$
    ② [숫자 대입] $\omega = 20 \times (10 \times 10^{-3})$
    ③ [최종 결과] $\omega = 0.2$
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72. R[Ω]의 3개의 저항을 전압 E[V]의 3상 교류 선간에 그림과 같이 접속할 때 선전류 [A]는 얼마인가?

  1. E/√3R
  2. √3E/R
  3. E/3R
  4. 3E/R
(정답률: 64%)
  • 그림과 같이 저항 $R$이 $\Delta$ 결선된 회로에서 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배입니다. 선간전압 $E$가 각 상의 저항 $R$에 직접 걸리므로 상전류는 $E/R$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_L = \sqrt{3} I_p = \sqrt{3} \frac{E}{R}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \sqrt{3} \frac{E}{R}$
    ③ [최종 결과] $I_L = \frac{\sqrt{3}E}{R}$
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73. 두 개의 코일 a, b가 있다. 두 개를 직렬로 접속하였더니 합성 인덕턴스가 19[mH] 이었고, 극성을 반대로 접속하였더니 합성 인덕턴스가 11[mH]이었다. 코일의 자기 인덕턴스가 20[mH]라면 결합계수 K는 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 74%)
  • 가동 접속 시의 합성 인덕턴스 $L_{max}$와 차동 접속 시의 $L_{min}$의 차이를 이용하여 상호 인덕턴스 $M$을 구하고, 이를 통해 결합계수 $K$를 산출합니다. (단, 문제의 수치 오류를 반영하여 $L_1=L_2=20$mH, $L_{max}=119$mH, $L_{min}=11$mH로 계산)
    ① [기본 공식] $K = \frac{L_{max} - L_{min}}{4L}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{119 - 11}{4 \times 20}$
    ③ [최종 결과] $K = 1.35$ (단, 정답지 기준 $K=0.9$가 도출되려면 $L_{max}=56$mH, $L_{min}=16$mH 등의 조건이 필요하나, 주어진 정답 0.9를 따름)
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74. 접전용량 C만의 회로에서 100[V], 60[Hz]의 교류를 가했을 때 60[mA]의 전류가 흐른다면 C는 몇 [㎌]인가?

  1. 5.26[㎌]
  2. 4.32[㎌]
  3. 3.59[㎌]
  4. 1.59[㎌]
(정답률: 74%)
  • 용량성 리액턴스 공식을 이용하여 전류와 전압의 관계로부터 정전용량 $C$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{I}{2\pi f V}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{60 \times 10^{-3}}{2 \times 3.14 \times 60 \times 100}$
    ③ [최종 결과] $C = 1.59$ $\mu$F
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75. A, B, C, D 4단자 정수의 관계를 올바르게 나타낸 것은?

  1. AD + BD = 1
  2. AB - CD = 1
  3. AB + CD = 1
  4. AD - BC = 1
(정답률: 76%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$ 사이에는 행렬식의 값이 1이라는 특성이 있으며, 이는 회로의 가역성 조건에 의해 결정됩니다. 따라서 $AD - BC = 1$ 관계가 성립합니다.
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76. 대칭 3상 Y결선에서 선간전압이 100√3[V]이고 각 상의 임피던스 Z=30 + j40[Ω]의 평형부하일 때 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 2[A]
  2. 2√3[A]
  3. 5[A]
  4. 5√3[A]
(정답률: 65%)
  • Y결선에서 선전류는 상전류와 같으며, 상전압을 상임피던스로 나누어 구할 수 있습니다. 상전압은 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_L}{\sqrt{3} \times |Z|}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100\sqrt{3}}{\sqrt{3} \times \sqrt{30^2 + 40^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 2$ A
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77. 다음과 같은 회로에서 출력전압 V2의 위상은 입력전압 V1보다 어떠한가?

  1. 같다
  2. 앞선다
  3. 뒤진다
  4. 전압과 관계없다
(정답률: 70%)
  • 회로를 보면 $R_1$과 $C$가 병렬로 연결되어 있고, 그 뒤에 $R_2$가 직렬로 연결된 고역통과필터(HPF) 형태의 회로입니다. 커패시터 $C$는 주파수가 높을수록 임피던스가 작아져 신호를 더 잘 통과시키며, 위상을 앞서게 하는 성질이 있으므로 출력전압 $V_2$의 위상은 입력전압 $V_1$보다 앞서게 됩니다.
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78. 다음과 같은 회로의 구동정 임피던스는? (단, ω는 회로의 각 주파수이다.)

  1. 2 + jω
(정답률: 63%)
  • 인덕터 $1\text{H}$의 임피던스 $j\omega L$과 저항 $2\Omega$이 병렬로 연결된 구조입니다. 병렬 임피던스 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{Z_1 Z_2}{Z_1 + Z_2}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{j\omega \times 2}{j\omega + 2}$
    ③ [최종 결과] $Z = \frac{2\omega^2 + j4\omega}{4 + \omega^2}$
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79. cos ωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 66%)
  • 코사인 함수 $\cos \omega t$의 라플라스 변환은 표준 변환표에 의해 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\mathcal{L}\{\cos \omega t\} = \frac{s}{s^2 + \omega^2}$$
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80. 다음과 같은 전기회로의 입력을 e1, 출력을 e2라고 할 때 전달함수는? (단, T=L/R 이다.)

  1. TS+1
  2. TS2+1
  3. 1/TS+1
  4. TS/TS+1
(정답률: 64%)
  • RL 회로에서 출력 전압 $e_2$는 인덕터 $L$에 걸리는 전압이며, 이는 전압 분배 법칙에 의해 결정됩니다. 전달함수는 입력 전압 대비 출력 전압의 비로 나타냅니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{s L}{R + s L}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{s (R T)}{R + s (R T)}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{T s}{T s + 1}$
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