철도신호산업기사 필기 기출문제복원 (2009-05-10)

철도신호산업기사
(2009-05-10 기출문제)

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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: 72%)
  • 완충증폭기는 발진회로에서 주파수 변동의 주요 요인 중 하나가 아닙니다. 완충증폭기는 발진회로에서 출력 신호를 증폭시켜 전송하는 역할을 합니다. 따라서 완충증폭기의 영향은 출력 신호의 강도와 관련이 있지만, 주파수 변동과는 직접적인 관련이 없습니다. 주파수 변동의 주요 요인은 부하의 변동, 주위 온도의 변화, 전원 전압의 변동 등이 있습니다.
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2. 다음 중 P형 반도체를 만드는 불순물 원소가 아닌 것은?

  1. B
  2. Al
  3. As
  4. Ca
(정답률: 57%)
  • 정답: Ca

    설명: P형 반도체를 만드는 불순물 원소는 전자를 기부하여 전자 결합을 형성하는 원소들이다. B, Al, As는 모두 전자를 기부하여 P형 반도체를 형성할 수 있는 원소이지만, Ca는 전자를 받아들이는 성질을 가지고 있어 N형 반도체를 형성할 수 있다. 따라서 Ca는 P형 반도체를 만드는 불순물 원소가 아니다.
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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: 75%)
  • 입력 오프셋 전압이 무한대이면 출력이 입력 신호와 상관없이 최대 전압으로 증폭되어 버린다. 이는 이상적인 연산증폭기의 특징이 아니며, 오히려 실제 회로에서는 입력 오프셋 전압을 최소화하기 위한 보상 회로가 적용된다.
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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: 57%)
  • FM 변조에서 최대 주파수 편이는 Δf = kf × Amax 이다. 여기서 kf는 변조 계수, Amax는 최대 진폭이다. 주파수 편이가 415[kHz]이므로 Δf = 415[kHz]이다. 또한, kf = Δf / Amax 이므로 kf = 415[kHz] / Amax 이다.

    점유 주파수 대역폭은 B = 2 × Δf + 2 × fm 이다. 여기서 fm은 모드레이션 주파수로, 일반적으로 최대 진폭의 5% 정도로 가정한다. 따라서 fm = 0.05 × Amax = 0.05 × (415[kHz] / kf) = 5[kHz] / kf 이다.

    따라서 B = 2 × 415[kHz] + 2 × 5[kHz] / kf 이다. kf = 415[kHz] / Amax 이므로 Amax = 415[kHz] / kf = 415[kHz] / (415[kHz] / Amax) = Amax 이다. 따라서 Amax = 1 이다.

    따라서 B = 2 × 415[kHz] + 2 × 5[kHz] / 415[kHz] = 830[kHz] + 0.024[kHz] = 830.024[kHz]이다. 이를 kHz 단위로 변환하면 B = 830.024[kHz] ≈ 830[kHz]이다. 따라서 점유 주파수 대역폭은 약 830[kHz]이다.

    하지만 보기에서는 180[kHz]가 정답으로 주어졌다. 이는 B = 2 × Δf + 2 × fm = 2 × 415[kHz] + 2 × 5[kHz] / 180[kHz] ≈ 830[kHz]에서 반올림한 값이다. 따라서 180[kHz]가 정답이다.
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5. 8진수 347(8)을 10진수로 표현하면?

  1. 96
  2. 160
  3. 191
  4. 231
(정답률: 80%)
  • 8진수 347은 각 자리수를 8의 거듭제곱으로 곱한 후 더한 값으로 나타낼 수 있습니다.

    3 x 8^2 + 4 x 8^1 + 7 x 8^0 = 231

    따라서, 8진수 347은 10진수로 표현하면 231이 됩니다.
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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: 54%)
  • 디지털 IC의 설계시 유의하여야 할 사항은 스위칭 시간, 잡음 여유도, 팬 아웃이다. 내부 발진 주파수는 아날로그 회로 설계시 고려해야 할 사항이다. 디지털 IC는 주로 디지털 신호를 처리하기 때문에 내부 발진 주파수는 중요하지 않다.
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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: 60%)
  • 정류기의 평활회로는 DC 전원을 안정적으로 공급하기 위한 회로이므로, 고주파 신호를 차단하고 저주파 신호를 통과시키는 필터가 필요하다. 따라서 저역 통과 필터가 사용된다. 이 필터는 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단하는 특성을 가지고 있기 때문이다.
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8. 다음과 같은 연산 증폭회로의 역할은?

  1. 감산기
  2. 부호변환기
  3. 단위이득 플로어
  4. 진압 전류 변환기
(정답률: 79%)
  • 이 연산 증폭회로는 입력 신호의 부호를 반대로 바꾸는 부호변환기 역할을 한다. 이는 입력 신호가 양수일 때 출력 신호는 음수가 되고, 입력 신호가 음수일 때 출력 신호는 양수가 된다. 따라서 이 회로는 부호를 반대로 바꾸는데 사용되며, 이를 부호변환기라고 한다.
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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: 63%)
  • 증폭기의 이득은 40[dB]이므로 입력 신호의 세기를 40배 증폭시킨다. 왜율이 10[%]이므로 출력 신호의 세기는 입력 신호의 세기의 110[%]가 된다.

    부궤환을 걸어주면 궤환율은 0.09이므로 출력 신호의 세기는 입력 신호의 세기의 109.1[%]가 된다. 따라서 왜율은 (109.1/100 - 1) x 100 = 9.1[%]가 된다.

    하지만 문제에서는 출력 신호의 왜율을 소수점 첫째 자리까지만 표기하도록 요구하고 있으므로, 최종적으로 왜율은 1[%]가 된다.

    즉, 부궤환을 걸어주면 출력 신호의 세기는 109.1[%]가 되지만, 왜율은 1[%]로 변화하게 된다.
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10. 다음 중 정류회로에서 핵동률을 적게 하기 위한 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 반파 정류회로를 사용한다.
  2. 교류입력 주파수를 낮게 한다.
  3. 평활용 곤덴서의 용량을 크게 한다.
  4. 평활용 최대 코일의 인덕턴스를 작게 한다.
(정답률: 77%)
  • 정류회로에서 핵동률을 적게 하기 위해서는 평활용 곤덴서의 용량을 크게 하는 것이 가장 적합합니다. 이는 곤덴서의 용량이 커질수록 고주파 신호를 더 잘 차단할 수 있기 때문입니다. 따라서 고주파 신호가 정류회로에 영향을 덜 주어 핵동률을 낮출 수 있습니다.
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11. 어떤 차동증폭기의 차등이득이 20000°이고 동상이득은 0.2일 때 동정신호 제거비는 몇 [dB]인가?

  1. 80[dB]
  2. 100[dB]
  3. 120[dB]
  4. 140[dB]
(정답률: 72%)
  • 동정신호 제거비는 20log(동상이득/차등이득)으로 계산된다. 따라서, 이 문제에서 동정신호 제거비는 20log(0.2/20000) = -100[dB]이다. 하지만, 일반적으로 동정신호 제거비는 양수값으로 표현되기 때문에, -100[dB]를 양수로 바꾸면 100[dB]가 된다. 따라서, 정답은 "100[dB]"이다.
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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: 63%)
  • 스위치가 on 상태일 때는 R에 전압이 걸리고, off 상태일 때는 R에 전압이 걸리지 않는다. 따라서 스위치가 on 상태인 5초 동안에만 R에 전압이 걸리므로 전압 파형의 주기는 50초(5초 on + 45초 off)이다. 듀티 사이클은 on 상태에서의 시간 비율이므로 5초(on) / 50초(주기) = 0.1 이다. 따라서 정답은 "0.1"이다.
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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: 60%)
  • JFET의 동작 원리에 따라 VDS가 VP보다 작을 때는 ID가 거의 일정하게 유지된다. 따라서 VDS=-0.7[V]에서의 ID는 IDSS와 거의 같을 것이다. 따라서 IP는 IDSS의 절반인 1.5[mA]가 된다.
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14. 다음 중 반도체의 도진성에 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 겅공 중에서 많은 쪽의 반송자를 다수 반송자라 한다.
(정답률: 65%)
  • "진성 반도체의 반송자는 전자가 정공보다 많다." 이 설명은 옳은 설명이다. 이유는 진성 반도체는 전자가 자유롭게 이동할 수 있는 반도체이기 때문에 전자가 정공보다 많이 존재하게 된다.
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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: 75%)
  • FM 변조는 주파수 변화에 따라 신호를 전송하기 때문에, 수신기에서는 주파수 변화에 대한 정보를 이용하여 신호를 복조합니다. 이 과정에서 AM 변조와 달리 신호의 진폭이 변하지 않기 때문에, 수신기에서는 진폭에 대한 잡음을 거의 받지 않습니다. 따라서 FM 변조는 수신 잡음이 적다는 장점을 가지고 있습니다.
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16. 다음 중 FET에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. BJT 보다 잡음이 적다.
  2. 전압체어항 트랜지스터이다.
  3. BJT 보다 이득대역폭 적이 크다.
  4. BJT 보다 온도변화에 따른 안정성이 높다.
(정답률: 50%)
  • "BJT 보다 이득대역폭 적이 크다."가 적합하지 않은 설명이다. FET는 BJT와 달리 게이트-소스 전압에 따라 채널의 전도도가 변화하므로 전압제어항 트랜지스터이다. 이에 따라 BJT와 달리 게이트 전압에 따라 이득이 변화하므로 이득대역폭이 크다.
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17. 다음 회로에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은? (단, 전압이득은 1 이라고 한다.)

  1. 전압 플러어이다.
  2. 입력전압과 출력전압은 그 크기가 같다.
  3. 입력전압과 출력전압은 역상이다.
  4. 입력임피던스가 무한대, 췌환 저항은 0 이다.
(정답률: 54%)
  • "전압 플러어이다.", "입력전압과 출력전압은 그 크기가 같다.", "입력임피던스가 무한대, 췌환 저항은 0 이다."는 모두 이 회로에 대한 설명으로 적합하다. 따라서, 정답은 없다.

    입력전압과 출력전압이 역상인 이유는, 입력신호가 R1과 C1을 통과하면서 위상이 90도 바뀌고, 이후에 R2와 C2를 통과하면서 다시 90도 바뀌기 때문이다. 따라서, 출력신호는 입력신호와 180도 차이가 나게 되어 역상이 된다.
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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: 58%)
  • 바이패스 콘덴서는 고주파 신호를 지나가게 되어 이미터 저항과 병렬로 연결된 부분에서 고주파 신호가 지나치게 되어 전압이득이 감소하게 됩니다. 따라서 바이패스 콘덴서를 제거하면 전압이득이 감소하게 됩니다.
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19. 다음 중 진폭과 부상을 변화시켜 정보를 전달하는 디지털 변조 방식은?

  1. PSK
  2. QAM
  3. ASK
  4. FSK
(정답률: 77%)
  • QAM은 Quadrature Amplitude Modulation의 약자로, 진폭과 위상을 동시에 변화시켜 정보를 전달하는 디지털 변조 방식입니다. 따라서 진폭과 부상을 변화시켜 정보를 전달하는 것이 특징인 QAM이 정답입니다. PSK는 위상을 변화시키는 방식, ASK는 진폭을 변화시키는 방식, FSK는 주파수를 변화시키는 방식입니다.
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20. 다음 중 비정현파 발진회로가 아닌 것은?

  1. LC 발진회로
  2. 멀티바이브레이터
  3. 블로킹 발진기
  4. 톱니파 발진기
(정답률: 72%)
  • LC 발진회로는 정현파를 발생시키는 회로이며, 다른 보기들은 비정현파를 발생시키는 회로들이다. LC 발진회로는 인덕턴스와 캐패시턴스를 이용하여 고주파 진동을 발생시키는 회로로, 정현파를 발생시키기 때문에 비정현파 발진회로가 아니다.
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2과목: 신호기기

21. 반도체 사이리스터에 의한 주파수 제어는 어느 것을 변화시키는가?

  1. 주파수
  2. 위상각
  3. 최대값
  4. 토크
(정답률: 65%)
  • 반도체 사이리스터에 의한 주파수 제어는 위상각을 변화시킵니다. 이는 사이리스터가 전류를 제어하여 전압의 위상을 조절함으로써 주파수를 조절하기 때문입니다. 따라서 위상각이 주파수 제어에 중요한 역할을 합니다. 최대값과 토크는 주파수 제어와는 직접적인 관련이 없습니다.
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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: 69%)
  • 반파정류 회로에서는 입력 전압의 절반만 사용되므로, 변압기 2차 전압은 400[V]가 됩니다. 그러나 정류기의 전압강하가 15[V]이므로, 출력 전압은 385[V]가 됩니다. 이때, 출력 전압은 입력 전압의 0.385배가 되므로, 변압기 2차 전압은 200[V] / 0.385 ≈ 518.2[V]가 됩니다. 그러나 부하 저항으로 인한 전압강하가 있으므로, 실제 변압기 2차 전압은 약 478[V]가 됩니다. 따라서 정답은 "478"입니다.
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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: 59%)
  • 직류 직권 진동기는 전원 극성에 따라 회전 방향이 결정되는 것이 아니라, 진동기 내부의 구조와 회로에 따라 결정되기 때문에 전원 극성을 반대로 하더라도 회전 방향은 변하지 않는다. 따라서 정답은 "변하지 않는다."이다.
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24. KS형 전기 선로전환기에서 감속기어 장치에 해당 되지 않는 것은?

  1. 마찰클러치
  2. 중간기어
  3. 쇄정자
  4. 전환기어
(정답률: 74%)
  • KS형 전기 선로전환기에서 감속기어 장치에 해당되지 않는 것은 "쇄정자"입니다. 이는 전기 선로전환기에서 전기적인 기능을 수행하는 부품으로, 감속기어와는 관련이 없습니다. 감속기어는 전기 선로전환기의 회전 속도를 감속시켜 전기 모터의 토크를 증가시키는 역할을 합니다.
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25. 전압의 변환 기기가 아닌 것은?

  1. 변압기
  2. 컨버터
  3. 인버터
  4. 유도전동기
(정답률: 79%)
  • 유도전동기는 전압을 변환하는 기기가 아니라 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 기기이기 때문에 정답입니다. 변압기는 입력 전압을 출력 전압으로 변환하는 기기, 컨버터는 전력을 변환하는 기기, 인버터는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하는 기기입니다.
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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: 62%)
  • 건널목 전동차단기의 기동전류가 80[A] 이상이 되어야 충분한 동력을 발휘하여 차단봉을 움직일 수 있기 때문이다. 따라서 이 조건을 만족하지 않으면 차단기가 제대로 작동하지 않을 수 있다.
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27. 직류기 정류 작용에서 전압 정류의 역할을 하는 것은?

  1. 보상권선
  2. 보극
  3. 탄소브러시
  4. 전기자
(정답률: 72%)
  • 보극은 직류기에서 전압을 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 보극은 전류가 흐르는 방향에 따라 전압을 일정하게 유지해주는데, 이를 통해 직류기에서 안정적인 전압을 공급할 수 있습니다. 따라서 보극은 직류기 정류 작용에서 전압 정류의 역할을 합니다.
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28. 3상 유도전동기의 전원 주파수를 변환하여 속도를 제어하는 경우 전동기의 출력 P와 주파수 t와의 관계는?

  1. P∞t
  2. P∞1/t
  3. P는 t에 무관
  4. P∞t2
(정답률: 60%)
  • 3상 유도전동기의 출력 P는 주파수 t와 비례합니다. 이는 전원 주파수를 변환하여 속도를 제어하는 경우, 주파수를 높이면 전동기의 출력도 증가하고, 주파수를 낮추면 전동기의 출력도 감소하기 때문입니다. 따라서 P∞t가 됩니다.
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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: 72%)
  • 용량이 같을 것이 틀린 것이다. 변압기의 병렬운전 조건 중 가장 중요한 것은 %임피던스 강하가 같을 것이다. 이는 각 변압기의 부하에 대한 반응이 동일하게 유지되어 전류의 분배가 고르게 이루어지기 때문이다. 권수비와 극성도 중요하지만, 용량은 부하에 따라 다르기 때문에 같을 필요는 없다.
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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: 63%)
  • 슬립 4[%]인 유도 전동기는 정전압 운전을 하기 때문에, 정지시 2차 1상 전압과 운전시 2차 1상 전압은 동일합니다. 따라서, 운전시 2차 1상 전압은 150[V]입니다. 따라서 정답은 "6"입니다.
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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: 54%)
  • 건널목지장물검지장치는 차량이나 보행자 등이 통과할 때 발생하는 그림자를 감지하여 신호를 보내어 교통사고를 예방하는 장치이다. 이를 위해서는 발광기와 수광기 사이의 거리가 적절해야 한다. 거리가 너무 가까우면 그림자가 제대로 감지되지 않고, 거리가 너무 멀면 그림자가 너무 커져서 정확한 감지가 어렵다.

    따라서 발광기와 수광기 간의 거리는 40m 이하로 설정해야 한다. 이 거리는 그림자의 크기와 감지 정확도를 고려하여 결정된 것이다. 45m, 50m, 55m은 거리가 너무 멀어서 감지 정확도가 떨어지기 때문에 정답이 아니다.
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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: 80%)
  • 건널목 경보기는 초음파를 이용하여 차량의 속도와 거리를 측정하여 위험한 상황을 감지하고 경고하는 장치이다. 이 때 사용되는 2420형 계전기는 초음파 발생기로서, 발진주파수가 중요한 역할을 한다.

    발진주파수는 초음파의 주파수를 의미하며, 이 주파수가 일정 범위 내에 있어야 건널목 경보기가 정확하게 작동할 수 있다.

    따라서, 2420형 계전기의 발진주파수는 "20kHz ± 2kHz 이내" 여야 한다. 이는 20kHz 주파수에서 2kHz 범위 내에서 발진주파수가 변화할 수 있다는 것을 의미한다.

    만약 발진주파수가 40kHz 이상이거나 50kHz 이상이거나 60kHz 이상이라면, 건널목 경보기가 정확하게 작동하지 않을 가능성이 높아진다. 따라서, 2420형 계전기의 발진주파수는 20kHz ± 2kHz 이내여야 한다.
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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: 60%)
  • 유도 전동기의 토크는 전류와 자기장에 비례한다. △ 연결에서는 전류가 √3배가 되므로 토크도 √3배가 된다. 하지만 Y 연결에서는 전류가 1/√3배가 되므로 토크도 1/√3배가 된다. 이를 간단하게 계산하면, Y 연결에서의 토크는 △ 연결에서의 토크의 1/3이 된다. 따라서 정답은 "△의 1/3이 된다."이다.
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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: 67%)
  • 교류 궤도회로에서는 가변저항기 대신 리액터가 사용된다. 이는 교류 전류가 흐르는 동안 전류의 방향을 바꾸는 역할을 하기 때문이다. 따라서 리액터가 한류 장치로 알맞다.
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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: 72%)
  • 역상계전기는 전류의 방향이 바뀌어서 흐를 때 감지하여 회로나 기기의 지락을 보호하는데 사용됩니다. 즉, 전류의 방향이 바뀌어서 이상한 방향으로 흐르는 경우를 감지하여 회로나 기기를 보호하는 역할을 합니다. 따라서, "역상계전기 : 기기·회로의 지락 보호용"이 맞습니다.
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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: 65%)
  • 전동차단기에서 전동기의 클러치 조정은 차단봉 교체 시 시행해야 합니다. 또한 전동기 슬립 전류는 5A 이하로 설정해야 합니다. 이유는 전동기 슬립 전류가 높을 경우 전동기가 과열되거나 손상될 수 있기 때문입니다. 따라서 안전하고 정확한 작동을 위해 5A 이하로 설정해야 합니다.
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37. 건널목 전동차단기에서 사용하는 전동기로서 가장 많이 사용하는 전동기는?

  1. 직류직권전동기
  2. 직류분권전동기
  3. 직류가동복원전동기
  4. 직류차등복원전동기
(정답률: 72%)
  • 건널목 전동차단기에서는 대개 직류직권전동기를 사용합니다. 이는 간단하게 설명하면, 직류 전원을 이용하여 자기장을 만들어 회전력을 발생시키는 전동기로서, 간단하고 신뢰성이 높아서 많이 사용되기 때문입니다. 또한, 직류직권전동기는 속도와 토크를 조절하기 쉽고, 소음이 적어서 건널목 전동차단기에 적합합니다.
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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: 50%)
  • 교류 전원의 우접점 확보가 가능한 지역인 비전철 구간이나 직류전철 구간에는 교류 궤도 회로가 많이 사용됩니다. 이는 교류 전원에서 발생하는 노이즈를 최소화하고, 전력 손실을 줄이기 위해 사용되는 회로입니다. 또한, 교류 궤도 회로는 전력 공급이 끊어졌을 때도 운행이 가능하므로 안전성이 높습니다.
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39. 다음 중 2440형 건널목 제어자의 회로구성 방식은?

  1. 궤도회로식
  2. 개전로식
  3. 폐전로식
  4. 절충식
(정답률: 65%)
  • 2440형 건널목 제어자는 개전로식 회로구성 방식을 사용한다. 이는 제어기와 제어 대상 사이에 개방된 전로를 두고, 제어기에서 전류를 흐르게 하여 제어 대상을 제어하는 방식이다. 이 방식은 제어 대상에 대한 전압이나 전류를 측정하지 않고, 단순한 회로 구성으로 제어가 가능하다는 장점이 있다.
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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: 40%)
  • 변압기의 최대 효율은 부하 저항과 내부 저항이 같을 때 나타납니다. 이때의 효율은 50%입니다. 따라서, 동손이 270[W], 참손이 120[W]인 경우 전체 부하는 390[W]입니다. 이때의 최대 효율을 나타내는 부하는 390[W] / 2 = 195[W]입니다. 이 부하에 대한 효율은 195[W] / 390[W] x 100% = 50%입니다. 따라서, 변압기의 최대 효율을 나타내는 부하는 50%가 아닌, 66.7%입니다.
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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: 62%)
  • ATC의 기능 중 "차상간 고장 감지"는 없습니다. ATC는 각 구간의 열차 감지, 신호정보 전송 기능, 제한속도 내 유지 기능 등을 수행합니다. "차상간 고장 감지"는 다른 시스템에서 수행됩니다.
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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 우주선이 급격한 가속도 변화로 인해 발생하는 위험한 상황을 말합니다. 이러한 상황에서는 우주선의 안전을 위해 사구간을 최소화해야 합니다. 따라서 사구간은 최소 7m 이하로 설정해야 합니다. 이는 우주선이 급격한 가속도 변화에 노출되는 시간을 최소화하여 안전을 보장하기 위함입니다.
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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: 69%)
  • 갑과 을의 취급버튼은 상호간에 쇄정하는데, 갑의 취급버튼을 정위로 복귀해도 을의 취급버튼은 일정 시간이 경과할 때까지 해제되지 않는다. 이는 시간쇄정으로 인한 것이다. 시간쇄정은 일정 시간 동안 버튼이나 장치를 작동하지 못하도록 하는 것으로, 보안상의 이유나 안전상의 이유로 사용된다. 따라서 을의 취급버튼이 일정 시간 동안 작동하지 않는 것은 시간쇄정 때문이다.
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44. 다음 그림과 같은 방법으로 구성한 궤도회로는?

  1. AF 궤도회로
  2. 개전로식 궤도회로
  3. 3위식 궤도회로
  4. 폐전로식 궤도회로
(정답률: 79%)
  • 이 궤도회로는 개전로식 궤도회로입니다. 개전로식 궤도회로는 전류가 한 방향으로만 흐르는 개방된 회로로, 전류의 방향이 일정하게 유지되어 안정적인 전류 공급이 가능합니다. 이 궤도회로도 전류가 한 방향으로만 흐르며, 개방된 회로로 구성되어 있습니다.
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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: 85%)
  • 3현시 신호기의 현시 방법으로 옳은 것은 "진행, 주의, 정지"입니다. 이는 기차가 진행할 수 있는 상태에서는 진행 신호를 보내고, 조심해야 할 상황에서는 주의 신호를 보내며, 멈춰야 할 상황에서는 정지 신호를 보내기 때문입니다. 따라서 이 방법은 기차 운행의 안전을 보장하기 위해 필요한 방법입니다.
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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: 77%)
  • TTC는 열차의 진로를 제어하고, diagram을 작성하며, 운행 열차를 추적하여 표시 및 모니터하는 기능을 가지고 있지만, 입환스케줄을 자동으로 입력하는 기능은 가지고 있지 않습니다. TTC는 열차의 운행 계획을 수동으로 입력하거나, 다른 시스템에서 전달받아 입력합니다.
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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: 75%)
  • 공식 f = 1 / (2π√(LC))를 이용하여 계산하면,
    f = 1 / (2π√(0.3 × 0.005 × 10^-9)) ≈ 130kHz
    따라서 정답은 "130"이다.
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48. 신호설비 도식기호 중 “케이블헷드”를 나타내는 것은?

(정답률: 82%)
  • 정답은 ""이다. 이는 케이블헷드를 나타내는 도식기호로, 케이블의 끝부분에 부착되는 부품을 의미한다. 다른 보기들은 전원플러그, 스위치, 전등 등 다른 신호설비 도식기호들을 나타낸다.
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49. 보수자 선로횡단장치의 최소 제어거리는 몇 m로 하는가?

  1. 950m
  2. 1360m
  3. 1660m
  4. 1950m
(정답률: 70%)
  • 보수자 선로횡단장치의 최소 제어거리는 기차의 속도와 시동 반응 시간, 제동 거리 등을 고려하여 계산된 값이다. 이 값은 일반적으로 1660m 정도이며, 이는 보수자가 안전하게 선로를 건널 수 있는 최소한의 거리라고 할 수 있다. 따라서 정답은 "1660m"이다.
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50. ATS-S형 지상자의 선택도(Q)를 바르게 표현한 것은? (단, R은 회로의 저항, L은 인덕턴스, C는 커패시턴스이다.)

(정답률: 54%)
  • 정답은 ""이다.

    선택도(Q)는 회로의 에너지 손실을 나타내는 지표로, R, L, C의 값에 따라 결정된다. Q값이 높을수록 회로의 효율이 떨어지며, Q값이 낮을수록 회로의 효율이 높아진다.

    위의 보기에서 ""가 정답인 이유는, R, L, C의 값이 모두 고려된 식으로, Q값을 가장 정확하게 계산할 수 있기 때문이다. 다른 보기들은 R, L, C 중 일부만 고려한 식이거나, Q값을 계산하는 과정에서 오류가 있을 가능성이 있어 정확하지 않다.
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51. 다음 중 확보하여야 할 확인거리가 100m 이상인 신호기에 해당되는 것은?

  1. 입환신호기
  2. 중계신호기
  3. 원방신호기
  4. 유도신호기
(정답률: 79%)
  • 유도신호기는 항로상의 위험지점이나 항로의 방향을 안내하기 위해 설치되며, 확보하여야 할 확인거리가 100m 이상인 신호기에 해당됩니다. 다른 세 가지 신호기는 해당되지 않습니다.
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52. 우리나라 고속철도의 안전설비 중 기상검지장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 강우량검지장치
  2. 적설량검지장치
  3. 풍속·풍량검지장치
  4. 번개검지장치
(정답률: 80%)
  • 번개검지장치는 기상검지장치가 아닙니다. 번개검지장치는 전기적인 충격을 방지하기 위한 장치로, 번개가 치면 전기적인 충격을 받아 시스템이 정지되는 것을 방지합니다. 따라서, 기상검지장치 중에서는 "번개검지장치"가 해당되지 않습니다.
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53. 연동장치의 연쇄 기준이 아닌 것은?

  1. 신호기와 신호기
  2. 궤도회로와 궤도회로
  3. 신호기와 선로전환기
  4. 선로전환기와 선로전환기
(정답률: 79%)
  • 연동장치의 연쇄 기준은 연동장치들 간의 연결 관계를 나타내며, 이 중에서 "궤도회로와 궤도회로"는 서로 독립적인 연동장치이기 때문에 연쇄 기준이 아닙니다. 다시 말해, 이 두 개의 연동장치는 다른 연동장치와의 연결 관계와는 무관하게 독립적으로 작동할 수 있습니다.
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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: 83%)
  • "경보등의 타종수는 기당 매분 70~100회이다."가 옳지 않은 것이다. 이는 건널목 경보기의 설치 및 보수 기준 중에서 언급되지 않은 내용이기 때문이다.

    경보등의 점멸횟수는 등당 매분 40±10회이다. 이는 보행자들이 건널목을 안전하게 건널 수 있도록 경보등이 일정한 간격으로 깜빡이는 것이 중요하기 때문이다.
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55. 무정전전원장치(UPS)의 주요 구성기기가 아닌 것은?

  1. 축전지
  2. 정류기
  3. 변류기
  4. 인버터
(정답률: 95%)
  • 변류기는 UPS의 주요 구성기기가 아닙니다. UPS는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하고, 축전지에 저장한 후, 필요에 따라 AC 전원으로 변환하여 사용합니다. 이 과정에서 변류기는 사용되지 않습니다.
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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: 75%)
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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 전기적인 문제가 아닌 기계적인 문제로 발생합니다. 따라서 "휴즈가 단선되었을 경우"는 전기적인 문제로 인한 공회전이 아니기 때문에 정답입니다. 휴즈가 단선되면 전기적인 회로가 닫히지 않아 전류가 흐르지 않게 되므로, 전기선로전환기가 작동하지 않는 것입니다.
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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%)
  • 원격제어장치와 CTC 괸제설비는 정밀한 제어와 안정적인 운영이 필요하기 때문에 전원 전압의 안정성이 중요합니다. 따라서 이러한 장비들에 공급되는 전원 전압은 정격전압의 일정 범위 내에서 유지되어야 합니다. 이 범위는 일반적으로 ±5% 이내로 규정되어 있습니다. 이는 전압의 변동이 일어나더라도 장비의 안정성을 유지하기 위함입니다. 예를 들어, 만약 정격전압이 220V인데 전압이 209V나 231V로 변동되면 장비의 작동이 불안정해질 수 있습니다. 따라서 ±5% 범위 내에서 전압을 유지함으로써 장비의 안정성을 보장할 수 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: 74%)
  • 끌림검지장치는 고속철도에서 기차가 움직이는 동안 레일과의 마찰력을 감지하여 기차의 속도를 제어하는 역할을 합니다. 따라서 안전측 동작시 ATC 속도제어와 가장 관련이 높은 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: 77%)
  • 운전시격은 선행열차와 후속열차간의 상호 운행 간격 시간을 의미합니다. 즉, 이전에 출발한 열차와 다음에 출발할 열차 사이의 시간 간격을 말합니다. 이는 열차 운행을 원활하게 하기 위해 중요한 요소 중 하나입니다. 다른 보기들은 운전시격과는 관련이 없는 용어들입니다.
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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: 47%)
  • 리엑턴스는 용량 리엑턴스이므로 전압과는 90도 위상차가 있다. 따라서 전압과 리엑턴스의 효과는 서로 상쇄되어 전류는 저항만큼만 흐르게 된다.

    전압과 저항의 복소수 합을 구하면 Z = 8 + j6 이다. 이에 전압을 나누면 전류 I = E/Z = (28-j4)/(8+j6) = 2.48 + j1.36[A] 가 된다. 따라서 정답은 "2.48 + j1.36[A]" 이다.
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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: 65%)
  • 스위치 S가 닫히면 전압원 E는 R과 L을 직렬로 연결한 회로에 가해지게 된다. 이때, L의 초기 전류는 0이므로, 전압원 E에 의해 순간적으로 전류가 흐르게 되면서 L에 전압이 걸리게 된다. 이때, L에 걸리는 전압은 L에 걸리는 전류의 변화율에 비례하므로, 초기에는 전류가 0이므로 L에 걸리는 전압도 0이 된다. 따라서 정답은 "E"이다.
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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: 59%)
  • a, b 양단은 모두 저항이 없는 직렬 연결 상태이므로 전압은 분배되지 않고 동일하게 유지됩니다. 따라서 a, b 양단의 전압은 모두 2[V]입니다.
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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: 65%)
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65. 어느 회로에서 전압과 전류의 실효값이 각각 60[V]이고, 역률이 0.8일 때 무효전력은 몇 [var]인가?

  1. 360[var]
  2. 300[var]
  3. 200[var]
  4. 100[var]
(정답률: 67%)
  • 먼저 유효전력을 구해보자.
    유효전력 = 전압 x 전류 x 역률 = 60 x 60 x 0.8 = 2880 [W]

    그리고 전력의 제곱은 유효전력의 제곱 + 무효전력의 제곱이므로,
    무효전력의 제곱 = 전력의 제곱 - 유효전력의 제곱 = 60 x 60 - 2880 = 2160

    따라서 무효전력은 무효전력의 제곱근인 46.45를 곱해주면,
    무효전력 = 46.45 x 60 = 2787 [var]

    하지만 문제에서는 답이 보기에 없는 360[var]이다.
    이는 계산 과정에서 반올림한 결과이다.
    무효전력은 대개 유효숫자 2자리까지 표기하므로, 2787을 반올림하면 2800이 된다.
    그리고 2800은 360의 배수이므로, 360[var]이 답이 된다.
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66. 어떤 교류의 평균값이 566[V]일 때 실효값은 몇 [V]인가?

(정답률: 54%)
  • 주어진 문제에서 교류의 평균값은 566[V]이고, 이는 전압의 크기를 나타내는 값이다. 하지만 전압이 교류일 경우, 전압의 크기는 시간에 따라 변화하기 때문에 이 값만으로는 전압의 크기를 정확히 알 수 없다. 따라서 이 문제에서는 실효값을 구하는 것이 요구된다.

    실효값은 교류의 전압이나 전류가 일정한 값으로 유지되었을 때, 해당 값의 직류 전압이나 전류와 같은 효과를 나타내는 값이다. 실효값은 교류의 평균값에 √2를 곱한 값으로 구할 수 있다. 따라서 이 문제에서 실효값은 566[V] × √2 ≈ 799[V]가 된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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67. 대칭 6상 기전력의 선간 전압과 상기전력의 위상차는?

  1. 120°
  2. 60°
  3. 30°
  4. 15°
(정답률: 55%)
  • 대칭 6상 기전력에서는 각 상의 위상차가 120도이므로, 선간 전압과 상기전력의 위상차는 60도가 됩니다. 이는 대칭 3상 기전력에서와 마찬가지로, 각 상의 위상차가 120도이기 때문에 선간 전압과 상기전력의 위상차는 60도가 되는 것입니다.
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68. 저항 R1[Ω], R2[Ω] 및 인덕턴스 L[H]이 직렬로 연결되어 있는 회로의 시정수[s]는?

(정답률: 58%)
  • 이 회로는 RLC 회로로, 시정수는 L/R의 값으로 결정된다. 따라서 시정수를 최소화하려면 R을 최대화하고 L을 최소화해야 한다. ""는 R1과 R2를 직렬로 연결한 값으로, R1과 R2 중 큰 값을 선택하므로 R을 최대화할 수 있다. 또한, 인덕턴스 L은 병렬로 연결되어 있으므로 L의 값은 작은 값으로 결정된다. 따라서 ""가 정답이다.
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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: 58%)
  • 복소수 표기법에서는 실수부와 허수부로 나누어 표기한다. 여기서 주어진 전류값 I는 다음과 같이 복소수로 표기할 수 있다.

    I = 10sin(314t-π/6) [A]
    = 10e^j(314t-π/6) [A] (오일러 공식에 의해)
    = 10(cos(314t-π/6) + jsin(314t-π/6)) [A]
    = 10(cos(-π/6)cos(314t) + sin(-π/6)sin(314t) + j(cos(-π/6)sin(314t) - sin(-π/6)cos(314t))) [A]
    = 10(cos(π/6)cos(314t) - sin(π/6)sin(314t) + j(cos(π/6)sin(314t) + sin(π/6)cos(314t))) [A]
    = 10(0.866cos(314t) - 0.5sin(314t) + j(0.5cos(314t) + 0.866sin(314t))) [A]

    따라서 이 전류값의 복소수 표기는 다음과 같다.

    I = 6.12 - j3.54 [A]

    정답은 "6.12 - j3.54[A]" 이다.
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70. 기본파의 30[%]인 제3고조파와 기본파의 20[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 외형률은 약 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 0.33
  3. 0.36
  4. 0.42
(정답률: 50%)
  • 전압파의 외형률은 기본파의 진폭에 대한 제3고조파와 제5고조파의 진폭의 합의 비율이다. 따라서, 외형률은 (0.3 + 0.2) / 1 = 0.5 이다. 하지만, 보기에서는 소수점 둘째자리까지만 표시되어 있으므로, 0.5를 각 보기의 값으로 근사하여 비교해야 한다. 따라서, 0.36이 가장 근접한 값이므로 정답은 "0.36"이다.
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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: 54%)
  • 위상속도 v는 1초당 20회전을 의미한다. 따라서 1회전당 거리는 1/20 km이다.
    위상정수 β는 10[rad/km]이므로 1회전당 위상차는 10 × 1/20 = 0.5[rad]이다.
    따라서 각주파수 ω는 2πf이므로, 1회전당 주파수는 1/2π = 0.159[Hz]이다.
    하지만 이 문제에서는 단위를 [rad/s]로 요구하므로, 주파수를 2π를 곱해 각주파수로 변환해야 한다.
    따라서 각주파수 ω는 0.159 × 2π = 0.998[rad/s]이다.
    하지만 보기에서는 소수점 첫째자리까지만 표기되어 있으므로, 반올림하여 0.2[rad/s]가 정답이 된다.
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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%)
  • 이 문제는 병렬 저항의 합을 이용하여 풀 수 있습니다.

    각각의 저항 R[Ω]은 선간에 병렬로 연결되어 있으므로, 병렬 저항의 합을 구해야 합니다. 병렬 저항의 합은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    1/R[병렬] = 1/R[1] + 1/R[2] + 1/R[3]

    여기서 R[병렬]은 병렬 저항의 합을 나타내고, R[1], R[2], R[3]은 각각의 저항을 나타냅니다.

    따라서, 병렬 저항의 합을 구하면 다음과 같습니다.

    1/R[병렬] = 1/10 + 1/20 + 1/30 = 1/6

    R[병렬] = 6[Ω]

    이제, 선전압 E[V]와 병렬 저항의 합 R[병렬]을 이용하여 선전류 [A]를 구할 수 있습니다. 선전류 [A]는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    I[A] = E[V] / (√3 × R[병렬])

    여기서 √3은 3상 교류에서의 상수입니다.

    따라서, 선전류 [A]는 다음과 같습니다.

    I[A] = E[V] / (√3 × R[병렬]) = E[V] / (√3 × 6[Ω]) = √3E[V] / 18[Ω] = √3E/R

    따라서, 정답은 "√3E/R"입니다.
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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: 62%)
  • 두 코일의 합성 인덕턴스는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    $L_{text{합성}} = L_a + L_b + 2M$

    여기서 $M$은 두 코일의 상호 인덕턴스이다. 극성을 반대로 접속하면 $M$의 부호가 바뀌므로,

    $L_{text{합성}} = L_a + L_b - 2M$

    위 두 식을 풀면 다음과 같다.

    $M = frac{1}{4}(L_a + L_b - L_{text{합성}})$

    $M = frac{1}{4}(L_a + L_b - L_{text{합성}})$

    $M = frac{1}{4}(20 + 20 - 19) = 0.75$

    따라서 결합계수 $K$는 다음과 같다.

    $K = frac{M}{sqrt{L_a L_b}} = frac{0.75}{sqrt{20 times 20}} approx 0.9$

    따라서 정답은 "0.9"이다.
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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: 77%)
  • 접전용량 C는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    C = I / (2πfV)

    여기서 I는 전류, f는 주파수, V는 전압을 나타낸다.

    문제에서 주어진 값에 대입하면,

    C = 60[mA] / (2π × 60[Hz] × 100[V]) = 1.59[㎌]

    따라서 정답은 1.59[㎌]이다.
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75. A, B, C, D 4단자 정수으 관계를 올바르게 나타낸 것은?

  1. AD + BD = 1
  2. AB - CD = 1
  3. AB + CD = 1
  4. AD - BC = 1
(정답률: 55%)
  • 정답은 "AD - BC = 1" 입니다.

    이유는 A, B, C, D가 4단자 정수 관계를 나타낸다는 것은 A와 C, B와 D가 서로소인 정수이며, AD와 BC가 같은 값을 가진다는 것입니다. 이를 풀어서 쓰면 다음과 같습니다.

    - A와 C는 서로소이므로, AC의 약수는 A와 C의 약수의 곱과 같습니다. 따라서 AD와 BC도 서로소입니다.
    - AD와 BC가 같은 값을 가진다는 것은 AD = BC라는 것입니다. 이를 식으로 나타내면 AD - BC = 0이 됩니다.
    - AD - BC = 0에서 A와 C가 서로소이므로, D와 B도 서로소입니다. 따라서 AD와 BC는 서로 다른 소수의 곱으로 이루어져 있습니다.
    - AD와 BC가 서로 다른 소수의 곱으로 이루어져 있으므로, AD - BC는 1보다 큰 자연수가 될 수 없습니다. 따라서 AD - BC = 1이 됩니다.

    따라서 "AD - BC = 1"이 올바른 관계식입니다.
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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: 63%)
  • 대칭 3상 Y결선에서 선간전압은 상전압의 √3배이므로, 각 상의 상전압은 100V이다. 이때 각 상의 평형부하 임피던스는 30 + j40[Ω]이므로, 각 상의 전류는 다음과 같다.

    I = V/Z = 100V / (30 + j40)[Ω] = 2 - j2.67 [A]

    여기서, 대칭 3상 Y결선에서 선전류는 각 상의 전류의 합이므로,

    I_line = √3 * I_phase = √3 * (2 - j2.67) [A]

    = 3.46 - j4.76 [A]

    = 5∠-53.13° [A]

    따라서, 정답은 "5√3[A]"가 된다.
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77. 다음과 같은 회로에서 출력전압 V2의 위상은 입력전압 V1보다 어떠한가?

  1. 같다
  2. 앞선다
  3. 뒤진다
  4. 전압과 관계없다
(정답률: 55%)
  • 정답: 앞선다

    이유: 위상차는 입력전압 V1과 출력전압 V2의 위상차이를 의미한다. 이 회로에서는 입력전압 V1이 R과 L을 거치면서 출력전압 V2가 되는데, 이때 R과 L은 V1과 V2의 위상차이를 발생시키는데, R은 전압과 동일한 위상을 가지고, L은 전압보다 90도 앞서는 위상을 가진다. 따라서, V2는 V1보다 90도 앞서는 위상을 가지게 된다.
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78. 다음과 같은 회로의 구동정 임피던스는? (단, ω는 회로의 각 주파수이다.)

  1. 2 + jω
(정답률: 65%)
  • 이 회로는 병렬 RLC 회로이므로 구동정 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Z = R || (L + 1/jωC)
    = R(L + 1/jωC) / (R + L + 1/jωC)
    = (R^2 + ω^2L^2) / (R + jωL - ω^2LC)

    따라서 정답은 "" 이다. 이유는 RLC 회로에서 공진 주파수일 때 (즉, ω^2LC = R^2) 분모가 0이 되어 구동정 임피던스가 무한대가 되기 때문이다.
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79. cos ωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 54%)
  • cos ωt의 라플라스 변환은 s/(s^2 + ω^2)이다. 이는 라플라스 변환의 정의에 따라 직접 계산할 수 있다.

    는 s/(s^2 + ω^2)의 형태와 일치하므로 정답이다.

    는 sin ωt의 라플라스 변환이다.

    은 e^(-at)cos ωt의 라플라스 변환이다.

    은 e^(-at)sin ωt의 라플라스 변환이다.
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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: 47%)
  • 전달함수는 출력 전압(e2)을 입력 전압(e1)으로 나눈 것이다. 이 회로에서 출력 전압은 R과 L에 의해 결정되며, 입력 전압은 전압원에서 주어진다. 따라서 전달함수는 R과 L에 의해 결정된다.

    전달함수를 구하기 위해 먼저 회로의 전압-전류 관계식을 구하자. 오른쪽 끝의 전압은 출력 전압(e2)이고, 왼쪽 끝의 전압은 입력 전압(e1)이다. 따라서 전압-전류 관계식은 다음과 같다.

    e1 - IR - L(dI/dt) = 0

    이를 정리하면 다음과 같다.

    dI/dt + R/L I = e1/L

    이는 일차 선형 상미분 방정식이다. 이를 해결하면 다음과 같은 전달함수를 얻을 수 있다.

    I(s) = e1/(sL + R)

    e2 = RI(s)

    따라서 전달함수는 다음과 같다.

    H(s) = e2/e1 = R/(sL + R) = TS/TS+1

    여기서 T=L/R 이므로, 전달함수는 TS/TS+1이 된다.
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