철도신호산업기사 필기 기출문제복원 (2012-08-26)

철도신호산업기사 2012-08-26 필기 기출문제 해설

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철도신호산업기사
(2012-08-26 기출문제)

목록

1과목: 전자공학

1. 차단과 포화영역에서 동작할 때 트랜지스터는 어떤 소자처럼 동작하는가?

  1. 가변저항
  2. 증폭기
  3. 다이오드
  4. 스위치
(정답률: 85%)
  • 트랜지스터가 차단 영역(Cut-off)에 있으면 전류가 흐르지 않는 OFF 상태가 되고, 포화 영역(Saturation)에 있으면 전류가 최대로 흐르는 ON 상태가 됩니다. 이렇게 ON/OFF 상태만을 가지며 동작하므로 스위치처럼 동작합니다.
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2. 다음 회로의 명칭은?

  1. 전감산기
  2. 반감산기
  3. 전가산기
  4. 반가산기
(정답률: 72%)
  • 두 개의 입력 $A, B$를 받아 AND 게이트를 통해 캐리(Carry) $AB$를 출력하고, XOR 게이트를 통해 합(Sum) $A \oplus B$를 출력하는 회로이므로 반가산기입니다.
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3. 주어진 전압 파형을 그대로 유지하면서 기준 레벨에서 위아래로 전압레벨을 올리거나 내려주는 파형 정형회로는?

  1. 클램퍼(Clamper)회로
  2. 클리퍼(Clipper)회로
  3. 리미터(Limitter)회로
  4. 슬라이서(Slicer)회로
(정답률: 90%)
  • 클램퍼(Clamper)회로는 입력 파형의 모양은 그대로 유지하면서, 직류 성분을 더해 전체적인 전압 레벨을 위아래로 이동시키는 회로입니다.

    오답 노트
    클리퍼(Clipper)회로: 특정 레벨 이상의 파형을 잘라냄
    리미터(Limitter)회로: 전압의 최대/최소치를 제한함
    슬라이서(Slicer)회로: 특정 범위의 전압만 통과시킴
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4. 전압이득이 감소하고 주파수 대역폭이 증가하며 비직선 왜곡이 개선되는 특징이 있는 궤환 증폭회로는?

  1. 직렬 전압궤환 증폭회로
  2. 직렬 전류궤환 증폭회로
  3. 병렬 전압궤환 증폭회로
  4. 병렬 전류궤환 증폭회로
(정답률: 82%)
  • 직렬 전압궤환 증폭회로는 출력 전압의 일부를 입력단에 직렬로 되돌려 보내어 전압이득은 감소시키지만, 주파수 대역폭을 넓히고 비직선 왜곡을 개선하는 특성을 가집니다.
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5. 다음의 다이오드회로가 정논리일 때 가지는 논리기능은?

  1. AND 게이트
  2. OR 게이트
  3. NOT 게이트
  4. NAND 게이트
(정답률: 89%)
  • 제시된 회로 는 다이오드 2개가 병렬로 연결된 구조입니다. 입력 A와 B가 모두 High($5V$)일 때만 출력 Y가 High가 되고, 어느 하나라도 Low($0V$)가 되면 다이오드를 통해 전류가 빠져나가 출력 Y가 Low가 되는 논리 구조이므로 AND 게이트 기능을 수행합니다.
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6. 다음 중 RLC 직렬공진 회로에서 선택도 Q는? (단, ω0는 공진시 각주파수이다.)

(정답률: 84%)
  • RLC 직렬공진 회로에서 선택도 $Q$는 공진 시의 리액턴스와 저항의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{\omega_0 L}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    공식 그대로 적용
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\omega_0 L}{R}$$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 다음 중 레지스터의 기능은?

  1. 펄스 발생기이다.
  2. 카운터의 대용으로 쓰인다.
  3. 회로를 동기시킨다.
  4. 데이터를 일시 저장한다.
(정답률: 84%)
  • 레지스터는 CPU 내부에서 연산에 필요한 데이터나 연산 결과를 아주 짧은 시간 동안 보관하는 고속 기억 장치입니다.

    오답 노트
    펄스 발생기, 카운터, 회로 동기화: 레지스터의 기본 기능이 아닌 다른 논리 회로의 역할입니다.
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8. 시프트 레지스터 출력을 입력에 되먹임 시킴으로써 클럭펄스가 가해지면 같은 2진수가 레지스터 내부에서 순환하도록 만든 계수는?

  1. 링 계수기
  2. 2진 리플 계수기
  3. 동기형 계수기
  4. 업/다운 계수기
(정답률: 81%)
  • 시프트 레지스터의 출력을 다시 입력으로 연결하여 데이터가 계속해서 회전하도록 만든 계수기는 링 계수기입니다. 이는 특정 패턴의 2진수가 클럭에 따라 레지스터 내부를 순환하는 구조를 가집니다.
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9. 증폭기의 이득 A=90, 궤환량 β=0.1인 경우 궤환 증폭기의 이득은?

  1. 10
  2. 10.1
  3. 9.9
  4. 9
(정답률: 84%)
  • 부궤환 증폭기의 이득은 원래 이득을 $1 + \text{이득} \times \text{궤환량}$으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A_f = \frac{A}{1 + A\beta}$
    ② [숫자 대입] $A_f = \frac{90}{1 + 90 \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $A_f = 9$
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10. 연산증폭기에서 입력전압이 0[V]에서 4[V]로 순간적으로 증가하였을 때 출력전압이 0[V]에서 4[V]로 상승하는데 2[μs]가 소요되었다면 이 증폭기의 슬루율(slew rate)은?

  1. 1[V/μs]
  2. 2[V/μs]
  3. 3[V/μs]
  4. 4[V/μs]
(정답률: 89%)
  • 슬루율(Slew Rate)은 입력 전압의 급격한 변화에 대해 출력 전압이 얼마나 빠르게 반응하는지를 나타내는 최대 변화율입니다.
    ① [기본 공식] $SR = \frac{\Delta V}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $SR = \frac{4 - 0}{2}$
    ③ [최종 결과] $SR = 2$
    따라서 슬루율은 $2\text{V/μs}$입니다.
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11. 베이스접지 방식의 전류증폭율 α와 이미터접지 방식의 전류증폭율 β와의 관계식을 나타내는 식은?

(정답률: 81%)
  • 베이스접지 전류증폭률 $\alpha$와 이미터접지 전류증폭률 $\beta$의 관계는 트랜지스터의 기본 전류 식 $I_E = I_B + I_C$를 통해 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = \frac{\beta}{\beta + 1}$
    ② [숫자 대입] (관계식 자체를 묻는 문제이므로 대입 생략)
    ③ [최종 결과] $\alpha = \frac{\beta}{\beta + 1}$
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12. 다음 중 발진회로에서 주파수 변동의 주요 원인에 속하지 않는 것은?

  1. 부하의 변동
  2. 주위 온도의 변화
  3. 전원 전압의 변동
  4. 완충증폭기의 영향
(정답률: 75%)
  • 발진 주파수는 주로 LC 또는 RC 소자의 값과 온도, 전원 전압, 부하 상태에 의해 변동됩니다. 반면 완충증폭기는 발진 회로와 부하 사이를 분리하여 부하의 영향이 발진 주파수에 미치지 않도록 보호하는 역할을 하므로 주파수 변동의 원인이 아닙니다.
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13. 다음 중 FET 증폭회로의 응용으로 가장 적합한 것은?

  1. 신호원 임피던스가 높은 증폭기의 초단
  2. 주파수 안정도를 높일 필요가 있는 증폭기의 끝단
  3. 신호원 임피던스가 높은 증폭기의 중간단
  4. 신호원 임피던스가 높은 증폭기의 끝단
(정답률: 81%)
  • FET는 입력 임피던스가 매우 높다는 결정적인 특징이 있습니다. 따라서 신호원 임피던스가 높은 경우 전압 강하를 최소화하여 신호를 효율적으로 받아들일 수 있는 증폭기의 초단에 사용하기 가장 적합합니다.
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14. 다음 중 진폭과 위상을 변화시켜 정보를 전달하는 디지털 변조 방식은?

  1. PSK
  2. QAM
  3. ASK
  4. FSK
(정답률: 84%)
  • QAM(직교 진폭 변조)은 진폭 변조(ASK)와 위상 변조(PSK)를 결합한 방식으로, 반송파의 진폭과 위상을 동시에 변화시켜 데이터를 전송하는 고효율 디지털 변조 방식입니다.
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15. 다음과 같은 연산 증폭회로의 역할은

  1. 감산기
  2. 부호변환기
  3. 단위이득 플로어
  4. 전압 전류 변환기
(정답률: 84%)
  • 제시된 회로는 반전 증폭기 구조이며, 입력 저항과 피드백 저항이 모두 $Z$로 동일합니다. 이 경우 전압 이득이 $-1$이 되어 입력 신호의 크기는 유지하되 위상만 $180^{\circ}$ 반전시키므로 부호변환기 역할을 합니다.
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16. 그레이(Gray)코드 11010110을 2진수로 나타내면?

  1. 10011011
  2. 10010101
  3. 10110110
  4. 10101101
(정답률: 77%)
  • 그레이코드를 2진수로 변환할 때는 첫 번째 비트를 그대로 내리고, 이후부터는 '직전 2진수 결과값'과 '현재 그레이코드 비트'를 XOR 연산합니다.
    1. 첫 번째 비트: 1 $\rightarrow$ 1
    2. $1 \oplus 1 = 0$
    3. $0 \oplus 0 = 0$
    4. $0 \oplus 1 = 1$
    5. $1 \oplus 0 = 1$
    6. $1 \oplus 1 = 0$
    7. $0 \oplus 1 = 1$
    8. $1 \oplus 0 = 1$
    최종 결과: 10011011
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17. 다음 회로의 명칭은?

  1. 미분기
  2. 적분기
  3. 분주기
  4. 가산기
(정답률: 80%)
  • 입력 저항 $R$이 직렬로 연결되고, 출력단에서 반전 입력단으로 커패시터가 피드백 연결된 구조의 연산 증폭기 회로이므로 적분기입니다.
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18. JK 플립플롭에서 입력 J=0, K=1 이고 클록 펄스가 인가되면 Qn+1의 출력상태는?

  1. 0
  2. 1
  3. 반전
  4. 부정
(정답률: 84%)
  • JK 플립플롭에서 $J=0, K=1$인 상태는 리셋(Reset) 동작에 해당하며, 클록 펄스가 인가되면 출력 $Q_{n+1}$은 항상 0이 됩니다.
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19. FET 증폭기의 전압 이득이 증가할 때 대역폭은?

  1. 영향을 받지 않음
  2. 증가함
  3. 감소함
  4. 일그러지게 됨
(정답률: 75%)
  • 증폭기에서 이득-대역폭 곱(Gain-Bandwidth Product)은 일정합니다. 따라서 전압 이득이 증가하면 대역폭은 반비례하여 감소하게 됩니다.
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20. 변조도 ma=80%인 AM 피변조파 신호를 제곱 검파 했을 때 왜율은?

  1. 10%
  2. 20%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 83%)
  • AM 피변조파의 제곱 검파 시 발생하는 왜율은 변조도 $m_a$에 비례하여 결정됩니다. 왜율 공식에 따라 변조도의 25% 값이 왜율이 됩니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{m_a}{4}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{0.8}{4}$
    ③ [최종 결과] $D = 0.2$ (즉, 20%)
  • 오답
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2과목: 신호기기

21. 부하의 변화가 있어도 그 단자전압의 변화가 작은 직류 발전기는?

  1. 직권 발전기
  2. 가동 복권 발전기
  3. 분권 발전기
  4. 차동 복권 발전기
(정답률: 62%)
  • 가동 복권 발전기는 부하가 증가할 때 계자 전류가 증가하여 단자 전압의 강하를 보상하므로, 부하 변화에 따른 전압 변동이 매우 작습니다.

    오답 노트
    직권 발전기: 부하 전류에 따라 전압 변동이 매우 큼
    분권 발전기: 부하 증가 시 전압이 완만하게 강하함
    차동 복권 발전기: 부하 증가 시 전압이 급격히 강하하여 정전압 특성에 이용됨
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22. 건널목 전동차단기에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 제어전압은 정격값의 0.9~1.2배로 한다.
  2. 전동기의 클러치 조정은 차단봉 교체시 시행하여야 한다.
  3. 장대형전동차단기의 조정범위로 기동전류는 7A이하이다.
  4. 장대형전동차단기의 조정범위로 정격전압은 DC24V이다.
(정답률: 87%)
  • 건널목 전동차단기의 규격 및 조정범위에 관한 문제입니다. 장대형전동차단기의 조정범위에서 기동전류는 7A 이하가 아니라 더 높은 기준이 적용되어야 하므로 잘못된 설명입니다.
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23. 직류기의 3요소는?

  1. 계자, 정류자, 전기자
  2. 계자, 전기자, 브러시
  3. 계자, 브러시, 정류자
  4. 보극, 전지자권선, 정류자
(정답률: 80%)
  • 직류기의 기본 구성 3요소는 자속을 만드는 계자, 전압을 유도하는 전기자, 그리고 교류를 직류로 바꾸어주는 정류자로 구성됩니다.
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24. 75kVA, 6000/200V의 단상변압기의 %임피던스 강하가 4%이다. 2차 단락전류는 몇 [A]인가?

  1. 312.5[A]
  2. 412.5[A]
  3. 512.5[A]
  4. 621.7[A]
(정답률: 78%)
  • 변압기의 %임피던스를 이용하여 2차측 단락전류를 구하는 문제입니다. 단락전류는 정격전류를 %임피던스로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{I_n}{\frac{\%Z}{100}}$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{\frac{75000}{200}}{\frac{4}{100}}$
    ③ [최종 결과] $I_s = 312.5$ A
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25. 3상 유도전동기의 2차 저항을 2배로 하면 다음 중 2배가 되는 것은?

  1. 토크
  2. 전류
  3. 역률
  4. 슬립
(정답률: 79%)
  • 3상 유도전동기에서 최대 토크가 발생하는 슬립은 2차 저항에 비례합니다. 따라서 2차 저항을 2배로 증가시키면 최대 토크가 발생하는 시점의 슬립 또한 2배가 됩니다.
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26. NS형 전기선로전환기의 동작 시분은?

  1. 6초 이상
  2. 6초 이하
  3. 10초 이상
  4. 10초 이하
(정답률: 87%)
  • NS형 전기선로전환기의 규격상 동작 시분은 신속한 전환을 위해 $6$초 이하로 제한하고 있습니다.
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27. 역방향신호기의 색등에 포함되지 않는 것은?

  1. 등황색
  2. 청색
  3. 적색
  4. 녹색
(정답률: 73%)
  • 역방향신호기는 열차의 역방향 운행을 제어하기 위해 사용되며, 등황색, 청색, 적색 등의 색등을 사용합니다. 녹색은 일반적인 진행 신호에 사용되므로 역방향신호기의 색등에 포함되지 않습니다.
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28. 단상 반파 정류회로인 경우 정류 효율은 몇 [%]인가?

  1. 30.6[%]
  2. 40.6[%]
  3. 61.2[%]
  4. 81.2[%]
(정답률: 70%)
  • 단상 반파 정류회로의 정류 효율은 이론적으로 약 $40.6\%$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P_{dc}}{P_{ac}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{0.406}{1}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 40.6\%$
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29. 맥동 주파수가 가장 높고 맥동률이 가장 낮은 정류 방식은?

  1. 3상 전파 정류
  2. 3상 반파 정류
  3. 단상 전파 정류
  4. 단상 반파 정류
(정답률: 78%)
  • 정류 방식 중 상수가 많고 전파 정류를 사용할수록 출력 전압의 리플(맥동)이 줄어들어 맥동률은 낮아지고, 주파수는 높아집니다. 따라서 3상 전파 정류가 가장 우수한 특성을 가집니다.
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30. 건널목 경보기에서 경보종의 타종수는 기당 매분 얼마인가?

  1. 10~20회
  2. 30~50회
  3. 70~100회
  4. 120~200회
(정답률: 88%)
  • 건널목 경보기의 규격에 따라 경보종의 타종수는 기당 매분 $70 \sim 100$회로 정해져 있습니다.
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31. 일반적으로 3상 변압기의 병렬 운전이 가능하지 않은 것은?

  1. △-Y 와 Y-△
  2. △-Y 와 △-Y
  3. Y-△ 와 Y-△
  4. △-Y 와 Y-Y
(정답률: 87%)
  • 3상 변압기의 병렬 운전이 가능하려면 극성이 같고 위상차가 $0^{\circ}$ 또는 $180^{\circ}$여야 합니다. $\Delta-Y$와 $Y-Y$ 결합은 위상차가 $30^{\circ}$ 발생하므로 병렬 운전이 불가능합니다.
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32. 열차속도 120km/h, 제어거리 1100m일 때 경보시점부터 건널목에 열차도달시간은 약 얼마인가?

  1. 27초
  2. 33초
  3. 38초
  4. 40초
(정답률: 75%)
  • 열차의 속도와 제어거리를 이용하여 도달 시간을 계산하는 문제입니다. 속도 단위를 $m/s$로 환산하여 적용합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{S}{v}$
    ② [숫자 대입] $t = \frac{1100}{120 \div 3.6}$
    ③ [최종 결과] $t = 33$
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33. 건널목제어용 계전기에서 완방회로는 계전기에 콘덴서, 가변저항기, 다이오드를 조합하여 완방시간을 얻도록 하고 있다. 이 중 어떤 것에 의하여 완방시간이 조정되도록 하고 있는가?

  1. 콘덴서
  2. 콘덴서 및 다이오드
  3. 가변저항기
  4. 다이오드
(정답률: 84%)
  • 완방회로(충방전 회로)에서 콘덴서의 충방전 시간 상수 $T = RC$에 의해 시간이 결정됩니다. 이때 저항값 $R$을 조절할 수 있는 가변저항기를 통해 완방시간을 임의로 조정합니다.
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34. 종속신호기의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 출발신호기
  2. 원방신호기
  3. 중계신호기
  4. 입환신호중계기
(정답률: 83%)
  • 종속신호기는 원방신호기, 중계신호기, 입환신호중계기 등이 있으며, 출발신호기는 독립적으로 제어되는 주신호기에 해당하므로 종속신호기의 종류가 아닙니다.
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35. 전기 선로전환기에서 감속치차 장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 우산형 치차
  2. 평치차
  3. 전환치차
  4. 거리치차
(정답률: 76%)
  • 전기 선로전환기의 감속치차 장치는 우산형 치차, 평치차, 전환치차 등으로 구성되며, 거리치차는 감속을 위한 치차 장치에 포함되지 않습니다.
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36. 3상 유도전동기의 원선도를 그리는데 필요하지 않은 시험은?

  1. 슬립측정
  2. 구속시험
  3. 무부하시험
  4. 저항측정
(정답률: 72%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 구속시험, 무부하시험, 저항측정 데이터가 필요하며, 슬립측정은 원선도 작성을 위한 필수 시험 항목에 해당하지 않습니다.
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37. 신호용 계전기 정격특성에서 코일에 전류를 여자전류 이상으로 하고 접점 구동체가 정상정지 위치까지 이동된 순간의 코일전류를 무엇이라고 하는가?

  1. 낙하전류
  2. 여자전류
  3. 최소 동작전류
  4. 전환전류
(정답률: 75%)
  • 코일에 여자전류 이상의 전류를 흘려 접점 구동체가 정상 정지 위치까지 완전히 이동한 순간의 코일 전류를 최소 동작전류라고 정의합니다.
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38. 여자전류기 흐를 때부터 N접점이 닫힐(접촉함) 때까지 다소간 시소(시간)을 갖는 계전기는?

  1. 완동계전기
  2. 선조계전기
  3. 자기-유지계전기
  4. 완방계전기
(정답률: 70%)
  • 여자전류가 흐르기 시작한 시점부터 접점이 실제로 닫힐 때까지 의도적인 시간 지연(시소)을 갖도록 설계된 계전기는 완동계전기입니다.
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39. 동기기에서 여자기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 발전기의 속도를 일정하게 하기 위한 것이다.
  2. 부하변동을 방지하는 것이다.
  3. 주파수를 조정하는 것이다.
  4. 직류 전류를 공급하는 것이다.
(정답률: 83%)
  • 동기기에서 여자기(Exciter)는 계자 권선에 필요한 직류 전류를 공급하여 주자속을 형성시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    발전기 속도 및 주파수 조정: 조속기(Governor)의 역할
    부하변동 방지: 전압 조정기 또는 부하 제어 장치의 역할
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40. 변압기의 결선방법 중 3상 전원을 단상전원으로 변환하기 위하여 사용하는 결선법은?

  1. Y 결선
  2. △ 결선
  3. V 결선
  4. 스코트 결선
(정답률: 82%)
  • 3상 전원을 2상(단상) 전원으로 변환하여 부하에 공급하기 위해 사용하는 특수 결선 방식은 스코트 결선입니다.
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3과목: 신호공학

41. MJ81형 선로전환기의 기본레일과 텅레일 사이의 밀착 간격은 최초 설치 시 몇 [mm]이하로 하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 89%)
  • MJ81형 선로전환기의 설치 기준에 따라 기본레일과 텅레일 사이의 밀착 간격은 최초 설치 시 $0.5\text{mm}$이하로 유지해야 합니다.
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42. 신호기의 위치와 열차정지표시의 위치가 상이할 경우 열차에 의하여 궤도회로 점유에 따른 신호기 현시상태를 유지하기 위한 쇄정은?

  1. 보류쇄정
  2. 진로쇄정
  3. 정위쇄정
  4. 폐로쇄정
(정답률: 75%)
  • 신호기의 위치와 열차정지표시의 위치가 서로 다를 때, 열차가 궤도회로에 진입하여 점유하더라도 신호기가 함부로 바뀌지 않고 현시상태를 유지하도록 하는 쇄정 방식은 폐로쇄정입니다.
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43. 경부고속철도의 지장물검지장치 설치위치로 거리가 가장 먼 것은?

  1. 고속철도를 횡단하는 고가도로
  2. 장대터널 입구
  3. 낙석 또는 토사붕괴가 우려되는 개소
  4. 도로가 인접하여 자동차 침입이 우려되는 개소
(정답률: 87%)
  • 지장물검지장치는 외부 요인으로 인한 선로 침입이나 붕괴를 감지하기 위해 설치합니다. 고가도로 횡단 지점, 낙석 및 토사붕괴 우려 지역, 자동차 침입 우려 도로 인접 지역에 설치하며, 장대터널 입구는 일반적인 지장물검지장치의 필수 설치 위치가 아닙니다.
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44. 다음 중 열차종합제어장치(TTC)의 기능이 아닌 것은?

  1. 열차의 진로를 제어한다.
  2. 열차의 diagram을 변경한다.
  3. 입환스케줄을 자동으로 입력한다.
  4. 운행 열차를 추적하여 표시 및 모니터한다.
(정답률: 94%)
  • 열차종합제어장치(TTC)는 열차의 진로 제어, 다이어그램 변경, 운행 열차의 추적 및 모니터링을 수행하는 시스템입니다. 입환스케줄을 자동으로 입력하는 기능은 TTC의 주요 기능에 해당하지 않습니다.
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45. 무정전전원장치(UPS)의 주요 구성기기가 아닌 것은?

  1. 축전지
  2. 정류기
  3. 변류기
  4. 인버터
(정답률: 83%)
  • 무정전전원장치(UPS)는 상용전원 중단 시에도 안정적인 전원을 공급하기 위해 정류기(AC→DC), 축전지(에너지 저장), 인버터(DC→AC)로 구성됩니다. 변류기는 전류를 측정하기 위해 전압을 낮추는 장치로 UPS의 핵심 구성 요소가 아닙니다.
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46. 시소계전기의 시소 허용한도는 별도로 정해진 것을 제외하고는 몇 [%] 이내로 하는가?

  1. ±10
  2. ±20
  3. ±30
  4. ±40
(정답률: 95%)
  • 시소계전기의 정밀한 동작을 위해 시소 허용한도는 특별한 규정이 없는 한 $\pm 10\%$이내로 유지하여 오동작을 방지해야 합니다.
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47. 궤도회로 내의 임의의 점 X에 있어 단락감도(Rm)를 나타내는 식으로 맞는 것은? (F : 동작전압/낙하전압[V], G : X점에서 본 회로 전체의 임피던스)

(정답률: 89%)
  • 궤도회로의 단락감도는 임의의 점 X에서 회로가 단락되었을 때 계전기가 확실히 동작하기 위한 최대 저항값을 의미하며, 동작전압과 임피던스의 관계로 정의됩니다.
    $$\text{단락감도 공식}$$
    $$R_m = \frac{1}{(F-1)G}$$
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48. 경부고속철도에서 열차의 운행방향에 의하여 궤도회로의 송수신 위치를 결정하여 주는 장치는?

  1. 거리조정기
  2. 방향계전기
  3. 송수신기
  4. 정합변성기
(정답률: 79%)
  • 열차의 운행 방향을 감지하여 궤도회로의 송신과 수신 위치를 적절하게 결정해 주는 장치는 방향계전기입니다.
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49. 경부고속철도에서 사용하는 현장제어모듈 중 선로전환기 모듈(PM)에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 3상의 전기선로전환기를 최대 4대까지 제어가 가능하다.
  2. 선로전환기의 위치 및 장애상태를 검지한다.
  3. CAMS(컴퓨터 유지보수), LCP(현장제어판넬)에 장애를 보고한다.
  4. 자동 열차번호 부여를 위한 정보를 제공한다.
(정답률: 90%)
  • 선로전환기 모듈(PM)은 전기선로전환기의 제어, 위치 및 장애 상태 검지, CAMS 및 LCP로의 장애 보고를 수행하는 장치입니다.

    오답 노트
    자동 열차번호 부여를 위한 정보 제공: 선로전환기 제어 모듈의 기능이 아닌 열차 운행 관리 시스템의 영역입니다.
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50. 신호기를 현시별로 분류할 때 신호기의 현시를 정지, 진행 또는 주의, 진행으로 점등하여 주는 것은?

  1. 1위식 신호기
  2. 2위식 신호기
  3. 3위식 신호기
  4. 4위식 신호기
(정답률: 92%)
  • 신호기의 현시 방식 중 정지, 진행 또는 주의, 진행과 같이 두 가지 상태의 현시를 통해 열차의 운행을 제어하는 것은 2위식 신호기입니다.
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51. 역과 역 사이에 있어서 ATC신호의 운행관리 지시에 따라 지정된 속도로 열차가 주행하는 제어는?

  1. 감속제어
  2. 정속도 운행제어
  3. 정위치 정지제어
  4. 출입문 개폐제어
(정답률: 94%)
  • ATC 신호의 운행관리 지시에 따라 역과 역 사이 구간에서 지정된 속도를 유지하며 주행하도록 제어하는 기능은 정속도 운행제어입니다.
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52. 고전압 임펄스 궤도회로의 주요 구성이 아닌 것은?

  1. 임피던스본드
  2. 전압안정기
  3. 한류리액터
  4. 송·수신기
(정답률: 82%)
  • 고전압 임펄스 궤도회로는 송·수신기, 전압안정기, 임피던스본드 등을 주요 구성 요소로 하여 궤도 점유 여부를 검지합니다. 한류리액터는 과전류를 제한하기 위한 설비로, 궤도회로의 핵심 구성 요소가 아닙니다.
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53. 전기연동장치의 진로제어방식 중 진로선별회로에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 접점의 절약을 도모할 수 있다.
  2. 선로전환기 제어회로를 간소화시킬 수 있다.
  3. 진로정자식 및 단독정자식에 비해 안전도가 높다.
  4. 동일진로의 신호기만 상호쇄정하므로 관계진로의 기타 신호기는 쇄정이 안된다.
(정답률: 75%)
  • 진로선별회로는 진로를 설정할 때 해당 진로에 관계된 모든 신호기와 선로전환기를 상호 쇄정하여 안전을 확보하는 방식입니다. 따라서 동일진로의 신호기만 쇄정되고 관계진로의 기타 신호기가 쇄정되지 않는다는 설명은 틀린 내용입니다.
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54. 신호용 전원설비의 무부하일 때 직류출력 전압이 105[V]이고, 정격 부하를 연결 했을 때의 전압이 100[V]였다면 전압 변동률은?

  1. 2.5%
  2. 5%
  3. 10%
  4. 20%
(정답률: 97%)
  • 전압 변동률은 무부하 전압과 정격 부하 전압의 차이를 정격 부하 전압에 대한 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{V_0 - V_n}{V_n} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{105 - 100}{100} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 5$
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55. 다음 중 경부고속철도 ATC 지상설비에서 궤도회로에 의한 연속정보 전송내용이 아닌 것은?

  1. 실행속도
  2. 예고속도
  3. 폐색구간 길이
  4. 폐색구간내 전차선 절연구간 위치
(정답률: 77%)
  • 경부고속철도 ATC 지상설비는 궤도회로를 통해 실행속도, 예고속도, 폐색구간 길이 등의 운행 정보를 연속적으로 전송합니다. 전차선 절연구간 위치는 궤도회로를 통한 연속정보 전송 내용에 포함되지 않습니다.
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56. 현재 점유하고 있는 궤도회로로부터 속도정보를 수신받아 열차를 안전하게 운행할 수 있도록 한 신호방식은?

  1. ABS
  2. ATS
  3. ATC
  4. CBTC
(정답률: 88%)
  • ATC(Automatic Train Control)는 궤도회로를 통해 열차의 현재 위치에서 속도 정보를 연속적으로 수신하여, 허용 속도를 초과할 경우 자동으로 제동을 걸어 열차를 안전하게 운행시키는 신호방식입니다.
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57. 복선구간에서만 채용되는 폐색방식은?

  1. 통표 폐색식
  2. 차내 신호 폐색식
  3. 자동 폐색식
  4. 연동 폐색식
(정답률: 84%)
  • 차내 신호 폐색식은 열차 내부에 설치된 수신기를 통해 신호를 전달받는 방식으로, 열차의 진행 방향이 고정되어 있고 고속 주행이 필요한 복선구간에서만 채용되는 특수한 폐색방식입니다.
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58. 궤도회로 시구간이 발생하는 개소로 거리가 먼 것은?

  1. 선로의 분기기 교차점
  2. 텅레일
  3. 교량
  4. 크로싱
(정답률: 86%)
  • 궤도회로의 시구간은 선로의 전기적 특성이 급격히 변하는 지점에서 발생합니다. 분기기 교차점, 교량, 크로싱 등은 시구간 발생 가능성이 높은 개소이지만, 텅레일 자체는 일반적인 시구간 발생 원인으로 보기 어렵습니다.
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59. 경부고속철도 궤도회로 현장설비 중 동조회로의 특성계수를 개선하고 전차선 전류를 제한시켜 평형을 유지시키는 설비는?

  1. 동조유니트
  2. 공심유도자
  3. 메칭
  4. 보상용 콘덴서
(정답률: 79%)
  • 경부고속철도 궤도회로에서 공심유도자는 동조회로의 특성계수를 개선하고, 전차선으로부터 유입되는 전류를 제한하여 회로의 평형을 유지시키는 역할을 수행합니다.
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60. 다음 중 등열식 신호기는?

  1. 엄호신호기
  2. 유도신호기
  3. 폐색신호기
  4. 원방신호기
(정답률: 67%)
  • 유도신호기는 열차의 진로를 유도하여 등열식(열차의 간격을 일정하게 유지)으로 운행하게 하는 신호기입니다.
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4과목: 회로이론

61. R-L직렬회로에 i=I1sinωt+I3sin3ωt[A]인 전류를 흘리는데 필요한 단자 전압 e[V]는?

  1. (Rsinωt+ωLcosωt)I1+(Rsin3ωt+3ωLos3ωt)I3
  2. (Rsinωt+ωLcos3ωt)I1+(Rsin3ωt+3ωLosωt)I3
  3. (Rsin3ωt+ωLcosωt)I1+(Rsinωt+3ωLos3ωt)I3
  4. (Rsin3ωt+ωLcos3ωt)I1+(Rsinωt+3ωLosωt)I3
(정답률: 74%)
  • R-L 직렬회로에서 전압 $e$는 저항에 걸리는 전압($Ri$)과 인덕터에 걸리는 전압($L \frac{di}{dt}$)의 합입니다. 전류 $i$가 여러 주파수의 합으로 주어지면 각 성분별로 미분하여 합산합니다.
    기본 전압 식: $e = R i + L \frac{di}{dt}$
    전류 $i = I_1 \sin \omega t + I_3 \sin 3\omega t$를 대입하면:
    $\frac{di}{dt} = \omega I_1 \cos \omega t + 3\omega I_3 \cos 3\omega t$
    이를 정리하면 $(R \sin \omega t + \omega L \cos \omega t) I_1 + (R \sin 3\omega t + 3\omega L \cos 3\omega t) I_3$가 됩니다.
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62. 3상 유도전동기의 출력이 3.5[kW], 선간전압이 220[V], 효율 80%, 역률 85%일 때 전동기의 선전류는?

  1. 약 9.2[A]
  2. 약 10.3[A]
  3. 약 11.4[A]
  4. 약 13.5[A]
(정답률: 68%)
  • 3상 유도전동기의 입력 전력은 출력 전력을 효율로 나눈 값이며, 이는 전압, 전류, 역률의 곱으로 표현됩니다.
    ① [기본 공식] $ I = \frac{P}{\sqrt{3} V \cos \theta \eta} $
    ② [숫자 대입] $ I = \frac{3500}{\sqrt{3} \times 220 \times 0.85 \times 0.8} $
    ③ [최종 결과] $ I \approx 13.5 \text{ A} $
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63. 그림의 회로에서 단자 a-b에 나타나는 전압은 몇 [V]인가?

  1. 10[V]
  2. 12[V]
  3. 14[V]
  4. 16[V]
(정답률: 75%)
  • 밀만(Millman)의 정리를 사용하여 여러 개의 전압원과 저항이 병렬로 연결된 회로의 공통 단자 전압을 구합니다.
    ① [기본 공식] $ V_{ab} = \frac{\sum \frac{V_n}{R_n}}{\sum \frac{1}{R_n}} $
    ② [숫자 대입] $ V_{ab} = \frac{\frac{12}{2} + \frac{4}{4} + \frac{24}{8} + \frac{112}{16}}{\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{16}} $
    ③ [최종 결과] $ V_{ab} = \frac{6 + 1 + 3 + 7}{0.9375} = \frac{17}{1.0625} = 16 \text{ V} $
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64. 전압 v=20sin20t+30sin30t[V]이고, 전류가 i=30sin20t+20sin30t[A]이면 소비전력[W]은?

  1. 1200[W]
  2. 600[W]
  3. 400[W]
  4. 300[W]
(정답률: 67%)
  • 서로 다른 주파수를 가진 전압과 전류의 평균 소비전력은 각 주파수 성분별 평균 전력의 합과 같습니다. 각 성분의 실효값은 최댓값을 $\sqrt{2}$로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $ P = \frac{V_1 I_1}{2} \cos \theta_1 + \frac{V_2 I_2}{2} \cos \theta_2 $
    ② [숫자 대입] $ P = \frac{20 \times 30}{2} + \frac{30 \times 20}{2} $
    ③ [최종 결과] $ P = 300 + 300 = 600 \text{ W} $
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65. 그림의 회로에서 스위치 S를 갑자기 닫은 후 회로에 흐르는 전류 i(t)의 시정수는? (단, C에 초기 전하는 없었다.)

(정답률: 66%)
  • RC 회로에서 시정수는 커패시터 $C$와 병렬로 연결된 전체 저항의 곱으로 결정됩니다. 이 회로에서 $C$를 기준으로 바라본 테브난 등가 저항은 저항 $R$과 $R_1$의 병렬 합성 저항입니다.
    ① [기본 공식] $ \tau = R_{eq} C = \frac{R R_1}{R + R_1} C $
    ② [숫자 대입] $ \tau = ( \frac{R R_1}{R + R_1} ) C $
    ③ [최종 결과] $ \tau = \frac{R R_1 C}{R + R_1} $
    따라서 정답은 입니다.
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66. 출력이 로 표시되는 제어계가 있다. 이 계의 시감함수 f(t)의 정상값은?

  1. 3
  2. 2
  3. 1/3
  4. 1/6
(정답률: 75%)
  • 제어계의 정상상태 값은 최종값 정리를 이용하여 구할 수 있습니다. 최종값 정리에 의해 $s \to 0$일 때 $sF(s)$의 극한값을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$f(\infty) = \lim_{s \to 0} sF(s)$$
    ② [숫자 대입]
    $$f(\infty) = \lim_{s \to 0} s \times \frac{3s + 2}{s(s^2 + 2s + 6)} = \frac{3(0) + 2}{0^2 + 2(0) + 6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$f(\infty) = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}$$
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67. 대칭 6상 전원이 있다. 환상결선으로 권선에 120[A]의 전류를 흘린다고 하면 선전류는?

  1. 60[A]
  2. 90[A]
  3. 120[A]
  4. 150[A]
(정답률: 79%)
  • 대칭 6상 전원의 환상결선에서는 권선전류와 선전류가 동일한 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{line} = I_{phase}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{line} = 120$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{line} = 120\text{ A}$$
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68. 2단자 임피던스함수가 일 때 회로의 단락 상태를 나타내는 점은?

  1. -1, 0
  2. 0, 1
  3. -2, -3
  4. 2, 3
(정답률: 56%)
  • 회로의 단락 상태는 임피던스 함수 $Z(s)$의 값이 $0$이 되는 지점, 즉 분자가 $0$이 되는 $s$의 값(영점)을 찾는 것입니다.
    $$Z(s) = \frac{s(s+1)}{(s+2)(s+3)}$$에서 분자 $s(s+1) = 0$을 만족하는 값은 $s = 0$ 또는 $s = -1$입니다. 따라서 단락 상태를 나타내는 점은 $-1, 0$입니다.
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69. 와 같은 것은?

(정답률: 69%)
  • 오일러 공식을 이용하여 지수 형태의 복소수를 삼각함수 형태로 변환하는 문제입니다.
    $$e^{j\theta} = \cos\theta + j\sin\theta$$ 공식에 $\theta = \frac{2}{3}\pi$를 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\cos(\frac{2}{3}\pi) + j\sin(\frac{2}{3}\pi) = -\frac{1}{2} + j\frac{\sqrt{3}}{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. 다음은 과도현상에 관한 내용이다. 틀린 것은?

  1. RL 직렬회로의 시정수는 L/S [s] 이다.
  2. RC 직렬회로에서 Vo로 충전된 콘덴서를 방전시킬 경우 t=RC에서의 콘덴서 단자전압은 0.632Vo이다.
  3. 정현파 교류회로에서는 전원을 넣을 때의 위장을 조절함으로써 과도현상의 영향을 제거할 수 있다.
  4. 전원이 직류 기전력인 때에도 회로의 전류가 정현파로 되는 경우가 있다.
(정답률: 70%)
  • RC 직렬회로에서 콘덴서를 방전시킬 때, 시정수 $t = RC$에서의 전압은 초기 전압 $V_0$의 약 $36.8\%$($0.368V_0$)로 감소합니다. $0.632V_0$는 충전 시 시정수에서의 전압 값입니다.
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71. 그림과 같은 회로의 a-b간에 20[V]의 전압을 가할 때 5[A]의 전류가 흐른다. r1과 r2에 흐르는 전류의 비를 1:2로 하려면 r1 및 r2는 각각 몇 [Ω]인가?

  1. r1=1, r2=4
  2. r1=4, r2=2
  3. r1=3, r2=6
  4. r1=6, r2=3
(정답률: 72%)
  • 전체 저항 $R$은 옴의 법칙 $V = IR$을 이용해 구하고, 병렬 회로의 전류 분배 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{V}{I}, \quad r_
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72. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각상의 임피던스가 Z=16+j12[Ω]이고 부하 전류가 5[A]일 때 이 부하의 선간전압[V]은?

  1. 100√3
  2. 100√2
  3. 200√3
  4. 200√2
(정답률: 78%)
  • Y결선에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배입니다. 먼저 임피던스의 크기를 구해 상전압을 계산한 뒤 선간전압을 도출합니다.
    ① [기본 공식] $V_L = \sqrt{3} \times I \times |Z|$
    ② [숫자 대입] $V_L = \sqrt{3} \times 5 \times \sqrt{16^2 + 12^2}$
    ③ [최종 결과] $V_L = \sqrt{3} \times 5 \times 20 = 100\sqrt{3}$
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73. 어느 회로에 전압 V=6cos(4t+30°)[V]를 가했다. 이 전원의 주파수[Hz]는?

  1. 2
  2. 4
  3. 2π
  4. 2/π
(정답률: 68%)
  • 전압 식 $V=6\cos(4t+30^{\circ})$에서 각주파수 $\omega$는 $t$의 계수인 $4$입니다. 주파수 $f$와 각주파수의 관계식을 이용해 구합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{\omega}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{4}{2\pi}$
    ③ [최종 결과] $f = \frac{2}{\pi}$
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74. 그림의 회로가 주파수에 관계없이 일정한 임피던스를 갖도록 C[㎌]의 값을 구하면?

  1. 20
  2. 10
  3. 2.45
  4. 0.24
(정답률: 70%)
  • 주파수에 관계없이 임피던스가 일정하려면 회로의 전체 임피던스 식에서 $\omega$ 항이 소거되어야 합니다. 회로의 조건은 $L/R = RC$ 관계를 만족해야 합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{R}{L} \times \frac{1}{R} = \frac{1}{L}$가 아니라, 병렬-직렬 조합의 정수 조건인 $$C = \frac{L}{R^2}$$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2 \times 10^{-3}}{10^2}$
    ③ [최종 결과] $C = 20 \times 10^{-6} = 20\mu\text{F}$
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75. 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: 79%)
  • 왜형률은 기본파에 대한 고조파 성분들의 실효값 합의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{V_3^2 + V_5^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $\text{왜형률} = \frac{\sqrt{(0.3V_1)^2 + (0.2V_1)^2}}{V_1}$
    ③ [최종 결과] $\text{왜형률} = \sqrt{0.09 + 0.04} = \sqrt{0.13} \approx 0.36$
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76. i=15sin(ωt-π/6)[A]로 표시되는 전류보다 위상이 60° 지연되고, 최대치가 200[V]인 전압 v를 식으로 나타낸 것은?

  1. v=200sin(ωt-π/2)
  2. v=200sin(ωt+π/2)
  3. v=200sin(ωt-π/6)
  4. v=200sin(ωt+π/6)
(정답률: 41%)
  • 전압의 최대치가 $200\text{V}$이므로 진폭은 $200$이며, 위상은 전류의 위상인 $-\pi/6$에서 $60^{\circ}$ (즉, $\pi/3$)만큼 지연(감소)되어야 합니다.
    계산 과정: $-\pi/6 - \pi/3 = -\pi/2$이므로, 전압 식은 $v=200\sin(\omega t-\pi/2)$가 됩니다.
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77. 다음 회로해석의 설명 중에서 옳지 않은 것은?

  1. 전기회로는 특정 목저글 달성하기 위하여 상호 연결된 회로소자들의 집합이다.
  2. 옴의 법칙과 같은 소자법칙은 회로가 어떻게 구성되는지에 따라 각 개별 소자에서 단자 전압과 전율 관계지어준다.
  3. 키르히호프의 법칙은 회로의 연결 법칙으로서 전하 불변 및 에너지 불변으로부터 유래되었다.
  4. 일반적으로 전압-전류특성에 의하여 회로의 형태를 알 수 있는 것이며, 특히 다이오드와 트랜지스터는 선형적으로 해석할 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 다이오드와 트랜지스터는 전압-전류 특성이 곡선 형태로 나타나는 대표적인 비선형 소자입니다. 따라서 이를 선형적으로 해석할 수 있다는 설명은 옳지 않습니다.

    오답 노트
    전기회로 정의: 소자들의 상호 연결 집합체로 적절한 설명입니다.
    소자법칙: 옴의 법칙 등 개별 소자의 전압-전류 관계를 정의하므로 적절합니다.
    키르히호프 법칙: KCL(전하 불변), KVL(에너지 불변)에서 유도된 연결 법칙으로 적절합니다.
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78. f(t)=sintcost를 라플라스 변환하면?

(정답률: 62%)
  • 삼각함수의 곱을 합으로 변환하는 공식과 라플라스 변환 기본식을 사용하여 풀이합니다.
    먼저 삼각함수 공식 $\sin\theta\cos\theta = \frac{1}{2}\sin(2\theta)$를 적용합니다.
    $$f(t) = \sin t \cos t = \frac{1}{2}\sin(2t)$$
    라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}\{\sin(at)\} = \frac{a}{s^2 + a^2}$를 적용하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{f(t)\} = \frac{1}{2} \times \frac{a}{s^2 + a^2}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{f(t)\} = \frac{1}{2} \times \frac{2}{s^2 + 2^2}$
    ③ [최종 결과] $\mathcal{L}\{f(t)\} = \frac{1}{s^2 + 4}$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 4단자 정수를 구하는 식으로 틀린 것은?

(정답률: 60%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$의 정의 중 $B$ 정수는 입력측을 개방하고 출력측에서 본 임피던스 또는 입력 전압을 $0$으로 했을 때의 특성을 나타냅니다.
    정확한 $B$ 정수의 정의는 입력 전압 $V_1 = 0$일 때 출력 전압 $V_2$와 출력 전류 $I_2$의 비인 $$B = ( \frac{V_2}{I_2} )_{V_1=0}$$ 가 아니라, 입력 전압 $V_1 = 0$일 때의 전송 임피던스 관계를 나타내야 합니다. 제시된 식은 일반적인 4단자 정수 정의와 일치하지 않으므로 틀린 식입니다.
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80. 임피던스가 로 표시되는 2단자 회로는? (단, s=jw이다.)

(정답률: 75%)
  • 주어진 임피던스 식을 회로 소자의 직·병렬 관계로 분석하여 회로도를 찾는 문제입니다.
    임피던스 식을 다음과 같이 변형할 수 있습니다.
    $$Z(s) = \frac{4s + 2}{s} = \frac{4s}{s} + \frac{2}{s} = 4 + \frac{2}{s}$$
    여기서 $4$는 저항 $R = 4\Omega$을 의미하며, $\frac{2}{s}$는 커패시턴스 $C = 2\text{F}$인 커패시터의 임피던스 $\frac{1}{sC}$와 비교했을 때 $C = 0.5\text{F}$ (즉, $\frac{1}{2}\text{F}$)임을 알 수 있습니다.
    따라서 저항 $4\Omega$과 커패시터 $\frac{1}{2}\text{F}$가 직렬로 연결된 가 정답입니다.
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