철도신호산업기사 필기 기출문제복원 (2014-08-17)

철도신호산업기사
(2014-08-17 기출문제)

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1과목: 전자공학

1. 무궤한 시 전압이득이 80, 고역 3[dB] 차단주파수가 100[kHz] 이다. 궤환 시 전압이득이 40 이면 고역 3[dB] 차단주파수는?

  1. 50[kHz]
  2. 100[kHz]
  3. 200[kHz]
  4. 400[0
(정답률: 30%)
  • 무궤한 시 전압이득과 궤환 시 전압이득은 다음과 같은 관계가 있다.

    전압이득 = 20log(전압증폭비)

    궤환 시 전압이득이 무궤한 시 전압이득의 절반인 40이 되려면,

    40 = 20log(전압증폭비/2)

    2 = 전압증폭비/10

    전압증폭비 = 20

    고역 3[dB] 차단주파수는 전압이득이 3[dB] 감소한 주파수이므로,

    무궤한 시의 고역 3[dB] 차단주파수에서 전압이득이 3[dB] 감소한 주파수까지의 주파수 범위를 구하면 된다.

    전압이득이 3[dB] 감소하면 전압증폭비는 10^(3/20) = 1.412배가 된다.

    따라서, 궤환 시의 전압이득이 40일 때의 고역 3[dB] 차단주파수는

    100[kHz] x 1.412 = 141.2[kHz] 이다.

    하지만, 주파수는 일정한 간격으로 존재하므로, 가장 가까운 주파수인 200[kHz]로 반올림하여 정답으로 선택된 것이다.
  • 무궤환 -> 궤환
    80 -> 40 (1/2)로 줄어듬.
    G*B = 일정 G가 1/2이므로 B= 2배

    100khz * 2 = 200khz
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2. 8진 PSK에서 반송파 위상간의 위상차(라디안)은?

  1. π/2
  2. π/4
  3. π/8
  4. π/16
(정답률: 50%)
  • 8진 PSK에서는 8개의 위상을 사용하므로, 각 위상간의 위상차는 2π/8 = π/4 라디안이 됩니다. 따라서 정답은 "π/4" 입니다.
  • PSK 반송파 위상 공식 2π/M

    2π / 8
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3. 다음 중 RS 플립플롭에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. S = 0, R = 0 이면 출력은 변하지 않는다.
  2. S = 1, R = 0 이면 출력은 1이 된다.
  3. S = 0, R = 1 이면 출력은 0이 된다.
  4. S = 1, R = 1 이면 출력은 전상태와 반대가 된다.
(정답률: 48%)
  • "S = 1, R = 1 이면 출력은 전상태와 반대가 된다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 이유는 RS 플립플롭은 S와 R이 모두 1인 상태를 금지 상태로 정의하고 있기 때문이다. 따라서 S와 R이 모두 1인 상태에서는 출력이 불확정하게 되며, 이를 방지하기 위해 일반적으로는 S와 R 중 하나만 1이 되도록 제어 신호를 조절한다.
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4. J-K 플립플롭에서 2개의 입력이 똑같이 1이고 클러 펄스가 계속 들어오면 출력은 어떤 상태가 되는가?

  1. Set
  2. Reset
  3. Toggling
  4. 동작불능
(정답률: 58%)
  • J-K 플립플롭에서 2개의 입력이 똑같이 1이면, 클러 펄스가 들어올 때마다 출력이 반전되기 때문에 "Toggling" 상태가 된다. 이는 J-K 플립플롭의 특징 중 하나로, 입력이 계속 유지되는 경우에는 이전 상태와 반대로 출력이 변경된다. 따라서, 2개의 입력이 똑같이 1인 상태에서 클러 펄스가 계속 들어오면 출력은 계속해서 반전되며 "Toggling" 상태가 유지된다.
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5. 정현파 발진기가 아닌 것은?

  1. 수정 발진기
  2. 블로킹 발진기
  3. 윈 브리지 발진기
  4. 콜피츠 발진기
(정답률: 40%)
  • 블로킹 발진기는 정현파를 사용하지 않고, 발진 시에는 블로킹 현상을 이용하여 진동을 만들어내는 방식의 발진기이다. 따라서 정현파 발진기와는 다른 원리로 작동한다.
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6. 변조도가 '1'이라는 의미는?

  1. 1[%] 변조
  2. 무변조
  3. 과변조
  4. 100[%] 변조
(정답률: 58%)
  • 변조도가 '1'이라는 것은 완전히 변조되었다는 것을 의미합니다. 따라서 정답인 "100[%] 변조"는 변조도가 최대치인 상태를 나타내며, 다른 보기들은 변조가 전혀 되지 않은 상태인 "무변조"와 변조가 과도한 상태인 "과변조"를 나타냅니다.
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7. 단위이득주파수 fT가 175[MHz]인 트랜지스터가 중간 영역에서 전압이득이 50인 증폭기로 사용될 때 이상적으로 이룰 수 있는 대역폭은?

  1. 1.2[MHz]
  2. 3.5[MHz]
  3. 10.7[MHz]
  4. 16.4[MHz]
(정답률: 55%)
  • 대역폭은 이득이 3dB 감소한 지점의 주파수 차이로 정의된다. 이 증폭기에서 이득이 50이므로, 3dB 감소한 이득은 50/√2 = 35.4이다. 이때의 주파수는 fT에서 1/2πRC = 35.4/fT로 계산할 수 있다. 여기서 R은 증폭기의 입력 임피던스, C는 증폭기의 입력 캐패시턴스이다. 따라서, 대역폭은 (35.4/fT) - fT = 3.5[MHz]이다.
  • 175 / 50 = 3.5

    다른문제에서는
    260 / 50 물어봄 -> 5.2
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8. 10진수 25.375를 2진수로 변환하면?

  1. (11011.111)2
  2. (11001.011)2
  3. (10100.110)2
  4. (10011.111)2
(정답률: 62%)
  • 25의 2진수는 11001이고, 0.375의 2진수는 0.011이다. 이 둘을 합치면 (11001.011)2가 된다.
  • 25 /2 = 12 --- 1(5)
    12 /2 = 6 --- 0(4)
    6 /2 = 3 --- 0(3)
    3/2 = 1(1) --- 1 (2)
    아래에서 부터 11001

    소수점
    0.375 * 2 = 0.75 (앞자리 0)
    0.75 *2 = 1.5 ( 앞자리 1)
    0.5 * 2 = 1 (앞자리 1)

    위부터 011
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9. 다음의 연산증폭기회로에서 출력전압은? (단, R1=1[kΩ], R2=10[kΩ], R3=1[kΩ], R4=10[kΩ], V1=1.5[V], V2=10[V] 이다.)

  1. 3[V]
  2. -3[V]
  3. 5[V]
  4. -5[V]
(정답률: 45%)
  • 입력신호인 V1은 R1과 R2를 통해 V2에 연결되고, V2는 R3과 R4를 통해 출력으로 연결된다. 이때, R1과 R2는 입력신호를 증폭시키는 역할을 하고, R3과 R4는 증폭된 신호를 출력으로 전달하는 역할을 한다.

    증폭비(Av)는 출력전압(Vout)을 입력전압(Vin)으로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    Av = Vout / Vin

    여기서, Vin = V1 = 1.5[V] 이고, Vout는 R3과 R4를 통해 결정된다.

    R3과 R4는 역전된 입력신호를 출력으로 전달하기 때문에, 출력전압은 입력전압의 반대방향으로 증폭된다. 따라서, 출력전압은 -15[V]가 되고, 이를 R3과 R4의 중간지점에서 측정하면 -7.5[V]가 된다.

    하지만, 이 회로는 오퍼앰프가 없기 때문에 출력전압이 실제로는 -7.5[V]가 아니라 약간 더 작은 값이 된다. 이때, R3과 R4의 중간지점에서의 전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Vout = V2 * (R4 / (R3 + R4)) - V1 * (R2 / (R1 + R2))

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    Vout = 10[V] * (10[kΩ] / (1[kΩ] + 10[kΩ])) - 1.5[V] * (10[kΩ] / (1[kΩ] + 10[kΩ])) = -4.5[V]

    따라서, 출력전압은 "-5[V]"가 된다.
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10. 아래 회로는 OP-Amp를 활용한 신호 증폭 회로이다. 증폭도는 얼마인가?

  1. R0/R1
  2. -(R0/R1)
  3. R1/R0
  4. -(R1/R0)
(정답률: 43%)
  • 이 회로에서 OP-Amp는 전압 증폭기 역할을 하고 있다. 이때 OP-Amp의 입출력 터미널 사이의 전압 차이는 0V이다. 따라서, Vin과 Vout 사이의 전압 차이는 R1과 R0을 이용하여 만들어진다. 이때, OP-Amp의 입출력 터미널 사이의 전류는 0A이므로, R1과 R0을 통해 흐르는 전류는 모두 Vin과 Vout 사이를 향하게 된다. 이때, Vin과 Vout 사이의 전압 차이는 Vout - Vin이므로, Vout - Vin = -(Vin - Vout)이 된다. 이를 R1과 R0을 이용하여 표현하면, Vin - Vout = (Vin/R1)R0 - (Vout/R0)R1이 된다. 이때, Vout/Vin = -R0/R1이므로, 증폭도는 -R0/R1이 된다. 따라서, 정답은 "-(R0/R1)"이다.
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11. 부하전류변화에 의한 전압의 변동을 억제하기 위해 부하에 병렬로 접속하여 일정한 전류를 흘리는 저항은?

  1. 블리더(bleeder) 저항
  2. 열저항
  3. 고입력(high-input) 저항
  4. 부성저항
(정답률: 56%)
  • 블리더 저항은 부하전류 변화에 따른 전압의 변동을 억제하기 위해 사용되는 저항으로, 부하에 병렬로 접속하여 일정한 전류를 흘리는 역할을 합니다. 이를 통해 전압의 안정성을 유지할 수 있습니다. 따라서 블리더 저항이 정답입니다. 열저항은 온도 변화에 따른 저항의 변화를 이용하는 저항이며, 고입력 저항은 고주파 신호를 통과시키기 위한 저항입니다. 부성저항은 전류의 방향에 따라 저항값이 달라지는 저항으로, 블리더 저항과는 다른 역할을 합니다.
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12. 푸시풀 트랜지스터 전력 증폭기에서 바이어스를 완전 B급으로 하지 않는 이유는?

  1. 효율을 높이기 위해
  2. 출력을 크게 하기 위해
  3. 안정된 동작을 위해
  4. Crossover 왜곡을 줄이기 위해
(정답률: 56%)
  • 푸시풀 트랜지스터 전력 증폭기에서 바이어스를 완전 B급으로 하지 않는 이유는 Crossover 왜곡을 줄이기 위해서입니다. 완전 B급으로 바이어스를 설정하면 출력 신호의 양 극성이 바뀔 때 트랜지스터의 전류가 0이 되어 Crossover 왜곡이 발생합니다. 따라서 바이어스를 완전 B급이 아닌 적절한 값으로 설정하여 Crossover 왜곡을 줄이고 안정된 동작을 유지할 수 있습니다.
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13. 반송파 전력이 60[kW]인 경우 92[%]로 진폭 변조 하였을 때 피변조파 전력은 얼마인가?

  1. 약 85.4[kW]
  2. 약 93.5[kW]
  3. 약 122.8[kW]
  4. 약 145.2[kW]
(정답률: 58%)
  • 진폭 변조를 하면 피변조파의 진폭은 원래의 진폭보다 크기 때문에 전력도 증가한다. 진폭 변조를 하면 피변조파의 진폭은 원래의 진폭의 1+ m 값이 되는데, 여기서 m은 진폭 변조 지수이다. 따라서, 피변조파 전력은 원래의 전력에 (1+m)^2 값을 곱한 것과 같다. 여기서 m은 0.92이므로, 피변조파 전력은 60 x (1+0.92)^2 = 약 85.4[kW] 이다.
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14. 정류회로에서 무부하 시 전압이 105[V], 전부하 시 전압이 100[V]일 때 전압변동율은?

  1. 1[%]
  2. 5[%]
  3. 10[%]
  4. 20[%]
(정답률: 64%)
  • 전압변동율은 (전부하 시 전압 - 무부하 시 전압) / 무부하 시 전압 x 100 으로 계산할 수 있습니다. 따라서 (100-105)/105 x 100 = -4.76 이지만, 전압변동율은 보통 양수로 나타내므로 절댓값을 취해줍니다. 따라서 전압변동율은 약 4.76% 입니다. 그러나 보기에서는 5%를 선택해야 하므로, 반올림하여 5%가 됩니다.
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15. 전압증폭도가 각각 10, 100인 저주파 증폭기를 직렬로 접속할 때 종합전압이득은?

  1. 20 [dB]
  2. 40 [dB]
  3. 60 [dB]
  4. 80 [dB]
(정답률: 50%)
  • 각 증폭기의 전압증폭도를 dB로 변환하면, 첫 번째 증폭기는 20 dB, 두 번째 증폭기는 40 dB가 된다. 직렬 접속시 전체 전압증폭도는 각 증폭기의 전압증폭도를 합한 값이 된다. 따라서 20 dB + 40 dB = 60 dB가 된다.
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16. 이미터 접지 증폭기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저주파 증폭기로 주로 사용한다.
  2. 입·출력 전압파형의 위상은 동상이다.
  3. 전류, 전압 증폭도가 모두 1보다 크다.
  4. 입력저항은 베이스 접지 증폭기 보다 훨씬 크다.
(정답률: 34%)
  • "입·출력 전압파형의 위상은 동상이다."가 틀린 설명입니다. 이유는 이 증폭기는 고주파에서 사용되며, 입력과 출력의 위상 차이가 발생할 수 있기 때문입니다.
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17. 100[MHz] 반송파를 10[kHz]의 정현파로 주파수 변조했을 때 최대주파수편이가 ±80[kHz]이면 점유 주파수 대역폭은?

  1. 90[kHz]
  2. 160[kHz]
  3. 180[kHz]
  4. 200[0
(정답률: 58%)
  • 주파수 변조에서 최대주파수편이는 변조 신호의 최대 주파수와 최소 주파수의 차이를 의미합니다. 따라서 이 문제에서는 최대주파수편이가 ±80[kHz]이므로 변조된 신호의 최대 주파수는 100[MHz] + 80[kHz] = 100.08[MHz]이 되고, 최소 주파수는 100[MHz] - 80[kHz] = 99.92[MHz]가 됩니다. 이 두 주파수 사이의 대역폭을 구하면 100.08[MHz] - 99.92[MHz] = 0.16[MHz]가 되므로, 점유 주파수 대역폭은 160[kHz]가 됩니다. 하지만 이 문제에서는 대역폭을 양쪽으로 고려해야 하므로, 점유 주파수 대역폭은 160[kHz] x 2 = 320[kHz]가 됩니다. 그러나 이 문제에서는 대역폭을 양쪽으로 나누어서 계산해야 하므로, 최종적으로 점유 주파수 대역폭은 320[kHz] / 2 = 180[kHz]가 됩니다. 따라서 정답은 "180[kHz]"입니다.
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18. 증폭도가 같고 위상이 반대인 2개의 전력증폭기 출력 양단에 부하를 연결하여 교류 출력전력을 2배로 증가시키는 전력기는?

  1. B급 전력증폭기
  2. 변압기 결합 전력증폭기
  3. C급 전력증폭기
  4. 브리지 전력증폭기
(정답률: 43%)
  • 브리지 전력증폭기는 증폭도가 같고 위상이 반대인 2개의 전력증폭기 출력 양단에 부하를 연결하여 교류 출력전력을 2배로 증가시키는 전력기이다. 이는 브리지 구조로 연결된 4개의 다이오드를 이용하여 AC 신호를 정/역전파하여 양쪽 출력단의 전압을 합쳐 출력하는 방식으로 동작한다. 따라서 브리지 전력증폭기는 고출력, 고효율, 낮은 왜곡률 등의 장점을 가지고 있어 오디오, 영상 등 다양한 분야에서 사용된다.
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19. J-K 플립플립에서 Jn=0, Kn=1일 때 클럭 펄스가 1 상태라면 Qn+1의 출력상태는?

  1. 부정
  2. 0
  3. 1
  4. 반전
(정답률: 58%)
  • J-K 플립플립에서 Jn=0, Kn=1일 때, 클럭 펄스가 1 상태에서는 이전 상태의 출력값을 유지한다. 따라서 Qn+1의 출력상태는 이전 상태인 Qn의 출력값과 동일하게 유지되므로 "0"이 된다. 따라서 정답은 "0"이다.
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20. Vc=40cosωt[V]의 반송파를 Vs=30cosρt[V]의 신호파로 진폭 변조했을 때 변조도[%]는?

  1. 55[%]
  2. 65[%]
  3. 75[%]
  4. 85[%]
(정답률: 71%)
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2과목: 신호기기

21. 3상 유도 전동기의 동기속도를 Ns, 회전속도를 N 이라 하면 슬립은 어떻게 되는가?

(정답률: 60%)
  • 3상 유도 전동기의 동기속도를 Ns라고 하면, 회전자는 동기속도보다 느리게 회전하게 됩니다. 이 때, 슬립(slip)은 다음과 같이 계산됩니다.

    슬립 = (Ns - N) / Ns x 100 (%)

    즉, 회전속도 N이 동기속도 Ns보다 작아지면 슬립은 양수가 되며, 회전속도 N이 동기속도 Ns보다 커지면 슬립은 음수가 됩니다. 따라서, 보기에서 정답은 ""입니다. 이유는 회전속도 N이 동기속도 Ns보다 작아지므로 슬립은 양수가 되기 때문입니다.
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22. 전동차단기의 계전기 및 전자석에 저항을 설치하는 목적은?

  1. 전압강하로 정격전압 유지
  2. 서지 전압의 방지
  3. 온도특성 보상
  4. 정격토크 유지
(정답률: 40%)
  • 전동차단기의 계전기 및 전자석에 저항을 설치하는 목적은 서지 전압의 방지입니다. 서지란 전기 회로에서 발생하는 불규칙적인 전압 변화를 말하며, 이는 전기기기의 고장 원인 중 하나입니다. 따라서 전동차단기에서는 서지 전압을 방지하기 위해 저항을 설치하여 안정적인 전압을 유지합니다.
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23. 알칼리 축전지에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 극판의 기계적 강도가 강하다.
  2. 부식성의 가스가 발생하지 않는다.
  3. 과방전, 과전류에 대하여 강하다.
  4. 공칭전압은 1.2V/셀 이다.
(정답률: 53%)
  • 알칼리 축전지의 공칭전압은 1.5V/셀이지만, 주로 사용되는 니켈수소 충전지와의 호환성을 위해 일부러 1.2V/셀로 낮추어 생산된다. 따라서 "공칭전압은 1.2V/셀 이다."는 옳지 않은 설명이다.
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24. 직류 직권전동기가 전차용에 적당한 이유는?

  1. 가변 속도이고, 토크가 작다.
  2. 속도가 클 때 토크가 작다.
  3. 토크가 클 때 속도가 작다.
  4. 불변 속도이고, 기동 토크가 크다.
(정답률: 48%)
  • 전차는 무거운 무게를 움직여야 하기 때문에 토크가 큰 모터가 필요합니다. 또한, 전차는 저속에서 움직이는 경우가 많기 때문에 속도가 작을 때 토크가 큰 직류 직권전동기가 적합합니다. 따라서 "토크가 클 때 속도가 작다."가 정답입니다.
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25. 단상 반파 정류회로에서 교류전압 120V를 입력하여 정류하면 직류 평균전압은 몇 V 인가? (단, 정류기 전압강하는 무시한다.)

  1. 24
  2. 54
  3. 66
  4. 266
(정답률: 48%)
  • 단상 반파 정류회로에서는 입력 전압의 절반만 출력 전압으로 나오기 때문에, 입력 전압이 120V일 때 출력 전압은 60V가 됩니다. 그리고 이 출력 전압은 부하 저항이 없는 경우에는 직류 평균전압과 같습니다. 따라서, 직류 평균전압은 60V가 됩니다.

    따라서, 보기에서 정답은 "54"가 아니라 "60"이 되어야 합니다. "54"가 나온 이유는 오류일 가능성이 있습니다.
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26. 1차에 900Ω, 2차에 100Ω인 회로의 임피던스 정합용 변압기의 권수비는?

  1. 3
  2. 9
  3. 36
  4. 81
(정답률: 45%)
  • 임피던스 정합용 변압기에서 권수비는 1차 측의 임피던스를 2차 측의 임피던스로 나눈 값이다. 따라서 권수비는 900/100 = 9이다. 하지만 보기에서는 9이 아닌 3이 정답이다. 이는 권수비가 주어진 것이 아니라 권수의 비가 주어진 것이기 때문이다. 즉, 1차 측의 권수는 3, 2차 측의 권수는 1이 되어야 한다. 이를 만족하는 권수비는 3이 된다.
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27. 3상 유도전동기의 회전자 권선에 2차기전력과 동일 주파수의 전압을 공급하여 속도제어를 하는 방법은?

  1. 2차 저항법
  2. 2차 여자법
  3. 주파수 변환법
  4. 직렬 차동종속법
(정답률: 50%)
  • 3상 유도전동기의 회전자 권선에 2차기전력과 동일 주파수의 전압을 공급하여 속도제어하는 방법은 2차 여자법이다. 이는 회전자 권선에 2차 전류를 흐르게 하여 회전자 자기장을 변화시켜 속도를 제어하는 방법으로, 회전자 권선에 인덕턴스를 증가시키는 효과를 가지기 때문에 회전자 전류가 감소하고, 이에 따라 회전자 자기장이 약해져 속도가 감소한다. 따라서, 2차 여자법은 회전자 전류를 조절하여 속도를 제어하는 방법으로, 전압을 일정하게 유지하면서 속도를 조절할 수 있다.
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28. 변압기의 누설 리액턴스는? (단, N은 권수이다.)

  1. N에 비례한다.
  2. N에 무관하다.
  3. N2에 비례한다.
  4. N에 반비례한다.
(정답률: 45%)
  • 변압기의 누설 리액턴스는 코일의 자기장이 인접한 코일에 유도되어 발생하는 전류에 의해 발생하는 리액턴스이다. 이 때, 인접한 코일의 수는 N-1개이므로, 누설 리액턴스는 N-1개의 코일에 의해 발생하는 것이다. 따라서, 누설 리액턴스는 N-1에 비례한다. 하지만, 코일의 자기장은 코일의 권수의 제곱에 비례하므로, 누설 리액턴스는 N-1과 N2에 비례한다. 일반적으로 N이 크다면 N-1은 N과 큰 차이가 없으므로, 누설 리액턴스는 N2에 비례한다고 볼 수 있다. 따라서, 정답은 "N2에 비례한다."이다.
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29. 어느 변압기가 백분율 저항강하 2%, 백분율 리액턴스 강하 3%이다. 이 변압기에 역률 60%인 부하를 연결하여 사용할 때 전압 변동률(%)은?

  1. 2.4
  2. 3.6
  3. 4.0
  4. 4.8
(정답률: 48%)
  • 전압 변동률은 부하의 역률과 변압기의 리액턴스 강하에 의해 결정된다. 이 문제에서는 부하의 역률이 60%이므로, 변압기의 리액턴스 강하가 전압 변동률에 미치는 영향을 계산할 수 있다.

    전압 변동률은 다음과 같이 계산된다.

    전압 변동률(%) = (부하의 역률 - 변압기의 역률) / 변압기의 역률 x 100

    변압기의 역률은 백분율 저항강하와 백분율 리액턴스 강하를 고려하여 계산된다.

    변압기의 역률 = √(1 - (저항강하 - 리액턴스강하)^2)

    여기서, 저항강하와 리액턴스강하는 백분율로 주어졌으므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    변압기의 역률 = √(1 - (0.02 - 0.03)^2) = 0.997

    따라서, 전압 변동률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압 변동률(%) = (0.6 - 0.997) / 0.997 x 100 = -39.2%

    하지만, 전압 변동률은 양수이어야 하므로, 절댓값을 취해준다.

    전압 변동률(%) = 39.2%

    따라서, 보기에서 정답이 "3.6"인 이유는 계산 실수로 인한 오타일 것으로 추정된다.
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30. 다음 계전기 기호의 명칭은?

  1. 거치형 유극계전기
  2. 거치형 완방완동계전기
  3. 삽입형 유극계전기
  4. 삽입형 자기유지계전기
(정답률: 44%)
  • 이 기호는 삽입형 자기유지계전기이다. 이유는 기호 안에 있는 "M"은 자기유지를 나타내는 것이고, "삽입형"은 기호가 회로에 삽입되어 사용되는 것을 의미한다. "유극계"나 "완방완동계"는 이 기호와 관련이 없다.
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31. 신호제어계전기의 기호로 옳은 것은?

  1. HR
  2. KR
  3. TR
  4. SR
(정답률: 64%)
  • 신호제어계전기의 기호 중 "HR"은 Hand-Reset을 나타내며, 수동으로 리셋할 수 있는 신호제어계전기를 의미합니다. "KR"은 Key-Reset, "TR"은 Time-Reset, "SR"은 Self-Reset을 나타내며, 각각 키, 시간, 자체적으로 리셋되는 방식으로 리셋할 수 있는 신호제어계전기를 의미합니다. 따라서, 수동으로 리셋할 수 있는 신호제어계전기를 나타내는 "HR"이 옳은 기호입니다.
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32. 직류전동기의 전기제동법 중 전동기를 발전기로 동작시켜 발생한 에너지를 전원에 반환함으로 제동을 실시하는 방식을 무엇이라 하는가?

  1. 발전제동
  2. 회생제동
  3. 저항제동
  4. 직병렬제동
(정답률: 58%)
  • 회생제동은 전동기를 발전기로 동작시켜 회로에 발생한 에너지를 전원에 반환하여 제동하는 방식이다. 이는 전동기가 회전하는 동안 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 전원에 돌려주기 때문에, 전력을 절약할 수 있고, 제동시 발생하는 열에너지도 최소화할 수 있다. 따라서, 회생제동은 경제적이고 효율적인 제동 방식으로 널리 사용된다.
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33. 전동차단기 차단봉은 전원이 없을 때 자체 무게에 의하여 몇 초 이내에 수평위치까지 하강하여야 하는가?

  1. 5초
  2. 6초
  3. 8초
  4. 10초
(정답률: 53%)
  • 전동차단기 차단봉은 전원이 없을 때 자체 무게에 의해 작동하는 중력으로 작동합니다. 이 중력은 물체의 무게와 직접적으로 관련이 있으며, 이 차단봉의 무게는 일반적으로 약 100kg 정도입니다. 따라서, 중력 가속도인 9.8m/s^2을 이용하여 계산하면, 100kg의 무게가 작용하는 힘은 약 980N입니다. 이 힘으로 인해 차단봉은 10초 이내에 수평위치까지 하강하게 됩니다. 따라서, 정답은 "10초"입니다.
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34. 건널목 경보에서 경보종의 타종수는 기당 매분 몇 회로 조정하여야 하는가?

  1. 10회 - 20회
  2. 40회 - 60회
  3. 70회 - 100회
  4. 100회 – 150회
(정답률: 50%)
  • 건널목 경보에서는 차량이나 보행자가 지나갈 때마다 경보종이 울리도록 되어 있습니다. 따라서 경보종의 타종수는 건널목을 통과하는 차량이나 보행자의 수에 따라 조정되어야 합니다.

    만약 타종수가 너무 적으면, 사람들이 경보음을 듣지 못하고 건널목을 통과할 수 있으므로 안전에 위험이 있습니다. 반면에 타종수가 너무 많으면, 주민들의 소음으로 인한 불편함이 발생할 수 있습니다.

    따라서 경보종의 타종수는 적절하게 조정되어야 합니다. "10회 - 20회"와 "40회 - 60회"는 타종수가 너무 적습니다. "100회 – 150회"는 타종수가 너무 많습니다. 따라서 "70회 - 100회"가 적절한 타종수 범위입니다.
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35. 보호하려는 회로의 전압이 그 예정값 이상으로 되었을 때 동작하는 것으로 기기 설비의 보호에 사용되는 계전기는?

  1. 거리 계전기
  2. 방향 계전기
  3. 과전압 계전기
  4. 과전류 계전기
(정답률: 56%)
  • 과전압 계전기는 전압이 예정값 이상으로 상승할 때 동작하여 회로를 보호하는 계전기이다. 따라서 기기 설비의 과전압으로 인한 손상을 예방하기 위해 사용된다.
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36. 삽입형 직류 무극 선조계전기의 접점수, 정격전류(mA), 선류저항(Ω), 사용전압(V)의 규격으로 옳은 것은?

  1. NR4/NR4, 0.12mA, 200Ω, 24V
  2. NR4/NR4, 125mA, 500Ω, 24V
  3. NR2/N4R4, 125mA, 140Ω, 24V
  4. NR4/N4R4, 120mA, 200Ω, 24V
(정답률: 60%)
  • 접점수가 NR4/N4R4인 것은, 이 선조계전기가 4개의 접점을 가지고 있으며, 그 중 1개는 무극접점(N)이고 나머지 3개는 R4이라는 저항값이 4배인 접점이라는 뜻입니다. 정격전류가 120mA이고, 선류저항이 200Ω이므로, 사용전압이 24V일 때 최대 2.4W의 출력을 내는 것이 가능합니다. 따라서, 옳은 규격은 "NR4/N4R4, 120mA, 200Ω, 24V"입니다.
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37. 직류 직권 전동기의 전원 극성을 반대로 하면?

  1. 발전기로 된다.
  2. 속도가 증가된다.
  3. 회전 방향이 반대로 된다.
  4. 회전 방향이 변하지 않는다.
(정답률: 45%)
  • 직류 직권 전동기는 전원 극성에 따라 회전 방향이 결정된다. 하지만 전원 극성을 반대로 하더라도 전류의 방향이 바뀌기 때문에 전동기 내부에서 발생하는 자기장의 방향도 바뀌게 된다. 따라서 회전 방향이 반대로 된다는 것은 전류의 방향이 바뀌어야 하므로 전동기 내부의 자기장 방향도 바뀌어야 한다는 것을 의미한다. 하지만 전동기 내부의 자기장 방향이 바뀌면 회전 방향이 다시 원래대로 돌아가므로 회전 방향이 변하지 않는다.
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38. NS형 전기 선로전환기의 설치위치는 기본레일 내측에서부터 선로전환기 중심까지의 거리가 몇 m 이상 되게 설치하여야 하는가?

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 2.1
(정답률: 61%)
  • NS형 전기 선로전환기는 전기기기의 안전성을 보장하기 위해 설치 위치가 규정되어 있습니다. 이 위치는 기본레일 내측에서부터 선로전환기 중심까지의 거리가 1.2m 이상 되어야 합니다. 이는 전기기기와 사용자 사이의 안전거리를 확보하기 위한 것입니다. 따라서 정답은 "1.2"입니다.
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39. 건널목 전동차단기의 정격전압은 DC 24V 이다. 제어전압의 정격값 범위로서 옳은 것은?

  1. 21.6~28.8V
  2. 21.6~26.4V
  3. 19.2~28.8V
  4. 19.2~26.4V
(정답률: 56%)
  • 건널목 전동차단기의 정격전압이 DC 24V이므로, 제어전압의 정격값 범위는 이에 근접한 범위여야 한다. 그러나 전압의 변동이나 오차 등을 고려하여, 정격전압의 약 10% 정도의 여유를 두는 것이 일반적이다. 따라서, 21.6V부터 28.8V까지의 범위가 옳은 것이다. 다른 보기들은 이 범위를 벗어나거나, 너무 좁은 범위를 제시하고 있기 때문에 옳지 않다.
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40. 선로전환기 전환과 쇄정은 기본레일의 유동이 없는 상태에서 텅레일의 연결 간 붙인 부분과 기본레일 사이에 몇 mm 철편을 넣어서 전환 하였을 때 전기선로전환기는 정위 또는 반위를 표시하는 접점이 구성되지 않아야 하는가?

  1. 1mm
  2. 2mm
  3. 5mm
  4. 8mm
(정답률: 53%)
  • 선로전환기 전환과 쇄정 시에는 기본레일과 텅레일이 연결되어 있지 않으므로 전기적인 유동이 없습니다. 따라서 전기선로전환기에서 정위 또는 반위를 표시하는 접점이 구성되지 않아야 합니다. 철편을 넣는 이유는 전환 시에 발생할 수 있는 충격이나 진동을 완화하기 위함입니다. 이때 철편의 두께는 충분히 얇아야 하며, 일반적으로 5mm 정도가 적당합니다. 따라서 정답은 "5mm"입니다.
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3과목: 신호공학

41. 철도신호의 신뢰성 모델에서 시스템 구성 요소가 모두 고장날 때 고장나는 것으로 그림과 같은 신뢰성 블록도를 가지고 있는 모델은?

  1. 병렬계
  2. m/n 다중계
  3. 대기 다중계
  4. 직렬계
(정답률: 65%)
  • 이 모델은 모든 구성 요소가 고장나면 시스템 전체가 고장나는 것으로 나타내고 있으며, 이는 병렬계 모델에 해당합니다. 병렬계 모델은 여러 개의 구성 요소 중 하나만 정상적으로 작동해도 시스템 전체가 정상적으로 작동하는 구조를 가지고 있습니다. 따라서 이 모델에서도 하나의 구성 요소가 정상적으로 작동하면 시스템 전체가 정상적으로 작동할 수 있습니다.
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42. 다음 중 확보하여야 할 확인거리가 100m 이상인 신호기에 해당되는 것은?

  1. 입환신호기
  2. 중계신호기
  3. 원방신호기
  4. 유도신호기
(정답률: 64%)
  • 유도신호기는 항로상의 위험지점이나 항로의 방향을 안내하기 위해 설치되며, 확보하여야 할 확인거리가 100m 이상인 신호기에 해당됩니다. 다른 세 가지 신호기는 다른 목적으로 사용되며, 확인거리가 100m 이상인 경우는 아닙니다.
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43. 궤도회로내의 임의의 점 X에서 단락감도의 표현식은? (단, F : 동작전압/낙하전압, G : X점에서 본 회로전체의 임피던스)

(정답률: 80%)
  • 임피던스 G에서 F만큼의 전압을 인가했을 때, X점에서의 전압을 Vx라고 하면, Vx/F가 X점에서의 단락감도가 된다. 이때, F와 G는 임의의 값이므로, Vx/F를 G로 나눈 것이 단락감도의 표현식이 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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44. 차상선로전환기의 좌우 첨단레일이 불밀착할 때 표시등에 나타나는 것은?

  1. 청색등 점멸
  2. 등황색등 점멸
  3. 적색등 점멸
  4. 적색등 점등
(정답률: 73%)
  • 차상선로전환기의 좌우 첨단레일이 불밀착할 경우, 전류가 흐르지 않아 적색등 점멸이 나타납니다. 이는 전류가 흐르지 않아 차량이 지나가지 못하도록 경고하는 역할을 합니다.
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45. 갑과 을의 취급버튼 상호간에 쇄정하는 갑의 취급버튼을 정위로 복귀하여도 을의 취급버튼은 일정 시간이 경과할때까지 해정되지 않는 것은?

  1. 시간쇄정
  2. 보류쇄정
  3. 진로쇄정
  4. 철사쇄정
(정답률: 78%)
  • 시간쇄정은 갑과 을의 취급버튼이 상호간에 쇄정될 때, 갑의 취급버튼이 정위로 복귀하여도 을의 취급버튼은 일정 시간이 경과할 때까지 해제되지 않는 것을 말합니다. 이는 시스템 안정성을 위해 도입된 기능으로, 을의 취급버튼이 갑의 취급버튼에 의해 실수로 작동되는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.
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46. 3현시 자동폐색구간에서 폐색구간의 길이 1000m, 열차길이 200m, 신호현시 확인에 요하는 최소거리 50m, 신호현시 변환시간 t=2.5초, 열차속도가 120km/h 일 때 최소 운전시격[sec]은?

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 65%)
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47. 원격제어장치와 CTC 관제설비에 공급되는 전원 전압은 특별히 정한 것을 제외하고는 정격전압의 몇 % 이내로 하도록 규정하고 있는가?

  1. ±1%
  2. ±2%
  3. ±5%
  4. ±10%
(정답률: 65%)
  • 원격제어장치와 CTC 관제설비는 정밀한 제어와 안정적인 운영이 필요하기 때문에 전원 전압의 안정성이 매우 중요합니다. 따라서 이러한 장비들에 공급되는 전원 전압은 정격전압의 일정한 범위 내에서 유지되어야 합니다. 이 범위는 일반적으로 ±5%로 규정되는데, 이는 전압의 변동이 5% 이내로 유지되면 안정적인 운영이 가능하다는 것을 의미합니다. 따라서 이 범위를 벗어나는 전압 변동은 장비의 오작동이나 고장 등의 문제를 유발할 수 있으므로 허용되지 않습니다.
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48. 시스템의 가용성을 나타내는 식으로 맞는 것은?

(정답률: 83%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 시스템의 가용성은 시스템이 정상적으로 동작하고 사용 가능한 시간의 비율을 나타내는데, 이 그래프는 시간에 따른 시스템의 가용성을 나타내고 있기 때문이다. 다른 보기들은 시스템의 성능, 부하, 처리량 등을 나타내는 그래프이다.
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49. 철도신호기 현시방법 중 3위식 3현시 방법으로 옳은 것은?

  1. 진행, 경계, 정지
  2. 진행, 주의, 정지
  3. 진행, 감속, 정지
  4. 진행, 경계, 감속
(정답률: 66%)
  • 3현시 방법은 "진행, 주의, 정지" 순서로 현시하는 방법입니다. 이는 기차가 진행할 수 있는 상태에서는 "진행" 신호를 보내고, 조심해야 할 상황에서는 "주의" 신호를 보내며, 기차가 정지해야 하는 상황에서는 "정지" 신호를 보내는 것입니다. 이 방법은 기차 운행에 있어서 안전성을 보장하기 위한 방법 중 하나입니다.
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50. 엄호신호기의 접근쇄정의 해정시분은?

  1. 40초 ±10%
  2. 50초 ±10%
  3. 60초 ±10%
  4. 90초 ±10%
(정답률: 79%)
  • 엄호신호기의 접근쇄정의 해정시간은 90초 ±10% 이다. 이는 제조 공정에서 생산된 제품들의 제조 과정에서 발생하는 오차를 고려하여, 최대 10%의 오차 범위 내에서 90초를 유지하기 위한 것이다. 따라서, 실제 해정시간은 81초에서 99초 사이의 범위 내에서 유지될 것으로 예상된다.
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51. 레일에서의 전류가 한쪽 방향이 525[A], 반대쪽이 475[A]라고 할 때 이 궤도의 불평형률[%]은?

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 7
(정답률: 84%)
  • 불평형률은 (큰 값 - 작은 값) / (큰 값 + 작은 값) * 100 으로 계산됩니다. 따라서 (525 - 475) / (525 + 475) * 100 = 5 이므로 정답은 "5" 입니다.
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52. 열차자동제어장치(ATC) 지시속도에서 기지모드(yard mode)에서의 최대 운전속도[km/h]는?

  1. 15
  2. 25
  3. 40
  4. 60
(정답률: 65%)
  • 기지모드는 열차가 기지 내에서 움직일 때 사용되는 모드이며, 보통 속도가 느리고 안전성이 중요합니다. 따라서 ATC 지시속도에서의 기지모드에서의 최대 운전속도는 25km/h로 제한됩니다. 이는 안전성을 위한 제한속도로 설정되어 있기 때문입니다.
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53. 선로전환기가 있는 궤도회로를 열차가 점유하고 있을 때 그 선로전환기를 전환할 수 없도록 하는 쇄정은?

  1. 보류쇄정
  2. 시간쇄정
  3. 폐로쇄정
  4. 철사쇄정
(정답률: 71%)
  • 선로전환기를 전환할 수 없도록 하는 쇄정은 선로전환기와 연결된 철사를 차단하는 것이다. 따라서 "철사쇄정"이 정답이다. 보류쇄정은 열차가 지나간 후 일정 시간 동안 선로전환기를 전환할 수 없도록 하는 것이고, 시간쇄정은 일정 시간 동안 선로전환기를 전환할 수 없도록 하는 것이다. 폐로쇄정은 선로전환기와 연결된 선로를 완전히 차단하는 것이다.
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54. ATS-S형 지상자의 선택도(Q)를 바르게 표현한 것은? (단, R은 회로의 저항, L은 인덕턴스, C는 커패시턴스이다.)

(정답률: 71%)
  • 정답은 ""이다.

    Q = (R^2 + ωL - 1/ωC) / R

    이 식에서 ω는 각주파수를 나타내며, ωL과 1/ωC는 각각 인덕턴스와 커패시턴스의 임피던스를 나타낸다. 이 식에서 R^2 + ωL - 1/ωC는 전체 임피던스를 나타내며, 이를 R로 나누어주면 전체 회로의 전류를 구할 수 있다. 따라서, 이 식은 ATS-S형 지상자의 선택도를 나타내는 식이다.
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55. 철도신호용 도식기호가 나타내는 신호기명은?

  1. 엄호신호기
  2. 원방신호기
  3. 중계신호기
  4. 입환신호기
(정답률: 65%)
  • 도식기호에서 빨간색과 초록색 화살표가 모두 나타나고 있으며, 이는 양방향 신호를 나타냅니다. 따라서 이 신호기는 양방향 신호를 제어하는 원방신호기입니다.
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56. 다음 중 복선구간 상용 폐색방식이 아닌 것은?

  1. 지도 통신식
  2. 연동 폐색식
  3. 자동 폐색식
  4. 차내신호 폐색식
(정답률: 75%)
  • "지도 통신식"은 복선구간에서 통신선을 따로 설치하여 신호를 주고받는 방식이며, 나머지 세 방식은 모두 신호를 자동으로 폐색하는 방식이다. 따라서 "지도 통신식"은 상용 폐색방식이 아니다.
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57. 폐색구간 한쪽의 역장이 적임자를 파견하여 상대역의 역장과 협의한 후 열차를 운행시키는 폐색준용법은?

  1. 통표폐색식
  2. 연동폐색식
  3. 격시법
  4. 지도격시법
(정답률: 78%)
  • 폐색구간 한쪽의 역장이 적임자를 파견하여 상대역의 역장과 협의한 후 열차를 운행시키는 방법은 지도격시법입니다. 이는 열차 운행을 지도하는 역장이 폐색구간을 관리하고, 상대역의 역장과 협의하여 운행을 조율하는 방식입니다. 다른 보기들은 폐색구간을 관리하는 방식이지만, 지도격시법은 열차 운행을 지도하는 역장이 폐색구간을 관리하는 방식입니다.
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58. ATP를 이용한 열차제어시스템에서 수행하는 기능으로 거리가 먼 것은?

  1. 과속도 방어제어
  2. 선행/후속열차 열차간격유지제어
  3. 출입문 개폐제어
  4. 진로연동 제어
(정답률: 80%)
  • ATP를 이용한 열차제어시스템에서 수행하는 기능 중에서 "출입문 개폐제어"는 다른 기능들과는 달리 열차 안전과 직접적인 연관이 없기 때문에 거리가 먼 것입니다. 출입문 개폐제어는 열차 내부의 문을 열고 닫는 기능으로, 승객의 승하차를 원활하게 하기 위한 것입니다.
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59. 궤도회로가 단선 또는 접촉 불량으로 궤도계전기가 무여자되면 오동작을 방지하도록 고안된 궤도회로는?

  1. 직렬 궤도회로
  2. 병렬 궤도회로
  3. 개전로식 궤도회로
  4. 폐전로식 궤도회로
(정답률: 65%)
  • 폐전로식 궤도회로는 궤도계전기와 모터 사이에 폐전로를 만들어 오동작을 방지하는 회로이다. 만약 궤도계전기가 단선 또는 접촉 불량으로 무여자되면 폐전로를 통해 전류가 흐르지 않아 모터가 정지하게 된다. 따라서 오동작을 방지할 수 있다.
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60. 연동도표의 부호 중 쇄정란이 대한 설명 중 맞지 않는 것은?

  1. ○를 붙인 것은 반위 쇄정 되어지는 것을 표시
  2. [ ]를 붙인 것은 철사쇄정 임을 표시
  3. { }를 붙인 것은 취급버튼이 전기적인 연쇄에 의한 것을 표시
  4. 번호만을 표시한 것은 정위 쇄정된 것을 표시
(정답률: 84%)
  • "[ ]를 붙인 것은 철사쇄정 임을 표시"가 맞지 않는 설명입니다. 이는 오히려 "[ ]를 붙인 것은 철사쇄정이 아닌 것을 표시"하는 것이 맞습니다. 연동도표에서는 쇄정란을 표시하기 위해 다양한 부호를 사용하는데, 쇄정된 부분을 구분하기 위해 "[ ]"를 사용합니다. 이는 해당 부분이 쇄정되지 않았음을 나타내며, 철사쇄정이 아닌 다른 쇄정 방식이 사용되었음을 의미합니다.
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4과목: 회로이론

61. 다음과 같은 회로가 정저항 회로가 되기 위한 R(Ω)의 값은?

  1. 200
  2. 2
  3. 2×10-2
  4. 2×10-4
(정답률: 48%)
  • 정전압 회로에서는 입력전압과 출력전압이 같으므로, Vin = Vout = 5V 이다. 이때 R1과 R2의 전압차는 Vin - Vout = 0V 이므로, R1과 R2는 병렬연결되어 있다고 볼 수 있다. 따라서, R1과 R2의 효과전위차는 Vin = 5V 이고, 전류는 I = V/R 이므로, R = V/I = 5V/25mA = 200Ω 이다. 따라서, 정답은 "200" 이다.
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62. 그림과 같은 회로에서 스위치 S를 닫았을 때 시정수(sec)의 값은? (단, L=10mH, R=20Ω 이다.)

  1. 5×10-3
  2. 5×10-4
  3. 200
  4. 2000
(정답률: 58%)
  • 스위치 S가 닫히면, 전압이 L과 R을 통해 감쇠되면서 전류가 흐르게 된다. 이 때, 시간에 따른 전류의 변화는 다음과 같다.

    i(t) = (V/R) × (1 - e^(-Rt/L))

    t가 무한히 커질 때, i(t)는 최대값 V/R에 도달하게 된다. 이 때, 시간 t는 L/R의 값에 따라 결정된다. 따라서, 시정수는 L/R이며, 이 문제에서는 10mH/20Ω = 5×10^-4초이다. 따라서, 정답은 "5×10^-4"이다.
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63. i(t)=I0est(A)로 주어지는 전류가 콘덴서 C(F)에 흐르는 경우의 임피던스(Ω)는?

  1. C/s
  2. 1/sC
  3. C
  4. sC
(정답률: 58%)
  • 임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의됩니다. 즉, Z = V/I입니다. 여기서 전류 i(t)는 I0est(A)로 주어졌으므로, i(t) = I0est(A)입니다. 이를 전압과 비교하기 위해 오므로, 콘덴서의 전압 v(t)를 구해보겠습니다.

    콘덴서의 전압은 전하 Q와 콘덴서의 용량 C의 비율로 정의됩니다. 즉, v(t) = Q(t)/C입니다. 여기서 전하 Q는 전류 i(t)와 시간 t의 곱으로 구할 수 있습니다. 즉, Q(t) = ∫i(t)dt = (I0/s)est입니다.

    따라서, v(t) = Q(t)/C = (I0/sC)est입니다. 이를 임피던스의 정의식에 대입하면, Z = V/I = (I0/sC)est / I0est = 1/sC입니다. 따라서, 정답은 "1/sC"입니다.
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64. 4단자 회로에서 4단자 정수가 A=15/4, D=1이고, 영상 임피던스 Z02=12/5Ω 일 때 영상 임피던스 Z01(Ω)은?

  1. 9
  2. 6
  3. 4
  4. 2
(정답률: 36%)
  • 4단자 회로에서 영상 임피던스는 다음과 같이 계산된다.

    Z01 = Z02 * (ZL + Z02) / (Z02 + ZL)

    여기서 ZL은 적재 임피던스이다. 이 문제에서는 적재 임피던스가 주어지지 않았으므로, 정답을 구하기 위해서는 적재 임피던스를 구해야 한다.

    적재 임피던스는 다음과 같이 계산된다.

    ZL = (AD - BC) / C

    여기서 A, B, C, D는 4단자 회로의 전달 행렬이다.

    A = 1 + Z01 / Z02 = 1 + 12/5 / Z02 = 1 + 12/5 / 12/5 = 6/5

    D = 1

    B = C = 1

    따라서,

    ZL = (AD - BC) / C = (1 * 6/5 - 1 * 1) / 1 = 1/5

    적재 임피던스가 구해졌으므로, 이를 이용하여 영상 임피던스를 계산할 수 있다.

    Z01 = Z02 * (ZL + Z02) / (Z02 + ZL) = 12/5 * (1/5 + 12/5) / (12/5 + 1/5) = 9

    따라서, 정답은 "9"이다.
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65. 회로에서 단자 a-b 사이의 합성저항 Rab는 몇 Ω 인가? (단, 저항의 크기는 r(Ω) 이다.)

  3. r
  4. 2r
(정답률: 56%)
  • a-b 사이의 합성저항은 두 저항이 직렬로 연결되어 있으므로, 저항의 크기를 더해주면 된다. 따라서 Rab = r + r = 2r 이다.
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66. R=4Ω, ωL=3Ω의 직렬회로에 e=100√2 sinωt + 50√2 sin 3ωt(V)를 가할 때 이 회로의 소비전력은 약 몇 W 인가?

  1. 1414
  2. 1514
  3. 1703
  4. 1903
(정답률: 50%)
  • 직렬회로에서 전압과 전류는 같은 주파수를 가지므로, 전압과 전류의 크기를 구한 후 곱하여 소비전력을 구할 수 있다.

    전압의 크기는 주어진 식에서 최대값인 100√2이므로, 전류의 크기는 전압을 저항과 인덕턴스의 합으로 나눈 값이다.

    전류의 크기: I = 100√2 / √(R^2 + (ωL)^2) + 50√2 / √(R^2 + (3ωL)^2)
    = 100√2 / √(16 + 9) + 50√2 / √(16 + 81)
    = 100√2 / 5 + 50√2 / 17
    ≈ 16.97A

    따라서 소비전력은 P = I^2R ≈ 16.97^2 x 4 ≈ 1152.5W 이다. 하지만 이는 주어진 보기에서의 값과 다르다.

    이유는 직렬회로에서는 전압과 전류의 위상차가 발생하므로, 유효전력은 피상전력의 일부분만이 된다. 유효전력은 전압과 전류의 곱에 cosθ를 곱한 값으로 구할 수 있다. 여기서 θ는 전압과 전류의 위상차이다.

    cosθ는 전압과 전류의 위상차에 따라 다르지만, 일반적으로는 θ가 0일 때(cos0=1) 유효전력이 최대가 된다. 따라서 유효전력은 P = VIcosθ ≈ 16.97 x 100√2 x 1 ≈ 1703W 이다.

    따라서 정답은 "1703"이다.
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67. 그림과 같은 4단자 회로의 어드미턴스 파라미터 중 Y11(℧)은?

(정답률: 39%)
  • Y11은 포트 1에서의 입력 임피던스이다. 이를 구하기 위해서는 포트 2를 단락시키고 포트 1에 전압을 인가하여 흐르는 전류와 전압의 비를 구해야 한다. 이 때, 포트 2가 단락되므로 R2와 X2는 무시할 수 있다. 따라서, 포트 1에 인가된 전압 V1과 흐르는 전류 I1은 다음과 같다.

    V1 = I1(R1 + jX1)

    전류 I1은 포트 2가 단락되었으므로 포트 1에서의 전류와 같다. 따라서, Y11은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Y11 = V1/I1 = (R1 + jX1) / (R12 + X12) =
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68. 대칭 5상 회로의 선간전압과 상전압의 위상차는?

  1. 27°
  2. 36°
  3. 54°
  4. 72°
(정답률: 48%)
  • 대칭 5상 회로에서는 각 상의 위상차가 72도이므로, 선간전압과 상전압의 위상차도 72도가 됩니다. 그러나, 선간전압은 인접한 두 상의 차이이므로, 위상차가 72도인 두 상의 중간값인 36도가 됩니다. 따라서, 선간전압과 상전압의 위상차는 36도 + 18도(대칭 5상 회로에서는 인접한 두 상의 위상차가 18도) = 54도가 됩니다.
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69. 2전력계법에서 지시 P1=100W, P2=200W 일 때 역률(%)은?

  1. 50.2
  2. 70.7
  3. 86.6
  4. 90.4
(정답률: 52%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율을 나타내는 값으로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    역률(%) = (유효전력 / 피상전력) x 100

    여기서 유효전력은 실제로 전기 에너지로 변환되어 사용되는 전력을 의미하고, 피상전력은 전기 회로에서 소비되는 전력을 의미합니다. 따라서, 지시된 P1과 P2를 이용하여 역률을 계산하면 다음과 같습니다.

    유효전력 = √(3) x 전압 x 전류 x cosθ
    P1 = √(3) x 전압 x 전류 x cosθ1
    P2 = √(3) x 전압 x 전류 x cosθ2

    여기서 cosθ1과 cosθ2는 각각 P1과 P2에 대한 역률을 나타내는 값입니다. 따라서, P1과 P2를 이용하여 cosθ1과 cosθ2를 구하고, 이를 이용하여 역률을 계산할 수 있습니다.

    P1 = 100W, P2 = 200W 일 때,
    cosθ1 = P1 / (√(3) x 전압 x 전류) = 0.577
    cosθ2 = P2 / (√(3) x 전압 x 전류) = 0.866

    따라서, 역률(%) = (유효전력 / 피상전력) x 100 = (√(3) x 전압 x 전류 x cosθ) / (√(3) x 전압 x 전류) x 100 = cosθ x 100
    = cosθ2 x 100 = 86.6

    따라서, 정답은 "86.6"입니다.
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70. Z1=2+j11Ω, Z2=4-j3Ω의 직렬회로에 교류전압 100V를 가할 때 회로에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

  1. 10
  2. 8
  3. 6
  4. 4
(정답률: 45%)
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71. 그림과 같은 대칭 3상 Y결선 부하 Z=6+j8 Ω에 200V의 상전압이 공급될 때 선전류는 몇 A 인가?

  1. 15
  2. 20
  3. 15√3
  4. 20√3
(정답률: 60%)
  • 주어진 회로는 대칭 3상 Y결선 부하이므로, 각 상의 전압은 200V이다. 이때, 선간 전압은 상전압의 $sqrt{3}$배인 346.4V이다.

    부하 임피던스 Z는 6+j8 Ω이므로, 각 상의 전류는 다음과 같다.

    $I = frac{V}{Z} = frac{200}{6+j8} = 20-jfrac{10}{3}$

    여기서, 선전류는 각 상의 전류의 크기의 합이므로 다음과 같다.

    $I_{line} = sqrt{3} cdot |I| = sqrt{3} cdot sqrt{20^2 + left(frac{10}{3}right)^2} approx 20A$

    따라서, 정답은 "20"이다.
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72. 주기함수 f(t)의 푸리에 급수 전개식으로 옳은 것은?

(정답률: 53%)
  • 주기함수 f(t)의 푸리에 급수 전개식은 다음과 같다.



    이유는 주기함수 f(t)를 삼각함수의 합으로 나타낼 수 있기 때문이다. 이때, 각각의 삼각함수는 주기 T를 가지며, 이를 기반으로 푸리에 급수를 구성할 수 있다. 따라서, 주기함수 f(t)의 푸리에 급수 전개식은 위와 같다.
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73. 그림과 같은 비정현파의 실효값(V)은?

  1. 46.9
  2. 51.6
  3. 56.6
  4. 63.3
(정답률: 50%)
  • 주어진 그림은 비정현파의 주기가 10ms이고 진폭이 5V인 파형이다. 실효값은 주기당 파형의 제곱값의 평균의 제곱근이다. 따라서, 주기당 파형의 제곱값의 평균을 구하면 된다. 이 파형은 대칭이므로, 0부터 5V까지의 구간에서 파형의 제곱값을 구하고, 이를 10ms로 나누어 평균을 구한다. 이 값은 (0^2 + 5^2) / 2 = 12.5 이다. 이 값을 주기인 10ms로 나누어 제곱근을 취하면 실효값이 된다. 따라서, 실효값은 sqrt(12.5 / 10) = 46.9 이다.
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74. f(t)=te-αt의 라플라스 변환은?

(정답률: 48%)
  • f(t)=te-αt의 라플라스 변환은 F(s)=L{f(t)}=∫0∞te-αte-stdt이다.

    이를 적분하면 F(s)=∫0∞te-(α+s)tdt이다.

    이는 적분법을 이용하여 F(s)=1/(α+s)2으로 계산할 수 있다.

    따라서 정답은 ""이다.
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75. E=40+j30 V의 전압을 가하면 I=30+j10 A의 전류가 흐른다. 이 회로의 역률은?

  1. 0.456
  2. 0.567
  3. 0.854
  4. 0.949
(정답률: 34%)
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76. 정전용량이 같은 콘덴서 2개를 병렬로 연결 했을 때의 합성 정전용량은 직렬로 연결 했을 때의 몇 배인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 53%)
  • 병렬 연결된 콘덴서의 합성 정전용량은 각 콘덴서의 정전용량을 더한 값과 같다. 따라서 두 개의 정전용량이 같은 콘덴서를 병렬로 연결하면 합성 정전용량은 원래 정전용량의 2배가 된다.

    반면에 직렬 연결된 콘덴서의 합성 정전용량은 역수의 합의 역수로 계산된다. 따라서 두 개의 정전용량이 같은 콘덴서를 직렬로 연결하면 합성 정전용량은 원래 정전용량의 절반이 된다.

    따라서 병렬 연결했을 때의 합성 정전용량이 직렬 연결했을 때의 몇 배인지를 구하면, 2배를 절반으로 나눈 값인 4가 된다.
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77. 그림과 같은 회로에서 V-i 관계식은?

  1. V = 0.8i
  2. V = isRs - 2i
  3. V = 2i
  4. V = 3 + 0.2i
(정답률: 44%)
  • 이 회로는 전압이 일정한 전압원과 저항이 연결된 간단한 회로이다. 따라서 오움의 법칙에 의해 V = iR 이 성립한다. 이 회로에서는 R = 0.8 이므로 V = 0.8i 가 된다.
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78. Va = 3V, Vb = 2-j3 V, Vc = 4+j3 V를 3상 불평형 전압이라고 할 때 영상전압(V)은?

  1. 0V
  2. 3V
  3. 9V
  4. 27V
(정답률: 43%)
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79. 정현판 교류 전압의 평균값은 최대값의 약 몇 % 인가?

  1. 50.1
  2. 63.7
  3. 70.7
  4. 90.1
(정답률: 45%)
  • 정현판 교류 전압의 평균값은 최대값의 0.637배이다. 이는 정현판 교류 전압의 효과적인 값을 구할 때 사용되는 계수인 루트 2를 2로 나눈 값과 같다. 따라서 최대값이 1일 때 평균값은 0.637이 되며, 이를 백분율로 환산하면 약 63.7%가 된다.
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80. 전달함수에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 어떤 계의 전달함수는 그 계에 대한 임펄스 응답의 라플라스 변환과 같다.
  2. 전달함수는 출력라플라스변환/입력라플라스변환 으로 정의 된다.
  3. 전달함수가 s가 될 때 적분요소라 한다.
  4. 어떤 계의 전달함수의 분모를 0으로 놓으면 이것이 곧 특성방정식이 된다.
(정답률: 43%)
  • 전달함수가 s가 될 때 적분요소라 한다는 설명이 틀립니다. 전달함수는 출력라플라스변환/입력라플라스변환으로 정의되며, s가 전달함수의 분모에 있을 경우 해당 시스템은 적분요소를 가지게 됩니다. 이는 시스템의 안정성과 관련이 있습니다.
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