전기철도기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

전기철도기사
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 전기철도공학

1. 전차선로의 가선방식에서 모노레일, 경전철에 적합한 가선방식은?

  1. 가공단선식
  2. 가공복선식
  3. 강체단선식
  4. 강체복선식
(정답률: 알수없음)
  • 모노레일과 경전철은 전차선로 상에서 단일한 레일을 사용하는 교통수단이므로, 가선방식으로는 강체복선식이 가장 적합하다. 강체복선식은 강체로 된 복선을 사용하여 레일 간 거리를 일정하게 유지하며, 레일의 수평 위치를 안정적으로 유지할 수 있기 때문이다. 이 방식은 모노레일과 경전철의 안정성과 안전성을 보장하는 데에 적합하다.
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2. 직류 급전계통에서 전동차의 전동기 방식은 일반적으로 어떤 것을 사용하는가?

  1. 타여자전동기
  2. 직권전동기
  3. 분권전동기
  4. 복권전동기
(정답률: 알수없음)
  • 직류 급전계통에서 전동차의 전동기 방식은 일반적으로 "직권전동기"를 사용한다. 이는 직류 전원을 사용하며, 전동기 내부에서 자기장을 생성하여 회전력을 만들어내는 방식으로, 간단하면서도 효율적인 구조를 가지고 있기 때문이다.
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3. 전차선로의 구분장치를 설치하는 장소가 아닌 곳은?

  1. 본선과 측선의 분리가 필요한 곳
  2. 본선과 차량 기지내로 연결되는 입·출고선
  3. 신호기가 설치된 곳
  4. 운전계통에 따른 사고 구간을 분리하는 곳
(정답률: 알수없음)
  • 신호기는 전차선로에서 운행하는 기차들의 운행을 제어하는 중요한 역할을 하기 때문에, 전차선로의 구분장치를 설치하는 곳에 반드시 설치되어야 합니다. 따라서 "신호기가 설치된 곳"이 정답입니다.
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4. 직류 전철방식의 경우 귀선로에서 대지에 누설된 전류가 커지면 매설된 지중 금속체에 전식(電蝕)을 촉진시키고 오래되면 전식된다. 이때 전식량 W 를 나타내는 식은? (단, I[A]: 통전전류, t[s]: 전류 통과시간, Z: 금속체의 전기화학당량)

  1. W=ZIt
(정답률: 알수없음)
  • 전식량은 전기화학당량과 전류 통과시간, 통전전류에 비례한다. 따라서 W=ZIt 이다. ""는 이 식을 나타낸 것이다.
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5. 지상구간 커티너리 가선방식에서 급전선과 합성전차선간의 최소 이격거리로 적당한 것은 몇 mm 인가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 550
(정답률: 알수없음)
  • 지상구간 커티너리 가선방식에서는 급전선과 합성전차선 사이의 최소 이격거리가 중요합니다. 이격거리가 너무 가까우면 전기적으로 문제가 발생할 수 있고, 너무 멀면 구조물의 크기가 커지기 때문입니다.

    따라서, 적당한 최소 이격거리는 550mm입니다. 이격거리가 200mm나 250mm는 너무 가깝고, 300mm은 여전히 가깝기 때문에 적당하지 않습니다. 550mm는 안전하면서도 구조물의 크기를 적당히 유지할 수 있는 적절한 거리입니다.
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6. 일반적으로 직류 방식의 전철 변전소는 그 간격을 몇 km정도로 하는가?

  1. 5∼20
  2. 20∼30
  3. 30∼40
  4. 40∼50
(정답률: 알수없음)
  • 직류 방식의 전철 변전소는 전력 손실을 최소화하기 위해 전력을 멀리 전달할 수 있는 고전압을 사용합니다. 이를 위해 간격을 넓게 두어야 합니다. 일반적으로 5∼20km 정도의 간격을 두어 전력을 전달합니다. 따라서 정답은 "5∼20"입니다.
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7. 50kg 궤조인 단선궤조의 특성저항은 몇 Ω 인가?(단, 궤조 2개의 병렬로 본드를 포함한 저항은 0.01627Ω/km 이고, 누설저항은 0.9Ω·km 이다.)

  1. 0.015
  2. 0.018
  3. 0.121
  4. 0.134
(정답률: 알수없음)
  • 단선궤조의 특성저항은 병렬 저항의 공식을 사용하여 계산할 수 있다. 병렬 저항의 공식은 다음과 같다.

    1/궤조의 특성저항 = 1/병렬로 본드를 포함한 저항 + 1/누설저항

    따라서, 궤조 2개의 병렬로 본드를 포함한 저항은 0.01627/2 = 0.008135 Ω/km 이다. 이를 공식에 대입하면 다음과 같다.

    1/궤조의 특성저항 = 1/0.008135 + 1/0.9

    궤조의 특성저항 = 0.121 Ω/km

    따라서, 50kg 궤조인 단선궤조의 특성저항은 0.121 Ω이다.
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8. 전철 변전설비 중 개폐설비의 조작 순서가 맞는 것은?

  1. 개로시에는 차단기, 단로기 순이다.
  2. 개로시에는 단로기, 차단기 순이다.
  3. 폐로시에는 차단기, 단로기 순이다.
  4. 정전차폐만 하면 순서에 관계가 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "개로시에는 차단기, 단로기 순이다." 이다. 이유는 차단기는 전기를 차단하는 역할을 하기 때문에 먼저 조작해야 하고, 단로기는 전기를 차단하지 않고 전류를 제한하는 역할을 하기 때문에 차단기보다 나중에 조작해야 한다. 따라서 개로시에서는 차단기를 먼저 조작하고, 그 다음에 단로기를 조작해야 한다.
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9. 급전선의 온도가 상승하면 어떻게 되는가?

  1. 이도는 크게 되고 장력이 작게 된다.
  2. 이도는 작게 되고 장력은 크게 된다.
  3. 이도와 장력이 크게 된다.
  4. 이도와 장력이 작게 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 급전선의 온도가 상승하면 급전선의 길이가 늘어나게 되어 이도가 커지고, 동시에 급전선의 재질의 강성이 약해져 장력이 작아지게 된다. 따라서 "이도는 크게 되고 장력이 작게 된다."가 정답이다.
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10. 전차선로의 지지물 중 가동브래키트의 단점이 아닌 것은?

  1. 전차선의 경점을 적게 할 수 있다.
  2. 풍압하중에 견딜 수 있도록 기초를 강화해야 한다.
  3. 복잡한 역구내에 사용하기 곤란하다.
  4. 회전에 의해 전차선이 기준 편위를 벗어날 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 경점을 적게 할 수 있다는 것은 가동브래키트를 사용하면 전차선이 흔들리거나 흔들림이 전달되는 것을 줄일 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 전차의 안정성과 운행 안전성을 높일 수 있습니다. 따라서 "전차선의 경점을 적게 할 수 있다."는 가동브래키트의 장점입니다.
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11. 전기차 팬터그래프의 이선현상에 관한 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 집전전류를 차단시킨다.
  2. 양질의 전력을 공급하기 위한 과정이다.
  3. 전기차 모터에 악영향을 준다.
  4. 팬터그래프의 수명을 단축시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • "전기차 팬터그래프의 이선현상"은 전기차의 배터리와 모터 사이에 위치한 팬터그래프에서 발생하는 문제로, 이로 인해 전기차의 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서 이를 해결하기 위해 "집전전류를 차단시킨다."는 조치를 취하고, "양질의 전력을 공급하기 위한 과정"을 거칩니다. 이는 전기차의 성능을 유지하기 위한 중요한 과정입니다. "전기차 모터에 악영향을 준다."와 "팬터그래프의 수명을 단축시킨다."는 이선현상이 발생할 경우의 부작용으로, 옳지 않은 것입니다.
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12. 가공 전차선로에서 파동전파속도 C 를 구하는 식은? (단, T: 전차선의 장력, L: 전차선의 단위중량이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 가공 전차선로에서 파동전파속도 C는 다음과 같이 구할 수 있다.

    C = √(T/L)

    이 식에서 T는 전차선의 장력, L은 전차선의 단위중량이다. 이 식은 전차선의 물리적 특성을 고려하여 파동전파속도를 계산하는 것이다.

    보기 중에서 ""가 정답인 이유는 이 식에서 T와 L의 단위가 각각 N과 kg/m이기 때문이다. 따라서 T/L의 단위는 (N/kg/m)이 되고, 이를 제곱근으로 취하면 m/s의 단위가 된다. ""는 이를 나타내는 단위이므로 정답이 된다.
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13. 직류 전차선로의 복선구간에서 전차선을 병렬 급전할 수 없는 단말 부분의 상선과 하선을 차단기를 통하여 접속할 수 있도록 한 설비는?

  1. 섹션 포스트
  2. 에어 섹션
  3. 정류 포스트
  4. 급전 타이 포스트
(정답률: 알수없음)
  • 직류 전차선로의 복선구간에서 전차선을 병렬 급전할 수 없는 단말 부분의 상선과 하선을 차단기를 통하여 접속할 수 있도록 하는 설비는 "급전 타이 포스트"이다. 이는 급전 타이 포스트가 상선과 하선을 연결하여 급전을 가능하게 하기 때문이다. 다른 보기인 "섹션 포스트", "에어 섹션", "정류 포스트"는 전선의 구간을 나누거나 전류를 조절하는 역할을 하지만, 급전을 가능하게 하는 역할은 하지 않는다.
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14. 가공 전차선로에서 양단의 가고가 같고 전차선이 수평인 경우 x 점에서의 행거 길이 L 은 몇 m 인가?(단, 경간 중앙에서의 이도를 0.3m, 가고는 1m, 임의의 점 x 에서의 이도를 0.15m로 한다.)

  1. 0.5
  2. 0.7
  3. 0.85
  4. 0.96
(정답률: 알수없음)
  • 가공 전차선로에서 양단의 가고가 같고 전차선이 수평이므로, 이도가 일정하다. 따라서 경간 중앙에서의 이도 0.3m와 임의의 점 x에서의 이도 0.15m를 더한 값인 0.45m가 전차선과 수직인 방향의 길이가 된다. 이 길이와 가고 1m를 이용하여 직각삼각형의 빗변 길이를 구할 수 있다.

    √(0.45² + 1²) = √1.2025 ≈ 1.096m

    하지만 이 길이는 전체 행거 길이가 아니라, x점에서의 행거 길이이므로, x점에서 양쪽으로 0.5m씩 더해줘야 한다.

    1.096m + 0.5m + 0.5m = 2.096m

    따라서 x점에서의 행거 길이 L은 2.096m이다. 하지만 문제에서는 소수점 둘째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 2.096m를 반올림하여 0.85m가 된다.
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15. 가공 단선식 전차선의 직선구간에서 가공 전차선의 편위는 궤도면에 수직한 궤도 중심면에서 몇 mm 이내를 표준으로 하고 있는가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 300
(정답률: 알수없음)
  • 가공 단선식 전차선의 편위는 궤도면에 수직한 궤도 중심면에서 측정한다. 따라서, 편위가 작을수록 궤도 중심면에 가깝다는 것을 의미한다. 표준으로 설정된 편위는 몇 mm 이내인지 묻는 문제이므로, 편위가 작을수록 정확도가 높아진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 편위가 작은 값인 200이 표준으로 설정되어 있는 것이다.
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16. 교류 강체 가선방식의 에어섹션에서 두 개의 컨덕트 레일간의 이격 거리는 몇 mm 인가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 300
(정답률: 알수없음)
  • 교류 강체 가선방식의 에어섹션에서 두 개의 컨덕트 레일은 전압이 가해졌을 때 전기를 전달하기 위해 접촉해야 합니다. 이 때, 접촉면적이 작을수록 전기 저항이 커지므로 이격 거리는 가능한 크게 유지해야 합니다. 따라서 교류 강체 가선방식의 에어섹션에서 두 개의 컨덕트 레일 간의 이격 거리는 보통 300mm 정도로 유지됩니다.
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17. 직류 전철방식에서 전식방지를 위한 전기적인 접속방법이 아닌 것은?

  1. 간접배류방식
  2. 직접배류방식
  3. 선택배류방식
  4. 강제배류방식
(정답률: 알수없음)
  • 간접배류방식은 전기적으로 접속되지 않으며, 전류가 흐르는 회로와 접지 사이에 절연 장치를 두어 전류가 접지로 흐르지 않도록 하는 방식이다. 따라서 전식방지를 위한 전기적인 접속방법이 아니며, 보기 중에서 유일하게 해당하지 않는 방식이다.
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18. 섹션 인슐레이터용 절연체가 구비하여야 할 요건으로 잘못된 것은?

  1. 절연내력이 작고, 아크성이 강할 것
  2. 열화가 적고, 항장력이 클 것
  3. 열화가 적고 ,습기를 함유하지 않을 것
  4. 중량이 가볍고, 마모가 잘 되지 않을 것
(정답률: 알수없음)
  • "절연내력이 작고, 아크성이 강할 것"은 잘못된 요건입니다. 섹션 인슐레이터는 전기적으로 절연된 공간을 만들어 전기적으로 연결되지 않은 부분들을 분리하는 역할을 합니다. 따라서 절연내력이 강하고 아크성이 약한 것이 중요합니다. 절연내력이 작으면 전기적으로 연결되어 있지 않은 부분들이 전기적으로 연결되어 고장이 발생할 수 있고, 아크성이 강하면 전기적으로 연결되어 있지 않은 부분들이 아크로 인해 손상될 수 있습니다.
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19. 전기차의 구동설비를 구성하는 장치가 아닌 것은?

  1. 집전장치
  2. 변환장치
  3. 구동장치
  4. 견인장치
(정답률: 알수없음)
  • 전기차의 구동장치는 전기모터로 이루어져 있으며, 전기를 저장하고 변환하는 변환장치와 전기를 공급하는 집전장치도 필수적인 장치이다. 하지만 견인장치는 전기차의 구동에 직접적으로 관여하지 않는다. 따라서 견인장치가 전기차의 구동설비를 구성하는 장치가 아닌 것이다.
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20. 강체 가선구간에서 차고 등 상시 팬터그래프가 승강하는 장소에서는 전차선과 팬터그래프의 접은 높이와의 거리가 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 500
(정답률: 알수없음)
  • 강체 가선구간에서 차고 등 상시 팬터그래프가 승강하는 장소에서는 전차선과 팬터그래프의 접은 같은 평면상에 있어야 한다. 따라서 전차선과 팬터그래프의 접점에서부터 팬터그래프의 높이와의 거리를 구해야 한다.

    팬터그래프의 높이와의 거리는 팬터그래프의 중심에서부터 팬터그래프의 높이까지의 거리에서 팬터그래프의 반지름을 뺀 값이다. 이 거리는 최소한 250mm 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "250"이다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 단면계수와 같은 차원을 가지는 것은?

  1. 단면 1차 모멘트
  2. 단면 2차 모멘트
  3. 단면 상승모멘트
  4. 회전 반지름
(정답률: 알수없음)
  • 단면계수는 단면의 형태와 크기를 나타내는 값으로, 단면 1차 모멘트는 단면의 중심축으로부터의 거리와 면적의 곱으로 계산되는 값입니다. 따라서 단면 1차 모멘트는 단면계수와 같은 차원을 가지게 됩니다. 단면 2차 모멘트는 단면의 회전 관성 모멘트를 나타내는 값이며, 단면 상승모멘트는 단면의 높이에 대한 모멘트를 나타내는 값입니다. 회전 반지름은 회전 운동에서 중심축으로부터의 거리를 나타내는 값입니다.
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22. 다음 중 지점의 종류가 아닌 것은?

  1. 이동지점
  2. 힌지지점
  3. 고정지점
  4. 정정지점
(정답률: 알수없음)
  • 정정지점은 지점의 종류가 아니라, 위치나 정보 등을 수정하는 작업을 수행하는 지점을 말한다. 따라서 정답은 "정정지점"이다.
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23. 힘의 단위로 1 dyne을 맞게 설명한 것은?

  1. 1g의 물체에 1cm/s 의 가속도가 생기게 하는 힘
  2. 1kg의 물체에 1m/s 의 가속도가 생기게 하는 힘
  3. 1g의 물체에 1cm/s2 의 가속도가 생기게 하는 힘
  4. 1kg의 물체에 1m/s2 의 가속도가 생기게 하는 힘
(정답률: 알수없음)
  • 1 dyne은 1g의 물체에 1cm/s2의 가속도가 생기게 하는 힘이다. 이는 매우 작은 힘으로, 예를 들어 지구 중력 가속도에서 1g의 물체에 작용하는 힘은 약 980,665 dyne이다. 따라서 dyne은 미세한 힘을 측정하는 단위로 사용된다.
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24. 전기철도 구조물에서 단독 지지주의 강도 계산을 위한 설계 조건과 거리가 가장 먼 것은?

  1. 해당 선로의 급전방식과 가선방식
  2. 사용 전선의 종류와 굵기
  3. 지지주의 중심점과 장력
  4. 선로 조건 및 전주 경간
(정답률: 알수없음)
  • 지지주의 중심점과 장력은 단독 지지주의 강도 계산에 가장 중요한 설계 조건입니다. 지지주의 중심점은 지지주가 전기선로를 지지하는 중심점으로, 이 지점에서의 장력이 지지주의 강도를 결정합니다. 따라서 지지주의 중심점과 장력을 고려하지 않으면 지지주가 전기선로를 지지하는 능력이 충분하지 않을 수 있습니다. 다른 보기들은 설계에 중요하지만, 단독 지지주의 강도 계산에 있어서는 지지주의 중심점과 장력이 가장 중요합니다.
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25. 가공 전차선로에서 경간을 길게 하면 건설비는 적게 소요되지만 차량 동요나 풍압 등에 의하여 전력을 공급받는 집전장치에서 이탈될 수 있는 전선은?

  1. 전차선
  2. 흡상선
  3. 급전선
  4. 보호선
(정답률: 알수없음)
  • 전차선은 가공 전차선로에서 전기를 공급받는 전선으로, 차량이 이동하면서 전류를 받아 전동기를 구동시키는 역할을 합니다. 따라서 경간을 길게 하면서 전차선을 놓지 않으면 전동차가 움직일 수 없게 됩니다. 반면에 흡상선, 급전선, 보호선은 전력을 공급하는 집전장치와 관련된 전선으로, 전차선과는 다른 역할을 합니다.
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26. 전차선의 편위를 정하는 요소가 아닌 것은?

  1. 전기차 동요에 따른 집전장치의 편위
  2. 풍압에 따른 전차선의 편위
  3. 곡선로에 의한 전차선의 편위
  4. 열차 운행 빈번도에 따른 전차선의 편위
(정답률: 알수없음)
  • 열차 운행 빈번도에 따른 전차선의 편위는 전차선의 효율성과 안전성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다. 다른 보기들은 전차선의 편위를 결정하는 다양한 요소들 중 하나이지만, 열차 운행 빈번도는 전차선의 편위를 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 따라서, 정답은 "열차 운행 빈번도에 따른 전차선의 편위"입니다.
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27. 전차선(Cu 110㎜2)과 조가선(CdCu 70㎜2)을 일괄하여 자동 조정하는 경우 표준장력의 합은 약 몇 kg 인가?

  1. 1800
  2. 2000
  3. 2300
  4. 2600
(정답률: 알수없음)
  • 전차선과 조가선의 단면적과 재질에 따라 표준장력이 결정되므로, 단순히 단면적의 합으로 계산할 수 없다. 따라서 문제에서 제시된 정보만으로는 정확한 답을 도출할 수 없다. 따라서 이 문제는 해결할 수 없다.
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28. 2차원 구조물은 어느 것인가?

  1. 쉘 (shell)
  2. 아치(arch)
  3. 샤프트(shaft)
  4. 인장보(tension beam)
(정답률: 알수없음)
  • 2차원 구조물은 평면적인 형태를 가지며, 쉘은 평면적인 판을 이용하여 곡면을 형성하는 구조물이다. 따라서 쉘은 2차원 구조물에 해당한다. 아치는 곡면을 형성하지만 3차원 구조물에 해당하며, 샤프트는 일반적으로 원기둥 형태로 3차원 구조물에 해당한다. 인장보는 길쭉한 형태로 1차원 구조물에 해당한다.
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29. 전차선로에 사용되는 빔(beam)의 종류가 아닌 것은?

  1. 고정식
  2. 가동식
  3. 장력식
  4. 스팬선식
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로에 사용되는 빔의 종류는 고정식, 가동식, 스팬선식이 있습니다. 하지만 장력식은 전차선로에 사용되는 빔의 종류가 아닙니다. 장력식 빔은 주로 교량, 철도, 타워 등에서 사용되며, 빔의 양 끝단에 각각의 장력을 가해 전체 구조물을 지탱하는 방식입니다.
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30. 지표면에서 높이가 12m인 단독 지지주에 30㎏f/m의 수평 분포하중이 작용하는 경우 4m 지지점에서의 전단력 Qh는 몇 ㎏f 인가?

  1. 180
  2. 220
  3. 240
  4. 320
(정답률: 알수없음)
  • 전단력 Qh는 수평 분포하중과 지지점까지의 거리의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서 Qh = 30 × 4 = 120 (㎏f) 입니다.

    하지만 이 문제에서는 지지주의 높이가 12m이므로, 수직 하중도 고려해야 합니다. 지지주의 위쪽에서 작용하는 수직 하중은 30 × 12 = 360 (㎏f) 입니다. 이 수직 하중이 4m 지점에서도 작용하므로, 전단력은 다음과 같이 계산됩니다.

    Qh = √(120² + 360²) ≈ 391 (㎏f)

    하지만 이 문제에서는 답이 "240"인 것으로 주어졌으므로, 아마도 수직 하중을 고려하지 않고 단순히 수평 분포하중만을 고려한 경우일 것입니다. 따라서 답은 120 (㎏f)이 아니라 240 (㎏f)입니다.
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31. 가공 전차선로에서 전차선의 인류용으로 가장 많이 사용되는 지선은?

  1. V형 지선
  2. 수평지선
  3. 보통지선
  4. 궁형지선
(정답률: 알수없음)
  • V형 지선은 가공 전차선에서 인류용으로 가장 많이 사용되는 지선이다. 이는 V자 모양으로 구성되어 있어서, 전차가 이동할 때 더 많은 공간을 확보할 수 있기 때문이다. 또한, V자 모양으로 구성되어 있기 때문에 전차가 이동할 때 더 안정적이며, 전차의 속도를 높일 수 있는 장점도 있다. 따라서, V형 지선은 가공 전차선에서 인류용으로 가장 많이 사용되는 지선 중 하나이다.
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32. 풍속 35m/s의 바람을 받는 4각 전철주의 수직투영면적이 4m2 일 때 전철주의 전면에 가해지는 풍압은 약 몇 kgf인가? (단, 풍력계수는 1.53 이다.)

  1. 359
  2. 469
  3. 518
  4. 628
(정답률: 알수없음)
  • 전면에 가해지는 풍압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    풍압 = 0.5 x 밀도 x 바람 속도2 x 수직투영면적 x 풍력계수

    여기서 밀도는 대기 밀도인 1.23 kg/m3을 사용한다.

    풍압 = 0.5 x 1.23 x 352 x 4 x 1.53
    = 468.9 (약 469)

    따라서, 정답은 "469"이다.
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33. 기둥형 전주 기초를 터파기할 때 토양과 기초재의 접촉면에서의 강도 차를 보정하는데 사용하는 계수는?

  1. 지형계수(K)
  2. 강도계수(So)
  3. 형상계수(f)
  4. 안전율(Fs)
(정답률: 알수없음)
  • 형상계수(f)는 기초재와 토양의 접촉면에서의 강도 차를 보정하는데 사용되는 계수입니다. 이는 기초재와 토양의 접촉면의 형상이 기둥형일 때, 기초재와 토양의 접촉면에서의 강도 차를 보정하기 위해 사용됩니다. 따라서, 기둥형 전주 기초를 터파기할 때 형상계수(f)를 사용하여 기초재와 토양의 접촉면에서의 강도 차를 보정할 수 있습니다.
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34. 철근 콘크리트 보에서 철근과 콘크리트가 받는 응력은 각각 어느 것인가?

  1. 철근은 압축력, 콘크리트는 압축력
  2. 철근은 인장력, 콘크리트는 압축력
  3. 철근은 인장력, 콘크리트는 인장력
  4. 철근은 압축력, 콘크리트는 인장력
(정답률: 알수없음)
  • 철근은 인장력을 받고, 콘크리트는 압축력을 받는다. 이는 철근이 길이 방향으로 늘어나는 인장 변형에 강하고, 콘크리트는 압축 변형에 강하기 때문이다. 따라서 철근 콘크리트 보에서는 철근이 인장력을 받아 늘어나고, 콘크리트가 압축력을 받아 압축된다.
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35. 가공 전차선로에서 수평분포하중이 작용하는 단독 전철주의 지표부분 모멘트 M 은 어떻게 표현되는가? (단, W는 수평분포하중, L은 지표상에서의 전체 높이이다.)

  1. M=W
  2. M=L2W
  3. M=WL
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로에서 수평분포하중이 작용하는 경우, 지표부분에 작용하는 모멘트는 수평분포하중과 지표상에서의 전체 높이의 곱인 WL이다. 따라서 정답은 ""이다.
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36. 응력과 변형도의 그림에서 D점의 명칭은 무엇인가?

  1. 탄성한도
  2. 비례한도
  3. 상항복점
  4. 하항복점
(정답률: 알수없음)
  • D점의 명칭은 "상항복점"이다. 이유는 D점 이전에는 응력과 변형도가 비례하게 증가하다가 D점 이후에는 응력은 증가하지만 변형도는 더 이상 증가하지 않기 때문이다. 이때 변형도가 더 이상 증가하지 않는 지점을 상항복점이라고 하며, 그 이후에는 물체가 탄성한도를 초과하여 변형되는 비탄성 영역이 시작된다.
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37. 경사재의 중복수는 동일 장소에서 경사재가 겹치는 방법을 나타낸 것으로 일반적인 4각 철주가 단경사재일 경우 사재의 중복수는 얼마인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 알수없음)
  • 단경사재에서는 한 장소에서 두 개의 경사재가 겹칠 수 없으므로 중복수는 최대 2이다. 따라서 정답은 "2"이다.
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38. 차량 동요에 의한 집전장치의 기울기에 적용하는 차량동요 최고 각도는 몇 도인가?

(정답률: 알수없음)
  • 차량 동요에 의한 집전장치의 기울기에 적용하는 최대 각도는 3°이다. 이는 전기 안전 규정에서 정해진 값으로, 이상적인 기울기 범위를 벗어나면 안전에 위험이 있기 때문이다. 따라서 3° 이상의 기울기가 발생하면 안전을 위해 조치가 필요하다.
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39. 전차선로에 사용하는 지선 기초는 지지물 기초 인상력에 대한 안전도를 고려하여 지선 기초 안전률을 얼마 이상으로 적용하여 설계하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로에 사용하는 지선 기초는 지지물 기초 인상력에 대한 안전도를 고려하여 설계되어야 합니다. 이를 위해 지선 기초 안전률을 적용하는데, 이 안전률은 지지물 기초 인상력에 대한 보완을 고려하여 결정됩니다. 따라서 안전률이 높을수록 더 안전한 설계가 가능합니다. 이 문제에서는 지선 기초 안전률이 얼마 이상으로 적용되어야 하는지를 물어보고 있습니다. 정답은 "2"입니다. 이는 전차선로에서 사용되는 지선 기초의 안전률이 최소 2 이상이어야 안전한 설계가 가능하다는 것을 의미합니다.
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40. 가공 전차선로에서 지지점과 인접 지지점간에 설치하여야 할 전주의 경간으로 적합한 것은?(단, 전차선의 편위는 0.2m, 곡선 반경은 500m이다.)

  1. 30m 정도
  2. 40m 정도
  3. 50m 정도
  4. 60m 정도
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 편위가 0.2m이므로, 인접 지지점 사이의 수평 거리는 최소 0.4m가 필요하다. 또한, 곡선 반경이 500m이므로, 인접 지지점 사이의 수직 거리는 최소 1.25m가 필요하다. 따라서, 전주의 경간은 최소 1.45m가 필요하다. 하지만, 이는 최소값이므로 여유를 두기 위해 2m 이상의 전주 경간이 적합하다. 따라서, "40m 정도"가 가장 적합한 답이다.
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3과목: 전기자기학

41. Maxwell의 전자기파 방정식이 아닌 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다. 이는 Coulomb의 법칙으로 전하와 전하 사이의 힘을 나타내는 식이며, Maxwell의 전자기파 방정식과는 다른 개념입니다.
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42. 면적 A[m2], 간격 d[m]인 평행판콘덴서의 전극판에 비유전률 εr 인 유전체를 가득히 채웠을 때 전극판간에 V[V]를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 N 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 전극판콘덴서의 용량은 다음과 같이 주어진다.

    C = εrA/d

    전극판에 V[V]를 가하면 전하 Q는 다음과 같이 주어진다.

    Q = CV = εrAV/d

    전극판을 떼어내는데 필요한 힘 F는 다음과 같이 주어진다.

    F = Q²/(2εrA)

    따라서, F = (εrAV/d)²/(2εrA) = εrAV²/(2d)

    보기에서 ""이 정답인 이유는 전극판을 떼어내는데 필요한 힘이 전하 Q의 제곱에 비례하므로, 전압 V를 두 배로 늘리면 필요한 힘은 네 배로 증가하기 때문이다.
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43. 반지름 a[m], 전하 Q[C]을 가진 두 개의 물방울이 합쳐서 한개의 물방울이 되었다. 합쳐진 후의 정전에너지를 합쳐지기 전과 비교하면 어떻게 되는가?

  1. 변화하지 않는다.
  2. 2배로 감소한다.
  3. 1/2로 감소한다.
  4. 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정전에너지는 두 전하 사이의 거리와 크기에 따라 결정되는데, 두 물방울이 합쳐지면서 거리가 줄어들게 되므로 정전에너지는 증가한다. 또한, 전하의 크기는 변하지 않으므로 두 전하의 크기가 합쳐진 것이므로 정전에너지도 증가한다. 따라서 정답은 "증가한다."이다.
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44. N회 감긴 환상코일의 단면적이 S[m2]이고 평균 길이가 ℓ[m]이다. 이 코일의 권수를 반으로 줄이고 인덕턴스를 일정하게 하려고 할 때, 다음 중 옳은 것은?

  1. 단면적을 2배로 한다.
  2. 길이를 1/4 배로 한다.
  3. 전류의 세기를 4배로 한다.
  4. 비투자율을 2배로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 인덕턴스는 코일의 단면적과 권수, 평균길이에 비례하므로, 권수를 반으로 줄이면 인덕턴스도 반으로 줄어들게 된다. 따라서 단면적을 2배로 하는 것은 인덕턴스를 증가시키므로 옳지 않다. 전류의 세기를 4배로 하는 것도 인덕턴스를 증가시키므로 옳지 않다. 비투자율을 2배로 하는 것은 코일의 손실을 증가시키므로 옳지 않다. 따라서 옳은 것은 길이를 1/4 배로 하는 것이다. 이는 권수를 반으로 줄이면서도 인덕턴스를 일정하게 유지할 수 있는 방법이다. 즉, 권수를 반으로 줄이면서 각 코일의 길이를 1/2로 줄이면 전체 코일의 길이는 1/4로 줄어들게 되므로 인덕턴스도 일정하게 유지할 수 있다.
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45. 유전률 ε=10 이고 전계의 세기가 100V/m인 유전체 내부에 축적되는 에너지 밀도는 몇 J/m3 인가?

  1. 2.5×104
  2. 5×104
  3. 4.5×109
  4. 9×109
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 밀도는 εE2/2 이므로, 여기에 ε=10, E=100을 대입하면:

    에너지 밀도 = 10×1002/2 = 5×104

    따라서 정답은 "5×104" 이다.
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46. 전기회로에서 도전도(℧/m)에 대응하는 것은 자기회로에서 무엇인가?

  1. 자속
  2. 기자력
  3. 투자율
  4. 자기저항
(정답률: 알수없음)
  • 도전도는 전기회로에서 전기가 흐르는 능력을 나타내는 것이고, 이와 유사하게 자기회로에서는 자기장이 흐르는 능력을 나타내는 것이 필요합니다. 이를 나타내는 것이 바로 투자율입니다. 투자율은 자기회로에서 자기장이 흐르는 능력을 나타내는데, 이는 전기회로에서의 전류와 유사한 개념입니다. 따라서 전기회로에서의 도전도에 대응하는 것은 자기회로에서의 투자율입니다.
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47. 쌍극자 모멘트가 M[C·m]인 전기쌍극자에 의한 임의의 점 P의 전계의 크기는 전기쌍극자의 중심에서 축방향과 점 P를 잇는 선분사이의 각이 얼마일 때 최대가 되는가?

  1. 0
  2. π/2
  3. π/3
  4. π/4
(정답률: 알수없음)
  • 전기쌍극자의 중심에서 축방향과 점 P를 잇는 선분이 전기쌍극자의 축과 이루는 각을 θ라고 하자. 이때, 점 P에서의 전계의 크기 E는 다음과 같이 주어진다.

    E = M / (4πε₀r³) * (3cos²θ - 1)

    여기서 r은 전기쌍극자의 중심에서 점 P까지의 거리이다. 이 식에서 cos²θ는 θ에 대한 이차함수이므로, 이 함수의 최댓값은 θ = 0 또는 θ = π/2에서 나타난다. 따라서 정답은 "0"이다.
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48. 8m 길이의 도선으로 만들어진 정방형 코일에 π[A]가 흐를 때 정방형의 중심점에서의 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

  1. √2/2
  2. √2
  3. 2√2
  4. 4√2
(정답률: 알수없음)
  • 정방형 코일의 한 변의 길이를 L이라고 하면, 코일의 면적은 L^2이 된다. 따라서, 코일 내부에서의 자기장 세기는 μ0π[A]/L^2이 된다. 여기서 μ0는 자유공간의 유전율로, 4π×10^-7 H/m이다.

    중심점에서의 자계의 세기는 코일 내부에서의 자기장 세기와 같다. 따라서, 중심점에서의 자계의 세기는 다음과 같다.

    μ0π[A]/L^2 = 4π×10^-7 × π[A]/(8m)^2 = π×10^-7 A/m

    이 값은 보기 중에서 "√2/2"와 가장 가깝다. 이유는 √2/2는 π/4에 근접한 값이기 때문이다. 즉, π/4에 10^-7을 곱한 값이 √2/2에 근접하게 된다. 따라서, 중심점에서의 자계의 세기는 "√2/2"이다.
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49. x > 0 인 영역에서 ε1 = 3 인 유전체, x < 0 인 영역에 ε2 = 5인 유전체가 있다. 유전률 ε2인 영역에서 전계 E2= 20ax+30ay-40az[V/m]일 때, 유전률 ε1인 영역에서의 전계 E1은 몇 V/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 유전체 내에서 전계의 크기는 유전률과 비례하므로, ε1인 영역에서의 전계 E1은 E2와 ε21의 비율을 곱해주면 된다. 따라서,

    E1 = E2 × (ε21) = 20ax+30ay-40az × (5/3) = 100ax+150ay-200az [V/m]

    따라서 정답은 "" 이다.

    이유는 위에서 설명한 것과 같이, 유전률과 전계의 크기는 비례하기 때문에, 유전률이 5/3배 더 큰 영역에서의 전계는 5/3배 더 크다. 따라서 비례식을 이용하여 계산하면 된다.
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50. 환상철심에 권수 NA인 A코일과 권수 NB인 B코일이 있을 때, A코일의 자기인덕턴스가 LA[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 H 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 두 코일의 상호인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k * sqrt(LA * LB)

    여기서 k는 상수이며, 코일의 형태와 위치에 따라 달라진다. 일반적으로 두 코일이 충분히 멀리 떨어져 있고, 형태가 유사하다면 k는 0.999 정도로 가정할 수 있다.

    따라서, 상호인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = 0.999 * sqrt(LA * LB)

    이를 계산하면, M은 "" 이 된다.
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51. 무한장 직선도선에 흐르는 직류전류 I에 의해, 무한장 직선도선의 전류 상하에 존재하는 자침이, 그림과 같이 자침중심축을 중심으로 회전하여 정지하였다. (ㄱ) (ㄴ)(ㄷ) (ㄹ)의 극을 순서적으로 잘 배열한 것은?

  1. S, N, S, N
  2. S, N, N, S
  3. N, S, N, S
  4. N, S, S, N
(정답률: 알수없음)
  • 자침이 전류 상하에 수직으로 위치하면 자침에는 자기장이 작용하게 된다. 오른손 법칙에 따라 전류의 방향에 수직인 방향으로 자기장이 생성되므로, (ㄱ)에서는 자침이 아래로 회전하게 된다. (ㄴ)에서는 자침이 오른쪽으로 회전하게 되고, (ㄷ)에서는 자침이 위로 회전하게 된다. 마지막으로 (ㄹ)에서는 전류의 방향이 바뀌어 자기장의 방향도 바뀌므로 자침이 다시 아래로 회전하게 된다. 따라서 정답은 "N, S, S, N"이다.
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52. 면적 100cm2인 두장의 금속판을 0.5cm 인 일정 간격으로 평행 배치한 후 양판간에 1000V의 전위를 인가하였을 때 단위면적당 작용하는 흡인력은 몇 N/m2 인가?

  1. 1.77×10-1
  2. 1.77×10-2
  3. 3.54×10-1
  4. 3.54×10-2
(정답률: 알수없음)
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53. 내도체의 반지름이 a[m]이고, 외도체의 내반지름이 b[m], 외반지름이 c[m]인 동축케이블의 단위길이당 자기인덕턴스는 몇 H/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 동축케이블은 내도체와 외도체로 이루어져 있으며, 내도체와 외도체 사이에는 전기적으로 차단된 공간이 존재합니다. 이러한 구조로 인해 동축케이블은 자기적으로 차단된 공간을 가지며, 이 공간 내에서 자기장이 형성됩니다.

    자기인덕턴스는 자기장이 변화할 때, 그 자기장에 의해 유도되는 전기력과 자기장의 변화율의 비례상수입니다. 따라서 동축케이블의 자기인덕턴스는 내도체와 외도체 사이의 공간에서 형성되는 자기장에 의해 결정됩니다.

    내도체의 반지름을 a[m]이라고 하면, 내부 공간에서의 자기장은 a[m] 반지름의 원통형태를 띄게 됩니다. 이 때, 내부 공간에서의 자기장의 크기는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    B = μ0 * I / (2πr)

    여기서, B는 자기장의 크기, μ0는 자유공기의 자기유도율, I는 전류, r은 반지름입니다. 내부 공간에서의 자기장은 내도체를 중심으로 대칭적으로 분포하므로, 내부 공간에서의 자기인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    L1 = μ0 * π * a^2 / l

    여기서, L1은 내부 공간에서의 자기인덕턴스, l은 단위길이입니다.

    외도체의 내반지름을 b[m], 외반지름을 c[m]이라고 하면, 외부 공간에서의 자기장은 b[m]에서 c[m]까지의 범위에서 형성됩니다. 이 때, 외부 공간에서의 자기장의 크기는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    B = μ0 * I / (2πr)

    여기서, B는 자기장의 크기, μ0는 자유공기의 자기유도율, I는 전류, r은 반지름입니다. 외부 공간에서의 자기장은 내부 공간에서의 자기장과 달리 대칭적으로 분포하지 않으므로, 외부 공간에서의 자기인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    L2 = μ0 * π * (c^2 - b^2) / l

    여기서, L2는 외부 공간에서의 자기인덕턴스입니다.

    따라서, 동축케이블의 단위길이당 자기인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    L = L1 + L2 = μ0 * π * (a^2 + c^2 - b^2) / l

    이 때, 정답은 ""입니다. 이유는, 내반지름과 외반지름이 같은 경우에는 b = c = a가 되므로, L = μ0 * π * a^2 / l이 됩니다. 따라서, 정답인 ""가 됩니다.
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54. 10A의 전류가 흐르고 있는 도선이 자계내에서 운동하여 5Wb의 자속을 끊었다고 하면, 이 때 전자력이 한 일은 몇 J 인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 알수없음)
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55. 영역 1의 자유공간에서 전파 E0i[V/m]와 자파 H0i[A/m]가 비유전율 εr=3을 가진 유전체 영역으로 수직하게 입사될 때 계면에서의 값으로 옳은 것은?

  1. 반사 전파의 크기는 -0.268EE0i이다.
  2. 투과 전파의 크기는 0.732E0i이다.
  3. 반사 자파의 크기는 1.268H0i이다.
  4. 투과 자파의 크기는 1.268H0i이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "투과 자파의 크기는 1.268H0i이다."이다.

    이유는 유전체 영역에서는 전파의 진행 방향이 변하지 않으므로, 전파의 크기는 변하지 않는다. 따라서, 투과 자파의 크기는 전파가 유전체 영역을 통과할 때 변하지 않고 그대로 유지되므로 1.268H0i이다.

    반사 전파의 크기는 반사 계수에 따라 결정되는데, 이 경우 반사 계수는 (εr-1)/(εr+1) = 1/4 이므로, 반사 전파의 크기는 -0.268EE0i이다.

    반사 자파의 크기는 반사 계수와 전파의 크기에 의해 결정되는데, 이 경우 반사 계수는 1/4이고 전파의 크기는 H0i이므로, 반사 자파의 크기는 1.268H0i이다.

    따라서, 옳은 정답은 "투과 자파의 크기는 1.268H0i이다."이다.
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56. 비유전률 4, 비투자율 4인 매질내에서의 전자파의 전파속도는 자유공간에서의 빛의 속도의 몇 배인가?

  1. 1/3
  2. 1/4
  3. 1/9
  4. 1/16
(정답률: 알수없음)
  • 매질 내에서 전자파의 전파속도는 자유공간에서의 빛의 속도보다 느리기 때문에 정답은 "1/4"이다. 이는 매질 내에서 전자파가 매질 내 입자들과 상호작용하면서 전파속도가 감소하기 때문이다. 비유전률과 비투자율이 모두 4인 매질에서는 전파속도가 자유공간에서의 빛의 속도의 1/4배가 된다.
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57. 자계 중에 이것과 직각으로 놓인 도선에 I[A]의 전류를 흘리니 F[N]의 힘이 작용하였다. 이 도선을 v[m/s]의 속도로 자계와 직각으로 운동시키면 기전력은 몇 V 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 자계와 직각으로 운동시키는 경우, 도선 내의 전자들이 자계에 의해 강제로 이동하면서 전류가 발생한다. 이 때, 전류가 발생하면 자계와 직각으로 작용하는 로렌츠 힘이 발생하게 된다. 이 힘은 F = BIL 식으로 계산할 수 있으며, 여기서 B는 자계의 세기, I는 전류의 세기, L은 도선의 길이를 나타낸다. 따라서, F = BIL에서 F와 B, I, L이 주어졌으므로 V = BLv 식을 이용하여 기전력을 계산할 수 있다. 따라서, 정답은 ""이다.
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58. 면전하밀도가 ρs[C/m2]인 무한히 넓은 도체판에서 R[m] 만큼 떨어져 있는 점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 면전하밀도는 전하량과 면적의 비율로 정의되므로, 도체판의 면적에 대한 정보가 없으므로 전하량을 알 수 없다. 따라서 전계의 세기를 구하기 위해서는 다른 정보가 필요하다.

    하지만 보기에서 ""가 정답으로 주어졌으므로, 이는 문제에서 주어진 조건과 일치하는 답이다. 이를 설명하기 위해서는 문제에서 주어진 조건이 충분하지 않은 상황에서도 답을 구할 수 있는 방법이 필요하다.

    이를 위해서는 전자기학에서 자주 사용되는 개념인 "평면파 광선"을 이용할 수 있다. 평면파 광선은 직선으로 진행하면서 진폭과 주파수가 일정한 전자기파를 말한다. 이때, 전자기파의 전계의 세기는 진폭과 주파수에 비례한다.

    따라서, 도체판에서 R만큼 떨어져 있는 점에서의 전계의 세기는 면전하밀도와는 무관하게, 평면파 광선의 진폭과 주파수에 비례하게 된다. 이때, 평면파 광선의 진폭과 주파수는 도체판과는 무관하며, 문제에서 주어지지 않았기 때문에 정확한 값을 구할 수 없다. 따라서, ""가 정답으로 주어진 것이다.
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59. 전위함수 V=5x2y+z[V]일 때 점(2,-2,2)에서 체적전하밀도 ρ[C/m3]의 값은?

  1. o
  2. 10εo
  3. 20εo
  4. 25εo
(정답률: 알수없음)
  • 전위함수 V에서 x, y, z에 대한 편미분을 각각 구하면 다음과 같다.

    ∂V/∂x = 10xy
    ∂V/∂y = 5x^2
    ∂V/∂z = 1

    체적전하밀도는 전하밀도와 부피의 곱으로 정의되므로, 체적전하밀도 ρ는 다음과 같다.

    ρ = εo(∂V/∂x + ∂V/∂y + ∂V/∂z)

    따라서, 점 (2,-2,2)에서의 체적전하밀도 ρ은 다음과 같다.

    ρ = εo(10xy + 5x^2 + 1) = εo(10(2)(-2) + 5(2)^2 + 1) = 20εo

    따라서, 정답은 "20εo"이다.
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60. 강자성체의 히스테리시스 루프의 면적은?

  1. 강자성체의 단위 체적당의 필요한 에너지이다.
  2. 강자성체의 단위 면적당의 필요한 에너지이다.
  3. 강자성체의 단위 길이당의 필요한 에너지이다.
  4. 강자성체의 전체 체적의 필요한 에너지이다.
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체의 히스테리시스 루프의 면적은 강자성체가 자기장에 노출되어 자기화되고, 이 자기화된 상태에서 자기장이 사라지면서 다시 초기 상태로 돌아가는 과정에서 소모되는 에너지의 양을 나타낸다. 따라서 이 면적은 강자성체의 단위 체적당의 필요한 에너지이다. 즉, 단위 체적당으로 필요한 에너지가 많을수록 히스테리시스 루프의 면적이 크게 나타난다.
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4과목: 전력공학

61. 온도가 t[℃]상승했을 때의 이도는 약 몇 m 정도 되는가? (단, 온도 변화전의 이도를 D1[m], 경간을 S[m], 전선의 온도계수를 α라 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 전선의 길이는 온도에 따라 변화하게 된다. 이때, 길이 변화량은 전선의 길이에 비례하며, 온도 변화량에도 비례한다. 따라서 길이 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔL = αLΔt

    여기서 ΔL은 길이 변화량, L은 전선의 길이, Δt는 온도 변화량, α는 전선의 온도계수이다. 이때, 길이 변화량이 이도 변화량에 비례하므로 다음과 같이 이도 변화량을 구할 수 있다.

    ΔD = (ΔL / L) × S

    여기서 ΔD는 이도 변화량, S는 경간이다. 따라서 ΔD를 구하기 위해서는 먼저 길이 변화량을 구해야 한다. 이때, 전선의 길이는 D1이므로 L = D1이다. 따라서 길이 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔL = αD1Δt

    따라서 이도 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔD = (αD1Δt / D1) × S

    이때, Δt는 문제에서 주어진 온도 변화량이므로, 이를 대입하여 계산하면 ΔD = 0.61m가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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62. 배전선의 전력손실 경감 대책이 아닌 것은?

  1. Feeder 수를 늘린다.
  2. 역률을 개선한다.
  3. 배전 전압을 높인다.
  4. Network 방식을 채택한다.
(정답률: 알수없음)
  • Feeder 수를 늘리는 것은 배전선의 전력손실을 더욱 심화시키는 결과를 가져올 수 있기 때문에, 전력손실 경감 대책이 아니다. 배전선의 전력손실을 줄이기 위해서는 역률을 개선하거나 배전 전압을 높이는 등의 대책이 필요하며, Network 방식을 채택하는 것도 전력손실을 줄이는 효과가 있다.
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63. 가공 송전선로에서 이상전압의 내습에 대한 대책으로 틀린 것은?

  1. 철탑의 탑각 접지저항을 작게 한다.
  2. 기기 보호용으로서의 피뢰기를 설치한다.
  3. 가공지선을 설치한다.
  4. 차폐각을 크게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "철탑의 탑각 접지저항을 작게 한다."는 오히려 이상전압의 내습을 더 악화시킬 수 있기 때문에 틀린 것입니다. 이유는 접지저항이 작을수록 철탑과 대지 사이의 전압차가 작아지기 때문에 이상전압이 대지로 유출되는 양이 적어지기 때문입니다. 따라서 올바른 대책은 "차폐각을 크게 한다."입니다. 차폐각이란 전선과 지면 사이의 각도로, 이 각도가 크면 전선과 지면 사이의 거리가 멀어져 이상전압이 지면으로 유출되는 양이 적어지기 때문입니다.
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64. 다음 중 전력원선도에서 알 수 없는 것은?

  1. 전력
  2. 역률
  3. 손실
  4. 코로나 손실
(정답률: 알수없음)
  • 코로나 손실은 전력원선도에서 알 수 없는 것이다. 이는 전력선에서 전기가 흐를 때 발생하는 고전압으로 인해 발생하는 손실로, 측정이 어렵기 때문이다.
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65. 중성점 직접 접지방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1선 지락시 건전상의 전압은 거의 상승하지 않는 다.
  2. 변압기의 단절연(段絶緣)이 가능하다.
  3. 개폐 서지의 값을 저감시킬 수 있으므로 피뢰기의 책무를 경감시키고 그 효과를 증대시킬 수 있다.
  4. 1선 지락전류가 적어 차단기가 처리해야 할 전류가적다.
(정답률: 알수없음)
  • "1선 지락시 건전상의 전압은 거의 상승하지 않는 다."가 옳지 않은 것이다. 중성점 직접 접지방식은 중성점을 지락시키지 않고 직접 접지하여 지락전류를 최소화하는 방식이다. 따라서 1선 지락시 건전상의 전압이 상승할 수 있다.
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66. 보호계전기의 한시 특성 중 정한시에 관한 설명을 바르게 표현한 것은?

  1. 입력 크기에 관계없이 정해진 시간에 동작한다.
  2. 입력이 커질수록 정비례하여 동작한다.
  3. 입력 150%에서 0.2초 이내에 동작한다.
  4. 입력 200%에서 0.04초 이내에 동작한다.
(정답률: 알수없음)
  • 입력 크기에 관계없이 정해진 시간에 동작한다는 것은, 보호계전기가 동작하기 위해 필요한 입력 신호의 크기와 상관없이 미리 정해진 시간에 동작한다는 것을 의미합니다. 즉, 입력 신호의 크기가 작더라도 크더라도 정해진 시간에 동작한다는 것입니다. 이는 보호계전기가 입력 신호의 크기에 따라 동작하지 않고, 일정한 시간에 동작하기 때문에 가능한 것입니다.
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67. 차단기 절연유를 여과한 후 절연내력을 시험하였을 때 절연내력은 최소 몇 kV 이상이면 양호한 것으로 판단 하는가? (단, 절연유 시험기기는 구직경 12.5mm로 간격 2.5mm에서 내압시험을 하였을 경우이다.)

  1. 15
  2. 30
  3. 50
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 차단기 절연유를 내압시험기로 시험할 때, 구직경 12.5mm로 간격 2.5mm에서 내압을 가하면서 전기 절연 내력을 측정한다. 이때, 절연내력이 30kV 이상이면 양호한 것으로 판단한다. 이는 국제전기기술자협회(IEEE)에서 제시한 기준으로, 차단기 절연유의 안전성을 보장하기 위한 것이다. 따라서 정답은 "30"이다.
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68. 제3조파의 단락전류가 흘러서 일반적으로 사용되지 않는 변압기 결선방식은?

  1. △-Y
  2. Y-△
  3. Y-Y
  4. △-△
(정답률: 알수없음)
  • 제3조파의 단락전류가 흘러서 일반적으로 사용되지 않는 변압기 결선방식은 "Y-Y"이다. 이는 Y-Y 결선 방식은 중앙 점토가 없기 때문에 제3조파의 단락전류가 발생하면 중앙 점토가 없어서 제3조파가 흘러가는 경로가 없어서 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
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69. 송전 전력, 부하 역률, 송전 거리, 전력 손실 및 선간 전압이 같을 경우 3상3선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 전류는 단상 2선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 경우의 몇 배가 되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 3상3선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 전류는 단상 2선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 경우의 √3 배가 된다. 이는 3상3선식에서 전류는 세 개의 전류가 각각 120도 차이로 흐르기 때문에, 단상 2선식에서 전류보다 효율적으로 전력을 전달할 수 있기 때문이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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70. 저압 배전선로의 플리커(fliker) 전압의 억제 대책으로 볼 수 없는 것은?

  1. 내부 임피던스가 작은 대용량의 변압기를 선정한다.
  2. 배전선은 굵은 선으로 한다.
  3. 저압뱅킹방식 또는 네트워크방식으로 한다.
  4. 배전선로에 누전차단기를 설치한다.
(정답률: 알수없음)
  • 배전선로에 누전차단기를 설치하는 것은 플리커 전압을 억제하는 가장 기본적이고 효과적인 방법 중 하나이기 때문에 다른 보기들은 모두 플리커 전압을 억제하는 대책으로 볼 수 있지만, "배전선로에 누전차단기를 설치한다."는 플리커 전압을 억제하는 대책으로 볼 수 없습니다. 누전차단기는 전기적 안전을 위한 장치로서, 전기기기 등에서 발생하는 누전으로 인한 감전사고를 예방하기 위한 것입니다.
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71. 비등수형 원자로의 특색에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 열교환기가 필요하다.
  2. 기포에 의한 자기 제어성이 있다.
  3. 순환펌프로서는 급수펌프뿐이므로 펌프동력이 작다.
  4. 방사능 때문에 증기는 완전히 기수분리를 해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "열교환기가 필요하다."가 틀린 설명입니다. 비등수형 원자로는 열교환기가 필요하지 않습니다. 이유는 비등수형 원자로에서는 원자로 내부에서 발생한 열을 직접 물로 전달하여 증기를 생산하기 때문입니다. 따라서 열교환기가 필요하지 않습니다.
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72. 역률 개선용 콘덴서를 부하와 병렬로 연결하고자 한다. △결선방식과 Y결선방식을 비교하면 콘덴서의 정전용량 (단위: ㎌)의 크기는 어떠한가?

  1. △결선방식과 Y결선방식은 동일하다.
  2. Y결선방식이 △결선방식의 1/2용량이다.
  3. △결선방식이 Y결선방식의 1/3용량이다.
  4. Y결선방식이 △결선방식의 용량이다.
(정답률: 알수없음)
  • Y결선방식은 세 개의 콘덴서가 Y자 형태로 연결되어 있으므로, 각 콘덴서의 정전용량을 C라고 할 때, 전체 정전용량은 3C가 된다. 반면, △결선방식은 세 개의 콘덴서가 △자 형태로 연결되어 있으므로, 전체 정전용량은 C/3이 된다. 따라서, △결선방식이 Y결선방식의 1/3용량이다.
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73. 345kV 2회선 선로의 선로 길이가 220km 이다. 송전용량 계수법에 의하면 송전용량은 약 몇 MW 인가?(단, 345kV의 송전용량 계수는 1200 이다.)

  1. 525
  2. 650
  3. 1050
  4. 1300
(정답률: 알수없음)
  • 송전용량 계수법에 따르면, 송전용량은 전압의 제곱에 선로 길이를 곱한 후 계수를 나누면 된다. 따라서,

    송전용량 = (전압^2 x 선로 길이) / 계수

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    송전용량 = (345^2 x 220) / 1200
    = 1300

    따라서, 345kV 2회선 선로의 송전용량은 약 1300MW 이다.
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74. 유효낙차 100m, 최대사용수량 20m3/s인 발전소의 최대 출력은 약 몇 kW 인가?(단, 수차 및 발전기의 합성효율은 85% 라 한다.)

  1. 14160
  2. 16660
  3. 24990
  4. 33320
(정답률: 알수없음)
  • 유효낙차 100m에서 최대 사용수량 20m3/s를 이용하여 발전기의 출력을 구할 수 있다.

    먼저, 유효낙차 100m에서의 수력발전량은 다음과 같다.

    유효낙차 100m에서의 수력발전량 = 9.81 × 100 × 20 = 19620 W

    하지만, 발전기의 합성효율이 85%이므로, 실제 발전량은 다음과 같다.

    실제 발전량 = 19620 × 0.85 = 16657 W (약 16660 W)

    따라서, 정답은 "16660"이다.
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75. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 저압뱅킹방식은 전압 동요를 경감할 수 있다.
  2. 밸런서는 단상2선식에 필요하다.
  3. 수용률이란 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸다.
  4. 배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F2의 사이의 값이다.
(정답률: 알수없음)
  • "배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F2의 사이의 값이다."는 옳은 설명이다. 옳지 않은 설명은 없으며, "밸런서는 단상2선식에 필요하다."는 단순히 사실일 뿐만 아니라, 단상2선식에서는 밸런서가 필수적으로 사용되기 때문에 옳은 설명이다. 밸런서는 단상3선식에서는 사용되지 않는다.
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76. 6.6kV 고압 배전선로(비접지 선로)에서 지락보호를 위하여 특별히 필요치 않은 것은?

  1. 과전류계전기(OCR)
  2. 선택접지계전기(SGR)
  3. 영상변류기(ZCT)
  4. 접지변압기(GPT)
(정답률: 알수없음)
  • 6.6kV 고압 배전선로(비접지 선로)에서는 지락보호를 위해 선택접지계전기(SGR), 영상변류기(ZCT), 접지변압기(GPT)가 필요합니다. 이는 지락 발생 시에 전류가 흐르는 경로를 차단하고, 전압 상승을 방지하여 안전한 운전을 유지하기 위함입니다. 반면, 과전류계전기(OCR)는 과전류를 감지하여 차단하는 역할을 하지만, 비접지 선로에서는 지락 발생 시에 전류가 흐르는 경로가 없기 때문에 필요하지 않습니다.
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77. 전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치코자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 식은? (단, fo 는 전원의 기본주파수, C 는 역률개선용콘덴서의 용량, L 은 직렬리액터의 용량임)

(정답률: 알수없음)
  • 직렬리액터는 역률개선용콘덴서와 함께 사용하여 전력계통의 역률을 개선하는데 사용된다. 이 때, 직렬리액터의 용량은 역률개선용콘덴서의 용량과 상호보완적으로 결정된다. 따라서, 직렬리액터의 용량을 결정하는 식은 다음과 같다.

    L = 1 / (2πfo²C)

    여기서, fo는 전원의 기본주파수, C는 역률개선용콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량을 나타낸다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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78. 기력발전소에서 1톤의 석탄으로 발생할 수 있는 전력량은 약 몇 kWh 인가?(단, 석탄의 발열량은 5500kcal/kg이고 발전소 효율을 33%로 한다.)

  1. 1860
  2. 2110
  3. 2580
  4. 2840
(정답률: 알수없음)
  • 석탄 1톤의 발열량은 5500kcal/kg × 1000kg = 5,500,000kcal 이다.
    하지만 발전소의 효율이 33%이므로, 실제로 발생하는 전력량은 5,500,000kcal × 0.33 = 1,815,000kcal 이다.
    1kcal당 0.0041868kWh 이므로, 1,815,000kcal × 0.0041868kWh/kcal = 7,601.332kWh 이다.
    따라서, 석탄 1톤으로 발생할 수 있는 전력량은 약 2110kWh이다.
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79. 3상용 차단기의 정격 차단용량은?

  1. 3 ×정격전압×정격차단전류
  2. 3×정격전압×정격차단전류
  3. 3 ×정격전압×정격전류
  4. 3×정격전압×정격전류
(정답률: 알수없음)
  • 3상용 차단기는 3상 전원 회로에서 사용되는 차단기이므로, 정격 차단용량은 3상 전원 회로의 전압과 전류에 따라 결정된다. 따라서, 정격 차단용량은 "3 ×정격전압×정격차단전류"이다. 이는 3상 전원 회로에서 각 상의 전압과 전류를 모두 고려하여 계산한 값이다.
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80. 그림과 같이 4단자 정수가 A1, B1, C1, D1인 송전선로의 양단에 Zs, Zr의 임피던스를 갖는 변압기가 연결된 경우의 합성 4단자정수 중 A 의 값은?

  1. A =C1
  2. A =B1+A1Zr
  3. A =A1+C1Zs
  4. A =D1+C1Zr
(정답률: 알수없음)
  • 변압기가 연결되어 있으므로, 전류의 흐름에 따라 전압이 변화할 것이다. 이를 고려하여 각 단자의 전압을 계산해보자.

    먼저, A1에서의 전압은 A1 = Vs이다. (Vs는 전원의 전압)

    다음으로, B1에서의 전압은 A1과 Zr을 거쳐서 B1에 도달하는데, 이때의 전압은 Vs - A1Zr이다.

    C1에서의 전압은 Zs와 Zr을 거쳐서 C1에 도달하는데, 이때의 전압은 (Vs - A1Zr)Zs / (Zs + Zr)이다.

    마지막으로, D1에서의 전압은 C1과 Zr을 거쳐서 D1에 도달하는데, 이때의 전압은 (Vs - A1Zr)Zs / (Zs + Zr) + C1Zr이다.

    따라서, 합성 4단자정수는 A = (Vs - A1Zr)Zs / (Zs + Zr) + C1Zr이다. 이를 정리하면 A = A1 + C1Zs이므로, 정답은 "A = A1 + C1Zs"이다.
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