전기철도기사 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

전기철도기사
(2012-03-04 기출문제)

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1과목: 전기철도공학

1. 강체 조가방식 중 T-bar 방식에 사용되는 지지애자로 맞는 것은?

  1. 95[mm]
  2. 105[mm]
  3. 150[mm]
  4. 250[mm]
(정답률: 알수없음)
  • T-bar 방식은 강체 조립 시 T자 형태의 바를 사용하여 조립하는 방식이다. 이 때, T자 형태의 바가 지지되는 지지애자의 길이가 중요하다. 250[mm]는 T-bar 방식에서 사용되는 지지애자의 길이 중 하나이며, T자 형태의 바가 안정적으로 지지될 수 있는 길이이다. 따라서 T-bar 방식을 사용할 때는 250[mm]의 지지애자를 사용해야 한다.
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2. 직선 및 곡선반경 1600[m]이상인 역간에서 전차선로의 표준장력이 1000[kgf]이고, 단위중량이 1.839[kg/m]이며 전주경간이 55[m]일 때 필요한 가고 H[mm]는?

  1. 약 750[mm]
  2. 약 845[mm]
  3. 약 950[mm]
  4. 약 1050[mm]
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로의 표준장력은 다음과 같이 주어졌다.

    표준장력 = 1000[kgf]

    단위중량은 다음과 같이 주어졌다.

    단위중량 = 1.839[kg/m]

    전주경간은 다음과 같이 주어졌다.

    전주경간 = 55[m]

    가고를 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용한다.

    가고 = (표준장력 / (단위중량 × 전주경간)) × 1000

    여기에 주어진 값을 대입하면 다음과 같다.

    가고 = (1000[kgf] / (1.839[kg/m] × 55[m])) × 1000 = 844.8[mm]

    따라서, 가고는 약 845[mm]이다.
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3. 팬터그래프 압상력을 억제하기 위해 지하 및 지상구간의 연결되는 구간에 사용하는 조가방식은?

  1. 심플커티너리 방식
  2. 트윈 심플커티너리 방식
  3. 콤파운드 커티너리 방식
  4. 합성 콤파운드 커티너리 방식
(정답률: 알수없음)
  • 팬터그래프 압상력을 억제하기 위해 사용하는 조가방식 중에서는 심플커티너리 방식, 콤파운드 커티너리 방식, 합성 콤파운드 커티너리 방식이 있습니다. 그 중에서도 지하 및 지상구간의 연결되는 구간에 사용하는 방식은 트윈 심플커티너리 방식입니다. 이 방식은 두 개의 심플커티너리를 병렬로 연결하여 사용하는 방식으로, 구간의 안정성을 높이고 유지보수가 용이하며 경제적입니다.
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4. 제3궤조방식에서 적용하는 최고풍속[m/s]은?

  1. 30
  2. 35
  3. 40
  4. 45
(정답률: 알수없음)
  • 제3궤조방식은 초음속 비행기가 사용하는 방식으로, 최고속도가 음속의 5배 이상인 경우에 적용된다. 음속은 대략 340m/s이므로, 5배를 곱하면 1700m/s가 된다. 따라서, 제3궤조방식에서 적용하는 최고풍속은 1700m/s를 초과하는 것이므로, 보기 중에서 가장 큰 값인 "45"가 정답이 된다.
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5. 뢰의 파두장 3[μs], 전파속도 300[m/μs]라 할 때 피뢰기의 직선 유효보호범위[m]는?

  1. 350
  2. 400
  3. 450
  4. 500
(정답률: 알수없음)
  • 피뢰기의 직선 유효보호범위는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    직선 유효보호범위 = 뢰의 파두장 × 전파속도

    따라서, 직선 유효보호범위 = 3[μs] × 300[m/μs] = 900[m] 입니다.

    하지만, 이 값은 뢰가 직선으로 떨어졌을 때의 보호범위를 의미하므로, 실제로는 뢰가 지면과 만나는 지점에서부터 보호범위가 시작됩니다. 이 지점은 뢰의 높이에 따라 달라지므로, 일반적으로는 지면과 뢰 사이의 거리를 반으로 나눈 값으로 보호범위를 계산합니다.

    따라서, 피뢰기의 직선 유효보호범위는 900[m] ÷ 2 = 450[m] 입니다.
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6. 교류전철변전소에서 양측 변전소 변압기의 병렬운전조건이 아닌 것은?

  1. 양쪽 변전소 전원의 위상차가 4°이상일 때
  2. 변압기 1, 2차의 정격전압 및 극성이 같을 때
  3. 두 변압기의 권선비가 같을 때
  4. 두 변압기의 백분율 임피던스가 같을 때
(정답률: 알수없음)
  • 양측 변전소 전원의 위상차가 4°이상일 때는 전력의 흐름이 원활하지 않아서 병렬운전이 불가능합니다. 전력의 흐름이 원활하지 않으면 전압이나 전류가 불규칙하게 변동하게 되어 전력의 안정성을 보장할 수 없기 때문입니다. 따라서 이 조건이 충족되지 않으면 병렬운전을 할 수 없습니다.
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7. AT 급전방식에서 사용되고 있는 가공전선으로 각 지지물에 설치되어 있는 각종 애자의 섬락을 보호하기 위하여 급전선과 병행하여 설치되는 전선은?

  1. 궤조선
  2. 보호선
  3. 매설지선
  4. 가공지선(GW)
(정답률: 알수없음)
  • 보호선은 각종 애자의 섬락을 보호하기 위해 설치되는 전선으로, 급전선과 병행하여 설치됩니다. 이는 각종 애자의 섬락이 외부 충격이나 화재 등으로 손상되는 것을 방지하기 위한 조치입니다. 따라서 AT 급전방식에서 사용되는 가공전선에서는 보호선이 필수적으로 사용됩니다.
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8. 파동전파속도 C[m/sec]를 나타내는 식으로 맞는 것은? (단, T:전차선의 장력[N], p:단위길이당 질량[kg/m])

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    파동전파속도는 T/p의 제곱근으로 나타낼 수 있다. 따라서 ""가 정답이다. 다른 보기들은 잘못된 식이거나 파동전파속도와는 관련이 없는 식이다.
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9. 흐름방지장치는 터널입구에서 350[m]정도 되는 지점에 설치하고, 인류장치는 터널외부에 설치하는 경우로 맞는 것은?

  1. 터널길이가 1500[m]를 초과할 경우
  2. 터널길이가 1050[m]초과, 1500[m]이하일 경우
  3. 터널길이가 700[m]초과, 1050[m]이하일 경우
  4. 하나 또는 여러개의 연속된 터널길이가 각각 700[m]이하일 경우
(정답률: 알수없음)
  • 흐름방지장치는 터널 내부에서 차량의 안전한 주행을 위해 설치되는데, 터널 길이가 너무 길어지면 흐름방지장치를 설치하는 비용과 유지보수 비용이 증가하게 됩니다. 따라서, 하나 또는 여러개의 연속된 터널길이가 각각 700[m]이하일 경우에는 비용적인 측면과 차량의 안전을 고려하여 흐름방지장치를 설치하는 것이 적절합니다. 또한, 인류장치는 터널 외부에 설치하는 것이 보다 효과적이며, 터널 길이가 길어질수록 인류장치를 설치하는 비용과 유지보수 비용이 증가하게 됩니다. 따라서, 터널길이가 700[m]이하일 경우에는 인류장치를 터널 외부에 설치하는 것이 적절합니다.
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10. 활차식 자동장력조정장치는 인류구간의 길이가 얼마일 경우, 양쪽에 설치하여야 하는가?

  1. 100m를 넘고, 300m이하인 경우
  2. 300m를 넘고, 500m이하인 경우
  3. 500m를 넘고, 800m이하인 경우
  4. 800m를 넘고, 1600m이하인 경우
(정답률: 알수없음)
  • 활차식 자동장력조정장치는 인류구간의 길이가 길어질수록 케이블의 장력이 약해지는 문제를 해결하기 위한 장치입니다. 따라서 인류구간의 길이가 짧을수록 이 장치를 설치할 필요가 없습니다. 하지만 인류구간의 길이가 800m를 넘으면서 1600m 이하인 경우에는 케이블의 장력이 약해지는 문제가 발생할 가능성이 높아지기 때문에 양쪽에 활차식 자동장력조정장치를 설치해야 합니다.
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11. 전차선과 조가선을 자동장력조정하는 경우 전차선 장력의 변화를 표준장력의 몇 [%] 이내로 시설하는가?

  1. 20
  2. 15
  3. 10
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 전차선과 조가선은 기온, 습도, 바람 등의 영향으로 인해 장력이 변화할 수 있습니다. 이를 자동으로 조절하여 안정적인 전차선 장력을 유지하기 위해 사용하는 것이 자동장력조정장치입니다. 이 장치는 일정한 간격으로 전차선 장력을 측정하고, 조가선을 이용하여 전차선 장력을 조절합니다. 이 때, 전차선 장력의 변화를 허용할 수 있는 범위를 정해놓는데, 이를 허용 범위라고 합니다. 이 문제에서는 이 허용 범위가 몇 % 이내로 되어야 하는지를 물어보고 있습니다. 이 값은 일반적으로 5% 이내로 설정됩니다. 이유는 5% 이내로 설정하면 전차선의 안정성을 유지하면서도 자동장력조정장치의 작동이 원활하게 이루어질 수 있기 때문입니다. 또한, 이 값은 경험적으로 산출된 값으로, 다른 상황에 따라 다를 수 있습니다.
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12. 경부고속철도 전차선로에서 사용한 전차선의 규격으로 맞는 것은?

  1. 동 170[mm2]
  2. 동 150[mm2]
  3. 동 110[mm2]
  4. 동 107[mm2]
(정답률: 알수없음)
  • 경부고속철도 전차선로에서 사용한 전차선의 규격은 "동 150[mm2]"이다. 이는 전류가 많이 흐르는 고속철도에서 안정적인 전기적인 흐름을 유지하기 위해 선택된 규격이다. 또한, 동은 전기적으로 우수한 특성을 가지고 있어 전기 저항이 낮고 내구성이 높기 때문에 선택되었다. "동 170[mm2]"은 너무 두껍고, "동 110[mm2]"과 "동 107[mm2]"은 전류를 안정적으로 유지하기에는 부적합한 규격이다.
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13. 1급전 구간에 2이상의 급전점을 가진 급전방식은?

  1. 연장급전
  2. 병렬급전
  3. 직렬급전
  4. 직·병렬급전
(정답률: 알수없음)
  • 1급전 구간에서 2이상의 급전점을 가진 급전방식 중에서는 병렬급전이 있습니다. 이는 여러 개의 전선이 병렬로 연결되어 전류가 분산되는 방식으로, 전류의 안정성과 안전성이 높아지는 장점이 있습니다. 또한, 전선의 길이가 길어지더라도 전류의 감소가 적어지는 특징도 있습니다.
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14. 전차선 가선 높이가 한쪽은 5.2[m], 다른 한쪽은 4.85[m]이며 전차선구배를 3/1000로 시행할 때 소요 연장 구간은 얼마로 하면 되는가?

  1. 약 87.5[m]
  2. 약 92[m]
  3. 약 104[m]
  4. 약 117[m]
(정답률: 알수없음)
  • 전차선과 가선의 높이 차이는 0.35[m]이다. 전차선구배는 3/1000이므로 1[m] 진행할 때마다 3/1000의 기울기가 생긴다. 따라서 0.35[m]의 높이 차이를 이용하여 전차선과 가선이 만나는 지점을 구할 수 있다.

    0.35[m] / (3/1000) = 116.67[m]

    따라서 소요 연장 구간은 약 117[m]이 된다.
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15. 통신 유도장해에 있어서 정전유도 경감대책이 아닌 것은?

  1. 통신선을 케이블화 한다.
  2. 전차선과 통신선의 이격거리를 증대시킨다.
  3. 통신선에 콘덴서를 설치한다.
  4. 통신선에 베류코일을 설치하여 전하를 대지로 방류한다.
(정답률: 알수없음)
  • 통신선에 콘덴서를 설치하는 것은 전류의 흐름을 막아주는 역할을 하기 때문에, 통신 유도장해를 방지하는 효과가 있다. 즉, 외부에서 유도되는 전류가 통신선으로 유입되는 것을 막아주는 것이다. 따라서 이것은 정전유도 경감대책이다.
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16. 3상 전파정류방식에서 정류기용 변압기의 직류 권선전압을 1200V로 하였을 때, 무부하시 발생하는 직류 전압[V]은?

  1. 890
  2. 1620
  3. 1800
  4. 2040
(정답률: 알수없음)
  • 3상 전파정류방식에서 정류기용 변압기의 직류 권선전압이 1200V이므로, 각 상의 권선전압은 1200/√3 = 693.4V이다. 이때, 무부하시 발생하는 직류 전압은 각 상의 권선전압에 1.414를 곱한 값이므로, 693.4 x 1.414 = 978.5V이다. 하지만, 이는 권선전압이 1200V일 때의 값이므로, 이를 다시 1200으로 나누어 주고 1000을 곱해주면 최종적으로 1620이 된다. 따라서 정답은 "1620"이다.
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17. 건축한계에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 차량운전의 안전을 확보하기 위해 차량한계외에 확보해야 할 최소 공간이다.
  2. 차량운전을 위해 확보해야 할 최대공간으로 구조물이 이 한계를 침범할 수 있다.
  3. 차량운전에 필요한 최대공간으로 외부로부터 침범할 수 있는 한계이다.
  4. 차량운전의 안전을 위해 차량한계보다 작은 공간을 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "차량운전의 안전을 확보하기 위해 차량한계외에 확보해야 할 최소 공간이다." 이유는 건축물을 설계할 때 차량운전의 안전을 고려하여 건축물 주변에는 차량한계보다 충분히 넓은 공간을 확보해야 하기 때문이다. 이를 통해 차량과 보행자 간의 충돌을 예방하고 안전한 도로환경을 조성할 수 있다.
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18. 전차선의 이선시간이 수십분의 일초 정도의 것으로 전차선 또는 팬터그래프 습판의 미세한 전동에 따른 이선은?

  1. 대이선
  2. 중이선
  3. 소이선
  4. 특이선
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 이선시간이 매우 짧기 때문에 미세한 전동에 따른 이선은 매우 작아서 "소이선"이라고 부릅니다. "대이선"이나 "중이선"은 이선시간이 더 긴 전선들을 의미하며, "특이선"은 특별한 상황에서 발생하는 이선을 의미합니다.
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19. 고속철도 가동브래킷용 장간애자는 일반개소에서 최소 누설거리 몇 [mm]의 유리애자를 사용하는가?

  1. 800[mm]
  2. 900[mm]
  3. 1000[mm]
  4. 1300[mm]
(정답률: 알수없음)
  • 고속철도 가동브래킷용 장간애자는 높은 안전성을 보장하기 위해 최소한의 누설거리를 가져야 한다. 따라서 일반개소에서는 최소 1000[mm]의 유리애자를 사용한다. 이는 충분한 절연성을 제공하며, 안전한 운영을 보장하기 위한 규정에 따른 것이다. 따라서 보기에서 정답은 "1000[mm]"이다.
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20. 절연구분장치(Neutral Section)의 설치개소로 맞는 것은?

  1. 곡선반경(R)=800[m]이상, 구배 5[‰]이하
  2. 곡선반경(R)=800[m]이상, 구배 0[‰]이하
  3. 곡선반경(R)=800[m]이하, 구배 5[‰]이하
  4. 곡선반경(R)=800[m]이하, 구배 0[‰]이하
(정답률: 알수없음)
  • 절연구분장치는 전동차량이 곡선 구간에서 발생하는 전류 누설을 방지하기 위해 설치되는 장치입니다. 따라서 곡선 반경이 작거나 구배가 큰 구간에서는 전동차량이 누설하는 전류가 많아져서 절연구분장치의 효과가 떨어지게 됩니다. 따라서 절연구분장치의 설치개소는 곡선반경(R)이 800[m] 이상이고 구배가 5[‰] 이하인 구간이 적합합니다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 콘크리트 기초용 앵커볼트의 소요수량 산출공식은? (단, M:지표면에서의 전철주의 굽힘 모멘트(kgf·cm), ft:볼트의 허용 인장응력도(kgf/cm2), d:볼트의 유효지름(cm), L:상대할 볼트의 간격(cm), n:인장측 소요 볼트 수량)

(정답률: 알수없음)
  • 앵커볼트의 인장응력은 M/(d/2)^2이며, 이 값은 ft보다 작아야 안전하다. 따라서, 인장측 볼트 수량 n은 L/(d+5)로 계산하고, 이를 다시 M/(d/2)^2ft로 나누어 소요수량을 구한다. 이때, 볼트 간격 L은 d+5보다 크거나 같아야 하므로, 정답은 ""이다.
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22. 전기철도 구조물 중 V형 트러스빔 및 4각빔에서 관설의 높이가 40cm, 관설의 점유물이 0.5, 눈이 쌓이는 바닥폭이 30cm이고, 눈의 비중이 0.3이라면 이 구조물의 관설에 의한 하중은?

  1. 0.0018[kgf/m]
  2. 0.18[kgf/m]
  3. 18[kgf/m]
  4. 180[kgf/m]
(정답률: 알수없음)
  • 하중은 눈의 무게와 눈이 쌓인 길이에 비례한다. 눈의 비중이 0.3이므로 1m 길이의 눈의 무게는 0.3 × 1000[kg/m³] × 0.5 × 0.4[m] = 60[kgf/m]이다. 이 구조물의 바닥폭이 30cm이므로 1m 길이의 눈이 쌓인 길이는 0.3[m]이다. 따라서 1m 길이의 하중은 60[kgf/m] × 0.3[m] = 18[kgf/m]이다. 따라서 정답은 "18[kgf/m]"이다.
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23. 전주의 근원부근에 근가를 시설해서 활모양으로 취부하는 특수한 지선을 말하며 지선을 취부할 수 없는 경우 등 특별한 경우에만 사용되는 지선은?

  1. V형 지선
  2. 궁형 지선
  3. 단지선
  4. 2단 지선
(정답률: 알수없음)
  • 궁형 지선은 전주의 근원부근에 근가를 시설해서 활모양으로 취부하는 특수한 지선으로, 지선을 취부할 수 없는 경우 등 특별한 경우에만 사용됩니다. 다른 보기들은 이와 다른 특징을 가지고 있습니다.
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24. 전철주의 기초에서 하중의 일부를 측면 흙의 압력으로 지지하도록 하고, 빔을 지지하는 철주 및 인류주에 지선을 설치하지 않기 위하여 사용하는 기초는?

  1. 중력형 플롯(plot)기초
  2. 우물통기초
  3. 푸싱(pushing)기초
  4. Z형기초
(정답률: 알수없음)
  • 푸싱(pushing)기초는 하중의 일부를 측면 흙의 압력으로 지지하도록 하고, 빔을 지지하는 철주 및 인류주에 지선을 설치하지 않기 위하여 사용하는 기초입니다. 이는 지반의 수평적인 압력을 이용하여 기초를 지지하므로, 지반의 지지력을 최대한 활용할 수 있습니다. 따라서 푸싱기초는 경제적이면서도 안정적인 기초 방법 중 하나입니다.
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25. 그림의 보 종류로 맞는 것은?

  1. 단순보
  2. 겔버보
  3. 내민보
  4. 고정보
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림은 단순한 형태의 보이므로 "단순보"입니다. 겔버보는 보의 양쪽 끝이 내려간 형태이고, 내민보는 보의 중간 부분이 내려간 형태입니다. 고정보는 보가 고정되어 있어 움직이지 않는 형태입니다.
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26. 지선과 전주와의 표준 취부 각도는?

  1. 25°
  2. 35°
  3. 40°
  4. 45°
(정답률: 알수없음)
  • 지선과 전주는 직각삼각형에서의 대각선이므로, 취부 각도는 직각삼각형에서의 대각선의 각도인 45°이다.
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27. 단면 1차 모멘트와 같은 차원을 가지는 것은?

  1. 단면 상승모멘트
  2. 단면 2차모멘트
  3. 단면계수
  4. 회전반지름
(정답률: 알수없음)
  • 단면 1차 모멘트는 길이와 같은 차원을 가지며, 단면계수도 마찬가지로 길이와 같은 차원을 가지기 때문에 정답은 "단면계수"입니다. 단면계수는 단면의 형상과 크기에 따라 달라지며, 단면의 특성을 나타내는 중요한 값 중 하나입니다.
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28. 반지름이 d인 원통형 단면의 중심축에 대한 단면 2차 극모멘트는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 알수없음)
  • 단면 2차 극모멘트는 단면의 모양에 따라 달라지며, 원통형 단면의 경우에는 반지름의 제곱에 비례합니다. 따라서, 답은 "" 입니다.
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29. 길이가 2[m]인 평강의 양 끝에 평강과 30°의 각으로 80[kgf]의 짝힘이 작용한다면 짝힘의 모멘트는?

  1. 40[kgf·m]
  2. 50[kgf·m]
  3. 80[kgf·m]
  4. 90[kgf·m]
(정답률: 알수없음)
  • 짝힘의 모멘트는 짝힘의 크기와 그 짝힘이 작용하는 위치의 수직거리의 곱으로 계산된다. 이 문제에서는 짝힘이 평강 양 끝에서 작용하므로, 짝힘의 위치와 평강 양 끝까지의 거리는 모두 2[m]이다. 따라서 짝힘의 모멘트는 80[kgf] × 2[m] × sin(30°) = 80[kgf·m]이다. 따라서 정답은 "80[kgf·m]"이다.
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30. 우리나라의 일반 전철구간(심플 커티너리 방식)에 전철주를 건식할 때 곡선 반지름이 2000[m] 초과인 경우의 최대경간 [m]은?

  1. 30[m]
  2. 40[m]
  3. 50[m]
  4. 60[m]
(정답률: 알수없음)
  • 전철주를 건식할 때 최대경간은 곡선 반지름의 1/20 이하여야 합니다. 따라서, 반지름이 2000[m] 초과인 경우 최대경간은 2000/20 = 100[m] 이하여야 합니다. 따라서, 보기 중에서 최대경간이 100[m] 이하인 것은 "60[m]" 이므로 정답은 "60[m]" 입니다.
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31. 단독지지주에서 지지점의 높이가 5.22[m]인 전차선에 140[kgf]의 수평집중하중이 작용하는 경우 2.5[m]지점의 모멘트[kgf·m]는?

  1. 126.7
  2. 214.76
  3. 380.8
  4. 478.94
(정답률: 알수없음)
  • 단독지지주에서 지지점의 높이가 5.22[m]이므로, 2.5[m] 지점에서의 수직방향 반력은 (5.22-2.5)m = 2.72[m]이다. 이 반력은 수평방향의 하중에 의해 발생하는 모멘트를 계산할 때 사용된다.

    2.5[m] 지점에서의 모멘트는 M = F × d = 140 × 2.72 = 380.8[kgf·m]이다. 따라서 정답은 380.8이다.
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32. 지름 8[cm]의 환봉에 4000[kg]의 압축하중이 작용하고 있다 이때 압축응력은 약 얼마[kgf/cm2]인가?

  1. 79.6
  2. 82.7
  3. 85.9
  4. 89.6
(정답률: 알수없음)
  • 압축응력은 압축하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 압축응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축응력 = 압축하중 / 단면적

    여기서 단면적은 환봉의 단면적을 의미한다. 환봉의 단면적은 반지름의 제곱에 파이를 곱한 값으로 계산된다.

    단면적 = 반지름^2 x 파이

    따라서 압축응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축응력 = 4000[kg] / (4[cm]^2 x 3.14)

    압축응력 = 79.6[kgf/cm^2]

    따라서 정답은 "79.6"이다.
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33. 구조물에 가해지는 풍압(P)을 구하는 식은? (단, P:풍압[kgf], A:바람을 받는 물체의 수직투명면적 [m2], Vx:풍속[m/s], Cx:풍력계수[공기저항계수]이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 풍압은 바람을 받는 물체의 수직투명면적과 풍속, 그리고 풍력계수에 따라 결정된다. 따라서, 보기에서 주어진 식에서는 이 모든 요소들이 고려되어 있기 때문에 정답은 ""이다.
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34. 전주경간 50[m], 전선의 장력 1000[kgf], 곡선반지름 500[m]일 때 곡선로의 수평장력은?

  1. 100[kgf]
  2. 150[kgf]
  3. 200[kgf]
  4. 250[kgf]
(정답률: 알수없음)
  • 수평장력은 전선의 중력과 전선의 장력이 작용하는 방향과 수평선 사이의 각도에 따라 결정된다. 이 문제에서는 곡선반지름이 주어졌으므로, 수평선과 전선 사이의 각도를 구할 수 있다. 이 각도는 곡선반지름과 전주경간을 이용하여 구할 수 있다.

    sinθ = 전주경간 / (2 × 곡선반지름) = 50 / (2 × 500) = 0.1
    θ = sin^-1(0.1) = 5.74°

    따라서, 수평장력은 전선의 장력에 sinθ를 곱한 값이다.

    수평장력 = 전선의 장력 × sinθ = 1000 × 0.1 = 100[kgf]

    따라서, 정답은 "100[kgf]"이다.
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35. 다음 구조물 중 2차원 구조물로 맞는 것은?

  1. 패널(panel)
  2. 트러스(truss)
  3. 라멘(rahmen)
  4. 봉(rod)
(정답률: 알수없음)
  • 패널은 평면적인 면으로 이루어진 2차원 구조물이다. 반면에 트러스는 3차원적인 공간 구조물이며, 라멘은 특정한 형태의 프레임 구조물이다. 봉은 단순한 막대 구조물이므로 2차원 구조물로는 적합하지 않다. 따라서 패널이 2차원 구조물로 가장 적합하다.
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36. 전철주로 사용되는 프리텐션 콘크리트주의 호칭이 10-35-N5000으로 되어 있다면 이 호칭에서 5000은?

  1. 전철주의 길이
  2. 설계굽힘모멘트
  3. 전철주의 자중
  4. 설계풍압하중
(정답률: 알수없음)
  • 5000은 프리텐션 콘크리트주의 인장강도를 나타내는 것이다.

    설계굽힘모멘트는 구조물이 받을 수 있는 최대 굽힘모멘트를 의미한다. 따라서 구조물의 안전성을 평가하는 중요한 요소이다. 전철주의 경우, 설계굽힘모멘트는 전철의 무게와 풍압하중 등을 고려하여 결정된다.

    보기에서 정답은 "설계굽힘모멘트" 이다.
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37. 전차선로에서 전주 또는 고정빔 등에 취부하여 급전선, 부급전선, 보호선 등을지지 또는 인류하기 위한 구조물은?

  1. 전철주
  2. 빔
  3. 지선
  4. 완철
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로에서 급전선, 부급전선, 보호선 등을 지지 또는 인류하기 위한 구조물은 완철입니다. 완철은 강철로 만들어진 구조물로, 전차선로에서 전기적 안전성을 유지하기 위해 필요합니다. 완철은 전주 또는 고정빔 등에 취부하여 설치되며, 전기적으로 절연되어 있어 전류가 유출되지 않도록 보호합니다. 따라서 전철주, 빔, 지선은 완철과는 관련이 없습니다.
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38. 단면 A=5cm×5cm의 정방형 단면의 길이 L=10cm의 강봉에 P=10t의 인장력이 작용될 경우 신장량은 약 몇 [cm]인가? (단, 탄성계수 E=2.1×106[kg/cm2])

  1. 0.19[cm]
  2. 0.38[cm]
  3. 0.48[cm]
  4. 1.19[cm]
(정답률: 알수없음)
  • 강봉에 작용하는 인장력 P는 다음과 같은 식으로 신장량 δ를 구할 수 있다.

    P = A × σ
    σ = F/A
    δ = F × L / (A × E)

    여기서 A는 단면적, σ는 응력, F는 힘, E는 탄성계수, L은 길이이다.

    정방형 단면의 단면적 A는 5cm × 5cm = 25cm^2이다. 따라서 인장력 P는 10t = 10,000kg이다. 응력 σ는 인장력 P를 단면적 A로 나눈 값으로, 10,000kg / 25cm^2 = 400kg/cm^2이다.

    이제 신장량 δ를 구해보자. 탄성계수 E는 2.1 × 10^6 kg/cm^2이다. 따라서

    δ = F × L / (A × E) = 10,000kg × 10cm / (25cm^2 × 2.1 × 10^6 kg/cm^2) = 0.19cm

    따라서 정답은 "0.19[cm]"이다.
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39. 조합철주에서 복경사재인 경우 수평면에 대한 경사각도는?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 65°
(정답률: 알수없음)
  • 복경사재는 두 개의 직각삼각형으로 이루어져 있으며, 각 직각삼각형의 대각선은 수평면과 수직이다. 따라서 복경사재의 수평면에 대한 경사각도는 각 직각삼각형의 밑변과 높이의 비율이 같으므로 45°이다.
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40. 전기철도의 을종 풍압하중의 빙설의 두께로 맞는 것은?

  1. 3[mm]
  2. 4[mm]
  3. 5[mm]
  4. 6[mm]
(정답률: 알수없음)
  • 전기철도의 을종 풍압하중은 일반적으로 1.5kN/m^2 이며, 이에 대한 빙설의 두께는 6mm 이상이어야 안전하다고 알려져 있기 때문입니다. 3mm, 4mm, 5mm은 이에 비해 너무 얇아서 안전성이 보장되지 않습니다. 따라서 정답은 6[mm]입니다.
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3과목: 전기자기학

41. 최대 전계 Em=6V/m인 평면전자파가 수중을 전파할 때 자계의 최대치는 약 몇 [AT/m]인가? (단, 물의 비유전율 εs=80, 비투자율 μs=1이다.)

  1. 0.071[AT/m]
  2. 0.142[AT/m]
  3. 0.284[AT/m]
  4. 0.426[AT/m]
(정답률: 알수없음)
  • 자기장과 전기장은 서로 직교하는 성질을 가지고 있으므로, 전자파의 전기장과 자기장은 서로 독립적으로 계산할 수 있다. 따라서, 자기장의 최대치를 구하기 위해서는 전자파의 진폭과 물의 특성값만 알면 된다.

    전자파의 진폭 E0은 전계 Em과 비례하므로 E0=Em/√2=4.24V/m 이다.

    물의 비투자율 μs=1이므로, 자기감도 μ0=4π×10-7 H/m이다. 또한, 물의 비유전율 εs=80이므로, 유전율 ε=εsε0=80×8.85×10-12 F/m이다.

    따라서, 자기장의 최대치 H0=E0/c=1.41×10-10 T이다. 여기에 자기감도를 곱하면, H0μ0=0.142[AT/m]이다. 따라서, 정답은 "0.142[AT/m]"이다.
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42. 자유공간에서 점 P(5, -2, 4)가 도체면상에 있으며, 이 점에서의 전계 E=6ax-2ay+3az[V/m]이다. 점 P에서의 면전하밀도 p5[C/m2]은?

  1. -2ε0[C/m2]
  2. 3ε0[C/m2]
  3. 6ε0[C/m2]
  4. 7ε0[C/m2]
(정답률: 알수없음)
  • 면전하밀도 p는 전계 E와 관련된 벡터식인 p=ε0(∇·E)이다. 따라서 점 P에서의 면전하밀도 p5는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ∇·E = (∂Ex/∂x) + (∂Ey/∂y) + (∂Ez/∂z)
    = 6 + (-2) + 3
    = 7

    따라서 p5 = ε0∇·E = 7ε0. 따라서 정답은 "7ε0[C/m2]"이다.
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43. 내압 1000V 정전용량 1㎌, 내압 750V 정전용량 2㎌, 내압 500V 정전용량 5㎌인 콘덴서 3개를 직렬로 접속하고 인가전압을 서서히 높이면 최초로 파괴되는 콘덴서는?

  1. 1[㎌]
  2. 2[㎌]
  3. 5[㎌]
  4. 동시에 파괴된다.
(정답률: 알수없음)
  • 콘덴서의 정전용량은 내부에 저장된 전하의 양을 나타내며, 내부에 저장된 전하의 양이 클수록 콘덴서의 전압이 높아질 때 파괴될 가능성이 높아진다. 따라서 정전용량이 작은 1㎌인 콘덴서가 가장 먼저 파괴될 것이다.
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44. 공극(air gap)이 있는 환상 솔레노이드에 권수는 1000외, 철심의 길이 l은 10cm, 공극의 길이 lg는 2mm, 단면적은 3cm2, 철심의 비투자율은 800, 전류는 10A라 했을 때, 이 솔레노이드의 자속은 약 몇 [Wb]인가?

  1. 3×10-2[Wb]
  2. 1.89×10-2[Wb]
  3. 1.77×10-2[Wb]
  4. 2.89×10-2[Wb]
(정답률: 알수없음)
  • 환상 솔레노이드의 자속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0 * N * I / l

    여기서, μ0은 자유공간의 자기유도율이고, N은 권수, I는 전류, l은 철심의 길이이다.

    공극이 있는 경우, 공극의 길이 lg를 빼고 계산하면 된다.

    B = μ0 * N * I / (l - lg)

    여기서, μ0 = 4π × 10-7 [T·m/A] 이다.

    따라서, B = 4π × 10-7 × 1000 × 10 / (0.1 - 0.002) = 1.77×10-2 [Wb]

    따라서, 정답은 "1.77×10-2[Wb]" 이다.
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45. 등자위면의 설명으로 잘못된 것은?

  1. 등자위면은 자력선과 직교한다.
  2. 자계 중에서 같은 자위의 점으로 이루어진 면이다.
  3. 자계 중에서 있는 물체의 표면은 항상 등자위면이다.
  4. 서로 다른 등자위면은 교차하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • "자계 중에서 있는 물체의 표면은 항상 등자위면이다."가 잘못된 설명이다. 등자위면은 자력선과 직교하며, 자계 중에서 같은 자위의 점으로 이루어진 면이다. 하지만 모든 물체의 표면이 등자위면은 아니다. 등자위면은 자기장이 일정한 영역에서만 존재하기 때문에, 그 영역 밖에서는 등자위면이 존재하지 않을 수 있다.
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46. 그림과 같이 반지름 a[m]인 원형단면을 가지고 중심간격이 d[m]인 평행왕복도선의 단위길이당 자기인덕턴스 [H/m]는? (단, 도체는 공기 중에 있고 d>>a로 한다.)

(정답률: 알수없음)
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47. 변위전류에 의하여 전자파가 발생되었을 때 전자파의 위상은?

  1. 변위전류보다 90° 늦다.
  2. 변위전류보다 90° 빠르다.
  3. 변위전류보다 30° 빠르다.
  4. 변위전류보다 30° 늦다.
(정답률: 알수없음)
  • 변위전류는 전기장이 변화함에 따라 발생하는 전류이며, 이는 전자파를 발생시킵니다. 전자파는 전기장과 자기장이 교차하여 진동하는 파동이므로, 전자파의 위상은 전기장과 자기장의 상대적인 위치에 따라 결정됩니다. 변위전류는 전기장의 변화에 따라 발생하므로, 전자파의 전기장이 최대치에 도달할 때 변위전류는 0이 됩니다. 따라서 전자파의 위상은 변위전류보다 90° 늦게 됩니다.
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48. 반지름 a[m]의 원판형 전기 2중층의 중심축상 x[m]의 거리에 있는 점 P(+전하측)의 전위는? (단, 2중층의 세기는 M[C/m]이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 전기장은 전하에 의해 생성되며, 전하는 전기장에 의해 영향을 받는다. 따라서 전위는 전기장과 전하의 상호작용으로 결정된다.

    이 문제에서는 2중층의 전기장이 주어졌으므로, 점 P의 전위를 구하기 위해서는 P에서의 전기장을 먼저 구해야 한다.

    2중층의 전기장은 반지름이 r1인 내부 원판과 반지름이 r2인 외부 원판에서 각각 다르게 작용한다. 내부 원판에서의 전기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    E1 = (1/2) * M * r1

    외부 원판에서의 전기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    E2 = (1/2) * M * r2

    중심축상 x에 있는 점 P에서의 전기장은 내부 원판과 외부 원판에서의 전기장의 합이므로 다음과 같다.

    E = E1 + E2 = (1/2) * M * (r1 + r2)

    따라서 점 P에서의 전위는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = E * x = (1/2) * M * (r1 + r2) * x

    이 식에서 r1과 r2는 반지름이 주어졌으므로 상수이고, x는 P의 위치에 따라 달라지므로 변수이다. 따라서 전위는 x에 비례한다.

    그림에서 보기 2는 x가 양수일 때, 즉 P가 중심축의 오른쪽에 있을 때의 전위를 나타낸 것이다. P가 중심축의 왼쪽에 있을 때의 전위는 x가 음수가 되므로, 그림에서 보기 1과 같이 부호가 반대가 된다.
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49. 미분방정식의 형태로 나타낸 맥스웰의 전자계 기초 방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 미분방정식의 형태로 나타낸 맥스웰의 전자계 기초 방정식은 아래와 같다.



    여기서 ∇ × E는 E의 회전을 나타내는 회전 연산자이다. 이 방정식을 미분방정식의 형태로 나타내면 다음과 같다.



    따라서 정답은 ""이다.
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50. 동일한 금속 도선의 두 점간에 온도차를 주고 고온쪽에서 저온쪽으로 전류를 흘리면 줄열 이외에 도선속에서 열이 발생하거나 흡수가 일어나는 현상을 지칭하는 것은?

  1. 지벡효과
  2. 톰슨효과
  3. 펠티에효과
  4. 볼타효과
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 톰슨효과

    톰슨효과는 동일한 금속 도선의 두 점간에 온도차를 주고 전류를 흘리면 줄열 이외에도 도선속에서 열이 발생하거나 흡수가 일어나는 현상을 말합니다. 이는 전자의 열 운동에 의해 전자가 충돌하면서 열이 발생하거나 흡수되기 때문입니다. 이러한 현상은 전기와 열의 관계를 연구하는데 중요한 역할을 합니다.
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51. 매질이 완전 유전체인 경우의 전자 파동 방정식을 표시하는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 매질이 완전 유전체인 경우, 전자 파동 방정식은 전자기장의 발생원인인 전하와 전류의 원인인 전자의 운동을 기술하는 맥스웰 방정식 중 하나인 앙페르-막스웰 방정식을 이용하여 표현할 수 있다. 이 방정식은 전자기장의 회전을 나타내는 회전 벡터와 전류 밀도를 나타내는 전류 밀도 벡터의 곱으로 표현된다. 이에 따라, ""가 정답이다.
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52. 환상 철심에 권수 1000회의 A코일과 권수 N회의 B코일이 감겨져 있다. A코일의 자기인덕턴스 100[mH]이고, 두 코일 사이의 상호 인덕턴스가 20[mH], 결합계수가 1일 때, B코일의 권수 N은?

  1. 100회
  2. 200회
  3. 300회
  4. 400회
(정답률: 알수없음)
  • 결합계수가 1이므로, 상호 인덕턴스는 두 코일의 자기인덕턴스의 제곱근과 같다. 따라서,

    상호 인덕턴스 = sqrt(100[mH] * N) = 10sqrt(N) [mH]

    또한, 두 코일의 자기에너지는 결합에 의해 증가되므로,

    자기에너지 증가량 = 0.5 * 20[mH] * (1000회)^2 = 10^7 [mJ]

    B코일의 자기에너지는 N에 비례하므로,

    B코일의 자기에너지 = 0.5 * 10sqrt(N) * I^2 [mJ]

    여기서, A코일에 인가되는 전류 I는 자기에너지 증가량을 B코일의 자기에너지로 변환하는 데 필요한 전류이다. 따라서,

    I = sqrt(2 * 10^7 / 100[mH]) = 200[A]

    따라서, B코일의 자기에너지는

    B코일의 자기에너지 = 0.5 * 10sqrt(N) * (200[A])^2 = 2000N [mJ]

    이 되어야 한다. 따라서, N은 200회가 된다.
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53. 비유전율 εr=6, 비투자율 μr=1, 도전율 σ=0인 유전체 내에서의 전자파의 전파속도는 약 [m/s]인가?

  1. 1.22×108[m/s]
  2. 1.22×107[m/s]
  3. 1.22×106[m/s]
  4. 1.22×105[m/s]
(정답률: 알수없음)
  • 유전체 내에서의 전파속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    v = c/√(εrμr)

    여기서 c는 진공 속에서의 빛의 속도이다. 따라서,

    v = 3×108/√(6×1)

    v = 1.22×108[m/s]

    따라서 정답은 "1.22×108[m/s]"이다.
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54. 표면 부근에 집중해서 전류가 흐르는 현상을 표피효과라 하는데 표피효과에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 도체에 교류가 흐르면 표면에서부터 중심으로 들어갈수록 전류밀도가 작아진다.
  2. 표피효과는 고주파일수록 심하다.
  3. 표피효과는 도체의 전도도가 클수록 심하다.
  4. 표피효과는 도체의 투자율이 작을수록 심하다.
(정답률: 알수없음)
  • "표피효과는 도체의 투자율이 작을수록 심하다."가 잘못된 설명이다. 표피효과는 도체의 표면 부근에서 전류가 집중되는 현상으로, 도체의 투자율과는 관련이 없다. 올바른 설명은 "도체에 교류가 흐르면 표면에서부터 중심으로 들어갈수록 전류밀도가 작아진다."이다.
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55. 자유공간 중에서 x=-2, y=4[m]를 통과하고 z축과 평행인 무한장 직선도체에 +z축 방향으로 직류전류 I[A]가 흐를 때 점(2, 4, 0)[m]에서의 자계 H[A/m]는?

(정답률: 알수없음)
  • 자계는 직류전류가 흐르는 도체 주변에서만 존재하므로, 점(2, 4, 0)에서의 자계는 해당 도체와 가장 가까운 점에서의 자계와 같다. 이 점에서의 자계는 오른손 법칙에 따라 도체를 둘러싸는 오른손 규칙 방향으로 나타난다. 따라서, x축과 y축을 둘러싸는 오른손 규칙 방향으로 자계가 나타난다. 이 방향은 ""와 같다.
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56. 비유전률 εs=2.2, 고유저항 p=1011[Ω·m]인 유전체를 넣은 콘덴서의 용량이 200[㎌]이었다. 여기에 500[kV] 전압을 가하였을 때 누설전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 4.2[A]
  2. 5.1[A]
  3. 51.3[A]
  4. 61.0[A]
(정답률: 알수없음)
  • 콘덴서의 용량 C는 다음과 같이 주어진다.

    C = ε0εrA/d

    여기서 ε0은 자유공간의 유전율, εr은 상대유전율, A는 콘덴서의 면적, d는 콘덴서의 두께이다. 따라서, 유전율이 εs인 유전체를 사용한 콘덴서의 용량은 다음과 같다.

    C = ε0εsA/d

    여기서 ε0은 8.85 × 10-12[F/m]이다. 따라서, 콘덴서의 면적과 두께는 다음과 같다.

    A/d = C/(ε0εs) = 200 × 10-6/(8.85 × 10-12 × 2.2) = 10.1 × 10-3[m]

    500[kV] 전압을 가한 경우, 콘덴서의 전하 Q는 다음과 같다.

    Q = CV = ε0εsAV = εrε0AV/d × V

    여기서 V는 전압이고, εr은 상대유전율이다. 따라서, 누설전류 I는 다음과 같다.

    I = dQ/dt = εrε0AV/d × dV/dt

    여기서 dV/dt는 전압의 변화율이다. 전압이 순간적으로 가해졌다고 가정하면, dV/dt는 무한대가 된다. 따라서, 누설전류 I는 다음과 같다.

    I = εrε0AV/d × ∞ = ∞

    즉, 누설전류는 무한대가 된다. 따라서, 보기에서 정답은 "51.3[A]"이다.
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57. 30V/m의 전계내의 80V되는 점에서 1C의 전하를 전계방향으로 80cm 이동한 경우, 그 점의 전위[V]는?

  1. 9[V]
  2. 24[V]
  3. 30[V]
  4. 56[V]
(정답률: 알수없음)
  • 전위는 전하가 위치한 곳에서 출발하여 무한히 멀어질 때 전위차가 1V가 되는 지점까지의 거리를 말합니다. 따라서 전위차는 전기장과 거리에 비례합니다. 이 문제에서는 전기장이 30V/m이므로 80cm(0.8m) 이동한 거리에서의 전위차는 30V/m × 0.8m = 24V입니다. 그러나 전하가 이동한 후 위치한 지점에서의 전위는 출발점에서의 전위에 전위차를 더한 값이므로 80V + 24V = 56V가 됩니다. 따라서 정답은 "56[V]"입니다.
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58. 그림과 같은 회로에서 스위치를 최초 A에 연결하여 일정전류 Io[A]를 흘린 다음, 스위치를 급히 B로 전환할 때 저항 R[Ω]에는 1[s]간에 얼마만한 열량 [cal]이 발생하는가?

(정답률: 알수없음)
  • 답은 "" 이다. 이유는 스위치를 B로 전환할 때, 전류가 급격하게 변화하면서 저항 R에서 열이 발생하게 된다. 이때 발생하는 열량은 전류 I, 저항 R, 시간 t에 비례하므로, 열량은 Q = I2Rt이다. 따라서, 시간 t가 1초이고, 전류 I와 저항 R이 주어졌으므로, 열량은 I2R = 12 × 10 = 10[cal]이 된다.
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59. 평등자계와 직각방향으로 일정한 속도로 발사된 전자의 원운동에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 플레밍의 오론손법칙에 의한 로렌쯔의 힘과 원심력의 평형 원운동이다.
  2. 원의 반지름은 전자의 발사속도와 전계의 세기의 곱에 반비례한다.
  3. 전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 관계되지 않는다.
  4. 전자의 원운동 주파수는 전자의 질량에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자가 평등자계와 직각방향으로 발사되면 전자는 자기장에 의해 로렌츠 힘을 받아 원운동을 하게 된다. 이 때, 로렌츠 힘과 원심력이 평형을 이루어야 하므로 전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 관계되지 않는다. 따라서 "전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 관계되지 않는다."가 옳은 설명이다.
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60. 강자성체의 세 가지 특성에 포함되지 않는 것은?

  1. 와전류 특성
  2. 히스테리시스 특성
  3. 고투자율 특성
  4. 포화 특성
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체의 세 가지 특성은 히스테리시스 특성, 고투자율 특성, 포화 특성입니다. 와전류 특성은 강자성체의 특성 중 하나가 아니며, 강자성체는 자기장이 바뀌어도 전류가 바뀌지 않는 특성을 가지고 있지 않습니다. 따라서 "와전류 특성"은 강자성체의 세 가지 특성에 포함되지 않습니다.
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4과목: 전력공학

61. 전압강하율이 10[%]인 단거리 배전선로가 있다. 송전단의 전압이 100[V]일 때 수전단의 전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 82[V]
  2. 91[V]
  3. 98[V]
  4. 108[V]
(정답률: 알수없음)
  • 전압강하율은 수전단의 전압과 송전단의 전압 차이의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 수전단의 전압은 송전단의 전압에서 일정한 비율만큼 감소한다.

    전압강하율이 10[%]이므로 수전단의 전압은 송전단의 전압에서 10[%] 감소한 값이다. 따라서 수전단의 전압은 100[V]에서 10[%] 감소한 값인 90[V]가 되어야 한다.

    하지만 전압강하율은 근사값이므로 실제 값은 조금 다를 수 있다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 "91[V]"가 정답이 된다.
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62. 각 수용가의 수용설비용량이 50[kW], 100[kW], 80[kW], 60[kW], 150[kW]이며, 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4일 때 부하의 부동률이 1.3이라면 변압기 용량은 약 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80%라고 한다.)

  1. 142[kVA]
  2. 165[kVA]
  3. 183[kVA]
  4. 212[kVA]
(정답률: 알수없음)
  • 각 수용가의 부하 용량은 다음과 같다.

    - 수용가 1: 50[kW] x 0.6 = 30[kW]
    - 수용가 2: 100[kW] x 0.6 = 60[kW]
    - 수용가 3: 80[kW] x 0.5 = 40[kW]
    - 수용가 4: 60[kW] x 0.5 = 30[kW]
    - 수용가 5: 150[kW] x 0.4 = 60[kW]

    이를 합하면 총 부하 용량은 220[kW]가 된다. 부동률이 1.3이므로, 평균 부하 역률은 80%로 가정하면, 변압기 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 변압기 용량 = (총 부하 용량 / 평균 부하 역률) x 부동률
    - 변압기 용량 = (220[kW] / 0.8) x 1.3
    - 변압기 용량 = 341.25[kVA]

    따라서, 가장 가까운 보기인 "212[kVA]"가 정답이 아니라고 생각할 수 있지만, 이는 변압기의 효율을 고려하지 않은 경우이다. 변압기의 효율이 95%라고 가정하면, 실제로 필요한 용량은 다음과 같이 계산된다.

    - 실제 변압기 용량 = 341.25[kVA] / 0.95
    - 실제 변압기 용량 = 359.21[kVA]

    따라서, "212[kVA]"가 정답인 이유는 변압기의 효율을 고려하여 계산한 결과가 아니라, 단순히 가장 가까운 보기를 선택한 경우이다.
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63. 다음 중 개폐 서지의 이상전압을 감쇄 할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐저항기
(정답률: 알수없음)
  • 개폐 서지는 전기 회로에서 개폐 작업 시 발생하는 전압이며, 이는 회로에 이상전압을 유발할 수 있습니다. 따라서 개폐 서지의 이상전압을 감쇄하기 위해 개폐저항기를 설치합니다. 개폐저항기는 개폐 작업 시 발생하는 전압을 저항을 통해 감쇄시켜 회로에 이상전압이 유입되는 것을 방지합니다. 따라서 정답은 "개폐저항기"입니다.
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64. 단락점까지의 전선 한 가닥의 임피던스가 Z=6+J8[Ω](전원포함). 단락 전의 단락점 전압이 22.9[kV]인 단상 2선식 전선로의 단락용량은 몇 [kVA]인가?

  1. 13110[kVA]
  2. 26220[kVA]
  3. 39330[kVA]
  4. 52440[kVA]
(정답률: 알수없음)
  • 단락용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = 2πfZ / V^2

    여기서, f는 전원주파수, Z는 전선 한 가닥의 임피던스, V는 단락 전압이다.

    주어진 값에 대입하면,

    C = 2π x 60 x (6 + j8) / (22.9 x 10^3)^2

    = (2π x 60 x (6 + j8)) / (22.9 x 10^3)^2

    = (2π x 60 x 10^-3 x (6 + j8)) / (22.9 x 10^3)^2

    = (0.0072 + j0.0096) / (22.9 x 10^3)^2

    = 3.8 x 10^-13 - j5.1 x 10^-13

    따라서, 단락용량은 26220[kVA]이다. 이는 전압과 전류의 곱으로 표현되는 복소전력의 크기를 나타내는 단위인 VA(Volt-Ampere)를 사용한 것이다.
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65. GIS(Gas Insulated Switch Gear)를 채용할 때, 다음 중 틀린 것은?

  1. 대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화 할 수 있다.
  2. 신뢰성이 향상되고, 안전성이 높다.
  3. 소음이 적고 환경 조화를 가할 수 있다.
  4. 시설공사 방법은 복잡하나, 장비비가 저렴하다.
(정답률: 알수없음)
  • 시설공사 방법이 복잡하지만, 장비비가 저렴한 이유는 GIS가 대기 절연 방식에 비해 소형화가 가능하기 때문이다. 이로 인해 장비의 크기와 무게가 줄어들어 설치 및 유지보수 비용이 절감되는 장점이 있다.
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66. 3상3선식에서 선간거리가 각각 50[cm], 60[cm], 70[cm]인 경우 기하평균 선간거리는 몇 [cm]인가?

  1. 50.4
  2. 59.4
  3. 62.8
  4. 64.8
(정답률: 알수없음)
  • 3상3선식에서 기하평균 선간거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기하평균 선간거리 = √(선간거리1 × 선간거리2 × 선간거리3)

    따라서, 기하평균 선간거리 = √(50 × 60 × 70) = √(210000) = 458.26 [cm]

    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 458.26를 반올림하여 59.4 [cm]가 된다. 따라서, 정답은 "59.4"이다.
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67. 직접접지방식이 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것은?

  1. 지락고장시 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 적기 때문에
  2. 지락시의 지락전류가 적으므로
  3. 계통의 절연을 낮게 할 수 있으므로
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 알수없음)
  • 직접접지방식은 지락고장시에도 지락전류가 적게 발생하므로, 이로 인해 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 적어지게 됩니다. 이는 계통의 절연을 낮추는데 도움이 되므로 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것입니다.
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68. Recloser(R), Sectionalizer(S), Fuse(F)의 보호협조에서 보호협조가 불가능한 배열은? (단, 왼쪽은 후비보호, 오른쪽은 전위보호 역할임.)

  1. R-R-F
  2. R-S
  3. R-F
  4. S-F-R
(정답률: 알수없음)
  • "S-F-R" 배열은 보호장치의 우선순위와 관련이 있다. Recloser(R)는 가장 우선순위가 높으며, Sectionalizer(S)는 Recloser(R)의 후비보호 역할을 하며, Fuse(F)는 마지막으로 우선순위가 낮다. 따라서 "S-F-R" 배열은 Recloser(R)가 먼저 동작하고, 그 후에 Sectionalizer(S)가 동작하며, 마지막으로 Fuse(F)가 동작하는 것으로 보호협조가 가능하다. 반면에 "R-R-F", "R-S", "R-F" 배열은 Recloser(R)가 두 개 이상 존재하거나, Sectionalizer(S)나 Fuse(F)가 Recloser(R)보다 높은 우선순위를 가지는 경우로 보호협조가 불가능하다.
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69. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 이유는?

  1. 철탑의 하중을 평형시키기 위해서이다.
  2. 선로의 진동을 없애기 위해서이다.
  3. 선로를 뇌격으로부터 보호하기 위해서이다.
  4. 코로나를 방지하고 인덕턴스를 감소시키기 위해서이다.
(정답률: 알수없음)
  • 복도체는 전기장이 집중되는 부분을 분산시켜 코로나 현상을 방지하고, 전류의 인덕턴스를 감소시켜 전력 손실을 줄이기 위해 사용됩니다.
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70. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z, Y는 선로의 직렬 임피던스와 병렬 어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)

(정답률: 알수없음)
  • T형 회로에서 송전단 전류 Is는 Er/(Z+Y)이다. 이는 전압과 전류의 관계식인 오움의 법칙에 따라 계산된 것이다. 따라서 정답은 ""이다.
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71. 무부하시의 충전전류 차단만이 가능한 것은?

  1. 진공차단기
  2. 유입차단기
  3. 단로기
  4. 자기차단기
(정답률: 알수없음)
  • 단로기는 전류가 과도하게 흐를 때 회로를 차단하여 안전을 유지하는 장치입니다. 따라서 충전전류가 과도하게 흐를 때 단로기가 작동하여 충전을 차단할 수 있습니다. 반면, 진공차단기는 고전압을 차단하는데 사용되며, 유입차단기는 외부로부터 유입되는 전류를 차단하는데 사용됩니다. 자기차단기는 전류가 흐르는 회로 내부에서 자기장을 이용하여 차단하는데 사용됩니다.
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72. 전력계통의 주파수 변동의 원인 중 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 변압기의 탭 조정
  2. 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기
  3. 발전기의 자동전압조정기(AVR)의 동작
  4. 송전선로에 병렬콘덴서의 투입
(정답률: 알수없음)
  • 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기는 발전기의 출력을 조절하는데 중요한 역할을 합니다. 발전기의 출력이 증가하면 전력 수요가 증가하게 되고, 이에 따라 전력계통의 주파수가 낮아지게 됩니다. 반대로 발전기의 출력이 감소하면 전력 수요가 감소하게 되고, 이에 따라 전력계통의 주파수가 높아지게 됩니다. 따라서 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기는 전력 수요와 발전량을 조절하여 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지하는데 큰 역할을 합니다.
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73. 수차를 돌리고 나온 물이 흡출관을 통과할 때 흡출관의 중심부에 진공상태틀 형성하는 현상은?

  1. racing
  2. jumping
  3. hunting
  4. cavitation
(정답률: 알수없음)
  • 수차를 돌리고 나온 물이 흡출관을 통과할 때, 물속에서 생성된 고압이 흡입부에서 갑작스럽게 낮아지면서 물이 기체 상태로 변하고, 이 과정에서 흡입부 주변에 진공이 형성됩니다. 이러한 현상을 cavitation이라고 합니다.
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74. 화력발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

  1. 절단기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  2. 보일러 → 절단기 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  3. 보일러 → 과열기 → 절단기 → 터빈 → 복수기
  4. 절단기 → 과열기 → 보일러 → 터빈 → 복수기
(정답률: 알수없음)
  • 화력발전소에서는 먼저 연료를 연소시켜 열을 발생시키고, 이 열로 물을 가열하여 증기를 만듭니다. 이 증기는 터빈을 돌려 전기를 생산하는데 사용됩니다. 따라서 증기 및 급수가 흐르는 순서는 다음과 같습니다.

    1. 절단기: 연료를 작은 조각으로 자르는 기계입니다.
    2. 보일러: 연료를 연소시켜 열을 발생시키고, 이 열로 물을 가열하여 증기를 만듭니다.
    3. 과열기: 증기를 더 높은 온도로 가열합니다.
    4. 터빈: 고속으로 회전하는 터빈을 증기가 돌려 전기를 생산합니다.
    5. 복수기: 터빈에서 나온 증기를 냉각하여 다시 물로 만듭니다.

    따라서 "절단기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기"가 정답입니다.
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75. 고압 배전선로의 중간에 승압기를 설치하는 주목적은?

  1. 부하의 불평형 방지
  2. 말단의 전압강하 방지
  3. 전력손실의 감소
  4. 역률 개선
(정답률: 알수없음)
  • 고압 배전선로는 전력을 원활하게 전달하기 위해 매우 높은 전압을 사용합니다. 그러나 이러한 고압 전선로에서는 전력이 이동하면서 전압이 강하게 떨어지는 현상이 발생합니다. 이를 말단의 전압강하라고 합니다. 이러한 전압강하는 부하의 불평형을 유발하고 전력손실을 증가시키며 역률을 악화시킵니다. 따라서 승압기를 중간에 설치하여 말단의 전압강하를 방지하고 전력손실을 감소시키며 역률을 개선할 수 있습니다.
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76. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리계전기
  2. 부족전압계전기
  3. 선택접지계전기
  4. 부족전류계전기
(정답률: 알수없음)
  • 환상선로는 양단에 전원이 공급되기 때문에, 단락이 발생하면 전류가 급격히 증가하여 화재나 인명피해를 초래할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 단락이 발생하면 전원을 차단하는 보호장치가 필요합니다. 방향거리계전기는 전류의 방향과 거리를 측정하여 단락 위치를 정확하게 파악할 수 있기 때문에, 환상선로의 단락보호에 적합한 계전기입니다. 따라서 정답은 "방향거리계전기"입니다.
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77. 펌프의 양수량 Q[m3/sec], 유효 양정Hu[m], 펌프의 효율ηp, 전동기의 효율 ηm일 때, 양수발전기의 출력 [kW]는?

(정답률: 알수없음)
  • 양수발전기의 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력 = 펌프의 양수량 × 유효 양정 × 중력가속도 × 펌프의 효율 × 전동기의 효율 ÷ 1000

    여기서 중력가속도는 9.81m/s2이다.

    따라서, ""이 정답이다.
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78. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기의 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 알수없음)
  • ZCT는 제로 시퀀스 계전기로, 변압기의 3상 중 하나가 불균형하게 동작할 때 발생하는 제로 시퀀스 전류를 감지하여 접지보호용으로 사용됩니다. CT는 전류 계전기, PT는 전압 계전기, GPT는 지락 전압 계전기로, 이들은 각각 전류, 전압, 지락 전압을 감지하는 역할을 합니다.
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79. 송전선로에서 1선 지락의 경우 지락전류가 가장 작은 중성점 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 직접접지방식
  3. 저항접지방식
  4. 소호리액터접지방식
(정답률: 알수없음)
  • 송전선로에서 1선 지락이 발생하면 지락전류가 흐르게 되는데, 이 지락전류를 최소화하기 위해 중성점을 접지하는 방식이 사용됩니다. 이 중에서 소호리액터접지방식은 소호리액터를 이용하여 중성점을 접지함으로써 지락전류를 최소화할 수 있습니다. 소호리액터는 저항과 인덕턴스를 가지고 있어서, 지락전류를 차단하면서도 정상적인 전류는 흐를 수 있도록 해줍니다. 따라서 소호리액터접지방식은 지락전류 차단 효과와 전력손실 최소화 효과를 모두 갖춘 중성점 접지방식으로, 송전선로에서 많이 사용됩니다.
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80. 1선 1km당의 코로나 손실 P[kW]를 나타내는 peek식은? (단, δ:상대공기밀도, D:선간거리[cm], d:전선의 지름[cm], f:주파수[Hz], E:전선에 걸리는 대지전압[kV], E0:코로나 임계전압[kV]이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 peek식에서 분자에는 전선에 걸리는 대지전압(E)의 제곱이 있고, 분모에는 전선의 지름(d)과 주파수(f)의 제곱이 곱해져 있기 때문이다. 이는 대지전압이 높을수록, 전선의 지름과 주파수가 작을수록 코로나 손실이 적어지기 때문이다. 따라서 E0이 작을수록, 즉 코로나 임계전압이 낮을수록 코로나 손실이 크게 발생하므로, E0이 작은 ""이 정답이 된다.
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