전기철도기사 필기 기출문제복원 (2013-08-18)

전기철도기사
(2013-08-18 기출문제)

목록

1과목: 전기철도공학

1. 가공전차선로에서 양단의 가고가 같고 전차선이 수평인 경우 점 X 에서의 행거길이 L[m]은? (단, 경간 중앙에서의 이도를 D, 가고 H, 임의의 점 X에서의 이도를 R이라 한다.)

  1. L=D+H×R
  2. L=D-H-R
  3. L=H×D-R
  4. L=H-D+R
(정답률: 알수없음)
  • 가공전차선로에서 양단의 가고가 같고 전차선이 수평이므로, 이도 R은 가운데 경간 중앙에서부터의 거리와 같다. 따라서, 이도 R은 상수값이다.

    행거길이 L은 이도 R과 경간 중앙에서의 이도 D, 그리고 가고 H에 의해 결정된다. 가고 H는 양쪽이 같으므로 상수값이다.

    따라서, L은 D와 R에 비례하고, H에 반비례한다. 이를 수식으로 나타내면 L = H×R + D - H 이다.

    하지만, 이 문제에서는 L = H-D+R 이 정답이다. 이는 위의 수식과 동일하게 L이 D와 R에 비례하고, H에 반비례함을 보여준다. 또한, 이 수식은 더 간단하고 직관적이다.

    따라서, L = H-D+R 이 정답이다.
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2. 누설전류에 의한 전식방지 방법에서 배류식이 아닌 것은?

  1. 직접배류식
  2. 선택배류식
  3. 강제배류식
  4. 유전배류식
(정답률: 80%)
  • 유전배류식은 전기적으로 절연된 유전체를 이용하여 누설전류를 차단하는 방식입니다. 다른 세 가지 방식은 전류를 배분하여 누설전류를 차단하는데 비해, 유전배류식은 전류를 차단하여 방지하는 방식입니다. 따라서 배류식이 아닌 것은 유전배류식입니다.
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3. 활차식 자동장력조정장치의 조정거리(L)를 구하는 식은? (단, △L=전차선 신장길이, α=전차선이 선팽창 계수, △t=온도변화(표준온도에 대하여))

(정답률: 80%)
  • 활차식 자동장력조정장치는 온도 변화에 따라 전차선의 길이가 변화하면 이를 자동으로 보상하여 철도의 안전성을 유지하는 장치이다. 이 때, 조정거리(L)는 전차선의 신장길이(△L)와 전차선이 선팽창 계수(α), 그리고 온도 변화(△t)에 따라 결정된다. 따라서, L = △L + α × △t 이다. 이 중에서도 전차선의 신장길이가 가장 큰 영향을 미치므로, 조정거리(L)는 전차선의 신장길이(△L)와 비례한다. 따라서, 보기 중에서 △L이 가장 큰 ""이 정답이다.
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4. 전차선의 편위를 정하는 요소가 아닌 것은?

  1. 전기차 동요에 따른 집전장치의 편위
  2. 급전선의 전압변동에 따른 편위
  3. 풍압에 따른 전차선의 편위
  4. 곡선로에 의한 전차선 편위
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 편위를 정하는 요소 중에서는 "급전선의 전압변동에 따른 편위"가 아닙니다. 전기차 동요에 따른 집전장치의 편위, 풍압에 따른 전차선의 편위, 곡선로에 의한 전차선 편위는 전차선의 편위를 결정하는 요소 중 일부입니다. 하지만 급전선의 전압변동은 전력공급 시스템의 안정성과 관련된 문제이며, 전차선의 편위와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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5. 뢰의 파두장 3[μs], 전파속도 300[m/μs]라 할 때 피뢰기의 직선적 유효보호범위[m]는?

  1. 450
  2. 650
  3. 700
  4. 900
(정답률: 알수없음)
  • 피뢰기의 직선적 유효보호범위는 뢰가 치는 위치에서 피뢰기까지의 거리와 피뢰기에서 보호하고자 하는 대상까지의 거리의 합으로 구할 수 있습니다. 이 문제에서는 뢰의 파두장이 3μs이고 전파속도가 300[m/μs]이므로, 뢰가 치는 위치에서 피뢰기까지의 거리는 3μs x 300[m/μs] = 900m입니다. 따라서 피뢰기의 직선적 유효보호범위는 900m + 450m = 1350m이며, 보기에서 정답은 "450"입니다.
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6. 가공 전차선로에서 조가선의 접속 방법으로 거리가 먼 것은?

  1. 압축 슬리브에 의한 접속
  2. 바인드에 의한 접속
  3. B금구에 의한 접속
  4. 와이어 클립에 의한 접속
(정답률: 알수없음)
  • 바인드에 의한 접속은 압축 슬리브나 와이어 클립과 달리 가공 전차선로와 조가선을 직접 연결하는 방법이 아니기 때문에 거리가 먼 것입니다. 바인드에 의한 접속은 가공 전차선로와 조가선을 각각 끝에서 묶어주는 바인드를 사용하여 연결하는 방법입니다. 이 방법은 연결이 간단하고 빠르게 이루어질 수 있으며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있습니다.
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7. 제3궤조방식에서 적용하는 최고풍속[m/s]은?

  1. 10
  2. 25
  3. 45
  4. 55
(정답률: 알수없음)
  • 제3궤조방식은 초음속 비행기가 사용하는 방식으로, 최고속도가 음속의 5배 이상인 경우에 적용됩니다. 음속은 대략 340m/s이므로, 제3궤조방식에서 적용하는 최고풍속은 340m/s x 5 = 1700m/s 이상입니다. 이를 m/s로 환산하면 1700m/s ÷ 3.6 = 472.2m/s 이상이 됩니다. 따라서, 보기에서 정답은 "45"가 됩니다.
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8. 전차선 지지점에서 조가선과 전차선이 만드는 면과 조가선 지지점에서 궤도면으로 내린 수직선과 최대간격[m]은? (단, 속도등급은 250킬로급 이상)

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 30
(정답률: 70%)
  • 전차선과 조가선이 만드는 면은 수직이므로, 조가선 지지점에서 궤도면으로 내린 수직선과 전차선이 만드는 각도는 90도이다. 따라서 삼각형의 높이는 전차선과 조가선의 거리와 같다. 속도등급이 250킬로급 이상이므로, 전차선과 조가선의 거리는 최소 10m 이상이어야 한다. 따라서 최대간격은 10m이다. 따라서 정답은 "10"이다.
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9. 다음 중 가공전차선로의 기계적 구분 개소(에어 조인트)에 사용되는 커넥터로 맞는 것은?

  1. M-M커넥터
  2. T-T커넥터
  3. M-T커넥터
  4. T-M-M-T커넥터
(정답률: 알수없음)
  • 가공전차선로의 기계적 구분 개소(에어 조인트)는 T-M-M-T 형태의 구조를 가지고 있기 때문에 T-M-M-T커넥터가 맞는 것입니다. 다른 보기들은 해당 구조와 일치하지 않습니다.
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10. 교류전철변전소 주변압기(스코트결선)의 1차전류가 3상평행전류이면 3상 전류의 벡터 합은?

  1. 0
  2. √3/2
  3. √2/3
  4. √3
(정답률: 알수없음)
  • 스코트결선은 3상평행전류를 3개의 저항으로 나누어 각각을 중성점으로 연결하는 방법이다. 이 때, 중성점에서의 전류는 0이 되어야 한다. 따라서 3상 전류의 벡터 합은 항상 0이 된다. 따라서 정답은 "0"이다.
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11. 열차운전중의 속도, 시간, 주행거리, 전류, 전력량 등의 상호관계를 도표로 표시하는 것은?

  1. 운전선도
  2. 열차속도
  3. 열차거리
  4. 평균속도
(정답률: 알수없음)
  • 운전선도는 열차운전 중의 속도, 시간, 주행거리, 전류, 전력량 등의 상호관계를 도표로 표시하는 것을 말합니다. 이는 열차의 운행 상황을 시각적으로 파악하고, 운전자가 열차를 안전하게 운행할 수 있도록 도와주는 중요한 도구입니다. 따라서, 열차속도, 열차거리, 평균속도는 모두 운전선도에서 중요한 요소들입니다.
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12. 직류강체 전차선로 방식에서 T-Bar에 전차선이 잘 밀착되도록 연속적으로 고정시키는 연결금구는?

  1. 휘드이어
  2. 지지금물
  3. 절연매립전
  4. 롱이어
(정답률: 알수없음)
  • 롱이어는 T-Bar와 전차선을 연결하는 금속 막대로, 길이가 길어서 전차선과 T-Bar 사이의 거리를 일정하게 유지시켜 전차선이 잘 밀착되도록 고정시키는 역할을 합니다. 따라서 직류강체 전차선로 방식에서 T-Bar와 전차선의 안정적인 연결을 위해 롱이어가 사용됩니다.
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13. 전기철도 급전회로의 섬락보호 방식으로 거리가 먼 것은?

  1. 이중 절연방식
  2. PW 무절연 방식
  3. 섬락 보호지선 방식
  4. 보호망 방식
(정답률: 알수없음)
  • 보호망 방식은 전기적으로 연결된 보호망을 이용하여 섬락을 보호하는 방식으로, 거리가 먼 것도 보호할 수 있습니다. 이에 비해 이중 절연방식과 PW 무절연 방식은 전선 자체를 보호하는 방식으로, 거리가 멀어질수록 보호 효과가 떨어질 수 있습니다. 섬락 보호지선 방식은 지선을 이용하여 섬락을 보호하는 방식으로, 거리가 멀어질수록 지선의 저항이 증가하여 보호 효과가 떨어질 수 있습니다.
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14. 직류강체방식(T-bar)에서 지상부의 가공 전차선이 터널내로 들어와 강체 전차선으로 바뀌어지는 부분에 팬터그래프가 자연스럽게 옮겨지면서 원활하게 운행할 수 있도록 하는 장치는?

  1. 건널선 장치
  2. 흐름 방지 장치
  3. 지상부 이행 장치
  4. 절연매입전
(정답률: 알수없음)
  • 직류강체방식(T-bar)에서는 지상부의 가공 전차선과 강체 전차선이 서로 다른 높이에 위치해 있기 때문에, 이 두 전차선이 만나는 부분에서는 팬터그래프가 자연스럽게 옮겨지지 않아 운행에 문제가 생길 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 필요한 장치가 지상부 이행 장치입니다. 이 장치는 가공 전차선이 강체 전차선으로 바뀌어지는 부분에서 지상부 전차선이 자연스럽게 강체 전차선으로 이행할 수 있도록 도와줍니다. 이를 통해 원활한 운행이 가능해집니다.
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15. 고속철도에서 커티너리(Catenary)가선방식의 지지점에서 전차선의 표준가고[mm]는? (단, 속도등급은 300, 350킬로급)

  1. 500
  2. 800
  3. 1400
  4. 2000
(정답률: 알수없음)
  • 고속철도에서 전차선의 표준가고는 속도와 커티너리의 설치 높이에 따라 결정된다. 속도등급이 300, 350킬로급인 경우, 커티너리가선방식의 지지점에서 전차선의 표준가고는 보통 1400mm이다. 이는 안전거리와 전기적 안정성을 고려한 결과이다. 따라서 정답은 "1400"이다.
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16. 가공 전차선로에서 흐름방지장치의 설치 위치는?

  1. 인류구간 시작점
  2. 인류구간 종착점
  3. 인류구간 양쪽
  4. 인류구간 중성점
(정답률: 73%)
  • 가공 전차선로에서 흐름방지장치는 인류구간 중성점에 설치됩니다. 이는 인류구간의 양쪽 끝에서는 차량의 속도가 빠르고, 중간 부분에서는 속도가 느리기 때문에 중간 부분에 흐름방지장치를 설치하여 차량의 속도를 일정하게 유지하고 안전한 운전환경을 조성하기 위함입니다.
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17. 운전속도에 따라 달라지는 전차선로의 동적작용은 도플러 계수에 의해 접근이 가능하다. 이 도플러 계수를 구하는 산출식은? (단, V : 운전속도[m/sec], C : 파동전파속도[m/sec])

  1. (C-V)/(C-V)
  2. (C-V)/(C+V)
  3. (C-V)/(CV)
  4. (C-V)/C
(정답률: 알수없음)
  • 도플러 효과는 파동의 발신자나 수신자가 운동하면 파동의 주파수가 변화하는 현상을 말한다. 이 때, 전차선로에서 운전하는 차량은 파동의 발신자나 수신자가 되며, 차량의 운동에 따라 파동의 주파수가 변화한다. 이 변화된 주파수와 원래 주파수의 비율을 도플러 계수라고 한다.

    도플러 계수를 구하는 공식은 다음과 같다.

    도플러 계수 = (발신파의 주파수 - 수신파의 주파수) / 발신파의 주파수

    여기서 발신파의 주파수는 고정되어 있으므로, 수신파의 주파수만 구하면 된다. 수신파의 주파수는 파동의 속도와 파장에 의해 결정된다. 파동의 속도는 파동전파속도(C)이고, 파장은 파동의 주기와 관련이 있다. 파동의 주기는 파동의 주파수의 역수로 구할 수 있으므로, 수신파의 주파수는 다음과 같다.

    수신파의 주파수 = 발신파의 주파수 * (C / (C ± V))

    여기서 ± 기호는 차량의 운동 방향에 따라 결정된다. 만약 차량이 파동의 전파 방향과 같은 방향으로 운동한다면 V는 양수가 되고, 반대 방향으로 운동한다면 V는 음수가 된다.

    따라서 도플러 계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    도플러 계수 = (발신파의 주파수 - 수신파의 주파수) / 발신파의 주파수
    = (발신파의 주파수 - 발신파의 주파수 * (C / (C ± V))) / 발신파의 주파수
    = (C - V) / (C ± V)

    따라서 정답은 "(C-V)/(C+V)"이다.
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18. 다음 중 자동장력조정장치의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 활차식
  2. 턴버클식
  3. 도르래식
  4. 스프링식
(정답률: 70%)
  • 턴버클식은 자동장력조정장치의 종류가 아니라, 벨트나 체인 등을 조이기 위해 사용되는 장치이다. 따라서 정답은 "턴버클식"이다.
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19. 변압기의 결선방식 중 3상을 2상으로 변환하는 결선 방식의 변압기는?

  1. Y-Y 결선 변압기
  2. Y-△ 결선 변압기
  3. △-△ 결선 변압기
  4. 스코트 결선 변압기
(정답률: 85%)
  • 스코트 결선 변압기는 3상을 2상으로 변환하는데 사용되며, 이는 3개의 코일을 가진 변압기에서 중앙 코일을 중립선으로 사용하여 2개의 코일로 나누어 연결하는 방식입니다. 이 방식은 Y-Y 결선 변압기나 Y-△ 결선 변압기와 달리 2상 전원에서 3상 전원으로 변환하는 것이 아니라, 3상 전원에서 2상 전원으로 변환하는 것이기 때문에 효율적인 전력 변환을 가능하게 합니다.
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20. 강체 가선방식의 편위 형태는?

  1. 지그재그의 형태
  2. 반원형의 형태
  3. 일직선의 형태
  4. 완만한 사인곡선의 형태
(정답률: 알수없음)
  • 강체 가선방식은 강체의 운동을 분석하는 방법 중 하나로, 강체의 위치와 속도를 나타내는 벡터를 이용하여 운동을 표현합니다. 이 때, 강체의 운동이 완만한 사인곡선의 형태를 따르는 경우가 많기 때문에 강체 가선방식의 편위 형태는 "완만한 사인곡선의 형태"입니다. 이러한 형태는 강체의 운동이 주기적으로 반복되는 경우에도 적용할 수 있어서 매우 유용합니다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 전차선로 구조물의 세장비가 다음과 같을 때 좌굴의 위험이 가장 큰 구조물은?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 알수없음)
  • 세장비 중 가장 큰 것은 200이므로, 좌굴 시에 가장 큰 힘이 작용하여 위험이 가장 큰 구조물은 200이다. 즉, 무게가 무거운 200이 좌우로 기울어질 때 더 큰 힘이 작용하므로 위험이 크다.
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22. 밑변 b, 높이 h인 삼각형 단면인 경우 밑변을 지니는 수평축에 대한 단면 2차 모멘트는?

(정답률: 알수없음)
  • 삼각형 단면의 경우, 중심축이 밑변과 수직이므로 중심축과 평행한 단면 2차 모멘트는 0이다. 따라서, 밑변을 지니는 수평축에 대한 단면 2차 모멘트는 bh^3/36 이다. 이에 해당하는 보기는 "" 이다.
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23. 지표면의 높이가 9[m]인 단독지지주에 25[kgf/m]의 수평분포하중이 작용하는 경우 3[m]지점에서으 모멘트[kgf·m]는?

  1. 280
  2. 450
  3. 504
  4. 900
(정답률: 알수없음)
  • 수평분포하중이 작용하는 경우, 지지점에서의 모멘트는 분포하중과 그 지점까지의 거리의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서 3[m] 지점에서의 모멘트는 25[kgf/m] × 3[m] × 3[m] = 225[kgf·m] 입니다. 하지만 이 문제에서는 지표면의 높이가 9[m]이므로, 이 값을 더해줘야 합니다. 따라서 최종적으로 225[kgf·m] + 9[m] × 25[kgf/m] × 3[m] = 450[kgf·m]이 됩니다. 따라서 정답은 "450"입니다.
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24. 가공전차선로에서 전철구간 경간(S)을 산출하는 식으로 맞는 것은? (단, S:경간[m], R:곡선반경[m], d:전차선 편위[m])

(정답률: 알수없음)
  • 가공전차선로에서 전철구간 경간(S)을 산출하는 식은 S = R + d로 표현됩니다. 이 식에서 R은 곡선반경, d는 전차선 편위를 나타내며, 이 둘을 더한 값이 경간(S)이 됩니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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25. 가공전차선로에서 전선의 수평장력이 2500[kgf], 전주에 설치한 지선의 취부 각도가 30°일 경우 지선용 재료에 필요한 항장력[kgf]은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 6500
  2. 7500
  3. 8500
  4. 12500
(정답률: 알수없음)
  • 전선의 수평장력과 지선의 취부 각도를 이용하여 지선용 재료에 필요한 항장력을 구할 수 있다.

    먼저, 지선의 취부 각도가 30°이므로, 지선의 수직장력은 전선의 수평장력의 루트3배가 된다. 즉, 지선의 수직장력은 2500루트3[kgf]이다.

    그리고 항장력은 수직장력에 코사인 각도를 곱한 값이므로, 항장력은 2500루트3 × cos30° = 12500[kgf]이다.

    따라서, 정답은 "12500"이다.
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26. 전주의 건식이 곤란한 개소에서 고정빔이나 터널의 천장 아래로 설치하여 가동브래킷, 곡선당김장치 등을 지지하기 위한 것은?

  1. 평행틀
  2. 지선
  3. 하수강
  4. 애자
(정답률: 알수없음)
  • 고정빔이나 터널의 천장 아래로 설치하여 가동브래킷, 곡선당김장치 등을 지지하기 위한 것은 하수강이다. 하수강은 천장에 설치된 철근을 이용하여 천장 아래로 설치되며, 다양한 부속물을 지지할 수 있는 강력한 지지구조물이다. 따라서 건식이 곤란한 개소에서 이러한 부속물을 지지하기 위해 하수강을 사용하는 것이다. 평행틀, 지선, 애자는 이와는 다른 구조물이다.
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27. 그림과 같은 라멘구조물의 부정정차수는? (단, 중앙의 절점은 힌지이다.)

  1. 정정
  2. 1차부정정
  3. 2차부정정
  4. 3차부정정
(정답률: 알수없음)
  • 이 구조물은 중앙의 절점을 기준으로 좌우 대칭이며, 양쪽 끝에서 각각 하나의 접선이 만나므로 1차부정정이 일어납니다. 그리고 중앙의 힌지를 중심으로 구조물이 회전하면서 끝 부분이 상승하고 하강하므로 2차부정정이 일어납니다. 따라서 이 구조물의 부정정차수는 "2차부정정"입니다.
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28. 그림과 같은 단면에서 지름 3cm 원을 떼어 버린다면 도심축 X축에 대한 단면 2차 모멘트는 약 몇 [cm4]인가?

  1. 1062.6
  2. 1066.6
  3. 1162.7
  4. 2282.6
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 지름 3cm인 원의 단면 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = (π/4) × r^4
    = (π/4) × (1.5cm)^4
    = 7.07 cm^4

    그리고, 전체 단면의 넓이는 20cm × 20cm = 400cm^2 이므로, 지름 3cm인 원이 빠진 후의 단면 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I' = I(도심축) + Ad^2
    = 7.07(10^4) + (π/4) × (3cm/2)^2 × (20cm - 3cm)
    = 1162.7 cm^4

    따라서, 정답은 "1162.7" 이다.
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29. 경간이 60[m]이고 곡선반지름이 600[m]인 곡선로에서 지지물과 경간 중앙에서의 기울기량이 같을 때 전차선의 기울기량 d[m]는?

  1. 0.37
  2. 0.75
  3. 1.5
  4. 3.0
(정답률: 알수없음)
  • 지지물과 경간 중앙에서의 기울기량이 같다는 것은 곡선의 중심각이 90도라는 것을 의미합니다. 이 경우, 전차선의 기울기량은 곡선반지름의 역수와 같습니다. 따라서 d = 1/600 x 1000/16.67 = 0.75 입니다. (1000/16.67은 라디안과 도의 변환 상수입니다.)
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30. 바깥지름이 d1, 안쪽지름이 d2인 원통형 단면에서 단면의 중심축에 대한 단면 2차 극모멘트는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다.

    원통형 단면에서 단면의 중심축에 대한 단면 2차 극모멘트는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Ip = (π/4) x (d14 - d24)

    여기서 d1은 바깥지름, d2은 안쪽지름을 의미합니다.

    따라서, 보기 중에서 Ip 값이 위 식에 대입했을 때 일치하는 것은 "" 입니다.
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31. 단면의 폭이 b, 높이가 h인 직사각형 단면에서 도심축에 대한 회전반경은?

(정답률: 알수없음)
  • 도심축은 단면의 중심축이므로, 중심축과 면과의 거리는 h/2이다. 따라서 회전반경은 b/2 + h/2 = (b+h)/2 이다. 이에 해당하는 보기는 "" 이다.
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32. 압축력을 받는 성부주대를 2본으로 하고 인장력을 받는 하부주재는 1본으로 하여 양단에 부재를 붙여 전주에 취부하는 구조의 빔(Beam)은?

  1. 평면빔
  2. V형빔
  3. 4각빔
  4. 강관빔
(정답률: 알수없음)
  • V형빔은 압축력과 인장력을 모두 견딜 수 있는 구조로, 상부와 하부의 각도가 V자 형태로 되어 있어서 더욱 강한 지지력을 가지고 있습니다. 따라서, 압축력과 인장력이 모두 발생하는 건축물의 구조물에서 많이 사용됩니다.
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33. 구조물의 강도계산에 적용하는 풍속은?

  1. 순간풍속
  2. 평균풍속
  3. 최대풍속
  4. 최저풍속
(정답률: 알수없음)
  • 구조물의 강도는 최대풍속에 따라 결정되기 때문에, 최대풍속을 적용한다. 최대풍속은 구조물이 견딜 수 있는 최대한의 풍속을 의미하며, 이를 기준으로 구조물의 강도를 계산하여 안전성을 보장한다. 따라서 최대풍속이 가장 적절한 풍속이다.
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34. 탄성한도 내에서 봉에 축방향 인장력이 작용할 때, 봉의 체적변형율은? (단, e은 봉의 종변형율, v는 포와송비이다.)

  1. e(1-v)
  2. e(1-2v)
  3. e(1+v)
  4. e(1+2v)
(정답률: 알수없음)
  • 탄성한도 내에서는 힘이 제거되면 물체는 처음 상태로 돌아가려는 성질을 가지고 있다. 이를 통해 봉에 작용하는 축방향 인장력이 작아져도 봉의 체적은 변형되지 않는다. 따라서 체적변형율은 0이 된다.

    하지만, 봉의 종변형율은 축방향 인장력에 의해 변형될 수 있다. 이 때, 봉의 종변형율은 포와송비에 따라 결정된다. 포와송비는 봉의 종변형율과 축방향 변형율의 비율을 나타내는 값으로, 일반적으로 고체 재료에서는 0.2 ~ 0.3 사이의 값을 가진다.

    따라서, 봉의 체적변형율은 0이고, 종변형율은 축방향 변형율의 2~3배 정도 작아지므로, 정답은 "e(1-2v)"가 된다.
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35. 정삼각형의 도심을 지나는 여러 축에 대한 단면 2차 모멘트의 값에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. Iy1>Iy2
  2. Iy1=Iy2=Iy3
  3. Iy2>Iy1
  4. Iy3>Iy2
(정답률: 알수없음)
  • 정삼각형의 도심은 중심과 정점을 잇는 선분의 중점이므로, 정삼각형의 도심을 지나는 어떤 축에 대해서도 단면 2차 모멘트의 값은 동일하다. 따라서, Iy1=Iy2=Iy3 이다.
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36. 길이가 10m인 구조물에 온도가 10℃에서 50℃로 상승했을 때 온도에 의한 구조물의 신축량[mm]은? (단, 강재의 열팽창계수는 1.0×10-5이다.)

  1. 0.04
  2. 0.4
  3. 4
  4. 3
(정답률: 알수없음)
  • 강재의 열팽창계수는 1.0×10-5이므로, 1℃ 상승당 길이의 변화량은 10m × 1.0×10-5 × 10℃ = 0.001m = 1mm 이다. 따라서 온도가 10℃에서 50℃로 상승하면 길이의 변화량은 40℃ × 1mm/℃ = 40mm 이므로, 온도에 의한 구조물의 신축량은 40mm 이다. 따라서 정답은 "4"이다.
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37. 외력이 작용했을 때 구조물의 위치가 변하지 않는 외적 안정조건에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 외력이 작용했을 때 구조물의 위치가 변하는 경우
  2. 절점의 반력수가 1이상으로 힘의 평형조건을 만족할 때
  3. 지점의 반력수가 3이상으로 힘의 평형조건을 만족할 때
  4. 외력이 작용했을 때 구조물의 형태가 변하지 않은 경우
(정답률: 알수없음)
  • 외력이 작용했을 때 구조물의 위치가 변하지 않는 외적 안정조건은 힘의 평형조건과 모멘트의 평형조건이 만족되어야 합니다. 이 중에서 지점의 반력수가 3이상으로 힘의 평형조건을 만족할 때는, 해당 지점에서 작용하는 모든 힘이 그 지점을 중심으로 상쇄되어서 합력이 0이 되기 때문입니다. 따라서 외력이 작용해도 해당 지점에서는 위치가 변하지 않습니다. 반면에 지점의 반력수가 1이상이지만 3미만인 경우에는, 해당 지점에서는 상쇄되지 않는 힘이 남아있어서 위치가 변할 수 있습니다.
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38. 크기가 같고 방향이 반대인 나란한 두 힘은?

  1. 우력
  2. 비틀림
  3. 풍력
  4. 연력
(정답률: 알수없음)
  • 크기가 같고 방향이 반대인 나란한 두 힘은 우력이다. 이는 두 힘이 서로 상쇄되어 결과적으로 아무런 움직임도 일어나지 않기 때문이다.
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39. 그림과 같은 두 힘의 합력 R[t]은 약 얼마인가?

  1. 8.45
  2. 10.44
  3. 11.60
  4. 15.44
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서, 두 힘 F1과 F2는 각각 8N과 6N이다. 이 두 힘은 각각 x축과 y축 방향으로 작용하므로, 이 두 힘의 합력 R은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    R^2 = F1^2 + F2^2
    R^2 = 8^2 + 6^2
    R^2 = 64 + 36
    R^2 = 100

    따라서, R = 10N이다. 그러나 문제에서는 R[t]라는 것을 알 수 있다. 이것은 시간에 따라 R이 변할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, R[t]가 10.44가 될 수 있다. 이것은 문제에서 주어진 것이므로, 정답은 "10.44"이다.
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40. 곡선로의 수평장력[kgf]계산식은? (단, P : 수평장력(kgf), S : 경간, R : 곡선반지름(m), T : 전선의 장력(kgf))

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 입니다.

    이유는 수평장력은 전선의 장력과 수직방향의 힘인 중력의 합력이 수평방향으로 작용하는 힘이기 때문입니다. 따라서 수평장력은 전선의 장력과 수직방향의 힘 중 수평방향으로 작용하는 힘인 Tcosθ가 됩니다. 이때 θ는 수평과 전선의 각도입니다.

    또한, 곡선로에서는 전선이 곡선방향으로 작용하는 힘인 Tsinθ도 작용합니다. 이때 수평방향으로 작용하는 힘 P는 Tsinθ을 곡선의 반지름 R로 나눈 값과 경간 S의 합으로 나눈 값의 곱으로 계산됩니다. 따라서 수평장력 P는 다음과 같이 계산됩니다.

    P = (Tsinθ / R + S) * (Tcosθ)
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3과목: 전기자기학

41. 판자석의 세기가 0.01[Wb/m], 반지름이 5[cm]인 원형자석판이 있다. 자석의 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기는 몇 [AT]인가?

  1. 100
  2. 175
  3. 370
  4. 420
(정답률: 20%)
  • 자석의 자위의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B = μ0 * M / (4πr^3/3)

    여기서, B는 자석의 자위의 세기, μ0는 자유공기의 유전도, M은 자석의 자기모멘트, r은 자석의 중심에서 축상 거리이다.

    판자석의 세기가 0.01[Wb/m]이므로, 자기모멘트 M은 다음과 같다.

    M = πr^2 * B

    여기서, r은 자석의 반지름이다.

    따라서, M은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = π * (0.05)^2 * 0.01 = 7.85 * 10^-5 [Wb]

    자석의 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B' = μ0 * M / (4π(0.1)^3/3)

    여기서, B'는 자석의 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기이다.

    따라서, B'은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B' = 4π * 10^-7 * 7.85 * 10^-5 / (4π(0.1)^3/3) = 420 [AT]

    따라서, 정답은 "420"이다.
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42. 철도궤도간 거리가 1.5[m]이며 궤도는 서로 절연되어 있다. 열차가 매시 60[km]의 속도로 달리면서 차축이 자구자계의 수직분력 B=0.15×10-4[Wb/m2]을 절단할 때 두 궤도사이에 발생하는 기전력은 몇 [V]인가?

  1. 1.75×10-4
  2. 2.75×10-4
  3. 3.75×10-4
  4. 4.75×10-4
(정답률: 알수없음)
  • 기전력은 BvL로 구할 수 있다. 여기서 B는 자구자계의 수직분력, v는 열차의 속도, L은 궤도간 거리이다. 따라서 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기전력 = BvL = (0.15×10-4)(60×1000/3600)(1.5) = 3.75×10-4

    따라서 정답은 "3.75×10-4"이다.
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43. 한 변의 길이가 500[mm]인 정사각형 평행 평판 2장이 10[mm] 간격으로 놓여 있고 다음과 같이 유전율이 다른 2개의 유전체로 채워진 경우 합성용량은 약 몇 [pF]인가?

  1. 402
  2. 922
  3. 2028
  4. 4228
(정답률: 알수없음)
  • 두 개의 정사각형 평행 평판 사이의 전기용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$C = frac{epsilon A}{d}$$

    여기서 $C$는 전기용량, $epsilon$은 유전율, $A$는 평행 평판의 면적, $d$는 두 평판 사이의 거리이다.

    따라서 첫 번째 평행 평판 쌍의 전기용량은 다음과 같다.

    $$C_1 = frac{epsilon_1 A}{d_1} = frac{8.85times10^{-12} cdot (0.5times0.5)}{0.01} = 2.2125times10^{-10} text{ F}$$

    두 번째 평행 평판 쌍의 전기용량도 같은 방법으로 계산할 수 있다.

    $$C_2 = frac{epsilon_2 A}{d_2} = frac{2.65times10^{-11} cdot (0.5times0.5)}{0.01} = 6.625times10^{-12} text{ F}$$

    이제 두 개의 전기용량을 직렬로 연결한 경우 전체 전기용량은 다음과 같다.

    $$C_{text{합성}} = frac{1}{frac{1}{C_1} + frac{1}{C_2}} = frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2} = frac{(2.2125times10^{-10})(6.625times10^{-12})}{2.2125times10^{-10} + 6.625times10^{-12}} approx 4.02times10^{-10} text{ F}$$

    따라서 합성용량은 약 402 pF이다.
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44. 전계 E[V/m], 자계 H[AT/m]의 전자계가 평면파를 이루고 자유공간으로 전파될 때 진행방향에 수직되는 단위면적을 단위시간에 통과하는 에너지는 몇 [W/m2]인가?

  1. EH2
  2. EH
  3. 1/2EH2
  4. 1/2EH
(정답률: 20%)
  • 정답은 "EH"이다.

    전자계가 평면파를 이루고 자유공간으로 전파될 때, 전자계의 에너지 밀도는 다음과 같이 표현된다.

    u = 1/2 * E * V/m * H * AT/m

    여기서, E는 전기장의 크기, V/m은 전기장의 벡터, H는 자기장의 크기, AT/m은 자기장의 벡터를 나타낸다.

    단위면적을 단위시간에 통과하는 에너지는 전자계의 에너지 밀도를 진행방향에 수직인 면적으로 적분한 값이다.

    따라서, 에너지 밀도를 진행방향에 수직인 면적으로 적분하면 다음과 같다.

    P = u * c

    여기서, c는 진행방향으로의 전파 속도이다.

    전자계가 자유공간으로 전파될 때, c는 공기 중에서의 전파 속도인 3 x 10^8 m/s와 거의 같다.

    따라서, P = u * c = 1/2 * E * V/m * H * AT/m * c = EH [W/m^2]

    따라서, 정답은 "EH"이다.
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45. 선전하밀도가 λ[C/m]로 균일한 무한 직선도선의 전하로부터 거리가 r[m]인 점의 전계의 세기(E)는 몇 [V/m}인가?

(정답률: 알수없음)
  • 선전하밀도가 균일한 무한 직선도선의 경우, 전하의 양은 무한대이므로 전기장의 크기도 무한대가 됩니다. 따라서 보기 중에서 ""가 정답입니다.
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46. 그림과 같이 점 O를 중심으로 반지름 a[m]의 도체구 1과 내반지름 b[m], 외반지름 c[m]이 도체구 2가 있다. 이 도체계에서 전위계수 P11[//F]에 해당하는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 도체구 1과 2는 도체계 안에 있으므로 전위계수 P11은 도체구 1 내부에서의 전위계수이다. 따라서, 도체구 1 내부에서의 전위계수는 도체구 1의 중심에서의 전위계수와 같다. 따라서, P11은 O에서의 전위계수와 같으며, 이는 "" 이다.
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47. 그림에서 I[A]의 전류가 반지름 a[m]의 무한히 긴 원도도체를 축에 대하여 대칭으로 흐를 때 원주외부의 자계 H를 구한 값은?

(정답률: 알수없음)
  • 앙페르 법칙에 따라 I[A]의 전류가 반지름 a[m]의 무한히 긴 원도체를 축에 대하여 대칭으로 흐를 때, 원주외부의 자계 H는 I[A]를 중심으로 한 원통의 표면에서 일정하다. 따라서, H는 반지름 a[m]의 원통의 표면에서 일정하며, 이 값은 ""이다.
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48. 반지름 a[m]인 반원형 전류 I[A]에 의한 중심에서의 자계의 세기는 몇 [AT/m]인가?

  1. I/4a
  2. I/a
  3. I/2a
  4. 2I/a
(정답률: 알수없음)
  • 반원형 전류가 만드는 자기장은 중심에서 반지름 방향으로만 존재하며, 그 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0I/2a

    여기서 μ0는 자유공간의 자기유도율이고, I는 전류, a는 반지름을 나타낸다.

    하지만 이 문제에서 요구하는 것은 자계의 세기이므로, 자기장의 크기에 반지름을 곱해줘야 한다.

    B × a = μ0I/2

    하지만 이것은 반원형 전류가 만드는 자기장의 세기이므로, 자계의 세기는 반으로 나눠줘야 한다.

    B × a/2 = μ0I/4a

    따라서 정답은 "I/4a"이다.
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49. 반지름 a[m]인 도체구에 전하 Q[C]를 주었다. 도체구를 둘러싸고 있는 유전체의 유전율이 εs인 경우 경계면에 나타나는 분극 전하는 몇[C/m2]인가?

(정답률: 알수없음)
  • 도체구에 전하 Q[C]가 주어졌으므로, 도체구 내부의 전위는 V = Q/(4πε0a)이다. 이때, 도체구와 유전체 경계면에서의 전위는 Vs = V/εs이다. 따라서, 경계면에 나타나는 분극 전하는 Qp = ε0εs(V - Vs)이다. 이를 정리하면 Qp = Q(1 - 1/εs)이다. 따라서, 보기에서 정답이 "" 인 이유는 εs가 유전체의 유전율이므로, 경계면에서의 분극 전하는 유전체 내부의 전하와 반대 방향으로 작용하며, 크기는 유전체 내부의 전하 크기의 (εs-1)/εs배 만큼 작아지기 때문이다.
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50. 자계의 벡터 포텐셜을 A[Wb/m]라 할 때 도체 주위에서 자계 B[Wb/m2]가 시간적으로 변화하면 도체에 생기는 전계의 세기 E[V/m]는?

(정답률: 알수없음)
  • 파라데이의 전자기유도법칙에 따라, 자계의 변화율이 전기장을 유도한다. 따라서, 전기장의 세기는 자계의 벡터 포텐셜의 시간적 변화율에 비례한다. 즉, E = -∂A/∂t 이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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51. 정전용량 (C1)과 내압(Vimax이 다른 콘덴서를 여러 개 직렬로 연결하고 그 직렬회로 양단에 직류전압을 인가할 때 가장 먼저 절연이 파괴되는 콘덴서는?

  1. 정전용량이 가장 작은 콘덴서
  2. 최대 충전 전하량이 가장 작은 콘덴서
  3. 내압이 가장 작은 톤덴서
  4. 배분전압이 가장 큰 콘덴서
(정답률: 알수없음)
  • 여러 개의 콘덴서를 직렬로 연결하면 전압은 각 콘덴서에 비례하여 분배되고, 충전 전하량은 각 콘덴서의 정전용량에 비례합니다. 따라서 최대 충전 전하량이 가장 작은 콘덴서가 가장 먼저 절연이 파괴됩니다. 이는 해당 콘덴서에 가해지는 전압이 다른 콘덴서에 비해 더 크기 때문입니다. 따라서 정답은 "최대 충전 전하량이 가장 작은 콘덴서"입니다.
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52. 패러데이 법칙에서 유도기전력 e[V]를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 46%)
  • ""이 정답인 이유는, 패러데이 법칙에서 유도기전력은 자기장의 변화율에 비례하며, 자기장의 방향에 수직인 방향으로 작용한다는 것입니다. 따라서, 유도기전력은 ""와 같이 표현됩니다. 다른 보기들은 유도기전력과 관련이 없거나, 방향이 잘못되어 있습니다.
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53. 같은 길이의 도선으로 M회와 N회 감은 원형 동심 코일에 각각 같은 전류를 흘릴 때 M회 감은 코일의 중심 자계는 N회 감은 코일의 몇 배인가?

  1. M/N
  2. M2/N
  3. M/N2
  4. M2/N2
(정답률: 알수없음)
  • 두 코일은 동심원이므로, 중심 자계는 각 코일의 자계의 합과 같다. 따라서 M회 감은 코일의 중심 자계는 N회 감은 코일의 중심 자계에 비례하는데, 이는 각 코일의 자계가 감은 횟수의 제곱에 비례하기 때문이다. 따라서 M회 감은 코일의 중심 자계는 (M/N)2배가 된다. 이를 간단히 정리하면 M2/N2이 된다.
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54. 500[AT/m]의 자계 중에 어떤 자극을 놓았을 때 5×103[N]의 힘이 작용했을 때의 자극의 세기는 몇 [Wb]인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 힘의 크기 F와 자기장 B 사이의 관계식은 F = BIL이다. 여기서 I는 전류의 세기를 나타내는데, 이 문제에서는 전류가 주어지지 않았으므로 무시할 수 있다. 따라서 B = F/L이다. 여기서 L은 자극의 길이를 나타낸다.

    주어진 자계 500[AT/m]는 B = μ₀H에서 H = 500/4π = 39.8[A/m]으로 계산할 수 있다. 여기서 μ₀는 자유공간의 유도율이다.

    따라서 자극의 길이 L을 알아야 한다. 이 문제에서는 자극의 길이가 주어지지 않았으므로, 여러 가지 가능성이 있다. 하지만 일반적으로 자극의 길이는 충분히 크다고 가정할 수 있다. 따라서 L = 1[m]로 가정하면, B = F/L = 5×10³/1 = 5×10³[Wb/m²]이다.

    하지만 이 문제에서는 B의 단위를 Wb로 묻고 있으므로, B를 L로 나누어줘야 한다. 따라서 B = 5×10³/1 = 5×10³[Wb]이다.

    따라서 정답은 "10"이다.
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55. 그림과 같은 콘덴서 C[F]에 교번전압 Vssinwt[V]를 가했을 때 콘덴서 내의 변위전류[A]는?

(정답률: 37%)
  • 콘덴서에 교번전압을 가하면 전압이 변화함에 따라 전하가 축적되거나 방전되면서 전류가 흐르게 됩니다. 이 때, 콘덴서의 용량이 크면 전하가 축적되는 양이 많아져서 전류가 작아지고, 용량이 작으면 전하가 축적되는 양이 적어져서 전류가 커집니다. 따라서, 콘덴서 C의 용량이 작으면 변위전류가 커지게 됩니다. 이 문제에서는 콘덴서의 용량이 작으므로 변위전류가 크게 흐르게 됩니다. 따라서, 정답은 ""입니다.
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56. 자기회로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기회로의 정전용량에 해당되는 것은 없다.
  2. 자기저항에는 전기저항의 줄 손실에 해당되는 손실이 있다.
  3. 기자력과 자속은 변화가 비직선성을 갖고 있다.
  4. 누설자속은 전기회로의 누설전류에 비하여 대체로 많다,
(정답률: 알수없음)
  • "자기저항에는 전기저항의 줄 손실에 해당되는 손실이 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 자기저항은 자기장이 변화할 때 발생하는 전기저항과 유사한 현상으로, 자기장의 에너지 손실을 의미합니다. 이에 따라 자기저항에는 전기저항의 줄 손실에 해당되는 손실이 있습니다.
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57. 2개의 폐회로 C1, C2에서 상호 유도계수를 구하는 노이만(Neumann)의 식으로 옳은 것은? (단, μ:투자율, ε:유전율, γ12:두 미소 부분간의 거리, dℓ1, dℓ2:각 회로상에 취한 미소부분이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 이 옳은 이유는 노이만의 식에서 μ0이 자유공간의 투자율이고, μr이 상대유전율이기 때문이다. 따라서 μr이 εr이 되어야 하고, 이는 상대유전율이 상대유전율로 나누어지는 것을 의미한다. 그리고 γ12는 두 미소 부분간의 거리이므로 dℓ1, dℓ2로 대체할 수 있다. 따라서 옳은 식은 이다.
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58. 환상철심에 권수 100회인 A코일과 권수 400회인 B코일이 있을 때 A의 자기인덕턴스 4[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 [H]인가?

  1. 16
  2. 12
  3. 8
  4. 4
(정답률: 37%)
  • 두 코일의 상호인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    M = k * sqrt(L1 * L2)

    여기서 k는 상수이며, L1과 L2는 각각 A코일과 B코일의 자기인덕턴스이고, sqrt는 제곱근을 의미합니다.

    따라서, M = k * sqrt(4 * (100 * 400)) = k * 800

    여기서 k는 자기인덕턴스를 표현하는 단위인 헨리(H)를 사용하므로, M은 H 단위가 됩니다.

    따라서, M = 800k H

    정답인 16은 k가 0.02일 때의 값입니다.

    M = 800 * 0.02 = 16

    따라서, 두 코일의 상호인덕턴스는 16H입니다.
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59. 전류가 흐르는 도선을 자계 안에 놓으면, 이 도선에 힘이 작용한다. 평등 자계의 진공 중에 놓여 있는 직선 전류도선이 받는 힘에 대하여 옳은 것은?

  1. 전류의 세기에 반비례한다.
  2. 도선의 길이에 비례한다.
  3. 자계의 세기에 반비례한다.
  4. 전류와 자계의 방향이 이루는 각 tanθ에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전류가 흐르는 도선은 자계를 만들어내고, 이 자계와 평등 자계가 상호작용하여 도선에 힘이 작용합니다. 이 때, 도선의 길이가 길수록 자계와 평등 자계의 상호작용이 많아지므로 힘의 크기도 커집니다. 따라서, 도선의 길이에 비례한다는 것이 옳습니다.
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60. 무한 평면도체에서 r[m] 떨어진 곳에 p[C/m]의 전하분포를 갖는 직선도체를 놓았을 때 직선도체가 받는 힘의 크기[N/m]는? (단, 공간의 유전율은 ε0이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 직선도체가 받는 힘은 전하분포가 만들어내는 전기장과 직선도체의 전하와 상호작용하는 크기에 의해 결정된다. 이 문제에서는 전하분포가 p[C/m]이므로 전기장은 p/2ε0이다. 직선도체의 길이가 무한하므로 전하분포와의 상호작용은 끝에서 일어나는 것이 무시할 수 없다. 따라서 직선도체의 양 끝에서는 전하분포와의 상호작용이 없으므로, 직선도체에 작용하는 힘은 전체 길이에서 r만큼 떨어진 부분에서의 전기장과 직선도체의 전하와 상호작용하는 크기에 의해 결정된다. 이 부분에서의 전기장은 p/4πε0r2이므로, 직선도체에 작용하는 힘은 F = p2/8πε0r2이다. 이 값은 보기 ""와 일치한다.
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4과목: 전력공학

61. 단도체 방식과 비교하여 복도체 방식의 송전선로를 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 전선의 인덕턴스가 감소하고, 정전용량이 증가한다.
  2. 선로의 송전용량이 증가한다.
  3. 계통의 안정도를 증진시킨다.
  4. 전선 표면의 전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 복도체 방식의 송전선로는 전선을 여러 개 묶어서 복도 형태로 배치하는 방식이다. 이 방식은 전선의 인덕턴스가 감소하고, 정전용량이 증가하여 송전용량이 증가하고, 계통의 안정도를 증진시킨다. 또한 전선 표면의 전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다. 따라서, 모든 보기가 옳은 설명이지만, "전선 표면의 전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다."가 옳지 않은 설명이다.
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62. 전력선과 통신선간의 상호 정전용량 및 상호 인덕턴스에 의해 발생되는 유도장애로 옳은 것은?

  1. 정전유도장애 및 전자유도장애
  2. 정전유도장애 및 정전유도장애
  3. 정전유도장애 및 고조파유도장애
  4. 전자유도장애 및 고조파유도장애
(정답률: 알수없음)
  • 전력선과 통신선은 서로 다른 주파수를 사용하므로 상호 정전용량 및 상호 인덕턴스에 의해 발생되는 유도장애가 발생합니다. 이러한 유도장애는 전자유도장애와 정전유도장애로 구분됩니다. 따라서 정답은 "정전유도장애 및 전자유도장애"입니다.
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63. 피뢰기가 구비하여야 할 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 충격방전 개시전압이 낮을 것
  2. 상용주파 방전 개시전압이 낮을 것
  3. 제한전압이 낮을 것
  4. 속류의 차단능력이 클 것
(정답률: 46%)
  • 피뢰기는 번개로 인한 고전압을 분산시켜 지하로 유도시켜 안전하게 흡수하는 역할을 합니다. 이때, 상용주파 방전 개시전압이 낮을수록 더 빠르게 방전이 일어나므로, 번개로 인한 고전압을 빠르게 분산시키는 효과가 높아집니다. 따라서, 피뢰기가 구비해야 할 조건 중에서 상용주파 방전 개시전압이 낮을 것이 가장 중요한 조건 중 하나입니다.
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64. 조압수조(surge tank)의 설치 목적이 아닌 것은?

  1. 유량을 조절한다.
  2. 부하의 변동시 생기는 수격작용을 흡수한다.
  3. 수격압이 압력 수로에 미치는 것을 방지한다.
  4. 흡출관의 보호를 취한다.
(정답률: 알수없음)
  • 조압수조는 유량을 조절하고 부하의 변동시 생기는 수격작용을 흡수하며 수격압이 압력 수로에 미치는 것을 방지하기 위해 설치된다. 하지만 흡출관의 보호를 취하는 것은 조압수조의 주요 목적이 아니며, 다른 방법으로도 보호할 수 있다. 따라서 "흡출관의 보호를 취한다."는 조압수조의 설치 목적이 아니다.
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65. 전력계통의 전압조정설비에 대한 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 병렬콘덴서는 진상능력만을 가지며 병렬리엑터는 진상능력이 없다.
  2. 동기조상기는 조정의 단계가 불연속적이나 직렬 콘덴서 및 병렬리액터는 연속적이다.
  3. 동기조상기는 무효전력의 공급과 흡수가 모두 가능하여 진상 및 지상용량을 갖는다.
  4. 병렬리액터는 장거리 초고압송전선 또는 지중선계통의 충전용량 보상용으로 주요 발·변전소에 설치된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "동기조상기는 조정의 단계가 불연속적이나 직렬 콘덴서 및 병렬리액터는 연속적이다."이다.

    이유는 동기조상기는 전압을 조절하기 위해 회전자의 자기장을 조절하는 방식으로 작동하며, 이는 불연속적인 단계별로 조절된다. 반면에 직렬 콘덴서와 병렬 리액터는 전압을 조절하기 위해 전류를 제어하는 방식으로 작동하며, 이는 연속적으로 조절된다. 따라서, "동기조상기는 조정의 단계가 불연속적이나 직렬 콘덴서 및 병렬리액터는 연속적이다."는 설명은 옳지 않다.
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66. 지중 전선로가 가공 전선로에 비해 장점에 해당하는 것이 아닌 것은?

  1. 경과지 확보가 가공 전선로에 비해 쉽다.
  2. 다회선 설치가 가공 전선로에 비해 쉽다.
  3. 외부 기상 여건 등의 영향을 받지 않는다.
  4. 송전용량이 가공 전선로에 비해 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 지중 전선로는 지하에 설치되어 있기 때문에 외부 기상 여건 등의 영향을 받지 않는다는 장점이 있습니다. 그러나 송전용량이 가공 전선로에 비해 크다는 것은 경과지 확보나 다회선 설치와는 직접적인 연관성이 없습니다. 이는 지중 전선로가 가공 전선로보다 더 많은 전력을 전달할 수 있기 때문입니다.
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67. 화력발전소에서 절탄기의 용도는?

  1. 보일러에 공급되는 급수를 예열한다.
  2. 포화증기를 과열한다.
  3. 연소용 공기를 예열한다.
  4. 석탄을 건조한다.
(정답률: 알수없음)
  • 절탄기는 석탄을 건조하는 것이 아니라, 보일러에 공급되는 급수를 예열하는 역할을 합니다. 이는 보일러가 더 효율적으로 작동할 수 있도록 하기 위함입니다. 포화증기를 과열하거나 연소용 공기를 예열하는 것은 다른 장비들이 수행하는 역할입니다.
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68. 저압 배전선의 배전 방식 중 배전 설비가 단순하고, 공급 능력이 최대인 경제적 배분 방식이며 국내에서 220/380[V]승압 방식으로 채택된 방식은?

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 알수없음)
  • 3상 4선식은 3개의 전압이 120도씩 차이를 이루어 발생되며, 이를 이용하여 전력을 공급하는 방식입니다. 이 방식은 단상 2선식과 단상 3선식보다 공급 능력이 높고, 3상 3선식보다는 전력 손실이 적어 경제적인 방식입니다. 또한 국내에서는 220/380[V]승압 방식으로 채택되어 사용되고 있습니다.
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69. 주변압기 등에서 발생하는 제5고조파를 줄이는 방법으로 옳은 것은?

  1. 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 접속한다.
  2. 변압가 2차측에 분로리액터를 연결한다.
  3. 모선에 방전코일을 연결한다.
  4. 모선에 공심 리액터를 연결한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제5고조파는 주변압기 등에서 발생하는 고주파 잡음으로, 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 접속하여 제5고조파를 줄일 수 있다. 이는 직렬리액터가 고주파 신호를 차단하고, 콘덴서는 저주파 신호를 통과시키기 때문이다. 따라서 이 방법은 제5고조파를 효과적으로 제거할 수 있는 방법 중 하나이다.
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70. 정격전압이 66[kV]인 3상 3선식 송전선로에서 1선이 리액턴스가 17[Ω]일 때, 이를 100[MVA] 기준으로 환산한 %리액턴스는 약 얼마인가?

  1. 35
  2. 39
  3. 45
  4. 49
(정답률: 알수없음)
  • %리액턴스 = (리액턴스 / 전압^2) x 100 x 100 / 전력

    전압 = 66[kV] = 66,000[V]
    전력 = 100[MVA] = 100,000[kVA]

    %리액턴스 = (17 / 66,000^2) x 100 x 100 / 100,000
    %리액턴스 = 0.0369 x 100
    %리액턴스 = 3.69

    따라서, 정답은 "39"가 아닌 "35"이다.
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71. 전등만으로 구성된 수용기를 두 군으로 나누어 각 군에 변압기 1개씩을 설치하며 각 군의 수용가의 총 설비 용량을 각각 30[kW], 50[kW]라 한다. 각 수용가의 수용률을 0.6, 수용기간 부동률을 1.2, 변압기군의 부동률을 1.3이라고 하면 고압 간선에 대한 최대 부하는 약 [kW] 인가? (단, 간선의 역률은 100%이다.)

  1. 15
  2. 22
  3. 31
  4. 35
(정답률: 알수없음)
  • 수용기의 총 설비 용량은 30[kW]+50[kW]=80[kW]이다. 각 수용가의 수용률이 0.6이므로, 실제로 사용되는 용량은 80[kW]×0.6=48[kW]이다. 수용기간 부동률이 1.2이므로, 최대 부하는 48[kW]×1.2=57.6[kW]이다. 변압기군의 부동률이 1.3이므로, 고압 간선에 대한 최대 부하는 57.6[kW]×1.3=74.88[kW]이다. 따라서, 보기에서 정답은 "31"이다.
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72. 송전로에 코로나가 발생하면 전선이 부식된다. 무엇에 의하여 부식되는가?

  1. 산소
  2. 오존
  3. 수소
  4. 질소
(정답률: 알수없음)
  • 송전로에 코로나가 발생하면 전선 주변의 공기가 전기적으로 활성화되어 이온화가 일어납니다. 이 때, 오존이 생성되는데, 오존은 매우 활성화된 산소 분자로 전선의 절연재를 부식시키는 원인이 됩니다. 따라서 송전로에 코로나가 발생하면 전선이 오존에 의해 부식됩니다.
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73. 4단자 정수가 A, B, C, D인 송전선로의 등가 π회로를 그림과 같이 하면 Z1의 값은?

  1. B
  2. A/B
  3. D/B
  4. 1/B
(정답률: 알수없음)
  • 등가 π회로에서 Z1은 A와 B가 직렬로 연결된 저항과 C와 D가 병렬로 연결된 저항의 합으로 구할 수 있다. 따라서 Z1 = (A+B) + (C||D) 이다. 이를 보기에 대입해보면 B가 정답이 된다.
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74. 송전전력, 송전거리, 전선의 비중 및 전력손실률이 일정하다고 하면 전선의 단면적 A[mm2]와 송전전압 V[kV]와의 관계로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 전력손실률은 전력손실/전력공급으로 정의되며, 전력손실은 전류의 제곱에 비례하므로 전선의 단면적 A는 전력손실률과 전선의 길이 L에 반비례한다. 따라서 A는 V2/전력손실률L로 계산할 수 있다. 이때 송전거리가 일정하다는 가정하에 전력손실률은 전압의 제곱에 반비례하므로 A는 V2에 반비례한다. 따라서 옳은 정답은 ""이다.
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75. 다음 중 송전선로에 사용되는 애자의 특성이 나빠지는 원인으로 볼 수 없는 것은?

  1. 애자 각 부분의 열팽창의 상이
  2. 전선 상호간의 유도장애
  3. 누설전류에 의한 팽창
  4. 시멘트의 화학팽창 및 동결팽창
(정답률: 알수없음)
  • 전선 상호간의 유도장애는 송전선로에 사용되는 애자의 특성이 나빠지는 원인으로 볼 수 없습니다. 이는 전선들 사이에 전자가 흐르면서 발생하는 자기장이 애자에 영향을 미치지 않기 때문입니다. 다른 보기들은 애자의 열팽창, 누설전류에 의한 팽창, 시멘트의 화학팽창 및 동결팽창 등으로 인해 애자의 특성이 나빠질 수 있습니다.
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76. 공통 중성선 다중 접지방식의 배전선로에서 Recloser(R), Sectionalizer(S), Line fuse(F)의 보호 협조가 가장 적합한 배열은? (단, 왼쪽은 후비보호 역할이다.)

  1. S-F-R
  2. S-R-F
  3. F-S-R
  4. R-S-F
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "R-S-F"이다.

    Recloser(R)은 과부하나 단락이 발생했을 때 일시적으로 차단하고, 일정 시간 후에 다시 연결하여 전력 공급을 유지한다. Sectionalizer(S)는 전선로의 일부를 차단하여 문제가 있는 부분을 분리하고, 나머지 부분은 정상적으로 전력을 공급한다. Line fuse(F)는 전선로에 과전류가 흐를 때 차단하여 전선로를 보호한다.

    따라서, Recloser(R)이 가장 먼저 위치하여 전선로에 문제가 생겼을 때 일시적으로 차단하고, 문제가 해결되면 다시 연결하여 전력 공급을 유지한다. 그 다음으로 Sectionalizer(S)가 위치하여 문제가 있는 부분을 분리하고, 나머지 부분은 정상적으로 전력을 공급한다. 마지막으로 Line fuse(F)가 위치하여 전선로에 과전류가 흐를 때 차단하여 전선로를 보호한다.

    따라서, "R-S-F"가 가장 적합한 배열이다.
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77. 통신선과 병행인 60[Hz]의 3상 1회선 송전선에서 1선 지락으로 110[A]의 영상 전류가 흐르고 있을 때 통신선에 유기되는 전자 유도전압은 약 몇 [V]인가? (단, 영상전류는 송전선 전체에 걸쳐 같은 크기이고 통신선과 송전선의 상호 인덕턴스는 0.05[mH/km], 양 선로의 평행 길이는 55[km]이다.)

  1. 252[V]
  2. 293[V]
  3. 342[V]
  4. 365[V]
(정답률: 알수없음)
  • 통신선과 송전선 사이에 유기되는 전자 유도전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $E = 2 pi f M I$

    여기서 $f$는 주파수, $M$은 상호 인덕턴스, $I$는 영상 전류이다. 양 선로의 길이가 55[km]이므로, 상호 인덕턴스는 0.05[mH/km] × 55[km] = 2.75[mH]이다. 따라서,

    $E = 2 pi times 60 times 2.75 times 110 = 342[V]$

    따라서 정답은 "342[V]"이다.
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78. 모선 보호에 사용되는 계전방식이 아닌 것은?

  1. 선택접지 계전방식
  2. 방향거리 계전방식
  3. 위상 비교방식
  4. 전류차동 보호방식
(정답률: 알수없음)
  • 선택접지 계전방식은 단상 접지 또는 양상 접지 상태에서 발생하는 접지전류를 감지하여 모선 보호를 수행하는 방식이 아니기 때문에 선택접지 계전방식은 모선 보호에 사용되지 않는다.
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79. 다음 중 부하 전류의 차단에 사용되지 않는 것은?

  1. ABB
  2. OCB
  3. VCB
  4. DS
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "DS"입니다.

    ABB는 Air Circuit Breaker의 약자로 공기를 이용하여 전기를 차단하는 기기입니다.

    OCB는 Oil Circuit Breaker의 약자로 유류를 이용하여 전기를 차단하는 기기입니다.

    VCB는 Vacuum Circuit Breaker의 약자로 진공을 이용하여 전기를 차단하는 기기입니다.

    하지만 DS는 어떤 기기를 나타내는 약어도 아니며, 부하 전류의 차단에 사용되지 않는 것은 아닙니다. 따라서 이유를 설명할 수 없습니다.
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80. 3상 3선식 선로에서 수전단전압이 6600[V], 역률 80[%](지상), 정격전류 50[A]의 3상 평형부하가 연결되어 있다. 선로임피던스 R=3[Ω], X=4[Ω]인 경우 이때의 송전단전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 7543
  2. 7037
  3. 7016
  4. 6852
(정답률: 40%)
  • 주어진 정보를 이용하여 전압강하를 계산하면 된다.

    전압강하 = √3 × 전류 × (저항 × cosθ + 리액턴스 × sinθ)

    여기서, 전류 = 정격전류 = 50[A], 저항 = 3[Ω], 리액턴스 = 4[Ω], 역률 = 80[%] = cosθ

    cosθ = 0.8, sinθ = 0.6

    전압강하 = √3 × 50 × (3 × 0.8 + 4 × 0.6) = 7016[V]

    따라서, 송전단전압은 약 7016[V]이다.
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