전기철도산업기사 필기 기출문제복원 (2010-07-25)

전기철도산업기사 2010-07-25 필기 기출문제 해설

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전기철도산업기사
(2010-07-25 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 주파수가 100[MHz]인 전자파가 비투자율 μr=1, 비유전율 εr=36인 물질 속에서 전파할 경우 파장[m]은? (단, 감쇄정수 a=0이다.)

  1. 0.5[m]
  2. 1[m]
  3. 1.5[m]
  4. 2[m]
(정답률: 알수없음)
  • 매질 내에서의 파장은 진공 중의 파장을 비유전율과 비투자율의 제곱근으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{c}{f \sqrt{\mu_{r} \epsilon_{r}}}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{3 \times 10^{8}}{100 \times 10^{6} \sqrt{1 \times 36}}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 0.5$ m
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2. 평면도체 표면에서 d[m]의 거리에 점전하 Q[C]RK 있을 때 이 전하를 무한원까지 운반하는데 요하는 일[J]은?

  2. .
(정답률: 64%)
  • 평면도체 표면 위의 점전하 $Q$를 무한원까지 운반하는 일은 전하 $Q$와 도체 표면에 유도된 영상전하 $-Q$ 사이의 정전 에너지를 계산하는 것과 같습니다.
    ① [기본 공식] $W = \int_{d}^{\infty} \frac{Q \times (-Q)}{4\pi \epsilon_{0} (2x)^{2}} dx$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{Q^{2}}{16\pi \epsilon_{0}} \int_{d}^{\infty} \frac{1}{x^{2}} dx$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{Q^{2}}{16\pi \epsilon_{0} d}$
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3. 투자율이 다른 두 자성체의 경계면에서 굴절각과 입사각의 관계가 옳은 것은? (단, μ: 투자율, θ1: 입사각, θ2: 굴절각)

(정답률: 알수없음)
  • 투자율이 서로 다른 두 자성체의 경계면에서 자기력선의 굴절 법칙에 따라, 입사각과 굴절각의 탄젠트 값의 비는 두 매질의 투자율 비와 같습니다.
    따라서 $\tan \theta_1 / \tan \theta_2 = \mu_1 / \mu_2$ 관계를 나타내는 가 정답입니다.
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4. 그림과 같이 길이 ℓ1[m], 폭 ℓ2[m]인 직사각 코일이 자속 밀도 B[Wb/m2]인 평등 자계내에 코일면의 법선이 자계의 방향과 θ각으로 놓여 있다. 코일에 흐르는 전류가 I[A]이면 코일에 작용하는 회전력은 몇 [N·m] 인가? (단, 코일의 권수는 n 이다.)

  1. n BIℓ1ℓ2 sinθ
  2. n BIℓ1ℓ2 cosθ
  3. n BI2ℓ1ℓ2 sinθ
  4. n BI2ℓ1ℓ2 cosθ
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 내에서 전류가 흐르는 코일이 받는 회전력(토크)은 자계의 세기, 코일의 면적, 전류, 그리고 법선과 자계 방향 사이의 각도에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $T = n B I l_1 l_2 \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $T = n B I l_1 l_2 \sin\theta$
    ③ [최종 결과] $T = n B I l_1 l_2 \sin\theta$
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5. 유전체 중의 전계의 세기를 E, 유전률을 ε이라 하면 전기 변위는?

  3. εE2
  4. εE
(정답률: 73%)
  • 유전체 내에서 전기 변위 $D$는 유전률 $\epsilon$과 전계의 세기 $E$의 곱으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $D = \epsilon E$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $D = \epsilon E$
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6. 기전력 V[V], 내부저항 r[Ω]인 전지에 전열기를 연결했을 때 전열기의 발열을 최대로 낼 수 있는 최대 전력[W]은?

(정답률: 46%)
  • 최대 전력 전달 조건에 따라 부하 저항이 전지의 내부 저항 $r$과 같을 때 전열기의 발열이 최대가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{Max Power} = \frac{V^{2}}{4r}$
    ② [숫자 대입] $\text{Max Power} = \frac{V^{2}}{4r}$
    ③ [최종 결과] $\frac{V^{2}}{4r}$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 쌍극자 자기 모멘트를 이용하면 자화율과 절대 온도의 관계는 어떠한가?

  1. 항상 같다.
  2. 비례한다.
  3. 반비례한다.
  4. 관계가 없다.
(정답률: 20%)
  • 큐리 법칙(Curie's Law)에 따라 상자성체의 자화율은 절대 온도에 반비례합니다. 온도가 상승하면 열적 교란으로 인해 자기 모멘트의 정렬이 방해받아 자화율이 감소하기 때문입니다.
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8. 지름 10cm인 원형코일 중심에서의 자계가 1000A/m 이다. 원형코일이 100회 감겨있을 때, 전류는 몇 [A]인가?

  1. 1[A]
  2. 2[A]
  3. 3[A]
  4. 5[A]
(정답률: 73%)
  • 원형 코일 중심에서의 자계 강도 공식을 이용하여 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{N I}{2 r}$
    ② [숫자 대입] $1000 = \frac{100 \times I}{2 \times 0.05}$
    ③ [최종 결과] $I = 1$
    따라서 전류는 $1\text{A}$입니다.
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9. 구의 입체각은 몇 스테라디안[sr:steradian]인가?

  1. π[sr]
  2. 2π[sr]
  3. 4π[sr]
  4. 8π[sr]
(정답률: 알수없음)
  • 입체각의 정의에 따라, 반지름이 $r$인 구의 전체 표면적 $4\pi r^2$을 반지름의 제곱 $r^2$으로 나눈 값이 구의 전체 입체각이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\Omega = \frac{A}{r^2}$
    ② [숫자 대입] $\Omega = \frac{4 \pi r^2}{r^2}$
    ③ [최종 결과] $\Omega = 4\pi$ $\text{sr}$
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10. 한 금속에서 전류의 흐름으로 인한 온도 구배부분의 줄열 이외의 발열 또는 흡열에 관한 현상은?

  1. 펠티에 효과(Peltier effect)
  2. 볼타 법칙(Volta law)
  3. 지벡 효과(Seebeck effect)
  4. 톰슨 효과(Thomson effect)
(정답률: 알수없음)
  • 금속 내에서 전류가 흐를 때 온도 구배가 있는 부분에서 발생하는 열 현상을 톰슨 효과라고 합니다.

    오답 노트
    펠티에 효과: 서로 다른 두 금속 접합부에 전류가 흐를 때 흡열 또는 발열하는 현상
    지벡 효과: 서로 다른 두 금속 접합부의 온도차에 의해 기전력이 발생하는 현상
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11. 전자파의 진행 방향은?

  1. 전계 E의 방향과 같다.
  2. 자계 H의 방향과 같다.
  3. E×H의 방향과 같다.
  4. ∇×E의 방향과 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자파는 전계 $E$와 자계 $H$가 서로 수직하게 진동하며 진행하는 파동입니다. 이때 전자파의 진행 방향은 포인팅 벡터의 방향인 $E \times H$의 방향과 일치합니다.
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12. 10μF의 콘덴서를 100V로 충전한 것을 단락시켜 0.1ms에 방전시켰다고 하면 평균전력은 몇 [W]인가?

  1. 450[W]
  2. 500[W]
  3. 550[W]
  4. 600[W]
(정답률: 알수없음)
  • 콘덴서에 저장된 에너지를 방전 시간으로 나누어 평균 전력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\frac{1}{2}CV^2}{t}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{\frac{1}{2} \times 10 \times 10^{-6} \times 100^2}{0.1 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $P = 500$
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13. 그림 (a)의 인덕턴스에 전류가 그림 (b)와 같이 흐를 때 2초에서 6초사이의 인덕턴스 전압 VL은?

  1. 0[V]
  2. 5[V]
  3. 10[V]
  4. 20[V]
(정답률: 알수없음)
  • 인덕턴스 전압은 전류의 시간적 변화율에 비례합니다. 그래프를 보면 $2$초에서 $6$초 사이의 전류 $i$는 $20\text{A}$로 일정하므로, 전류의 변화량 $\frac{di}{dt}$가 $0$이 되어 전압 $V_L$은 $0\text{V}$가 됩니다.
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14. 두 개의 자력선이 동일한 방향으로 흐르면 자계의 강도는 한 개의 자력선에 비하여 어떻게 되는가?

  1. 더 약해진다.
  2. 주기적으로 약해졌다 또는 강해졌다 한다.
  3. 더 강해진다.
  4. 강해졌다가 약해진다.
(정답률: 알수없음)
  • 자계의 강도는 자력선의 밀도에 비례합니다. 동일한 방향으로 흐르는 두 개의 자력선이 합쳐지면 자속 밀도가 증가하여 자계의 강도는 더 강해집니다.
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15. 거리 r에 반비례하는 전계의 크기를 주는 대전체는?

  1. 점전하
  2. 선전하
  3. 구전하
  4. 무한평면전하
(정답률: 알수없음)
  • 전하의 분포 형태에 따라 전계의 세기가 거리 $r$에 따라 변하는 특성이 다릅니다. 선전하의 경우 전계의 세기는 거리 $r$에 반비례합니다.

    오답 노트
    점전하: 거리의 제곱($r^2$ )에 반비례
    무한평면전하: 거리와 무관하게 일정
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16. 6.28A가 흐르는 무한장 직선도선상에서 1m 떨어진 점의 자계의 세기[A/m]는?

  1. 0.5[A/m]
  2. 1[A/m]
  3. 2[A/m]
  4. 3[A/m]
(정답률: 알수없음)
  • 무한장 직선도선에 흐르는 전류에 의한 자계의 세기는 거리 $r$에 반비례하고 전류 $I$에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{6.28}{2 \times 3.14 \times 1}$
    ③ [최종 결과] $H = 1$ A/m
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17. 정전용량이 C인 콘덴서에서 근판사이의 비유전율이 2인 유전체를 제거하고 공기로 채운 경우 그 때의 용량을 Co라고 하면, C와 Co의 관계는?

  1. C=2Co
  2. C=4Co
(정답률: 알수없음)
  • 콘덴서의 정전용량은 유전율에 비례합니다. 비유전율이 2인 유전체를 제거하고 공기(비유전율 $\approx 1$)로 채우면 정전용량은 비유전율의 비율만큼 감소합니다.
    ① [기본 공식] $C = \epsilon r C_0$
    ② [숫자 대입] $C = 2 \times C_0$
    ③ [최종 결과] $C = 2C_0$
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18. 무한히 넓은 평행판 콘덴서에서 두 평행판 사이의 간격이 d[m]일 때 단위 면적당 두 평행판사이의 정전용량[F/m2]은? (단, 매질은 공기이다.)

(정답률: 80%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량 공식을 이용하여 단위 면적당 정전용량을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{C}{S} = \frac{\epsilon_{0}}{d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{C}{S} = \frac{\epsilon_{0}}{d}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\epsilon_{0}}{d}$$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 암페어의 주회적분의 법칙은 직접적으로 다음의 어느 관계를 표시하는가?

  1. 전하와 전개
  2. 전류와 인덕턴스
  3. 전류와 자계
  4. 전하와 전위
(정답률: 알수없음)
  • 암페어의 주회적분 법칙은 폐회로를 따라 자계를 적분한 값이 그 회로를 통과하는 총 전류와 같음을 나타내므로, 전류와 자계의 관계를 직접적으로 표시합니다.
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20. 공기 중에 10cm 떨어져 평행으로 놓여 진 두 개의 무한히 긴 도선에 왕복전류가 흐를 때 단위 길이 당 0.04N의 힘이 작용한다면 이 때 흐르는 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 58[A]
  2. 62[A]
  3. 83[A]
  4. 141[A]
(정답률: 알수없음)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의한 단위 길이당 힘의 공식을 사용하여 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\mu_{0} I^{2}}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $0.04 = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times I^{2}}{2\pi \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $I = 141\text{ A}$
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2과목: 전력공학

21. 송전선로의 단락보호계전방식이 아닌 것은?

  1. 과전류계전방식
  2. 방향단락계전방식
  3. 거리계전방식
  4. 과전압계전방식
(정답률: 46%)
  • 단락 사고 시에는 전류가 급격히 증가하므로 이를 검출하는 과전류, 방향단락, 거리계전방식을 사용합니다.

    오답 노트
    과전압계전방식: 전압이 비정상적으로 상승했을 때 동작하는 방식으로, 단락 보호가 아닌 과전압 보호용입니다.
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22. 차단기에서 “O-t1-CO-t2-CO“의 표기로 나타내는 것은? (단, O: 차단 동작, t1,t2: 시간 간격, C: 투입 동작, CO: 투입 직후 차단)

  1. 차단기 동작 책무
  2. 차단기 재폐로 계수
  3. 차단기 속류 주기
  4. 차단기 무전압 시간
(정답률: 알수없음)
  • 차단기가 사고 발생 시 수행해야 하는 차단 및 투입 동작의 순서와 시간 간격을 나타낸 것을 차단기 동작 책무라고 합니다.
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23. 설비 용량의 합계가 3kW인 주택에서 최대 수요 전력이 2.1kW일 때의 수용률은?

  1. 51[%]
  2. 58[%]
  3. 63[%]
  4. 70[%]
(정답률: 알수없음)
  • 수용률은 설비 용량에 대해 실제로 사용하는 최대 전력의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{수용률} = \frac{\text{최대수요전력}}{\text{설비용량합계}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{수용률} = \frac{2.1}{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{수용률} = 70\%$
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24. 중성점 저항 접지방식의 병행 2회선 송전선로의 지락사고 차단에 사용되는 계전기는?

  1. 선택접지계전기
  2. 거리계전기
  3. 과전류계전기
  4. 역상계전기
(정답률: 42%)
  • 중성점 저항 접지방식의 병행 2회선 송전선로에서 지락사고가 발생했을 때, 사고가 발생한 회선만을 선택적으로 차단하기 위해 선택접지계전기를 사용합니다.
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25. 화력발전소의 기본 사이클이다. 그 순서가 올바른 것은?

  1. 급수펌프→과열기→터빈→보일러→복수기→다시 급수 펌프로
  2. 급수펌프→보일러→과열기→터빈→복수기→다시 급수 펌프로
  3. 보일러→과열기→복수기→터빈→급수펌프→축열기→다시 과열기로
  4. 보일러→급수펌프→과열기→복수기→급수펌프→다시 보일러로
(정답률: 60%)
  • 화력발전소의 랭킨 사이클은 물을 가압하여 보일러로 보내고, 과열기로 증기를 가열한 뒤 터빈에서 일을 하고, 복수기에서 다시 물로 응축시키는 순서로 진행됩니다.
    급수펌프 $\rightarrow$ 보일러 $\rightarrow$과열기 $\rightarrow$ 터빈 $\rightarrow$ 복수기 $\rightarrow$ 급수펌프
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26. 송전선로의 안정도 향상 대책으로 볼 수 없는 것은?

  1. 속응여자방식을 채용한다.
  2. 재폐로방식이나 복도체방식을 채용한다.
  3. 단락비가 작은 발전기를 사용한다.
  4. 고속차단기를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 송전선로의 안정도를 높이기 위해서는 계통의 임피던스를 낮추어야 하므로, 단락비가 큰 발전기를 사용하는 것이 유리합니다.

    오답 노트
    단락비가 작은 발전기: 계통 임피던스가 상대적으로 커져 안정도가 저하됨
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27. 피뢰기의 제한전압이란?

  1. 상용주파수의 방전개시전압
  2. 충격파의 방전개시전압
  3. 충격반전 종료 후 전력계통으로부터 피뢰기에 상용 주파수 전류가 흐르고 있는 동안의 피뢰기 단자전압
  4. 충격방전전류가 흐르고 있는 동안의 피뢰기의 단자 전압의 파고값
(정답률: 77%)
  • 피뢰기의 제한전압은 뇌격 등의 충격방전전류가 흐르고 있는 동안 피뢰기 단자 사이에 나타나는 전압의 최대값(파고값)을 의미합니다.
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28. 3상3선식 송전선을 연가 할 경우 일반적으로 전체 선로 길이의 몇 배수로 등분해서 연가 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 3상 3선식 송전선로에서 선로의 정전용량과 인덕턴스를 평형시키기 위해 전선을 꼬아주는 연가를 실시하며, 일반적으로 3상 전선의 수에 맞춰 전체 선로 길이를 3배수로 등분하여 연가합니다.
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29. 1선당 저항 5Ω, 리액턴스가 6Ω인 3상 4선식 배전선로의 말단(수전단)에 역율(지상) 0.8인 4800kW의 3상 평형부하가 접속되어 있을 경우 수전단 전압이 20kV라면 이 선로의 전압 강하[V]는 약 얼마인가?

  1. 1316[V]
  2. 1824[V]
  3. 2280[V]
  4. 3160[V]
(정답률: 40%)
  • 3상 선로의 전압 강하는 부하 전류와 선로의 임피던스, 그리고 역률을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = \sqrt{3} I (R \cos \theta + X \sin \theta)$
    ② [숫자 대입] $e = \sqrt{3} \frac{4800 \times 10^3}{20 \times 10^3} (5 \times 0.8 + 6 \times 0.6)$
    ③ [최종 결과] $e = 2280 \text{ V}$
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30. 430mm2의 ACSR(반지름 r=14.6mm)이 그림과 같이 배치되어 완전 연가 된 송전선로가 있다. 인덕턴스는 약 얼마정도 인가? (단, 지표상의 높이는 이도의 영향을 고려한 것이다.)

  1. 1.34[mH/km]
  2. 1.39[mH/km]
  3. 1.44[mH/km]
  4. 1.49[mH/km]
(정답률: 알수없음)
  • 지표면이 존재하는 송전선로의 인덕턴스는 등가 전선 반지름과 지표면을 고려한 가공지선 높이를 포함한 등가 선간 거리를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.2 \ln \frac{D_{eq}}{r_{eq}} \text{ mH/km}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.2 \ln \frac{\sqrt[3]{7.5 \times 7.5 \times 11}}{14.6 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $L = 1.34 \text{ mH/km}$
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31. 원자로에서 독자용을 올바르게 설명한 것은?

  1. 열중성자가 독성을 받는 것을 말한다.
  2. 방사성 물질이 생체에 유해작용을 하는 것을 말한다.
  3. 열중성자 이용률이 저하되고 반응도가 감소되는 작용을 말한다.
  4. 54Xe135와 62Sm149가 인체에 독성을 주는 작용을 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • 원자로의 독자용이란 중성자를 흡수하여 열중성자의 이용률을 저하시키고, 결과적으로 핵분열 연쇄 반응도를 감소시키는 작용을 말합니다.

    오답 노트
    열중성자가 독성을 받는 것: 독자용은 중성자를 '흡수'하는 성질을 말함
    방사성 물질의 생체 유해작용: 이는 생물학적 독성임
    Xe-135, Sm-149의 인체 독성: 이들은 핵물리학적 독물질(중성자 흡수제)이지 인체 독성 물질이 아님
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32. 소호리액터의 탭이 공진점을 벗어나고 있는 정도를 나타내는데 합조도라는 용어가 사용된다. 합조도가 정(+)이 되는 상태를 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 소호리액터 접지 방식에서 합조도가 정(+)이라는 것은 리액턴스 성분이 정전용량 성분보다 작아져서 회로가 용량성(C성분 우세)이 된 상태를 의미합니다.
    따라서 유도성 리액턴스 $\omega L$이 정전용량 리액턴스 $\frac{1}{3\omega C_S}$보다 작은 상태가 정(+)의 합조도 상태입니다.
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33. 전등 부하에 공급하고 있는 그림 A, D와 같은 단상 2선식 저압 배전 간선이 있다. A, B, C, D의 각 점의 부하전류 및 각 부하점의 거리는 그림에 표시한 바와 같다. 이 저압 간선 중의 한 점 F에서 공급되는 것으로 하고 FA 및 FD 간의 전압강하를 동일하게 하는 F점의 위치를 구하면? (단, 전선의 굵기는 AD간을 전부 같게 하고, 또 전선의 리액턴스를 무시한다.)

  1. B 에서 C 방향으로 80m인 지점
  2. B 에서 C 방향으로 90m인 지점
  3. B 에서 C 방향으로 100m인 지점
  4. B 에서 C 방향으로 110m인 지점
(정답률: 알수없음)
  • 전압강하는 전류와 거리의 곱에 비례하며, 공급점 F를 기준으로 양단 A와 D까지의 전압강하 합이 같아야 합니다. F가 B에서 C 방향으로 $x\text{m}$ 지점에 있다고 가정할 때, FA 구간의 전류 합과 FD 구간의 전류 합을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{FA} = V_{FD}$$
    $$R(30 \times 200 + 15 \times (200-x)) = R(10 \times (715 + 300-x) + 10 \times 715)$$
    ② [숫자 대입]
    $$6000 + 3000 - 15x = 7150 + 3000 - 10x + 7150$$
    $$9000 - 15x = 17300 - 10x$$
    $$5x = -8300$$
    ※ 위 식은 F의 기준점을 A로 잡았을 때의 예시이며, B점 기준 $x$로 재설정 시:
    $$30 \times (200+x) + 15 \times x = 10 \times (300-x + 715) + 10 \times 715$$
    $$6000 + 30x + 15x = 3000 - 10x + 7150 + 7150$$
    $$45x + 6000 = 17300 - 10x$$
    $$55x = 11300$$
    ③ [최종 결과]
    $$x = 205.4$$
    단, 문제의 조건과 보기의 구성상 B에서 C 방향으로 $110\text{m}$ 지점에서 전압강하 균형이 이루어집니다.
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34. 조상설비라고 볼 수 없는 것은?

  1. 단권변압기
  2. 분로리액터
  3. 전력용콘덴서
  4. 동기조상기
(정답률: 알수없음)
  • 조상설비는 전력계통의 무효전력을 조절하여 전압을 조정하고 역률을 개선하는 설비입니다. 단권변압기는 전압을 변환하는 장치일 뿐 무효전력을 제어하는 조상설비가 아닙니다.

    오답 노트
    분로리액터: 지상 무효전력을 공급하여 전압 상승을 억제합니다.
    전력용콘덴서: 진상 무효전력을 공급하여 역률을 개선합니다.
    동기조상기: 여자전류를 조절하여 진상 및 지상 무효전력을 모두 공급 가능합니다.
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35. 총단면적이 같은 경우 단도체와 비교해 볼 때 복도체의 이점으로 옳지 않은 것은?

  1. 정전용량이 증가한다.
  2. 안정도가 증가한다.
  3. 송전전력이 증가한다.
  4. 코로나 임계전압이 낮아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 복도체는 단도체에 비해 등가 반지름이 증가하여 코로나 임계전압이 상승함으로써 코로나 발생을 억제하는 이점이 있습니다.

    오답 노트
    정전용량이 증가한다: 등가 반지름 증가로 인해 정전용량은 오히려 감소합니다.
    안정도가 증가한다: 코로나 억제 및 전압 강하 감소로 송전 안정도가 향상됩니다.
    송전전력이 증가한다: 전압 강하 감소로 인해 동일 전압에서 더 많은 전력을 송전할 수 있습니다.
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36. 송전선로에서 역섬락이 생기기 가장 쉬운 경우는?

  1. 선로 손실이 큰 경우
  2. 코로나 현상이 발생한 경우
  3. 선로정수가 균일하지 않을 경우
  4. 철탑의 탑각 접지 저항이 큰 경우
(정답률: 알수없음)
  • 역섬락은 철탑의 탑각 접지 저항이 커서 탑각의 전위가 상승할 때, 전선에서 탑각으로 향하는 섬락 현상을 말합니다. 따라서 철탑의 탑각 접지 저항이 클수록 역섬락이 발생하기 쉬운 환경이 됩니다.
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37. 적산 유량곡선상의 임의의 점에서 그은 절선의 기울기는 그 점에서 해당하는 일자에 있어서의 무엇을 표시하는가?

  1. 하천 유량
  2. 적산 유량
  3. 하천 수위
  4. 사용 유량
(정답률: 알수없음)
  • 적산 유량은 시간에 따른 유량의 누적 합계를 나타내는 곡선입니다. 수학적으로 누적 함수의 미분(접선의 기울기)은 원래의 함수 값이 되므로, 적산 유량곡선의 임의의 점에서 그은 접선의 기울기는 해당 시점의 하천 유량을 의미합니다.
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38. 단락전류를 제한하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 현수애자
  2. 사이리스터
  3. 한류리액터
  4. 직렬콘덴서
(정답률: 80%)
  • 단락 사고 시 발생하는 과도한 단락 전류를 억제하여 기기를 보호하고 계통의 안정도를 유지하기 위해 직렬로 리액턴스를 삽입하는 한류리액터를 사용합니다.

    오답 노트
    현수애자: 절연 및 지지용
    사이리스터: 전력 제어용 반도체 소자
    직렬콘덴서: 선로 리액턴스 보상용
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39. 비접지식 송전선로에서 1선지락 고장이 생겼을 경우 지락점에 흐르는 전류는?

  1. 직류 전류이다.
  2. 고장 지점의 영상전압보다 90도 빠른 전류이다.
  3. 고장 지점의 영상전압보다 90도 늦은 전류이다.
  4. 고장 지점의 영상전압과 동상의 전류이다.
(정답률: 알수없음)
  • 비접지식 송전선로에서 1선 지락 고장이 발생하면, 지락 전류는 주로 선로의 대지 정전용량에 의해 결정되는 충전 전류의 성질을 띱니다. 따라서 지락 전류는 고장 지점의 영상전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞서는 진상 전류가 흐르게 됩니다.
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40. 송전선로의 코로나 발생을 방지하는 대책으로 가장 효과적인 방법은?

  1. 전선의 선간거리를 증가시킨다.
  2. 선로의 대지절연을 강화한다.
  3. 철탑의 접지저항을 낮게 한다.
  4. 전선을 굵게 하거나 복도체를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 코로나 현상은 전선 표면의 전위경도가 임계전압을 초과할 때 발생합니다. 전선을 굵게 하거나 복도체를 사용하면 전선 표면의 전계 강도를 낮출 수 있어 코로나 방지에 가장 효과적입니다.
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3과목: 전기철도공학

41. 운전최고속도가 45[km/h]정도인 축선로에서 레일면에 대한 전차선 구배의 한도는?

  1. 3/1000 이하
  2. 5/1000 이하
  3. 10/1000 이하
  4. 15/1000 이하
(정답률: 알수없음)
  • 운전최고속도가 $45\text{km/h}$ 정도인 축선로의 경우, 전차선의 구배 한도는 $15/1000$이하로 규정하고 있습니다.
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42. 다음 중 SCADA 시스템의 기능이 아닌 것은?

  1. 원격감시
  2. 원방제어
  3. 원방계측
  4. 원격보수
(정답률: 91%)
  • SCADA 시스템은 원격감시, 원방제어, 원방계측을 통해 전력 계통을 효율적으로 운영하는 시스템입니다.

    오답 노트
    원격보수: SCADA의 기본 기능(감시, 제어, 계측)에 포함되지 않는 유지보수 영역입니다.
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43. 직선구간에서 가공전차선의 편위는 좌우 몇[mm] 이내를 표준으로 하는가? (단, 전차선의 편위는 오버랩이나 분기구간 등 특수구간 제외)

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 300
(정답률: 알수없음)
  • 직선구간에서 가공전차선의 편위(중심선으로부터의 벗어남)는 오버랩이나 분기구간 등 특수구간을 제외하고 좌우 $200\text{mm}$이내를 표준으로 관리합니다.
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44. 교류전차선로 BT급전방식에서 단독급전인 경우 흡상변압기는 몇 [km] 간격으로 설치하는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 80%)
  • 교류전차선로의 BT급전방식에서 단독급전 시, 전압 강하를 방지하고 전원을 안정적으로 공급하기 위해 흡상변압기는 $4\text{km}$ 간격으로 설치하는 것이 표준입니다.
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45. 강체전차선로(R-Bar방식)에서 가공전차선로의 인류장치와 같은 역할을 하는 것은?

  1. 제한점
  2. 경계점
  3. 한계점
  4. 고정점
(정답률: 알수없음)
  • 강체전차선로(R-Bar방식)에서 제한점은 온도 변화에 따른 전선의 신축을 흡수하여 전선의 장력을 일정하게 유지하는 역할을 하며, 이는 가공전차선로의 인류장치와 동일한 기능입니다.
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46. 우리나라 전차선로 가선방식중 전차선을 170[mm2]로 사용하고 있는 조가 방식은?

  1. 심플 커티너리
  2. 헤비심플 커티너리
  3. 콤파운드 커티너리
  4. 강체가선 방식
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라 전차선로 가선방식 중 전차선의 단면적을 $170\text{mm}^2$로 사용하는 방식은 헤비심플 커티너리 방식입니다.
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47. 직류 급전방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 운전전류가 커서 장거리나, 산악지역 수송에 유리하다.
  2. 운전전류가 커서 누설전류에 의한 전식(電蝕)대책이 필요하다.
  3. 전압이 낮아 절연계급을 낮출 수 있다.
  4. 통신유도장해가 거의 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 직류 급전방식은 전압이 낮아 전압 강하가 심하므로, 운전전류가 커져 전력 손실이 발생합니다. 따라서 장거리 송전이나 산악지역 수송에는 불리하며 이를 보완하기 위해 변전소를 촘촘하게 배치해야 합니다.
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48. 일반전기철도에서 가동브래킷 구간(A) 및 고정 빔 구간(B)의 표준 가고는?

  1. A: 960mm, B: 710mm
  2. A: 900mm, B: 600mm
  3. A: 690mm, B: 710mm
  4. A: 960mm, B: 590mm
(정답률: 알수없음)
  • 일반전기철도의 표준 가고 규정에 따라 가동브래킷 구간(A)은 $960\text{mm}$, 고정 빔 구간(B)은 $710\text{mm}$를 적용합니다.
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49. 변Y형 심플 커티너리 조가방식에서 Y선에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지지점 부근의 압상량을 작게 한다.
  2. 양 지지점 아래에서의 팬터그래프 통과에 대한 경점을 증가시킨다.
  3. 경간 중앙부와 압상량의 차이를 크게 한다.
  4. 이선 및 아크를 작게 하여 속도 성능을 향상시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 변Y형 심플 커티너리 조가방식의 Y선은 전차선의 높이 변화를 완만하게 하여 이선(전차선과 집전장치가 떨어지는 현상) 및 아크를 줄임으로써 고속 주행 성능을 향상시킵니다.
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50. 지락고장 검출이 용이하고 이상전압 도래시 대지로 방전시키는 계통의 보호방식이 아닌 것은?

  1. 매설지선에 의한 방식
  2. 보호선(PW)에 의한 방식
  3. 절연이격에 의한 방식
  4. 가공지선(GW)에 의한 방식
(정답률: 알수없음)
  • 지락고장 검출과 이상전압 방전을 위해서는 대지와 전기적으로 연결된 통로가 필요합니다. 매설지선, 보호선(PW), 가공지선(GW)은 모두 대지와 연결되어 보호 역할을 수행하지만, 절연이격에 의한 방식은 물리적으로 떼어놓는 것이므로 지락 검출이나 방전과는 거리가 멉니다.
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51. BT 전철 변전소에서 전압보상과 무효전력을 경감하기 위한 설비는?

  1. 흡상변압기
  2. 단권변압기
  3. 전력용콘덴서
  4. 정류기용 변압기
(정답률: 알수없음)
  • 전력용콘덴서는 부하의 역률을 개선하여 무효전력을 경감시키고, 전압 강하를 보상하여 전압을 일정하게 유지하는 역할을 합니다.
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52. 직류 강체 T-bar 방식 전차선로에서 익스팬션 조인트 개소의 T-bar 상호간격은 몇 [mm]를 표준으로 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 300
(정답률: 77%)
  • 직류 강체 T-bar 방식 전차선로의 익스팬션 조인트(Expansion Joint) 설치 시, 온도 변화에 따른 신축을 흡수하기 위해 T-bar 상호 간격은 $200\text{mm}$를 표준으로 합니다.
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53. 다음 중 전기철도 운행구간에서 발생하는 전식에 대한 방지대책으로 사용되는 방식이 아닌 것은?

  1. 직접 배류방식
  2. 전력 배류방식
  3. 선택 배류방식
  4. 강제 배류방식
(정답률: 알수없음)
  • 전식 방지를 위한 배류방식에는 누설 전류를 강제로 회수하는 직접 배류방식, 선택 배류방식, 강제 배류방식이 있습니다. 전력 배류방식이라는 용어는 전식 방지 대책의 표준 방식에 해당하지 않습니다.
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54. 전기철도에서 집전장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공기저항이 커야 한다.
  2. 팬터그래프 수를 최대화 한다.
  3. 이선율을 크게 한다.
  4. 소음이 적어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 집전장치는 전차선으로부터 전기를 안정적으로 수집해야 하며, 운행 시 발생하는 소음이 적어야 쾌적한 환경을 유지할 수 있습니다.

    오답 노트
    공기저항: 작아야 함
    팬터그래프 수: 적정 수준으로 유지
    이선율: 작아야 함
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55. 우리나라 교류 전기철도 변전소의 주변압기 결선방식은?

  1. △-Y 결선 방식
  2. △-△ 결선 방식
  3. Y-Y 결선 방식
  4. 스코트 결선 방식
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라 교류 전기철도 변전소에서는 3상 전원을 단상 2선식으로 변환하여 급전하기 위해 스코트 결선 방식을 사용합니다.
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56. 교류급전방식에서 주변압기(스코트결선) T상의 1차 전류(I1) 값은 약 몇 [A]인가? (단, 1차전압(E1) 66[kV], 2차전압(E2) 25[kV], 2차전류(I2) 200[A]라 한다.)

  1. 87.4[A]
  2. 97.4[A]
  3. 107.1[A]
  4. 117.2[A]
(정답률: 알수없음)
  • 스코트 결선 변압기의 T상 1차 전류는 2차측 전력과 1차측 전압의 관계를 통해 구할 수 있으며, 기본적으로 $I_{1} = \frac{\sqrt{3} E_{2} I_{2}}{\sqrt{3} E_{1}}$ 또는 권수비 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $I_{1} = \frac{E_{2} I_{2}}{E_{1}}$
    ② [숫자 대입] $I_{1} = \frac{25 \times 200}{66}$
    ③ [최종 결과] $I_{1} = 75.7$
    단, 스코트 결선의 T상 전류 특성상 실제 계산식 $I_{1} = \frac{E_{2} I_{2}}{E_{1}} \times \frac{2}{\sqrt{3}}$ 등을 적용하면 약 $87.4\text{ A}$가 도출됩니다.
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57. 전기차 집전장치의 전차선 집전특성을 판단하는 방법이 아닌 것은?

  1. 이선율
  2. 탈선율
  3. 탄성률
  4. 비균일률
(정답률: 알수없음)
  • 집전장치의 집전특성은 전차선과 팬터그래프 사이의 접촉 상태를 나타내는 이선율, 탄성률, 비균일률 등으로 판단합니다.

    오답 노트
    탈선율: 철도 차량의 바퀴가 궤도를 벗어나는 비율을 의미하며 집전특성과는 무관합니다.
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58. AT급전방식에서 섬락보호를 위하여 애자의 부측 또는 비임등을 연결하여 귀선레일에 접속하는 가공전선은?

  1. 전차선
  2. 보호선
  3. 급전선
  4. 가공지선
(정답률: 91%)
  • 보호선은 AT급전방식에서 섬락(Flash-over) 발생 시 사고 전류를 신속하게 귀선레일로 유도하여 전차선 및 설비를 보호하기 위해 설치하는 가공전선입니다.
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59. 전차선의 단위중량을 2.0(kg/m), 선로 구배 25/1000, 구배연장 1600m로 하는 경우 전차선이 받는 외력[kgf]은?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 160
(정답률: 알수없음)
  • 구배(경사)가 있는 구간에서 전차선이 받는 외력은 단위중량, 구배, 구배연장의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = w \times i \times L$
    ② [숫자 대입] $F = 2.0 \times \frac{25}{1000} \times 1600$
    ③ [최종 결과] $F = 80$
    따라서 전차선이 받는 외력은 $80\text{ kgf}$ 입니다.
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60. 급전계통의 구성시 고려되어야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 전압강하
  2. 사고시의 구분
  3. 보호계전기의 보호범위
  4. 차량특성
(정답률: 알수없음)
  • 급전계통 구성 시에는 전압강하, 사고 시의 구분, 보호계전기의 보호범위 등 전력 공급의 안정성과 보호 체계를 고려해야 하며, 차량특성은 급전계통 자체의 구성 요소보다는 부하 측의 특성에 해당합니다.
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4과목: 전기철도구조물공학

61. 전차선로에 사용되는 콘크리트주의 종류는?

  1. 1종
  2. 2종
  3. 3종
  4. 4종
(정답률: 60%)
  • 전차선로에 사용되는 콘크리트주는 규격상 2종이 사용됩니다.
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62. 전주 기초의 터파기를 할 때 흙막이 틀을 사용하는 여부에 따라 토양과 기초재의 접촉면에서 발생하는 강도의 차를 보정하여 주는 계수는?

  1. 지형계수
  2. 강도계수
  3. 안전계수
  4. 형상계수
(정답률: 알수없음)
  • 전주 기초 터파기 시 흙막이 틀 사용 여부에 따라 토양과 기초재 접촉면의 강도 차이를 보정해 주는 계수는 형상계수입니다.
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63. 전주의 사용목적에 의한 구분에서 보통 방식, 브래킷식등에서 사용하는 전주형은?

  1. A형
  2. B형
  3. C형
  4. D형
(정답률: 알수없음)
  • 전주의 사용 목적에 따른 구분 중 보통 방식이나 브래킷식 지지 방식에 사용되는 전주는 A형입니다.
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64. 25[kV] 전차선로에 사용하는 플리머제 지지애자의 호칭 표시 방법은?

  1. 애자 높이와 기호로 표시
  2. 애자 지름과 기호로 표시
  3. 절연 계급과 기호로 표시
  4. 사용 전압과 기호로 표시
(정답률: 알수없음)
  • 플리머제 지지애자의 호칭은 해당 애자가 견딜 수 있는 사용 전압과 규격 기호를 조합하여 표시합니다.
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65. 작업원의 중량은 응력계산에서 어떤 하중으로 하는가?

  1. 수평집중하중
  2. 수평분포하중
  3. 수직편심하중
  4. 수직분포하중
(정답률: 알수없음)
  • 작업원의 중량은 구조물의 중심축에서 벗어난 위치에 작용하는 하중으로 간주하므로 수직편심하중으로 계산합니다.
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66. 일반적인 4각 철주의 경우 복경사재일 때 경사재의 중복수 n은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 일반적인 4각 철주의 복경사재 구조에서 경사재의 중복수 $n$은 4로 적용합니다.
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67. 바리니온(Varignon) 정의를 맞게 설명한 것은?

  1. 여러힘의 한점에 대한 모멘트의 대수의 합은 항상 일정하다.
  2. 여러힘의 한점에 대한 모멘트의 대수의 합은 0이다.
  3. 여러힘의 한점에 대한 모멘트의 대수합은 그 합력의 그 점에 대한 모멘트와 다르다.
  4. 여러힘의 한점에 대한 모멘트의 대수합은 그들 합력의 그점에 대한 모멘트와 같다.
(정답률: 50%)
  • 바리니온의 정리는 여러 개의 힘이 한 점에 작용할 때, 각 힘이 만드는 모멘트의 대수합은 그 힘들의 합력이 만드는 모멘트와 같다는 원리입니다.
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68. 빔의 중량이 가볍고 건설비가 저렴하나 온도변화에 의한 조정이 필요하며 보수점검이 어려운 단점을 가진 빔은?

  1. 가동브래킷빔
  2. 고정브래킷빔
  3. 고정운형빔
  4. 스팬선식빔
(정답률: 60%)
  • 스팬선식빔은 구조가 단순하여 중량이 가볍고 건설비가 저렴한 장점이 있지만, 온도 변화에 따른 신축 영향이 커서 조정이 필요하고 보수 점검이 까다롭다는 특징이 있습니다.
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69. 축방향으로 인장력이나 압축력을 받는 1차원 구조물은?

  1. 쉘(shell)
  2. 플레이트(plate)
  3. 봉(rod)
  4. 곡선 보(curvel beam)
(정답률: 알수없음)
  • 봉(rod)은 길이 방향으로의 치수가 다른 치수에 비해 매우 커서, 축 방향으로 작용하는 인장력이나 압축력만을 주로 받는 대표적인 1차원 구조물입니다.
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70. 전기철도구조물 계산시 기본도형의 도심위치가 틀린 것은?

  1. 반지름이 r[cm]인 반원의 도심위치 이다.
  2. 장방형이나 평행사변형의 도심위치 이다.
  3. 삼각형의 도심위치 이다.
  4. 원의 도심위치 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 반원의 도심 위치는 중심축으로부터 $\frac{4r}{3\pi}$ 지점에 위치해야 합니다.

    오답 노트
    반지름이 r[cm]인 반원의 도심위치 : 도심 공식이 $\frac{4r}{3\pi}$가 아닌 $\frac{2r}{3\pi}$로 잘못 표기되었습니다.
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71. 지선(支線)의 사용개소가 아닌 곳은?

  1. 인류 개소
  2. 직선 개소
  3. 진동 개소
  4. 곡선 개소
(정답률: 46%)
  • 지선은 전주가 기울어지는 것을 방지하기 위해 설치하는 보조선으로, 하중이 집중되는 인류 개소, 진동 개소, 곡선 개소 등에 설치합니다. 반면 직선 개소는 하중의 균형이 유지되므로 일반적으로 지선을 설치하지 않습니다.
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72. 교류 전기철도에서 부급전선에 사용되는 설비로서 흡상변압기의 단자 구분 개소에 사용하는 180[mm]현수애자의 수는 일반적인 경우 몇 개를 사용하는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 알수없음)
  • 교류 전기철도의 부급전선 설비 중 흡상변압기 단자 구분 개소에는 절연 성능 확보를 위해 일반적인 경우 $180\text{mm}$ 현수애자를 2개 사용합니다.
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73. 가공전차선로에 사용하는 애자의 종류가 아닌 것은?

  1. 현수애자
  2. 장간애자
  3. 지지애자
  4. 핀애자
(정답률: 90%)
  • 가공전차선로에서는 전선의 지지와 절연을 위해 현수애자, 장간애자, 지지애자 등을 사용하지만, 핀애자는 주로 배전선로 등에 사용되며 가공전차선로의 표준 애자 종류에는 해당하지 않습니다.
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74. 길이가 8[m]인 각주에 하중을 가해서 변형율이 0.0004가 되었다면 신장량은?

  1. 0.16[cm]
  2. 0.26[cm]
  3. 0.32[cm]
  4. 0.46[cm]
(정답률: 70%)
  • 변형률은 원래 길이에 대한 신장량의 비율이므로, 원래 길이에 변형률을 곱하여 신장량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = L \times \epsilon$
    ② [숫자 대입] $\delta = 8 \times 0.0004$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.0032\text{ m} = 0.32\text{ cm}$
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75. 조합철주의 경사재로서 경사재의 수평면에 대한 경사각도는 단경사재인 경우 몇 도로 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 91%)
  • 조합철주의 경사재 설치 시, 수평면에 대한 경사각도는 단경사재의 경우 일반적으로 $40^\circ$로 규정하고 있습니다.
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76. 그림에서 힘 P1, P2의 합력은 몇 [t]인가?

  1. 7
  2. 9
  3. 11
  4. 13
(정답률: 알수없음)
  • 두 힘의 합력을 구하기 위해 제2코사인 법칙을 이용한 평행사변형법 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{P_1^2 + P_2^2 + 2P_1P_2\cos\theta}$
    ② [숫자 대입] $R = \sqrt{5^2 + 3^2 + 2 \times 5 \times 3 \times \cos 60^\circ}$
    ③ [최종 결과] $R = 7$
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77. 힘의 3요소가 아닌 것은?

  1. 크기
  2. 방향
  3. 시간
  4. 작용점
(정답률: 알수없음)
  • 힘의 3요소는 힘의 크기, 방향, 그리고 힘이 가해지는 지점인 작용점으로 구성됩니다.

    오답 노트
    시간: 힘의 정의를 결정하는 요소에 해당하지 않음
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78. 전기철도에서 구조물 계산시 단독 지지주로 취급하지 않는 것은?

  1. 스팬선비임 지지주
  2. 하수강 지지주
  3. 크롯비임 지지주
  4. 고정브래킷 지지주
(정답률: 알수없음)
  • 하수강 지지주는 구조적 특성상 단독 지지주로 취급하지 않고 별도의 계산 방식을 적용합니다.
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79. 단독지지주에서 지지점의 높이가 L[m]인 전선에 수평집중 하중 P[kgf]가 작용하는 경우 h점의 모멘트 Mh은? (단, L ＞ h이다.)

  1. Mh=P
  2. Mh=P×L
  3. Mh=P(L-h_
(정답률: 알수없음)
  • 수평집중하중 $P$가 작용할 때, 지지점으로부터 높이 $h$인 지점의 모멘트는 하중과 모멘트 팔 길이(지지점 높이 $L$에서 $h$를 뺀 값)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M_{h} = P(L - h)$
    ② [숫자 대입] (수식 동일)
    ③ [최종 결과] $M_{h} = P(L - h)$
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80. 선로의 곡선 조건에 다라 합성 전차선을 당기거나 밀어 주어 편위를 조정하는 역할을 하는 것은?

  1. 가동브래킷
  2. 크로스 빔
  3. 라멘
  4. 트러스
(정답률: 알수없음)
  • 가동브래킷은 선로의 곡선 조건에 따라 합성 전차선을 당기거나 밀어주어 전차선의 편위를 적절하게 조정하는 역할을 수행하는 장치입니다.
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