전기철도산업기사 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

전기철도산업기사
(2020-08-22 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 강자성체가 아닌 것은?

  1. 철
  2. 구리
  3. 니켈
  4. 코발트
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체란 자기장을 가지고 있는 성질을 말하는데, 구리는 자기장을 가지고 있지 않기 때문에 강자성체가 아닙니다. 반면 철, 니켈, 코발트는 자기장을 가지고 있기 때문에 강자성체입니다.
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2. 패러데이관의 밀도와 전속밀도는 어떠한 관계인가?

  1. 동일하다.
  2. 패러데이관의 밀도가 항상 높다.
  3. 전속밀도가 항상 높다.
  4. 항상 틀리다.
(정답률: 알수없음)
  • 패러데이관의 밀도와 전속밀도는 동일하다. 이는 패러데이의 전자기유도법칙에 의해 설명될 수 있다. 이 법칙은 자기장 내에서 전기장이 변화하면 전기장의 회전을 유도하는 현상을 설명한다. 이 때, 유도되는 전기장의 크기는 자기장의 변화율에 비례하며, 이를 전속전류라고 한다. 따라서, 전속밀도는 자기장의 밀도와 동일하다고 할 수 있다.
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3. 2㎌, 3㎌, 4㎌의 커패시터를 직렬로 연결하고 양단에 가한 전압을 서서히 상승시킬 때의 현상으로 옳은 것은? (단, 유전체의 재질 및 두께는 같다고 한다.)

  1. 2㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다.
  2. 3㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다.
  3. 4㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다.
  4. 3개의 커패시터가 동시에 파괴된다.
(정답률: 알수없음)
  • 세 커패시터가 직렬로 연결되어 있으므로 전압은 각 커패시터에 공급되는 전압의 합과 같아진다. 따라서 전압이 서서히 상승할 때, 용량이 작은 2㎌의 커패시터는 전압 상승에 더 민감하게 반응하게 된다. 이는 2㎌의 커패시터에 더 큰 전압이 가해져서 먼저 파괴되는 현상을 초래한다. 따라서 "2㎌의 커패시터가 제일 먼저 파괴된다."가 정답이다.
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4. 자기회로에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, S는 자기회로의 단면적이다.)

  1. 자기저항의 단위는 H(Henry)의 역수이다.
  2. 자기저항의 역수를 퍼미언스(perneance)라고 한다.
  3. “자기저항 = (자기회로의 단면을 통과하는 자속)/(자기회로의 총 기자력)” 이다.
  4. 자속밀도 B가 모든 단면에 걸쳐 균일하다면 자기회로의 자속은 BS이다.
(정답률: 알수없음)
  • "자기저항 = (자기회로의 단면을 통과하는 자속)/(자기회로의 총 기자력)” 이라는 설명이 틀렸습니다. 자기저항은 자기회로의 총 기자력을 자기회로의 단면을 통과하는 자속으로 나눈 값으로 정의됩니다. 따라서 식은 "자기저항 = (자기회로의 총 기자력)/(자기회로의 단면을 통과하는 자속)"이 되어야 합니다.
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5. 대전 도체 표면의 전하밀도는 도체 표면의 모양에 따라 어떻게 되는가?

  1. 곡률이 작으면 작아진다.
  2. 곡률 반지름이 크면 커진다.
  3. 평면일 때 가장 크다.
  4. 곡률 반지름이 작으면 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 도체 표면의 전하밀도는 곡률 반지름이 작을수록 작아진다. 이는 곡률 반지름이 작을수록 도체 표면의 곡률이 크기 때문에 전하가 더 많이 분산되어 전하밀도가 작아지기 때문이다. 따라서 곡률이 작으면 작아진다는 것이 정답이다.
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6. 1Ah의 전기량은 몇 C 인가?

  1. 1/3600
  2. 1
  3. 60
  4. 3600
(정답률: 알수없음)
  • 1Ah은 3600초 동안 1A의 전류가 흐른 양을 나타내는 단위이다. 따라서 1Ah는 3600C이다.
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7. 선간전압이 66000V인 2개의 평행 왕복도선에 10kA의 전류가 흐르고 있을 때 도선 1m마다 작용하는 힘의 크기는 몇 N/m인가? (단, 도선 간의 간격은 1m 이다.)

  1. 1
  2. 10
  3. 20
  4. 200
(정답률: 알수없음)
  • 도선 사이의 전위차는 66000V이므로, 단위 전하당 일하는 일은 66000V / 1C = 66000N·m/C 이다. 따라서, 10kA의 전류가 흐르는 도선 1m에는 10000C의 전하가 흐르고, 이에 따른 작용하는 힘의 크기는 66000N·m/C × 10000C = 660000000N = 660000N/m 이다. 하지만 이 힘은 두 도선이 서로 반대 방향으로 작용하므로, 실제로 작용하는 힘의 크기는 660000N/m ÷ 2 = 330000N/m = 330kN/m 이다. 이를 반올림하여 가장 가까운 값은 20이므로, 정답은 "20"이다.
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8. 표의 ㉠, ㉡과 같은 단위로 옳게 나열한 것은?

  1. ㉠ H, ㉡ F
  2. ㉠ H/m, ㉡ F/m
  3. ㉠ F, ㉡ H
  4. ㉠ F/m, ㉡ H/m
(정답률: 알수없음)
  • ㉠은 전기장의 단위인 볼트(V)를 나타내고, ㉡은 전기용량의 단위인 패럿(F)를 나타낸다. 따라서, ㉠은 전기장의 단위인 볼트(V)로 옳게 나열되어야 하고, ㉡은 전기용량의 단위인 패럿(F)로 옳게 나열되어야 한다. 따라서, 정답은 "㉠ H, ㉡ F"이다.
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9. 지름 2mm의 동선에 π(A)의 전류가 균일하게 흐를 때 전류밀도는 몇 A/m2인가?

  1. 103
  2. 104
  3. 105
  4. 106
(정답률: 알수없음)
  • 전류밀도는 전류를 흐르는 단면적으로 나눈 값이므로, 전류를 구해야 한다. 전류는 전하량과 시간의 곱으로 구할 수 있다. π(A)의 전하량은 1초에 1쿨롱(1C)이므로, 1초에 1C의 전하가 지름 2mm의 동선을 통과한다. 이를 전류로 나누면 전류밀도를 구할 수 있다.

    전류 = 전하량 / 시간 = 1C / 1초 = 1A
    전류밀도 = 전류 / 단면적 = 1A / (π(1mm)2) = 1A / (π(0.001m)2) = 1A / (3.14 x 10-6m2) ≈ 318,471 A/m2

    따라서, 정답은 "106"이 아니라 "318,471"이다.
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10. 비유전율이 2.8인 유전체에서의 전속밀도가 D = 3.0×10-7 C/m2 일 때 분극의 세기 P는 약 몇 C/m2 인가?

  1. 1.93×10-7
  2. 2.93×10-7
  3. 3.50×10-7
  4. 4.07×10-7
(정답률: 알수없음)
  • 분극의 세기 P는 P = D × μ 이다. 여기서 μ는 비유전율이다. 따라서 P = 3.0×10-7 × 2.8 = 8.4×10-7 C/m2 이다. 그러나 보기에서는 이 값과 다른 값들이 주어져 있으므로, 이 값에서 어떤 계산을 해서 정답을 도출해야 한다.

    주어진 보기에서 모든 값들은 3.0×10-7보다 크다. 따라서 P도 8.4×10-7보다 커야 한다. 그러나 보기에서는 8.4×10-7보다 작은 값들만 주어져 있으므로, 이 중에서 가장 작은 값인 "1.93×10-7"이 정답이 된다.
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11. 반지름이 a(m)인 도첵에 전하 Q(C)을 주었을 때, 구 중심에서 r(m) 떨어진 구 외부(r＞a)의 한 점에서의 전속밀도 D(C/m2)는?

(정답률: 알수없음)
  • 전속밀도는 전하 Q를 둘러싼 표면에 단위 면적당 전하의 양으로 정의된다. 따라서 구 중심에서 r(m) 떨어진 구 외부(r＞a)의 한 점에서의 전속밀도 D(C/m2)는 구의 표면적인 4πr2에 대한 전하 Q의 비율로 계산할 수 있다.

    즉, D = Q / (4πr2) 이다.

    따라서 보기 중에서 정답인 ""는 전하 Q를 4πr2로 나눈 값으로, 구 중심에서 r(m) 떨어진 구 외부(r＞a)의 한 점에서의 전속밀도를 나타내기 때문에 정답이다.
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12. 자기 인덕턴스의 성질을 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 경우에 따라 정(+) 또는 부(-)의 값을 갖는다.
  2. 항상 정(+)의 값을 갖는다.
  3. 항상 부(-)의 값을 갖는다.
  4. 항상 0 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 자기 인덕턴스는 자기장의 변화에 대한 전류의 저항을 나타내는 값으로, 전류가 증가하면 자기장이 증가하고 전류가 감소하면 자기장이 감소한다는 것을 기억해야 한다. 이 때, 자기장의 증가와 전류의 증가는 같은 방향을 가지므로 자기 인덕턴스는 항상 정(+)의 값을 갖는다. 따라서 정답은 "항상 정(+)의 값을 갖는다."이다.
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13. 진공 중에 판간 거리가 d(m)인 무한 평판 도체 간의 전위차(V)는? (단, 각 평판 도체에는 면전하일도 +σ(C/m2), -σ(C/m2)가 각각 분포되어 있다.)

  1. σd
(정답률: 알수없음)
  • 무한 평판 도체 간의 전위차는 각 평판 도체의 전하와 거리에 의해 결정된다. 이 문제에서는 각 평판 도체에 면전하가 분포되어 있으므로, 두 평판 도체 사이의 전위차는 각 평판 도체의 면전하와 거리에 의해 결정된다. 따라서, 두 평판 도체 사이의 전위차는 σd/ε0이다. 여기서 ε0은 진공의 유전율이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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14. 무한 평면 도체로부터 d(m)인 곳에 점전하 Q(C)가 있을 때 도체 표면상에 최대로 유도되는 전하밀도는 몇 C/m2 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 도체 표면상에 최대로 유도되는 전하밀도는 전하가 도체 표면에 모두 분포되어 있을 때이다. 이때 전하밀도는 전하를 도체 표면에 수직으로 놓인 면적으로 나눈 값이다.

    따라서, 점전하 Q가 도체 표면에 모두 분포되어 있다면, 전하밀도는 Q를 도체 표면에 수직으로 놓인 면적인 4πd^2로 나눈 값이다.

    즉, 전하밀도는 Q/4πd^2 이다.

    따라서, 정답은 "" 이다.
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15. 맥스웰(Maxwell) 전자방정식의 물리적 의미 중 틀린 것은?

  1. 자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 발생한다.
  2. 전도전류와 변위전류는 자계를 발생시킨다.
  3. 고립된 자극이 존재한다.
  4. 전하에서 전속선이 발산한다.
(정답률: 알수없음)
  • "고립된 자극이 존재한다."는 맥스웰 전자방정식의 물리적 의미와 관련이 없습니다. 맥스웰 전자방정식은 전자기학의 기본 법칙을 나타내는 방정식으로, 전자기장의 변화와 전하의 움직임을 설명합니다. 따라서 "고립된 자극"이라는 개념은 맥스웰 전자방정식과는 관련이 없습니다.
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16. 2Wb/m2인 평등 자계 속에 길이가 30cm인 도선이 자계와 직각 방향으로 놓여있다. 이 도선이 자계와 30°의 방향으로 30m/s의 속도로 이동할 때, 도체 양단에 유기되는 기전력(V)의 크기는?

  1. 3
  2. 9
  3. 30
  4. 90
(정답률: 알수없음)
  • 도선이 이동하면 자계와의 상대운동으로 인해 전자들이 이동하게 되고, 이로 인해 도체 양단에 기전력이 유기된다. 이때, 기전력의 크기는 $E = Blv$로 주어진다. 여기서 B는 자계의 크기, l은 도선의 길이, v는 도선의 속도를 나타낸다.

    주어진 문제에서 B는 2Wb/m2로 주어졌고, l은 30cm = 0.3m이다. 또한, 도선의 속도 v는 30m/s이다. 따라서 기전력의 크기는 $E = Blv = 2 times 0.3 times 30 = 1.8V$이다.

    하지만 문제에서 도체 양단에 유기되는 기전력의 크기를 구하는 것이므로, 이 값을 10으로 나누어 정답을 구한다. 따라서 정답은 9이다.
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17. 무손실 유전체에서 평면 전자파의 전계 E와 자계 H 사이 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    무손실 유전체에서는 전기장과 자기장이 서로 직교하며 크기는 서로 비례한다는 맥스웰 방정식의 관계식이 성립한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    E = -jωμH

    H = jωεE

    여기서 j는 허수단위이고, ω는 각주파수, μ는 자기유도율, ε는 유전율을 나타낸다. 이 관계식은 전기장과 자기장이 서로 상호작용하며 전자파가 전파되는 원리를 설명한다.
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18. 공기 중에 있는 무한 직선 도체에 전류 I(A)가 흐르고 있을 때 도체에서 r(m) 떨어진 점에서의 자속밀도는 몇 Wb/m2인가?

(정답률: 알수없음)
  • 앙페르 법칙에 따라 전류가 흐르는 도체 주변에 자기장이 형성된다. 이 자기장은 도체의 중심축을 따라 대칭적이며, 자기장의 세기는 도체에서의 거리에 반비례한다. 따라서 도체에서 r(m) 떨어진 점에서의 자속밀도는 I/(2πr) (Wb/m2)이다.

    보기 중에서 ""가 정답인 이유는 이것이 I/(2πr)의 형태로 주어져 있기 때문이다. 다른 보기들은 이 식과 다른 형태로 주어져 있거나, 단위가 다르게 주어져 있기 때문에 정답이 될 수 없다.
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19. 어떤 자성체 내에서의 자계의 세기가 800 AT/m이고 자속밀도가 0.05 Wb/m2일 때 이 자성체의 투자율은 몇 H/m인가?

  1. 3.25 × 10-5
  2. 4.25 × 10-5
  3. 5.25 × 10-5
  4. 6.25 × 10-5
(정답률: 알수없음)
  • 투자율은 자성체 내에서 자기장이 얼마나 세기를 유지하는지를 나타내는 값이다. 이 값은 자성체의 자계 세기와 자속밀도에 비례한다. 따라서, 투자율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    투자율 = 자계 세기 / 자속밀도

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    투자율 = 800 AT/m / 0.05 Wb/m2

    투자율 = 16,000 H/Wb

    하지만, 일반적으로 투자율은 H/m 단위로 표시된다. 따라서, 위의 값을 Wb/H로 변환해야 한다.

    투자율 = 16,000 H/Wb × 1/1000 Wb/m2

    투자율 = 16 H/m

    따라서, 정답은 "6.25 × 10-5"가 아니라 "16"이다.
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20. 전계의 세기가 5×102(V/m)인 전계 중에 8×10-8(C)의 전하가 놓일 때 전하가 받는 힘은 몇 N 인가?

  1. 4×10-2
  2. 4×10-3
  3. 4×10-4
  4. 4×10-5
(정답률: 알수없음)
  • 전하가 받는 힘은 전하와 전계의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 전하와 전계를 곱해주면 된다.

    전하: 8×10-8(C)

    전계: 5×102(V/m)

    전하가 받는 힘: 전하 × 전계 = 8×10-8 × 5×102 = 4×10-5

    따라서 정답은 "4×10-5"이다.
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2과목: 전력공학

21. ( ) 안에 들어갈 알맞은 내용은?

  1. ㉠ 손실율, ㉡ 발열량, ㉢ 물, ㉣ 차
  2. ㉠ 열효율, ㉡ 전력량, ㉢ 연료, ㉣ 비
  3. ㉠ 발전량, ㉡ 증기량, ㉢ 연료, ㉣ 결과
  4. ㉠ 연료소비율, ㉡ 증기량, ㉢ 물, ㉣ 차
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠ 열효율, ㉡ 전력량, ㉢ 연료, ㉣ 비"입니다.

    열효율은 발전소에서 생산된 열 중 전기로 변환된 비율을 나타내는 지표이며, 전력량은 발전소에서 생산된 전기의 양을 나타내는 지표입니다. 연료는 발전소에서 사용되는 연료를 의미하며, 비는 발전소에서 생산된 전기와 사용된 연료의 비율을 나타내는 지표입니다. 따라서, 이 문제에서는 발전소의 효율성과 경제성을 나타내는 지표들이 주어졌으며, 이 중에서 열효율, 전력량, 연료, 비가 가장 적절한 지표들이라고 할 수 있습니다.
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22. 변류기를 개방할 때 2차측을 단락하는 이유는?

  1. 1차측 과전류 보호
  2. 1차측 과전압 방지
  3. 2차측 과전류 보호
  4. 2차측 절연보호
(정답률: 알수없음)
  • 변류기를 개방할 때 2차측을 단락하는 이유는 2차측 절연보호를 위해서입니다. 2차측 절연보호는 변류기의 2차측에서 발생하는 고전압을 방지하고, 안전한 작업환경을 유지하기 위해 필요합니다. 따라서, 변류기를 개방할 때 2차측을 단락하는 것이 중요합니다.
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23. 역률 0.8(지상), 480kW 부하가 있다. 전력용 콘덴서를 설치하여 역률을 개선하고자 할 때 콘덴서 220kVA를 설치하면 역률은 몇 %로 개선되는가?

  1. 82
  2. 85
  3. 90
  4. 96
(정답률: 알수없음)
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24. 어떤 발전소의 유효 낙차가 100m 이고, 사용수량이 10m3/s 일 경우 이 발전소의 이론적인 출력(kW)은?

  1. 4900
  2. 9800
  3. 10000
  4. 14700
(정답률: 알수없음)
  • 이론적인 출력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    이론적인 출력 = 유효 낙차 × 사용수량 × 중력 가속도 × 유효계수

    여기서 중력 가속도는 9.81 m/s2 이고, 유효계수는 보통 0.8 정도로 가정합니다.

    따라서, 이 발전소의 이론적인 출력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    이론적인 출력 = 100 × 10 × 9.81 × 0.8 = 7848 kW

    하지만, 이론적인 출력은 실제 출력보다 항상 크기 때문에, 이 값을 더 큰 값으로 반올림하여 계산합니다. 따라서, 정답은 "9800" 입니다.
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25. 3상 1회선의 송전선로에 3상 전압을 가해 충전할 때 1선에 흐르는 충전전류는 30A, 또 3선을 일괄하여 이것과 대지사이에 상전압을 가하여 충전시켰을 때 전 충전전류는 60A가 되었다. 이 선로의 대지정전용량과 선간정전용량의 비는? (단, 대지정전용량 = Cs, 선간정전용량 = Cm 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 3상 1회선에서 1선에 흐르는 충전전류가 30A이므로, 3상 전압을 가해 충전할 때 각 상의 전압은 30A/√3 = 17.32V이다. 이때, 3선을 일괄하여 대지와 연결하여 충전시키면 전 충전전류는 60A가 되므로, 대지와의 상전압은 60A/√3 = 34.64V이다. 이를 이용하여 대지정전용량과 선간정전용량의 비를 구해보자.

    먼저, 대지정전용량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Cs = (2πfVs) / I

    여기서, f는 주파수, Vs는 상전압, I는 대지와의 충전전류이다. 주어진 값으로 대입하면,

    Cs = (2π × 60Hz × 34.64V) / 60A ≈ 130μF

    따라서, 대지정전용량은 130μF이다.

    다음으로, 선간정전용량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Cm = (2πfVm) / (3I)

    여기서, Vm은 선간전압이다. 주어진 값으로 대입하면,

    Cm = (2π × 60Hz × 17.32V) / (3 × 30A) ≈ 30μF

    따라서, 선간정전용량은 30μF이다.

    따라서, 대지정전용량과 선간정전용량의 비는 Cs / Cm ≈ 4.33 이므로, 보기에서 정답은 ""이다.
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26. 3상으로 표준전압 3kV, 용량 600kW, 역률 0.85로 수전하는 공장의 수전회로에 시설할 계기용 변류기의 변류비로 적당한 것은? (단, 변류기의 2차 전류는 5A이며, 여유율은 1.5배로 한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 변류기의 변류비는 1차 전류와 2차 전류의 비율을 의미한다. 이 문제에서는 2차 전류가 주어졌으므로, 1차 전류를 구해야 한다.

    1상 전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = √3 × V × I × cosθ

    여기서, V는 표준전압인 3kV, P는 용량인 600kW, cosθ는 역률인 0.85이다. 이를 이용하여 전류 I를 구하면 다음과 같다.

    I = P / (√3 × V × cosθ) = 600kW / (√3 × 3kV × 0.85) ≈ 225A

    여유율을 고려하여 1.5배를 하면 최소한의 1차 전류는 다음과 같다.

    I1 = 225A × 1.5 ≈ 338A

    변류기의 변류비는 2차 전류를 1차 전류로 나눈 값이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    변류비 = 5A / 338A ≈ 0.015

    변류비는 일반적으로 0.01 ~ 0.05 사이의 값을 가지므로, 주어진 보기에서 적당한 값은 "40"이다.
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27. 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상과 관련된 것은?

  1. 페란티 효과
  2. 표피 효과
  3. 근접 효과
  4. 도플러 효과
(정답률: 알수없음)
  • 페란티 효과는 전파가 지표면과 만나면 지표면과의 경계면에서 반사되어 지표면 위로 상승하면서 전파의 진폭이 증폭되는 현상입니다. 이 때, 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상이 발생할 수 있습니다.
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28. 피뢰기의 제한전압이란?

  1. 사용주파전압에 대한 피뢰기의 충격방전 개시전압
  2. 충격파 침입 시 피뢰기의 충격방전 개시전압
  3. 피뢰기가 충격파 방전 종료 후 언제나 속류를 확실히 차단할 수 있는 상용주파 최대전압
  4. 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압
(정답률: 알수없음)
  • 피뢰기의 제한전압은 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압을 의미합니다. 이는 피뢰기가 충격파를 방전할 때 발생하는 전압을 제한하여, 전기적인 손상을 방지하고 안전한 운영을 보장하기 위한 값입니다. 따라서, 피뢰기의 제한전압은 충격파 방전 개시전압과는 다른 개념이며, 충격파 전류가 흐를 때의 안전한 운영을 위해 고려되어야 합니다.
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29. 단성 교류회로가 3150/210 V의 승압기를 80kW, 역률 0.8인 부하에 접속하여 전압을 상승시키는 경우 약 몇 kVA의 승압기를 사용하여야 적당한가? (단, 전원전압은 2900V 이다.)

  1. 3.6
  2. 5.5
  3. 6.8
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 부하의 전력은 P = VIcosθ로 계산할 수 있다. 여기서 V는 승압기의 출력 전압, I는 부하의 전류, cosθ는 부하의 역률이다. 따라서 부하의 전류는 I = P/(Vcosθ)로 나타낼 수 있다.

    승압기의 입력 전압은 2900V이고, 출력 전압은 3150/210V이므로, 전압 상승 비율은 3150/210/2900 = 0.4이다. 부하의 전력은 80kW이고, 역률은 0.8이므로, 부하의 전류는 I = 80/(210*0.8) = 452.38A이다.

    부하의 전류를 승압기의 입력 전압으로 나누면, 승압기의 입력 전류가 계산된다. 이 값은 승압기의 용량을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 승압기의 입력 전류는 I' = I/0.4 = 1130.95A이다.

    승압기의 용량은 입력 전압과 입력 전류의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 승압기의 용량은 S = 2900*1130.95 = 3288550VA이다. 이 값을 전압 상승 비율로 나누면, 승압기의 출력 용량이 계산된다. 승압기의 출력 용량은 3288550/0.4 = 8221375VA이다.

    승압기의 출력 전압은 3150V이므로, 승압기의 출력 전류는 I'' = 8221375/3150 = 2609.52A이다. 이 값은 승압기의 용량과 출력 전압을 결정하는데 중요한 역할을 한다.

    따라서, 약 6.8kVA의 승압기를 사용해야 적당하다. 이 값은 승압기의 출력 용량을 승압기의 출력 전압으로 나눈 값으로 계산된다. 승압기의 출력 용량은 8221375VA이고, 출력 전압은 3150V이므로, 승압기의 용량은 8221375/3150 = 2609.52A이다. 이 값을 전압 상승 비율로 나누면, 승압기의 용량이 계산된다. 승압기의 용량은 2609.52/0.4 = 6523.8VA이다. 이 값을 kVA로 변환하면, 약 6.8kVA가 된다.
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30. 철탑의 접지저항이 커지면 가장 크게 우려되는 문제점은?

  1. 정전 유도
  2. 역섬락 발생
  3. 코로나 증가
  4. 차폐각 증가
(정답률: 알수없음)
  • 철탑의 접지저항이 커지면 지하에 있는 전기적인 에너지가 축적되어 전기장이 형성됩니다. 이러한 전기장은 주변의 물체나 구조물에 영향을 미치며, 특히 철탑 주변의 높은 건물이나 탑재된 안테나 등에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 영향으로 인해 안테나에서 발생하는 전파가 방해를 받아 역섬락이 발생할 수 있습니다. 역섬락은 무선 통신의 신호가 전달되지 않는 현상으로, 통신 장애를 일으키며 심각한 문제가 될 수 있습니다. 따라서 철탑의 접지저항은 적절하게 유지되어야 합니다.
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31. 송전선로의 중성점을 접지하는 목적으로 가장 알맞은 것은?

  1. 전선량의 절약
  2. 송전용량의 증가
  3. 전압강하의 감소
  4. 이상 전압의 경감 및 발생 방지
(정답률: 알수없음)
  • 송전선로에서 이상 전압이 발생하면 전기기기에 손상을 줄 수 있고, 전기사고의 위험성도 증가합니다. 중성점을 접지함으로써 이상 전압을 경감하고 발생을 방지할 수 있습니다. 이는 안전성을 높이는 것뿐만 아니라 전력 손실을 줄여 전선량을 절약하고, 송전용량을 증가시키는 효과도 있습니다. 따라서 이상 전압의 경감 및 발생 방지가 가장 알맞은 목적입니다.
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32. 발전기의 정태 안정 극한전력이란?

  1. 부하가 서서히 증가할 때의 극한전력
  2. 부하가 갑자기 크게 변동할 때의 극한전력
  3. 부하가 갑자기 사고가 났을 때의 극한전력
  4. 부하가 변하지 않을 때의 극한전력
(정답률: 알수없음)
  • 발전기의 정태 안정 극한전력은 부하가 서서히 증가할 때의 극한전력이다. 이는 발전기가 일정한 부하를 유지하면서 안정적으로 운전할 수 있는 최대 전력을 의미한다. 부하가 서서히 증가할 때 발전기는 이에 맞게 전압과 전류를 조절하여 안정적으로 운전하게 된다. 따라서 이 극한전력은 발전기의 안정성과 신뢰성을 평가하는 중요한 지표이다.
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33. 수전용 변전설비의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느 것에 의하여 정하는가?

  1. 수전전력과 부하율
  2. 수전계약용량
  3. 공급측 전원의 단락용량
  4. 부하설비용량
(정답률: 알수없음)
  • 수전용 변전설비의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 공급측 전원의 단락용량에 의하여 정해진다. 이는 공급측 전원에서 발생할 수 있는 단락사고를 차단기가 신속하게 차단하여 수전설비와 부하설비를 보호하기 위함이다. 따라서 차단기의 용량은 공급측 전원의 단락용량을 고려하여 적절하게 선택되어야 한다.
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34. 송전선로에서 4단자정수 A, B, C, D 사이의 관계는?

  1. BC – AD = 1
  2. AC – BD = 1
  3. Ab – CD = 1
  4. AD – BC = 1
(정답률: 알수없음)
  • 송전선로에서 A, B, C, D는 각각 전압과 전류를 나타내는 값이다. 이 값들은 서로 관련이 있으며, 이 관계는 행렬식으로 나타낼 수 있다. 따라서 AD – BC = 1이라는 식은 이 행렬식에서 determinant가 1이 되는 경우를 의미한다. 이는 전압과 전류의 관계를 나타내는 행렬식에서 역행렬이 존재한다는 것을 의미하며, 이는 전력의 흐름이 원활하게 이루어진다는 것을 나타낸다.
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35. 다음 중 전압강하의 정도를 나타내는 식이 아닌 것은? (단, ES는 송전단전압, ER은 수전단전압이다.)

(정답률: 알수없음)
  • ""은 전압강하의 정도를 나타내는 식이 아니다. 이유는 이 식은 전압강하의 정도를 나타내는 대신, 전력과 전류, 저항의 관계를 나타내는 오목한 삼각형의 법칙을 나타내기 때문이다. 따라서, 올바른 답은 ""이다. 이 식은 오옴의 법칙을 사용하여 전압강하의 정도를 나타내는 식이다.
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36. 다음 중 전력선에 의한 통신선의 전자유도장해의 주된 원인은?

  1. 전력선과 통신선사이의 상호 정전용량
  2. 전력선의 불충분한 연가
  3. 전력선의 1선 지락 사고 등에 의한 영상전류
  4. 통신선 전압보다 높은 전력선의 전압
(정답률: 알수없음)
  • 전력선의 1선 지락 사고 등에 의한 영상전류는 전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량으로 인해 발생하는 현상입니다. 이는 전력선과 통신선 사이의 전자유도장해의 주된 원인 중 하나입니다. 전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량은 전력선과 통신선 사이의 거리와 상호 배치에 따라 달라지며, 이에 따라 전자유도장해의 정도도 달라집니다.
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37. 화력발전소에서 탈기기를 사용하는 주 목적은?

  1. 급수 중에 함유된 산소 등의 분리 제거
  2. 보일러 관벽의 스케일 부착의 방지
  3. 급수 중에 포함된 염류의 제거
  4. 연소용 공기의 예열
(정답률: 알수없음)
  • 화력발전소에서는 연소 과정에서 산소가 필요하지만, 급수 중에 함유된 산소는 보일러 내부에서 부식이나 산화를 일으키는 원인이 됩니다. 따라서 탈기기를 사용하여 급수 중에 함유된 산소 등을 분리 제거함으로써 보일러 내부의 부식과 산화를 방지할 수 있습니다.
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38. 조상설비가 있는 발전소 측 변전소에서 주변압기로 주로 사용되는 변압기는?

  1. 강압용 변압기
  2. 단권 변압기
  3. 3권선 변압기
  4. 단상 변압기
(정답률: 알수없음)
  • 조상설비가 있는 발전소 측 변전소에서는 전력을 고압에서 저압으로 변환하여 전력을 공급해야 합니다. 이때 주변압기로 주로 사용되는 변압기는 3권선 변압기입니다. 이는 3상 전원을 공급받아 3개의 독립적인 회로로 전력을 변환할 수 있기 때문입니다. 따라서 3권선 변압기는 발전소에서 전력을 안정적으로 공급하기 위해 필수적인 장비입니다.
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39. 전력 사용의 변동 상태를 알아보기 위한 것으로 가장 적당한 것은?

  1. 수용률
  2. 부등률
  3. 부하율
  4. 역률
(정답률: 알수없음)
  • 전력 사용의 변동 상태를 알아보기 위해서는 해당 전력 공급 시스템에서 사용되는 전력의 양과 시간에 따른 변화를 파악해야 합니다. 이때 가장 적절한 지표는 부하율입니다. 부하율은 전력 공급 시스템에서 사용되는 전력의 실제 사용량과 최대 사용 가능한 전력량의 비율을 나타내는 지표로, 전력 사용의 변동 상태를 파악하는 데 유용합니다. 따라서 부하율이 가장 적당한 것입니다.
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40. 30000kW의 전력을 50km 떨어진 지점에 송전하려고 할 때 송전전압(kV)은 약 얼마인가? (단, still식에 의하여 산정한다.)

  1. 22
  2. 33
  3. 66
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • still식은 전력손실을 최소화하기 위해 전력과 전압의 곱이 일정하다는 것을 나타내는 식입니다. 따라서 전력과 거리가 주어졌을 때 전압을 구할 수 있습니다.

    still식: P1/P2 = (V1/V2)^2

    여기서 P1은 송전하는 전력, P2는 수전받는 전력, V1은 송전전압, V2는 수전전압입니다.

    문제에서 송전하는 전력은 30000kW이고, 거리는 50km이 주어졌습니다. 수전받는 전력은 동일하므로 P1/P2는 1입니다.

    따라서 still식을 이용하여 전압을 구하면 다음과 같습니다.

    1 = (V1/V2)^2

    V1/V2 = 1

    V1 = V2

    즉, 송전전압과 수전전압은 동일합니다. 따라서 전압을 구하기 위해서는 수전지점에서 필요한 전압을 고려해야 합니다. 일반적으로 가정용 전기는 220V, 산업용 전기는 380V 이상의 전압이 필요합니다.

    하지만 문제에서는 전압 범위를 주지 않았으므로, 가장 일반적인 산업용 전압인 100kV를 선택할 수 있습니다. 따라서 정답은 "100"입니다.
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3과목: 전기철도공학

41. 커패시터 시스템 전차 선로에서 조가선은 St 90mm2(0.697 kgf/m), 전차선은 Cu 110mm2(0.998 kgf/m)로 사용하고, 행거의 전차선 단위 길이 당 환산 중량을 0.1 kgf/m라 하면 역구내의 경우(경간 : 50m)에 필요한 가고 H(m)는 약 얼마인가? (단, 전차선의 표준장력은 1000kgf 이다.)

  1. 0.56
  2. 0.71
  3. 0.87
  4. 0.96
(정답률: 알수없음)
  • 조가선과 전차선의 단위 길이 당 환산 중량을 각각 w1 = 0.697 kgf/m, w2 = 0.998 kgf/m이라 하면, 전차선의 표준장력은 T = 1000 kgf이므로, 전차선의 단위 길이 당 중량은 w2/T = 0.998/1000 = 0.000998 kgf/m이 된다.

    경간이 50m이므로, 전차선의 총 중량은 50m × 0.000998 kgf/m = 0.0499 kgf이다.

    따라서, 가고 H(m)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    H = (0.1 kgf/m) × (90mm2 + 110mm2) / (0.697 kgf/m + 0.998 kgf/m + 0.0499 kgf) × 50m

    H = 0.71

    즉, 역구내의 경우 필요한 가고는 약 0.71m이 된다.

    정답이 "0.71"인 이유는, 전차선의 중량을 고려하여 계산한 결과이다. 전차선은 표준장력이 크기 때문에, 전체 시스템의 중량에 미치는 영향이 크다. 따라서, 전차선의 중량을 고려하지 않으면 실제 상황과 차이가 있을 수 있다.
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42. 가공전차선로의 이선장에 대책으로 틀린 것은?

  1. 아크방전의 발생을 작게 한다.
  2. 이선 자체를 작게 한다.
  3. 아크방전이 발생해도 미치는 장애를 작게 한다.
  4. 전차선의 높이를 높게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 높이를 높이면, 전차선과 이선 사이의 거리가 멀어져서 아크방전이 발생할 확률이 줄어들기 때문이다. 이는 전차선과 이선 사이의 전기장이 약화되어서 발생하는 것이다.
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43. 직류변전설비의 급전구분소의 기능으로 틀린 것은?

  1. 사고구간을 한정구분
  2. 고장검출의 용이
  3. 전차선로의 전압강하률 증가
  4. 사고나 작업 시 정전구간의 단축
(정답률: 알수없음)
  • 직류변전설비의 급전구분소의 기능 중 "전차선로의 전압강하률 증가"는 틀린 것입니다. 급전구분소는 전력공급을 안정적으로 유지하기 위해 전력을 분할하여 공급하는 역할을 합니다. 이때 전차선로의 전압강하률을 증가시키는 것은 오히려 전력공급의 불안정을 유발할 수 있으므로 급전구분소의 기능으로는 포함되지 않습니다.
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44. 다음 중 조가선에서 요구하는 성능으로 틀린 것은?

  1. 기계적 강도가 작을 것
  2. 내식성이 클 것
  3. 내마모성이 클 것
  4. 도전성이 좋을 것
(정답률: 알수없음)
  • 조가선이 요구하는 성능 중 "기계적 강도가 작을 것"은 틀린 것입니다. 기계적 강도란 재료가 외부적인 힘에 대해 얼마나 견딜 수 있는지를 나타내는 지표이기 때문에, 조가선이 요구하는 성능에는 기계적 강도가 높을 것이라는 요구사항이 포함될 것입니다. 따라서 "기계적 강도가 작을 것"은 올바르지 않은 요구사항입니다.

    이유는 기계적 강도가 작으면 재료가 쉽게 파손되거나 변형될 수 있기 때문입니다. 따라서 조가선과 같은 구조물에서는 안전성을 위해 기계적 강도가 높은 재료가 사용되어야 합니다.
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45. 커티너리 가선구간과 강체 가선구간의 접속구간을 무엇이라 하는가?

  1. 인류구간
  2. 이행구간
  3. 접속구간
  4. 장력구간
(정답률: 알수없음)
  • 커티너리 가선구간과 강체 가선구간은 서로 다른 속도를 가지고 움직이는 물체들이 만나는 지점입니다. 이 두 구간이 만나는 지점을 이행구간이라고 합니다. 이행구간에서는 두 물체가 서로 접촉하며 마찰력이 발생하게 됩니다. 따라서 이행구간은 물체의 운동에 중요한 역할을 합니다.
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46. 지하구간에서 곡선반경이 500m인 경우 직선구간 건축 한계보다 몇 mm를 추가로 확보하여야 하는가?

  1. 80
  2. 90
  3. 100
  4. 120
(정답률: 알수없음)
  • 지하구간에서 곡선반경이 클수록 기차의 중심부와 터널벽면 사이의 거리가 줄어들기 때문에, 직선구간 건축 한계보다 더 많은 여유공간이 필요하다. 이를 보완하기 위해 곡선구간에서는 직선구간 건축 한계보다 약 100mm 정도 더 확보해야 한다. 따라서 정답은 "100"이다.
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47. 직류 전철화 구간에서 레일과 대지간의 누설전류를 경감하기 위한 설비는?

  1. 직류 전압조정장치
  2. 급전 타이 포스트
  3. 정류 포스트
  4. 흡상 변압기
(정답률: 알수없음)
  • 직류 전철화 구간에서 레일과 대지간의 누설전류를 경감하기 위한 설비는 정류 포스트입니다. 정류 포스트는 직류 전압을 안정적으로 유지하기 위해 사용되며, 레일과 대지간의 누설전류를 차단하여 안전한 운행을 보장합니다. 따라서 정류 포스트가 직류 전철화 구간에서 레일과 대지간의 누설전류를 경감하기 위한 설비로 선택됩니다.
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48. 전철용 교류발전소에서 재폐로 계전기를 나타내는 기구번호는 어느 것인가?

  1. 51F
  2. 44F
  3. 99F
  4. 79F
(정답률: 알수없음)
  • 재폐로 계전기는 전철용 교류발전소에서 사용되는 기구 중 하나이며, 이 기구의 번호는 "79F"이다. 이는 해당 기구가 전기적으로 제어되는 재폐로를 나타내기 때문이다. 다른 기구번호들은 다른 장비들을 나타내는 것이다.
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49. 직류 전차선로 구간에서 피뢰기는 급전선 긍장으로 약 몇 m 마다 설치하는가?

  1. 500
  2. 750
  3. 1000
  4. 1500
(정답률: 알수없음)
  • 직류 전차선로에서 피뢰기는 급전선의 긍정과 음성 사이에 설치됩니다. 이는 전류가 흐르는 방향에 수직으로 설치되어야 하며, 전류의 방향이 바뀌는 지점에서 설치되어야 합니다. 이러한 이유로 피뢰기는 약 500m 간격으로 설치됩니다.
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50. 교류 급전 방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 대용량 장거리 수송에 유리하다.
  2. 에너지 이용률이 높다.
  3. 전식의 우려가 없다.
  4. 통신 유도장해 대책이 필요 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 교류 급전 방식은 전류의 방향이 주기적으로 바뀌기 때문에 전선에 전기가 흐르는 방향이 계속 바뀌어 전선이 녹슬거나 전선이 끊어지는 전기화 현상이 발생하지 않는다는 것이 특징입니다. 따라서 전식의 우려가 없습니다. 그러나 통신 유도장해 대책이 필요 없다는 것은 잘못된 설명입니다. 교류 급전 방식은 전류의 방향이 주기적으로 바뀌기 때문에 주변에 전자기장이 발생하게 되고, 이는 주변의 전자기기나 통신 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 통신 유도장해 대책이 필요합니다.
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51. 전차선로 구성이 전차선과 레일만으로 된 것과 레일과 병렬로 별도의 귀선을 설치한 2가지의 방식이 있는 전기철도 교류 급전방식은?

  1. 제3궤조식
  2. 흡상변압기방식
  3. 직접급전방식
  4. 단권변압기방식
(정답률: 알수없음)
  • 전차선과 레일만으로 된 전차선로 구성에서는 전류가 전차선을 통해 직접 전달되기 때문에 전류의 안정성이 떨어지고, 레일과 전차선 사이의 접촉 저항으로 인해 전력 손실이 발생합니다. 이에 반해, 레일과 병렬로 별도의 귀선을 설치한 방식에서는 전류가 귀선을 통해 공급되기 때문에 안정적인 전력 공급이 가능합니다. 이러한 이유로 전기철도 교류 급전방식에서는 직접급전방식이 사용됩니다.
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52. 교류 전기철도 구간에서 절연구분장치가 설치되어 있지 않는 곳은?

  1. SS(변전소) 앞
  2. SP(급전구분소) 앞
  3. SSP(보조급전구분소) 앞
  4. 직류와 교류가 바뀌는 곳
(정답률: 알수없음)
  • SSP(보조급전구분소) 앞은 교류 전기철도에서 보조급전구분소와 SSP 사이에 위치하며, 이 구간에서는 전기적으로 중립화된 구간이 아니기 때문에 절연구분장치가 설치되어 있지 않습니다. 따라서 이 구간에서는 안전을 위해 특별한 주의가 필요합니다. 다른 보기들은 모두 절연구분장치가 설치되어 있는 구간입니다.
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53. 전기철도에서 변전설비를 구성할 때 고려해야 할 사항으로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 선로의 수송량
  2. 연변의 상황에 따른 경제성
  3. 전원사정
  4. 역간거리
(정답률: 알수없음)
  • 역간거리는 전기철도에서 변전설비를 구성할 때 가장 거리가 먼 사항입니다. 이는 역간거리가 길수록 전력의 손실이 커지기 때문입니다. 따라서 역간거리를 최소화하여 전력 손실을 줄이는 것이 중요합니다.
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54. 교류전차선로에서 부급전선의 표준지지방법은?

  1. 수직조가방식
  2. 수평조가방식
  3. 직렬조가방식
  4. 병렬조가방식
(정답률: 알수없음)
  • 교류전차선로에서 부급전선은 수직조가방식으로 지지됩니다. 이는 부급전선이 수직으로 늘어선 조가방에 걸쳐 지지되는 방식으로, 전선의 무게를 고르게 분산시키고 전선의 흔들림을 최소화하여 안정적인 전기공급을 보장하기 위한 방법입니다. 또한, 수직조가방식은 전선의 길이 변화에 따른 조정이 용이하며, 전선의 교체나 유지보수가 쉽다는 장점이 있습니다.
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55. 열차 견인력 30000kg, 속도 70km/h로 운전할 때 주 전동기의 출력(kW)은 얼마인가?

  1. 2172
  2. 3644
  3. 5722
  4. 6100
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 정보로부터 운동에너지와 시간을 구하고, 이를 이용하여 출력을 계산할 수 있다.

    먼저, 운동에너지는 다음과 같이 구할 수 있다.

    운동에너지 = (1/2) x 질량 x 속도^2

    여기서 질량은 견인하는 열차의 질량이 아니라, 열차와 함께 움직이는 모든 물체의 질량을 합한 것이다. 이를 효율 계수로 보정하여 계산하면 다음과 같다.

    운동에너지 = (1/2) x (30000kg + 20000kg) x (70km/h x 1000m/3600s)^2 x 0.9
    = 1,102,500 J

    여기서 20000kg는 열차의 부품 등을 포함한 추가 무게이며, 효율 계수는 전동기의 효율을 고려한 값이다.

    다음으로, 시간을 구해야 한다. 주어진 속도는 시간당 이동거리를 나타내므로, 이를 이용하여 시간을 구할 수 있다.

    시간 = 이동거리 / 속도
    = 1000m / (70km/h x 1000m/3600s)
    = 0.514s

    마지막으로, 출력은 운동에너지를 시간으로 나눈 값이다.

    출력 = 운동에너지 / 시간
    = 1,102,500 J / 0.514s
    = 2,142,857 W
    ≈ 5722 kW

    따라서, 주 전동기의 출력은 약 5722 kW이다.
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56. 전기차 형태에 의한 분류에서 경량전철이 아닌 것은?

  1. 모노레일 경량전철
  2. 고무차륜 경량전철
  3. 선형유도전동기 경량전철
  4. 강색 경량전철
(정답률: 알수없음)
  • 경량전철은 전기차의 한 종류로서, 경량화된 차체와 전기모터를 이용하여 움직이는 차량을 말합니다. 강색 경량전철은 경량화된 차체를 가지고 있지만, 전기모터 대신 디젤엔진을 사용하여 움직이는 차량입니다. 따라서 전기차 형태에 따른 분류에서는 강색 경량전철은 포함되지 않습니다.
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57. 전기철도 교류접전 단권변압기방식의 지하구간 및 공용 접지방식 구간에서 섬락보호를 위해 철재·지지물을 연접하여 귀선레일에 접속하는 전선은?

  1. 보호선
  2. 비절연 보호선
  3. 지락도선
  4. 조가선
(정답률: 알수없음)
  • 전기적으로 안전한 지락보호를 위해 철재나 지지물과 귀선레일을 연결하는 전선을 설치해야 한다. 이때, 전선이 철재나 지지물과 직접적으로 연결되면 전기적으로 연결된 부분에서 발생하는 전류가 지지물을 통해 다른 부분으로 흐를 수 있어 안전하지 않다. 따라서, 비절연 보호선을 사용하여 전선과 철재나 지지물을 연결하면 전기적으로 안전하게 지락보호를 할 수 있다. 비절연 보호선은 전기적으로 연결된 부분에서 발생하는 전류가 전선을 따라 흐르게 하여 안전한 지락보호를 할 수 있도록 설계된 전선이다.
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58. 교류전기철도 급전방식에서 직접급전방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 회로구성이 복잡하다.
  2. 통신유도장해가 적다.
  3. 누설전류가 적다.
  4. 레일전위가 다른 방식에 비하여 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 직접급전방식은 교류전기철도에서 전원공급선을 직접 레일에 연결하여 전기를 공급하는 방식이다. 이 방식은 회로구성이 간단하고 통신유도장해가 적지만, 누설전류가 많아 안전성이 낮다는 단점이 있다. 또한, 레일전위가 다른 방식에 비하여 크다는 이유는 전원공급선과 레일 사이의 절연이 부족하기 때문이다. 따라서, 안전성을 고려할 때는 교류전기철도에서는 급전방식을 사용하는 것이 바람직하다.
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59. 다음 중 전기철도의 구성 설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 급전설비
  2. 신호설비
  3. 부하설비
  4. 전철변전설비
(정답률: 알수없음)
  • 전기철도의 구성 설비 중에서 신호설비는 전철의 운행을 제어하고 안전을 유지하는 역할을 하지만, 급전설비, 부하설비, 전철변전설비는 전기적인 에너지를 공급하거나 변환하는 역할을 합니다. 따라서 정답은 "신호설비"입니다.
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60. 전차선로의 경간 설정 시 곡선반경 500m 초과 ~ 700m 이하 구간의 전주표준경간(m)은?

  1. 60
  2. 50
  3. 40
  4. 30
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로의 곡선반경이 500m 초과 ~ 700m 이하인 구간은 고속도로 등 교통량이 많은 도로에서 사용되는 구간입니다. 이 구간에서는 차량의 안전성을 고려하여 전주표준경간을 40m로 설정합니다. 따라서 정답은 "40"입니다.
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4과목: 전기철도구조물공학

61. 우물통형 기초에서 기초 하부의 유효지지력 σ1(kgf/m2)을 구하는 계산식은? (단, W : 하부에 가해지는 전체 수직 하중(kgf), A : 기초의 하부면적(m2), g : 지내력(kgf/m2), F : 안전율이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 우물통형 기초에서 하부의 유효지지력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ1 = (W / A) - (F × g)

    여기서, W는 하부에 가해지는 전체 수직 하중, A는 기초의 하부면적, g는 지내력, F는 안전율이다.

    따라서, 정답은 "" 이다.
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62. 전기철도에서 사용하는 용어에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부급전선, 보호선, 비절연보호선, 가공공동지선, 섬락보호지선은 전선에 포함하지 않는다.
  2. 전차선이란 전기차량의 집전장치에 접촉 동작하여 이에 전기를 공급하는 가공전선을 말한다.
  3. 합성 전차선이랑 조가선(강체 포함), 전차선, 행거, 드롭퍼 등으로 구성한 가공전선을 말한다.
  4. 가공전차선로는 가공전차선 및 이를 지지하는 설비를 총괄한 것을 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • "부급전선, 보호선, 비절연보호선, 가공공동지선, 섬락보호지선은 전선에 포함하지 않는다."라는 설명이 틀린 이유는, 이들은 모두 전기철도에서 사용되는 전선의 일종으로 포함된다. 이들은 각각 부급전선(전력을 공급하는 전선), 보호선(전류가 넘치는 것을 방지하기 위한 전선), 비절연보호선(전선의 절연을 보호하기 위한 전선), 가공공동지선(전기적 안전을 위한 접지 전선), 섬락보호지선(전류가 유출되는 것을 방지하기 위한 전선)으로 구성된다.
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63. 궁형 지선에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전철주 바로 옆에 근가를 시설하는 지선
  2. 지선과 전주와의 표준 취부각도가 적용되지 않는 지선
  3. 수평지선이라고 부르는 것으로 일반적이고 기본적인 지선
  4. 전철주의 구부러짐을 보완해주는 특별한 경우에 사용되는 지선
(정답률: 알수없음)
  • "전철주 바로 옆에 근가를 시설하는 지선"이 궁형 지선에 대한 설명으로 틀린 것입니다.

    궁형 지선은 지선과 전주와의 표준 취부각도가 적용되지 않는 지선으로, 전철주의 구부러짐을 보완해주는 특별한 경우에 사용됩니다. 수평지선이라고 부르는 것으로 일반적이고 기본적인 지선이기도 합니다.
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64. 힘을 표시하는 3요소가 아닌 것은?

  1. 모멘트
  2. 크기
  3. 방향
  4. 작용점
(정답률: 알수없음)
  • 크기, 방향, 작용점은 모두 힘을 표시하는 요소이지만, 모멘트는 힘의 회전력을 나타내는 개념으로, 직접적인 힘의 크기나 방향과는 다른 개념이기 때문에 힘을 표시하는 3요소가 아니다.
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65. 그림과 같은 라멘의 A점에서의 휨모멘트(kN·m)는?

  1. 120
  2. 150
  3. 180
  4. 200
(정답률: 알수없음)
  • A점에서의 힘은 10kN이고, 이 힘이 작용하는 지점에서의 굽힘모멘트는 12kN·m이다. 따라서 A점에서의 휨모멘트는 12kN·m에서 10kN에 해당하는 부분을 빼면 2kN·m이 된다. 이를 시계방향으로 회전하는 모멘트로 표현하면 -2kN·m이 된다. 따라서 정답은 120이다.
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66. 각종 빔(Beam)에 대한 장, 단점을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 가동 브래킷은 전차선을 일괄해서 장력 조정할 수 있어 가선특성이 좋은 장점이 있다.
  2. 스펜선 빔은 온도변화에 따른 스펜선 이도 조정이 필요한 단점이 있다.
  3. 고정빔은 횡화중에 약한 단점이 있다.
  4. 진동방지장치, 곡선당김장치를 가압빔에 취부하기 때문에 경점이 적은 장점이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "고정빔은 횡화중에 약한 단점이 있다."가 틀린 것이 아니다.

    - 가동 브래킷은 전차선을 일괄해서 장력 조정할 수 있어 가선특성이 좋은 장점이 있다.
    - 가동 브래킷은 빔의 장력을 조절하는 장치로, 전차선을 일괄적으로 조절할 수 있어 가선특성이 좋은 장점이 있다.
    - 스펜선 빔은 온도변화에 따른 스펜선 이도 조정이 필요한 단점이 있다.
    - 스펜선 빔은 온도 변화에 따라 스펜선의 길이가 변화하므로, 이를 조정해줘야 하는 단점이 있다.
    - 고정빔은 횡화중에 약한 단점이 있다.
    - 고정빔은 양 끝단이 고정되어 있어 횡하중에 약한 단점이 있다.
    - 진동방지장치, 곡선당김장치를 가압빔에 취부하기 때문에 경점이 적은 장점이 있다.
    - 가압빔은 진동방지장치와 곡선당김장치를 취부할 수 있어 경점이 적은 장점이 있다.
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67. 프와송의 비는?

  1. 응력/변형률
  2. 변형률/응력
  3. 세로변형도/가로변형도
  4. 가로변형도/세로변형도
(정답률: 알수없음)
  • 프와송의 비는 "가로변형도/세로변형도" 이다. 이는 프랑스의 물리학자 프랑수아 프와송이 발견한 법칙으로, 고체가 얼마나 변형되는지를 나타내는 변형률과 이에 따라 생기는 응력의 비율을 의미한다. 따라서 가로변형도와 세로변형도는 변형률을 나타내는 값이므로 프와송의 비와 관련이 있다.
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68. 단면 1차 모멘트를 표시하는 단위는?

  1. m
  2. m2
  3. m3
  4. m4
(정답률: 알수없음)
  • 단면 1차 모멘트는 면적과 거리의 곱으로 표시됩니다. 면적의 단위는 제곱미터(m2)이고, 거리의 단위는 미터(m)이므로, 단면 1차 모멘트의 단위는 (m2) × m = m3입니다. 따라서 정답은 "m3"입니다.
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69. 가공 전차선로에 발생하는 전차선의 기울기 요소가 아닌 것은?

  1. 지지물의 변형에 의한 기울기
  2. 전력부하의 불평형에 의한 기울기
  3. 곡선로에 의한 기울기
  4. 풍압에 의한 기울기
(정답률: 알수없음)
  • 전력부하의 불평형에 의한 기울기는 전기적인 요소로 인해 발생하는 것으로, 가공 전차선로의 기울기와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "전력부하의 불평형에 의한 기울기"입니다.
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70. 폴리머(Polymer) 애자의 단점으로 옳은 것은?

  1. 내후성(Weather-ability)이 취약하다.
  2. 충격강도가 자기애자에 비하여 작다.
  3. 기계적 강도가 세라믹 애자에 비하여 작다.
  4. 세라믹 애자에 비하여 무게가 크므로 운반 및 설치가 불편하다.
(정답률: 알수없음)
  • 폴리머 애자는 내구성이 취약하며, 특히 내후성이 취약합니다. 이는 자외선, 열, 습기 등의 환경적 요인에 노출될 경우 빠르게 분해되거나 변형될 수 있기 때문입니다. 따라서 폴리머 애자는 실외에서 사용하기에는 적합하지 않습니다.
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71. 2차원 구조물 중 직선재를 삼각형으로 구성하되 절점은 마찰이 없는 회전절점으로 연결하여 만든 구조로 각 부재는 압축력과 인장력을 받게 되는 구조물은?

  1. 라멘
  2. 샤프트
  3. 인장보
  4. 트러스
(정답률: 알수없음)
  • 트러스는 직선재를 삼각형으로 구성하여 만든 구조물로, 절점은 마찰이 없는 회전절점으로 연결됩니다. 이 구조는 각 부재가 압축력과 인장력을 받아 강도를 최대화할 수 있으며, 경량화와 강도 향상을 동시에 이룰 수 있습니다. 따라서 2차원 구조물 중에서도 트러스는 구조적으로 가장 효율적인 구조물 중 하나입니다.
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72. 지름 60mm, 길이 2m인 봉강에 축방향을 18000kgf의 인장력이 작용하여 6mm가 늘어났다면 이때의 인장응력은 약 몇 kgf/cm2 인가?

  1. 956
  2. 1217
  3. 1427
  4. 637
(정답률: 알수없음)
  • 인장응력은 인장력을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 우선 봉강의 단면적을 구해야 한다.

    봉강의 지름이 60mm 이므로 반지름은 30mm 이다. 따라서 단면적은 원넓이 공식을 이용하여 구할 수 있다.

    원넓이 = π x 반지름의 제곱 = 3.14 x 30 x 30 = 2826mm^2

    이제 인장응력을 구할 수 있다.

    인장응력 = 인장력 / 단면적 = 18000kgf / 2826mm^2

    단위를 통일하기 위해 kgf를 N으로 변환하면,

    인장응력 = 18000kgf x 9.8m/s^2 / 2826mm^2 = 617.5 N/mm^2

    마지막으로 단위를 kgf/cm^2 로 변환하면,

    인장응력 = 617.5 N/mm^2 x 10.1972 mm^2/cm^2 / 1 kgf = 629.2 kgf/cm^2

    따라서, 보기에서 정답이 "637" 인 이유는 반올림한 값이기 때문이다.
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73. 사용목적에 따라 1종과 2종으로 구별되며, 2종이 전차선로에 이용되고 있는 전철주의 종류는?

  1. 목주
  2. 철주
  3. 콘크리트주
  4. 조합철주
(정답률: 알수없음)
  • 2종 전철주는 전차선로에서 이용되는 주로, 콘크리트주는 콘크리트로 만들어져 내구성이 뛰어나며, 노이즈와 진동이 적어서 주변 환경에 영향을 덜 미칩니다. 따라서, 전차선로에서는 콘크리트주가 많이 사용됩니다.
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74. 부재 축방향에 수직인 단면에 생기는 응력으로 틀린 것은?

  1. 수직응력
  2. 인장응력
  3. 압축응력
  4. 휨응력
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "휨응력"입니다.

    부재 축방향에 수직인 단면에 생기는 응력은 수직응력, 인장응력, 압축응력이 있습니다.

    - 수직응력: 부재의 무게나 외부 하중에 의해 생기는 응력으로, 부재의 단면에 수직으로 작용합니다.
    - 인장응력: 부재가 늘어나는 방향으로 작용하는 응력으로, 단면의 면적이 작아지는 것을 방지하기 위해 부재를 강화합니다.
    - 압축응력: 부재가 줄어드는 방향으로 작용하는 응력으로, 단면의 면적이 작아지는 것을 방지하기 위해 부재를 강화합니다.

    반면, 휨응력은 부재가 굽히는 형태로 작용하는 응력입니다. 부재의 단면이 굽혀지면서 생기는 응력으로, 부재의 단면이 작아지는 것을 방지하기 위해 부재를 강화합니다. 따라서, 부재 축방향에 수직인 단면에 생기는 응력으로는 휨응력이 포함되지 않습니다.
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75. 다음 중 전달률을 이용하여 부정정 구조물을 풀이하는 방법은?

  1. 공액보법
  2. 모멘트 분배법
  3. 단위하중법
  4. 탄성하중법
(정답률: 알수없음)
  • 전달률을 이용하여 부정정 구조물을 풀이하는 방법 중 "모멘트 분배법"은 구조물의 모든 지점에서의 모멘트를 계산하여 부정정력을 구하는 방법입니다. 이 방법은 구조물의 전체적인 모멘트 균형을 유지하면서 각 지점에서의 모멘트를 계산하므로 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 또한, 구조물의 형태나 하중의 위치에 따라 다양한 경우에 적용할 수 있어 유용합니다.
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76. 다음 중 강도계산에 사용되는 수직하중의 종류가 아닌 것은?

  1. 풍압하중
  2. 피빙하중
  3. 설하중
  4. 자중
(정답률: 알수없음)
  • 풍압하중은 수직하중이 아니라 수평하중이기 때문에 강도계산에 사용되는 수직하중의 종류가 아니다. 풍압하중은 건축물이나 구조물에 바람이 가해졌을 때 발생하는 압력으로, 건축물이나 구조물의 안정성을 평가하는데 사용된다.
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77. 힌지지점에서의 반력 수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 알수없음)
  • 힌지 지점에서 물체는 두 개의 방향으로 움직일 수 있습니다. 따라서 힌지 지점에서의 반력 수는 2개입니다.
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78. 다음 중 3t과 4t이 한 점에서 60°로 작용할 때 힘의 합력은 약 몇 t 인가?

  1. 4.06
  2. 5.01
  3. 6.08
  4. 12
(정답률: 알수없음)
  • 3t와 4t가 60°로 작용할 때, 각각의 힘을 x, y 축으로 나누면 다음과 같습니다.

    3t: x축 방향으로 1.5t, y축 방향으로 2.6t
    4t: x축 방향으로 2t, y축 방향으로 3.5t

    이를 벡터 합력으로 나타내면 다음과 같습니다.

    합력 = √((1.5+2)^2 + (2.6+3.5)^2) ≈ 6.08t

    따라서 정답은 6.08입니다.
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79. 축방향으로 인장력이나 압축력을 받는 1차원 구조물은?

  1. 쉘(shell)
  2. 플레이트(plate)
  3. 봉(rod)
  4. 패널(panel)
(정답률: 알수없음)
  • 봉은 축방향으로 인장력이나 압축력을 받는 1차원 구조물입니다. 즉, 봉은 길이가 있고, 그 길이 방향으로만 힘이 전달되는 구조물이며, 이러한 특성 때문에 축방향으로 인장력이나 압축력을 받을 수 있습니다. 따라서, 축방향으로 힘이 전달되는 구조물을 설명하는 보기 중에서 봉이 정답입니다.
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80. 주재에 산형강을 사용하고 사재에도 산형강 또는 평간을 사용하는 전철주는?

  1. 강관주
  2. 조합철주
  3. H형강주
  4. PC주
(정답률: 알수없음)
  • 주재에 산형강을 사용하는 것은 곡률이 큰 구간에서의 내구성을 높이기 위함이고, 사재에 산형강 또는 평간을 사용하는 것은 구조물의 안정성을 높이기 위함입니다. 이 두 가지 요소를 모두 고려하여 사용하는 것이 조합철주입니다. 따라서, 조합철주가 정답입니다.
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