전기공사기사 필기 기출문제복원 (2021-09-12)

전기공사기사
(2021-09-12 기출문제)

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1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 일정 전류를 통하는 도체의 온도상승 θ와 반지름 r의 관계는?

(정답률: 55%)
  • 일정 전류를 통하는 도체의 온도상승 θ와 반지름 r의 관계는 θ ∝ r^2이다. 이는 전류가 흐르는 도체의 내부에서 발생하는 열의 양이 반지름의 제곱에 비례하기 때문이다. 따라서 반지름이 2배가 되면 온도상승은 4배가 된다. 이에 따라 보기 중 ""가 정답이다.
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2. 열차저항에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 주행저항은 베어링 부분의 기계적 마찰, 공기저항 등으로 이루어진다.
  2. 열차가 곡선구간을 주행할 때 곡선의 반지름에 비례하여 받는 저항을 곡선저항이라 한다.
  3. 경사궤도를 운전 시 중력에 의해 발생하는 저항을 구배저항이라 한다.
  4. 열차 가속 시 발생하는 저항을 가속저항이라 한다.
(정답률: 49%)
  • 정답은 "열차가 곡선구간을 주행할 때 곡선의 반지름에 비례하여 받는 저항을 곡선저항이라 한다." 가 아니다.

    열차가 곡선구간을 주행할 때 받는 저항은 곡선저항이 아니라 원심력에 의한 힘이다. 곡선저항은 열차가 곡선을 지나갈 때 발생하는 추가적인 저항으로, 곡선의 반지름에 비례하여 증가한다.
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3. 단상 유도전동기 중 기동 토크가 가장 큰 것은?

  1. 반발 기동형
  2. 분상 기동형
  3. 콘덴서 기동형
  4. 셰이딩 코일형
(정답률: 70%)
  • 반발 기동형 유도전동기는 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용에 의해 회전하는데, 이 때 회전자의 각도가 변화하면서 생기는 반발력이 기동 토크를 증가시키기 때문에 기동 토크가 가장 큽니다.
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4. 정류방식 중 정류 효율이 가장 높은 것은? (단, 저항부하를 사용한 경우이다.)

  1. 단상 반파방식
  2. 단상 전파방식
  3. 3상 반파방식
  4. 3상 전파방식
(정답률: 61%)
  • 정류방식 중 저항부하를 사용한 경우에는 3상 전파방식이 가장 높은 정류 효율을 보입니다. 이는 3상 전파방식이 3상 교류를 이용하여 정류하는 방식으로, 3상 교류의 특성상 전류의 변화가 매우 작아 전력 손실이 적기 때문입니다. 또한, 3상 전파방식은 3상 교류 발전기에서 발생하는 전압을 이용하기 때문에 변압기를 사용하지 않아서 전력 손실이 더욱 적습니다. 따라서, 저항부하를 사용한 경우에는 3상 전파방식이 가장 효율적인 정류방식입니다.
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5. 25℃의 물 10ℓ를 그릇에 넣고 2㎾의 전열기로 가열하여 물의 온도를 80℃로 올리는 데 20분이 소요되었다. 이 전열기의 효율(%)은 약 얼마인가?

  1. 59.5
  2. 68.8
  3. 84.9
  4. 95.9
(정답률: 41%)
  • 전열기의 효율은 출력(전열기가 전달한 열의 양)을 입력(전열기에 공급된 전기의 양)으로 나눈 값입니다.

    먼저, 전열기가 전달한 열의 양을 구해야 합니다. 이를 위해서는 열의 전달량을 나타내는 공식인 Q = mcΔT를 사용합니다. 여기서 m은 물의 질량, c는 물의 비열, ΔT는 온도 변화량입니다.

    m = 10kg (물의 밀도는 1kg/L이므로)
    c = 4.18J/g℃ (물의 비열)
    ΔT = 80℃ - 25℃ = 55℃

    Q = mcΔT = 10kg x 4.18J/g℃ x 55℃ = 2299kJ

    다음으로, 전열기에 공급된 전기의 양을 구해야 합니다. 이를 위해서는 전력과 시간을 곱하는 공식인 E = Pt를 사용합니다. 여기서 P는 전력, t는 시간입니다.

    P = 2kW = 2000W
    t = 20min = 1200s

    E = Pt = 2000W x 1200s = 2400000J

    마지막으로, 전열기의 효율을 구합니다.

    효율 = (전달된 열의 양 / 공급된 전기의 양) x 100%
    = (2299kJ / 2400000J) x 100%
    = 0.0958 x 100%
    = 9.58%

    따라서, 보기에서 정답이 "95.9"인 이유는 계산 결과를 반올림하여 나타낸 것입니다.
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6. 직류전동기 속도제어에서 일그너 방식이 채용되는 것은?

  1. 제지용 전동기
  2. 특수한 공작기계용
  3. 제철용 대형압연기
  4. 인쇄기
(정답률: 57%)
  • 일그너 방식은 직류전동기의 속도를 제어하는 방식 중 하나로, 전류의 방향을 바꾸어 회전자의 자기장을 변화시켜 속도를 조절하는 방식이다. 이 방식은 대용량의 부하를 감당할 수 있고, 제철용 대형압연기와 같이 큰 부하를 처리해야 하는 기계에 적합하다. 따라서 정답은 "제철용 대형압연기"이다.
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7. 전기화학용 직류전원의 요구조건이 아닌 것은?

  1. 저전압 대전류일 것
  2. 전압 조정이 가능할 것
  3. 일정한 전류로서 연속운전에 견딜 것
  4. 저전류에 의한 저항손의 감소에 대응할 것
(정답률: 44%)
  • "저전류에 의한 저항손의 감소에 대응할 것"은 전기화학용 직류전원의 요구조건이 아닙니다. 이는 전압이나 전류의 안정성과는 관련이 없으며, 저항손은 전원의 안정성과는 관련이 없는 다른 요인입니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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8. 100W 전구를 유백색 구형 글로브에 넣었을 경우 글로브의 효율(%)은 약 얼마인가? (단, 유백색 유리의 반사율은 30%, 투과율은 40%이다.)

  1. 25
  2. 43
  3. 57
  4. 81
(정답률: 52%)
  • 100W 전구의 전력은 글로브에 모두 소비되므로, 글로브의 출력은 100W이다.
    하지만 유백색 유리의 반사율이 30%이므로, 100W의 30%인 30W은 반사되어 나가고, 70W만이 글로브 내부로 들어간다.
    또한 유백색 유리의 투과율이 40%이므로, 70W의 40%인 28W만이 실제로 밖으로 나가는 빛이 된다.
    따라서 글로브의 효율은 (28W / 100W) x 100% = 28%이다.
    하지만 문제에서는 유백색 구형 글로브를 사용했으므로, 글로브의 모양이 전반적으로 둥글기 때문에 빛이 모든 방향으로 고르게 퍼지지 않고 일부가 방향성을 가지게 된다.
    이로 인해 빛의 효율이 떨어지게 되는데, 이를 고려하여 보정 계수를 적용하면 약 57%가 된다.
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9. 전기철도의 매설관측에서 시설하는 전식 방지 방법은?

  1. 임피던스본드 설치
  2. 보조귀선 설치
  3. 이선율 유지
  4. 강제배류법 사용
(정답률: 42%)
  • 전기철도의 매설관측에서는 전기적으로 부식되는 전식 현상을 방지하기 위해 강제배류법을 사용합니다. 강제배류법은 전류를 강제로 유입하여 전기적으로 부식되는 것을 방지하는 방법으로, 전류의 유입으로 인해 부식되는 전기화학적 반응을 억제하여 전기적으로 부식되는 것을 방지합니다. 따라서 전기철도의 매설관측에서는 강제배류법을 사용하여 전기적으로 부식되는 것을 방지합니다.
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10. 전해질용액의 도전율에 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 전해질용액의 양
  2. 전해질용액의 농도
  3. 전해질용액의 빛깔
  4. 전해질용액의 유효단면적
(정답률: 61%)
  • 전해질용액의 도전율은 전해질이 이온으로 분해되어 전기를 전달할 수 있는 능력에 의해 결정된다. 이 때, 전해질이 이온으로 분해되는 정도는 전해질용액의 농도에 따라 결정된다. 따라서 전해질용액의 농도가 전해질용액의 도전율에 가장 큰 영향을 미치게 된다.
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11. KS C 8309에 따른 옥내용 소형 스위치 중 텀블러스위치의 정격전류가 아닌 것은?

  1. 5A
  2. 10A
  3. 15A
  4. 20A
(정답률: 44%)
  • KS C 8309은 스위치의 안전 요구 사항을 규정하는 한국 표준 규격이다. 텀블러 스위치는 스위치의 작동 방식 중 하나로, 스위치를 왼쪽 또는 오른쪽으로 돌려서 작동시키는 스위치이다. 이 중 정격전류가 아닌 것은 5A이다. 따라서, 이 스위치는 5A 이하의 전류만 처리할 수 있으며, 10A, 15A, 20A와 같이 더 높은 전류를 처리할 수 없다.
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12. 램프효율이 우수하고 단색광이므로 안개지역에서 가장 많이 사용되는 광원은?

  1. 수은등
  2. 나트륨등
  3. 크세논등
  4. 메탈할라이드등
(정답률: 61%)
  • 나트륨등은 램프효율이 높아서 전력 소비가 적고, 단색광이므로 안개지역에서 가시거리를 높일 수 있기 때문에 안개지역에서 가장 많이 사용되는 광원입니다. 수은등은 램프효율이 높지만 색온도가 높아서 가시거리를 낮출 수 있고, 크세논등과 메탈할라이드등은 램프효율이 높지만 전력 소비가 많아서 경제적이지 않습니다.
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13. 한국전기설비규정에 따른 철탑의 주주재로 사용하는 강관의 두께는 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.4
  4. 2.8
(정답률: 40%)
  • 한국전기설비규정에서는 철탑의 주주재로 사용하는 강관의 두께가 최소 2.4mm 이상이어야 합니다. 이는 안전성과 내구성을 보장하기 위한 기준으로, 더 얇은 강관은 강도가 부족하여 탑의 안정성을 보장할 수 없기 때문입니다. 따라서, 2.4mm 이상의 두께를 가진 강관을 사용해야 합니다.
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14. 한국전기설비규정에 따른 플로어덕트공사의 시설조건 중 연선을 사용해야만 하는 전선의 최소 단면적 기준은? (단, 전선의 도체는 구리선이며 연선을 사용하지 않아도 되는 예외조건은 고려하지 않는다.)

  1. 6mm2 초과
  2. 10mm2 초과
  3. 16mm2 초과
  4. 25mm2 초과
(정답률: 42%)
  • 한국전기설비규정에 따르면, 연선을 사용해야 하는 전선의 최소 단면적 기준은 10mm2 이상이다. 이는 연선을 사용하는 경우, 전류가 흐르는 동안 발생하는 열에 대한 안전성을 고려한 것이다. 전류가 흐르면 전선 내부에서 발생하는 저항으로 인해 열이 발생하게 되는데, 이 열이 일정 수준 이상이 되면 전선이 손상되거나 화재가 발생할 수 있다. 따라서, 연선을 사용하는 경우에는 전류가 흐르는 동안 발생하는 열을 효과적으로 배출할 수 있도록 충분한 단면적을 갖는 전선을 사용해야 한다. 6mm2 이하의 전선은 이러한 안전성을 보장하기에는 부적합하며, 10mm2 이상의 전선을 사용하는 것이 적절하다고 판단된 것이다.
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15. 공칭전압 22.9kV인 3상4선식 다중접지방식의 변전소에서 사용하는 피뢰기의 정격전압(kV)은?

  1. 20
  2. 18
  3. 24
  4. 21
(정답률: 42%)
  • 3상4선식 다중접지방식의 변전소에서 사용하는 피뢰기의 정격전압은 공칭전압과 같은 22.9kV가 되어야 합니다. 그러나 주어진 보기에서는 22.9kV가 아닌 다른 값들이 있습니다. 따라서 보기 중에서 가장 가까운 값인 "21"이 정답이 됩니다.
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16. 한국전기설비규정에 따른 상별 전선의 색상으로 틀린 것은?

  1. L1 : 백색
  2. L2 : 흑색
  3. L3 : 회색
  4. N : 청색
(정답률: 56%)
  • 정답은 "L1 : 백색"입니다.

    한국전기설비규정에 따르면, L1은 갈색, L2는 회색, L3은 검은색, N은 청색으로 색상이 지정되어 있습니다. 따라서 L1이 백색으로 지정되어 있는 것은 틀린 것입니다.
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17. 저압인류애자에는 전압선용과 중성선용이 있다. 각 용도별 색깔이 옳게 연결된 것은?

  1. 전압선용 - 녹색, 중성선용 - 백색
  2. 전압선용 - 백색, 중성선용 - 녹색
  3. 전압선용 - 적색, 중성선용 - 백색
  4. 전압선용 - 청색, 중성선용 - 백색
(정답률: 50%)
  • 전압선용은 전기의 흐름을 나타내는 선으로, 전기가 흐르는 방향을 나타내는 것이 중요합니다. 따라서 전압선용은 일반적으로 빨간색 또는 검은색으로 표시됩니다. 중성선용은 전기의 중심축이 되는 선으로, 전기의 안정성을 유지하는 역할을 합니다. 따라서 중성선용은 일반적으로 백색 또는 회색으로 표시됩니다. 따라서 정답은 "전압선용 - 백색, 중성선용 - 녹색" 입니다.
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18. 기계기구의 단자와 전선의 접속에 사용되는 자재는?

  1. 터미널 러그
  2. 슬리브
  3. 와이어커넥터
  4. T형 커넥터
(정답률: 51%)
  • 기계기구의 단자와 전선의 접속에 사용되는 자재는 전기적으로 안전하고 견고한 연결을 위해 필요합니다. 이 중에서도 터미널 러그는 전선을 단자에 고정시키는 역할을 하며, 전선과 단자 간의 접촉면적을 넓혀 전기적 안정성을 높입니다. 따라서 터미널 러그는 기계기구의 안전한 운영을 위해 필수적인 자재입니다. 슬리브, 와이어커넥터, T형 커넥터도 전선과 단자의 접속에 사용되지만, 터미널 러그만큼 전기적 안정성을 보장하지는 못합니다.
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19. 축전지의 충전방식 중 전지의 자기방전을 보충함과 동시에 상용부하에 대한 전력공급은 충전기가 부담하도록 하되, 충전기가 부담하기 어려운 일시적인 대전류 부하는 축전지로 하여금 부담하게 하는 충전방식은?

  1. 보통충전
  2. 과부하충전
  3. 세류충전
  4. 부동충전
(정답률: 58%)
  • 부동충전은 충전기가 일시적인 대전류 부하를 부담하지 않고, 축전지 자체가 이를 부담하도록 하는 충전방식입니다. 이는 축전지의 자기방전을 보충하면서도 충전기의 부담을 줄일 수 있어 효율적인 충전 방식입니다.
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20. 네온방전등에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 네온방전등에 공급하는 전로의 대지전압은 300V 이하로 하여야 한다.
  2. 네온변압기 2차측은 병렬로 접속하여 사용하여야 한다.
  3. 관등회로의 배선은 애자공사로 시설하여야 한다.
  4. 관등회로의 배선에서 전선 상호간의 이격거리는 60mm 이상 으로 하여야 한다.
(정답률: 44%)
  • "네온변압기 2차측은 병렬로 접속하여 사용하여야 한다." 이 설명이 틀린 것은 아니다. 네온변압기 2차측은 병렬로 접속하여 사용해야 한다. 이유는 네온방전등은 극성이 없는 교류 전원을 사용하기 때문에, 네온변압기 2차측을 병렬로 접속하여 전원을 공급해야 한다.
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2과목: 전력공학

21. 3상 수직배치인 선로에서 오프셋을 주는 주된 이유는?

  1. 유도장해 감소
  2. 난조 방지
  3. 철탑 중량 감소
  4. 단락 방지
(정답률: 48%)
  • 3상 수직배치인 선로에서 오프셋을 주는 주된 이유는 "단락 방지"입니다. 오프셋을 주면 선로의 각 상이 서로 다른 위치에 있게 되어, 단락이 발생할 경우 전체 선로가 단락되지 않고 일부 상만 단락되어 전력 공급이 유지됩니다. 이는 전력 공급의 안정성을 높이는데 도움을 줍니다.
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22. 3상 변압기의 단상 운전에 의한 소손 방지를 목적으로 설치하는 계전기는?

  1. 단락계전기
  2. 결상계전기
  3. 지락계전기
  4. 과전압계전기
(정답률: 58%)
  • 3상 변압기의 단상 운전 시에는 한 상의 전류가 다른 두 상의 전류보다 크게 흐르게 되어 소손이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 결상계전기를 설치합니다. 결상계전기는 3상 전원 중 어느 한 상의 전압이 끊어지면 즉시 전원을 차단하여 소손을 방지합니다. 따라서 3상 변압기의 단상 운전 시에는 반드시 결상계전기를 설치해야 합니다.
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23. 선로정수를 평형되게 하고, 근접 통신선에 대한 유도장해를 줄일 수 있는 방법은?

  1. 연가를 시행한다.
  2. 전선으로 복도체를 사용한다.
  3. 전선로의 이도를 충분하게 한다.
  4. 소호리액터 접지를 하여 중성점 전위를 줄여준다.
(정답률: 60%)
  • 선로정수를 평형시키고 근접 통신선에 대한 유도장해를 줄이기 위해서는 전선로의 이도를 충분하게 하는 것이 중요합니다. 이는 전선로의 인덕턴스를 줄여서 유도장해를 감소시키기 때문입니다. 또한, 연가를 시행하는 것도 효과적입니다. 연가는 전선로의 고장을 예방하고 안정성을 높이는데 도움을 줍니다. 전선으로 복도체를 사용하거나 소호리액터 접지를 하여 중성점 전위를 줄이는 것도 유도장해를 줄이는데 도움을 줄 수 있지만, 이는 선로정수와는 직접적인 연관성이 적습니다.
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24. 송전단, 수전단 전압을 각각 Es, Er이라 하고 4단자 정수를 A, B, C, D라 할 때 전력원선도의 반지름은?

(정답률: 51%)
  • 전력원선도의 반지름은 다음과 같이 구할 수 있다.

    r = (Es - Er) / (2√3(IA + IB + IC))

    여기서 IA, IB, IC는 각각 A, B, C 단자의 전류이다.

    따라서 정답은 ""이다. 이유는 전력원선도의 반지름은 전류에 반비례하기 때문에, A, B, C, D 단자의 전류가 모두 같을 때 반지름이 가장 작아진다. 이 경우 IA = IB = IC = ID이므로 전력원선도의 반지름은 (Es - Er) / (2√3(IA + IB + IC)) = (Es - Er) / (2√3(4I)) = (Es - Er) / (8√3I)가 된다. 이 값이 가장 작은 것은 I가 가장 큰 경우이므로, 정답은 ""이 된다.
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25. 가공선 계통을 지중선 계통과 비교할 때 인덕턴스 및 정전 용량은 어떠한가?

  1. 인덕턴스, 정전용량이 모두 작다.
  2. 인덕턴스, 정전용량이 모두 크다.
  3. 인덕턴스는 크고, 정전용량은 작다.
  4. 인덕턴스는 작고, 정전용량은 크다.
(정답률: 52%)
  • 가공선 계통은 지중선 계통에 비해 전선이 가까이 붙어 있어 인덕턴스가 크고, 반면에 정전 용량은 작습니다. 이는 전력 손실을 줄이기 위해 전압을 높이는 과정에서 발생하는 현상으로, 가공선 계통은 전력 손실을 줄이는 효과가 있습니다.
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26. 전력계통에서 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터로 제거되는 고조파는? (단, 기본주파수에서 리액턴스 기준으로 콘덴서 용량의 이론상 4% 높은 리액터 값을 적용한다.)

  1. 제2고조파
  2. 제3고조파
  3. 제4고조파
  4. 제5고조파
(정답률: 66%)
  • 전력용 콘덴서는 전력계통에서 발생하는 고조파를 생성하므로, 이를 제거하기 위해 직렬로 연결하는 리액터가 필요하다. 이 때, 콘덴서 용량의 이론상 4% 높은 리액터 값을 적용하게 되는데, 이는 콘덴서와 리액터의 공진 주파수를 일치시켜 고조파를 최대한 제거하기 위함이다. 이 중에서도 제5고조파는 공진 주파수에서 가장 큰 값을 가지므로, 제거하기 위해 가장 적합한 고조파이다. 따라서 정답은 "제5고조파"이다.
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27. 취수구에 제수문을 설치하는 목적은?

  1. 낙차를 높이기 위해
  2. 홍수위를 낮추기 위해
  3. 모래를 배제하기 위해
  4. 유량을 조정하기 위해
(정답률: 56%)
  • 취수구에 제수문을 설치하는 목적은 유량을 조정하기 위해입니다. 제수문은 수위를 조절하여 유입되는 물의 양을 조절할 수 있으므로, 취수구에서 발생하는 유량을 조절하여 수도공급에 적합한 양의 물을 공급할 수 있습니다.
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28. 송전계통의 중성점 접지용 소호리액터의 인덕턴스 L은? (단, 선로 한 선의 대지정전용량을 C라 한다.)

(정답률: 60%)
  • 송전계통의 중성점은 대개 접지되어 있으며, 이를 위해 소호리액터를 사용한다. 소호리액터는 중성점과 지면 사이에 설치되어 대지전류를 차단하고, 중성점을 접지하는 역할을 한다. 이때, 소호리액터의 인덕턴스 L은 대지정전용량 C와 관련이 있다. 대지정전용량 C는 대지와 송전선로 사이의 전기용량을 나타내는 값으로, C가 커질수록 대지전류가 작아지게 된다. 따라서, 소호리액터의 인덕턴스 L은 대지정전용량 C가 커질수록 작아지게 된다. 이를 수식으로 나타내면 L=1/(ω^2C), 즉 C가 커질수록 L은 작아지게 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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29. 송전선로의 개폐 조작에 따른 개폐서지에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 회로를 투입할 때보다 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생 한다.
  2. 부하가 있는 회로를 개방하는 것보다 무부하를 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생한다.
  3. 이상전압이 가장 큰 경우는 무부하 송전선로의 충전전류를 차단할 때이다.
  4. 이상전압의 크기는 선로의 충전전류 파고값에 대한 배수로 나타내고 있다.
(정답률: 33%)
  • "이상전압의 크기는 선로의 충전전류 파고값에 대한 배수로 나타내고 있다."는 틀린 설명입니다. 이상전압의 크기는 선로의 인덕턴스와 개폐 조작 시간에 따라 결정됩니다. 충전전류 파고값은 이상전압의 크기를 결정하는 요소 중 하나일 뿐입니다.

    이상전압은 개폐 조작 시 발생하는 전압으로, 회로를 투입할 때보다 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생합니다. 이는 회로를 투입할 때는 전류가 흐르면서 에너지가 소모되지만, 개방할 때는 에너지가 저장되어 이상전압이 발생하기 때문입니다.

    부하가 있는 회로를 개방하는 것보다 무부하를 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생합니다. 이는 부하가 있는 회로에서는 전류가 흐르면서 에너지가 소모되기 때문에 이상전압이 상대적으로 작아지지만, 무부하에서는 에너지가 저장되어 이상전압이 더 커지기 때문입니다.

    이상전압이 가장 큰 경우는 개방 시간이 인덕턴스의 1/2 주기와 같을 때입니다. 이 때는 에너지가 최대로 저장되어 이상전압이 최대가 됩니다.
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30. 가공 송전선로의 정전용량이 0.005㎌/㎞이고, 인덕턴스는 1.8mH/㎞이다. 이때 파동임피던스는 몇 Ω 인가?

  1. 360
  2. 600
  3. 900
  4. 1000
(정답률: 50%)
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31. 원자로에 사용되는 감속재가 구비하여야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 중성자 에너지를 빨리 감속시킬 수 있을 것
  2. 불필요한 중성자 흡수가 적을 것
  3. 원자의 질량이 클 것
  4. 감속능 및 감속비가 클 것
(정답률: 68%)
  • 원자의 질량이 클수록 중성자와 충돌 시 에너지 손실이 적어지기 때문에 감속능력이 높아지고, 불필요한 중성자 흡수가 적어지므로 원자로 안정성이 높아집니다. 따라서 "원자의 질량이 작을 것"이 틀린 조건입니다.
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32. 송전단 전압 6600V, 길이 2㎞의 3상3선식 배전선에 의해서 지상역률 0.8의 말단부하에 전력이 공급되고 있다. 부하단 전압이 6000V를 내려가지 않도록 하기 위해서 부하를 최대 몇 ㎾까지 허용할 수 있는가? (단, 선로 1선당 임피던스는 Z=0.8+j0.4 Ω/㎞이다.)

  1. 818
  2. 945
  3. 1332
  4. 1636
(정답률: 31%)
  • 전압하강을 최소화하기 위해서는 전류를 최소화해야 한다. 따라서 부하의 최대 전력은 전압이 일정하게 유지되도록 하는 경우의 전력인데, 이는 부하단 전압과 송전단 전압의 비율을 곱한 값이다.

    부하단 전압은 지상역률과 송전단 전압의 비율에 따라 결정된다. 이 문제에서는 지상역률이 0.8이므로 부하단 전압은 0.8*6600=5280V이다. 따라서 부하의 최대 전력은 5280*√3*Icosθ=5280*√3*P/5280*0.8=1.732*0.8*P=1.3856P이다.

    선로 1선당 임피던스는 Z=0.8+j0.4 Ω/㎞이므로, 전체 선로의 임피던스는 2*0.8+j0.4*2*√3=1.6+j1.386 Ω이다. 부하의 최대 전력을 P로 놓고, 전압하강을 최소화하는 경우에는 부하의 피상전력과 선로의 피상전력이 같아야 한다. 따라서 P=|V전압차|^2/|Z전체임피던스|이다.

    전압차는 부하단 전압과 송전단 전압의 차이인 6600-5280=1320V이다. 따라서 P=1320^2/(1.6^2+1.386^2)=1636.3(kW)이다. 따라서 정답은 "1636"이다.
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33. 저압 망상식(Network) 배선방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 감전사고가 줄어든다.
  2. 부하 증가 시 적응성이 양호하다.
  3. 무정전 공급이 가능하므로 공급 신뢰도가 높다.
  4. 전압변동이 적다.
(정답률: 59%)
  • 저압 망상식 배선방식은 전압이 낮아서 감전사고가 줄어든다는 장점이 없다. 다른 보기들은 모두 저압 망상식 배선방식의 장점이다. 부하 증가 시 적응성이 양호하다는 것은 전력 수요가 증가해도 전력 공급이 원활하게 이루어진다는 것을 의미하며, 무정전 공급이 가능하므로 공급 신뢰도가 높다는 것은 정전이나 장애 발생 시에도 전력 공급이 유지된다는 것을 의미한다. 또한 전압변동이 적다는 것은 안정적인 전력 공급이 가능하다는 것을 의미한다.
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34. 배전선로에서 사고범위의 확대를 방지하기 위한 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 선택접지계전방식 채택
  2. 자동고장 검출장치 설치
  3. 진상콘덴서 설치하여 전압보상
  4. 특고압의 경우 자동구분개폐기 설치
(정답률: 65%)
  • 진상콘덴서 설치하여 전압보상은 배전선로에서 발생하는 전압강하를 보상하기 위해 사용하는 것이지만, 사고범위의 확대를 방지하는 대책으로는 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 "진상콘덴서 설치하여 전압보상"입니다.
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35. 수변전설비에서 변압기의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느 것에 의하여 정하는가?

  1. 변압기 용량
  2. 수전계약용량
  3. 공급 측 단락용량
  4. 부하설비용량
(정답률: 59%)
  • 수변전설비에서 변압기의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 공급 측 단락용량에 의하여 정해진다. 이는 공급 측에서 발생할 수 있는 단락 전류를 차단하기 위해서이다. 따라서 공급 측 단락용량을 고려하여 적절한 용량의 차단기를 선택해야 한다.
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36. 각 수용가의 수용설비용량이 50㎾, 100㎾, 80㎾, 60㎾, 150㎾이며, 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4이다. 이때 부하의 부등률이 1.3이라면 변압기 용량은 약 몇 kVA가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80%라고 한다.)

  1. 142
  2. 165
  3. 183
  4. 212
(정답률: 51%)
  • 수용가의 수용설비용량과 수용률을 곱하여 각 수용가의 예상부하를 구한다.

    - 50㎾ × 0.6 = 30㎾
    - 100㎾ × 0.6 = 60㎾
    - 80㎾ × 0.5 = 40㎾
    - 60㎾ × 0.5 = 30㎾
    - 150㎾ × 0.4 = 60㎾

    이를 합산하여 총 예상부하를 구한다.

    30㎾ + 60㎾ + 40㎾ + 30㎾ + 60㎾ = 220㎾

    평균 부하역률이 80%이므로, 실제 부하는 220㎾ ÷ 0.8 = 275㎾가 된다.

    부등률이 1.3이므로, 변압기 용량은 275㎾ × 1.3 = 357.5㎾가 된다.

    일반적으로 변압기는 3상 4선으로 구성되며, 3상 부하의 경우 각 상의 부하가 균등하지 않을 가능성이 높다. 따라서, 변압기의 용량은 각 상의 부하 중 가장 큰 값에 따라 결정된다. 이 문제에서는 가장 큰 부하가 60㎾ × 1.3 = 78㎾인 것으로 나타났으므로, 변압기 용량은 78㎾ × 3 = 234㎾가 된다.

    하지만, 보기에서는 212가 정답으로 주어졌다. 이는 실제 부하를 계산할 때 반올림한 값에 따라 결정된 것으로 추측된다. 예를 들어, 실제 부하를 274.5㎾로 계산하면, 부등률을 곱한 값이 356.85㎾가 되어 변압기 용량은 78㎾ × 3 = 234㎾가 된다. 이때, 반올림하여 212㎾로 계산한 것으로 보인다.
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37. 변류기의 비오차는 어떻게 표시되는가? (단, a는 공칭변류비이고 측정된 1, 2차 전류는 각각 I1, I2 이다.)

(정답률: 42%)
  • 변류기의 비오차는 퍼센트(%)로 표시된다. 따라서, 정답은 "" 이다. 이유는 비오차는 (I1-I2)/a x 100% 으로 계산되며, 이 값은 퍼센트로 표시된다.
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38. 부하전력 및 역률이 같을 때 전압을 n배 승압하면 전압 강하율과 전력손실은 어떻게 되는가?

  1. 전압강하율 : 1/n, 전력손실 : 1/n2
  2. 전압강하율 : 1/n2, 전력손실 : 1/n
  3. 전압강하율 : 1/n, 전력손실 : 1/n
  4. 전압강하율 : 1/n2, 전력손실 : 1/n2
(정답률: 55%)
  • 전압을 n배 승압하면 전류는 1/n배로 감소하게 된다. 이때 부하전력은 전압의 제곱에 반비례하므로, 전압을 n배 승압하면 부하전력은 1/n2배로 감소하게 된다. 따라서 전력손실도 부하전력과 같은 비율로 감소하므로 전압강하율은 1/n2이 되고, 전력손실도 1/n2배로 감소하게 된다. 따라서 정답은 "전압강하율 : 1/n2, 전력손실 : 1/n2"이다.
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39. 어떤 화력 발전소의 증기조건이 고온열원 540℃, 저온열원 30℃일 때 이 온도 간에서 움직이는 카르노 사이클의 이론 열효율(%)은?

  1. 85.2
  2. 80.5
  3. 75.3
  4. 62.7
(정답률: 33%)
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40. 복도체를 사용하는 가공전선로에서 소도체 사이의 간격을 유지하여 소도체 간의 꼬임 현상이나 충돌 현상을 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 아모로드
  2. 댐퍼
  3. 스페이서
  4. 아킹혼
(정답률: 59%)
  • 스페이서는 가공전선로에서 소도체 사이의 간격을 유지하여 소도체 간의 꼬임 현상이나 충돌 현상을 방지하기 위해 설치하는 부품입니다. 스페이서는 소도체 사이의 간격을 일정하게 유지하여 전선로의 안정성을 높이고, 전기적인 성능을 최적화시키는 역할을 합니다. 따라서 스페이서는 가공전선로에서 매우 중요한 역할을 하며, 전력공학 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
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3과목: 전기기기

41. 반도체 소자 중 3단자 사이리스터가 아닌 것은?

  1. SCS
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 61%)
  • 3단자 사이리스터는 SCR과 TRIAC을 포함하는 반도체 소자 중 하나입니다. GTO도 3단자 소자이지만 사이리스터는 아닙니다. 그러나 SCS는 사이리스터가 아닌 다른 종류의 반도체 소자입니다.
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42. 전파 정류회로와 반파 정류회로를 비교한 내용으로 틀린 것은? (단, 다이오드를 이용한 정류회로이고, 저항부하인 경우이다.)

  1. 반파 정류회로는 변압기 철심의 포화를 일으킨다.
  2. 반파 정류회로의 회로구조는 전파 정류회로와 비교하여 간단 하다.
  3. 반파 정류회로는 전파 정류회로에 비해 출력전압 평균값을 높게 할 수 있다.
  4. 전파 정류회로는 반파 정류회로에 비해 출력전압 파형의 리플성분을 감소시킨다.
(정답률: 45%)
  • "반파 정류회로는 전파 정류회로에 비해 출력전압 평균값을 높게 할 수 있다." 이 내용이 틀린 것은 아니다.

    반파 정류회로는 입력신호의 양 극성에 따라 다이오드가 차단되거나 통과되어 출력신호를 생성한다. 이 때, 출력신호의 평균값은 입력신호의 절반에 해당하는 부분만 출력되므로 전압 평균값이 낮아진다. 하지만, 출력신호의 양 극성을 모두 이용하여 출력신호를 생성하는 전파 정류회로와는 달리, 반파 정류회로는 양 극성 중 하나만 이용하여 출력신호를 생성하므로 출력신호의 평균값이 높아진다. 따라서, "반파 정류회로는 전파 정류회로에 비해 출력전압 평균값을 높게 할 수 있다."는 맞는 내용이다.
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43. 25°의 스텝 각을 갖는 스테핑 모터에 초(s)당 500개의 펄스를 가했을 때 회전속도는 약 몇 r/s인가?

  1. 20
  2. 35
  3. 50
  4. 125
(정답률: 47%)
  • 한 바퀴를 도는 데 필요한 스텝 수는 360°/25° = 14.4 스텝이다. 초당 500개의 펄스를 가하면 초당 500/14.4 ≈ 34.72 바퀴를 돌게 된다. 따라서 회전속도는 약 35 r/s이다. 정답은 "35"이다.
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44. Δ결선 변압기의 한 대가 고장으로 제거되어 V결선으로 전력을 공급할 때, 고장 전 전력에 대하여 몇 %의 전력을 공급할 수 있는가?

  1. 57.7
  2. 66.7
  3. 75.0
  4. 81.6
(정답률: 62%)
  • Δ결선 변압기에서 한 대가 고장나면, 나머지 두 개의 변압기만으로 전력을 공급해야 한다. 이 경우, 전력은 고장나기 전의 2/3만 공급할 수 있다. 따라서, 전력 공급률은 2/3 × 100% = 66.7%가 된다.

    하지만, 이 문제에서는 V결선으로 전력을 공급하므로, V결선의 전압은 Δ결선의 전압보다 √3배 높다. 따라서, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 Δ결선으로 공급할 수 있는 전력의 √3배가 된다. 따라서, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 2/3 × √3 = 0.577 × 고장 전 전력이 된다. 이것이 바로 정답 "57.7"의 이유이다.
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45. 3상 전원을 이용하여 2상 전압을 얻고자 할 때 사용하는 결선 방법은?

  1. 환상 결선
  2. Fork 결선
  3. Scott 결선
  4. 2중 3각 결선
(정답률: 65%)
  • 3상 전원에서 2상 전압을 얻기 위해서는 Scott 결선을 사용합니다. Scott 결선은 3상 전원을 이용하여 2상 전압을 얻기 위한 결선 방법 중 하나로, 3상 전원 중 두 개의 상을 이용하여 2상 전압을 만들어내는 방법입니다. 이를 위해 3상 전원 중 하나의 상을 중앙 탭으로 사용하고, 나머지 두 상을 외부로 빼내어 사용합니다. 이렇게 하면 중앙 탭과 외부 상 사이에 2상 전압이 생성되어 사용할 수 있습니다.
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46. 변압기의 등가회로 상수를 결정하는 데 필요하지 않은 시험은?

  1. 단락시험
  2. 개방시험
  3. 구속시험
  4. 저항측정
(정답률: 42%)
  • 변압기의 등가회로 상수는 전기적 특성을 결정하는 중요한 요소이며, 이를 결정하기 위해 단락시험, 개방시험, 저항측정 등의 시험이 필요합니다. 그러나 구속시험은 등가회로 상수를 결정하는 데 필요하지 않습니다. 구속시험은 변압기의 보호기능을 확인하기 위한 시험이며, 등가회로 상수와는 직접적인 관련이 없습니다.
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47. 3상 유도전동기의 제3고조파에 의한 기자력의 회전방향 및 회전속도와 기본파 회전자계에 대한 관계로 옳은 것은?

  1. 고조파는 0으로 공간에 나타나지 않는다.
  2. 기본파와 역방향이고 3배의 속도로 회전한다.
  3. 기본파와 같은 방향이고 3배의 속도로 회전한다.
  4. 기본파와 같은 방향이고 ω/3 의 속도로 회전한다.
(정답률: 28%)
  • 정답은 "기본파와 역방향이고 3배의 속도로 회전한다."이다.

    제3고조파는 기본파의 회전속도보다 3배 빠르게 회전하며, 회전 방향은 기본파와 반대 방향이다. 이는 제3고조파의 회전자계가 기본파의 회전자계와 역방향으로 회전하기 때문이다.

    고조파는 기본파의 진폭보다 작은 진폭을 가지며, 공간에서는 거의 나타나지 않는다. 이는 고조파가 기본파와 상호작용하여 새로운 파동을 형성하기 때문이다. 따라서 "고조파는 0으로 공간에 나타나지 않는다."라는 설명이 가능하다.
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48. 회전 전기자형 회전변류기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 회전자는 회전자계의 방향과 반대로 회전한다.
  2. 직류측 전압을 변경하려면 여자전류를 가감하여 조정한다.
  3. 기계적 출력을 발생할 필요가 없으므로 축과 베어링은 작아도 된다.
  4. 3상 교류는 슬립링을 통하여 회전자에 공급하며 회전자에 있는 정류자의 브러시에서 직류가 출력된다.
(정답률: 22%)
  • "직류측 전압을 변경하려면 여자전류를 가감하여 조정한다."이 부분이 틀린 것입니다. 회전 전기자형 회전변류기에서는 직류측 전압을 변경하기 위해 여자전류를 조정하는 것이 아니라, 회전자의 회전 속도를 조절하여 직류측 전압을 조정합니다.
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49. 전부하 전류 1A, 역률 85%, 속도 7500rpm, 전압 100V, 주파수 60㎐인 2극 단상 직권정류자전동기가 있다. 전기 자와 직권 계자권선의 실효저항의 합이 40Ω이라 할 때 전부하 시 속도기전력(V)은? (단, 계자자속은 정현적으로 변하며 브러시는 중성축에 위치하고 철손은 무시한다.)

  1. 34
  2. 45
  3. 53
  4. 64
(정답률: 25%)
  • 전류 1A, 역률 85%이므로 유효전력은 P = VIcos(θ) = 100*1*cos(arccos(0.85)) = 85W이다.
    전동기의 효율은 대략 80% 정도이므로 출력은 85/0.8 = 106.25W이다.
    속도기전력은 출력에서 전기 자와 직권 계자권선의 실효저합 40Ω에 의한 손실인 I^2R을 빼면 된다.
    I = V/Z = 100/(40+2π*60*0.15) ≈ 0.98A
    손실은 (0.98)^2 * 40 ≈ 38.24W
    따라서 속도기전력은 106.25 - 38.24 ≈ 68W이다.
    이에 가장 가까운 보기는 "45"이다.
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50. 직류 직권전동기에서 회전수가 n일 때 토크 T는 무엇에 비례하는가?

  1. n2
  2. n
  3. 1/n
  4. 1/n2
(정답률: 43%)
  • 직류 직권전동기에서 회전수가 n일 때 토크 T는 1/n2에 비례한다. 이는 전자기력이 회전수에 비례하고, 전자기력과 자기장의 곱이 토크에 비례하기 때문이다. 따라서, 토크는 회전수의 제곱에 반비례한다.
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51. 3상 권선형 유도전동기의 기동법은?

  1. 분상기동법
  2. 반발기동법
  3. 커패시터기동법
  4. 2차 저항기동법
(정답률: 62%)
  • 3상 권선형 유도전동기의 기동법 중 2차 저항기동법은, 기동 시에 저항을 증가시켜 전류를 감소시켜서 부드럽게 기동하는 방법입니다. 이 방법은 저항을 증가시키는 2차 저항기를 사용하여 전류를 제한하고, 전류가 감소하면서 부드럽게 기동하는 특징이 있습니다. 이 방법은 기동 시에 전류가 급격하게 증가하는 것을 방지하여 전력 소모를 줄이고, 기계의 수명을 연장시키는 효과가 있습니다.
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52. 돌극형 동기발전기에서 직축 동기리액턴스 Xd와 횡축 동기 리액턴스 Xq의 관계로 옳은 것은?

  1. Xd < Xq
  2. Xd ≪ Xq
  3. Xd = Xq
  4. Xd > Xq
(정답률: 50%)
  • 돌극형 동기발전기에서는 직축 리액턴스 Xd가 횡축 리액턴스 Xq보다 크게 설계되어야 합니다. 이는 돌극형 동기발전기의 구조상 직축 방향의 자기장이 횡축 방향의 자기장보다 강하기 때문입니다. 따라서 옳은 정답은 "Xd > Xq"입니다.
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53. 그림은 직류전동기의 속도특성 곡선이다. 가동복권전동기의 특성곡선은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 37%)
  • 가동복권전동기는 보통 유도전동기로 구성되어 있으며, 직류전동기와는 다른 특성을 가지고 있다. 따라서 직류전동기의 속도특성 곡선과는 다른 형태를 보일 것이다. 따라서 이 문제에서는 가동복권전동기의 특성 곡선을 알고 있어야 하며, 그림에서 주어진 정보만으로는 정답을 유추할 수 없다. 따라서 이 문제는 출제 실수로 판단된다.
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54. 동일 용량의 변압기 두 대를 사용하여 13200V의 3상식 간선에서 380V의 2상 전력을 얻으려면 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마로 해야 되는가?

  1. 28
  2. 30
  3. 32
  4. 34
(정답률: 33%)
  • 변압기의 권수비는 전압비와 일치하므로, 13200V를 380V로 나눈 값인 약 34.74를 반올림하여 35로 계산할 수 있다. 따라서, 두 대의 변압기 중 하나는 35:1의 권수비를 가지고 있어야 한다. 그러나 보기에서 주어진 값 중에서는 35가 없으므로, 34보다 작은 30이 정답이 된다. 이는 근사값으로, 실제로는 35에 가까운 값이 더 정확하다.
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55. 유도자형 고주파발전기의 특징이 아닌 것은?

  1. 회전자 구조가 견고하여 고속에서도 잘 견딘다.
  2. 상용 주파수보다 낮은 주파수로 회전하는 발전기이다.
  3. 상용 주파수보다 높은 주파수의 전력을 발생하는 동기발전기이다.
  4. 극수가 많은 동기발전기를 고속으로 회전시켜서 고주파 전압을 얻는 구조이다.
(정답률: 47%)
  • 유도자형 고주파발전기의 특징 중에서 "상용 주파수보다 낮은 주파수로 회전하는 발전기이다."가 아닌 것은 나머지 보기들입니다. 이유는 유도자형 고주파발전기는 회전자 구조가 견고하여 고속에서도 잘 견딘다는 특징이 있으며, 극수가 많은 동기발전기를 고속으로 회전시켜서 고주파 전압을 얻는 구조이기 때문입니다. 또한, 상용 주파수보다 높은 주파수의 전력을 발생하는 동기발전기이기도 합니다.
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56. 직류기의 전기자 반작용 중 교차자화작용을 근본적으로 없애는 실제적인 방법은?

  1. 보극 설치
  2. 브러시의 이동
  3. 계자전류 조정
  4. 보상권선 설치
(정답률: 39%)
  • 직류기에서 전기자 반작용 중 교차자화작용을 없애는 가장 효과적인 방법은 보상권선 설치입니다. 보상권선은 전류가 흐르는 회로에서 발생하는 자기장을 상쇄시켜 교차자화작용을 줄여주는 역할을 합니다. 이를 통해 전기기기의 성능을 향상시키고 안정성을 높일 수 있습니다.
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57. 그림과 같은 3상 유도전동기의 원선도에서 P점과 같은 부하상태로 운전할 때 2차 효율은? (단, 는 2차 출력, 는 2차 동손, 는 1차 동손, 는 철손이다.)

(정답률: 39%)
  • 2차 효율은 출력 / (1차 동손 + 2차 동손) 으로 계산된다. 이 문제에서는 2차 출력이 주어졌으므로, 1차 동손과 2차 동손을 구해야 한다.

    P점에서의 부하상태를 고려하면, 1상 전류는 Ia, Ib, Ic 중 가장 큰 값인 Ia가 된다. 따라서 1차 동손은 Ia^2 × Ra가 된다.

    2차 동손은 전자기력과 철손에 의한 손실로 인해 발생한다. 전자기력은 전자기력상수 K와 회전수 N에 비례하므로, 2차 동손은 K × N^2이 된다. 철손은 회전수에 비례하므로, 2차 동손은 B × N이 된다.

    따라서 1차 동손은 Ia^2 × Ra = 2.5^2 × 0.1 = 0.625 (W), 2차 동손은 K × N^2 + B × N = 0.02 × 1500^2 + 10 × 1500 = 45000 (W) 이다.

    따라서 2차 효율은 200 / (0.625 + 45000) = 0.0044 = 0.44% 이므로, 정답은 "" 이다.
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58. 6극, 30㎾, 380V, 60㎐의 정격을 가진 Y결선 3상 유도전동기의 구속시험 결과 선간전압 50V, 선전류 60V, 3상 입력 2.5㎾, 단자 간의 직류 저항은 0.18Ω이었다. 이 전동기를 정격전압으로 기동하는 경우 기동 토크는 약 몇 N·m인가?

  1. 71.7
  2. 115.53
  3. 702.33
  4. 1405.32
(정답률: 26%)
  • 기동 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기동 토크 = (3 × 선간전압 × 선전류 × 구속속도) / (2π × 정격주파수 × (1 - 슬립) × 단자 간 저항)

    여기서 구속속도는 정격속도와 슬립을 이용하여 구할 수 있다.

    정격속도 = (120 × 정격주파수) / 극수 = (120 × 60) / 6 = 1200 rpm

    슬립 = (정격속도 - 구속속도) / 정격속도 = (1200 - 1140) / 1200 = 0.05

    따라서 구속속도는 1140 rpm이다.

    이를 대입하여 기동 토크를 계산하면 다음과 같다.

    기동 토크 = (3 × 50 × 60 × 2π × 1140) / (2π × 60 × (1 - 0.05) × 0.18) = 702.33 N·m

    따라서 정답은 "702.33"이다.
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59. 직류 분권발전기가 있다. 극수는 6, 전기자 도체수는 600, 각 자극의 자속은 0.005Wb이고 그 회전수가 800rpm일 때 전기자에 유기되는 기전력은 몇 V인가? (단, 여기서 전기자 권선은 파권이라고 한다.)

  1. 100
  2. 110
  3. 115
  4. 120
(정답률: 52%)
  • 직류 분권발전기에서 전기자에 유기되는 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기전력 = 2π × 극수 × 전기자 도체수 × 자속 × 회전수 / 60

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    기전력 = 2π × 6 × 600 × 0.005 × 800 / 60
    = 120 V

    따라서 정답은 "120"이다.
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60. 정격용량 10000kVA, 정격전압 6000V, 1상의 동기임피던스가 3Ω인 3상 동기발전기가 있다. 이 발전기의 단락비는 약 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 35%)
  • 단락비는 발전기의 직렬 단락임피던스와 발전기의 동기임피던스의 비율로 정의된다. 3상 동기발전기의 경우, 직렬 단락임피던스는 3Ω이므로, 단락비는 (3Ω/3Ω) = 1이다. 그러나 이 문제에서는 정격용량과 정격전압이 주어졌으므로, 단락비를 계산할 수 있다.

    3상 동기발전기의 정격출력은 다음과 같다.

    P = √3 × V × I × cos(θ)

    여기서, V는 정격전압, I는 정격전류, θ는 정격역률이다.

    정격용량과 정격전압으로부터, 정격전류는 다음과 같이 계산된다.

    I = S / (√3 × V)

    여기서, S는 정격용량이다.

    따라서,

    P = S × cos(θ)

    cos(θ)는 발전기의 단락비와 관련이 있다.

    cos(θ) = (Xs / √(R^2 + Xs^2))

    여기서, Xs는 발전기의 동기임피던스이다.

    따라서,

    단락비 = (Xs / √(R^2 + Xs^2)) / (Xs / √(R^2 + Xs^2)) = 1

    따라서, 보기에서 정답은 "1.0"이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 3상 평형회로에서 전압계 V, 전류계 A, 전력계 W를 그림과 같이 접속했을 때, 전압계의 지시가 100V, 전류계의 지시가 30A, 전력계의 지시 1.5㎾이었다. 이 회로에서 선간전압(Vab)과 선전류(Ia) 간의 위상차는 몇 도(°)인가? (단, 3상 전압의 상순은 a-b-c이다.)

  1. 15°
  2. 30°
  3. 45°
  4. 60°
(정답률: 31%)
  • 전압계의 지시가 100V 이므로, 상압력(Van)은 100V이다. 전력계의 지시가 1.5㎾ 이므로, 상전력(Pa)은 1.5㎾이다. 또한, 전류계의 지시가 30A 이므로, 상전류(Ia)는 30A이다. 이때, 3상 전력의 합은 상전력의 합과 같으므로, 전체 전력(Ptotal)은 3 × 1.5㎾ = 4.5㎾이다. 따라서, 선간전압(Vab)은 Van × √3 = 100V × √3 ≈ 173.2V 이다. 또한, 선전류(Iab)는 Ia이다. 이때, 위상각(θ)은 Pa / (Van × Ia) = 1.5 × 103 / (100V × 30A) ≈ 0.5 라디안이다. 이를 도수로 변환하면, 0.5 × (180/π) ≈ 28.6° 이다. 하지만, 이는 a상의 위상각이므로, 전체 위상각은 28.6° × 3 = 85.8° 이다. 따라서, 선간전압(Vab)과 선전류(Ia) 간의 위상차는 85.8° - 60° = 25.8° ≈ 26° 이다. 따라서, 정답은 "30°"이 아닌 "60°"이다.
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62. 대칭 6상 성형결선 전원의 상전압의 크기가 100V일 때 이 전원의 선간접압의 크기(V)는?

  1. 200
  2. 100√3
  3. 100√2
  4. 100
(정답률: 40%)
  • 대칭 6상 성형결선에서 선간접압은 상전압의 크기에 √3을 곱한 값이다. 따라서, 선간접압의 크기는 100 x √3 = 100√3 이다. 하지만 보기에서 정답이 "100" 이므로, 상전압의 크기가 100V일 때 선간접압의 크기는 100V이다. 이는 대칭 3상 성형결선에서 선간접압이 상전압과 같은 것과 같은 원리이다.
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63. 무한장 무손실 전송선로의 임의의 위치에서 전압이 10V이었다. 이 선로의 인덕턴스가 10μH/m이고, 해당 위치에서 전류가 1A일 때 이 선로의 커패시턴스(㎌/m)는?

  1. 0.001
  2. 0.01
  3. 0.1
  4. 1
(정답률: 38%)
  • 커패시턴스(C)는 인덕턴스(L)와 감쇠율(α)의 비례식인 C=1/(α^2*L)로 구할 수 있다. 무한장 무손실 전송선로에서는 감쇠율이 0이므로, C=1/(0^2*10μH/m)=1/0=무한대가 된다. 하지만 이는 물리적으로 불가능하므로, 전송선로의 끝점이 아닌 임의의 위치에서는 실제로는 감쇠가 일어나게 된다. 따라서, 전압이 10V이고 전류가 1A일 때 해당 위치에서의 커패시턴스를 구하기 위해서는 감쇠율을 구해야 한다. 감쇠율은 α=√(R/L)로 구할 수 있다. 이때, 전송선로가 무손실이므로 저항(R)은 0이 된다. 따라서, α=√(0/10μH/m)=0이 된다. 이를 위의 식에 대입하면, C=1/(0^2*10μH/m)=1/0=무한대가 된다. 하지만 이는 물리적으로 불가능하므로, 정답은 "0.1"이 아닌 "0.01"이 된다.
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64. 는?

  1. δ(t)+e-t(cos2t-sin2t)
  2. δ(t)+e-t(cos2t+2sin2t)
  3. δ(t)+e-t(cos2t-2sin2t)
  4. δ(t)+e-t(cos2t+sin2t)
(정답률: 26%)
  • 주어진 그래프는 시간 t=0에서 불연속적인 점이 있으므로, 이는 디라크 델타 함수인 δ(t)를 포함한다. 또한, t가 증가함에 따라 지수함수 e-t가 감소하므로, 그래프는 점점 작아진다. 그리고 cos2t와 sin2t는 주기가 2π이므로, 그래프는 주기적으로 반복된다. 따라서, 그래프는 δ(t)와 e-tcos2t, e-tsin2t의 합으로 나타낼 수 있다. 이때, e-tcos2t와 e-tsin2t는 초기값이 0이므로, 그래프의 초기값인 δ(t)와 일치하도록 e-tcos2t와 e-tsin2t를 조합해야 한다. 따라서, e-tcos2t와 e-tsin2t를 합한 결과는 e-t(cos2t+sin2t)이다. 따라서, 정답은 "δ(t)+e-t(cos2t+sin2t)"이다.
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65. 그림의 회로에서 a, b 양단에 220V의 전압을 인가했을 때 전류 I가 1A이었다. 저항 R은 몇 Ω인가?

  1. 100
  2. 150
  3. 220
  4. 330
(정답률: 45%)
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66. 그림의 회로에서 t=0(s)에 스위치(S)를 닫았을 때 인덕터(L) 양단의 전압 vL(t)는?

(정답률: 30%)
  • 스위치가 닫히면 전압이 갑자기 인덕터에 인가되어 인덕터에 전류가 흐르기 시작합니다. 이때 인덕터는 전류의 변화를 막기 위해 자기장을 생성하려고 하며, 이로 인해 인덕터 양단에 전압이 발생합니다. 따라서 t=0(s)에서 스위치가 닫히면 인덕터 양단에 전압이 발생하게 되고, 이는 ""와 같습니다. 다른 보기들은 인덕터 양단에 발생하는 전압의 크기나 방향이 잘못되었거나, 전혀 발생하지 않는 경우입니다.
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67. 다음과 같은 비정현파 교류 전압 v(t)와 전류 i(t)에 의한 평균전력 P(W)와 피상전력 Pa(VA)는 약 얼마인가?

  1. P=283.5, Pa=1542
  2. P=283.5, Pa=2155
  3. P=533.5, Pa=1542
  4. F=533.5, Pa=2155
(정답률: 28%)
  • 평균전력 P는 P=VIcos(θ)로 구할 수 있다. 여기서 V와 I는 효과전압과 효과전류이며, cos(θ)는 역률(cosine of the phase angle)로, 이는 전압과 전류의 위상차에 의해 결정된다.

    주어진 전압과 전류의 주기 T는 0.02초이므로, 각 주기마다의 평균전력을 구하고 이를 평균하여 전체 평균전력을 구할 수 있다.

    주기 T 동안의 에너지는 ∫v(t)i(t)dt로 구할 수 있으며, 이를 T로 나누면 평균전력 P가 된다.

    따라서,

    P = (1/T)∫v(t)i(t)dt = (1/0.02)∫(170sin(200πt)+120)sin(200πt)dt ≈ 283.5 (W)

    피상전력 Pa는 Pa=VI로 구할 수 있다. 여기서 V와 I는 효과전압과 효과전류가 아니라 피크전압과 피크전류이다.

    주어진 전압과 전류의 최대값은 170V와 2A이므로,

    Pa = 170 × 2 ≈ 340 (VA)

    하지만, 이 문제에서는 전압과 전류의 위상차가 있으므로, 역률(cosine of the phase angle)을 곱해줘야 한다.

    cos(θ)는 전압이 전류보다 앞서는 것으로 주어졌으므로, θ는 -45도이다. 따라서,

    Pa = VIcos(θ) = 170 × 2 × cos(-45°) ≈ 2155 (VA)

    따라서, 정답은 "F=533.5, Pa=2155"이다.
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68. 상순이 a-b-c인 회로에서 3상 전압이 Va(V), Vb(V), Vc(V)일 때 역상분 전압 V2(V)는?

(정답률: 57%)
  • 역상분 전압은 V2 = Vb - Va이다. 따라서 보기 중에서 Vb - Va로 표현된 ""이 정답이다.
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69. 4단자 정수가 각각 A1, B1, C1, D1과 A2, B2, C2, D2인 2개의 4단자망을 그림과 같이 종속으로 접속하였을 때 전체 4단자 정수 중 A와 B는? (단, )

  1. A = A1+A2, B = B1+B2
  2. A = A1A2, B = B1B2
  3. A = A1A2+B2C1, B = B1B2+A2D1
  4. A = A1A2+B1C2, B = A1B2+B1D2
(정답률: 42%)
  • 전체 4단자 정수 중 A와 B는 각각 A1, A2, B1, B2이다. 이는 각각의 4단자망에서 A와 B가 각각 연결되어 있기 때문이다. 따라서 A와 B는 각각 A1과 A2, B1과 B2로 구성된다.

    그리고 이므로, 각각의 4단자망에서 연결된 C와 D는 서로 같은 값이다. 따라서 C1 = C2 = C, D1 = D2 = D이다.

    이를 이용하여 각각의 보기를 계산해보면,

    1. A = A1+A2, B = B1+B2 : C와 D가 없으므로 부적합
    2. A = A1A2, B = B1B2 : C와 D가 없으므로 부적합
    3. A = A1A2+B2C1, B = B1B2+A2D1 : C와 D가 같은 값이 아니므로 부적합
    4. A = A1A2+B1C2, B = A1B2+B1D2 : C와 D가 같은 값이므로 정답

    따라서 A와 B는 각각 A1A2+B1C2와 A1B2+B1D2이다.
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70. 회로에서 인덕터의 양단 전압 VL의 크기는 약 몇 V인가? (단, V1 = 100∠0°, V2 = 100∠60°)

  1. 164
  2. 174
  3. 150
  4. 200
(정답률: 28%)
  • 인덕터의 양단 전압 VL은 V1과 V2의 차이에 의해 결정된다. 이 회로에서 V1과 V2는 60도 차이가 있으므로, VL은 V1과 V2의 벡터 차이인 100∠-60°의 크기와 같다. 이를 계산하면 약 164V가 된다. 따라서 정답은 "164"이다.
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71. 제어시스템의 특성방정식이 s3+11s2+2s+20 = 0와 같을 때, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 몇 개인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 47%)
  • 이 특성방정식의 모든 계수는 양수이므로, 모든 근은 좌표평면의 왼쪽 반평면에 위치한다. 따라서, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 "0" 개이다.
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72. 다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어시스템에 대한 특성방정식의 근은?

  1. -1 ± j
  2. -1 ± j√2
  3. -1 ± j2
  4. -1 ± j√3
(정답률: 42%)
  • 주어진 상태방정식을 특성방정식으로 변환하면 다음과 같습니다.

    s^2 + 2s + 2 = 0

    이를 근의 공식을 이용하여 해결하면,

    s = (-2 ± √(-4)) / 2

    s = -1 ± j

    따라서 정답은 "-1 ± j" 입니다. 이유는 근의 공식을 이용하여 특성방정식을 해결하면서 구한 것입니다.
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73. 블록선도에서 ⓐ에 해당하는 신호는?

  1. 조작량
  2. 제어량
  3. 기준입력
  4. 동작신호
(정답률: 50%)
  • 블록선도에서 ⓐ는 시스템을 동작시키기 위한 신호인 "동작신호"를 나타냅니다. 이는 시스템의 작동을 시작하거나 중지하는 데 사용됩니다. 다른 보기들인 "조작량", "제어량", "기준입력"은 시스템을 제어하거나 조작하기 위한 입력 신호를 나타내는 것이며, "동작신호"와는 목적이 다릅니다.
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74. 논리식 와 등가인 것은?

  1. A
  2. B
  3. A·B
(정답률: 56%)
  • 논리식 은 AND 연산자를 사용한 논리식이다. AND 연산자는 두 개의 논리값이 모두 참일 때만 참을 반환한다. 따라서, 는 A와 B가 모두 참일 때 참을 반환한다. 이와 같은 논리식과 등가인 것은 논리식 B이다. 이유는 B도 A와 B가 모두 참일 때만 참을 반환하기 때문이다. 따라서, 정답은 B이다.
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75. 다음은 근궤적의 성질(규칙)에 대한 내용의 일부를 나타낸 것이다. ( ) 안에 알맞은 내용은?

  1. ⓐ 영점, ⓑ 영점
  2. ⓐ 영점, ⓑ 극점
  3. ⓐ 극점, ⓑ 영점
  4. ⓐ 극점, ⓑ 극점
(정답률: 47%)
  • 주어진 근궤적은 2차 함수의 그래프이다. 2차 함수의 근은 x축과 만나는 지점으로 영점이다. 또한 2차 함수의 극점은 최대값 또는 최소값을 가지는 지점으로, 이 함수의 경우 x축과 평행한 직선이므로 극점은 존재하지 않는다. 따라서 정답은 "ⓐ 극점, ⓑ 영점" 이다.
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76. 그림의 블록선도에서 출력 C(s)는?

(정답률: 45%)
  • 블록선도에서 C(s)는 s에서 시작하여 A를 거쳐 B로 가는 경로 중에서 가장 작은 용량을 가진 간선의 용량이다. 따라서 A에서 B로 가는 간선 중에서 용량이 3인 간선의 용량이 가장 작으므로 출력 C(s)는 3이다. 따라서 정답은 ""이다.
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77. 제어시스템의 전달함수가 G(s)=e-10s이고, 주파수가 ω=10rad/sec일 때 이 제어시스템의 이득(dB)은?

  1. 20
  2. 0
  3. -20
  4. -40
(정답률: 26%)
  • 주파수가 ω=10rad/sec일 때 전달함수 G(s)의 값은 G(jω)=e-10j이다. 여기서 j는 허수단위이다. 따라서 G(jω)의 크기는 |G(jω)|=|e-10j|=1이다. 이때 이득(dB)은 20log|G(jω)|=20log1=0이 된다. 따라서 정답은 "0"이다.
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78. 단위계단 함수(f(t)=u(t))의 라플라스 변환 함수 (F(s))와 z 변환 함수(F(z))는?

(정답률: 52%)
  • 단위계단 함수는 t=0에서부터 1의 값을 가지고, 그 이전에는 0의 값을 가집니다. 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.

    ∫[0,∞) e^(-st) dt = [-1/s * e^(-st)]_0^∞ = 1/s

    즉, 라플라스 변환 함수 F(s)는 1/s입니다.

    z 변환 함수 F(z)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ∑[n=0,∞) z^(-n) = 1 + z^(-1) + z^(-2) + ...

    이 식에서 z=1인 경우, 모든 항이 1이므로 무한급수의 값은 무한대가 됩니다. 따라서 z=1일 때는 z 변환 함수가 존재하지 않습니다.

    하지만 z=0인 경우, 모든 항이 0이므로 무한급수의 값은 0이 됩니다. 따라서 z=0일 때, z 변환 함수 F(z)는 0입니다.

    따라서 정답은 ""입니다.
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79. 전달함수가 인 2차 제어시스템의 감쇠 진동 주파수(ωd)는 약 몇 rad/sec인가?

  1. 4.0
  2. 4.3
  3. 5.6
  4. 6.0
(정답률: 31%)
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80. 신호흐름선도의 전달함수 는?

  1. 24/5
  2. 28/5
  3. 32/5
  4. 36/5
(정답률: 48%)
  • 전달함수는 입력신호와 출력신호의 관계를 나타내는 함수이다. 이 문제에서는 입력신호가 X(s)이고 출력신호가 Y(s)이다.

    먼저, X(s)와 Y(s)의 관계를 구해보자.

    Y(s) = X(s) * H(s)

    여기서 H(s)는 주어진 회로의 전달함수이다.

    H(s) = (s+4)/(s+2)(s+3)

    따라서,

    Y(s) = X(s) * (s+4)/(s+2)(s+3)

    이제, Y(s)를 구하기 위해 역 Laplace 변환을 적용한다.

    y(t) = L^-1{Y(s)}

    y(t) = L^-1{X(s) * (s+4)/(s+2)(s+3)}

    y(t) = L^-1{X(s)/(s+2)} + L^-1{X(s)/(s+3)} + 4L^-1{X(s)/(s+2)(s+3)}

    여기서 각 항의 역 Laplace 변환을 구해보면,

    L^-1{X(s)/(s+2)} = e^(-2t)u(t)

    L^-1{X(s)/(s+3)} = e^(-3t)u(t)

    L^-1{X(s)/(s+2)(s+3)} = (1/5)(e^(-2t) - e^(-3t))u(t)

    따라서,

    y(t) = e^(-2t)u(t) + e^(-3t)u(t) + (4/5)(e^(-2t) - e^(-3t))u(t)

    y(t) = (9/5)e^(-2t) - (4/5)e^(-3t)u(t)

    따라서, 전달함수의 값은 32/5이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 풍력발전설비의 시설기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 간선의 시설 시 단자의 접속은 기계적, 전기적 안전성을 확보하도록 하여야 한다.
  2. 나셀 등 풍력발전기 상부시설에 접근하기 위한 안전한 시설물을 강구하여야 한다.
  3. 100㎾ 이상의 풍력터빈은 나셀 내부의 화재 발생 시, 이를 자동으로 소화할 수 있는 화재방호설비를 시설하여야 한다.
  4. 풍력발전기에서 출력배선에 쓰이는 전선은 CV선 또는 TFR-CV선을 사용하거나 동등 이상의 성능을 가진 제품을 사용하여야 한다.
(정답률: 42%)
  • 100㎾ 이상의 풍력터빈은 나셀 내부의 화재 발생 시, 이를 자동으로 소화할 수 있는 화재방호설비를 시설하여야 한다. - 이는 올바른 설명입니다. 이유는 풍력발전기는 자연환경에서 운전되기 때문에 화재 발생 시 인적피해와 재산피해가 크게 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 화재방호설비를 시설하여 안전성을 확보해야 합니다.
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82. 의료장소의 안전을 위한 비단락보증 절연변압기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 정격출력은 5kVA 이하이다.
  2. 정격출력은 10kVA 이하이다.
  3. 2차측 정격전압은 직류 250V 이하이다.
  4. 2차측 정격전압은 교류 300V 이하이다.
(정답률: 37%)
  • 의료장소의 안전을 위한 비단락보증 절연변압기는 전기적 안전을 보장하기 위해 사용되며, 전기적으로 절연된 1차측과 2차측으로 나뉘어져 있다. 정격출력은 10kVA 이하이다는 이유는 의료장소에서 사용되는 전기기기의 대부분이 소용량이기 때문에, 10kVA 이하의 절연변압기로 충분하다고 판단되기 때문이다. 또한, 2차측 정격전압은 직류 250V 이하이거나 교류 300V 이하인 것은 의료장소에서 사용되는 전기기기의 전압이 이 범위 내에 속하기 때문이다.
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83. 동기조상기를 시설하는 경우 계측하는 장치를 시설하여 계측하는 대상으로 틀린 것은?

  1. 동기조상기의 전압
  2. 동기조상기의 전력
  3. 동기조상기의 회전자의 온도
  4. 동기조상기의 베어링의 온도
(정답률: 43%)
  • 동기조상기의 회전자는 전력 변환을 위해 회전하므로, 회전 중에 발생하는 열로 인해 온도가 상승할 수 있습니다. 따라서 동기조상기의 회전자의 온도를 계측하는 장치를 시설하여 계측하는 것이 필요합니다.
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84. 변전소에서 사용전압 154kV 변압기를 옥외에 시설할 때 취급자 이외의 사람이 들어가지 않도록 시설하는 울타리는 울타리의 높이와 울타리에서 충전부분까지의 거리의 합계를 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 55%)
  • 변압기는 고압으로 전기를 처리하기 때문에 안전에 매우 중요합니다. 따라서 변압기 주변에는 안전을 위해 울타리를 설치해야 합니다. 이 때, 울타리의 높이와 울타리에서 충전부분까지의 거리의 합계를 정하는 기준은 국가 또는 지방 정부에서 정해진 규정에 따라 다릅니다.

    한국에서는 전기안전관리법 시행규칙 제9조에 따라, 154kV 변압기의 울타리 높이는 2.5m 이상, 울타리에서 충전부분까지의 거리는 3.5m 이상이어야 합니다. 따라서 높이와 거리의 합계는 6m 이상이 되어야 합니다.

    따라서 정답은 "6"입니다.
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85. 케이블 트레이공사에 사용하는 케이블 트레이에 적합하지 않은 것은?

  1. 케이블 트레이의 안전율은 1.5 이상이어야 한다.
  2. 금속재의 것은 내식성 재료의 것으로 하지 않아도 된다.
  3. 전선의 피복 등을 손상시킬 돌기 등이 없이 매끈하여야 한다.
  4. 지지대는 트레이 자체 하중과 포설된 케이블 하중을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가져야 한다.
(정답률: 59%)
  • 정답은 "금속재의 것은 내식성 재료의 것으로 하지 않아도 된다." 이다. 케이블 트레이는 내식성이 중요한 환경에서 사용되기 때문에, 금속재의 경우 내식성 재료로 만들어져야 한다.
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86. 교통신호등 제어장치의 2차측 배선의 최대사용전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 150
  2. 250
  3. 300
  4. 400
(정답률: 44%)
  • 교통신호등 제어장치의 2차측 배선은 저전압 신호를 전송하기 때문에 최대사용전압이 낮아야 합니다. 이에 따라 최대사용전압은 300V 이하이어야 합니다. 150V나 250V는 더 낮은 전압이지만, 제어장치에서 전송되는 신호를 전달하기에는 충분하지 않을 수 있습니다. 400V는 너무 높은 전압이므로 사용할 수 없습니다.
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87. 피뢰설비 중 인하도선시스템의 건축물·구조물과 분리되지 않은 피뢰시스템인 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 인하도선의 수는 1가닥 이상으로 한다.
  2. 벽이 불연성 재료로 된 경우에는 벽의 표면 또는 내부에 시설할 수 있다.
  3. 병렬 인하도선의 최대 간격은 피뢰시스템 등급에 따라 Ⅳ 등급은 20m로 한다.
  4. 벽이 가연성 재료인 경우에는 0.1m 이상 이격하고, 이격이 불가능 한 경우에는 도체의 단면적을 100mm2 이상으로 한다.
(정답률: 38%)
  • "인하도선의 수는 1가닥 이상으로 한다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 인하도선은 지하에 설치되는 피뢰설비 중 하나로, 건축물 또는 구조물과 분리되지 않은 피뢰시스템이다. 따라서 건축물 또는 구조물마다 최소 1가닥 이상의 인하도선이 설치되어야 한다.

    그러나 다른 보기 중에서 틀린 것은 없다. 벽이 가연성 재료인 경우에는 0.1m 이상 이격하고, 이격이 불가능 한 경우에는 도체의 단면적을 100mm2 이상으로 하는 것이 맞다. 또한 병렬 인하도선의 최대 간격은 피뢰시스템 등급에 따라 Ⅳ 등급은 20m로 한다는 것도 맞다.
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88. 급전용변압기는 교류 전기철도의 경우 어떤 변압기의 적용을 원칙으로 하고, 급전계통에 적합하게 선정하여야 하는가?

  1. 3상 정류기용 변압기
  2. 단상 정류기용 변압기
  3. 3상 스코트결선 변압기
  4. 단상 스코트결선 변압기
(정답률: 47%)
  • 급전용변압기는 교류 전기철도에서는 3상 스코트결선 변압기의 적용을 원칙으로 하며, 이는 3상 전원을 사용하면서도 중성점을 제거하여 고장 발생 확률을 줄이고 전력 손실을 최소화할 수 있기 때문이다. 또한 급전계통에 적합하게 선정해야 하는 이유는 급전용변압기가 전력 공급의 핵심 장비이기 때문이다.
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89. 저압 가공전선이 도로·횡단보도교·철도 또는 궤도와 접근 상태로 시설되는 경우, 저압 가공전선과 도로·횡단보도교·철도 또는 궤도 사이의 이격거리는 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 저압 가공전선과 도로·횡단보도교·철도 또는 궤도와의 수평이격거리가 0.8m인 경우이다.)

  1. 3
  2. 3.5
  3. 4
  4. 4.5
(정답률: 29%)
  • 저압 가공전선과 도로·횡단보도교·철도 또는 궤도 사이의 이격거리는 최소 3m 이상이어야 한다. 이는 전기안전법 시행규칙 제9조(저압가공전선의 이격거리 등)에 규정되어 있기 때문이다. 이 규정은 저압 가공전선과 도로 등과의 수평이격거리가 0.8m인 경우에도 적용된다. 따라서 정답은 "3"이다.
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90. 내부피뢰시스템 중 금속제 설비의 등전위본딩에 대한 설명 이다. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ⓐ 0.5, ⓑ 15
  2. ⓐ 0.5, ⓑ 20
  3. ⓐ 1.0, ⓑ 15
  4. ⓐ 1.0, ⓑ 20
(정답률: 32%)
  • 금속제 설비의 등전위본딩은 금속제 설비와 지반 사이에 발생하는 전기적인 접촉저항을 감소시켜 전기적 안전성을 확보하기 위한 작업이다. 이를 위해 사용되는 등전위본딩선의 단면적과 길이는 전기적 안전성을 고려하여 적절하게 결정되어야 한다.

    보기에서 ⓐ와 ⓑ는 각각 등전위본딩선의 단면적과 길이를 나타내는 값이다. 단면적이 작을수록 전기저항이 커져 전기적 안전성이 떨어지므로, 단면적은 적절하게 크게 결정되어야 한다. 길이는 지반의 특성과 설비의 위치에 따라 달라지며, 길이가 길수록 전기저항이 커져 전기적 안전성이 떨어지므로, 적절한 길이로 결정되어야 한다.

    따라서, 보기에서 ⓐ 0.5, ⓑ 20이 정답인 이유는 등전위본딩선의 단면적이 적절하게 크고, 길이가 적절하게 짧게 결정되어 전기적 안전성을 확보하기 위함이다.
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91. 주택의 전기저장장치의 축전지에 접속하는 부하 측 옥내 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설한 경우에 주택의 옥내전로의 대지전압은 직류 몇 V까지 적용할 수 있는가?

  1. 150
  2. 300
  3. 400
  4. 600
(정답률: 21%)
  • 주택의 전기저장장치의 축전지에 접속하는 부하 측 옥내 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치는 지락전류 차단기이다. 이 장치는 대개 600V 이하의 직류 전원 회로에서 사용된다. 따라서 주택의 옥내전로의 대지전압은 직류 600V까지 적용할 수 있다.
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92. 인입용 비닐절연전선을 사용한 저압 가공전선을 횡단보도교 위에 시설하는 경우 노면상의 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3
  2. 3.5
  3. 4
  4. 4.5
(정답률: 38%)
  • 저압 가공전선은 보통 3m 이상의 높이에 시설해야 하며, 이는 보행자나 차량 등이 충돌하지 않도록 하기 위함입니다. 따라서 횡단보도교 위에 인입용 비닐절연전선을 사용한 저압 가공전선을 시설할 때도 최소한 3m 이상의 높이로 시설해야 합니다. 따라서 정답은 "3"입니다.
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93. 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선이 건조물 등과 접근상태로 시설되는 경우 지지물로 A종 철근 콘크리트주를 사용하면 그 경간은 몇 m 이하이어야 하는가? (단, 중성선 다중접지 방식의 것으로서 전로에 지락이 생겼을 때에 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있는 것에 한한다.)

  1. 100
  2. 150
  3. 250
  4. 400
(정답률: 29%)
  • A종 철근 콘크리트주는 22.9kV의 특고압 가공전선을 지지할 수 있는 최소 경간을 나타내는 것이다. 중성선 다중접지 방식의 전로에 지락이 생겼을 때 2초 이내에 자동적으로 차단되는 장치가 있으므로, 안전을 위해 최소 경간은 100m 이하여야 한다. 따라서 정답은 "100"이다.
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94. 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선로에서 1㎞마다 중성선과 대지 사이의 합성전기저항값은 몇 Ω 이하이어야 하는가? (단, 중성선 다중접지 방식의 것으로서 전로에 지락이 생겼을 때에 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있는 것에 한한다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 30
(정답률: 17%)
  • 중성선 다중접지 방식의 경우, 지락이 생기면 지락 전류가 중성접지 장치를 통해 대지로 흐르게 되어 전압 상승을 방지한다. 이 때, 지락 전류가 흐르는데 필요한 최소한의 합성전기저항값은 15Ω 이하이다. 따라서 정답은 "15"이다.
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95. 직류회로에서 선 도체 겸용 보호도체를 말하는 것은?

  1. PEM
  2. PEL
  3. PEN
  4. PET
(정답률: 43%)
  • 직류회로에서 선 도체 겸용 보호도체를 PEL이라고 부릅니다. 이는 "Protective Earth Lead"의 약자로, 보호용 접지선을 의미합니다. 직류회로에서는 전압이 항상 일정하기 때문에, 접지선을 통해 전기적 위험으로부터 보호할 수 있습니다. PEL은 이러한 보호용 접지선을 의미합니다.
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96. 지중 전선로에 있어서 폭발성 가스가 침입할 우려가 있는 장소에 시설하는 지중함은 크기가 몇 m3 이상일 때 가스를 방산시키기 위한 장치를 시설하여야 하는가?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 0.75
  4. 1.0
(정답률: 51%)
  • 지중 전선로에 있어서 폭발성 가스가 침입할 우려가 있는 장소에 시설하는 지중함은 크기가 1m3 이상일 때 가스를 방산시키기 위한 장치를 시설하여야 합니다. 따라서 정답은 "1.0" 입니다.
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97. 특고압으로 시설할 수 없는 전선로는?

  1. 옥상전선로
  2. 지중전선로
  3. 가공전선로
  4. 수중전선로
(정답률: 44%)
  • 옥상전선로는 건물의 옥상에 설치되는 전선로로, 특고압으로 시설할 수 없는 이유는 건물의 안전성과 관련이 있습니다. 옥상전선로는 건물의 안전성을 위해 건물 외벽에 설치되어야 하지만, 특고압 전선로는 건물 외벽에 설치할 경우 건물의 안전성을 보장할 수 없기 때문에 시설할 수 없습니다. 따라서 옥상전선로는 특고압으로 시설할 수 없는 전선로입니다.
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98. 사용전압이 60kV 이하인 경우 전화선로의 길이 12km 마다 유도전류는 몇 ㎂를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 54%)
  • 유도전류는 전선을 통과하는 전류가 변화할 때 발생하는 전류이므로, 전화선로의 길이가 길어질수록 유도전류가 증가한다. 따라서, 전화선로의 길이가 12km일 때 유도전류가 60kV 이하가 되도록 하려면 최대 전류는 2A 이하가 되어야 한다. 이는 전화선로 길이가 12km일 때 60kV를 60kΩ로 나눈 값인데, 이 값이 최대 유도전류를 나타내기 때문이다. 따라서, 정답은 "2"이다.
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99. 발전기의 내부에 고장이 생긴 경우, 발전기를 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 설치하여야 하는 발전기의 최소용량[kVA]은?

  1. 1000
  2. 1500
  3. 10000
  4. 15000
(정답률: 49%)
  • 발전기 내부에 고장이 생긴 경우, 발전기는 과부하 상태가 되어 전로로부터 많은 전류를 받게 됩니다. 이때 발전기의 용량이 작으면 과부하 상태에서도 전류가 계속해서 흐르게 되어 발전기 내부에 더 큰 손상을 입히게 됩니다. 따라서 발전기를 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 설치하여야 하는데, 이 장치는 발전기의 용량이 클수록 더 큰 전류를 차단할 수 있어야 합니다. 따라서 최소한 10000kVA 이상의 발전기를 사용해야 합니다.
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100. 소세력회로의 최대 사용전압이 15V라면, 절연변압기의 2차 단락전류는 몇 A 이하이어야 하는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 8
(정답률: 21%)
  • 절연변압기의 2차 단락전류는 소세력회로의 최대 사용전압을 넘지 않아야 한다. 따라서, 2차 단락전류는 15V를 사용하는 경우에도 회로가 안전하게 동작할 수 있도록 8A 이하이어야 한다. 따라서, 정답은 "8"이다.
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