공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

공조냉동기계산업기사 2003-05-25 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2003-05-25 기출문제)

목록

1과목: 공기조화

1. 다음의 용어와 단위가 잘못 연결된 것은 ?

  1. 열수분비 - %
  2. 음의 강도 - WATT/m2
  3. 비열 - ㎉/㎏℃
  4. 일사강도 - ㎉/m2h
(정답률: 67%)
  • 열수분비는 공기 중의 수분량과 열량의 비율을 나타내는 값으로, 단위는 $\text{kcal/kg}$ 또는 $\text{kJ/kg}$ 등을 사용하며 백분율($\%$)로 표시하지 않습니다.
  • 열수분비 = Kj / Kg
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2. 다음 그림에 표시된 장치로서 공기조화를 행하는 경우 습공기선도에서의 와 ③④/③④'는 무엇을 나타내는가?

  1. 히이터(heater) 가열량 - BF (Bypass factor)
  2. 재열량 - BF (Bypass factor)
  3. 히이터가열량 - CF (Contact factor)
  4. 재열량 - CF
(정답률: 47%)
  • 습공기선도에서 상태점 4와 5 사이의 엔탈피 차이는 히이터에 의해 가해진 가열량을 의미하며, 실제 상태점 4와 이상적인 상태점 4' 사이의 비율은 공기가 가열 소자와 접촉하여 열을 전달받은 정도를 나타내는 CF (Contact factor)를 의미합니다.
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3. 온도 20℃,상대습도 60%의 공기를 30℃로 가열하면 상대습도는 몇 %가 되는가? (단, 20℃의 포화 수증기압은 0.023830㎏f/cm2이고 30℃의 포화 수증기압은 0.043261㎏f/cm2이다.)

  1. 33
  2. 36
  3. 41
  4. 44
(정답률: 37%)
  • 가열 과정에서 공기 중의 실제 수증기압은 변하지 않고, 온도 상승에 따라 포화수증기압만 변하므로 새로운 상대습도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{RH} = \frac{P_w}{P_s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{RH} = \frac{0.6 \times 0.023830}{0.043261}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{RH} = 0.33$$
    따라서 상대습도는 $33\%$ 입니다.
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4. 다음 용어와 난방방식의 조합이 틀린 것은?

  1. 리버스 리턴 - 온수난방
  2. MRT - 복사난방
  3. 서모 스태틱 트랩 - 증기난방
  4. 팽창탱크 - 증기난방
(정답률: 73%)
  • 팽창탱크는 온수난방 시 물의 온도 변화에 따른 부피 팽창을 흡수하여 배관의 파손을 방지하는 장치이므로 온수난방에 사용됩니다.

    오답 노트

    리버스 리턴: 온수난방의 유량 균형을 맞추는 방식
    MRT: 복사난방의 평균 복사 온도(Mean Radiant Temperature)
    서모 스태틱 트랩: 증기난방의 응축수 배출 장치
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5. 다음 공조방식 중 휀,펌프 동력비가 가장 큰 것은?

  1. 단일닥트 방식
  2. 멀티존 방식
  3. 유인유니트 방식
  4. 페키지 방식
(정답률: 47%)
  • 멀티존 방식은 중앙 공조기에서 각 구역(Zone)으로 서로 다른 온도의 공기를 보내기 위해 고압의 송풍기를 사용하므로, 다른 방식에 비해 휀과 펌프의 동력 소모가 가장 큽니다.
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6. 다음은 덕트 병용 팬 코일 유니트 방식의 다이아그램이다 A에 해당하는 장치는?

  1. 가습기
  2. 에어필터
  3. 쿨링코일
  4. 히팅코일
(정답률: 56%)
  • 덕트 병용 팬 코일 유니트 시스템에서 공기가 유입되는 초입 단계에 위치하여 먼지를 제거하는 장치는 에어필터입니다.
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7. 어떤 실내의 취득열량을 구했더니 감열이 35,000㎉/h, 잠열이 9,000 ㎉/h 이었다. 실내는 25℃, 50%로 유지하기위해 취출온도차 10℃로 송풍하고자 한다. 이 때 감열비는?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 48%)
  • 감열비는 전체 취득열량 중 감열이 차지하는 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $R_{sh} = \frac{q_s}{q_s + q_l}$
    ② [숫자 대입] $R_{sh} = \frac{35000}{35000 + 9000}$
    ③ [최종 결과] $R_{sh} = 0.8$
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8. 다음은 냉각 코일에 관한 사항이다. 적당한 것은?

  1. 대수 평균 온도(MTD)를 크게하면 코일의 열수가 많아져 불리하다.
  2. 냉수의 속도는 2㎧ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
  3. 코일을 통과하는 풍속은 2 - 2.5㎧가 경제적이다.
  4. 코일의 열수가 많아 질수록 바이패스 팩터는 커진다.
(정답률: 70%)
  • 냉각 코일 설계 시 공기 측의 압력 손실과 열전달 효율을 고려했을 때, 통과 풍속을 $2 \sim 2.5\text{m/s}$ 정도로 유지하는 것이 가장 경제적입니다.

    오답 노트

    대수 평균 온도(MTD)가 크면 전열 면적을 줄일 수 있어 유리함
    냉수 속도는 보통 $0.5 \sim 1.5\text{m/s}$ 정도로 설계함
    코일 열수가 많아질수록 공기가 코일에 접촉할 확률이 높아져 바이패스 팩터는 작아짐
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9. 다음 중 보일러의 안전수면을 유지시키기 위한 배관설비는?

  1. 하트포드 루프
  2. 신축이음
  3. 리버스리턴
  4. 리턴콕
(정답률: 74%)
  • 하트포드 루프는 보일러의 급수관과 증기관을 연결하여, 보일러 내의 수위가 낮아지면 급수량이 자동으로 조절되도록 하여 안전수면을 유지시키는 배관 설비입니다.
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10. 다음에 열거하는 필터중 공기중의 냄새나 아황산가스 등 유해가스의 제거에 이용되는 것은?

  1. 활성탄 필터
  2. HEPA 필터
  3. 전기 집진기
  4. 롤 필터
(정답률: 79%)
  • 활성탄 필터는 다공성 구조를 통한 흡착 원리를 이용하여 공기 중의 냄새 성분이나 아황산가스 같은 유해가스를 제거하는 데 사용됩니다.
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11. 온풍로(Furance) 난방의 특징이 아닌 것은?

  1. 설치면적이 좁으므로 설치장소에 제한을 받지 않는다
  2. 열용량이 크므로 예열시간이 많이 걸린다.
  3. 열효율이 높다.
  4. 보수 취급이 간단하다.
(정답률: 73%)
  • 온풍로는 공기를 매체로 사용하여 열을 전달하므로 열용량이 매우 작아 예열 시간이 짧고 즉각적인 난방이 가능하다는 것이 특징입니다.

    오답 노트

    열용량이 크므로 예열시간이 많이 걸린다: 온풍로는 열용량이 작아 예열 시간이 짧습니다.
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12. 외기온도 -5℃, 실내온도 20℃, 벽면적 20m2인 실내의 열손실량은 얼마인가? (단, 벽체의 열관류율 8kcal/m2h℃, 벽체두께 20㎝, 방위계수는 1.2 이다.)

  1. 4800kcal/h
  2. 4000kcal/h
  3. 3200kcal/h
  4. 2400kcal/h
(정답률: 60%)
  • 방위계수와 벽면적, 열관류율 및 실내외 온도차를 곱하여 총 열손실량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = K \times A \times U \times \Delta T$ (방위계수 × 면적 × 열관류율 × 온도차)
    ② [숫자 대입] $Q = 1.2 \times 20 \times 8 \times (20 - (-5))$
    ③ [최종 결과] $Q = 4800$ kcal/h
  • K F dT
    8 x ( 20 - ( -5 )) x 20 x 1.2 = 4800
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13. 다음 중 공기-물 공기조화 방식은?

  1. 멀티존 유닛방식 (multizone unit system)
  2. 패키지 유닛방식 (package unit system)
  3. 유인 유닛방식 (induction unit system)
  4. 변풍량 이중덕트방식 (double duct variable airvolume)
(정답률: 70%)
  • 유인 유닛방식(induction unit system)은 1차 공기로 냉난방을 하고, 실내 공기를 유인하여 혼합하는 공기-물 공기조화 방식의 대표적인 예입니다.
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14. 다음 중 상당 외기온도에 영향을 주지 않는 것은?

  1. 일사량
  2. 외기온도
  3. 벽체의 일사 흡수율
  4. 벽체의 열전도율
(정답률: 33%)
  • 상당 외기온도는 일사로 인해 벽체 표면 온도가 상승하는 효과를 외기온도의 상승으로 환산한 값입니다. 따라서 일사량, 외기온도, 벽체의 일사 흡수율은 영향을 주지만, 벽체 내부의 열전달 성능인 벽체의 열전도율은 표면 온도 결정에 영향을 주지 않습니다.
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15. 냉방시 유리를 통한 일사 취득열량을 줄이기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 유리창의 입사각을 적게 한다.
  2. 투과율을 적게 한다.
  3. 반사율을 크게 한다.
  4. 차폐계수를 적게 한다.
(정답률: 73%)
  • 유리를 통한 일사 취득열량을 줄이려면 태양광이 유리면에 닿는 입사각을 크게 하여 반사율을 높여야 합니다. 따라서 유리창의 입사각을 적게 하는 것은 취득열량을 오히려 증가시키는 방법입니다.
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16. 다음 중 덕트내의 정압을 측정하고자 할 때 적당한 기기는?

  1. 벤츄리관
  2. 사이폰관
  3. 서모스탯
  4. 마노미터
(정답률: 71%)
  • 마노미터는 액주계라고도 하며, 덕트 내의 정압이나 차압을 측정하는 데 가장 적합한 기기입니다.
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17. 식당의 주방이나 화장실과 같은 장소에 적합한 환기방식으로 자연급기, 기계배기는 다음 중 어떤 종별에 해당하는가?

  1. 제1종 환기방식
  2. 제2종 환기방식
  3. 제3종 환기방식
  4. 제4종 환기방식
(정답률: 66%)
  • 환기방식은 급기와 배기의 기계적 장치 사용 여부에 따라 구분하며, 자연급기와 기계배기를 사용하는 방식은 제3종 환기방식에 해당합니다.

    오답 노트

    제1종 환기방식: 급기·배기 모두 기계식
    제2종 환기방식: 기계급기, 자연배기
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18. 습공기선도에서 상태점 A의 노점온도를 읽는 방법으로 맞는 것은?

(정답률: 81%)
  • 습공기선도에서 노점온도는 상태점에서 수평 방향(왼쪽)으로 이동하여 포화곡선과 만나는 점의 건구온도를 읽어 결정합니다. 따라서 가 정답입니다.
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19. 공기조화 방식의 특징 중 수-공기방식에 해당하는 것은?

  1. 환기휀을 설치하면 외기냉방이 불가능하다.
  2. 유닛1대로서 1개의 소규모 존(zone)을 구성하므로 조닝이 용이하다.
  3. 덕트가 없으므로 덕트 스페이스가 필요하지 않다.
  4. 냉동기를 내장하고 있으므로 일반적으로 소음, 진동이 크다.
(정답률: 69%)
  • 수-공기방식은 냉수 코일과 송풍기를 조합한 유닛을 사용하여 각 구역을 독립적으로 제어하므로, 유닛 1대로서 1개의 소규모 존(zone)을 구성하여 조닝이 용이한 것이 특징입니다.
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20. 다음의 공기조화방식 분류 중 전공기방식이 아닌 것은?

  1. 멀티존 유닛방식
  2. 변풍량 2중 덕트 방식
  3. 유인유닛방식
  4. 각층 유닛 방식
(정답률: 66%)
  • 유인유닛방식은 전공기방식이 아니라 공기-수 방식(또는 유인 방식)에 해당하며, 1차 공기와 실내 공기를 혼합하여 공급하는 방식입니다. 멀티존 유닛, 변풍량 2중 덕트, 각층 유닛 방식은 모두 전공기방식의 대표적인 예입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 냉동용 압축기에 사용되는 윤활유를 대개 냉동기유라고 한다. 냉동기유의 역할과 거리가 먼 것?

  1. 윤활작용
  2. 냉각작용
  3. 제습작용
  4. 밀봉작용
(정답률: 80%)
  • 냉동기유는 압축기 내부의 마찰을 줄이는 윤활작용, 열을 식히는 냉각작용, 가스가 새지 않게 하는 밀봉작용을 수행합니다. 제습작용은 공기 중의 수분을 제거하는 기능으로 냉동기유의 역할과 무관합니다.
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22. 컴파운드(compound)냉동방식을 옳게 설명한 것은?

  1. 증발기가 2개 이상 있어서 필요에 따라 다른 온도에서 냉매를 증발시킬 수 있는 방식
  2. 냉매를 한가지만 쓰지 않고 두가지 이상을 써서 낮은 온도를 얻을 수 있게 하는 방식
  3. 한쪽 냉동기의 증발기가 다른쪽 냉동기의 응축기를 냉각시키도록 배열하는 방식
  4. 동일 냉매를 점차적으로 높은 압력으로 압축시킬 수있는 방식
(정답률: 37%)
  • 컴파운드(compound) 냉동방식은 동일한 냉매를 사용하여 여러 단계의 압축기를 거쳐 점차적으로 높은 압력으로 압축시키는 방식입니다. 이를 통해 압축비를 낮추어 효율을 높일 수 있습니다.

    오답 노트

    증발기가 2개 이상인 방식: 멀티 증발 방식
    두 가지 이상의 냉매 사용: 캐스케이드(Cascade) 방식
    한쪽 증발기가 다른 쪽 응축기를 냉각: 캐스케이드(Cascade) 방식
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23. 다음은 압축기의 토출변이 누설한 경우 일어나는 사항을 나타낸 것이다. 옳지 못한 것은 어느 것인가?

  1. 실린더가 과열된다.
  2. 토출압력이 상승한다.
  3. 토출가스 온도가 상승한다.
  4. 냉동능력이 감소한다.
(정답률: 55%)
  • 토출변이 누설되면 압축된 가스가 다시 실린더 내부로 역류하게 됩니다. 이로 인해 압축 효율이 떨어져 냉동능력이 감소하고 가스의 재압축으로 인해 온도와 실린더 과열이 발생하지만, 가스가 새어나가므로 토출압력은 오히려 저하됩니다.
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24. 암모니아 냉동기에서 암모니아가 새고 있는 장소에 붉은 리트머스 시험지를 대면 어떤 색으로 변하는가?

  1. 황색
  2. 다갈색
  3. 청색
  4. 홍색
(정답률: 76%)
  • 암모니아($NH_{3}$)는 물에 녹아 알칼리성 수용액을 형성하므로, 산성을 나타내는 붉은 리트머스 시험지를 대면 염기성 반응에 의해 청색으로 변합니다.
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25. 응축압력이 현저하게 상승한 원인으로 옳은 것은?

  1. 증발기의 능력이 저하되었다.
  2. 액백(Liquid bacK)현상이 일어나 압축기가 습압축을 하였다.
  3. 고압수액기의 균압관이 압축기와 균압을 이루지 못했다.
  4. 유분리기의 기능이 불량하고 응축기에 물때가 많이 부착되어 있다.
(정답률: 70%)
  • 응축기는 냉매의 열을 외부로 방출하는 장치이므로, 응축기에 물때가 부착되어 열전달이 방해받거나 유분리기가 불량하여 오일이 응축기에 유입되면 응축 효율이 떨어져 응축압력이 상승합니다.
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26. 드로틀 밸브 입구에서 330㎉/㎏의 엔탈피를 갖고있는 냉매가 드로틀 밸브를 통과해 압력이 내려가고 포화액과 포화증기와의 혼합물 즉 습증기가 된다.습증기 중의 포화액의 유량이 7㎏/min일 때 전유출 냉매의 유량은 얼마인가? (단,드로틀 밸브를 지난 후의 포화액의 엔탈피는 54㎉/㎏ 건포화증기의 엔탈피는 500㎉/㎏이다.)

  1. 113㎏/min
  2. 18.4㎏/min
  3. 17.4㎏/sec
  4. 19.6㎏/sec
(정답률: 50%)
  • 드로틀 밸브 통과 시 엔탈피는 일정하게 유지되는 등엔탈피 과정입니다. 전체 유량과 포화액 유량의 관계를 엔탈피 평형 식을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{h_{g} - h_{f}}{h_{g} - h_{in}} \times m_{f}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{500 - 54}{500 - 330} \times 7$
    ③ [최종 결과] $m = 18.4 \text{ kg/min}$
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27. 터보 압축기에서 속도에너지를 압력으로 변화시키는 장치는?

  1. 임펠러
  2. 베인
  3. 증속기어
  4. 디퓨져
(정답률: 65%)
  • 디퓨져는 유체의 속도 에너지를 정압 에너지(압력)로 변환시키는 장치입니다.

    오답 노트

    임펠러: 유체에 회전 에너지를 부여하여 속도를 높이는 장치
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28. 냉동장치의 압축기에서 일어나는 이상적인 압축과정은 다음 중 어느 것인가?

  1. 등온 변화
  2. 등엔탈피 변화
  3. 등압 변화
  4. 등엔트로피 변화
(정답률: 67%)
  • 이상적인 압축 과정은 외부와의 열 교환이 없고 마찰이 없는 단열 과정으로, 엔트로피가 일정하게 유지되는 등엔트로피 변화입니다.
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29. 열원설비인 빙축열시스템의 장점이 아닌 것은?

  1. 수처리가 필요 없음
  2. 심야전력에 따른 전력비 대폭절감
  3. 전 부하 연속운전에 의한 고효율적 정격운전가능
  4. 수전설비 및 계약전력 감소에 의한 기본전력비 절감
(정답률: 60%)
  • 빙축열시스템은 심야전력을 이용해 얼음을 얼려 저장했다가 낮에 냉방에 사용하는 시스템으로, 전력비 절감과 설비 효율화가 가능합니다. 하지만 냉각수 및 브라인(Brine)을 사용하므로 부식 방지와 효율 유지를 위한 수처리가 반드시 필요합니다.
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30. 다음 중 밀폐형 압축기의 장점이 아닌 것은?

  1. 소형이며 경량이다.
  2. 압축기 회전수의 가감이 가능하다.
  3. 누설의 염려가 없다.
  4. 과부하 운전이 가능하다.
(정답률: 47%)
  • 밀폐형 압축기는 모터와 압축기가 하나의 밀폐 용기 안에 들어있어 누설이 없고 소형·경량이며 과부하 운전에 강한 특징이 있습니다. 하지만 모터가 내장되어 있어 외부에서 회전수를 자유롭게 조절(가감)하기 어렵습니다.
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31. 다음 중 냉매가 부족한 냉동장치에서 일어나는 현상은?

  1. 순환 냉매량이 많아진다.
  2. 흡입가스의 온도가 상승한다.
  3. 토출압력이 높아진다.
  4. 증발압력이 높아진다.
(정답률: 49%)
  • 냉매가 부족하면 증발기 내의 냉매량이 줄어들어 증발 압력이 낮아지며, 이로 인해 압축기로 들어오는 흡입가스의 과열도가 증가하여 흡입가스의 온도가 상승하게 됩니다.

    오답 노트

    순환 냉매량: 부족하므로 감소함
    토출압력: 냉매량 부족 시 일반적으로 낮아짐
    증발압력: 냉매 부족 시 낮아짐
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32. 액체 냉매를 가열하면 증기가 되고 더 가열하면 과열증기가 된다. 단위열량을 공급할때 온도상승이 가장 큰 것은?

  1. 과냉액체
  2. 습증기
  3. 과열증기
  4. 포화증기
(정답률: 68%)
  • 단위열량 공급 시 온도 상승 정도는 비열의 역수에 비례합니다. 과열증기는 액체나 습증기에 비해 비열이 작기 때문에, 동일한 열량을 가했을 때 온도 상승 폭이 가장 큽니다.
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33. P - V선도에서 1에서 2까지 단열압축하였을 때의 일량은 다음 중 어느 것으로 표현되는가?

  1. 면적 a21ba
  2. 면적 a2c0a
  3. 면적 ae1ba
  4. 면적 aed0a
(정답률: 71%)
  • P-V 선도에서 일량은 곡선 아래의 면적으로 정의됩니다. 상태 1에서 2까지 단열압축 시, 압력-비체적 그래프에서 경로 1 $\rightarrow$ 2 아래의 면적인 면적 a21ba가 곧 압축 일량이 됩니다.
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34. 온도식 팽창밸브(TEV)는 다음과 같은 압력에 의해 작동된다. 맞지 않는 것은?

  1. 증발기 압력
  2. 스프링의 압력
  3. 감온통의 압력
  4. 응축 압력
(정답률: 68%)
  • 온도식 팽창밸브(TEV)는 감온통 내 냉매의 압력, 증발기 내부의 압력, 그리고 조절 스프링의 압력이라는 세 가지 힘의 평형에 의해 밸브 개도가 결정됩니다. 응축 압력은 밸브 작동을 직접 결정하는 제어 압력에 해당하지 않습니다.
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35. 고압가스가 저압측으로의 역류 방지를 위해 흡입측과 토출측에 역류방지밸브를 설치해야 하는 압축기는?

  1. 왕복동식 압축기
  2. 스크류식 압축기
  3. 회전식 압축기
  4. 원심식 압축기
(정답률: 28%)
  • 스크류식 압축기는 구조적 특성상 운전 정지 시 고압측 가스가 저압측으로 역류할 가능성이 크므로, 흡입측과 토출측에 반드시 역류방지밸브를 설치해야 합니다.
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36. 깊이 5m인 밀폐 탱크에 물이 5m차 있다.수면에는 3㎏/cm2의 증기압이 작용하고 있을 때 탱크밑면에 작용하는 압력은 얼마인가?

  1. 35 × 105 ㎏/cm2
  2. 3.5 × 104 ㎏/cm2
  3. 3.5 ㎏/cm2
  4. 35 ㎏/cm2
(정답률: 63%)
  • 탱크 밑면의 총 압력은 수면에 작용하는 증기압과 물의 깊이에 따른 수두압의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = P_0 + \rho gh$
    ② [숫자 대입] $P = 3 + (1 \times 0.001 \times 5)$
    ③ [최종 결과] $P = 3.5$
    따라서 탱크 밑면에 작용하는 압력은 $3.5\text{ kg/cm}^2$ 입니다.
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37. 온도식 자동팽창 밸브에 있어서 감온통의 설치위치가 올바른 것은?

(정답률: 58%)
  • 온도식 자동팽창밸브의 감온통은 증발기 출구 배관에 설치하여 냉매의 과열도를 적절히 조절해야 합니다. 따라서 올바른 설치 위치는 입니다.
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38. 에너지만을 교환하는 계를 열역학에서는 무엇이라 하는가?

  1. 개방계
  2. 밀폐계
  3. 고립계
  4. 상태계
(정답률: 62%)
  • 물질의 이동은 없으나 에너지(열, 일)만 교환하는 계를 밀폐계라고 합니다.

    오답 노트

    개방계: 물질과 에너지 모두 교환
    고립계: 물질과 에너지 모두 교환 불가
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39. 온도 250℃의 고온열원과 온도 0℃의 저온열원 간에서 작동하는 카르노사이클 열기관이 있다. 고온 열원으로 부터의 수열량(受熱量)이 907.78㎉/h일 때 이 기관의 출력은몇 ㎾ 인가?

  1. 0.456㎾
  2. 0.487㎾
  3. 0.505㎾
  4. 0.966㎾
(정답률: 32%)
  • 카르노 사이클의 열효율을 이용하여 고온열원으로부터 받은 열량 중 실제 일로 변환된 출력(W)을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$
    $$\text{출력} = Q_H \times \eta$$
    ② [숫자 대입]
    $$\eta = 1 - \frac{273}{523} = 0.478$$
    $$\text{출력} = 907.78 \times 0.478 = 433.92 \text{ kcal/h}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{출력} = 0.505 \text{ kW}$$
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40. 그림과 같은 상태에서 운전되는 R - 22 냉동기가 있다. 압축기의 체적효율은 0.75, 압축효율은 0.70, 기계효율은 0.82라 한다. 냉동능력이 10 한국냉동톤이라 할때 압축기의 피스톤 배제량은 얼마인가?

  1. 136m3/h
  2. 181m3/h
  3. 258m3/h
  4. 315m3/h
(정답률: 36%)
  • 냉동능력을 통해 냉매 순환량을 먼저 구한 뒤, 체적효율과 흡입 비체적을 이용하여 압축기의 피스톤 배제량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{냉매순환량} = \frac{\text{냉동능력}}{\text{냉동효과}}$$
    $$\text{배제량} = \frac{\text{냉매순환량} \times v_1}{\eta_v}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{냉매순환량} = \frac{33200}{34} = 976.47$$
    $$\text{배제량} = \frac{976.47 \times 0.139}{0.75}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{배제량} = 180.97$$
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3과목: 배관일반

41. 벨로즈형 신축이음쇠의 특징이 아닌 것은?

  1. 설치 공간을 넓게 차지하지 않는다.
  2. 고압 배관에는 부적당하다.
  3. 장시간 사용시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다.
  4. 자체 응력 및 누설이 없다.
(정답률: 51%)
  • 벨로즈형 신축이음쇠는 금속 벨로즈를 사용하여 신축을 흡수하는 구조로, 패킹이 없는 완전 밀봉 구조이기 때문에 패킹 마모로 인한 누수 문제가 발생하지 않습니다.

    오답 노트

    설치 공간: 벨로즈 구조로 매우 콤팩트함
    고압 배관: 벨로즈 파손 위험으로 부적당함
    응력 및 누설: 밀봉 구조로 누설이 없음
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42. 옥상 탱크식 급수방식에서 옥상탱크로 공급하는 급수펌프의 용량은 최대 사용시간 급수량의 얼마로 하는 것이 적당한가?

  1. 0.5배
  2. 1배
  3. 2배
  4. 4배
(정답률: 63%)
  • 옥상 탱크식 급수방식에서 급수펌프의 용량은 원활한 용수 공급과 탱크 수위 유지를 위해 최대 사용시간 급수량의 2배로 설계하는 것이 적당합니다.
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43. 밸브의 일반적인 기능이 아닌 것은?

  1. 관내의 유량조절 기능
  2. 관내 유체의 유동방향 변환 기능
  3. 관내 유체의 온도조절 기능
  4. 관내 유체 유동의 개폐 기능
(정답률: 74%)
  • 밸브는 유체의 흐름을 제어하는 기계적 장치입니다. 유량 조절, 유동 방향 변환, 유동의 개폐(On/Off)가 핵심 기능이며, 유체의 온도 조절은 열교환기나 보일러 같은 가열/냉각 장치의 역할입니다.
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44. 다음에서 밀폐식 팽창탱크에 설치할 필요가 없는 기기는?

  1. 압력계
  2. 수면계
  3. 안전밸브
  4. 배기밸브
(정답률: 36%)
  • 밀폐식 팽창탱크는 시스템 내부의 압력을 일정하게 유지하고 팽창량을 흡수하는 장치입니다. 압력 확인을 위한 압력계, 수위 확인을 위한 수면계, 과압 방지를 위한 안전밸브는 필수적이지만, 공기를 빼내는 배기밸브는 밀폐식 구조상 설치할 필요가 없습니다.
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45. 고온수 난방의 온수 온도는?

  1. 10 ∼ 40℃
  2. 50 ∼ 90℃
  3. 100 ∼ 150℃
  4. 200 ∼ 240℃
(정답률: 65%)
  • 난방 방식에 따라 온수 온도가 구분되며, 고온수 난방은 일반적으로 $100 \sim 150\text{℃}$ 범위의 온도를 사용하여 열전달 효율을 높입니다.
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46. 급수배관의 수격작용을 방지할 수 있는 좋은 방법은?

  1. 안전밸브
  2. 공기실(격막식 에어 챔버)
  3. 감압밸브
  4. 압력조절 밸브
(정답률: 74%)
  • 수격작용(Water Hammer)은 유체의 흐름이 급격히 변할 때 발생하는 충격파입니다. 공기실(격막식 에어 챔버)은 압축성 공기를 이용해 이 충격을 흡수함으로써 배관의 진동과 소음을 방지하는 역할을 합니다.
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47. 온수관의 수평 배관에서 관경을 바꿀 때에 사용하는 부속은?

  1. 편심 레듀샤
  2. 동심 레듀샤
  3. 붓싱
  4. 소켓
(정답률: 81%)
  • 온수관과 같은 수평 배관에서 관경을 줄일 때, 관 하단을 일직선으로 유지하여 공기 고임을 방지하고 원활한 배수를 돕기 위해 편심 레듀샤를 사용합니다.
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48. 다음 이음쇠 중 방진 방음의 역할를 하는 것은?

  1. 플렉시블형 이음쇠
  2. 슬리브형 이음쇠
  3. 스위블형 이음쇠
  4. 루프형 이음쇠
(정답률: 73%)
  • 플렉시블형 이음쇠는 신축성이 있는 재질을 사용하여 배관의 열팽창을 흡수할 뿐만 아니라, 펌프나 기계 장치에서 발생하는 진동과 소음을 차단하는 방진 및 방음 역할을 수행합니다.
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49. 급수용 펌프의 양정을 결정할 때, 그 효과를 무시할 수있는 것은?

  1. 실양정
  2. 관로의 흡입손실 수두
  3. 관로의 토출손실 수두
  4. 압력 수두
(정답률: 43%)
  • 펌프의 전양정은 실양정과 관로의 마찰 손실 수두(흡입 및 토출 손실)의 합으로 결정합니다. 압력 수두는 펌프의 양정 결정 시 직접적인 고려 대상이 아니므로 무시할 수 있습니다.
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50. 다음 중 용어 조합이 맞는 것은?

  1. 온수난방 : 잠열
  2. 증기난방 : 팽창탱크
  3. 온풍난방 : 팽창관
  4. 복사난방 : 평균복사온도
(정답률: 76%)
  • 복사난방은 주변 벽이나 천장 등의 표면에서 방출되는 복사열을 이용하므로, 그 성능을 평가하는 지표로 평균복사온도를 사용합니다.

    오답 노트

    온수난방: 잠열이 아닌 현열 이용
    증기난방: 팽창탱크가 아닌 응축수 회수 및 트랩 중요
    온풍난방: 팽창관과 무관함
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51. 개별식 급탕방법의 장점이 아닌 것은?

  1. 배관의 길이가 짧아 열손실이 적다.
  2. 사용이 쉽고 시설이 편리하다.
  3. 대규모의 설비이기 때문에 급탕비가 적게 든다.
  4. 필요한 즉시 높은 온도의 물을 쓸 수있고 설비비가 싸다.
(정답률: 63%)
  • 개별식 급탕방법은 각 실마다 급탕기를 설치하는 소규모 방식입니다. 따라서 대규모 설비가 아니며, 개별적으로 가열하므로 대규모 중앙 집중식에 비해 급탕비가 많이 듭니다.

    오답 노트

    배관의 길이가 짧아 열손실이 적다, 사용이 쉽고 시설이 편리하다, 필요한 즉시 높은 온도의 물을 쓸 수 있고 설비비가 싸다: 모두 개별식 급탕의 장점입니다.
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52. 암모니아 냉동기의 배관에 사용할 수 없는 관은?

  1. 배관용 탄소강 강관
  2. 스테인레스관
  3. 저온 배관용 강관
  4. 황동관
(정답률: 77%)
  • 암모니아는 구리 및 구리 합금(황동)을 부식시키는 성질이 매우 강하므로, 암모니아 냉동기 배관에 황동관을 사용하는 것은 절대 금지됩니다.
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53. 다음 중 배수 트랩의 종류가 아닌 것은?

  1. P형트랩
  2. V형트랩
  3. S형트랩
  4. U형트랩
(정답률: 72%)
  • 배수 트랩의 대표적인 종류에는 P형, S형, U형 트랩이 있으며, V형트랩은 표준적인 배수 트랩의 종류에 해당하지 않습니다.
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54. 냉동기, LPG 탱크용 배관 등 0℃ 이하의 온도에 사용되는 강관의 KS 표시 기호로서 올바른 것은?

  1. SPLT
  2. SPHT
  3. SPA
  4. SPP
(정답률: 64%)
  • 0℃ 이하의 저온 환경(LPG 탱크, 냉동기 등)에 사용되는 강관은 저온배관용 탄소강관인 SPLT입니다.

    오답 노트

    SPHT: 고온배관용 탄소강관
    SPA: 배관용 합금강관
    SPP: 일반 배관용 탄소강관
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55. 내식용, 내열용, 고온용 및 저온용 배관에 사용되는 강관은?

  1. SPPS
  2. SPP
  3. STSxxxTP
  4. SPW
(정답률: 46%)
  • 내식성, 내열성 및 고온·저온 환경에서 모두 견딜 수 있는 특수강관으로는 스테인리스강관인 STSxxxTP가 사용됩니다.
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56. 급수관의 관지름을 결정할 때 유의해야 할 사항 중 맞는 것은?

  1. 마찰손실은 유속과 유량에 관계가 없다.
  2. 굵은 관을 쓰는 것이 가는 관을 여러 개 쓰는 것보다 마찰손실이 적다.
  3. 관의 길이가 길면 마찰손실이 적다.
  4. 마찰손실은 고저차가 크면 클수록 적어진다.
(정답률: 72%)
  • 관내 마찰손실은 관경이 클수록(굵을수록) 유속이 느려져 급격히 감소합니다. 따라서 동일 유량일 때 가는 관 여러 개보다 굵은 관 하나를 사용하는 것이 마찰손실을 줄이는 데 유리합니다.

    오답 노트

    마찰손실: 유속과 유량에 비례하여 증가함
    관 길이: 길수록 마찰손실 증가
    고저차: 마찰손실과는 직접적인 상관관계가 없으며 위치 에너지를 결정함
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57. 급탕주관의 길이가 120m 이고 환탕탕의 전 길이가 60m 이다. 배관부속저항은 무시하고,환탕관의 전체 길이와 급탕 주관길이의 50%만 양정에 고려할 때 온수 순환펌프의 전양정은 얼마인가?

  1. 0.9[m]
  2. 1.2[m]
  3. 1.5[m]
  4. 1.8[m]
(정답률: 57%)
  • 온수 순환펌프의 전양정은 배관의 마찰 손실을 계산하여 산출하며, 일반적으로 배관 길이 $1\text{m}$당 손실 양정을 $0.01\text{m}$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{전양정} = (\text{급탕주관 길이} \times 0.5 + \text{환탕관 길이}) \times 0.01$
    ② [숫자 대입] $\text{전양정} = (120 \times 0.5 + 60) \times 0.01$
    ③ [최종 결과] $\text{전양정} = 1.2\text{m}$
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58. 냉매배관의 시공지침으로 적합하지 않은 것은?

  1. 배관재료는 각각의 용도, 냉매종류, 온도에 의해 선택한다.
  2. 온도변화에 의한 배관의 신축을 고려한다.
  3. 배관중에 불필요하게 오일이 체류하지 않도록한다.
  4. 관경은 가급적 작게 하여 플래쉬 가스의 발생을 줄인다.
(정답률: 77%)
  • 관경이 너무 작으면 압력 손실이 증가하여 냉매의 압력이 낮아지고, 이로 인해 플래시 가스 발생이 오히려 증가하므로 적절한 관경 선정이 필요합니다.
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59. 다음에서 무기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 석면
  2. 암면
  3. 규조토
  4. 콜크
(정답률: 61%)
  • 콜크는 나무 껍질을 이용한 유기질 보온재입니다.

    오답 노트

    석면, 암면, 규조토: 무기질 보온재
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60. 다음 중 급탕 사용온도가 가장 높은 용도는?

  1. 접시 세정기 헹구기용
  2. 음료용
  3. 성인 목욕용
  4. 면도용
(정답률: 76%)
  • 급탕 용도별 필요 온도를 고려할 때, 위생과 살균이 중요한 접시 세정기 헹구기용 온수가 가장 높게 설정됩니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 전류에 의한 자장의 방향을 결정해 주는 법칙은?

  1. 암페어의 오른나사법칙
  2. 플레밍의 왼손법칙
  3. 렌쯔의 법칙
  4. 플레밍의 오른손법칙
(정답률: 50%)
  • 전류가 흐르는 도선 주위에 형성되는 자장의 방향은 전류의 방향을 엄지손가락으로 향하게 했을 때 나머지 네 손가락이 감기는 방향과 일치한다는 암페어의 오른나사법칙으로 결정합니다.

    오답 노트

    플레밍의 왼손법칙: 전동기의 힘의 방향
    렌쯔의 법칙: 유도기전력의 방향
    플레밍의 오른손법칙: 발전기의 기전력 방향
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62. 각속도 ω를 전기적 유추로 변환하면?

  1. 저항
  2. 전류
  3. 인덕턴스
  4. 커패시턴스
(정답률: 60%)
  • 전기적 유추(Analog)에서 기계적 시스템의 각속도 $\omega$는 전기 회로의 전류 $i$와 대응되는 물리량으로 변환됩니다.
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63. 3상 권선형 유도전동기의 2차회로에 저항기를 접속시키는 이유가 될 수 없는 것은?

  1. 속도를 제어하기 위해서
  2. 기동전류를 제한시키기 위해서
  3. 기동토크를 크게 하기 위해서
  4. 최대토크를 크게 하기 위해서
(정답률: 60%)
  • 권선형 유도전동기의 2차 저항을 조절하면 기동전류 제한, 기동토크 증대, 속도 제어가 가능하지만, 최대토크는 2차 저항값과 관계없이 전원 전압과 슬립에 의해 결정되므로 저항기 접속으로 크게 만들 수 없습니다.
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64. 피드백제어계의 특징으로 옳은 것은?

  1. 정확성이 떨어진다.
  2. 감대폭이 감소한다.
  3. 계의 특성변화에 대한 입력대 출력비의 감도가 감소한다.
  4. 발진이 전혀 없고 항상 안정한 상태로 되어가는 경향이 있다.
(정답률: 69%)
  • 피드백제어계는 출력값을 다시 입력측으로 되돌려 오차를 수정하므로, 시스템 내부의 특성이 변하더라도 입력 대비 출력비의 감도가 감소하여 외부 변화에 강한 특성을 가집니다.

    오답 노트

    정확성이 떨어진다: 피드백을 통해 정확성이 향상됨
    감대폭이 감소한다: 감도가 향상됨
    발진이 전혀 없고 항상 안정한 상태: 과도한 피드백은 오히려 발진을 일으켜 불안정해질 수 있음
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65. 서보기구에 사용되는 서보전동기는 피드백제어계의 구성요소 중 주로 어느 쪽의 기능을 담당하는가?

  1. 비교부
  2. 조작부
  3. 검출부
  4. 제어대상
(정답률: 62%)
  • 서보전동기는 제어부에서 나온 신호를 받아 실제로 기계적인 동작을 수행하여 목표값에 도달하게 만드는 역할을 하므로, 피드백제어계에서 에너지를 공급하여 제어대상을 움직이는 조작부 기능을 담당합니다.
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66. 일 때 f(t)의 최종치는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 8
(정답률: 53%)
  • 라플라스 변환된 함수 $F(s)$의 최종치 정리를 이용하여 $t \to \infty$일 때의 값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $f(\infty) = \lim_{s \to 0} sF(s)$
    ② [숫자 대입] $f(\infty) = \lim_{s \to 0} s \times \frac{3s + 10}{s^3 + 2s^2 + 5s} = \lim_{s \to 0} \frac{3s + 10}{s^2 + 2s + 5}$
    ③ [최종 결과] $f(\infty) = \frac{10}{5} = 2$
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67. 자동제어계에서 각 요소를 블럭선도로 표시할 때 각 요소는 전달함수로 표시한다. 신호의 전달경로는 무엇으로 표현하는가?

  1. 접점
  2. 점선
  3. 화살표
  4. 스위치
(정답률: 82%)
  • 블록선도에서 각 요소(전달함수) 사이의 신호 흐름과 전달 방향은 화살표로 표현하여 시스템의 인과 관계를 나타냅니다.
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68. 그림과 같은 논리회로의 출력 Y는?

  1. Y=A+AB
  2. Y=AB+B
(정답률: 60%)
  • 논리회로를 분석하면 상단 AND 게이트는 $A$와 $\overline{B}$의 입력으로 $A\overline{B}$가 되고, 하단 AND 게이트는 $A$와 $B$의 입력으로 $AB$가 됩니다. 최종적으로 OR 게이트를 통해 두 값이 합쳐지므로 출력은 가 됩니다.
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69. 유도전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?

  1. 극수변환
  2. 주파수제어
  3. 전기자 전압제어
  4. 슬립제어
(정답률: 32%)
  • 유도전동기의 속도는 주파수, 극수, 슬립에 의해 결정되므로 이를 제어하여 속도를 조절합니다.

    오답 노트

    전기자 전압제어: 직류전동기의 대표적인 속도제어 방법입니다.
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70. 어떤 회로에서 전류가 3분동안 흘러서 72000J의 일을 하였다면 소비된 전력은 몇 W 인가?

  1. 300
  2. 400
  3. 500
  4. 600
(정답률: 66%)
  • 전력은 단위 시간당 소비되는 에너지(일)의 양으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{W}{t}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{72000}{3 \times 60}$
    ③ [최종 결과] $P = 400$
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71. 3300/200V, 10kVA인 단상변압기의 2차를 단락하여 1차측에 300V를 가하니 2차에 120A가 흘렀다. 1차정격전류는 약 몇 A 인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 25%)
  • 변압기의 정격 용량과 1차 정격 전압을 이용하여 1차 정격 전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_{1n} = \frac{P}{V_{1n}}$
    ② [숫자 대입] $I_{1n} = \frac{10000}{3300}$
    ③ [최종 결과] $I_{1n} = 3.03$
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72. PLC 제어의 프로그램의 용이성에 대한 특징이 아닌 것은?

  1. 특별한 전문적 기술교육 없이 쉽게 이해할 수 있는 소프트 웨어이다.
  2. 계산기와는 달리 제어기능의 효과적인 수행이 목적이다.
  3. PLC를 사용한 시스템을 현장에서 보수하고 유지시키는 과정에서 PLC의 동작에 대한 특별한 지식 없이 가능하다.
  4. PLC의 외부 동작이 내부 동작으로의 변환이 용이하지 않다.
(정답률: 56%)
  • PLC는 외부의 입력 동작을 내부의 소프트웨어 로직으로 변환하여 처리하는 것이 매우 용이하도록 설계된 제어 장치입니다.

    오답 노트

    특별한 전문 기술 없이 이해 가능: PLC의 특징임
    제어기능의 효과적 수행 목적: PLC의 특징임
    현장 보수 및 유지 용이: PLC의 특징임
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73. 대칭 3상 결선의 상전압이 220V이다. A상의 전원이 단선 되었을 때 선간전압은 몇 V 인가?

  1. 0
  2. 127
  3. 220
  4. 380
(정답률: 43%)
  • 대칭 3상 결선에서 한 상이 단선되면, 남은 두 상 사이의 전압은 단선 전의 상전압과 동일한 상태가 됩니다. 따라서 선간전압은 상전압인 $220\text{V}$가 됩니다.
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74. 진동이 일어나는 장치의 진동을 억제시키는 데 가장 효과적인 제어 동작은?

  1. on-off 동작
  2. 비례동작
  3. 미분동작
  4. 적분동작
(정답률: 36%)
  • 미분동작은 오차의 변화 속도에 반응하여 제어량을 조절하므로, 급격한 변화를 억제하고 진동을 감쇄시켜 시스템의 안정도를 높이는 데 가장 효과적입니다.
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75. 전압계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 동작원리는 전류계와 같다.
  2. 회로에 직렬로 접속한다.
  3. 내부저항이 있다.
  4. 가동코일형은 직류측정에 사용된다.
(정답률: 69%)
  • 전압계는 측정하고자 하는 구간의 전압 강하를 측정해야 하므로, 회로에 병렬로 접속하여 전압을 측정하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트

    회로에 직렬로 접속한다: 전압계는 병렬 접속해야 하며, 직렬 접속은 전류계의 특징입니다.
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76. 어떤 제어계의 임펄스 응답이 sinωt 일 때 계의 전달 함수는?

(정답률: 70%)
  • 임펄스 응답의 라플라스 변환은 곧 그 시스템의 전달 함수가 됩니다. $\sin \omega t$의 라플라스 변환 공식을 적용하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{\sin \omega t\} = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$
    ② [숫자 대입] $\text{임펄스 응답 } \sin \omega t \text{ 대입}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$
    따라서 정답은 입니다.
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77. △결선된 부하를 Y결선으로 바꾸면 소비전력은 어떻게 변하게 되는가? (단, 각 선간전압은 일정하다.)

  1. 1/3배
  2. 1/9배
  3. 3배
  4. 9배
(정답률: 67%)
  • 선간전압이 일정할 때, $\Delta$결선 부하를 Y결선으로 바꾸면 각 상에 걸리는 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 감소하고, 저항값이 동일하다면 전류 또한 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 감소합니다. 소비전력은 전압의 제곱과 전류의 곱에 비례하므로 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $P_Y = 3 \times (V_{phase}^2 / R)$
    ② [숫자 대입] $P_Y = 3 \times (\frac{V_{line}}{\sqrt{3}})^2 / R = 3 \times \frac{V_{line}^2}{3R} = \frac{V_{line}^2}{R}$
    ③ [최종 결과] $P_Y = \frac{1}{3} P_{\Delta}$
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78. 그림과 같은 회로망에서 전류를 산출하는 식은?

  1. 1+I2-I3-I4 = 0
  2. 1-I2-I3-I4 = 0
  3. 1+I2-I3+I4 = 0
  4. 1+I2+I3+I4 = 0
(정답률: 58%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)에 따라 회로의 한 접속점으로 흘러 들어오는 전류의 합은 흘러 나가는 전류의 합과 같습니다.
    그림 에서 $I_1$과 $I_4$는 접속점으로 들어오는 전류이고, $I_2$와 $I_3$는 나가는 전류이므로 식을 세우면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_{in} - I_{out} = 0$
    ② [숫자 대입] $(I_1 + I_4) - (I_2 + I_3) = 0$
    ③ [최종 결과] $I_1 - I_2 - I_3 + I_4 = 0$
    단, 정답지 기준으로는 $I_1 - I_2 - I_3 - I_4 = 0$으로 표기되어 있으나, 이는 화살표 방향에 따른 부호 정의 차이이며 기본적으로 유입과 유출의 합이 0임을 이용합니다.
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79. 전기로의 온도를 1000℃로 일정하게 유지시키기 위하여 열전온도계의 지시값을 보면서 전압조정기로 전기로에 대한 인가전압을 조절하는 장치가 있다. 이 경우 열전 온도계는 어느 용어에 해당되는가?

  1. 조작부
  2. 검출부
  3. 제어량
  4. 조작량
(정답률: 75%)
  • 제어계에서 현재의 상태(온도)를 측정하여 제어부에 전달하는 역할을 하는 장치를 검출부라고 합니다. 본 문제에서 전기로의 온도를 측정하는 열전 온도계는 시스템의 현재 값을 읽어내는 검출부에 해당합니다.
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80. 시퀀스제어에서 기억과 판단기구 및 검출기를 가진 제어 방식은?

  1. 순서프로그램제어
  2. 피드백제어
  3. 조건제어
  4. 시한제어
(정답률: 56%)
  • 피드백제어는 출력측의 검출기를 통해 현재 상태를 확인하고, 이를 기준값과 비교하여 판단 및 기억 기구를 통해 제어량을 조절하는 폐회로 제어 방식입니다.
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