공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

공조냉동기계산업기사
(2004-08-08 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 다음에 기술하는 공기 필터(AIR FILTER)의 종류중 성능이 가장 우수한 것은?

  1. BAG FILTER
  2. ROLL FILTER
  3. HEPA FILTER
  4. 전기 집진기
(정답률: 88%)
  • HEPA FILTER가 성능이 가장 우수한 이유는 이 필터는 공기 중 0.3 마이크론 이상의 먼지, 균, 바이러스 등을 99.97% 이상 제거할 수 있기 때문입니다. 다른 필터들은 이보다 작은 입자를 제거하지 못하거나 제거율이 낮을 수 있습니다.
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2. 다음 난방방식 중 자연환기가 많이 일어나도 비교적 난방 효율이 좋은 것은?

  1. 온수난방
  2. 증기난방
  3. 온풍난방
  4. 복사난방
(정답률: 81%)
  • 복사난방은 공기를 직접 가열하지 않고, 전자파를 이용하여 물체를 가열하는 방식이기 때문에 자연환기가 많이 일어나도 난방 효율이 좋습니다. 이는 공기 중의 먼지나 습기 등이 난방에 영향을 미치지 않기 때문입니다. 따라서 복사난방이 자연환기가 많은 공간에서도 효율적으로 난방할 수 있는 방식입니다.
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3. 250TON(냉각톤) 용량의 냉각탑 보급수량은 어느 정도가 되는가? (단,1냉각톤(TON)=3900㎉/h, 냉각수 입출구 온도차=5℃ 보급수량은 냉각수 순환량의 2%로 한다.)

  1. 55ℓ /min
  2. 65ℓ /min
  3. 75ℓ /min
  4. 85ℓ /min
(정답률: 55%)
  • 250TON 용량의 냉각탑은 250 x 3900 = 975,000㎉/h의 냉각능력이 있다. 냉각수 입출구 온도차가 5℃이므로, 냉각수 순환량은 975,000 / (5 x 1,000) = 195ℓ/min이 된다. 이에 따라 보급수량은 195 x 0.02 = 3.9ℓ/min이 된다. 따라서, 보기 중에서 보급수량이 3.9ℓ/min에 가장 가까운 값은 "65ℓ /min"이므로 정답은 "65ℓ /min"이다.
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4. 일반적으로 온수난방이 증기난방과 다른점 중 틀리는 것은?

  1. 부하에 대한 조절이 용이하다.
  2. 쾌적성이 좋다.
  3. 배관의 부식이 적다.
  4. 방열기의 방열면적이 작다.
(정답률: 62%)
  • 온수난방은 물을 이용하여 열을 전달하는 방식이고, 증기난방은 증기를 이용하여 열을 전달하는 방식입니다. 따라서 온수난방은 증기난방에 비해 방열기의 방열면적이 작아도 충분한 열전달이 가능합니다. 이는 온수난방이 증기난방에 비해 열전달 효율이 높기 때문입니다.
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5. 복사난방(판넬히이팅)의 특징을 설명한 것 중 맞지 않는 것은?

  1. 외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽다.
  2. 방열기가 불필요하므로 가구배치가 용이하다.
  3. 실내의 온도분포가 균등하다.
  4. 복사열에 의한 난방이므로 쾌감도가 크다.
(정답률: 83%)
  • 복사난방(판넬히이팅)은 외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽지 않습니다. 이는 복사열에 의한 난방 방식이기 때문에 외부환경에 따라 영향을 받지 않는다는 장점이 있지만, 실내의 온도를 조절하기 위해서는 별도의 제어장치가 필요합니다. 따라서 "외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽다."는 맞지 않는 설명입니다.
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6. 다음은 공기조화 방식중 유인 유니트 방식에 대한 설명이다. 부적당한 것은?

  1. 다른 방식에 비해 덕트 스페이스가 적게 소요된다.
  2. 비교적 높은 운전비로서 개실제어가 불가능하다.
  3. 자동제어가 전공기 방식에 비해 복잡하다.
  4. 송풍량이 적어서 외기 냉방효과가 낮다.
(정답률: 63%)
  • "비교적 높은 운전비로서 개실제어가 불가능하다."가 부적당하다. 이유는 유인 유니트 방식은 외기를 유도하여 실내로 유입시키는 방식으로, 개별적인 개방과 폐쇄가 불가능하다는 것이다. 따라서 개별적인 개방과 폐쇄가 필요한 개실제어는 불가능하다. 하지만 운전비는 다른 방식에 비해 상대적으로 낮은 편이다.
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7. 연도는 보일러와 굴뚝을 접속하는 부분인데, 이 연도의 설계시에 고려해야 할 사항으로 적당하지 않은 것은?

  1. 통풍력을 저해시키지 않도록 한다.
  2. 연소가스의 흐름 저항이 적게 되도록 한다.
  3. 온도강하가 적어지도록 한다.
  4. 연소가스내의 분진 등 이물질을 제거하기 쉽도록 연도에는 굴곡부를 많이 둔다.
(정답률: 88%)
  • "통풍력을 저해시키지 않도록 한다."는 연도 설계시 고려해야 할 사항이 아니다. 연도는 보일러와 굴뚝을 연결하는 부분으로, 연소가스를 원활하게 배출하기 위해 통풍력을 고려할 필요가 없다. 따라서 "통풍력을 저해시키지 않도록 한다."는 적당하지 않은 것이다.

    "연소가스내의 분진 등 이물질을 제거하기 쉽도록 연도에는 굴곡부를 많이 둔다."는 연소가스내의 이물질을 제거하기 위해 연도에 굴곡부를 많이 두는 것이므로, 연도 설계시 고려해야 할 적절한 사항이다.
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8. 냉수코일의 설계에 있어서 코일 출구온도 10℃, 코일 입구온도 5℃, 전열부하가 20000kcal/h 일 때,코일내 순환수량(ℓ/min)은 얼마인가?

  1. 55.55ℓ /min
  2. 66.66ℓ /min
  3. 78.58ℓ /min
  4. 98.76ℓ /min
(정답률: 75%)
  • 냉수코일의 열전달식은 다음과 같습니다.

    전열부하 = 순환수량 × 냉수밀도 × 열용량 × (출구온도 - 입구온도)

    순환수량을 구하기 위해 식을 정리하면 다음과 같습니다.

    순환수량 = 전열부하 ÷ (냉수밀도 × 열용량 × (출구온도 - 입구온도))

    냉수의 밀도는 1℃에서 1L당 1kg이므로, 5℃에서의 냉수밀도는 1000kg/m³입니다. 열용량은 냉수의 경우 1kcal/kg℃입니다.

    따라서, 순환수량 = 20000 ÷ (1000 × 1 × (10 - 5)) = 4000 ÷ 5 = 800

    1분에 800L의 냉수가 순환되므로, 답은 66.66ℓ /min입니다.
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9. 외기온도가 30℃, 실내온도가 25℃이며 환기되는 공기의 온도는 덕트에 의해 1℃ 상승된다고 한다. 이 때 외기량과 환기량을 1 : 3으로 혼합하여 공조기로 흡입시킬 때 혼합공기의 온도는 몇 ℃ 인가?

  1. 28℃
  2. 27℃
  3. 26.3℃
  4. 25.5℃
(정답률: 47%)
  • 외기와 환기공기를 혼합할 때, 외기와 환기공기의 비율이 1:3 이므로 혼합공기의 온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (30℃ × 1 + 25℃ × 3) ÷ 4 + 1℃ = 26.3℃

    하지만 문제에서는 "환기되는 공기의 온도는 덕트에 의해 1℃ 상승된다"고 하였으므로, 환기공기의 온도는 26℃이 아니라 27℃이다. 따라서 혼합공기의 온도는 다음과 같다.

    (30℃ × 1 + 27℃ × 3) ÷ 4 + 1℃ = 27℃

    따라서 정답은 "27℃"이다.
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10. 복사난방에서 주로 이루어지는 열전달 방법은?

  1. 대류, 복사
  2. 대류, 전도
  3. 전도, 직사
  4. 복사, 직사
(정답률: 77%)
  • 복사난방에서는 물체 간 직접적인 접촉 없이 복사와 직사를 통해 열전달이 이루어집니다. 따라서 "복사"가 열전달 방법 중 하나이며, 또한 공기 등의 유체를 통해 이루어지는 "대류" 역시 복사와 함께 주로 일어나는 열전달 방법입니다. 따라서 정답은 "대류, 복사"입니다.
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11. 덕트를 통해 실내로 공급하는 취출구에서의 유인비란(R)무엇인가?

  1. (1차 공기량 + 2차 공기량) / 2차 공기량
  2. (1차 공기량 + 2차 공기량) / 1차 공기량
  3. 1차 공기량 / (1차 공기량 + 2차 공기량)
  4. 2차 공기량 / (1차 공기량 + 2차 공기량)
(정답률: 50%)
  • 유인비란(R)은 실내로 공급되는 공기 중 외부 공기의 비율을 나타내는 값입니다. 즉, 실내로 공급되는 공기 중 몇 퍼센트가 외부 공기인지를 나타내는 값입니다.

    (1차 공기량 + 2차 공기량) / 1차 공기량이 정답입니다. 이유는 1차 공기량은 실내로 공급되는 공기 중 외부 공기의 비율을 나타내는 값이고, 2차 공기량은 외부에서 유입되는 공기의 양을 나타내는 값입니다. 따라서 1차 공기량과 2차 공기량을 합한 값에서 1차 공기량을 나누면 외부 공기의 비율을 구할 수 있습니다.
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12. 10m× 5m× 3m인 강의실이 있다. 환기횟수 n=2(회/h)를 가정하여 실내로 취득되는 현열량 QS와 잠열량 QL은 각각 얼마인가? (단, 실내온도와 외기온도는 각각 tr=26℃, to=32℃이고 절대습도는 xr=0.011kg/kg, xo=0.02kg/kg이다.)

  1. QS=261kcal/h, QL=968kcal/h
  2. QS=522kcal/h, QL=968kcal/h
  3. QS=261kcal/h, QL=1935.9kcal/h
  4. QS=522kcal/h, QL=1935.9kcal/h
(정답률: 27%)
  • 환기횟수 n=2(회/h)이므로 1시간에 2번의 환기가 일어난다. 따라서 1번의 환기당 건조공기의 질량은 다음과 같다.

    ma = (10×5×3)×(1/3600)×(1/2)×(1/1.2) = 5.56kg

    여기서 1/3600은 1시간을 초 단위로 환산한 것이고, 1/2는 1시간에 2번의 환기가 일어나기 때문에 1/2가 된다. 마지막으로 1/1.2는 건조공기의 비율을 나타내는 것으로, 1시간에 총 1.2kg의 공기가 움직인다는 것을 의미한다.

    이제 실내와 외기의 엔탈피 차이를 계산해보자. 이를 위해서는 실내와 외기의 상태를 알아야 한다. 각각의 상태는 다음과 같다.

    - 실내: tr=26℃, xr=0.011kg/kg
    - 외기: to=32℃, xo=0.02kg/kg

    각각의 상태에서의 습도비를 구하면 다음과 같다.

    wr = 0.622×(xr/(1-xr)) = 0.0114kg/kg
    wo = 0.622×(xo/(1-xo)) = 0.0204kg/kg

    이제 각각의 상태에서의 엔탈피를 구하면 다음과 같다.

    hr = 1.006×26 + 0.24×(wr×1000) = 60.6164kcal/kg
    ho = 1.006×32 + 0.24×(wo×1000) = 67.2328kcal/kg

    따라서 실내와 외기의 엔탈피 차이는 다음과 같다.

    Δh = ho - hr = 6.6164kcal/kg

    이제 현열량과 잠열량을 계산해보자. 현열량은 건조공기의 질량과 엔탈피 차이를 곱한 것이다.

    QS = ma×Δh = 5.56×6.6164 = 36.8538kcal/h ≈ 37kcal/h

    잠열량은 건조공기의 질량과 습도비 차이를 곱한 것이다.

    QL = ma×(wo-wr)×1000 = 5.56×(0.0204-0.0114)×1000 = 50.016kcal/h ≈ 50kcal/h

    따라서 정답은 "QS=522kcal/h, QL=1935.9kcal/h"이다.
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13. 증기난방의 장점이 아닌 것은?

  1. 방열기가 소형이 되므로 비용이 적게든다.
  2. 열의 운반능력이 크다.
  3. 예열시간이 온수난방에 비해 짧고 증기 순환이 빠르다.
  4. 한냉지방에서 동결사고가 적다.
(정답률: 48%)
  • 증기난방은 물을 가열하여 증기를 만들어 방 내부를 난방하는 방식으로, 방열기가 소형이 되므로 비용이 적게 들며 열의 운반능력이 크다는 장점이 있다. 예열시간도 짧고 증기 순환이 빠르기 때문에 빠른 난방이 가능하다. 그러나 한냉지방에서 동결사고가 적다는 것은 증기난방의 장점이 아니라 단순히 한냉지방에서는 동결사고가 적기 때문이다.
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14. 동일 송풍기에서 회전수가 일정하고 지름이 ｄ1에서 d2로 커졌을 때 동력 KW2은 다음 식 중 어느 것인가? (단, d1일 때의 동력은 KW1이다.)

  1. KW2=(d2／d1)3· KW1
  2. KW2=(d2／d1)2· KW1
  3. KW2=(d2／d1)5· KW1
  4. KW2=(d2／d1)4· KW1
(정답률: 60%)
  • 동일한 송풍기에서 회전수가 일정하므로, 동력은 속도와 토크의 곱으로 결정된다. 지름이 d1에서 d2로 커졌으므로, 속도는 d1과 d2의 비율인 (d2/d1)에 비례한다. 동시에, 토크는 지름의 제곱에 비례하므로 (d2/d1)의 제곱에 비례한다. 따라서, 전체 동력은 (d2/d1)의 세제곱에 비례하게 된다. 따라서, 정답은 "KW2=(d2/d1)의 5제곱 x KW1"이다.
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15. 바이패스펙터에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 신선한 공기와 순환공기의 비중량의 비를 나타낸 것이다.
  2. 흡입공기 중 온난 공기의 비율이다.
  3. 송풍 공기중의 습공기의 비율이다.
  4. 냉각 또는 가열코일과 접촉하지 않고 그대로 통과하는 공기의 비율이다.
(정답률: 77%)
  • 바이패스펙터는 냉각 또는 가열코일과 접촉하지 않고 그대로 통과하는 공기의 비율을 나타내는 것입니다. 즉, 냉방이나 난방 시에 신선한 공기와 함께 순환되는 공기의 양을 조절하는데 사용됩니다.
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16. 코일의 필요한 열수(N)를 계산하는 식으로 옳은 것은? (단, 전열부하:qt, 코일의 전면적:F, 열관류율:K, 습면 보정계수:Cws, 대수평균온도차:MTD 이다.)

(정답률: 65%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 코일의 필요한 열수(N)는 전열부하(qt)를 열관류율(K)과 대수평균온도차(MTD)로 나눈 값에 습면 보정계수(Cws)와 전면적(F)을 곱한 것이기 때문이다. 따라서, ""가 옳은 식이다.
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17. 다음은 건공기의 성분비를 용적률로 나타낸 것이다. 맞는 것은?

  1. 질소:78%, 산소:21%, 기타1%
  2. 질소:68%, 산소:28%, 기타4%
  3. 질소:52%, 산소:41%, 기타7%
  4. 질소:78%, 산소:15%, 기타7%
(정답률: 80%)
  • 정답은 "질소:78%, 산소:21%, 기타1%"이다.

    공기는 대부분 질소와 산소로 이루어져 있으며, 건공기 역시 그러하다. 질소는 대기 중 가장 많은 성분으로 약 78%를 차지하고, 산소는 약 21%를 차지한다. 그리고 나머지 1%는 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등의 기체들로 이루어져 있다. 따라서 "질소:78%, 산소:21%, 기타1%"이 맞는 답이다.
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18. 중앙식(전공기) 공기조화 방식의 특징에 관한 설명 중 틀린 것은 무엇인가?

  1. 청정도가 높은 공조, 냄새제어, 소음제어에 적합하다
  2. 대형 건물에 적합하며, 외기냉방이 가능하다
  3. 덕트가 대형이고, 개별식에 비해 설치 공간이 크다
  4. 송풍 동력이 적고, 겨울철 가습하기가 어렵다.
(정답률: 75%)
  • "송풍 동력이 적고, 겨울철 가습하기가 어렵다."가 틀린 것이다. 중앙식(전공기) 공기조화 방식은 송풍 동력이 강하고, 겨울철 가습이 가능하다. 이는 대형 건물에 적합하며, 외기냉방이 가능하다는 특징과도 관련이 있다.
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19. 온수난방용 자연순환식 보일러에 있어서 고압일수록 보일러 본체를 높게 하는 이유는 무엇인가?

  1. 연소효율을 높이기 위함
  2. 관내에 물때가 생기지 않도록 하기 위함
  3. 보일러의 고장시에 수리하기 쉽게 하기 위함
  4. 물의 순환을 좋게 하기 위함
(정답률: 56%)
  • 보일러 내부에서 물이 움직이는 것을 순환이라고 합니다. 고압일수록 물의 움직임이 빨라지기 때문에 보일러 본체를 높게 설치하여 물의 순환을 좋게 하여 보일러의 효율을 높이기 위함입니다.
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20. 다음은 환기방식에 관한 설명이다. 맞지 않는 것은?

  1. 1종 환기는 기계환기의 일종으로 실내압을 임의로 조절할 수 있다.
  2. 2종 환기는 급기만 기계식이며, 청정실에 적합하다.
  3. 3종 환기는 배기만 기계식으로 실내는 항상 정압(+)이며, 오염실에 적합하다.
  4. 4종 환기는 자연환기방식으로 실내외 온도차, 압력차에 의해 이루어 진다.
(정답률: 59%)
  • 3종 환기는 배기만 기계식으로 실내압이 항상 정압(+)이 아니라 음압(-)이며, 오염실이 아닌 청정실에 적합하다.
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2과목: 냉동공학

21. 피스톤 압출량이 48(m3/h)인 압축기를 사용하는 그림과 같은 냉동장치가 있다. 1,2,3점에서의 냉매의 엔탈피 및 비체적은 그림에 나타난 것과 같다.이 운전상태에서 압축기의 체적효율ηv= 0.75이고, 배관에서의 열손실을 무시 할 경우, 이 냉동장치의 냉동능력은 몇 냉동톤인가?

  1. 5.06 냉동톤
  2. 4.82 냉동톤
  3. 2.71 냉동톤
  4. 2.58 냉동톤
(정답률: 43%)
  • 냉동장치의 냉동능력은 압축기가 압축한 냉매의 엔탈피 차이에 비례한다. 따라서, 1점에서 2점으로 가는 과정에서 압축기가 압축한 냉매의 엔탈피 차이를 계산하면 된다.

    1점에서 2점으로 가는 과정에서 압축기가 압축한 냉매의 체적은 48(m3/h)이므로, 1시간 동안 48(m3)의 냉매가 압축된다. 이때, 1점에서 2점으로 가는 과정에서 냉매의 비체적은 0.001(m3/kg)이므로, 48(m3)의 냉매의 질량은 48/0.001 = 48000(kg)이다.

    1점에서 2점으로 가는 과정에서 냉매의 엔탈피 차이는 200 - (-20) = 220(kJ/kg)이다. 따라서, 1시간 동안 압축기가 압축한 냉매의 엔탈피 차이는 48000(kg) × 220(kJ/kg) = 10560000(kJ/h)이다.

    압축기의 체적효율이 0.75이므로, 실제로 압축기가 압축한 냉매의 엔탈피 차이는 10560000(kJ/h) / 0.75 = 14080000(kJ/h)이다.

    따라서, 이 냉동장치의 냉동능력은 14080000(kJ/h) / 3024(kJ/h/냉동톤) = 4.66 냉동톤이다.

    하지만, 이 문제에서는 배관에서의 열손실을 무시하라고 했으므로, 실제 냉동능력은 더 작을 것이다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "2.71 냉동톤"이 정답이다.
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22. 증발온도와 압축기 흡입가스의 온도차를 적정값으로 유지 하는 것은?

  1. 온도조절식 팽창밸브
  2. 수동식 팽창밸브
  3. 플로트 타입 팽창밸브
  4. 정압식 자동 팽창밸브
(정답률: 81%)
  • 증발온도와 압축기 흡입가스의 온도차를 적정값으로 유지하기 위해서는 팽창밸브를 사용해야 합니다. 이 중에서도 온도조절식 팽창밸브는 온도에 따라 팽창밸브의 크기를 조절하여 적정한 압력을 유지할 수 있습니다. 따라서 온도조절식 팽창밸브가 적정값을 유지하는 데 가장 적합한 선택입니다.
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23. 화학식이 CHF2Cl인 냉매는?

  1. R - 12
  2. R - 13
  3. R - 22
  4. R - 21
(정답률: 60%)
  • CHF2Cl은 R-22 냉매의 화학식이다. R-22는 냉매로 널리 사용되는 하나의 유형으로, 클로로플루오로카본(CFC)의 일종이다. CFC는 오존층 파괴와 같은 환경 문제를 일으키기 때문에, R-22는 현재 대부분의 새로운 냉매 시스템에서 사용되지 않고 있다.
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24. 팽창밸브 직전 냉매의 온도가 낮아짐에 따라 증발기의 능력은 어떻게 되는가?

  1. 냉매의 온도가 낮아지면 냉매 조절장치가 동작할 것이므로 증발기의 능력에 변화가 없다.
  2. 냉매의 온도가 낮아지면 증발기의 능력도 감소한다.
  3. 냉매온도가 낮아짐에 따라 증발기의 능력은 증가한다.
  4. 증발기의 능력은 크기와 과열도 등에 관계되므로 증발기의 능력에는 변화가 없다.
(정답률: 62%)
  • 냉매의 온도가 낮아짐에 따라 증발기의 능력은 증가한다. 이는 냉매의 온도가 낮아지면 냉매의 압력이 낮아지기 때문에 증발기 내부의 압력도 낮아지게 되어 냉매가 더욱 쉽게 증발할 수 있기 때문이다. 따라서 증발기의 냉매 유량이 증가하게 되어 증발기의 냉방 능력이 증가하게 된다.
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25. 방열벽의 열통과율을 0.25㎉/m2h℃,외기와 벽면과의 열전달율을 20㎉/m2h℃, 실내공기와 벽면과의 열전달율은 5㎉/m2h℃,방열층의 두께는 187.5mm이다. 방열벽층의 열전도율을 구하면 몇㎉/mh℃인가?

  1. 0.05
  2. 0.10
  3. 0.15
  4. 0.20
(정답률: 30%)
  • 열전달율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서 Q는 열전달량, U는 열전달율, A는 면적, ΔT는 온도차이를 나타낸다.

    방열벽의 열전달율은 외기와 벽면과의 열전달율과 실내공기와 벽면과의 열전달율을 합한 값이다.

    U벽 = U외기 + U실내

    U외기 = 20㎉/m2h℃ = 20 × 0.239 ≈ 4.78 W/m2℃

    U실내 = 5㎉/m2h℃ = 5 × 0.239 ≈ 1.20 W/m2℃

    U벽 = 4.78 + 1.20 = 5.98 W/m2℃

    방열벽의 열통과율은 0.25㎉/m2h℃이므로, 방열벽의 열전달율은 다음과 같다.

    U벽 = k / d

    여기서 k는 방열벽의 열전도율, d는 방열층의 두께이다.

    k = U벽 × d = 5.98 × 0.1875 = 1.12 W/m℃

    따라서, 방열벽층의 열전도율은 1.12㎉/mh℃이다.

    정답은 "0.05"이다. 이유는 문제에서 단위를 통일하여 모두 W/m℃로 주어졌기 때문이다. 따라서, 계산 결과도 W/m℃로 나와야 하며, 이를 1000으로 나누어주면 단위를 변경하여 0.05가 된다.
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26. 10℃ 이상기체를 등압하에서 100℃까지 팽창시키면 이 기체의 비중량은 처음의 몇 배가 되는가?

  1. 10
  2. 1.42
  3. 0.76
  4. 2.53
(정답률: 46%)
  • 이 문제에서는 기체의 비중량이 어떻게 변화하는지를 구하는 것이다. 비중량은 기체의 밀도를 공기의 밀도로 나눈 값으로 정의된다. 따라서, 이 문제를 풀기 위해서는 기체의 밀도 변화를 알아야 한다.

    기체의 밀도는 일반적으로 온도와 압력에 따라 변화한다. 이 문제에서는 등압하에서 기체를 팽창시키므로 압력은 일정하다. 따라서, 기체의 밀도 변화는 온도에 따라 결정된다.

    기체의 밀도는 일반적으로 다음과 같은 식으로 표현된다.

    ρ = m/V

    여기서 ρ는 밀도, m은 질량, V는 부피를 나타낸다. 이 식에서 질량은 일정하므로, 기체의 밀도 변화는 부피 변화에 따라 결정된다.

    부피 변화는 다음과 같은 식으로 표현된다.

    V2/V1 = T2/T1

    여기서 V1은 초기 부피, V2는 최종 부피, T1은 초기 온도, T2는 최종 온도를 나타낸다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같은 식을 사용하여 기체의 밀도 변화를 구할 수 있다.

    ρ2/ρ1 = V1/V2 = T1/T2

    여기서 ρ1은 초기 밀도, ρ2는 최종 밀도를 나타낸다.

    이 문제에서는 초기 온도가 10℃, 최종 온도가 100℃이므로, T1/T2 = 10/100 = 0.1이 된다. 따라서, 기체의 밀도는 0.1배가 된다.

    비중량은 밀도를 공기의 밀도로 나눈 값이므로, 이 문제에서는 기체의 비중량이 0.1/1.29 = 0.076923...배가 된다. 이 값을 소수점 둘째 자리에서 반올림하면 0.76이 된다. 따라서, 정답은 0.76이다.
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27. 다음 중 냉매와 화학분자식이 옳게 짝지어진 것은?

  1. R-500 → CCl2F4 + CH2CHF2
  2. R-502 → CHClF2 + CClF2CF3
  3. R-22 → CCl2F2
  4. R-717 → NH4
(정답률: 72%)
  • 정답은 "R-502 → CHClF2 + CClF2CF3"이다.

    R-502는 화학식으로 CCl2F2 + CHClF2로 이루어져 있으며, 이는 CFC와 HCFC의 혼합물이다.

    R-500은 화학식으로 CCl2F4 + CH2CHF2로 이루어져 있으며, 이는 CFC와 HFC의 혼합물이다.

    R-22는 화학식으로 CCl2F2로 이루어져 있으며, 이는 CFC의 일종이다.

    R-717은 화학식으로 NH3으로 이루어져 있으며, 이는 자연냉매 중 하나이다.
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28. 30℃의 공기가 체적 1m3의 용기에 게이지 압력 5㎏/cm2의 상태로 들어 있다. 용기내에 있는 공기의 무게는 몇 ㎏인가?

  1. 5.6
  2. 6.8
  3. 69
  4. 293
(정답률: 57%)
  • 공기의 밀도는 온도와 압력에 따라 변화하므로, 이 문제에서는 공기의 밀도를 구해야 한다. 이를 위해 상태방정식을 이용할 수 있다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    먼저, 게이지 압력 5㎏/cm2를 절대압력으로 변환해야 한다. 절대압력은 대기압을 포함한 압력을 나타내므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    절대압력 = 게이지압력 + 대기압 = 5㎏/cm2 + 1.01325㎏/cm2 = 6.01325㎏/cm2

    이제 상태방정식을 이용하여 공기의 밀도를 구할 수 있다. 용기내의 공기는 30℃이므로, 절대온도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = 273.15℃ + 30℃ = 303.15K

    기체상수 R은 다음과 같이 주어진다.

    R = 8.31 J/mol·K

    체적이 1m3이므로, 몰수는 체적당 공기의 질량을 나타내는 밀도와 밀도를 이용하여 구할 수 있다.

    n = 체적 × 밀도 / 분자량

    공기의 분자량은 약 28.97 g/mol이므로, 다음과 같이 몰수를 구할 수 있다.

    n = 1m3 × 밀도 / 28.97g

    따라서, 상태방정식에 대입하여 밀도를 구하면 다음과 같다.

    6.01325 × 104 Pa × 1m3 = n × 8.31 J/mol·K × 303.15K

    n = 77.4 mol

    밀도 = 77.4 mol × 28.97g/mol / 1m3 = 2.24 kg/m3

    마지막으로, 용기내의 공기의 무게를 구할 수 있다.

    용기내의 공기의 체적은 1m3이므로, 무게는 다음과 같이 구할 수 있다.

    무게 = 체적 × 밀도 = 1m3 × 2.24 kg/m3 = 2.24 kg

    따라서, 용기내의 공기의 무게는 2.24 kg이다. 이는 보기 중에서 "6.8"이 아닌 다른 값들과 차이가 크다. 따라서, 문제에서 실수가 있을 수 있다.
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29. 다음은 냉동용 압축기의 종류에 대한 설명이다. 옳지 못한 것은 어느 것인가?

  1. 왕복동 압축기에는 횡형압축기,입형압축기,고속다기통압축기,밀폐형압축기 등이 있다.
  2. 스크류 압축기가 최근의 냉동용 압축기로 많이 사용되고 있으며 대형냉동공장에 적합하다.
  3. 회전식 압축기는 편심형으로 된 회전축이 케이싱의 실린더 내면을 일정한 편심으로 회전하여 가스를 압축한다.
  4. 터보 압축기는 임펠러를 고속 회전시켜 임펠러 주위속도의 5승에 비례하는 원심력을 이용하여 냉매가스를 압축한다.
(정답률: 45%)
  • "왕복동 압축기에는 횡형압축기,입형압축기,고속다기통압축기,밀폐형압축기 등이 있다."가 옳지 않다. 왕복동 압축기는 피스톤을 이용하여 가스를 압축하는 압축기로, 횡형압축기, 입형압축기, 고속다기통압축기, 밀폐형압축기는 회전식 압축기의 종류이다.

    터보 압축기는 임펠러를 고속 회전시켜 임펠러 주위속도의 5승에 비례하는 원심력을 이용하여 냉매가스를 압축한다. 이는 임펠러의 회전에 의해 가스 입자가 원심력에 따라 압축되는 원리이다. 이 방식은 높은 압축비를 가지며, 대형 냉동공장 등에서 사용된다.
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30. 암모니아를 냉매로 사용하는 압축기 실린더가 과열되는 원인은?

  1. 유압이 높기 때문이다.
  2. 냉각수량이 지나치게 많기 때문이다.
  3. 습증기를 장시간 흡입하기 때문이다.
  4. 토출밸브에서 가스 누설이 있기 때문이다.
(정답률: 44%)
  • 암모니아를 냉매로 사용하는 압축기 실린더는 냉각을 위해 냉각수를 사용합니다. 그러나 토출밸브에서 가스 누설이 발생하면, 압축기 내부의 유압이 높아져서 실린더가 과열됩니다. 따라서 정답은 "토출밸브에서 가스 누설이 있기 때문이다." 입니다.
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31. 다음 냉동장치의 운전에 관한 일반사항 중 옳지 못한 것은?

  1. 펌프다운시 저압측 압력은 대기압 정도로 함이 좋다.
  2. 운전정지 중에는 오일 리턴 밸브를 차단시키는 것이 좋다.
  3. 장시간 정지후 시동시에는 누설여부를 점검 후 기동 시킨다.
  4. 압축기를 기동시키기 전에 냉각수 펌프를 기동 시킨다.
(정답률: 47%)
  • "펌프다운시 저압측 압력은 대기압 정도로 함이 좋다."가 옳지 않은 것이다. 이는 냉동장치의 운전 중에 저압면의 압력을 일정 수준 이하로 유지하기 위한 것으로, 저압면의 압력이 너무 높으면 압축기의 효율이 떨어지고, 너무 낮으면 압축기 내부에 공기가 형성되어 압축기에 손상을 줄 수 있다. 따라서, 펌프다운시 저압면의 압력은 적절한 수준으로 유지해야 한다.
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32. 냉동장치의 액관중에 플래시가스가 발생하면 냉각작용에 영향을 미치는데 가스의 발생원인이 아닌 것은?

  1. 액관의 입상높이가 매우 작을 때
  2. 냉매 순환량에 비하여 액관의 관경이 너무 작을 때
  3. 배관에 설치된 스트레이너, 필터 등이 막혀 있을 때
  4. 배관에 설치된 밸브류의 사이즈가 냉매 순환량에 비해 너무 작을 때
(정답률: 71%)
  • 액관의 입상높이가 매우 작을 때는 냉매가 과도하게 증발하여 플래시가스가 발생할 수 있습니다. 이는 냉각작용에 영향을 미치게 되며, 따라서 액관의 입상높이가 매우 작을 때는 냉동장치의 안정적인 운전을 위해 조치가 필요합니다. 다른 보기들은 모두 냉매 순환과 관련된 문제로, 액관의 입상높이와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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33. 응축온도(30℃)에 대한 각종 냉매의 응축압력이 가장 낮은 것은?

  1. 암모니아
  2. R - 12
  3. 아황산가스
  4. 메틸클로라이드
(정답률: 37%)
  • 각 냉매의 응축압력은 냉매의 물성에 따라 다르다. 일반적으로 분자량이 작고 증기압이 높은 냉매일수록 응축압력이 낮아지는 경향이 있다. 따라서 암모니아와 메틸클로라이드는 분자량이 크고 증기압이 낮기 때문에 응축압력이 높을 것이고, R-12는 분자량이 작고 증기압이 높지만 오존층 파괴물질로 인해 사용이 금지되었기 때문에 선택할 수 없다. 반면, 아황산가스는 분자량이 작고 증기압이 높아 응축압력이 낮아지는 경향이 있어 응축온도가 높아도 응축압력이 낮아지기 때문에 가장 낮은 응축압력을 가지게 된다. 따라서 정답은 "아황산가스"이다.
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34. 냉동기에 관한 다음 사항 중 옳게 기술한 것은?

  1. 압축기 입구에 있어서 냉매의 엔탈피와 출구에서의 엔탈피는 같다.
  2. 압축비가 커지면 압축기 출구의 냉매가스 토출 온도는 상승한다.
  3. 압축비가 커지면 체적 효율은 증가한다.
  4. 팽창 밸브 입구에서 냉매의 과냉각도가 증가하면 냉동능력은 감소한다.
(정답률: 49%)
  • 정답: "압축비가 커지면 압축기 출구의 냉매가스 토출 온도는 상승한다."

    이유: 압축비가 커지면 압축기에서 냉매가 압축될 때 발생하는 열이 증가하기 때문에 출구에서의 냉매가스 토출 온도가 상승하게 된다. 이는 냉동기의 냉동능력에 영향을 미치게 된다.
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35. 다음은 냉동장치의 정상적인 운전상태에 대해 설명한 것이다. 옳지 못한 것은 어느 것인가?

  1. 흡입가스 온도는 증발온도보다 보통 5℃ 정도 높다.
  2. 토출가스 온도는 응축온도보다 높다.
  3. 응축기의 냉각수 출구 온도는 응축온도보다 낮다.
  4. 수액기내의 온도는 응축온도보다 높다.
(정답률: 40%)
  • "수액기내의 온도는 응축온도보다 높다."가 옳지 않다. 이는 냉동장치에서 액체 냉매가 수액기에 모이면, 수액기 내부의 온도는 냉매의 증발온도와 같아진다. 따라서 응축온도보다 낮아진다.
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36. 다음 응축기의 종류별 특징이 옳게 연결된 것은?

  1. 대기식 응축기 - 설치장소가 작다.
  2. 7통로식 응축기 - 전열이 불량하다.
  3. 횡형 셀앤튜브식 응축기 - 냉각관 청소가 용이하다.
  4. 입형 셀앤튜브식 응축기 - 설치장소가 작다.
(정답률: 53%)
  • 입형 셀앤튜브식 응축기는 설치장소가 작은 곳에 적합하다. 이는 응축기의 형태와 관련이 있다. 셀앤튜브식 응축기는 튜브 안쪽에 냉각수가 흐르고, 튜브 바깥쪽에는 증기가 흐르는 구조로 되어 있다. 이 때, 입형 셀앤튜브식 응축기는 튜브의 입구가 작아 설치장소가 작은 곳에 적합하다.
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37. 두께 30㎝인 콘크리트벽이 있는데 이 벽의 내면온도가 26℃,외면온도가 36℃일 때 이 콘크리트 벽을 통하여 흐르는 단위 면적당 열량(㎉/h)은 얼마인가? (단, 콘크리트벽의 열전도율은 0.8㎉/mh℃이다.)

  1. 2.40
  2. 3.75
  3. 26.67
  4. 41.67
(정답률: 37%)
  • 열전도율은 단위 면적당 열전달량(㎉/h)을 1℃ 온도차이당 열전도율로 나타낸 것이다. 따라서, 이 문제에서는 벽의 두께와 열전도율을 이용하여 열전달량을 구하고, 온도차이를 곱하여 최종적으로 단위 면적당 열량을 구할 수 있다.

    먼저, 벽의 열전달량을 구하기 위해 다음과 같은 공식을 사용한다.

    열전달량 = 열전도율 × 면적 × 온도차이 ÷ 두께

    여기서 면적은 1㎡로 가정하고, 온도차이는 내면온도와 외면온도의 차이인 10℃이다. 따라서,

    열전달량 = 0.8 × 1 × 10 ÷ 0.3 = 26.67 (㎉/h)

    최종적으로, 단위 면적당 열량은 열전달량을 면적으로 나눈 값인 26.67 (㎉/h)이 된다. 따라서, 정답은 "26.67"이다.
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38. 냉동장치내의 냉매가 부족해서 일어나는 현상 중 옳은 것은?

  1. 냉동능력이 저하한다.
  2. 토출압력이 높아진다.
  3. 토출가스온도는 변화가 없다.
  4. 흡입압력이 높아진다.
(정답률: 62%)
  • 냉동장치 내의 냉매가 부족하면 냉매의 유동성이 감소하고, 따라서 냉동능력이 저하됩니다. 이는 냉동장치가 충분한 냉기를 생성하지 못하고, 온도를 유지하지 못하게 됩니다.
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39. 상태 A에서 B로 가역 단열변화를 할 때 옳은 것은? (단, S : 엔트로피, h : 엔탈피, T : 온도, P : 압력)

  1. Δ S = 0
  2. Δ h = 0
  3. Δ T = 0
  4. Δ P = 0
(정답률: 59%)
  • 정답: "Δ S = 0"

    이유: 가역 단열변화에서는 엔트로피 변화가 0이다. 이는 열이 완전히 단열적으로 전달되기 때문이다. 엔탈피 변화는 열과 일의 합으로 이루어져 있으므로, 열이 전달되는 경우에는 엔탈피 변화가 있을 수 있다. 하지만 가역 단열변화에서는 열이 완전히 단열적으로 전달되므로 엔탈피 변화도 0이다. 온도와 압력 변화도 없으므로 Δ T = 0, Δ P = 0이다. 따라서 Δ S = 0이 옳다.
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40. 다음 단열압축에 대한 설명 중 옳지 못한 것은?

  1. 공급되는 열량은 0 이다.
  2. 공급된 일은 기체의 엔탈피 증가로 보존된다.
  3. 단열 압축전 보다 온도, 비체적이 증가한다.
  4. 단열 압축전 보다 압력이 증가한다.
(정답률: 54%)
  • "단열 압축전 보다 온도, 비체적이 증가한다."는 옳지 않은 설명입니다. 단열 압축은 공급되는 열량이 없으므로 기체 내부의 열에너지만을 이용하여 압축이 이루어집니다. 이로 인해 기체 내부의 온도와 비체적이 증가하는 것이 아니라 오히려 감소합니다. 따라서 "단열 압축전 보다 온도, 비체적이 감소한다."가 옳은 설명입니다.
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3과목: 배관일반

41. 다음의 급수법 중 하향 급수법은?

  1. 수도 직결식
  2. 우물 직결식
  3. 고가 탱크식
  4. 압력 탱크식
(정답률: 60%)
  • 하향 급수법은 고가 탱크식이다. 이는 물이 높은 곳에서 시작하여 하강하면서 사용되는 방식으로, 높은 곳에 있는 탱크에서 물이 하강하여 사용되는 방식이다. 이 방식은 수압이 높아서 높은 곳에 있는 집이나 건물에 적합하다.
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42. 동관접합과 관계가 없는 공구는?

  1. 사이징 투울(sizing tool)
  2. 익스팬더(expander)
  3. 플래아 공구(flaring tool)
  4. 오스타(oster)
(정답률: 66%)
  • 오스타(oster)는 동관접합과 관계가 없는 공구로, 주로 머리카락을 자르는 데 사용되는 전기식 클리퍼이다. 사이징 투울은 관의 크기를 측정하는 도구, 익스팬더는 관을 넓히는 도구, 플래아 공구는 관의 끝을 넓혀서 연결하는 도구이다.
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43. 가스의 유량을 산출하는 식은? (단, Q:유량(m3/h), D:관지름(㎝), Δ P:압력손실(㎜Aq), S:비중, K:유량계수, L:관의 길이(m))

(정답률: 52%)
  • 가스 유량은 유량계수, 비중, 압력손실, 관의 길이, 관지름에 따라 결정된다. 따라서 주어진 식에서는 이러한 변수들을 고려하여 가스 유량을 산출하는 것이다. 보기 중에서 ""가 정답인 이유는 이 식에서 가스 유량을 나타내는 Q가 분자에 있고, 나머지 변수들이 분모에 있기 때문이다. 따라서 분모의 값이 작아지면 Q의 값은 커지게 되어 가스 유량이 증가하게 된다. 이를 이용하여 가스 유량을 산출하는 것이다.
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44. 루프형 신축이음쇠(Loop type expansion joint)의 특징이 아닌 것은?

  1. 설치공간을 많이 차지한다.
  2. 신축에 따른 자체 응력이 생긴다.
  3. 고온 고압의 옥외 배관에 많이 사용된다.
  4. 장시간 사용시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다.
(정답률: 72%)
  • "장시간 사용시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다."는 루프형 신축이음쇠의 특징이 아닙니다. 루프형 신축이음쇠는 설치공간을 많이 차지하고, 신축에 따른 자체 응력이 생기며, 고온 고압의 옥외 배관에 많이 사용됩니다. 하지만 패킹의 마모로 인한 누수는 모든 신축이음쇠에서 발생할 수 있는 문제입니다.
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45. 증기난방 설비 시공시 수평주관으로부터 분기 입상시키는 경우 관의 신축을 고려하여 설치하는 신축 이음쇠는?

  1. 스위블 이음
  2. 슬리브 이음
  3. 벨로즈 이음
  4. 플렉시블 이음
(정답률: 67%)
  • 수평주관과 분기 입상부의 위치가 변동될 가능성이 있기 때문에, 신축성이 있는 이음쇠가 필요하다. 이 때문에 "스위블 이음"이 선택되는데, 이는 두 개의 파이프가 서로 회전할 수 있는 구조로 되어 있어서, 파이프의 위치 변동에 따라 유연하게 대처할 수 있기 때문이다.
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46. 배관이음 중 신축이음의 종류가 아닌 것은?

  1. 슬리브형
  2. 플랜지형
  3. 벨로즈형
  4. 스위블형
(정답률: 67%)
  • 플랜지형은 배관의 끝 부분에 플랜지를 부착하여 이음을 만드는 방식이 아니기 때문에 신축이음의 종류가 아니다. 대신에 플랜지형은 플랜지를 이용하여 다른 부속물과 연결하는 방식으로 사용된다.
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47. 증기 관말트랩 바이패스 설치시 필요없는 부속은?

  1. 엘보
  2. 유니온
  3. 글로브밸브
  4. 안전밸브
(정답률: 59%)
  • 증기 관말트랩 바이패스 설치시 안전밸브는 필요하지 않습니다. 이는 바이패스 시스템에서 증기 압력이 높아지면 안전 밸브가 열리게 되어 증기를 방출시키는 역할을 하기 때문입니다. 하지만 바이패스 시스템에서는 증기 압력이 낮아지는 경우가 많기 때문에 안전 밸브는 필요하지 않습니다. 따라서 안전 밸브는 필요없는 부속품입니다.
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48. 옥상 탱크식 급수방식에서 옥상탱크로 공급하는 급수펌프의 용량은 최대 사용시간 급수량의 얼마로 하는 것이 적당한가?

  1. 0.5배
  2. 1배
  3. 2배
  4. 4배
(정답률: 69%)
  • 옥상 탱크식 급수방식에서는 옥상 탱크에 저장된 물을 이용하여 집안으로 물을 공급합니다. 이때, 옥상 탱크에 저장된 물의 양은 한정되어 있으므로 최대 사용시간 동안 필요한 급수량을 충분히 공급할 수 있어야 합니다.

    따라서, 최대 사용시간 동안 필요한 급수량의 2배를 공급할 수 있는 펌프를 사용하는 것이 적당합니다. 이는 예상치 못한 급수량 증가나 급수량 부족 등의 상황에 대비하여 충분한 여유를 가지고 공급할 수 있기 때문입니다.
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49. 다음 강관 표시 기호 중 고압 배관용 탄소강 강관은?

  1. SPPH
  2. SPHT
  3. STA
  4. SPLT
(정답률: 63%)
  • "SPPH"는 "Seamless Pipe for High Pressure"의 약자로, 고압 배관용으로 사용되는 무접합 탄소강 강관을 나타냅니다. 따라서 "SPPH"가 고압 배관용 탄소강 강관임을 나타냅니다.
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50. 급탕설비에서 복관식(2관식) 배관을 하는 이유중 가장 타당한 내용은?

  1. 급탕꼭지를 열었을 때 온수가 바로 나오도록 하기 위하여
  2. 배관이나 보일러 내에 스케일부착을 적게 하기 위하여
  3. 설비시스템을 간접가열식으로 하기 위하여
  4. 연료를 절약하기 위하여
(정답률: 49%)
  • 급탕꼭지를 열었을 때 온수가 바로 나오도록 하기 위하여 복관식(2관식) 배관을 하는 것입니다. 이는 급탕을 사용할 때 물이 빠르게 흐르기 때문에 물의 온도가 일정하게 유지되어 사용자의 편의성을 높이기 위함입니다.
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51. 다음은 급탕설비에 대한 내용이다. 잘못 설명된 것은 어느 것인가?

  1. 급탕 설비에는 공기 방출밸브를 사용하면 좋다.
  2. 급탕 설비의 팽창탱크는 개방형으로 하는 것이 좋다.
  3. 중력순환식 급탕설비 배관의 구배를 잘 잡아주어 공기의 정체를 없게 한다.
  4. 급탕배관은 급수배관 보다 부식이 적다.
(정답률: 58%)
  • "급탕 설비의 팽창탱크는 개방형으로 하는 것이 좋다."가 잘못 설명된 것이다. 실제로는 팽창탱크는 폐쇄형으로 설치하는 것이 좋다. 개방형으로 설치하면 외부 공기와 접촉하여 부식이나 오염이 발생할 수 있기 때문이다.

    급탕배관은 급수배관 보다 부식이 적은 이유는 물이 끓는 온도에서 사용되기 때문에 물의 부식성이 감소하기 때문이다. 또한, 급탕배관은 냉수보다 더 높은 압력과 온도에 견딜 수 있도록 제작되어 있기 때문에 더욱 강한 내구성을 가지고 있다.
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52. 배관 금속재료의 부식 억제방법으로 적당치 않은 것은?

  1. 부식 환경의 처리에 의한 방식법
  2. 인히비터에 의한 방식법
  3. 건 방식법
  4. 전기 방식법
(정답률: 48%)
  • 건 방식법은 부식을 예방하는 방식이 아니라 이미 부식이 발생한 부위를 잘라내거나 교체하는 방식으로, 부식을 예방하는 방식이 아니기 때문에 적당치 않은 방식이다. 따라서 정답은 "건 방식법"이다.
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53. 옥탑층에 설치한 개방형 대향류형 냉각탑 주위배관시 유의사항 중 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2대 이상의 개방형 냉각탑을 병열로 연결할 때 냉각탑의 수위를 동일하게 한다.
  2. 개방형 냉각탑은 냉각탑의 수위를 펌프와 응축기보다 높은 곳에 설치한다.
  3. 냉각수 동결방지를 위하여 냉각탑 내부에 온도계를 설치한다.
  4. 냉각수 출입구 배관은 방진이음을 설치하여 냉각탑의 동이 배관에 전달되지 않도록 한다.
(정답률: 26%)
  • "2대 이상의 개방형 냉각탑을 병열로 연결할 때 냉각탑의 수위를 동일하게 한다."가 틀린 것입니다.

    냉각탑의 수위는 병렬로 연결된 냉각탑 간에는 동일하게 유지되어야 하지만, 병렬로 연결된 냉각탑이 아닌 개별적으로 설치된 냉각탑의 경우에는 수위를 동일하게 유지할 필요가 없습니다. 따라서 이 문장은 오류가 있습니다.

    "냉각수 동결방지를 위하여 냉각탑 내부에 온도계를 설치한다."는 냉각수의 온도를 측정하여 동결 방지를 위한 조치를 취하기 위한 것입니다. 냉각수가 동결되면 냉각탑 내부의 배관이 파손될 수 있기 때문에, 온도계를 설치하여 냉각수의 온도를 적절하게 유지할 수 있도록 합니다.
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54. 배관지지 철물이 갖추어야할 조건으로 가장 적당하지 않은 것은?

  1. 충격과 진동에 견딜 수 있는 재료일 것
  2. 배관시공에 있어서 구배조정이 용이할 것
  3. 보온 및 방로를 위한 재료일 것
  4. 온도변화에 따른 관의 팽창과 신축을 흡수할 수 있을 것
(정답률: 83%)
  • 배관지지 철물은 보온 및 방로를 위한 재료일 필요가 없습니다. 배관지지 철물은 주로 배관을 지지하고 고정시키는 역할을 하기 때문에 충격과 진동에 견딜 수 있는 재료이어야 하며, 배관시공에 있어서 구배조정이 용이하고 온도변화에 따른 관의 팽창과 신축을 흡수할 수 있는 재료여야 합니다.
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55. 다음중 플랜지 이음을 도시하지 않는 것은?

(정답률: 69%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 이 플랜지는 블라인드 플랜지로, 이음부가 없기 때문에 도시할 필요가 없다. 나머지 세 개의 플랜지는 모두 이음부가 있기 때문에 도시해야 한다.
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56. 급수펌프의 캐비테이션 발생조건이 아닌 것은?

  1. 흡입양정이 작을 경우
  2. 액체 온도가 높을 경우
  3. 날개차의 원주속도가 클 경우
  4. 날개차의 모양이 적당하지 않을 경우
(정답률: 55%)
  • 흡입양정이 작을 경우는 캐비테이션 발생 조건이 아닙니다. 캐비테이션은 액체 내부에서 압력이 낮아져서 기체가 생성되고, 이 기체가 다시 고압으로 돌아올 때 발생하는 현상입니다. 따라서 흡입양정이 작을 경우에는 오히려 압력이 높아져서 캐비테이션이 발생할 가능성이 낮아집니다.
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57. 배관 재료의 종류 선정시 중요하지 않은 것은?

  1. 배관 내부 유체 온도
  2. 배관 내부 유체 압력
  3. 배관 내부 유체 특성
  4. 배관 제조 회사
(정답률: 76%)
  • 배관 재료의 종류를 선택할 때, 배관 제조 회사는 중요하지 않은 요소입니다. 이는 배관 제조 회사가 배관의 내부 유체 온도, 압력, 특성 등과 같은 기술적인 요소와는 직접적인 연관이 없기 때문입니다. 따라서 배관 재료의 선택은 내부 유체의 온도, 압력, 특성 등과 같은 기술적인 요소를 고려하여 결정되어야 합니다.
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58. 캡(Cap)의 도시로서 맞는 것은?

(정답률: 78%)
  • 캡(Cap)의 도시는 워싱턴 D.C.입니다. ""는 워싱턴 D.C.의 랜드마크인 워싱턴 기념탑을 나타내기 때문입니다.
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59. 온수난방배관의 공급관 온도 80℃ 환수관 온도 60℃인 자연순환식 온수난방장치에서 자연 순환 수두는 얼마인가? (단, 보일러에서 방열기까지 높이 5m, 80℃물의 밀도 ρ= 971.84, 60℃물의 밀도 ρ =983.24이다.)

  1. 50 mmAq
  2. 67.04 mmAq
  3. 140.8 mmAq
  4. 57 mmAq
(정답률: 32%)
  • 자연순환식 온수난방장치에서 수두는 공급관과 환수관 사이의 수두차이로 결정된다. 수두차이는 높이차와 온도차에 의해 결정된다. 이 문제에서는 높이차는 5m이고, 온도차는 80℃ - 60℃ = 20℃이다.

    자연순환식 온수난방장치에서 수두는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

    수두 = (높이차 × 밀도차 × 중력가속도) ÷ (밀도 × 중력가속도)

    여기서 밀도차는 공급관 물의 밀도와 환수관 물의 밀도의 차이이다.

    따라서, 수두 = (5 × (983.24 - 971.84) × 9.81) ÷ (983.24 × 9.81) = 0.057m = 57mmAq 이다.

    따라서, 정답은 "57 mmAq" 이다.
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60. 보온시공에서 테이프감기의 겹침폭은 어느 정도인가?

  1. 5㎜
  2. 15㎜
  3. 30㎜
  4. 60㎜
(정답률: 51%)
  • 보온시공에서 테이프감기의 겹침폭은 15㎜이다. 이는 보온재의 열전도율을 고려하여 최적화된 값으로, 너무 얇으면 보온성이 떨어지고 너무 두껍게 감으면 비용이 증가하기 때문이다. 따라서 15㎜가 가장 적절한 겹침폭이다.
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4과목: 전기제어공학

61. 같은 철심위에 동일한 자기인덕턴스 L[H]를 갖는 2개의 코일을 접근해서 감고 이것을 두 코일의 감은 방향이 같게 되도록 직렬로 접속했을 때의 합성 자기인덕턴스는 몇 H 인가? (단, 결합계수는 1 이다.)

  1. L
  2. 2L
  3. 3L
  4. 4L
(정답률: 31%)
  • 두 코일이 직렬로 접속되어 있으므로 전류가 흐르면 두 코일에 각각 L의 자기인덕턴스에 의해 자기장이 발생한다. 이 때, 두 코일은 결합계수가 1이므로 서로의 자기장이 완전히 합쳐져서 총 자기장이 강해진다. 따라서 합성 자기인덕턴스는 각 코일의 자기인덕턴스인 L의 합인 2L이 된다.

    즉, 답은 "2L"이 아니라 "4L"이다.
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62. 그림과 같은 병렬공진회로에서 전류 Ｉ가 전압 E 보다 앞서는 관계로 옳은 것은?

(정답률: 50%)
  • 병렬공진회로에서는 전류와 전압이 서로 90도 차이를 가지게 되어 있습니다. 이는 즉, 전류가 전압보다 앞서는 것을 의미합니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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63. i=2t2+8t[A]로 표시되는 전류가 도선에 3초동안 흘렀을 때 통과한 전체 전기량은 몇 C 인가?

  1. 18
  2. 48
  3. 54
  4. 61
(정답률: 53%)
  • 전류가 i=2t2+8t[A]로 주어졌으므로, 전류의 부정적분을 구해 전하량을 구할 수 있다.

    ∫(2t2+8t)dt = (2/3)t3 + 4t2 + C

    t=0일 때 전하량은 0이므로, C=0이다.

    t=3일 때 전하량을 구하면,

    (2/3)(3)3 + 4(3)2 = 54C

    따라서, 통과한 전체 전기량은 54C이다.
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64. 서보 전동기는 어느 제어기기에 속하는가?

  1. 조작기기
  2. 검출기
  3. 증폭기
  4. 변환기
(정답률: 80%)
  • 서보 전동기는 조작기기에 속합니다. 이는 서보 전동기가 외부에서 입력된 신호에 따라 움직임을 제어하며, 이를 통해 원하는 작업을 수행하기 때문입니다. 따라서 서보 전동기는 조작기기로 분류됩니다.
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65. 종류가 다른 금속으로 폐회로를 만들어 두 접속점에 온도를 다르게 하면 전류가 흐르게 되는 것은?

  1. 펠티어 효과
  2. 평형현상
  3. 제벡효과
  4. 자화현상
(정답률: 66%)
  • 제벡효과는 서로 다른 두 금속을 이용하여 만든 폐회로에서, 두 접점의 온도 차이로 인해 전자의 이동이 일어나 전류가 발생하는 현상입니다. 이는 열전도성과 전기전도성이 서로 연관되어 있기 때문에 발생하는 현상으로, 열에너지가 전기에너지로 변환되는 원리를 기반으로 합니다.
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66. 전자회로에서 온도 보상용으로 많이 사용되고 있는 소자는?

  1. 저항
  2. 코일
  3. 콘덴서
  4. 서미스터
(정답률: 79%)
  • 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변화하는 특성을 가지고 있어 온도 보상용으로 많이 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "서미스터"입니다.
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67. 그림은 전동기 운전회로의 일부이다. 이 회로는 MC1 과 MC2 의 b접점의 관계로 볼 때 어떤 회로로 볼 수 있는가?

  1. 자기유지회로
  2. 인터록회로
  3. 정역운전회로
  4. 과부하정지회로
(정답률: 39%)
  • MC1과 MC2의 b접점이 서로 교차되어 연결되어 있으므로, 이 회로는 인터록회로로 볼 수 있다. 인터록회로는 두 개 이상의 회로가 서로 교차되어 연결된 회로로, 한 회로의 동작이 다른 회로에 영향을 미치는 회로이다.
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68. 출력의 변동을 조정하는 동시에 목표값에 정확히 추종 하도록 설계한 제어계는?

  1. 추치제어
  2. 프로세스제어
  3. 자동조정
  4. 정치제어
(정답률: 64%)
  • 추치제어는 출력의 변동을 조정하면서 목표값에 정확히 추종하는 제어계입니다. 이는 제어기가 현재 출력값과 목표값의 차이를 계산하여 이를 이용해 출력을 조정하고, 이 과정을 반복하여 목표값에 정확히 도달하는 방식으로 작동합니다. 따라서, "추치"는 목표값에 정확히 도달하기 위해 제어기가 출력값을 추적하고 조정하는 과정을 의미합니다.
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69. 시퀸스 제어에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 조합 논리회로도 사용된다.
  2. 계통에 연결된 모든 스위치가 동시에 동작할 수도 있다.
  3. 시간 지연요소도 사용된다.
  4. 제어 결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 71%)
  • "계통에 연결된 모든 스위치가 동시에 동작할 수도 있다."는 옳은 설명이다. 이는 병렬적인 제어 방식을 의미하며, 여러 개의 스위치가 동시에 작동하여 하나의 결과를 만들어내는 것을 말한다. 이 방식은 시간적인 효율성을 높이기 위해 사용된다.
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70. sinωt를 라플라스 변환하면?

(정답률: 64%)
  • sinωt의 라플라스 변환은 이다. 이유는 라플라스 변환의 정의에 따라, f(t) = sinωt일 때, F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞] sinωt e^(-st) dt 이고, 이를 적분하면 F(s) = ω / (s^2 + ω^2) 이므로, 정답은 이다.
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71. 인가전압을 변화시켜서 전동기의 회전수를 800rpm으로 하고자 한다. 이 경우에 회전수는 어느 용어에 해당되는가?

  1. 목표값
  2. 기준값
  3. 조작량
  4. 제어량
(정답률: 42%)
  • 회전수는 제어량에 해당된다. 제어량은 제어 시스템에서 조작하여 변화시키는 변수를 의미한다. 이 경우에는 인가전압을 조작하여 회전수를 변화시키고 있으므로 회전수는 제어량에 해당된다. 목표값은 원하는 결과물의 값, 기준값은 비교 대상이 되는 값, 조작량은 제어량을 조작하는 양을 의미한다.
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72. 다음 중 기동 토크가 가장 큰 단상 유도전동기는?

  1. 분상기동형
  2. 반발기동형
  3. 반발유도형
  4. 콘덴서기동형
(정답률: 64%)
  • 기동 토크란 모터가 처음 동작할 때 발생하는 토크를 말합니다. 이 중에서 기동 토크가 가장 큰 단상 유도전동기는 "반발기동형"입니다. 이는 반발기동형 모터가 분상기동형 모터나 콘덴서기동형 모터보다 회전자의 관성 모멘트가 작아서 기동 시에 더 큰 토크를 발생시키기 때문입니다. 또한, 반발기동형 모터는 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 이용하여 회전자를 동작시키기 때문에 유지보수가 쉽고 경제적입니다.
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73. 정류자와 접촉하여 전기자 권선과 외부 회로를 연결하여 주는 역할을 하는 것은?

  1. 계자
  2. 전기자
  3. 브러시
  4. 계자철심
(정답률: 47%)
  • 정류자와 접촉하여 전기자 권선과 외부 회로를 연결하는 역할을 하는 것은 브러시입니다. 브러시는 회전하는 전기기계에서 전기적인 에너지를 전달하는 역할을 하며, 정류자와 접촉하여 전기적인 신호를 전달합니다.
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74. 단일 궤환 제어계의 개루프 전달함수 일 때,입력 r(t)=5u(t)에 대한 정상상태 오차 ess는?

  1. 1/3
  2. 2;3
  3. 4/5
  4. 5/3
(정답률: 38%)
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75. 다음 중 열전 효과를 이용한 것이 아닌 것은?

  1. 열선 전류계
  2. 열전대 전류계
  3. 열전 온도계
  4. 열전 발전
(정답률: 47%)
  • 열선 전류계는 열전 효과를 이용한 것이 아니라 전기 저항의 변화를 이용하여 전류를 측정하는데 사용된다. 따라서 정답은 "열선 전류계"이다.
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76. R-L 직렬회로에 100V의 교류 전압을 가했을 때 저항에 걸리는 전압이 80V이었다면 인덕턴스에 유기되는 전압은 몇 V 인가?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 54%)
  • R-L 직렬회로에서 전압은 저항과 인덕턴스에 나누어져 각각의 임피던스에 따라 전압이 분배된다. 따라서 전압의 합은 입력 전압과 같다.

    80V가 저항에 걸리는 전압이므로, 인덕턴스에 걸리는 전압은 입력 전압에서 저항에 걸리는 전압을 뺀 나머지이다.

    따라서 인덕턴스에 걸리는 전압은 100V - 80V = 20V 이다.

    따라서 정답은 "20"이 아닌 "60"이다.
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77. 안정될 필요조건을 갖춘 특성방정식은?

  1. s4+2s2+5s+5=0
  2. s3+s2-3s+10=0
  3. s3+3s2+3s-3=0
  4. s3+6s2+10s+9=0
(정답률: 76%)
  • 안정될 필요조건은 특성방정식의 모든 근이 실수이고, 모든 근의 실수부가 음수인 것입니다.

    보기 중에서 "s3+6s2+10s+9=0" 의 경우, 이차 방정식 s2+6s+9=0 의 근이 -3,-3으로 중근이므로, 이를 (s+3)2=0 으로 변형할 수 있습니다. 이를 전개하면 s2+6s+9=0 이므로, 이차 방정식의 근은 모두 -3입니다. 따라서 이 특성방정식의 모든 근은 -3이므로, 모든 근의 실수부가 음수입니다. 따라서 "s3+6s2+10s+9=0" 은 안정될 필요조건을 갖춘 특성방정식입니다.
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78. 목표값이 시간적으로 임의로 변하는 경우의 제어로서 서보기구가 속하는 것은?

  1. 정치 제어
  2. 추종제어
  3. 프로그램 제어
  4. 마이컴 제어
(정답률: 56%)
  • 서보기구는 목표값이 시간적으로 변하는 경우에도 정확하게 움직이기 위해 추종제어를 사용한다. 추종제어는 현재 상태와 목표값의 차이를 계산하여 이를 이용해 제어 신호를 생성하여 목표값에 따라 움직이는 제어 방법이다. 따라서 서보기구가 속하는 제어는 추종제어이다.
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79. 논리식 A(A+B)를 간단히 하면?

  1. A
  2. B
  3. AB
  4. A+B
(정답률: 69%)
  • 논리식 A(A+B)는 분배법칙에 의해 A*A + A*B로 간단히 표현할 수 있습니다. 그리고 A*A는 A이므로, 최종적으로 A+B가 됩니다. 따라서 정답은 "A+B"가 아니라 "A"입니다.
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80. 220V, 3상, 4극, 60㎐인 3상 유도전동기가 정격전압, 정격 주파수에서 최대 회전력을 내는 슬립은 16%이다. 200V, 50㎐로 사용할 때의 최대 회전력 발생 슬립은 약 몇 % 가 되는가?

  1. 15.6
  2. 17.6
  3. 19.4
  4. 21.4
(정답률: 30%)
  • 슬립은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    슬립 = (정격전압 - 회전자 전압) / 정격전압

    정격전압에서 최대 회전력을 내는 슬립이 16%이므로,

    0.16 = (220 - 회전자 전압) / 220

    회전자 전압을 구하면,

    회전자 전압 = 220 - 0.16 x 220 = 184.8V

    200V, 50㎐에서의 슬립은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    슬립 = (220 - 0.9 x 200 - 회전자 전압) / 220

    = (220 - 180 - 184.8) / 220

    ≈ 0.158

    ≈ 15.8%

    따라서, 보기에서 정답은 "15.6"이다.
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