공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2007-05-13)

공조냉동기계산업기사 2007-05-13 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2007-05-13 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 공기조화 방식의 특징 중 공기 - 물 방식(유닛병용식)에 해당하는 것은?

  1. 환기(리턴) 휀을 설치하면 외기냉방이 가능하다.
  2. 유닛 1대로서 1개의 소규모 조운을 구성하므로 조우닝이 용이하다.
  3. 덕트가 없으므로 덕트 스페이스가 필요하지 않다.
  4. 개별식이므로 부분운전 및 시간차 운전에 적합하다.
(정답률: 65%)
  • 공기-물 방식(유닛병용식)은 유닛 1대로서 1개의 소규모 조운을 구성하므로 조우닝이 용이한 것이 특징입니다.

    오답 노트
    환기 휀 설치 및 외기냉방 가능: 전공기방식
    덕트 스페이스 불필요: 수방식
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2. 다음의 공기조화 방식중에 에너지가 가장 많이 소모되는 것은?

  1. 팩키지유니트 방식
  2. 가변풍량방식(VAV)
  3. 단일덕트방식
  4. 2중덕트방식
(정답률: 81%)
  • 2중덕트방식은 냉풍과 온풍을 각각의 덕트로 송풍한 후 혼합 챔버에서 섞어 공급하므로, 에너지 낭비가 가장 심한 방식입니다.
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3. 건구온도 5℃(습구온도 2.5℃)의 공기 10m3/h을 건구온도 20℃까지 가열할 때 필요한 열량은 얼마인가? (단, 5℃일 때 엔탈피는 3.2kcal/kg 이고, 20℃의 엔탈피는 7kcal/kg 이다.)

  1. 9.1kcal/h
  2. 10.91kcal/h
  3. 22.31kcal/h
  4. 45.61kcal/h
(정답률: 31%)
  • 공기를 가열할 때 필요한 열량은 공기의 질량 유량과 엔탈피 차이를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \dot{V} \times \rho \times (h_2 - h_1)$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 10 \times 1.2 \times (7 - 3.2)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 45.6$$
  • Gdh = 10 x ( 7 - 3.2 ) x 1.2 = 45.6
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4. 다음 그림은 냉방시의 공기조화 과정을 나타내고 있다. 그림과 같은 조건일 경우 냉각코일의 바이패스 팩터는 얼마인가? (단, ① 실내공기의 상태점, ② 외기의 상태점, ③ 혼합공기의 상태점, ④\ 취출공기의 상태점, ⑤ 코일의 장치노점온도)

  1. 0.15
  2. 0.20
  3. 0.25
  4. 0.30
(정답률: 74%)
  • 냉각코일의 바이패스 팩터(BF)는 혼합공기 온도, 취출공기 온도, 장치노점온도의 관계를 통해 계산합니다.
    $$BF = \frac{t_4 - t_5}{t_3 - t_5}$$
    $$BF = \frac{16 - 13}{28 - 13}$$
    $$BF = 0.20$$
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5. 다음 복사난방 중 시공이 쉬워 널리 사용되지만 표면 온도를 30℃이상 올리기 곤란하므로 면적이 크게 되는 것은?

  1. 천정패널
  2. 바닥패널
  3. 벽패널
  4. 코일패널
(정답률: 73%)
  • 바닥패널은 시공이 간편하여 널리 쓰이지만, 바닥면의 특성상 표면 온도를 $30^{\circ}\text{C}$이상으로 올리면 보행자에게 불쾌감을 줄 수 있어 온도를 낮게 유지해야 하며, 이에 따라 필요한 방열 면적이 커지게 됩니다.
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6. 다음 항목 중 실내 취득 냉방부하가 아닌 것은?

  1. 재열부하
  2. 벽체의 축열부하
  3. 극간풍에 의한 부하
  4. 유리창의 복사열에 의한 부하
(정답률: 74%)
  • 실내 취득 냉방부하는 실내로 유입되는 열량을 의미합니다. 재열부하는 냉각된 공기를 다시 가열하는 부하로, 냉방부하가 아닌 가열부하에 해당합니다.
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7. 먼지의 포집효율의 측정법에서 필터의 상류와 하류에서 흡입한 공기를 각각 여과지에 통과시켜 그 오염도를 광전관으로 특정하는 것은?

  1. 중량법
  2. 계수법
  3. 비색법
  4. DOP법
(정답률: 56%)
  • 비색법은 필터 전후의 공기를 여과지에 포집시킨 후, 오염도에 따른 색의 진하기를 광전관을 이용하여 측정하는 방법입니다.
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8. 다음 중 원심송풍기에서 사용되는 풍량제어 방법 중 풍량과 소요 동력과의 관계에서 가장 효과적인 제어 방법은?

  1. 회전수 제어
  2. 베인 제어
  3. 댐퍼 제어
  4. 스크롤 댐퍼 제어
(정답률: 78%)
  • 원심송풍기의 풍량 제어 방법 중 회전수 제어는 송풍기 법칙에 따라 동력이 회전수의 3제곱에 비례하여 변하므로, 댐퍼 제어나 베인 제어에 비해 에너지 절감 효과가 가장 크고 효율적입니다.
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9. 보일러 1마력의 상당 증발량은 몇 kg/h 인가?

  1. 12.65
  2. 13.25
  3. 15.65
  4. 17.25
(정답률: 62%)
  • 보일러 1마력은 $100^{\circ}\text{C}$의 물을 $100^{\circ}\text{C}$의 증기로 증발시키는 능력을 말하며, 표준 대기압 상태에서의 상당 증발량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{8435}{539}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{8435}{539}$
    ③ [최종 결과] $G = 15.65$
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10. 같은 크기의 다른 보일러에 비해 전열면적이 크고 증기 발생이 빠르며, 고압증기를 만들기 쉬워 대용량의 보일러로서 가장 적당한 것은?

  1. 입형 보일러
  2. 수관 보일러
  3. 노통 보일러
  4. 관류 보일러
(정답률: 55%)
  • 수관 보일러는 물이 관 속을 흐르고 밖에서 가열하는 구조로, 전열면적이 크고 증기 발생 속도가 빠르며 고압 증기 생성에 유리하여 대용량 보일러에 가장 적합합니다.
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11. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 고속 및 저속덕트의 구분기준 풍속은 15m/s이다.
  2. 등속법이란 덕트내의 풍속을 일정하게 하여 덕트치수를 결정하는 방법이다.
  3. 파이버글라스 덕트는 내압 70mmAq 이상에서 사용한다.
  4. 아연도금 철판덕트는 부식의 우려가 있고, 흡음성도 떨어진다.
(정답률: 53%)
  • 파이버글라스 덕트는 일반적으로 내압이 낮은 곳에 사용하며, 내압 $70 \text{ mmAq}$이상의 고압 환경에서 사용하는 것은 적절하지 않습니다.

    오답 노트
    고속 및 저속덕트 구분기준 풍속 $15 \text{ m/s}$: 옳은 설명
    등속법: 풍속을 일정하게 유지하여 치수를 결정하는 옳은 방법
    아연도금 철판덕트: 부식 우려 및 흡음성 저하가 있는 옳은 설명
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12. 대기압 760mmHg의 상태에서 어떤 실내공기의 온도가 30℃이다. 이 공기의 수증기 분압이 40.08mmHg일 때 건공기의 분압은 얼마인가?

  1. 760mmHg
  2. 719.92mmHg
  3. 727.46mmHg
  4. 717.82mmHg
(정답률: 58%)
  • 전압(대기압)은 건공기의 분압과 수증기 분압의 합과 같으므로, 전체 압력에서 수증기 분압을 빼면 건공기의 분압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_{da} = P_{total} - P_{v}$
    ② [숫자 대입] $P_{da} = 760 - 40.08$
    ③ [최종 결과] $P_{da} = 719.92 \text{ mmHg}$
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13. 유량 1500m3/h, 양정이 12m인 펌프의 축동력(kW)은 약 얼마인가? (단, 물의 비중량 kg/m3, 펌프 효율 η=0.7이다.)

  1. 12.1kW
  2. 14.2kW
  3. 38.5kW
  4. 70.1kW
(정답률: 31%)
  • 펌프의 축동력은 유량, 양정, 비중량 및 효율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{Q \times H \times \gamma}{\eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(1500/3600) \times 12 \times 9800}{0.7}$
    ③ [최종 결과] $P = 70.1 \text{ kW}$
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14. 각 틍에 있는 패키지 공조기(PAC)로 냉온풍을 만들어 덕트를 통해 각실로 송풍하는 방식은?

  1. 2중 덕트 방식
  2. 각층 유닛 방식
  3. 팬코일 유닛 방식
  4. 덕트병용 패키지 방식
(정답률: 51%)
  • 각 층에 설치된 패키지 공조기(PAC)에서 냉온풍을 생성하고, 이를 덕트를 통해 각 실로 송풍하는 방식은 덕트병용 패키지 방식입니다.
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15. 다음의 냉방부하 중에서 현열부하와 잠열부하를 모두 포함하고 있는 것은?

  1. 벽체로부터의 취득열량
  2. 송풍기로부터의 취득열량
  3. 재열기의 취득열량
  4. 극간풍에 의한 취득열량
(정답률: 68%)
  • 극간풍은 틈새바람을 통해 외부 공기가 실내로 들어오는 것으로, 온도 차이에 의한 현열부하뿐만 아니라 외부 공기가 머금은 수분에 의한 잠열부하를 동시에 포함합니다.

    오답 노트
    벽체로부터의 취득열량: 복사열에 의한 현열부하
    송풍기로부터의 취득열량: 기계 마찰 및 전기 에너지에 의한 현열부하
    재열기의 취득열량: 가열에 의한 현열부하
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16. 지역난방의 특징 설명으로 잘못된 것은?

  1. 연료비는 절감되나 열효율이 낮고 인건비가 증가된다.
  2. 개별건물의 보일러실 및 굴뚝이 불필요하므로 건물이용의 효용이 높다.
  3. 설비의 합리화로 대기오염이 적다.
  4. 적절하고 합리적인 난방운전으로 열의 손실이 적다.
(정답률: 81%)
  • 지역난방은 대규모 열생산 시설을 통해 에너지를 공급하므로 개별 난방보다 열효율이 높고 연료비가 절감되며, 전문적인 관리가 이루어져 효율적인 운전이 가능합니다.

    오답 노트
    열효율이 낮고 인건비가 증가된다: 지역난방은 오히려 열효율이 높고 효율적인 관리가 가능합니다.
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17. 다음 중 보일러의 능력과 효율을 표시하는 방법이 아닌 것은?

  1. 열발생률
  2. 전열면적
  3. 증발량
  4. 보일러 중량
(정답률: 79%)
  • 보일러의 능력과 효율은 열발생률, 전열면적, 증발량 등으로 평가하며, 보일러 자체의 무게인 보일러 중량은 성능이나 효율을 나타내는 지표가 아닙니다.
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18. 변풍량 방식에서 변풍량 유닛을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 바이패스형은 송풍공기중 취출구를 통해 실내에 취출되고 남은 공기를 천장내를 통하여 환기덕트로 되돌려 보낸다.
  2. 유인형은 실매공기인 2차공기의 분출에 의해 공조기에서 오는 1차공기를 유인하여 취출한다.
  3. 슬록형은 부하의 감소에 따라 교축기구에 의해 풍량을 조절한다.
  4. 슬롯형은 덕트의 정압변화에 대응할 수 있는 정압제어가 필요하다.
(정답률: 58%)
  • 유인형 유닛은 공조기에서 오는 1차 공기의 분출에 의해 실내 공기인 2차 공기를 유인하여 취출하는 방식입니다. 따라서 2차 공기의 분출로 1차 공기를 유인한다는 설명은 앞뒤가 바뀐 잘못된 설명입니다.
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19. 다음의 덕트 중 보온을 필요로 하는 것은?

  1. 보온효과가 있는 흡음재를 부착한 덕트 및 챔버
  2. 공조가 되고 있는 실 및 그 천장 속의 환기 덕트
  3. 외기 도입용 덕트
  4. 급기 덕트
(정답률: 47%)
  • 급기 덕트는 냉난방된 공기를 실내로 운반하므로, 이송 과정에서 열 손실이나 결로가 발생하지 않도록 반드시 보온 처리를 해야 합니다.
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20. 날개차 직경이 450mm인 다익형 송풍기의 호칭(번)은 얼마인가?

  1. 1번
  2. 2번
  3. 3번
  4. 4번
(정답률: 77%)
  • 다익형 송풍기의 호칭 번호는 날개차 직경을 $150\text{mm}$로 나누어 결정합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{D}{150}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{450}{150}$
    ③ [최종 결과] $N = 3$
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2과목: 냉동공학

21. 다음 중 암모니아냉매의 특성이 아닌 것은?

  1. 수분을 함유한 암모니아는 구리와 그 합금을 부식시킨다.
  2. 대규모 냉동장치에 널리 사용되고 있다.
  3. 초저온을 요하는 냉동에 사용된다.
  4. 독성이 강하고 강한 자극성을 가지고 있다.
(정답률: 67%)
  • 암모니아 냉매는 독성과 자극성이 강하고 구리 합금을 부식시키며 대규모 장치에 주로 사용되지만, 초저온 냉동용으로는 적합하지 않습니다.

    오답 노트
    초저온을 요하는 냉동에 사용된다: 암모니아보다는 특수 냉매나 다른 방식이 사용됩니다.
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22. 암모니아 냉동기에서 암모니아가 새고 있는 장소에 붉은 리트머스 시험지를 대면 어떤 색으로 변하는가?

  1. 황색
  2. 다갈색
  3. 청색
  4. 홍색
(정답률: 77%)
  • 암모니아($NH_3$)는 물에 녹아 알칼리성(염기성)을 띠는 성질이 있습니다. 따라서 산성을 나타내는 붉은 리트머스 시험지를 대면 알칼리성 반응에 의해 청색으로 변합니다.
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23. 염화칼슘 브라인의 공정점(共晶店)은?

  1. -15℃
  2. -21℃
  3. -33.6℃
  4. -55℃
(정답률: 72%)
  • 브라인의 종류별 공정점(최저 응고점)을 암기해야 하는 문제입니다. 염화나트륨은 $-21^{\circ}C$, 염화마그네슘은 $-33^{\circ}C$, 염화칼슘은 $-55^{\circ}C$입니다.
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24. 냉매의 구비조건을 나타낸 것이 아닌 것은?

  1. 증발압력은 대기압보다 약간 높은 것이 좋고, 응축압력은 낮은 것이 좋다.
  2. 증발 잠열과 기체의 비열은 작고 비열비는 커야 한다.
  3. 장치를 침식하지 않으며 절연 내력이 커야 한다.
  4. 점도와 표면장력은 작아야 한다.
(정답률: 65%)
  • 냉매는 적은 양으로 많은 열을 운반해야 하므로 증발 잠열이 커야 효율적입니다.

    오답 노트
    증발 잠열과 기체의 비열은 작고: 증발 잠열은 커야 함
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25. 실제 냉동싸이클을 이상적인 냉동싸이클과 비교할 때 다른점이 아닌 것은?

  1. 냉매가 관내를 흐를 때 마찰에 의한 압력강하가 있다.
  2. 외브와의 다소의 열 출입이 있다.
  3. 냉매가 압축기의 밸브를 지날 때 다소의 교축작용이 행해진다.
  4. 압축기에 의한 압축은 등엔트로피 변화이다.
(정답률: 55%)
  • 이상적인 냉동사이클에서는 압축 과정이 등엔트로피 변화라고 가정하지만, 실제 사이클에서는 마찰, 열 손실, 교축 작용 등으로 인해 등엔트로피 변화가 일어나지 않습니다.
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26. 냉동기의 성적계수가 6.84 일 때 증발온도가 -13℃ 이다. 응축온도는 약 얼마인가?

  1. 15℃
  2. 20℃
  3. 25℃
  4. 30℃
(정답률: 52%)
  • 성적계수(COP)는 증발온도를 응축온도와 증발온도의 차이로 나눈 값이며, 이때 온도는 반드시 절대온도($K$)를 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{T_{evap}}{T_{cond} - T_{evap}}$
    ② [숫자 대입] $6.84 = \frac{260}{T_{cond} - 260}$
    ③ [최종 결과] $T_{cond} = 298K = 25^{\circ}C$
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27. 다음은 스크류 냉동기의 특징을 설면한 것이다. 맞지 않는 것은?

  1. 경부하시에는 비교적 동력 소모가 적다.
  2. 크랭크사프트, 피스톤링, 컨넥링로드 등의 마모부분이 없어 고장이 적다.
  3. 소형으로서 비교적 큰 냉동능력을 발휘할 수 있다.
  4. 회전식이라도 단단에서도 높은 압축비까지 운전할 수 있다.
(정답률: 64%)
  • 스크류 냉동기는 구조적 특성상 경부하시에도 동력 소모가 많은 편입니다.

    오답 노트
    마모 부분 적음: 피스톤링 등이 없어 고장이 적음
    냉동능력: 소형으로도 큰 능력을 발휘함
    압축비: 단단에서도 높은 압축비 운전 가능
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28. 암모니아 냉동기에서 유 분리기의 설치 위치로 가장 적당한 곳은?

  1. 압축기과 응축기 사이
  2. 응축기와 팽창변 사이
  3. 증발기와 압축기 사이
  4. 팽창변와 증발기 사이
(정답률: 73%)
  • 암모니아 냉동기에서 유분리기는 압축기와 응축기 사이(응축기 쪽)에 설치하여 냉매와 오일을 효과적으로 분리합니다.
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29. 기통직경 70mm, 행정 60mm, 기통수 8, 매분회전수 1800 인 단단 압축기의 피스톤 압출량은 약 얼마인가?

  1. 165m3/h
  2. 172m3/h
  3. 188m3/h
  4. 199m3/h
(정답률: 57%)
  • 단단 압축기의 피스톤 압출량은 실린더의 단면적, 행정, 회전수, 기통수를 모두 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $V = \frac{\pi D^2}{4} \times L \times N \times R \times 60$ $ ② [숫자 대입] @@D_MATH_1@@$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 199.5$$
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30. 다음 그림은 역카르노사이클을 절대온도(T)와 엔트로피(S) 좌표로 나태내었다. 면적(1-2-2‘-1’)이 나타내는 것은?

  1. 저열원으로 부터 받는 열량
  2. 고 열원에 방출하는 열량
  3. 냉도기에 공급된 열량
  4. 고 저 열원으로 부터 나가는 열량
(정답률: 72%)
  • T-S 선도에서 면적은 열량을 의미합니다. 역카르노사이클의 하단 면적(1-2-2'-1')은 저온 열원으로부터 흡수하는 열량($Q_L$)을 나타냅니다.
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31. 수냉식 응축기의 능력을 증가시키는 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉각수량을 늘린다.
  2. 냉각수온을 낮춘다.
  3. 응축기 코일을 세척한다.
  4. 표면적을 줄인다.
(정답률: 66%)
  • 응축기의 전열량은 전열 면적과 열전달 계수에 비례합니다. 따라서 능력을 증가시키려면 표면적을 넓혀야 하며, 표면적을 줄이면 전열량이 감소하여 능력이 떨어집니다.

    오답 노트
    냉각수량 증가/수온 저하/코일 세척: 모두 열전달 효율을 높여 응축 능력을 증가시키는 올바른 방법임
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32. 응축기에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 수냉식 응축기는 냉각관의 두께에 비례하여 전열작용이 좋아진다.
  2. 증발식 응축기에서 응축온도는 외기의 건구온도보다 습구온도의 영향을 많이 받는다.
  3. 공냉식 응축기는 대기오염의 영향을 받지 않으므로 프레온 냉매틑 물론 암모니아 냉매에도 사용한다.
  4. 응축기에서는 고온, 고압의 냉매가스가 액화하기 때문에 잠열만을 외부로 방출한다.
(정답률: 59%)
  • 증발식 응축기는 물의 증발 잠열을 이용하여 냉각하므로, 외기의 건구온도보다 습구온도에 의해 냉각 성능과 응축온도가 결정되는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    냉각관 두께: 두꺼울수록 열전달 저항이 커져 전열작용이 나빠짐
    공냉식 응축기: 암모니아 냉매는 부식성이 강해 일반 공냉식으로 사용하기 어려움
    방출 열량: 잠열뿐만 아니라 과냉각 시 현열까지 함께 방출함
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33. 수증기를 열원으로 하여 냉방에 적용시킬 수 있는 냉동기는 어느 것이 있는가?

  1. 원심식 냉동기
  2. 왕복식 냉동기
  3. 흡수식 냉동기
  4. 터보식 냉동기
(정답률: 74%)
  • 흡수식 냉동기는 전기 에너지가 아닌 수증기, 온수, 가스 등의 열에너지를 구동원으로 사용하여 냉방을 수행하는 냉동기입니다.
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34. 얼음과 식염의 혼합에 의하여 냉동력을 얻는 방법이 있다. 이와 같은 물질을 무엇이라 하는가?

  1. 냉매
  2. 흡수제
  3. 기한제
  4. 첨가제
(정답률: 75%)
  • 얼음과 식염(소금)의 혼합물처럼 어는점을 낮추어 낮은 온도를 얻게 하는 물질을 기한제라고 합니다. 소금이 얼음을 빠르게 녹이며 이때 발생하는 흡열 반응으로 인해 주위 온도가 급격히 하강하게 됩니다.
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35. 냉장고용 냉매로 사용되던 R-12의 대체냉매로 사용되는 냉매는?

  1. R-11
  2. R-123
  3. R-503
  4. R-134a
(정답률: 57%)
  • R-12는 오존층 파괴 물질인 CFC 계열 냉매로, 이를 대체하기 위해 오존층 파괴 지수가 낮은 HFC 계열의 R-134a가 주로 사용됩니다.
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36. R-13 냉매의 분자량은 104.47 이다. R-13냉매 증기의 가스정수 R(kgㆍm/kgㆍK)은 얼마인가?

  1. 8.117
  2. 5.117
  3. 3.123
  4. 1.241
(정답률: 36%)
  • 가스정수는 일반 가스정수를 해당 냉매의 분자량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{R_0}{M}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{8.314}{0.10447}$ 또는 $$R = \frac{848}{104.47}$$
    ③ [최종 결과] $R = 8.117$
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37. 정압식 팽창 밸브는 무엇에 의하여 작동하는가?

  1. 응축 압력
  2. 증발기의 냉매 과열도
  3. 응축 온도
  4. 증발 압력
(정답률: 59%)
  • 정압식 팽창 밸브는 증발 압력에 의해 작동하며, 증발기 내의 압력을 일정하게 유지하여 냉매의 유량을 조절하는 장치입니다.
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38. 응축압력이 현저하게 상승한 원인으로 옳은 것은?

  1. 증발기의 능력이 저하되었다.
  2. 액백(Liquid back)현상이 일어나 압축기가 습압축을 하였다.
  3. 수냉식일 경우 냉각수량이 증가하였다.
  4. 유분리기의 기능이 불량하고 응축기에 물때가 많이 부착되어 있다.
(정답률: 68%)
  • 응축압력이 상승하는 이유는 응축기의 열교환 능력이 저하되었기 때문입니다. 유분리기의 기능 불량으로 오일이 응축기로 유입되거나, 응축기 튜브에 물때(스케일)가 부착되면 열전달이 방해받아 압력이 상승합니다.

    오답 노트
    증발기 능력 저하: 증발압력에 영향
    액백 현상: 압축기 파손 및 효율 저하 원인
    냉각수량 증가: 응축압력 하강 요인
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39. 10℃ 이상기체를 등압하에서 100℃까지 팽창시키면 이 시체의 비중량은 처음의 약 몇 배가 되는가?

  1. 10
  2. 2.53
  3. 1.42
  4. 0.76
(정답률: 38%)
  • 등압 과정에서 기체의 비중량은 절대온도에 반비례합니다. 따라서 처음 비중량에 대한 나중 비중량의 비율은 절대온도의 역수비로 계산합니다.
    $$\text{Ratio} = \frac{T_1}{T_2}$$
    $$\text{Ratio} = \frac{10 + 273}{100 + 273}$$
    $$\text{Ratio} = 0.76$$
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40. 2원 냉동방식에서 안전장치로서 냉동기 정지시 초저온 냉매의 증발로 인한 압력의 상승을 방지할 수 있는 것은?

  1. 카스케이드 콘덴서
  2. 팽창 탱크
  3. 중간 냉각기
  4. 바이패스 밸브
(정답률: 42%)
  • 2원 냉동방식에서 냉동기가 정지했을 때, 저온측의 냉매가 증발하면서 압력이 급격히 상승하는 것을 방지하기 위해 여유 공간을 제공하는 안전장치는 팽창 탱크입니다.
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3과목: 배관일반

41. 냉동용 그림기호 는 무슨 밸브인가?

  1. 체크 밸브
  2. 글로브 밸브
  3. 슬루스 밸브
  4. 앵글 밸브
(정답률: 84%)
  • 제시된 그림기호 는 유체가 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 체크 밸브의 표준 기호입니다.
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42. 대구경, 소구경 경질염화비닐관의 용접 접합시 사용되는 용접기는?

  1. 압축 용접기
  2. 사소 아세틸렌 용접기
  3. 열풍 용접기
  4. TIG 용접기
(정답률: 47%)
  • 경질염화비닐관(PVC)은 열가소성 수지이므로, 고온의 바람을 이용해 재료를 녹여 접합하는 열풍 용접기를 사용하여 접합합니다.
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43. 순환식(2관식) 급탕배관의 장점은?

  1. 연료비가 적게 든다.
  2. 항시 온수를 사용할 수 있다.
  3. 보일러의 압력이 낮아도 된다.
  4. 배관이 간단하다.
(정답률: 58%)
  • 순환식(2관식) 급탕배관은 온수를 계속해서 순환시키기 때문에, 수도꼭지를 틀었을 때 기다릴 필요 없이 항시 온수를 즉시 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다.
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44. 스케줄 번호에 의해 두께를 나타내는 관이 아닌 것은?

  1. 수도용 아연도금 강관
  2. 압력배관용 탄소강관
  3. 고압 배관용 탄소강관
  4. 배관용 스테인리스 강관
(정답률: 70%)
  • 압력배관용, 고압 배관용 탄소강관 및 스테인리스 강관은 스케줄 번호(Schedule Number)로 두께를 표시하지만, 수도용 아연도금 강관은 일반적인 배관 규격을 따릅니다.
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45. 동관 접합법에 해당 되지 않는 것은?

  1. 납땜 접합
  2. 용접 접합
  3. 플레어 접합
  4. 나사 접합
(정답률: 67%)
  • 동관은 재질 특성상 납땜, 용접, 플레어 접합 등을 통해 연결하며, 나사 접합은 주로 강관에서 사용하는 방식이므로 동관 접합법에 해당하지 않습니다.
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46. 게이트 밸브(G.V)라고도하며 유체 흐름의 개폐용으로 사용하는 대표적인 밸브는?

  1. 다이아프램 밸브
  2. 콕
  3. 글로브 밸브
  4. 슬루스 밸브
(정답률: 59%)
  • 슬루스 밸브는 게이트 밸브(Gate Valve)라고도 하며, 밸브 디스크가 유로와 수직으로 오르내려 유체의 흐름을 완전히 차단하거나 개방하는 개폐용 대표 밸브입니다.
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47. 증기를 직접 불어 넣어 가열하는 방식으로 소음을 줄이기 위해 사용하는 급탕설비는?

  1. 안전밸브
  2. 스팀 사일렌서
  3. 응축수 트랩
  4. 가열코일
(정답률: 79%)
  • 증기를 직접 분사하여 급탕을 가열할 때 발생하는 급격한 상변화와 압력 차이로 인한 소음을 억제하기 위해 스팀 사일렌서를 설치합니다.
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48. 고온수 난방의 온수 온도로 적당한 것은?

  1. 30~40℃
  2. 100~150℃
  3. 300~350℃
  4. 450~500℃
(정답률: 69%)
  • 고온수 난방은 일반적인 온수 난방보다 높은 온도를 사용하여 열전달 효율을 높이는 방식으로, 일반적으로 $100\sim150^{\circ}\text{C}$ 정도의 온수를 사용합니다.
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49. 다음은 송풍기와 덕트(duct)의 연결방식을 나열한 것이다. 올바르게 된 것은? (단, 송풍기 : 덕트 : )

(정답률: 70%)
  • 송풍기와 덕트를 연결할 때는 송풍기의 진동이 덕트로 전달되는 것을 방지하기 위해 유연한 재질의 캔버스 이음(Canvas Joint)을 사용해야 합니다. 따라서 와 같이 연결하는 것이 올바른 방식입니다.
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50. 보온재의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 열전달률이 클 것
  2. 물리적, 화학적 강도가 클 것
  3. 흡수성이 적고 가공이 용이할 것
  4. 불연성일 것
(정답률: 80%)
  • 보온재는 열의 이동을 차단하여 에너지 손실을 막는 것이 목적이므로, 열전달률이 작아야 합니다.

    오답 노트
    물리적, 화학적 강도가 클 것: 내구성 확보를 위해 필요함
    흡수성이 적고 가공이 용이할 것: 습기 방지 및 시공성 향상을 위해 필요함
    불연성일 것: 화재 예방을 위해 필수적임
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51. 다음 중 보온을 하지 않아도 되는 배관은?

  1. 통기관
  2. 증기관
  3. 온수관
  4. 냉수관
(정답률: 68%)
  • 증기관, 온수관, 냉수관은 열 손실 방지나 결로 방지를 위해 보온이 필수적이지만, 통기관은 공기를 배출하는 관으로 온도 유지나 결로 방지의 필요성이 없으므로 보온을 하지 않아도 됩니다.
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52. 증기 관말 트랩 바이패스 설치시 필요없는 부속은?

  1. 엘보
  2. 유니온
  3. 글로브 밸브
  4. 안전밸브
(정답률: 65%)
  • 증기 관말 트랩의 바이패스 배관은 유지보수 시 응축수를 강제 배출하기 위한 경로로, 배관 연결을 위한 엘보, 유니온과 유량 조절을 위한 글로브 밸브가 필요하지만, 압력 방출 장치인 안전밸브는 설치 목적과 맞지 않아 필요하지 않습니다.
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53. 회전운동을 링크기구에 의한 왕복운동으로 바꾸어서 제어밸브를 개폐하는 밸브는?

  1. 전자 밸브
  2. 전동 밸브
  3. 감압 밸브
  4. 체크 밸브
(정답률: 47%)
  • 전동 밸브는 모터의 회전운동을 링크 기구 등을 통해 직선 왕복운동으로 변환하여 밸브의 개폐를 제어하는 장치입니다.
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54. 플로트 트랩의 특징이 아닌 것은?

  1. 항상 응축수가 생기는 대로 배출되므로 최대의 열효율을 요구하는 곳에 적합하다.
  2. 자동 에어벤트가 내장되어 있으므로 공기 배출 능력이 뛰어나다.
  3. 고압에서도 사용이 가능하며 견고하고 수격작용에도 강하다.
  4. 동파의 위험이 있으므로 외부에 설치 할 때는 보온해야 한다.
(정답률: 45%)
  • 플로트 트랩은 부자의 부력으로 작동하는 구조이므로 저온 저압의 응축수가 있는 곳에 적합하며, 고압 환경에서는 부자가 파손될 우려가 있어 사용이 어렵고 수격작용에도 취약합니다.
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55. 다음 중 각 기구 또는 밸브별 최저 필요수압이 가장 작은 것은?

  1. 샤워
  2. 자동밸브
  3. 세정밸브
  4. 저압용 순간 온수기(소)
(정답률: 60%)
  • 각 기구 및 밸브의 최저 필요수압 기준을 비교하면, 저압용 순간 온수기(소)가 가장 낮은 수압에서도 작동 가능하도록 설계되어 있어 최저 필요수압이 가장 작습니다.
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56. 동관을 납땜이음으로 배관하다가 긑에 숫나사가 달린 수도꼭지를 설치하기 위하여 엘보를 사용하려고 한다. 여기에 사용되는 엘보의 기호로 올바른 것은?

  1. Ftg×C
  2. C×M
  3. M×F
  4. C×F
(정답률: 45%)
  • 동관 납땜이음(C)과 숫나사가 달린 수도꼭지를 연결하기 위해서는 암나사(F)가 있는 엘보가 필요합니다. 따라서 동관용 암나사 엘보인 C×F를 사용해야 합니다.
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57. 배관길이 200m, 관경 100mm 의 배관 내 20℃의 물을 80℃로 상승 시킬 경우 배관의 신축량은? (단, 강관의 성팽창계수는 12.5×10<sup>-6</sup>/℃ 이다.)

  1. 10cm
  2. 15cm
  3. 20cm
  4. 25cm
(정답률: 52%)
  • 배관의 온도 변화에 따른 선팽창량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta L = L \times \alpha \times \Delta t$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = 200 \times 12.5 \times 10^{-6} \times (80 - 20)$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = 0.15$
    따라서 신축량은 $0.15\text{m}$, 즉 $15\text{cm}$입니다.
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58. 고가탱크 급수방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 탱크는 고압으로 제작되어야 하기 때문에 비싸다.
  2. 항상 일정한 수압으로 급수 할 수 있다.
  3. 저수량을 언제나 확보할 수 있으므로 단수가 되지 않는다.
  4. 수압 과대로 인한 밸브류 등 배관 부속품의 피해가 적다.
(정답률: 51%)
  • 고가탱크 방식은 중력에 의해 급수하는 방식으로, 탱크 자체가 고압을 견뎌야 할 필요가 없으므로 저압 탱크를 사용하며 제작비가 저렴합니다.
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59. 온수배관을 시공할 때 고려해야 할 사항으로 짝지어진 설명이 옳지 않은 것은?

  1. 열에 의핸 배관의 신축 - 신축이음
  2. 온도차에 의한 물의 자연순환 - 순환펌프
  3. 열에 의한 온수의 체적팽창 - 팽창관
  4. 혼입된 공기에 의한 설비의 장애 - 공기빼기밸브
(정답률: 58%)
  • 순환펌프는 온도차에 의한 자연순환을 돕는 것이 아니라, 강제적으로 유체를 순환시키기 위해 설치하는 장치입니다.
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60. 냉매배관에서 가스 균압관이 설치되는 기기는?

  1. 냉각탑
  2. 응축기
  3. 유분리기
  4. 팽창밸브
(정답률: 49%)
  • 가스 균압관은 응축기 내의 압력 불균형을 해소하고 냉매의 원활한 흐름을 돕기 위해 응축기에 설치되는 장치입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 유도전동기의 고정손에 해당하지 않는 것은?

  1. 1차권선의 저항손
  2. 철손
  3. 베어링 마찰손
  4. 풍손
(정답률: 65%)
  • 유도전동기의 손실 중 고정손은 부하의 크기와 관계없이 일정한 손실을 말하며, 철손, 베어링 마찰손, 풍손 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    1차권선의 저항손: 부하 전류의 변화에 따라 변하는 가변손(동손)에 해당합니다.
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62. 그림과 같은 게이트회로에서 출력 Y는?

  1. B+AㆍC
  2. A+BㆍC
(정답률: 54%)
  • 회로의 논리 게이트를 순차적으로 분석하여 출력 식을 도출합니다.
    1. 첫 번째 NAND 게이트의 출력 $X = \overline{B \cdot C}$
    2. 두 번째 NAND 게이트의 입력은 $X$와 $\overline{A}$이며, 출력 $Y$는 이들의 NAND 연산 결과입니다.
    $$Y = \overline{X \cdot \overline{A}}$$
    $$Y = \overline{\overline{B \cdot C} \cdot \overline{A}}$$
    드모르간의 법칙을 적용하면 다음과 같습니다.
    $$Y = \overline{\overline{B \cdot C}} + \overline{\overline{A}}$$
    $$Y = B \cdot C + A$$
    따라서 최종 출력은 $A + B \cdot C$가 됩니다.
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63. 컴퓨터실의 온도를 항상 18℃로 유지하기 위하여 자동 냉난방기를 설치하였다. 이 자동 냉난방기의 제어는?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 서보제어
(정답률: 71%)
  • 정치제어는 제어 대상의 상태를 항상 일정한 목표값으로 유지시키는 제어 방식입니다. 컴퓨터실의 온도를 항상 $18\text{℃}$로 유지하는 것은 전형적인 정치제어의 사례입니다.
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64. 보일러의 온도를 70℃로 일정하게 유지시키기 위하여 기름의 공급을 변화시킬 때 목표값은 어떤 것인가?

  1. 70℃
  2. 온도
  3. 기름 공급량
  4. 보일러
(정답률: 59%)
  • 제어 시스템에서 목표값(Set Point)은 제어하고자 하는 변수가 도달해야 할 설정값을 의미합니다. 보일러의 온도를 $70\text{℃}$로 일정하게 유지하려는 목적이므로, 설정값인 $70\text{℃}$가 목표값이 됩니다.
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65. 옴의 법칙에서 전류의 세기는 어느 것에 비례하는가?

  1. 저항
  2. 동선의 길이
  3. 동선의 지름
  4. 전압
(정답률: 76%)
  • 옴의 법칙에 따라 회로에 흐르는 전류의 세기는 가해준 전압에 비례하고, 회로의 저항에는 반비례합니다.

    오답 노트
    저항, 동선의 길이: 전류에 반비례함
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66. 단상전파정류로 직류전압 48V를 얻으려면 변압기 2차권선의 상전압 Vs는 약 몇 [V] 인가? (단, 부하는 무유도저항이고, 정류회로 및 변압기에서의 잔압강하는 무시한다.)

  1. 43
  2. 53
  3. 58
  4. 65
(정답률: 50%)
  • 단상 전파 정류회로의 평균 직류 전압은 변압기 2차측 상전압의 약 0.9배(정확히는 $\frac{2\sqrt{2}}{\pi}$)로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = 0.9 \times V_s$
    ② [숫자 대입] $48 = 0.9 \times V_s$
    ③ [최종 결과] $V_s = 53.3$
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67. 평형 3상 Y결선에서 상전압 Es와 선간전압 EL과의 관계는?

  1. EL=ES
  4. EL=3ES
(정답률: 60%)
  • 평형 3상 Y결선에서 선간전압은 상전압보다 $\sqrt{3}$배 크고 위상이 $30^{\circ}$ 앞섭니다. 따라서 관계식은 가 됩니다.
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68. 유도전동기의 1차전압 변화에 의한 속도제어시 SCR을 사용하여 변화시키는 것은?

  1. 주파수
  2. 토크
  3. 위상각
  4. 전류
(정답률: 65%)
  • SCR(사이리스터)을 이용한 전압 제어 방식은 SCR의 게이트 신호를 조절하여 전압의 위상각을 변화시킴으로써 전동기에 공급되는 평균 전압을 제어하는 방식입니다.
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69. 다음 중 유도전동기의 회전력에 관하 설명으로 옳은 것은?

  1. 단자전압과는 무관하다.
  2. 단자전압에 비례한다.
  3. 단자전압의 2승에 비례한다.
  4. 단자전압의 3승에 비례한다.
(정답률: 68%)
  • 유도전동기의 토크(회전력)는 공극 자속의 제곱에 비례하며, 자속은 다시 공급 전압에 비례합니다. 따라서 회전력은 단자전압의 2승에 비례하는 특성을 가집니다.
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70. 시퀀스 제어에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 조합 논리회로도 사용된다..
  2. 계통에 연결된 모든 스위치가 동시에 작동할 수도 있다
  3. 시간 지연요소도 사용된다.
  4. 제어 결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 71%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 단계적으로 조작이 진행되는 제어 방식입니다. 따라서 계통에 연결된 모든 스위치가 동시에 작동하는 것이 아니라, 정해진 순서에 따라 순차적으로 작동해야 합니다.

    오답 노트
    조합 논리회로도 사용된다, 시간 지연요소도 사용된다, 제어 결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다: 모두 시퀀스 제어의 올바른 특징입니다.
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71. 그림은 일반적인 반파정류회로이다. 변압기 2차 전압의 실효값을 E[V]라 할 때 직류전류의 평균값은? (단, 변류기의 전압강하는 무시한다.)

(정답률: 52%)
  • 반파정류회로에서 직류 평균 전압은 최대 전압의 $\frac{1}{\pi}$ 배이며, 이를 저항 $R$로 나누면 평균 전류가 됩니다. 실효값 $E$의 최대 전압은 $\sqrt{2}E$입니다.
    ① [기본 공식] $I_{avg} = \frac{\sqrt{2}E}{\pi R}$
    ② [숫자 대입] $I_{avg} = \frac{\sqrt{2}E}{\pi R}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\sqrt{2}E}{\pi \cdot R}$
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72. 그림과 같이 연결된 콘덴서릐 직렬회로에서 합성 정전 용량을 구하면 몇 [μF]인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 7
  4. 9
(정답률: 42%)
  • 콘덴서의 직렬 연결 시 합성 정전 용량은 각 용량의 역수의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{\frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{\frac{1}{3} + \frac{1}{6}}$
    ③ [최종 결과] $C = 2 \mu F$
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73. 제어계의 특성방정식이 s2+as+b=0 일 때 안전 조건은?

  1. a>0, b>0
  2. a=0, b<0
  3. a<0, b<0
  4. a>0, b<0
(정답률: 63%)
  • 제어계의 특성방정식이 2차식일 때, 시스템이 안정하기 위해서는 모든 계수의 부호가 동일하고 0보다 커야 합니다. 따라서 $a > 0$이고 $b > 0$이어야 안전 조건이 충족됩니다.
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74. 피드백제어계에서 제어요소에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 제어명령을 증폭시켜 제어요소로 활용한다.
  2. 목표값에 비례하는 신호를 발생하는 요소이다.
  3. 조작부와 검출부로 구성되어 진다.
  4. 동작신호를 조작량으로 변환하는 요소이고 조절부와 조작부로 이루어 진다.
(정답률: 67%)
  • 제어요소는 조절부에서 결정된 동작신호를 실제 공정에 영향을 줄 수 있는 조작량으로 변환하여 전달하는 역할을 하며, 일반적으로 조절부와 조작부로 구성됩니다.
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75. 다음 중 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용한 제어에서 CPU의 구성에 해당하지 않는 것은?

  1. 연산장치
  2. 프로그램 카운터
  3. 보조 기억장치
  4. 범용 레지스터
(정답률: 49%)
  • CPU는 기본적으로 연산장치(ALU)와 제어장치(프로그램 카운터, 레지스터 등), 그리고 주기억장치로 구성됩니다. 보조 기억장치는 CPU 외부의 저장 매체이므로 CPU의 내부 구성 요소에 해당하지 않습니다.
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76. R, L, C 직렬회로에서 인가전압을 입력으로, 흐르는 전유를 출력으로 할 때 전달함수를 구하면?

  1. R+LS+CS
(정답률: 64%)
  • RLC 직렬회로에서 전달함수는 입력 전압 $V(s)$에 대한 출력 전류 $I(s)$의 비로, 전체 임피던스의 역수로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{1}{Z(s)} = \frac{1}{R + Ls + \frac{1}{Cs}}$
    ② [숫자 대입] 해당 문제에서는 변수 그대로 대입
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{R + Ls + \frac{1}{Cs}}$
    따라서 정답은 입니다.
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77. 다음 중 지시계측기의 구성요소와 거리가 먼 것은?

  1. 구동장치
  2. 제어장치
  3. 제동장치
  4. 유도장치
(정답률: 60%)
  • 지시계측기는 전기적 신호를 물리적 움직임으로 바꾸어 보여주는 장치로, 기본적으로 구동장치, 제어장치, 제동장치의 3요소로 구성됩니다. 유도장치는 지시계측기의 필수 구성요소에 해당하지 않습니다.
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78. 동작 틈새가 가장 많은 조절계는?

  1. 2위치 동작
  2. 비례 동작
  3. 비례 미분 동작
  4. 비례 적분 동작
(정답률: 67%)
  • 2위치 동작은 설정값과 측정값의 차이가 일정 범위(불감대)를 벗어날 때만 동작하는 On-Off 제어 방식이므로, 연속적으로 동작하는 비례, 적분, 미분 동작에 비해 동작 틈새가 가장 큽니다.
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79. 반지름 1.5mm, 길이 2km인 도체의 저항이 32Ω이다. 이 도체가 지름이 6mm, 길이가 500m로 변할 경우 저항은 몇 [Ω]이 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 55%)
  • 도체의 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례합니다. 기존 도체와 변경된 도체의 길이 및 단면적 비율을 이용하여 저항 변화를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R_{2} = R_{1} \times \frac{L_{2}}{L_{1}} \times \frac{A_{1}}{A_{2}}$
    ② [숫자 대입] $R_{2} = 32 \times \frac{500}{2000} \times \frac{1.5^{2}}{3^{2}}$
    ③ [최종 결과] $R_{2} = 2$
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80. 바리스터(Varistor)의 주된 용도에 해당되는 것은?

  1. 저항 증가에 대한 손실 보상
  2. 서지전압에 대한 회로 보호
  3. 고조파에 대한 온도 보상
  4. 압력에 대한 출력 증폭
(정답률: 70%)
  • 바리스터는 전압에 따라 저항값이 변하는 비선형 저항기로, 일정 전압 이상의 과전압(서지전압)이 인가되면 저항이 급격히 감소하여 전류를 바이패스시킴으로써 회로를 보호하는 역할을 합니다.
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