전기공사산업기사 필기 기출문제복원 (2014-09-20)

전기공사산업기사 2014-09-20 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기공사산업기사 2014-09-20 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기공사산업기사
(2014-09-20 기출문제)

목록

1과목: 전기응용

1. 열전온도계와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 제벡 효과
  2. 톰슨 효과
  3. 핀치 효과
  4. 홀 효과
(정답률: 85%)
  • 두 종류의 서로 다른 금속을 접합하여 온도차를 주었을 때 열기전력이 발생하는 제벡 효과는 열전온도계의 핵심 작동 원리입니다.

    오답 노트
    톰슨 효과: 동일 금속 내에서 온도차와 전류에 의해 열이 흡수/발생하는 현상
    핀치 효과: 강한 전류에 의해 도체가 수축하는 현상
    홀 효과: 자기장 내 전류 흐름 시 전위차가 발생하는 현상
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2. 서로 관계 깊은 것들끼리 짝지은 것이다. 틀린 것은?

  1. 유도가열 : 와전류손
  2. 형광등 : 스토크 정리
  3. 표면가열 : 표피 효과
  4. 열전온도계 : 톰슨 효과
(정답률: 79%)
  • 열전온도계는 두 종류의 금속을 접합하여 온도차를 주었을 때 열기전력이 발생하는 제백 효과를 이용하는 장치입니다. 반면 톰슨 효과는 동일 금속 내에서 전류를 흘릴 때 온도차가 발생하는 현상이므로 서로 관계가 없습니다.

    오답 노트
    유도가열: 와전류손 이용
    형광등: 스토크 정리 이용
    표면가열: 표피 효과 이용
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3. 금속의 표면 담금질에 가장 적합한 가열은?

  1. 적외선 가열
  2. 유도 가열
  3. 유전 가열
  4. 저항 가열
(정답률: 76%)
  • 금속의 표면 담금질에는 전자기 유도 현상을 이용하여 금속 표면에만 빠르게 열을 발생시키는 유도 가열이 가장 적합합니다.

    오답 노트
    유전 가열: 비금속 가열에 사용
    적외선 가열: 도장 및 섬유 건조 등 표면 건조에 사용
    저항 가열: 전기로 등을 이용한 일반 가열
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4. 피열물에 직접 통전하여 발생시키는 방식의 전기로는?

  1. 직접식 저항로
  2. 간접식 저항로
  3. 아크로
  4. 유도로
(정답률: 80%)
  • 저항로 중에서 피열물 자체에 직접 전류를 흘려 저항열을 발생시키는 방식을 직접식 저항로라고 합니다.
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5. 단위 변환이 틀리게 표현된 것은?

  1. 1[J]=0.2389×10-3[kcal]
  2. 1[kWh]=860[kcal]
  3. 1[BTU]=0.252[kcal]
  4. 1[kcal]=3968[J]
(정답률: 71%)
  • 열량 단위 변환의 기본 정의에 따라 $1\text{ kcal}$는 약 $4186\text{ J}$ (또는 $4.186\text{ kJ}$)입니다. 따라서 $1\text{ kcal} = 3968\text{ J}$이라는 표현은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    1[J]=0.2389×10-3[kcal]: $1\text{ J} \approx 0.239\text{ cal}$이므로 옳음
    1[kWh]=860[kcal]: $3.6 \times 10^{6}\text{ J} \approx 860\text{ kcal}$이므로 옳음
    1[BTU]=0.252[kcal]: 표준 변환 값으로 옳음
  • 1 kcal = 4186 J (정확히는 4184 J 기준 사용)
    1 kcal (킬로칼로리)는 1kg의 물을 1℃ 올리는 데 필요한 열량입니다.
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6. 교류식 전기철도가 직류식 전기철도보다 유리한 점은?

  1. 전철용 변전소에 정류장치를 설치한다.
  2. 전선의 굵기가 크다.
  3. 차내에서 전압의 선택이 가능하다.
  4. 변전소간의 간격이 짧다.
(정답률: 72%)
  • 교류식 전기철도는 고전압 송전이 가능하여 전력 손실을 줄일 수 있으며, 변압기를 통해 차내에서 필요한 전압을 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    정류장치 설치, 전선 굵기 증가, 변전소 간격 단축은 모두 비용 증가를 초래하는 불리한 점입니다.
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7. 전기철도의 곡선부에서 원심력 때문에 차체가 외측으로 넘어지려는 것을 막기 위하여 외측 레일을 약간 높여준다. 이 내외측의 레일 높이의 차를 무엇이라고 하는가?

  1. 가이드 레일
  2. 이도
  3. 고도
  4. 확도
(정답률: 67%)
  • 전기철도 곡선 구간에서 원심력에 의한 차체 전도를 방지하기 위해 바깥쪽 레일을 안쪽 레일보다 높게 설치하는데, 이때 발생하는 두 레일의 높이 차이를 고도라고 합니다.

    오답 노트
    이도: 전선이 처진 정도
    확도: 레일 간의 간격
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8. 트랜지스터 정합(Junction) 온도 Tj의 최대 정격값을 75℃, 주위온도 Ta=35℃일 때의 컬렉터 손실 Pc의 최대 정격값을 10W라고 할 때 열저항[℃/W]은?

  1. 40
  2. 4
  3. 2.5
  4. 0.2
(정답률: 71%)
  • 열저항은 정션 온도와 주위 온도의 차이를 손실 전력으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{T_{j} - T_{a}}{P_{c}}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{75 - 35}{10}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 4$
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9. 단상 유도전동기 중 운전 중에도 전류가 흘러 손실이 발생하여 효율과 역률이 좋지 않고 회전 방향을 바꿀 수 없는 전동기는?

  1. 반발 기동형
  2. 콘덴서 기동형
  3. 분상 기동형
  4. 세이딩 코일형
(정답률: 73%)
  • 세이딩 코일형은 고정자 돌극의 일부에 단락권선인 셰이딩 코일을 설치하여 기동 토크를 얻는 방식입니다. 이 코일에 운전 중에도 지속적으로 전류가 흐르기 때문에 전력 손실이 발생하여 효율과 역률이 낮으며, 구조적으로 코일의 위치를 변경할 수 없어 회전 방향을 바꿀 수 없는 특징이 있습니다.
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10. 어떤 종이가 반사율 50%, 흡수율 20%이다. 여기에 1200lm의 광속을 비추었을 때 투과 광속은 몇 lm인가?

  1. 360
  2. 430
  3. 580
  4. 960
(정답률: 73%)
  • 입사 광속은 반사, 흡수, 투과로 나뉘며, 세 비율의 합은 항상 1이 됩니다. 투과율을 먼저 구한 뒤 전체 광속을 곱하여 투과 광속을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F' = (1 - \rho - \alpha) \times F$
    ② [숫자 대입] $F' = (1 - 0.5 - 0.2) \times 1200$
    ③ [최종 결과] $F' = 360$
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11. 형광등의 전압 특성과 온도 특성으로 틀린 것은?

  1. 전원 전압의 변화에 민감하므로 정격전압의 ±10%의 범위 내에서 사용하는게 바람직하다.
  2. 전원 전압의 변화 시 광속, 전류 및 전력은 전원 전압에 비례하여 변화한다.
  3. 전원전압 상승으로 전극이 과열되어 램프 양끝에서 흑화가 촉진된다.
  4. 전원전압이 낮은 경우 시동이 불확실하게 되어 전극 물질의 스파크 등으로 수명이 짧아진다.
(정답률: 60%)
  • 형광등은 전원 전압 변화에 매우 민감하여 전압 변동 시 플리커 현상이 발생할 수 있으므로, 정격전압의 $\pm 6\%$ 범위 내에서 사용하는 것이 바람직합니다.
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12. 유도 전동기를 기동하여 각속도 ws에 이르기까지 회전자에서의 발열손실 Q를 나타내는 식은? (단, J는 관성 모멘트이다.)

(정답률: 71%)
  • 유도 전동기 기동 시 회전자가 각속도 $w_s$에 도달할 때까지 발생하는 발열손실 $Q$는 회전자의 최대 운동에너지와 동일하며, 다음과 같은 식으로 나타냅니다.
    $$Q = \frac{1}{2} J w_s^2$$
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13. 200W는 약 몇 cal/s 인가?

  1. 0.2389
  2. 0.8621
  3. 47.78
  4. 71.67
(정답률: 70%)
  • 전력 단위인 와트(W)를 열량 단위인 cal/s로 변환하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $Q = P \times 0.2389$
    ② [숫자 대입] $Q = 200 \times 0.2389$
    ③ [최종 결과] $Q = 47.78$
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14. 전지에서 자체 방전 현상이 일어나는 것으로 가장 옳은 것은?

  1. 전해액 온도
  2. 전해액 농도
  3. 불순물 혼합
  4. 이온화 경향
(정답률: 71%)
  • 전지 내부에 불순물이 혼합되면 국부적인 전위차에 의해 폐회로가 형성되는 국부 작용이 발생하며, 이로 인해 전지가 스스로 방전되어 기전력이 감소하게 됩니다.
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15. 자동제어에서 폐회로 제어계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 정확성의 감소
  2. 감대폭의 증가
  3. 비선형과 왜형에 대한 효과의 감소
  4. 특성변화에 대한 입력 대 출력비의 감도 감소
(정답률: 52%)
  • 폐회로 제어계는 출력값을 다시 입력측으로 되돌려 비교하는 피드백 과정을 거치므로, 외란이나 오차를 스스로 보정하여 정확성이 향상되는 특징이 있습니다.
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16. 레일 대신 공중에 강삭(wire rope)를 가설하고 여기에 운반기(gondola)를 매달아서 사람 또는 물건을 운반하는 시설을 무엇이라 하는가?

  1. 가공 삭도
  2. 트롤리 버스
  3. 케이블카
  4. 모노레일
(정답률: 63%)
  • 레일 대신 공중에 강삭(wire rope)을 가설하고 곤돌라를 매달아 사람이나 물건을 운반하는 시설을 가공 삭도라고 합니다.
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17. 권상하중 40t, 권상속도 12m/min의 기중기용 전동기의 용량은 약 몇 kW인가? (단, 전동기를 포함한 기중기의 효율은 60%이다.)

  1. 800
  2. 278.9
  3. 189.8
  4. 130.7
(정답률: 60%)
  • 기중기 전동기의 용량은 하중, 속도, 효율을 고려하여 계산하며, 분모의 $6.12$는 단위 환산 계수입니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{M \times V}{6.12 \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{40 \times 12}{6.12 \times 0.6}$
    ③ [최종 결과] $P = 130.7$ kW
  • 권상하중×권상속도 / 6.12×효율μ
    =40×12 / 6.12×0.6 = 130.71
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18. 다음 광원 중 루미네슨스에 의한 발광 현상을 이용하지 않는 것은?

  1. 형광등
  2. 수은등
  3. 백열전구
  4. 네온전구
(정답률: 58%)
  • 루미네선스는 온도복사를 제외한 모든 발광 현상을 의미하는 냉광입니다. 백열전구는 필라멘트의 가열에 의한 온도복사로 빛을 내는 장치이므로 루미네선스에 해당하지 않습니다.
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19. 리드레일(lead-rail)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열차가 대피궤도로 도입되는 레일
  2. 전철기와 철차와의 사이를 연결하는 곡선 레일
  3. 직선부에서 하단부로 변화하는 부분의 레일
  4. 직선부에서 경사부로 변화하는 부분의 레일
(정답률: 69%)
  • 리드레일(lead-rail)은 전철기와 철차부 사이를 연결하여 차륜을 새로운 궤도로 유도하는 곡선 레일을 의미합니다.
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20. FL-20D 형광등의 전압이 100V, 전류가 0.35A, 안정기의 손실이 6W일 때 역률[%]은?

  1. 57
  2. 65
  3. 74
  4. 85
(정답률: 56%)
  • 형광등의 역률은 전체 소비전력(등기구 출력 + 안정기 손실)을 피상전력(전압 × 전류)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{P_{lamp} + P_{loss}}{V \times I} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{20 + 6}{100 \times 0.35} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = 74.28 \approx 74$
  • 20W+6W(안정기가 사용한) = 26W = 유효전력
    100V × 0.35A =35W = 피상전력
    ∴ 26/35 × 100 = 74.28
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2과목: 전력공학

21. 송전계통에서 1선 지락 고장 시 인접 통신선의 유도장해가 가장 큰 중성점 접지 방식은?

  1. 비접지 방식
  2. 고저항 접지 방식
  3. 직접 접지 방식
  4. 소호 리액터 접지 방식
(정답률: 44%)
  • 직접 접지 방식은 1선 지락 고장 시 지락 전류가 매우 크기 때문에, 인접한 통신선에 유도되는 전자기적 장해가 모든 접지 방식 중 가장 심하게 발생합니다.
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22. 저압 뱅킹 배전방식에서 캐스케이딩(cascading) 현상이란?

  1. 전압 동요가 적은 현상
  2. 변압기의 부하 분배가 균일하지 못한 현상
  3. 저압선의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상
  4. 저압선이나 변압기의 고장이 생기면 자동적으로 고장이 제거되는 현상
(정답률: 58%)
  • 캐스케이딩 현상이란 저압 뱅킹 배전방식에서 저압선에 고장이 발생했을 때, 그 영향으로 인해 고장 지점과 무관한 건전한 변압기들까지 연쇄적으로 차단되는 현상을 말합니다.
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23. 복도체를 사용하면 송전용량이 증가하는 주된 이유로 알맞은 것은?

  1. 코로나가 발생하지 않는다.
  2. 전압강하가 적어진다.
  3. 선로의 작용 인덕턴스는 감소하고 작용 정전용량이 증가한다.
  4. 무효전력이 적어진다.
(정답률: 55%)
  • 복도체를 사용하면 전선 사이의 등가 반지름이 증가하여 선로의 작용 인덕턴스는 감소하고, 전선 표면적이 넓어져 작용 정전용량은 증가하게 됩니다. 이로 인해 송전 용량이 증대됩니다.
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24. 다음 중 보일러에서 흡수 열량이 가장 큰 것은?

  1. 수냉벽
  2. 과열기
  3. 절탄기
  4. 공기 예열기
(정답률: 48%)
  • 보일러에서 수냉벽은 연소실 벽면을 물로 냉각시켜 연소 가스로부터 가장 직접적이고 많은 양의 열을 흡수하는 장치이므로 흡수 열량이 가장 큽니다.
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25. 3상 3선식 가공송전선로가 있다. 전선 한가닥의 저항은 15Ω, 리액턴스는 20Ω이고 수전단의 선간전압은 30kV, 부하역률은 0.8(늦음)이다. 전압강하율을 5%로 하면 이 송전선로로 몇 kW까지 수전할 수 있는가?

  1. 1000
  2. 1500
  3. 2000
  4. 2500
(정답률: 30%)
  • 전압강하율 $\epsilon$이 주어졌을 때, 수전전력 $P$를 구하는 공식과 전압강하 식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\epsilon \times V_{r}^{2}}{R + X \tan \theta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{0.05 \times (30 \times 10^{3})^{2}}{15 + 20 \times \frac{0.6}{0.8}}$
    ③ [최종 결과] $P = 1500 \text{ kW}$
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26. 연가를 하는 주된 목적으로 옳은 것은?

  1. 선로정수의 평형
  2. 유도뢰의 방지
  3. 계전기의 확실한 동작 확보
  4. 전선의 절약
(정답률: 58%)
  • 연가는 전선의 배치 위치를 바꾸어 각 상의 선로정수(L, C)를 동일하게 만들어 선로정수의 평형을 유지함으로써 전압 불평형을 방지하는 것이 주된 목적입니다.
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27. 초고압용 차단기에 사용되는 개폐저항기의 목적은?

  1. 차단속도 증진
  2. 차단전류 감소
  3. 차단전류의 역률 개선
  4. 개폐서지 이상전압 억제
(정답률: 49%)
  • 초고압 차단기에서 회로를 개폐할 때 발생하는 급격한 전압 변화인 개폐서지 이상전압을 억제하여 기기를 보호하기 위해 개폐저항기를 사용합니다.
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28. 최대수용전력의 합계와 합성최대 수용전력의 비를 나타내는 계수는?

  1. 부하율
  2. 수용률
  3. 부등률
  4. 보상률
(정답률: 47%)
  • 부등률은 개별 부하의 최대수용전력의 합계에 대한 합성최대수용전력의 비를 의미하며, 부하의 특성이 서로 다를수록 값이 커집니다.
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29. 가공지선에 대한 설명으로 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 직격뢰에 대해서는 특히 유효하며 전선 상부에 시설하므로 뇌는 주로 가공지선에 내습한다.
  2. 가공지선은 강연선, ACSR등이 사용된다.
  3. 차폐효과를 높이기 위하여 도전성이 좋은 전선을 사용한다
  4. 가공지선은 전선의 차폐와 진행파의 파고값을 증폭시키기 위해서이다.
(정답률: 28%)
  • 가공지선은 전선 상부에 시설하여 뇌격을 대신 받아 전선을 보호(차폐)하고, 이상전압 진행파의 파고값을 감소시키기 위해 설치합니다. 따라서 진행파의 파고값을 증폭시킨다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    가공지선은 강연선, ACSR 등이 사용되는 것이 맞습니다.
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30. 연간 최대전류 200A, 배전거리 10km의 말단에 집중 부하를 가진 6.6kV, 3상 3선식 배전선로가 있다. 이 선로의 연간 손실 전력량은 약 몇 MWh인가? (단, 부하율 F=0.6, 손실계수 H=03F+ 0.7F2이고, 전선의 저항은 0.25Ω/km이다.)

  1. 685
  2. 1135
  3. 1585
  4. 1825
(정답률: 36%)
  • 3상 3선식 배전선로의 연간 전력 손실량은 최대전류, 선로 저항, 부하율 및 손실계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = 3 \times I_{max}^2 \times R \times 8760 \times F^2 \times H$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = 3 \times 200^2 \times (0.25 \times 10) \times 8760 \times 0.6^2 \times (0.3 \times 0.6 + 0.7 \times 0.6^2)$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 1135 \text{ MWh}$$
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31. 제 5고조파를 제거하기 위하여 전력용 콘덴서 용량의 몇 %에 해당하는 직렬리액터를 설치하는가?

  1. 2~3
  2. 5~6
  3. 7~8
  4. 9~10
(정답률: 57%)
  • 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 설치하여 고조파를 제거하는데, 제5고조파 제거를 위한 이론적인 값은 $4\%$이지만 실제 현장 적용 시에는 $5\sim6\%$의 용량을 설치합니다.
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32. 영상변류기를 사용하는 계전기는?

  1. 차동 계전기
  2. 접지 계전기
  3. 과전압 계전기
  4. 과전류 계전기
(정답률: 38%)
  • 영상변류기(ZCT)는 지락 사고 시 발생하는 영상 전류를 검출하는 장치로, 이를 통해 지락 사고를 감지하여 동작하는 접지 계전기와 함께 사용됩니다.
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33. 단위 길이당 인덕턴스 및 커패시턴스가 각각 L및 C일 때 장거리 전송선로의 특성임피던스는?

(정답률: 55%)
  • 장거리 전송선로에서 무손실 선로라고 가정할 때, 특성임피던스는 단위 길이당 인덕턴스 $L$과 커패시턴스 $C$의 비율에 의해 결정됩니다.
    $$\sqrt{\frac{L}{C}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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34. 수압철관의 안지름이 4m인 곳에서의 유속이 4m/s이었다. 안지름이 3.5m인 곳에서의 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 4.2
  2. 5.2
  3. 6.2
  4. 7.2
(정답률: 28%)
  • 연속 방정식에 의해 관의 단면적과 유속의 곱(유량)은 일정하게 유지됩니다.
    ① [기본 공식] $A_1 v_1 = A_2 v_2$
    ② [숫자 대입] $v_2 = \frac{4^2 \times 4}{3.5^2}$
    ③ [최종 결과] $v_2 = 5.2$
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35. 현수애자 4개를 1련으로 한 66kV 송전선로가 있다. 현수애자 1개의 절연저항은 1500 MΩ, 이 선로의 경간이 200m라면 선로 1km당의 누설 컨덕턴스는 몇 ℧인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.83×10-9
  2. 0.83×10-5
  3. 0.83×10-3
  4. 0.83×10-2
(정답률: 39%)
  • 전체 절연저항을 구한 뒤, 거리당 누설 컨덕턴스(저항의 역수)를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{1}{R_{total}} \times \frac{1}{km}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{1}{4 \times 1500 \times 10^6} \times \frac{1000}{200}$
    ③ [최종 결과] $G = 0.83 \times 10^{-9}$
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36. 3상 3선식에서 일정한 거리에 일정한 전력을 송전할 경우 선로에서의 저항손은?

  1. 선간전압에 비례한다.
  2. 선간전압에 반비례한다.
  3. 선간전압의 2승에 비례한다.
  4. 선간전압의 2승에 반비례한다.
(정답률: 39%)
  • 송전 전력이 일정할 때, 전압 $V$가 높아지면 전류 $I$는 감소하며, 전력 손실 $P_{loss} = 3I^2R$이므로 손실은 전류의 2승, 즉 전압의 2승에 반비례하여 감소합니다.
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37. 3상 3선식 송전선에서 바깥지름 20mm의 경동연선을 2m 간격으로 일직선 수평배치로 하여 연가를 하였을 때, 인덕턴스는 약 몇 mH/km인가?

  1. 1.16
  2. 1.32
  3. 1.48
  4. 1.64
(정답률: 28%)
  • 3상 3선식 수평 배치 선로의 인덕턴스는 등가선간거리를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.2 \ln \frac{D_{eq}}{r}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.05 + 0.2 \ln \frac{\sqrt[3]{2 \times 2 \times 4}}{0.01}$
    ③ [최종 결과] $L = 1.16$
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38. 송배전 선로에 사용하는 직렬 콘덴서에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대 송전전력이 감소하고 정태 안정도가 감소된다.
  2. 부하의 변동에 따른 수전단의 전압 변동률은 증대된다.
  3. 장거리 선로의 유도리액턴스를 보상하고 전압강하를 감소시킨다.
  4. 송수 양단의 전달 임피던스가 증가하고 안정 극한 전력이 감소한다.
(정답률: 54%)
  • 직렬 콘덴서는 선로의 유도리액턴스를 상쇄(보상)하여 선로 임피던스를 감소시킴으로써 전압강하를 줄이고 송전 용량 및 정태 안정도를 향상시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    최대 송전전력 및 정태 안정도 감소: 오히려 증가함
    수전단 전압 변동률 증대: 오히려 감소함
    전달 임피던스 증가 및 안정 극한 전력 감소: 임피던스는 감소하고 전력은 증가함
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39. 변전소에 분로리액터를 설치하는 주된 목적은?

  1. 진상무효전력 보상
  2. 전압강하 방지
  3. 전력손실 경감
  4. 잔류전하 방지
(정답률: 30%)
  • 분로리액터는 계통의 페란티 현상으로 인해 발생하는 진상무효전력을 흡수하여 전압 상승을 억제하고 전압을 안정시키는 역할을 합니다.
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40. 차단기의 정격투입 전류란 투입되는 전류의 최초 주파의 어느값을 말하는가?

  1. 평균값
  2. 최대값
  3. 실효값
  4. 순시값
(정답률: 50%)
  • 차단기의 정격투입 전류는 투입되는 전류의 최초 주파에서 발생하는 가장 큰 값인 최대값을 기준으로 정의합니다.
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3과목: 전기기기

41. 3상 동기 발전기의 단자를 3상 단락하고 계자전류 200A를 흘린 경우 3상 단락전류는 280A 이었다. 계자전류를 250A로 증가 했을 때 3상 단락전류 [A]는?

  1. 300
  2. 330
  3. 350
  4. 370
(정답률: 36%)
  • 동기 발전기의 단락 전류는 계자 전류에 비례하는 특성을 가집니다. 따라서 계자 전류와 단락 전류의 비례식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{s1} : I_{s2} = I_{f1} : I_{f2}$
    ② [숫자 대입] $280 : I_{s2} = 200 : 250$
    ③ [최종 결과] $I_{s2} = 350$
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42. 총 도체수 200, 단중 파권으로 자극수 4, 자속수 3.14Wb의 부하를 가하여 전기자에 3A가 흐르고 있는 직류 분권 전동기의 토크는 몇 Nm 인가?

  1. 600
  2. 500
  3. 400
  4. 300
(정답률: 36%)
  • 직류기의 토크 공식 $\tau = 0.159 \times \frac{P Z \Phi I_a}{a}$를 사용하여 계산합니다. 단중 파권이므로 병렬 회로수 $a$는 자극수 $P$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\tau = 0.159 \times \frac{P Z \Phi I_a}{a}$
    ② [숫자 대입] $\tau = 0.159 \times \frac{4 \times 200 \times 3.14 \times 3}{4}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 600$
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43. 서보 모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 기동 토크가 클 것
  2. 관성 모멘트가 클 것
  3. 가감속이 용이할 것
  4. 토크 속도 곡선이 수하특성을 가질 것
(정답률: 33%)
  • 서보 모터는 정밀한 위치 제어와 빠른 응답성이 핵심입니다. 따라서 응답 속도를 높이기 위해서는 회전자의 관성 모멘트가 작아야 빠르게 가감속이 가능합니다.

    오답 노트
    관성 모멘트가 클 것: 응답 속도가 느려져 정밀 제어에 불리함
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44. 권선형 유도전동기의 기동 시 2차 저항을 넣는 이유는?

  1. 기동 전류 증대
  2. 회전수 감소
  3. 기동 토크 감소
  4. 기동 전류 감소와 기동 토크 증대
(정답률: 52%)
  • 권선형 유도전동기는 2차 회로에 외부 저항을 삽입하여 비례 제어할 수 있습니다. 2차 저항을 크게 하면 기동 시 과도한 기동 전류를 억제하여 감소시키고, 최대 토크가 발생하는 슬립을 조절하여 기동 토크를 증대시킬 수 있습니다.
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45. 전원 200V, 부하 20Ω인 단상 반파정류회로의 부하전류는 약 몇 A인가?

  1. 9.4
  2. 8.7
  3. 5.5
  4. 4.5
(정답률: 43%)
  • 단상 반파 정류회로의 평균 전압은 최대 전압의 $\frac{1}{\pi}$ 배이며, 이를 통해 부하전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{V \times 0.45}{\text{R}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{200 \times 0.45}{20}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 4.5$$
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46. 직류전압을 교류전압으로 변환하는 기기는?

  1. 인버터
  2. 정류기
  3. 초퍼
  4. 싸이클로 컨버터
(정답률: 55%)
  • 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하는 전력 변환 장치를 인버터라고 합니다.

    오답 노트
    정류기: 교류를 직류로 변환
    초퍼: 직류 전압의 크기를 변환
    싸이클로 컨버터: 교류 주파수를 직접 변환
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47. 1차전압 6900V, 1차 권선 3000회, 권수비 20의 변압기가 60Hz에 사용 될 때 철심의 최대자속 [Wb]은?

  1. 863×10-3
  2. 86.3×10-3
  3. 8.63×10-3
  4. 0.863×10-3
(정답률: 48%)
  • 변압기의 유기기전력 공식을 이용하여 최대 자속을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = 4.44 f N \Phi$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Phi = \frac{6900}{4.44 \times 60 \times 3000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Phi = 8.63 \times 10^{-3}$$
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48. 동기 발전기의 돌발 단락전류를 제한하는 것은?

  1. 누설 리액턴스
  2. 역상 리액턴스
  3. 권선 저항
  4. 동기 리액턴스
(정답률: 44%)
  • 발전기에서 돌발 단락 사고가 발생한 직후, 매우 짧은 시간 동안 흐르는 단락전류는 주로 누설 리액턴스에 의해 제한됩니다.
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49. 8극 60Hz, 3상 권선형 유도전동기의 전부하시의 2차 주파수가 3Hz, 2차 동손이 500W일 때 발생토크는 약 몇 kgㆍm 인가? (단, 기계손은 무시한다.)

  1. 10.4
  2. 10.8
  3. 11.1[
  4. 12.5
(정답률: 33%)
  • 유도전동기의 발생토크는 2차 동손과 2차 주파수의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$T = \frac{P_{c2}}{2\pi f_{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$T = \frac{500}{2 \times 3.14 \times 3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T = 26.53\text{ N}\cdot\text{m}$$
    이를 $\text{kg}\cdot\text{m}$ 단위로 환산하면 ($1\text{ kg}\cdot\text{m} \approx 9.8\text{ N}\cdot\text{m}$)
    $$T = \frac{26.53}{9.8} = 2.7$$
    단, 문제의 정답 10.8은 3상 전체 동손과 슬립을 고려한 토크 공식 $T = \frac{P_{c2}}{2\pi n_{2}}$ (여기서 $n_{2}$는 2차 회전속도)를 적용하여 계산된 결과입니다.
    $$n_{2} = \frac{120 \times 60}{8} \times \frac{3}{60} = 45\text{ rpm}$$
    $$T = \frac{500}{2\pi \times \frac{45}{60}} = \frac{500}{4.71} = 106.1\text{ N}\cdot\text{m}$$
    $$T = \frac{106.1}{9.8} = 10.8\text{ kg}\cdot\text{m}$$
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50. 변압기의 손실비와 최대효율을 나타내는 부하전류와의 관계는?

  1. 손실비가 커지면 부하전류가 작아진다.
  2. 손실비가 커지면 부하전류가 커진다.
  3. 손실비가 커지면 그 제곱에 비례하여 부하전류가 커진다.
  4. 부하전류는 손실비에 관계없다.
(정답률: 28%)
  • 변압기의 최대 효율은 철손과 동손이 같을 때 발생하며, 손실비(철손/동손)가 커질수록 최대 효율을 내기 위한 부하전류의 크기는 작아지는 관계에 있습니다.
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51. 변압기의 벡터도에서 2차 유도기전력을 나타내는 식은? (E2 : 2차 유도기전력, V2 : 2차 단자전압, I2 : 2차 전류 I0 : 여자전류, Z2 : 2차 권선의 임피던스이다.)

  1. E2=V2+I2Z2
  2. E2=V2-I2Z2
  3. E2=V2+(I2+I0)Z2
  4. E2=V2-(I2+I0)Z2
(정답률: 27%)
  • 변압기의 2차측 유도기전력은 2차 단자전압에 2차 임피던스에 의한 전압 강하분을 더한 값과 같습니다.
    $$E_{2} = V_{2} + I_{2}Z_{2}$$
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52. 리니어 모터(linear motor)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기어, 벨트 등 동력 변환기구가 필요 없고 직접 원운동이 얻어진다.
  2. 회전형 모터를 축 방향으로 잘라서 펼쳐 놓은 형상이다.
  3. 마찰을 거치지 않고 추진력이 얻어진다.
  4. 모터 자체의 구조가 간단하여 신뢰성이 높다.
(정답률: 31%)
  • 리니어 모터는 회전형 모터를 펼쳐 놓은 구조로, 기어구나 벨트 같은 동력 변환 장치 없이 직접 직선 운동을 얻는 장치입니다. 따라서 직접 원운동이 얻어진다는 설명은 틀린 것입니다.
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53. 동기기의 안정도 향상에 유효하지 않은 것은?

  1. 관성 모멘트를 크게 할 것
  2. 단락비를 크게 할 것
  3. 속응 여자 방식으로 할 것
  4. 동기 임피던스를 크게 할 것
(정답률: 33%)
  • 동기기의 안정도를 높이려면 전기적, 기계적 강성을 키워야 합니다. 동기 임피던스가 커지면 전압 강하가 심해지고 동기화 전력이 감소하여 오히려 안정도가 떨어집니다.

    오답 노트
    관성 모멘트 증대: 기계적 응답 속도를 늦춰 안정도 향상
    단락비 증대: 기기 크기가 커지고 동기 임피던스가 감소하여 안정도 향상
    속응 여자 방식: 전압 변동에 빠르게 대응하여 안정도 향상
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54. 가동 복권 발전기의 내부 결선을 바꾸어 직권 발전기로 사용하려면?

  1. 분권 계자를 단락시킨다.
  2. 분권 계자를 개방시킨다.
  3. 직권 계자를 단락시킨다.
  4. 직권 계자를 개방시킨다.
(정답률: 35%)
  • 복권 발전기는 분권 계자와 직권 계자가 모두 존재합니다. 이를 직권 발전기로 사용하려면 병렬로 연결된 분권 계자 회로를 끊어 전류가 흐르지 않게 해야 하므로 분권 계자를 개방시켜야 합니다.
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55. 직류기의 정류작용에서 전압정류를 하고자 한다. 어떻게 하여야 하는가?

  1. 계자를 이동시킨다.
  2. 보극을 설치한다.
  3. 탄소브러시를 단락시킨다.
  4. 환상권선을 분리시킨다.
(정답률: 47%)
  • 직류기의 정류 작용 중 전압 정류를 실현하기 위해서는 정류 시 발생하는 리액턴스 전압을 상쇄시켜야 하므로 보극을 설치해야 합니다.

    오답 노트
    탄소브러시: 저항 정류를 위해 사용함
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56. 6상 회전변류기의 직류측 전압(Ed)와 교류측 전압(Ea)의 실효값과의 비 는?

(정답률: 24%)
  • 6상 회전변류기에서 직류측 전압과 교류측 전압의 실효값 비는 기기 상수와 위상 관계에 의해 결정됩니다.
    $$(\frac{E_{d}}{E_{a}}) = 2\sqrt{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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57. 2차 저항과 2차 리액턴스가 0.04Ω, 0.06Ω인 3상 유도전동기의 슬립이 4%일 때 1차 부하전류가 10A 이었다면 기계적 출력은 약 몇 kW인가? (단, 권선비 α=2, 상수비 β=1 이다.)

  1. 0.57
  2. 0.85
  3. 1.15
  4. 1.35
(정답률: 26%)
  • 유도전동기의 기계적 출력은 2차 입력에서 2차 동손을 뺀 값이며, 슬립과 2차 저항을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{out} = 3 \times I_{2}^{2} \times \frac{R_{2}}{s} \times (1 - s)$
    ② [숫자 대입] $P_{out} = 3 \times (10 \times 2)^{2} \times \frac{0.04}{0.04} \times (1 - 0.04)$
    ③ [최종 결과] $P_{out} = 1.15$
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58. 3상 직권 정류자 전동기의 중간 변압기는 고정자 권선과 회전자 권선 사이에 직렬로 접속되는데 이 중간 변압기를 사용하는 중요한 이유는?

  1. 경부하시 속도의 급상승 방지를 위하여
  2. 주파수 변동으로 속도를 조정하기 위하여
  3. 회전자 상수를 감소하기 위하여
  4. 역회전을 방지하기 위하여
(정답률: 38%)
  • 3상 직권 정류자 전동기에서 중간 변압기는 부하가 매우 적은 경부하 시에 유도 기전력이 급격히 감소하여 회전 속도가 위험 수준으로 상승하는 것을 방지하는 역할을 합니다.
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59. 10kVA, 2000/100V 변압기의 1차로 환산한 임피던스는 6.2+j7Ω이다. % 저항강하[%]는?

  1. 1.55
  2. 1.75
  3. 0.175
  4. 0.35
(정답률: 25%)
  • 퍼센트 저항강하는 정격 전압 대비 저항에 의한 전압 강하의 비율을 의미합니다. 1차측 정격 전류를 먼저 구한 후 저항 성분을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_1 = \frac{P}{V_1}$$
    $$p_r = \frac{I_1 R_1}{V_1} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_1 = \frac{10000}{2000} = 5$$
    $$p_r = \frac{5 \times 6.2}{2000} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$p_r = 1.55$$
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60. 2.2kW의 분권 전동기가 있다. 전압 110V, 전기자 전류 42A, 속도 1800rpm으로 운전 중에 계자전류 및 부하전류를 일정하게 두고 단자전압을 120V로 올리면 회전수[rpm]는? (단, 전기자 회로의 저항은 0.1Ω, 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. 1440
  2. 1870
  3. 1970
  4. 2070
(정답률: 28%)
  • 분권 전동기의 회전수는 유도 기전력에 비례합니다. 먼저 초기 상태와 전압 상승 후의 유도 기전력을 각각 구한 뒤, 회전수 비례식을 이용하여 최종 회전수를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = V - I_a R_a$$
    $$N' = \frac{E'}{E} \times N$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = 110 - 42 \times 0.1 = 105.8$$
    $$E' = 120 - 42 \times 0.1 = 115.8$$
    $$N' = \frac{115.8}{105.8} \times 1800$$
    ③ [최종 결과]
    $$N' = 1970$$
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4과목: 회로이론

61. RLC 직렬회로에서 공진시의 전류는 공급전압에 대하여 어떤 위상차를 갖는가?

  1. 0°
  2. 90°
  3. 180°
  4. 270°
(정답률: 41%)
  • RLC 직렬회로에서 공진이 발생하면 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 서로 상쇄되어 회로의 임피던스는 순수 저항 성분만 남게 됩니다. 따라서 전압과 전류의 위상이 일치하게 되어 위상차는 $0^{\circ}$가 됩니다.
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62. 다음 회로에서 10Ω의 저항에 흐르는 전류 [A]는?

  1. 20
  2. 15
  3. 10
  4. 8
(정답률: 43%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 적용합니다. 회로의 상단 노드로 들어오는 모든 전류의 합은 $10\Omega$ 저항으로 흐르는 전류와 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{total} = I_1 + I_2 + I_3$$
    ② [숫자 대입]
    회로도 에서 공급되는 전류원은 $10\text{A}$, $2\text{A}$, $3\text{A}$ 입니다.
    $$I_{total} = 10 + 2 + 3$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{total} = 15\text{A}$$
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63. RL 직렬회로에 직류전압 E[V]를 어느 순간에 인가하였을 때 시정수의 5배의 시간에서는 정상 전류의 약 몇 %에 도달하는가?

  1. 93.3
  2. 95.3
  3. 97.3
  4. 99.3
(정답률: 30%)
  • RL 직렬회로에서 전류의 상승 곡선 식은 $i(t) = I_0(1 - e^{-t/\tau})$ 입니다. 시정수 $\tau$의 5배 시간($t = 5\tau$)에서의 도달률을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Ratio} = (1 - e^{-t/\tau}) \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Ratio} = (1 - e^{-5}) \times 100$$
    여기서 $e^{-5} \approx 0.0067$ 입니다.
    $$\text{Ratio} = (1 - 0.0067) \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Ratio} = 99.3\%$$
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64. 그림과 같은 주기 전압파에 있어서 0으로부터 0.02초의 사이에서는 e=5×104(t-0.02)2[V]로 표시되고 0.02초에서부터 0.04초 까지는 e=0이다. 전압의 평균치[V]는 약 얼마인가?

  1. 2.2
  2. 3.3
  3. 4
  4. 5.5
(정답률: 28%)
  • 주기 전압파의 평균값은 한 주기 동안의 전압 적분값을 주기로 나눈 값입니다. 주기는 $0.04\text{s}$이며, $0$부터 $0.02\text{s}$까지 전압이 존재하고 나머지는 $0$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{avg} = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} e(t) dt$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{avg} = \frac{1}{0.04} \int_{0}^{0.02} 5 \times 10^4 (t - 0.02)^2 dt$$
    적분 계산: $\int_{0}^{0.02} (t - 0.02)^2 dt = [ \frac{1}{3}(t - 0.02)^3 ]_{0}^{0.02} = 0 - \frac{1}{3}(-0.02)^3 = \frac{8 \times 10^{-6}}{3}$
    $$V_{avg} = \frac{1}{0.04} \times 5 \times 10^4 \times \frac{8 \times 10^{-6}}{3} = \frac{0.4}{0.012} \approx 3.33$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{avg} = 3.3\text{V}$$
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65. 기전력 3V, 내부저항 0.5Ω의 전지 9개가 있다. 이것을 3개씩 직렬로 하여 3조 병렬 접속한 것에 부하저항 1.5Ω을 접속하면 부하전류[A]는?

  1. 2.5
  2. 3.5
  3. 4.5
  4. 5.5
(정답률: 40%)
  • 전지의 직·병렬 접속 시 합성 전압과 내부 저항을 구한 뒤, 옴의 법칙을 적용하여 부하 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{E_{total}}{r_{total} + R}$$
    ② [숫자 대입]
    3개 직렬 1조의 전압 $E = 3 \times 3 = 9\text{V}$, 내부저항 $r_1 = 0.5 \times 3 = 1.5\Omega$이며, 이를 3조 병렬 연결하면 전체 전압은 $9\text{V}$, 전체 내부저항 $r_{total} = \frac{1.5}{3} = 0.5\Omega$ 입니다.
    $$I = \frac{9}{0.5 + 1.5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 4.5\text{A}$$
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66. 입력신호가 Vi′, 출력신호가 V0일 때 의 전달함수는?

(정답률: 27%)
  • 주어진 미분-적분 방정식의 전달함수를 구하기 위해 라플라스 변환을 적용합니다. 시간 영역의 미분은 $s$를 곱하는 것으로, 적분은 $s$로 나누는 것으로 변환됩니다.
    $$a_1 V_0 + a_2 \frac{d V_0}{dt} + a_3 \int V_0 dt = V_i$$
    라플라스 변환을 수행하면 다음과 같습니다.
    $$a_1 V_0(s) + a_2 s V_0(s) + \frac{a_3}{s} V_0(s) = V_i(s)$$
    전달함수 $\frac{V_0(s)}{V_i(s)}$를 구하기 위해 $V_0(s)$로 묶어 정리합니다.
    $$V_0(s) ( a_2 s + a_1 + \frac{a_3}{s} ) = V_i(s)$$
    괄호 안을 통분하면 다음과 같습니다.
    $$V_0(s) ( \frac{a_2 s^2 + a_1 s + a_3}{s} ) = V_i(s)$$
    따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{V_0(s)}{V_i(s)} = \frac{s}{a_2 s^2 + a_1 s + a_3}$$
    이는 와 일치합니다.
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67. 복소전압 를 정현파의 순시값으로 나타내면 어떻게 되는가?

(정답률: 18%)
  • 복소전압 $E = -20e^{j\frac{3}{2}\pi}$를 순시값으로 변환하는 문제입니다. 먼저 $-20$은 크기가 $20$이고 위상이 $\pi$만큼 이동한 것과 같으므로, 전체 위상은 $\frac{3}{2}\pi + \pi = \frac{5}{2}\pi$가 되며 이는 $\frac{1}{2}\pi$와 동일합니다. 실효값 $20$을 최댓값으로 바꾸기 위해 $\sqrt{2}$를 곱해주면 순시값 식은 가 됩니다.
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68. 3상 평형 부하가 있을 때 선전류 10A이고 부하의 전 소비전력이 4kW이다. 이 부하의 등가 Y 회로에 대한 각 상의 저항 [Ω]은?

  1. 40
(정답률: 29%)
  • 3상 평형 부하에서 전체 소비전력과 선전류를 이용하여 Y 결선 시 각 상의 저항값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{P}{3I^2}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{4 \times 10^3}{3 \times 10^2}$
    ③ [최종 결과] $R = \frac{40}{3}$
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69. 3r[Ω]인 6개의 저항을 그림과 같이 접속하고 평형 3상 전압 V를 가했을 때 전류 I는 몇 [A]인가? (단, 이다.)

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 24%)
  • 회로의 전체 합성 저항을 구한 뒤 옴의 법칙을 이용하여 전류를 계산합니다. 주어진 회로는 $\Delta$ 결선과 직렬 저항이 혼합된 형태로, 합성 저항 $R_{total}$은 $3r \times 2 = 6r$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R_{total}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{200\sqrt{3}}{6 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{200\sqrt{3}}{12} \approx 28.8$ (단, 문제의 정답 25에 맞춘 계산 경로상 $V$를 상전압으로 보거나 회로 해석 방식에 따라 차이가 있을 수 있으나, 공식 지정 정답인 25를 도출하는 핵심은 전체 임피던스 분석에 있습니다.)
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70. 그림에서 를 입력전압, 를 출력전압이라 할 때 전달함수는 어느 것인가?

  3. RCs
(정답률: 24%)
  • 제시된 회로는 브리지 회로 형태로, 입력전압 $e_i$와 출력전압 $e_o$ 사이의 관계를 나타내는 전달함수를 구하는 문제입니다. 회로의 임피던스 분석을 통해 유도하면 정답은 즉, $\frac{RCs - 1}{RCs + 1}$이 됩니다.
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71. 코일에 단상 100V의 전압을 가하면 30A의 전류가 흐르고 1.8kW의 전력을 소비한다고 한다. 이 코일과 병렬로 콘덴서를 접속하여 회로의 역률을 100%로 하기 위한 용량 리액턴스는 약 몇 Ω인가?

  1. 4.2
  2. 6.2
  3. 8.2
  4. 10.2
(정답률: 27%)
  • 역률을 100%로 만들기 위해서는 코일의 무효전력을 상쇄할 수 있는 콘덴서의 용량 리액턴스를 구해야 합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \sqrt{P_{a}^2 - P^{2}}$ $$Z = \frac{V^2}{Q}$$
    ② [숫자 대입] $Q = \sqrt{(100 \times 30)^2 - 1800^2}$ $$Z = \frac{100^2}{2400}$$
    ③ [최종 결과] $Z = 4.166 \approx 4.2$
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72. 에서 모든 초기 조건을 0으로 하고 라플라스 변환하면? (단, Q(s)는 q(t)의 라플라스 변환이다.)

(정답률: 36%)
  • 미분 방정식의 라플라스 변환 시 초기 조건이 0이면 $\frac{d^n q(t)}{dt^n}$는 $s^n Q(s)$로 변환되며, $\sin t$의 변환은 $\frac{1}{s^2+1}$입니다.
    ① [기본 공식] $5s^2 Q(s) + s Q(s) = 10 \times \frac{1}{s^2+1}$
    ② [숫자 대입] $Q(s)(5s^2 + s) = \frac{10}{s^2+1}$
    ③ [최종 결과] $Q(s) = \frac{10}{(5s^2 + s)(s^2 + 1)}$
    따라서 정답은 입니다.
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73. 그림과 같은 T형 회로에서 4단자 정수가 아닌 것은?

(정답률: 36%)
  • T형 회로의 4단자 정수 $A, B, C, D$ 중 $A$는 입력단에서 본 전압비로, $A = 1 + \frac{Z_1}{Z_3}$ 또는 $A = \frac{Z_2 + Z_3}{Z_3}$ 등으로 표현됩니다. 하지만 의 식 $1 + \frac{Z_3}{Z_2}$는 T형 회로의 표준 4단자 정수 정의에 부합하지 않는 잘못된 식입니다.
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74. f(t)=3u(t)+2e-t의 라플라스 변환은?

(정답률: 38%)
  • 라플라스 변환의 선형성과 기본 변환 공식 $\mathcal{L}\{u(t)\} = \frac{1}{s}$ 및 $\mathcal{L}\{e^{at}\} = \frac{1}{s-a}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = 3 \times \frac{1}{s} + 2 \times \frac{1}{s+1}$
    ② [숫자 대입] $F(s) = \frac{3(s+1) + 2s}{s(s+1)}$
    ③ [최종 결과] $F(s) = \frac{5s + 3}{s(s+1)}$
    따라서 정답은 입니다.
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75. 임피던스 함수가 으로 표시되는 2단자 회로망은? (단, s=jw이다.)

(정답률: 37%)
  • 임피던스 함수 $Z(s) = \frac{3s + 3}{s}$를 정리하면 $$Z(s) = 3 + \frac{3}{s}$$가 됩니다. 여기서 상수 $3$은 저항 $R=3\Omega$을 의미하고, $\frac{3}{s}$는 커패시턴스 $C$에 대한 임피던스 $\frac{1}{sC}$ 형태이므로 $C = \frac{1}{3}$F인 회로입니다. 따라서 저항 $3\Omega$과 커패시터 $1/3$F가 직렬로 연결된 가 정답입니다.
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76. 10Ω의 저항 3개를 Y로 결선한 것을 등가 △결선으로 환산한 저항의 크기[Ω]는?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 60
(정답률: 53%)
  • Y결선을 $\Delta$결선으로 환산할 때, 각 저항의 크기가 동일하다면 $\Delta$결선 저항은 Y결선 저항의 3배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{\Delta} = 3 R_Y$
    ② [숫자 대입] $R_{\Delta} = 3 \times 10$
    ③ [최종 결과] $R_{\Delta} = 30$
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77. 상순이 a-b-c인 3상 회로에 있어서 대칭분 전압이 V0=-8+j3[V], V1=6-j8[V], V2=8+j12[V]일 때 a상의 전압 Va[V]는?

  1. 6+j7
  2. 8+j12
  3. 6+j14
  4. 16+j4
(정답률: 42%)
  • a상의 전압은 영상, 정상, 역상 전압의 합으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{a} = V_{0} + V_{1} + V_{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{a} = (-8 + j3) + (6 - j8) + (8 + j12)$
    ③ [최종 결과] $V_{a} = 6 + j7$
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78. 다음 회로에서 전압비 전달함수 는 어떻게 되는가?

(정답률: 29%)
  • 전압비 전달함수 $\frac{V_{2}(s)}{V_{1}(s)}$는 회로의 전압 분배 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다. $R_{1}$과 $C_{s}$의 병렬 임피던스는 $\frac{R_{1}}{1 + R_{1}C_{s}s}$이며, 이를 $R_{2}$와의 전압 분배식에 대입하여 정리합니다.
    $$\frac{V_{2}(s)}{V_{1}(s)} = \frac{R_{2}}{\frac{R_{1}}{1 + R_{1}C_{s}s} + R_{2}} = \frac{R_{2}(1 + R_{1}C_{s}s)}{R_{1} + R_{2}(1 + R_{1}C_{s}s)} = \frac{R_{1}R_{2}C_{s}s + R_{2}}{R_{1}R_{2}C_{s}s + R_{1} + R_{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 그림과 같은; 회로에서 t=0의 순간 S를 열었을 때 L의 양단에 발생하는 역기전력은 인가전압의 몇 배가 발생하는가? (단, 스위치 S를 열기전에 회로는 정상상태이다.)

(정답률: 26%)
  • 스위치 S를 열기 전 정상상태에서 인덕터 $L$에 흐르는 전류는 $I = \frac{E}{r}$입니다. 스위치를 여는 순간, 전류는 $r_{1}$ 경로로 급격히 변하며 $L$ 양단에는 $L \frac{di}{dt}$에 의한 역기전력이 발생합니다. 이때 발생하는 전압은 인가전압 $E$에 저항비가 곱해진 형태가 됩니다.
    $$\frac{V_{L}}{E} = \frac{r + r_{1}}{r}$$
    따라서 정답은 입니다.
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80. a+a2의 값은? (단, a=ej120°이다.)

  1. 0
  2. -1
  3. 1
  4. a3
(정답률: 32%)
  • 주어진 조건 $a = e^{j120^{\circ}}$는 $1 + a + a^{2} = 0$을 만족하는 복소수 성질을 가집니다. 따라서 $a + a^{2}$의 값은 $-1$이 됩니다.
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5과목: 전기설비

81. 사용전압이 고압인 전로에만 사용되는 케이블은?

  1. 알루미늄피 케이블
  2. 클로로프렌 외장 케이블
  3. 비닐 외장 케이블
  4. 콤바인 덕트 케이블
(정답률: 40%)
  • 콤바인 덕트 케이블은 고압 이상의 전로에 사용하기 위해 설계된 특수 케이블입니다.
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82. 최대 사용전압 150V인 정류기는 몇 V의 절연내력 시험 전압에 견디어야 하는가?

  1. 1500
  2. 1650
  3. 1875
  4. 2250
(정답률: 27%)
  • 정류기의 절연내력 시험 전압은 최대 사용전압의 $10$배 전압을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{시험전압} = \text{최대사용전압} \times 10$
    ② [숫자 대입] $\text{시험전압} = 150 \times 10$
    ③ [최종 결과] $\text{시험전압} = 1500$
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83. 154kV 가공전선로를 제1종 특고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우 전선에 지락 또는 단락이 발생하면 몇 초 이내에 자동적으로 이것을 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 24%)
  • 제1종 특고압 보안공사 대상 전선로에서 지락 또는 단락 사고 발생 시, 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치는 $2$초 이내에 작동해야 합니다.
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84. 급경사지에 시설하는 전선로의 시설 중 옳지 않은 것은?

  1. 저압과 고압 전선로를 벼랑에 설치 시 저압전선로를 고압전선로 위에 시설한다.
  2. 전선에 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우에는 적당한 방호장치를 시설한다.
  3. 전선은 케이블인 경우 이외에는 벼랑에 견고하게 붙인 금속제 완금류에 절연성 및 내수성의 애자로 지지한다.
  4. 전선의 지지점간 거리는 15m 이하로 한다.
(정답률: 41%)
  • 저압과 고압 전선로를 벼랑에 설치할 때는 안전을 위해 고압전선로를 저압전선로보다 위에 시설해야 합니다.
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85. 전기사용 장소의 옥내배선이 다음과 같이 시공되어 있었다. 잘못 시공된 것은?

  1. 애자사용 공사시 전선 상호간의 간격이 7cm로 되어 있었다.
  2. 라이팅 덕트의 지지점간 거리는 2m로 되어 있었다.
  3. 합성수지관 공사의 관의 지지점간의 거리가 2m로 되어 있었다.
  4. 금속관 공사로 시공하였고 절연전선이 사용되었다.
(정답률: 22%)
  • 합성수지관 공사에서 관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 시설해야 하므로, $2\text{m}$로 시공한 것은 잘못된 것입니다.
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86. 제 2종 특고압 보안공사 시 B종 철주를 지지물로 사용하는 경우 경간은 몇 m 이하인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 400
  4. 500
(정답률: 36%)
  • 제 2종 특고압 보안공사 시 지지물로 B종 철주를 사용하는 경우, 허용되는 최대 경간은 $200\text{m}$이하입니다.
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87. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 저압 가공전선과 고압 가공전선과의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 29%)
  • 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때, 두 전선 사이의 안전한 이격거리는 $50\text{cm}$이상으로 유지해야 합니다.
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88. 전로의 사용전압이 300V 초과 400V 미만인 경우의 절연저항값은 몇 MΩ 이상이어야 하는가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 39%)
  • 전로의 사용전압에 따른 절연저항 기준에 따라, 사용전압이 $300\text{V}$ 초과 $400\text{V}$ 미만인 경우 절연저항값은 $0.3\text{M}\Omega$이상이어야 합니다.
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89. 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전자계는 지표상 1m에서 전계강도는 몇 kV/m 이하 이어야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.5
  4. 4.5
(정답률: 30%)
  • 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전자계의 전계강도 기준은 지표상 $1\text{m}$에서 $3.5\text{kV/m}$이하로 규정되어 있습니다.
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90. 사람이 상시 통행하는 터널안의 배선 시설로 적합하지 않은 것은?

  1. 사용전압은 저압에 한한다.
  2. 애자사용 공사에 의하여 시설하고 이를 노면상 2m 이상의 높이에 시설한다.
  3. 전로에는 터널입구에 가까운 곳에 전용 개폐기를 시설한다
  4. 공칭 단면적 2.5mm2 연동선과 동등 이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용한다.
(정답률: 41%)
  • 사람이 상시 통행하는 터널 안의 배선 시설은 안전을 위해 노면상 $2.5\text{m}$이상의 높이에 시설해야 합니다.

    오답 노트
    노면상 2m 이상의 높이에 시설한다: 기준 높이는 $2.5\text{m}$이상이어야 하므로 적합하지 않습니다.
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91. 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 150
  2. 220
  3. 300
  4. 600
(정답률: 52%)
  • 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 안전을 위해 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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92. 연료전지 및 태양전지 모듈은 최대사용전압의 1.5배의 직류전압과 또는 몇 배의 교류전압을 충전부분과 대지사이에 연속하여 10분간 가하여 절연내력 시험을 하여 견디어야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 30%)
  • 연료전지 및 태양전지 모듈의 절연내력 시험 기준은 최대사용전압의 $1.5$배의 직류전압 또는 $1.0$배의 교류전압을 충전부분과 대지 사이에 10분간 가하여 견뎌야 합니다.
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93. 저압 옥내전로의 인입구에 가까운 곳으로서 쉽게 개폐할 수 있는 곳에 개폐기를 시설하여야 한다. 그러나 사용전압이 400V 미만인 옥내전로로서 다른 옥내전로에 접속하는 길이가 몇 m 이하인 경우는 개폐기를 생략할 수 있는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 29%)
  • 저압 옥내전로의 개폐기 설치 생략 조건에 따라, 사용전압이 $400\text{V}$ 미만인 옥내전로가 다른 옥내전로에 접속하는 길이가 $15\text{m}$이하인 경우에는 개폐기 설치를 생략할 수 있습니다.
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94. 제 3종 접지공사의 특례에 따른 금속체와 대지간의 전기저항 값이 몇 Ω 이하인 경우에는 제 3종 접지공사를 한 것으로 보는가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 28%)
  • 제 3종 접지공사의 특례 규정에 따라, 금속체와 대지 사이의 전기저항 값이 $100\Omega$이하인 경우에는 제 3종 접지공사를 한 것으로 인정합니다.
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95. 시가지에 시설하는 170kV 이하인 특고압 가공전선로의 지지물이 철탑이고 전선이 수평으로 2이상 있는 경우에 전선 상호간의 간격이 4m 미만인 때에는 특고압 가공전선로의 경간은 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 19%)
  • 시가지에 시설하는 $170\text{ kV}$이하 특고압 가공전선로에서 지지물이 철탑이고 전선이 수평으로 2이상 있으며 상호 간격이 $4\text{ m}$ 미만인 경우, 경간은 $250\text{ m}$이하로 제한합니다.
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96. 400V 미만의 저압용 계기용 변성기의 철심에는 몇 종 접지 공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 특별 제 3종 접지공사
  2. 제 1종 접지공사
  3. 제 2종 접지공사
  4. 제 3종 접지공사
(정답률: 48%)
  • 과거 규정에 따라 $400\text{ V}$ 미만의 저압용 계기용 변성기 철심에는 제 3종 접지공사를 시행하였습니다.

    오답 노트
    KEC 규정 변경으로 현재는 접지 시스템 방식이 변경되어 해당 종별 접지 개념은 사용되지 않습니다.
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97. 220V의 가공전선이 횡단보도교 위를 횡단할 때 최저 높이[m]는?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 35%)
  • 저압 가공전선이 횡단보도교 위를 횡단하는 경우, 안전 확보를 위해 최저 높이는 $3.5\text{ m}$이상으로 유지해야 합니다.
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98. 특고압 전선로에 접속하는 배전용 변압기를 시설할 때 변압기의 1차 전압은 몇 kV이하 이어야 하는가? (단, 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳은 제외)

  1. 30
  2. 35
  3. 40
  4. 45
(정답률: 38%)
  • 특고압 전선로에 접속하는 배전용 변압기의 1차 전압은 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳을 제외하고 $35\text{ kV}$이하로 시설해야 합니다.
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99. 다음 중 전선로의 종류가 아닌 것은?

  1. 공간 전선로
  2. 수상 전선로
  3. 옥측 전선로
  4. 옥상 전선로
(정답률: 35%)
  • 전선로의 종류에는 수상 전선로, 옥측 전선로, 옥상 전선로, 지중 전선로 등이 있으며, 공간 전선로는 규정된 전선로의 종류에 해당하지 않습니다.
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100. 교통신호등 회로의 사용전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 110
  2. 220
  3. 300
  4. 380
(정답률: 49%)
  • 교통신호등 회로의 안전을 위한 사용전압 기준은 300 V 이하로 규정되어 있습니다.
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