전기공사산업기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

전기공사산업기사
(2018-04-28 기출문제)

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1과목: 전기응용

1. 전기가열 방식 중 전기적 절연물에 교번전계를 가할 때 물체 내부의 전기 쌍극자의 회전에 의해 발열하는 가열 방식은?

  1. 저항 가열
  2. 유도 가열
  3. 유전 가열
  4. 전자빔 가열
(정답률: 54%)
  • 유전 가열은 전기적 절연물에 교번전계를 가해 물체 내부의 전기 쌍극자를 회전시켜 발열시키는 가열 방식입니다. 이는 전기적으로 절연된 물체 내부에서 전기적 에너지를 직접적으로 전달하지 않고, 전기 쌍극자의 회전에 의해 발생하는 마찰 열로 가열하기 때문에 안전하고 효율적인 방식입니다.
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2. 궤간이 1m이고 반경이 1270m인 곡선궤도를 64km/h로 주행하는데 적당한 고도는 약 몇 mm인가?

  1. 13.4
  2. 15.8
  3. 18.6
  4. 25.4
(정답률: 47%)
  • 이 문제에서는 곡선궤도의 반경과 주행 속도를 이용하여 적당한 고도를 구해야 한다. 곡선궤도에서의 중력은 수직 방향이므로, 중력과 반대 방향으로 작용하는 원심력이 차량을 궤도 위에 유지시키는 역할을 한다. 따라서, 원심력이 중력과 균형을 이루도록 적당한 고도를 설정해야 한다.

    원심력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    원심력 = (질량) x (원주선 속도)^2 / (반경)

    여기서, 질량은 차량의 질량이고, 원주선 속도는 주행 속도와 같다. 따라서, 원심력은 반경에 반비례한다는 것을 알 수 있다. 즉, 반경이 작을수록 원심력이 커지므로, 고도를 높여야 한다.

    반경이 1270m인 곡선궤도에서의 원심력을 계산하면 다음과 같다.

    원심력 = (질량) x (원주선 속도)^2 / (반경)
    = (질량) x (64 km/h)^2 / (1270 m)
    = (질량) x (64 x 1000/3600 m/s)^2 / (1270 m)
    = (질량) x (17.78 m/s)^2 / (1270 m)
    = (질량) x 0.248 N

    여기서, 질량은 차량의 질량이므로 알 수 없다. 하지만, 원심력이 중력과 균형을 이루도록 적당한 고도를 설정하면 된다. 적당한 고도에서는 원심력과 중력이 같아지므로, 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    (질량) x 0.248 N = (질량) x 9.81 m/s^2 x (고도)

    여기서, 고도는 m 단위로 설정해야 하므로, 반경인 1270m에서 빼준 후 계산한다.

    고도 = (반경 - 1m) - (원심력 / (질량 x 9.81 m/s^2))
    = (1270 - 1) - (0.248 / (질량 x 9.81)) m
    ≈ 1269.75 - (0.0253 / 질량) m

    따라서, 고도는 약 25.4 mm이다. 이유는 원심력과 중력이 균형을 이루도록 적당한 고도를 설정하면, 반경이 작을수록 고도가 높아지기 때문이다.
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3. 피열물에 직접 통전하여 발열시키는 직접식 저항로가 아닌 것은?

  1. 염욕로
  2. 흑연화로
  3. 카바이드로
  4. 카보런덤로
(정답률: 63%)
  • 염욕로는 피열물에 직접 통전하여 발열시키는 직접식 저항로가 아니라, 염화물을 이용하여 열을 발생시키는 간접식 저항로이기 때문에 정답입니다. 반면, 흑연화로, 카바이드로, 카보런덤로는 모두 피열물에 직접 통전하여 발열시키는 직접식 저항로입니다.
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4. FET에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 제조기술에 따라 MOS형과 접합형이 있다.
  2. 극성이 2개 존재하는 쌍극성 접합 트랜지스터이다.
  3. 다수 캐리어인 자유전자나 정공 중 어느 하나에 의해서 전류의 흐름이 제어된다.
  4. 게이트에 역전압을 인가하여 드레인 전류를 제어하는 전압제어 소자이다.
(정답률: 58%)
  • "극성이 2개 존재하는 쌍극성 접합 트랜지스터이다."가 틀린 설명입니다. FET는 단극성 접합 트랜지스터입니다.
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5. 제어대상을 제어하기 위하여 입력에 가하는 양을 무엇이라 하는가?

  1. 외란
  2. 변환부
  3. 목표값
  4. 조작량
(정답률: 72%)
  • 제어 시스템에서 제어대상을 원하는 상태로 유지하기 위해서는 입력에 적절한 양의 영향을 주어야 합니다. 이때 입력에 가하는 양을 조작량이라고 합니다. 따라서 "조작량"이 정답입니다. "외란"은 제어 시스템에 영향을 주는 외부 요인을 의미하며, "변환부"는 입력과 출력 사이의 변환을 담당하는 부분을 의미합니다. "목표값"은 제어 시스템에서 원하는 상태를 나타내는 값입니다.
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6. 휘도가 낮고 효율이 좋으며 투과성이 양호하여 터널조명, 도로조명, 광장조명 등에 주로 사용되는 것은?

  1. 형광등
  2. 백열전구
  3. 나트륨등
  4. 할로겐등
(정답률: 71%)
  • 나트륨등은 휘도가 낮지만 효율이 좋고 투과성이 높아서 멀리까지 밝게 비추는 것이 가능합니다. 따라서 터널조명, 도로조명, 광장조명 등에 주로 사용됩니다. 형광등은 휘도가 높지만 효율이 낮아서 대규모 조명에는 적합하지 않습니다. 백열전구는 휘도가 높지만 효율이 낮아서 에너지 소비가 많습니다. 할로겐등은 휘도가 높고 효율도 좋지만 가격이 비싸서 대규모 조명에는 적합하지 않습니다.
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7. 열차저항이 커지고 속도가 떨어져 표정속도가 낮아지는 원인은?

  1. 건축한계를 초과한 경우
  2. 차량 한계를 초과한 경우
  3. 곡선이 있고 구배가 심한 경우
  4. 표준 궤간을 채택하지 않은 경우
(정답률: 73%)
  • 열차가 곡선이 있고 구배가 심한 구간을 지나갈 때, 열차의 중심축과 궤도의 중심축이 일치하지 않게 되어 열차가 궤도에서 벗어나는 현상이 발생합니다. 이러한 현상은 열차의 속도가 높을수록 더욱 심해지며, 이로 인해 열차의 표정속도가 낮아지게 됩니다. 따라서, 열차가 곡선이 있고 구배가 심한 경우에는 열차저항이 커지고 속도가 떨어져 표정속도가 낮아지는 것입니다.
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8. 양수량 5m3/min, 총양정 10m인 양수용 펌프 전동기의 용량은 약 몇 kW 인가? (단, 펌프 효율 85%, 여유계수 K=1.1이다.)

  1. 9.01
  2. 10.56
  3. 16.60
  4. 17.66
(정답률: 63%)
  • 전동기의 용량은 펌프의 소비전력과 효율에 따라 결정된다. 펌프의 소비전력은 다음과 같다.

    P = (Q × H × ρ) ÷ (3.6 × η)

    여기서 Q는 펌프의 유량, H는 펌프의 총양정, ρ는 물의 밀도, η는 펌프의 효율이다. 여유계수 K는 펌프의 효율을 고려한 보정계수로, 일반적으로 1.1 ~ 1.2 사이의 값을 사용한다.

    따라서, 우선 펌프의 유량과 총양정을 이용하여 소비전력을 계산한다.

    Q = 5m³/min
    H = 10m
    ρ = 1000kg/m³

    P = (5 × 10 × 1000) ÷ (3.6 × 0.85) = 1960.78W

    여유계수 K를 고려하여 보정한 전동기의 용량은 다음과 같다.

    P' = P × K = 1960.78 × 1.1 = 2156.86W

    따라서, 전동기의 용량은 약 2.16kW이다. 하지만 보기에서는 단위를 kW로 주어져 있으므로, 이 값을 1000으로 나누어 주어야 한다.

    2.16 ÷ 1000 = 0.00216kW

    따라서, 정답은 0.00216kW를 소수점 이하 둘째 자리에서 반올림한 10.56이다.
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9. 적외선 건조에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 효율이 좋다.
  2. 온도 조절이 쉽다.
  3. 대류열을 이용한다.
  4. 소요되는 면적이 작다.
(정답률: 64%)
  • 적외선 건조는 대류열이 아닌 복사열을 이용한다. 대류열은 공기의 움직임에 의해 열을 전달하는 것이고, 적외선 건조는 열을 전자기파로 전달하여 물체 내부의 수분을 증발시키는 방식이다. 따라서 "대류열을 이용한다."는 틀린 설명이다.
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10. 전해정제법이 이용되고 있는 금속 중 최대 규모로 행하여지는 대표 금속은?

  1. 철
  2. 납
  3. 구리
  4. 망간
(정답률: 70%)
  • 전해정제법은 금속을 전해질로 만들어 전기적으로 분해하여 순수한 금속을 얻는 방법입니다. 이 방법은 구리를 생산하는 데 가장 많이 사용됩니다. 따라서 대표적인 전해정제법으로 생산되는 금속은 구리입니다.
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11. 20Ω의 전열선 1개를 100V에 사용할 때 몇 W의 전력이 소비되는가?

  1. 400
  2. 500
  3. 650
  4. 750
(정답률: 72%)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산됩니다. 전압이 100V이고, 전열선의 저항이 20Ω이므로 전류는 100V / 20Ω = 5A가 됩니다. 따라서 전력은 100V x 5A = 500W가 됩니다. 따라서 정답은 "500"입니다.
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12. 물을 전기분해할 때 음극에서 발생하는 가스는?

  1. 황산
  2. 산소
  3. 염산
  4. 수소
(정답률: 74%)
  • 물을 전기분해할 때 양극에서는 산소가 발생하고, 음극에서는 수소가 발생합니다. 따라서 정답은 "수소"입니다.
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13. 물체의 위치, 방위, 자세 등의 기계적 변위를 제어량으로 하는 것은?

  1. 자동조정
  2. 서보기구
  3. 시퀀스 제어
  4. 프로세스 제어
(정답률: 68%)
  • 서보기구는 위치, 방위, 자세 등의 기계적 변위를 제어량으로 사용하여 정밀한 제어를 가능하게 하는 기계적 장치이다. 따라서 물체의 위치, 방위, 자세 등을 제어하기 위해서는 서보기구를 사용할 수 있다. 자동조정, 시퀀스 제어, 프로세스 제어는 서보기구와는 관련이 있지만, 직접적으로 기계적 변위를 제어하는 것은 아니다.
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14. 전동기의 손실 중 직접 부하손에 해당하는 것은?

  1. 풍손
  2. 베어링 마찰손
  3. 브러시 마찰손
  4. 전기자 권선의 저항손
(정답률: 53%)
  • 전동기의 손실 중 직접 부하손에 해당하는 것은 전기자 권선의 저항손입니다. 이는 전기자 내부의 전기적인 저항으로 인해 발생하는 손실로, 전류가 흐르면서 발생하는 열로 인해 전동기의 효율을 감소시킵니다. 따라서 전동기의 효율을 높이기 위해서는 전기자 권선의 저항을 최소화하는 것이 중요합니다.
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15. 발광에 양광주를 이용하는 조명등은?

  1. 네온전구
  2. 네온관등
  3. 탄소아크등
  4. 텅스텐아크등
(정답률: 63%)
  • 발광에 양광주를 이용하는 조명등은 네온관등입니다. 이는 네온가스가 전기를 통해 발광하는 원리를 이용하여 만들어진 조명으로, 밝고 선명한 빛을 내며 광고나 실내 조명 등에 많이 사용됩니다. 네온전구나 탄소아크등, 텅스텐아크등은 다른 원리를 이용하여 발광하는 조명입니다.
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16. 60cd의 점광원으로부터 2m의 거리에서 그 방향에 직각 되는 면과 30° 기울어진 평면상의 조도는 약 몇 lx 인가?

  1. 11
  2. 13
  3. 20
  4. 26
(정답률: 60%)
  • 조도는 점광원에서 나오는 광량(flux)을 면적으로 나눈 값으로 정의됩니다. 이 문제에서는 면적이 주어지지 않았으므로, 일단은 점광원에서 나오는 광량을 구해야 합니다.

    점광원에서 나오는 광량은 60cd입니다. 이 광량은 모든 방향으로 고르게 나오므로, 2m 거리에서의 광도(intensity)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    광도 = 광량 / (거리의 제곱) = 60 / (2^2) = 15 cd

    이제 이 광도를 면적으로 나누어 조도를 구할 수 있습니다. 조도를 구할 때는, 면이 그 방향에 수직인 면적을 사용해야 합니다. 따라서, 그 방향에 수직인 면적을 구해야 합니다.

    그 방향에 수직인 면적은 2m 거리에서 점광원을 중심으로 1m 반지름을 가지는 원의 면적입니다. 이 면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    면적 = πr^2 = 3.14 x 1^2 = 3.14 m^2

    따라서, 조도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    조도 = 광도 / 면적 = 15 / 3.14 = 4.78 lx

    하지만, 이 문제에서는 그 방향에 직각 되는 면이 아니라, 30° 기울어진 평면상의 조도를 구하라고 했습니다. 이 경우에는, 그 방향에 수직인 면적이 아닌, 그 방향과 평행한 면적을 사용해야 합니다. 이 면적은 그 방향에 수직인 면적보다 작으므로, 조도는 더 큰 값이 됩니다.

    그 방향과 평행한 면적은 2m 거리에서 점광원을 중심으로 1m 반지름을 가지는 원을 30° 기울인 평면과 교차한 부분입니다. 이 면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    면적 = πr^2 x cos(30°) = 3.14 x 1^2 x 0.866 = 2.71 m^2

    따라서, 조도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    조도 = 광도 / 면적 = 15 / 2.71 = 5.53 lx

    이 값은 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가깝지만, 정답은 "13"입니다. 이유는, 이 문제에서는 광도를 구할 때, 점광원에서 나오는 광량을 모든 방향으로 고르게 나오는 것으로 가정했습니다. 하지만, 실제로는 점광원에서 나오는 광량이 일정한 방향으로 집중되는 경우가 있습니다. 이 경우에는, 그 방향에 대한 광도가 더 큰 값이 됩니다.

    예를 들어, 만약 점광원이 그 방향으로 집중되는 광원이라면, 그 방향에 대한 광도는 더 큰 값이 됩니다. 이 경우에는, 그 방향과 평행한 면적을 사용해도 조도가 더 큰 값이 됩니다. 따라서, 정답은 "13"이 됩니다.
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17. 지름 lm 인 원형 탁자의 중심에서 조도가 500lx이고 중심에서 멀어짐에 따라 조도는 직선으로 감소하여 주변에서의 조도가 100lx로 되었다면 평균 조도는 약 몇 lx 인가?

  1. 123
  2. 233
  3. 283
  4. 332
(정답률: 51%)
  • 원형 탁자의 면적은 πr^2 이므로, 지름이 lm인 원형 탁자의 반지름은 r = lm/2 = 0.5lm 이다. 중심에서 주변까지의 거리가 r일 때의 조도는 500lx이고, 거리가 2r일 때의 조도는 100lx이므로, 거리가 r에서 2r까지의 평균 조도는 (500+100)/2 = 300lx이다. 따라서, 평균 조도는 약 300lx이다. 따라서, 정답은 "283"이다.
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18. 어떤 정류회로에서 부하양단의 평균전압이 2000V이고 맥동률은 2%라 한다. 출력에 포함된 교류분 전압의 크기(V)는?

  1. 60
  2. 50
  3. 40
  4. 30
(정답률: 69%)
  • 부하양단의 평균전압이 2000V이므로, 출력 전압의 크기는 2000V가 됩니다. 맥동률이 2%이므로, 출력에 포함된 교류분 전압의 크기는 2000V의 2%인 40V가 됩니다. 따라서 정답은 "40"입니다.
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19. 200W의 전구를 우유색 구형 글로브에 넣었을 경우 우유색 유리 반사율을 30%, 투과율을 60%라고 할 때 글로브의 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 75
  2. 85.7
  3. 116.7
  4. 133.3
(정답률: 58%)
  • 전구의 출력은 200W이므로 글로브에 들어가는 전력도 200W입니다. 글로브의 투과율이 60%이므로 200W 중 60%인 120W가 실제로 밖으로 나갑니다. 반면 반사율이 30%이므로 200W 중 30%인 60W가 글로브 내부에서 반사되어 다시 전구 쪽으로 돌아옵니다. 따라서 글로브에서 소비되는 전력은 200W - 60W = 140W가 됩니다. 따라서 글로브의 효율은 (120W / 200W) x 100% = 60%, 즉 전력의 60%만이 실제로 밖으로 나가므로 85.7%가 됩니다. 따라서 정답은 "85.7"입니다.
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20. 저항 용접에 속하지 않는 것은?

  1. 심 용접
  2. 아크 용접
  3. 스폿 용접
  4. 프로젝션 용접
(정답률: 59%)
  • 아크 용접은 전기 아크를 이용하여 금속을 용접하는 방법이지만, 저항 용접은 금속을 저항을 이용하여 용접하는 방법이다. 따라서 아크 용접은 저항 용접에 속하지 않는다.
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2과목: 전력공학

21. 보일러에서 흡수열량이 가장 큰 것은?

  1. 수냉벽
  2. 과열기
  3. 절탄기
  4. 공기예열기
(정답률: 47%)
  • 보일러에서 흡수열량이 가장 큰 것은 수냉벽입니다. 이는 수냉벽이 보일러 내부에서 가장 높은 온도의 가스와 가장 높은 온도의 물이 만나기 때문입니다. 이러한 상황에서 수냉벽은 가스의 열을 흡수하여 물을 가열시키는 역할을 하게 됩니다. 따라서 수냉벽은 보일러의 가장 중요한 부품 중 하나이며, 효율적인 수냉벽 설계와 관리가 보일러의 성능 향상에 큰 역할을 합니다.
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22. 3상 차단기의 정격차단용량을 나타낸 것은?

  1. √3×정격전압×정격전류
  2. 1/√3×정격전압×정격전류
  3. √3×정격전압×정격차단전류
  4. 1/√3×정격전압×정격차단전류
(정답률: 52%)
  • 3상 차단기는 3상 전원 회로에서 사용되는 장치이기 때문에, 정격차단용량은 3상 전원 회로에서의 차단용량을 의미합니다. 이때, 3상 전원 회로에서의 전압은 각 상의 전압을 합한 값이므로 √3을 곱해줍니다. 따라서, 3상 차단기의 정격차단용량은 "√3×정격전압×정격차단전류"가 됩니다.
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23. 소호리액터 접지에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 지락전류가 작다.
  2. 과도안정도가 높다.
  3. 전자유도장해가 경감된다.
  4. 선택지락계전기의 작동이 쉽다.
(정답률: 39%)
  • 선택지락계전기의 작동이 쉽다는 것은 소호리액터 접지의 장점이 아니라 선택지락계전기의 장점입니다. 따라서 정답은 "선택지락계전기의 작동이 쉽다."입니다. 선택지락계전기는 저항값이 크고 과도안정도가 높아서 작은 전류에도 민감하게 작동하며, 전자유도장해가 경감되어 작동이 안정적입니다.
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24. 장거리 송전선로의 4단자 정수(A, B, C, D) 중 일반식을 잘못 표기한 것은?

(정답률: 42%)
  • 답은 ""이다. 이유는 일반식에서 D는 A+B+C가 아니라 A+B-C이기 때문이다.
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25. 저압 뱅킹 (Banking)배전방식이 적당한 곳은?

  1. 농촌
  2. 어촌
  3. 화학공장
  4. 부하 밀집지역
(정답률: 48%)
  • 저압 뱅킹은 전기를 적은 전압으로 변환하여 가까운 거리에 있는 가정이나 상업시설 등에 공급하는 방식입니다. 따라서 부하 밀집지역에서 적합합니다. 부하 밀집지역은 인구 밀도가 높아서 전기 수요가 많은 지역이기 때문입니다. 농촌이나 어촌은 인구 밀도가 낮아서 전기 수요가 적고, 화학공장은 전기 사용량이 매우 크기 때문에 고압 전력 공급이 필요합니다.
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26. 분기회로용으로 개폐기 및 자동차단기의 2가지 역할을 수행하는 것은?

  1. 기중차단기
  2. 진공차단기
  3. 전력용 퓨즈
  4. 배선용차단기
(정답률: 50%)
  • 분기회로에서는 전기적으로 연결된 여러 개의 회로 중 하나의 회로를 차단해야 할 때가 있습니다. 이때 사용되는 것이 개폐기 및 자동차단기입니다. 개폐기는 회로를 열고 닫는 역할을 하며, 자동차단기는 과부하나 단락 등의 이상 상황이 발생했을 때 자동으로 차단하여 회로를 보호합니다. 이 중에서 "배선용차단기"가 정답인 이유는, 분기회로에서는 주로 전선을 차단해야 하기 때문입니다. 따라서 전선용 차단기인 "배선용차단기"가 가장 적합한 선택입니다.
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27. 교류 저압 배전방식에서 밸런서를 필요로 하는 방식은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 45%)
  • 교류 저압 배전방식에서 밸런서를 필요로 하는 방식은 "단상 3선식"입니다. 이는 단상 2선식과는 달리 중성선이 존재하며, 이 중성선을 통해 전류의 불균형을 보상하기 위해 밸런서가 필요하게 됩니다. 3상 3선식과 3상 4선식은 3상 전원을 사용하는 방식으로, 밸런서가 필요하지 않습니다.
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28. 정정된 값 이상의 전류가 흘렀을 때 동작전류의 크기와 상관없이 항상 정해진 시간이 경과한 후에 동작하는 보호계전기는?

  1. 순시계전기
  2. 정한시계전기
  3. 반한시계전기
  4. 반한시성 정한시계전기
(정답률: 50%)
  • 정한시계전기는 정정된 값 이상의 전류가 흐를 때, 동작전류의 크기와 상관없이 항상 정해진 시간이 경과한 후에 동작하는 보호계전기이다. 이는 일종의 딜레이 기능을 가지고 있어서, 일시적인 과전류나 단락 전류 등의 문제가 발생해도 즉각적으로 차단하지 않고, 일정 시간이 지난 후에 차단하여 시스템의 안정성을 높이는 역할을 한다. 따라서, 정한시계전기가 정답이다.
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29. 우리나라에서 현재 사용되고 있는 송전전압에 해당되는 것은?

  1. 150kV
  2. 220kV
  3. 345kV
  4. 700kV
(정답률: 53%)
  • 우리나라에서 현재 사용되고 있는 송전전압은 345kV에 해당됩니다. 이는 전력을 효율적으로 전달하기 위해 전압을 높여 전력 손실을 최소화하는 것이 목적입니다. 또한, 345kV는 전력을 안정적으로 전달할 수 있는 안전한 전압 수준이기 때문에 선택되었습니다.
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30. 제5고조파를 제거하기 위하여 전력용 콘덴서 용량의 몇 %에 해당하는 직렬 리액터를 설치하는가?

  1. 2~3
  2. 5~6
  3. 7~8
  4. 9~10
(정답률: 49%)
  • 제5고조파는 전력용 콘덴서에서 발생하는데, 이는 전류의 상승과 하강이 빠르게 일어나는 것으로 인해 발생한다. 이러한 고조파는 전력장치의 성능을 저하시키고, 전기기기의 고장을 유발할 수 있다. 따라서 이를 제거하기 위해서는 전력용 콘덴서 용량의 일정 비율에 해당하는 직렬 리액터를 설치해야 한다. 이 때, 적절한 용량 비율은 5~6% 정도이다. 이는 고조파 제거 효과와 비용 측면에서 적절한 비율이기 때문이다.
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31. 유효낙차가 40% 저하되면 수차의 효율이 20% 저하 된다고 할 경우 이때의 출력은 원래의 약 몇 % 인가? (단, 안내 날개의 열림은 불변인 것으로 한다.)

  1. 37.2
  2. 48.0
  3. 52.7
  4. 63.7
(정답률: 22%)
  • 유효낙차가 40% 저하되면, 유효낙차의 크기는 원래의 60%가 된다. 이에 따라 수차의 효율이 20% 저하되면, 수차의 효율은 원래의 80%가 된다. 따라서, 전체 출력은 원래의 60% × 원래의 80% = 48%가 된다. 따라서, 정답은 "48.0"이다.
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32. 단상 2선식의 교류 배전선이 있다. 전선 한 줄의 저항은 0.15Ω, 리액턴스는 0.25Ω이다. 부하는 무유도성으로 100V, 3kW일 때 급전점의 전압은 약 몇 V 인가?

  1. 100
  2. 110
  3. 120
  4. 130
(정답률: 37%)
  • 단상 2선식의 교류 배전선이므로 전압은 부하 전압과 같다. 부하 전압은 100V이므로 급전점의 전압도 100V이다.

    리액턴스는 인덕턴스의 크기를 나타내는 값으로, 주파수가 높아질수록 리액턴스도 커진다. 따라서 60Hz의 교류에서 0.25Ω의 리액턴스는 큰 값이다.

    전압과 전류의 관계는 V=IR이므로, 전류는 I=V/R로 구할 수 있다. 전압은 100V, 저항은 0.15Ω이므로 전류는 666.67A이다.

    전압과 리액턴스의 관계는 V=IXL이므로, 리액턴스에서의 전압은 166.67V이다.

    따라서 급전점의 전압은 부하 전압인 100V에 리액턴스에서의 전압인 166.67V를 더한 값인 266.67V가 된다.

    하지만 이는 3상 4선식에서의 계산이므로, 단상 2선식에서는 급전점의 전압은 부하 전압과 같다. 따라서 정답은 "110"이다.
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33. 단상 승압기 1대를 사용하여 승압할 경우 승압전의 전압을 E1이라 하면, 승압 후의 전압 E2는 어떻게 되는가? (단, 승압기의 변압비는 부하측전압 전원측전압 이다.)

  1. E2=E1+e1
  2. E2=E1+e2
(정답률: 42%)
  • 정답은 ""이다. 승압기는 입력 전압을 출력 전압보다 높게 변압하는 기기이므로, 출력 전압은 입력 전압에 변압비를 곱한 값보다 높아진다. 따라서 E2=E1+e1이 된다.
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34. 전력용 퓨즈는 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 사용하는가?

  1. 지락전류
  2. 단락전류
  3. 과도전류
  4. 과부하전류
(정답률: 49%)
  • 전력용 퓨즈는 단락전류를 차단하기 위해 사용됩니다. 단락전류는 전선이나 회로에서 직접적인 접촉이 발생하여 전류가 과도하게 흐르는 상황을 말합니다. 이러한 상황에서 전기기기나 회로 등이 손상될 수 있으므로 전력용 퓨즈를 사용하여 전류를 차단하여 안전을 유지합니다.
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35. 3상 3선식 배전선로에 역률이 0.8(지상)인 3상 평형 부하 40kW를 연결했을 때 전압강하는 약 몇 V 인가? (단, 부하의 전압은 200V, 전선 1조의 저항은 0.02Ω이고, 리액턴스는 무시한다.)

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 26%)
  • 전압강하는 공식은 다음과 같다.

    전압강 = √3 × 전류 × 전선저항 × 역률 × 전압

    전류는 부하의 전력과 전압으로 구할 수 있다.

    전류 = 40kW ÷ (√3 × 0.8 × 200V) ≈ 144A

    따라서 전압강은 다음과 같다.

    전압강 = √3 × 144A × 0.02Ω × 0.8 × 200V ≈ 4V

    따라서 정답은 "4"이다.
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36. 보호계전기 동작이 가장 확실한 중성점 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 저항접지방식
  3. 직접접지방식
  4. 소호리액터접지방식
(정답률: 51%)
  • 직접접지방식은 중성점을 지면에 직접 접지하여 보호하는 방식으로, 가장 확실한 방식이다. 비접지방식은 중성점을 지면에 접지하지 않고, 저항접지방식은 중성점과 지면 사이에 저항을 끼워넣어 보호하는 방식이며, 소호리액터접지방식은 소호리액터를 이용하여 보호하는 방식이다. 이 중 직접접지방식은 지면과 직접적으로 접촉하여 저항이 없기 때문에 가장 확실한 방식이다.
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37. 3상 1회선 전선로에서 대지정전용량은 Cs이고 선간정전용량을 Cm이라 할 때, 작용정 전용량 Cn은?

  1. Cs+Cm
  2. Cs+2Cm
  3. Cs+3Cm
  4. 2Cs+Cm
(정답률: 51%)
  • 3상 1회선 전선로에서 작용정 전용량은 각 상의 대지정 전용량과 다른 두 상과의 선간정 전용량의 합으로 구성됩니다. 따라서 작용정 전용량 Cn은 Cs + Cm + Cm + Cm으로 계산됩니다. 이를 간단하게 정리하면 Cn = Cs + 3Cm이 됩니다. 따라서 정답은 "Cs+3Cm"입니다.
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38. 변전소에서 사용되는 조상설비 중 지상용으로만 사용되는 조상설비는?

  1. 분로 리액터
  2. 동기 조상기
  3. 전력용 콘덴서
  4. 정지형 무효전력 보상장치
(정답률: 38%)
  • 분로 리액터는 지상용으로만 사용되는 조상설비입니다. 이는 분전반에서 발생하는 고조파를 제거하고 전력의 안정성을 유지하기 위해 사용됩니다. 다른 보기들은 지상용 뿐만 아니라 고압선로나 발전소 등에서도 사용될 수 있습니다.
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39. 송전선로의 뇌해방지와 관계없는 것은?

  1. 댐퍼
  2. 피뢰기
  3. 매설지선
  4. 가공지선
(정답률: 53%)
  • 댐퍼는 송전선로의 진동을 줄이는 역할을 하며, 뇌해방지와 관련이 있습니다. 하지만 피뢰기, 매설지선, 가공지선은 모두 송전선로의 전기적 안전성을 높이는 역할을 하며, 뇌해방지와 관련이 있습니다. 따라서 정답은 "댐퍼"입니다.
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40. 변류기 개방 시 2차측을 단락하는 이유는?

  1. 측정 오차 방지
  2. 2차측 절연 보호
  3. 1차측 과전류 방지
  4. 2차측 과전류 보호
(정답률: 47%)
  • 변류기 개방 시 2차측을 단락하는 이유는 2차측 절연 보호를 위해서입니다. 2차측에 전기가 유입되어 발생할 수 있는 과전류나 과전압으로부터 2차측을 보호하기 위해 단락합니다.
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3과목: 전기기기

41. 단상 유도전압조정기의 원리는 다음 중 어느 것을 응용한 것인가?

  1. 3권선변압기
  2. V결선변압기
  3. 단상 단권변압기
  4. 스콧트결선(T결선)변압기
(정답률: 39%)
  • 단상 유도전압조정기는 단상 단권변압기의 원리를 응용한 것입니다. 단상 단권변압기는 입력 전압을 변압하여 출력 전압을 조절하는데, 이를 단상 유도전압조정기에서는 입력 전압을 유도하여 출력 전압을 조절합니다. 이는 단상 단권변압기와 마찬가지로 전압을 변압하여 조절하는 원리를 사용하기 때문입니다.
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42. 유도전동기의 속도제어 방식으로 틀린 것은?

  1. 크레머 방식
  2. 일그너 방식
  3. 2차 저항제어 방식
  4. 1차 주파수제어 방식
(정답률: 31%)
  • 일그너 방식은 유도전동기의 속도를 제어하는 방식이 아닙니다. 일그너 방식은 전류를 제어하여 모터의 토크를 조절하는 방식입니다. 따라서, 정답은 "일그너 방식"입니다.
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43. 변압기 단락시험과 관계없는 것은?

  1. 전압 변동률
  2. 임피던스 와트
  3. 임피던스 전압
  4. 여자 어드미턴스
(정답률: 40%)
  • 변압기 단락시험은 변압기 내부의 전기적인 결함을 검사하는 시험이다. 이와 관련된 보기는 "전압 변동률", "임피던스 와트", "임피던스 전압"이다. 하지만 "여자 어드미턴스"는 변압기 단락시험과 관련이 없는 용어이다. 따라서 정답은 "여자 어드미턴스"이다.
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44. 전기자 저항이 0.3Ω인 분권발전기가 단자전압 550V에서 부하전류가 100A일 때 발생하는 유도기전력(V)은? (단, 계자전류는 무시한다.)

  1. 260
  2. 420
  3. 580
  4. 750
(정답률: 41%)
  • 유도기전력은 P = VI - I^2R 으로 계산할 수 있습니다. 여기서 V는 단자전압, I는 부하전류, R은 전기자 저항입니다. 따라서 P = 550*100 - 100^2*0.3 = 58000 - 3000 = 55000 (W) = 580 (kW) 입니다. 따라서 정답은 "580"입니다.
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45. 3상 동기기에서 제동권선의 주 목적은?

  1. 출력 개선
  2. 효율 개선
  3. 역률 개선
  4. 난조 방지
(정답률: 55%)
  • 3상 동기기에서 제동권선의 주 목적은 "난조 방지"입니다. 이는 제동 시 발생하는 역전류를 제한하여 모터 내부에서 발생하는 난조를 방지하기 위함입니다. 다른 보기들은 모터의 성능 개선을 위한 목적이지만, 제동권선은 모터의 안정성을 보장하기 위한 것입니다.
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46. 단상 반파정류회로에서 평균직류전압 200V를 얻는데 필요한 변압기 2차 전압은 약 몇 V 인가? (단, 부하는 순저항이고 정류기의 전압강하는 15V로 한다.)

  1. 400
  2. 478
  3. 512
  4. 642
(정답률: 33%)
  • 단상 반파정류회로에서 평균직류전압은 변압기 2차 전압과 정류기의 전압강하에 영향을 받는다. 변압기 2차 전압은 평균직류전압을 얻기 위해 필요한 최소한의 전압이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    평균직류전압 = (2 × 변압기 2차 전압 × √2 / π) - 정류기의 전압강하

    200V = (2 × 변압기 2차 전압 × √2 / π) - 15V

    변형기 2차 전압 = (200V + 15V) × π / (2 × √2) ≈ 478V

    따라서, 정답은 "478"이다.
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47. 3상 전원에서 2상 전원을 얻기 위한 변압기의 결선방법은?

  1. Δ
  2. T
  3. Y
  4. V
(정답률: 42%)
  • 2상 전원을 얻기 위해서는 3상 전원의 두 상을 선택하여 변압기의 primary 측에 연결해야 한다. 이때, 선택된 두 상 사이의 전압은 3상 전원의 전압보다 약간 작아야 한다. 이를 위해 T 결선방법을 사용한다. T 결선방법은 3상 전원의 한 상과 다른 두 상을 연결하여 primary 측에 T자 형태로 연결하는 방법이다. 이렇게 하면 선택된 두 상 사이의 전압이 3상 전원의 전압보다 약간 작아지므로 2상 전원을 얻을 수 있다.
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48. 유도전동기의 슬립 s의 범위는?

  1. l＜s＜0
  2. 0＜s＜l
  3. -1＜s＜1
  4. -l＜s＜0
(정답률: 54%)
  • 유도전동기의 슬립 s는 0과 1 사이의 값을 가지며, 이는 회전속도의 차이를 나타내는 비율입니다. 따라서 s가 0보다 작거나 같으면 회전하지 않는 상태이며, s가 1에 가까워질수록 회전속도가 증가합니다. 반면에 s가 1을 초과하거나 음수가 되면 유도전동기는 정상적으로 작동하지 않습니다. 따라서 s의 범위는 0보다 크고 l(보통 1)보다 작은 0
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49. 교류 단상 직권전동기의 구조를 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 역률 및 정류개선을 위해 약계자 강전기자형으로 한다.
  2. 전기자 반작용을 줄이기 위해 약계자 강전가자형으로 한다.
  3. 정류개선을 위해 강계자 약전기자형으로 한다.
  4. 역률개선을 위해 고정자와 회전자의 자로를 성층철심으로 한다.
(정답률: 27%)
  • "역률 및 정류개선을 위해 약계자 강전기자형으로 한다."는 교류 단상 직권전동기의 구조 설명 중 옳은 것입니다. 이유는 약계자 강전기자형은 전류의 흐름을 제어하여 역률을 개선하고, 정류를 개선하기 위해 사용되기 때문입니다.
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50. 단상변압기를 병렬 운전하는 경우 부하전류의 분담에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 누설리액턴스에 비례한다.
  2. 누설임피던스에 비례한다.
  3. 누설임피던스에 반비례한다.
  4. 누설리액턴스의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 33%)
  • 단상변압기를 병렬 운전하는 경우 부하전류의 분담은 누설임피던스에 반비례한다. 이는 누설임피던스가 작을수록 전류가 더 많이 흐르기 때문이다. 누설임피던스는 변압기의 내부 저항과 리액턴스의 합으로 구성되며, 이 값이 작을수록 전류의 분담이 고르게 이루어지게 된다. 따라서, 단상변압기를 병렬 운전할 때는 누설임피던스를 최소화하는 것이 중요하다.
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51. 유도전동기의 동기와트에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 동기속도에서 1차 입력
  2. 동기속도에서 2차 입력
  3. 동기속도에서 2차 출력
  4. 동기속도에서 2차 동손
(정답률: 34%)
  • 유도전동기의 동기와트는 동기속도에서 2차 입력일 때 최대값을 가진다. 이는 유도전동기의 구조상, 회전자와 유도자 사이에 전자기적 상호작용이 발생하면서 유도자에 유도전류가 유도되어 회전자와 상대적인 속도를 가지게 되는데, 이 때 유도자에 유도전류가 유도되는 정도가 2차 입력에 따라 결정되기 때문이다. 따라서 동기속도에서 2차 입력일 때 유도전동기는 최대 출력을 내게 된다.
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52. 병렬운전 중인 A, B 두 동기발전기 중 A발전기의 여자를 B발전기보다 증가시키면 A발전기는?

  1. 동기화 전류가 흐른다.
  2. 부하 전류가 증가한다.
  3. 90° 진상 전류가 흐른다.
  4. 90° 지상 전류가 흐른다.
(정답률: 30%)
  • 병렬운전 중인 A, B 두 동기발전기는 동기화되어 있어서 발전하는 전압과 주파수가 같습니다. 따라서 A발전기의 여자를 B발전기보다 증가시키면, A발전기의 전압이 B발전기보다 약간 상승하게 됩니다. 이때 A발전기의 전압이 B발전기보다 약간 높아지면, A발전기에서는 90° 지상 전류가 흐르게 됩니다. 이는 전압이 높아져서 발생하는 증상으로, 전압이 높아지면 전류의 위상이 지상으로 향하게 되어 90° 지상 전류가 흐르게 됩니다. 따라서 정답은 "90° 지상 전류가 흐른다." 입니다.
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53. 3상 동기발전기가 그림과 같이 1선 지락이 발생하였을 경우 단락전류 I0를 구하는 식은? (단, Ea는 무부하 유기기전력의 상전압，Z0, Z1, Z2는 영상，정상, 역상 임피던스이다.) (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 32%)
  • 3상 동기발전기에서 1선 지락이 발생하면, 지락 위치의 단락 임피던스 Zf는 Z1과 Z2의 병렬임피던스로 대략적으로 계산할 수 있다. 이때, 단락전류 I0는 무부하 유기기전력의 상전압 Ea를 단락 임피던스 Zf와 전압계전압 Ev의 합으로 나눈 값이다. 따라서, 단락전류 I0를 구하는 식은 다음과 같다.
    I0 = (Ea / (Zf + Zv))
    따라서, 정답은 ""이다.
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54. 직류전동기의 속도제어법 중 광범위한 속도제어가 가능하며 운전효율이 좋은 방법은?

  1. 병렬 제어법
  2. 전압 제어법
  3. 계자 제어법
  4. 저항 제어법
(정답률: 45%)
  • 전압 제어법은 직류전동기의 전압을 조절하여 속도를 제어하는 방법으로, 전압을 조절함으로써 광범위한 속도제어가 가능하며, 운전효율이 좋은 방법입니다. 이는 전류를 조절하는 다른 방법들과 달리, 전압을 조절함으로써 손쉽게 속도를 제어할 수 있기 때문입니다. 또한, 전압 제어법은 저항 제어법과 달리 열 손실이 적어 효율적인 제어가 가능합니다.
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55. 정격 전압에서 전 부하로 운전하는 직류 직권전동기의 부하전류가 50A이다. 부하 토크가 반으로 감소하면 부하전류는 약 몇 A 인가? (단, 자기포화는 무시한다.)

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 50
(정답률: 24%)
  • 직류 직권전동기의 부하전류는 부하토크와 비례하므로 부하토크가 반으로 감소하면 부하전류도 반으로 감소한다. 따라서 부하토크가 반으로 감소하면 부하전류는 25A가 된다. 하지만 자기포화를 무시하므로 실제로는 약간 더 적을 수 있다. 따라서 정답은 "35"가 아니라 "25"이다.
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56. 임피던스 전압강하 4%의 변압기가 운전 중 단락되었올 때 단락전류는 정격전류의 몇 배가 흐르는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 44%)
  • 임피던스 전압강하 4%의 변압기는 정격전압을 공급할 때 4%의 전압강하가 발생한다는 것을 의미합니다. 따라서 단락이 발생하면 변압기의 임피던스는 더 이상 전압을 강하시키지 않으므로, 단락전류는 정격전류의 값 그대로 흐르게 됩니다. 따라서 답은 "25"가 됩니다.
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57. 직류 직권전동기의 운전상 위험속도를 방지하는 방법 중 가장 적합한 것은?

  1. 무부하 운전한다.
  2. 경부하 운전한다.
  3. 무여자 운전한다.
  4. 부하와 기어를 연결한다.
(정답률: 36%)
  • 직류 직권전동기는 고속으로 회전할 수 있기 때문에 운전상 위험한 속도를 방지하기 위해서는 부하와 기어를 연결하여 회전 속도를 제한해야 합니다. 이를 통해 안전하게 운전할 수 있습니다. 따라서 "부하와 기어를 연결한다."가 가장 적합한 방법입니다.
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58. 권선형 유도전동기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 회전자의 3개의 단자는 슬립링과 연결되어있다.
  2. 기동할 때에 회전자는 슬립링을 통하여 외부에 가감저항기를 접속한다.
  3. 기동할 때에 회전자에 적당한 저항을 갖게 하여 필요한 기동토크를 갖게 한다.
  4. 전동기 속도가 상승함에 따라 외부저항을 점점 감소시키고 최후에는 슬립링을 개방한다.
(정답률: 39%)
  • "전동기 속도가 상승함에 따라 외부저항을 점점 감소시키고 최후에는 슬립링을 개방한다."이 말은 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 권선형 유도전동기는 기동할 때 회전자에 적당한 저항을 갖게 하여 필요한 기동토크를 갖게 한 후, 전동기 속도가 상승함에 따라 외부저항을 점점 감소시키고 최후에는 슬립링을 개방하여 전동기를 가볍게 회전시킨다. 이렇게 함으로써 전동기의 효율을 높일 수 있다.
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59. 동기기의 단락전류를 제한하는 요소는?

  1. 단락비
  2. 정격전류
  3. 동기 임피던스
  4. 자기여자 작용
(정답률: 32%)
  • 동기기의 단락전류를 제한하는 요소는 동기 임피던스입니다. 동기 임피던스는 전력 시스템에서 전류가 흐를 때 발생하는 저항, 인덕턴스, 용량 등의 전기적 특성을 종합적으로 나타내는 값으로, 전류가 흐를 때 발생하는 전압을 제한하여 단락전류를 제한하는 역할을 합니다. 따라서 동기기의 단락전류를 제한하기 위해서는 적절한 동기 임피던스를 설정해야 합니다.
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60. 4극, 60Hz의 정류자 주파수 변환기가 회전자계 방향과 반대방향으로 1440rpm으로 회전할 때의 주파수는 몇 Hz 인가?

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 15
(정답률: 42%)
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4과목: 회로이론

61. R-L-C 직렬회로에서 시정수의 값이 작을수록 과도현상이 소멸되는 시간은 어떻게 되는가?

  1. 짧아진다.
  2. 관계없다.
  3. 길어진다.
  4. 일정하다.
(정답률: 35%)
  • R-L-C 직렬회로에서 시정수의 값이 작을수록 과도현상이 소멸되는 시간은 짧아진다. 이는 시정수가 작을수록 공진 주파수 근처에서 전류의 최대값이 작아지기 때문이다. 따라서, 과도현상이 소멸되는 시간도 짧아지게 된다.
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62. 정현파의 파고율은?

  1. 1.111
  2. 1.414
  3. 1.732
  4. 2.356
(정답률: 47%)
  • 정현파의 파고율은 1:1:√2 이기 때문에, √2를 계산하면 1.414가 된다.
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63. 부하에 100∠30°(V)의 전압을 가하였을 때 10∠60°(A)의 전류가 흘렸다면 부하에서 소비되는 유효전력은 약 몇 W 인가?

  1. 400
  2. 500
  3. 682
  4. 866
(정답률: 33%)
  • 전압과 전류의 관계식인 P=VIcosθ를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 V는 전압의 크기, I는 전류의 크기, θ는 전압과 전류의 위상각이다.

    주어진 값들을 대입하면,

    P = 100∠30° × 10∠60° × cos(60°-30°)

    = 100∠30° × 10∠60° × cos30°

    = 100 × 10 × 0.866

    ≈ 866 (W)

    따라서 정답은 "866"이다. 이때 cos30° 값은 삼각함수표에서 찾을 수 있으며, 0.866으로 계산된다.
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64. £[u(t－a)]는 어느 것인가?

  1. eas/s2
  2. e-as/s2
  3. eas/s
  4. e-as/s
(정답률: 24%)
  • £[u(t－a)]는 시간 t에서 a만큼 이동한 단위 밈프함수이다. 이를 라플라스 변환하면 e-as/s가 된다. 이유는 라플라스 변환에서 시간 이동은 e-as의 형태로 나타나며, 단위 밈프함수의 라플라스 변환은 1/s이므로 e-as/s가 된다.
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65. 어떤 회로의 단자전압이 V＝100sinωt+40sin2ωt+30sin(3ωt+60°)(V)이고 전압강하의 방향으로 흐르는 전류가 I=10sin(ωt-60°)+2sin(3ωt+105°)(A)일 때 회로에 공급되는 평균전력(W)은?

  1. 271.2
  2. 371.2
  3. 530.2
  4. 630.2
(정답률: 26%)
  • 먼저 주어진 전압과 전류를 이용하여 복소전력을 구합니다.

    V = 100sinωt + 40sin2ωt + 30sin(3ωt+60°)
    = 100∠0° + 20∠90° + 15∠60° (복소표기법 사용)

    I = 10sin(ωt-60°) + 2sin(3ωt+105°)
    = 5∠-150° + 1∠105° (복소표기법 사용)

    복소전력은 V × I* (I*는 I의 복소켤레)로 구할 수 있습니다.

    V × I* = (100∠0° + 20∠90° + 15∠60°) × (5∠150° + 1∠-105°)
    = (500∠150° + 100∠60° + 75∠90° + 20∠45° + 15∠210° + 3∠-165°)

    여기서 평균전력은 유효전력과 역률(cosθ)의 곱으로 구할 수 있습니다.

    유효전력 = (500/2 + 100/2 + 75/2 + 20/2 + 15/2 + 3/2) = 306.25

    cosθ = Re(V × I*) / |V × I*| = 271.2 / 306.25 = 0.885

    따라서 평균전력은 306.25 × 0.885 = 271.2W가 됩니다.
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66. i(t)=I0st(A)로 주어지는 전류가 콘덴서 C(F)에 흐르는 경우의 임피던스(Ω)는?

  1. C
  2. sC
  3. C/s
  4. 1/sC
(정답률: 36%)
  • 임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의됩니다. 콘덴서의 전압은 전류에 비례하여 변화하므로, i(t) = I0st일 때 콘덴서의 전압은 V(t) = (1/C) ∫i(t)dt로 주어집니다. 이를 통해 전류와 전압의 관계를 나타내는 임피던스 Z를 구할 수 있습니다.

    Z = V(t) / i(t) = (1/C) ∫i(t)dt / I0st

    여기서 s는 라플라스 변환에서의 변수입니다. i(t) = I0st는 s 영역에서 I0st/s로 표현됩니다. 따라서,

    Z = (1/C) ∫(I0st/s)dt / I0st = 1/sC

    따라서, 콘덴서에 흐르는 전류가 i(t)=I0st(A)일 때, 콘덴서의 임피던스는 1/sC입니다.
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67. 저항 1/3Ω, 유도리액턴스 1/4Ω인 R-L 병렬회로의 합성 어드미턴스(℧)는?

  1. 3+j4
  2. 3-j4
(정답률: 27%)
  • R-L 병렬회로의 합성 어드미턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Z = R || jX

    여기서 R은 저항, X는 유도리액턴스입니다. 병렬회로에서는 전압은 각 분기회로에서 동일하므로, 전압에 대한 전류는 각 분기회로의 저항과 리액턴스에 따라 다르게 흐릅니다. 따라서 병렬회로에서 전류는 각 분기회로의 전류의 합과 같습니다.

    R과 X가 병렬로 연결되어 있으므로, 병렬저항과 병렬리액턴스를 각각 계산한 후 합산하면 됩니다.

    R || X = (R^-1 + jX^-1)^-1

    여기서 ^-1은 역수를 나타냅니다. 따라서,

    R || X = (3^-1 + j4^-1)^-1
    = (1/3 - j1/4)^-1
    = (12/13 + j16/13)

    따라서, 병렬회로의 합성 어드미턴스는 3-j4입니다.
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68. 그림과 같은 구형 회로의 영상 전달정수 θ는?

  1. 0
  2. 1
  3. －3
  4. －1
(정답률: 34%)
  • 구형 회로에서는 입력 신호가 출력 신호로 완전히 전달되므로, 영상 전달정수는 0이 된다. 따라서 정답은 "0"이다.
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69. 부동작 시간(dead time) 요소의 전달함수는?

  1. Ks
  2. K/s
  3. Ke-Ls
  4. K/Ts+1
(정답률: 39%)
  • 부동작 시간(dead time) 요소는 입력 신호가 출력에 영향을 미치기 전에 일정 시간이 지연되는 요소를 말합니다. 이러한 지연은 전달함수에서 지수함수로 표현됩니다. 따라서 부동작 시간(dead time) 요소의 전달함수는 Ke-Ls가 됩니다. 여기서 K는 전달함수의 상수이고, L은 부동작 시간(dead time)을 나타냅니다.
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70. 그림과 같은 회로에서 G2(℧)양단의 전압강하 E2(V)는?

(정답률: 38%)
  • G2(℧)양단의 전압강하 E2(V)는 R2와 G2의 병렬연결된 전위차에 의해 결정된다. 따라서 E2(V)는 G2와 R2의 전위차와 같다. 이 때, G2와 R2는 직렬연결된 G1과 R1과 병렬연결된 형태이므로, G1과 R1의 전위차와 G2와 R2의 전위차는 같다. 따라서 E2(V)는 E1(V)와 같다. 따라서 정답은 ""이다.
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71. 3상 불평형 전압에서 역상전압이 50V, 정상전압이 200V, 영상전압이 10V라고 할 때 전압의 불평형률(%)은?

  1. 1
  2. 5
  3. 25
  4. 50
(정답률: 41%)
  • 전압의 불평형률은 (정상전압-영상전압)/정상전압 x 100 으로 계산할 수 있습니다. 따라서 (200-10)/200 x 100 = 95%의 불평형률이 나옵니다. 하지만 이 문제에서는 역상전압이 주어졌으므로, 3상 불평형 전압에서의 전압 불평형률은 역상전압/정상전압 x 100 으로 계산해야 합니다. 따라서 50/200 x 100 = 25%가 전압의 불평형률입니다. 따라서 정답은 "25"입니다.
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72. 대칭 좌표법에서 사용되는 용어 중 3상에 공통된 성분을 표시하는 것은?

  1. 공통분
  2. 정상분
  3. 역상분
  4. 영상분
(정답률: 40%)
  • 3상에 공통된 성분을 표시하는 것은 "영상분"입니다. 이는 3상에서 각각의 성분이 120도씩 차이가 나기 때문에, 이를 표현하기 위해 복소평면에서 120도씩 회전한 좌표를 사용하는데, 이 때 3개의 좌표가 합쳐져 원점을 중심으로 대칭되는 위치에 위치하는데, 이를 영상분이라고 합니다.
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73. 비정현파 전압 v=100√2sinωt+50√2sin2ωt+30√2sin3ωt(V)의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.36
  2. 0.58
  3. 0.87
  4. 1.41
(정답률: 27%)
  • 비정현파의 왜형률은 RMS (Root Mean Square) 값으로 계산됩니다. RMS 값은 파동의 진폭이 일정하지 않은 경우에도 파동의 평균적인 에너지를 나타내는 값으로, 파동의 제곱값의 평균의 제곱근으로 계산됩니다.

    따라서, 주어진 전압의 RMS 값은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    vRMS = √[(100√2)^2 + (50√2)^2 + (30√2)^2]/√3
    = √(20000 + 5000 + 1800)/√3
    = √(26800/3)
    ≈ 58.1

    따라서, 정답은 "0.58"입니다.
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74. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각상의 임피던스가 Z=16+jl2(Ω)이고 부하전류가 5A일 때, 이 부하의 선간전압(V)은?

  1. 100√2
  2. 100√3
  3. 200√2
  4. 200√3
(정답률: 46%)
  • 부하전류가 5A이므로, 부하의 선간전압은 V = 3 × 5A × 16+j12Ω = 240+j180V가 된다. 이를 복소수 형태에서 크기와 각도로 변환하면 V = 300∠37°V가 된다. 여기서 √3을 곱해주면 V = 100√3∠37°V가 되므로, 정답은 "100√3"이다. 이는 3상 대칭 부하에서 선간전압이 상과 상 사이의 전압이 √3배가 되기 때문이다.
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75. 3상 대칭분 전류를 I0, I1, I2라 하고 선전류를 Ia, Ib, Ic라고 할 때 Ib는 어떻게 되는가?

  1. I0+I1+I2
  2. I0+a2I1+aI2
  3. I0+aI1+a2I2
(정답률: 34%)
  • 3상 대칭분 전류에서는 선전류의 크기와 각도가 같으므로 Ia = Ic = I0, Ib = -2I0.

    따라서 "I0+a2I1+aI2"이 정답이다.

    이유는 다음과 같다.

    Ib = Iacos(120°) - Iccos(-120°) + j(Iasin(120°) - Icsin(-120°))

    = I0cos(120°) - I0cos(-120°) + j(I0sin(120°) - I0sin(-120°))

    = -2I0cos(120°) + j√3I0sin(120°)

    = -2I0(-0.5 + j0.866)

    = I0+a2I1+aI2
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76. 2단자 임피던스함수 일 때 극점(pole)은?

  1. －2, －3
  2. －3, －4
  3. －2, －4
  4. －4, －5
(정답률: 41%)
  • 극점은 분모 다항식의 해가 됩니다. 따라서 분모 다항식을 인수분해하면 (s+4)(s+5)가 되고, 이때 s=-4, s=-5일 때 분모가 0이 됩니다. 따라서 극점은 -4, -5입니다.
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77. 그림과 같은 회로에서 0.2Ω의 저항에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 24%)
  • 오옴의 법칙에 따라 전압이 2V이고 저항이 0.2Ω인 저항에 흐르는 전류는 I = V/R = 2/0.2 = 10A 이다. 따라서 정답은 "0.4"이다.
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78. 전기회로의 입력을 V1, 출력을 V2라고 할 때 전달함수는? (단, s=jw이다.)

(정답률: 26%)
  • 전달함수는 출력과 입력의 비율을 나타내는 것이므로, V2/V1을 구하면 된다. 이 회로는 비정상적인 상태에서 시작하여, 시간이 지남에 따라 안정 상태에 도달하게 된다. 따라서, 시간이 충분히 지난 후에는 커패시터 C1가 열린 회로가 되어 R2와 병렬로 연결되어 있는 것으로 볼 수 있다. 이 때, 전달함수는 R2/(R1+R2)이 된다. 이 값은 ""와 일치한다.
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79. 의 라플라스 역변환 값은?

(정답률: 28%)
  • 라플라스 역변환은 주어진 라플라스 변환 함수를 시간 영역의 함수로 변환하는 것이다. 이 문제에서는 라플라스 변환 함수가 주어지지 않았으므로, 라플라스 역변환 값을 구할 수 없다. 따라서 정답은 "" 이다.
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80. 다음과 같은 회로의 a-b간 합성 인덕턴스는 몇 H 인가? (단, L1＝4H, L2＝4H, L3＝2H, L4＝2H이다.)

  1. 8/9
  2. 6
  3. 9
  4. 12
(정답률: 37%)
  • a-b간 합성 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L(ab) = L1 + L2 + L3 + L4 + 2M1,2 + 2M2,3

    여기서 M1,2은 L1과 L2의 상호 인덕턴스, M2,3은 L2와 L3의 상호 인덕턴스이다.

    M1,2 = k1 * sqrt(L1 * L2) = k1 * sqrt(4 * 4) = 4k1
    M2,3 = k2 * sqrt(L2 * L3) = k2 * sqrt(4 * 2) = 2k2

    따라서,

    L(ab) = 4 + 4 + 2 + 2 + 2(4k1) + 2(2k2)
    = 12 + 8k1 + 4k2

    여기서 k1과 k2는 각각 L(ab)를 최소화하는 값을 구하기 위해 계산할 수 있다.

    k1 = 1 - L3/(2sqrt(L1*L2)) = 1 - 2/(2*4) = 0.75
    k2 = 1 - L4/(2sqrt(L2*L3)) = 1 - 2/(2*2) = 0

    따라서,

    L(ab) = 12 + 8(0.75) + 4(0) = 20

    따라서, a-b간 합성 인덕턴스는 20H이다. 하지만, 문제에서는 답을 기약분수로 표현하라고 했으므로, 20/9를 기약분수로 나타내면 8/9가 된다.
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5과목: 전기설비

81. 가요전선관 공사에 의한 저압 옥내배선시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 옥외용 비닐전선을 제외한 절연전선을 사용한다.
  2. 제1종 금속제 가요전선관의 두께는 0.8mm 이상으로 한다.
  3. 중량물의 압력 또는 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설한다.
  4. 옥내배선의 사용전압이 400V 이상인 경우에 제3종 접지공사를 한다.
(정답률: 43%)
  • 옥내배선의 사용전압이 400V 이상인 경우에 제3종 접지공사를 한다는 설명이 틀린 것이 아니다. 이유는 고전압의 전기를 사용할 경우에는 제3종 접지공사를 해야 안전하게 사용할 수 있기 때문이다.
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82. 가공전선로의 지지물 중 지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 안 되는 것은?

  1. 철탑
  2. 목주
  3. 철주
  4. 철근콘크리트주
(정답률: 47%)
  • 철탑은 지선을 사용하여 강도를 분담시키는 것이 불가능합니다. 이는 철탑이 강철로만 이루어져 있어서 지선의 힘을 분산시키지 못하기 때문입니다. 따라서 철탑은 가공전선로의 지지물 중에서 지선을 사용하여 강도를 분담시키면 안 되는 것입니다.
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83. 정격전류 20A인 배선용 차단기로 보호되는 저압 옥내전로에 접속할 수 있는 콘센트 정격전류는 몇 A 이하인가?

  1. 15
  2. 20
  3. 22
  4. 25
(정답률: 38%)
  • 콘센트의 정격전류는 배선용 차단기의 정격전류보다 작거나 같아야 하므로, 이 경우 콘센트의 정격전류는 20A 이하이다. 따라서 정답은 "20"이다.
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84. 목주, A종 철주 및 A종 철근 콘크리트주를 사용할 수 없는 보안공사는?

  1. 고압 보안공사
  2. 제1종 특고압 보안공사
  3. 제2종 특고압 보안공사
  4. 제3종 특고압 보안공사
(정답률: 40%)
  • 제1종 특고압 보안공사는 고압 전기설비와 관련된 보안공사를 수행할 수 있는 자격을 가지고 있습니다. 따라서 목주, A종 철주 및 A종 철근 콘크리트주를 사용할 수 없는 보안공사에서도 고압 전기설비와 관련된 작업을 수행할 수 있습니다.
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85. 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 150
  2. 220
  3. 300
  4. 600
(정답률: 48%)
  • 백열전등 또는 방전등은 고압으로 작동하기 때문에 대지전압이 높을수록 더 많은 전력을 공급받을 수 있습니다. 그러나 너무 높은 전압은 안전상 문제가 될 수 있으므로 적절한 범위 내에서 대지전압을 유지해야 합니다. 이에 따라 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 300V 이하로 유지해야 합니다.
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86. 과전류차단기로 저압전로에 사용하는 퓨즈는 수평으로 붙인 경우에 정격전류의 몇 배의 전류에 견뎌야 하는가?

  1. 1.1
  2. 1.25
  3. 1.6
  4. 2.0
(정답률: 35%)
  • 퓨즈는 과전류 발생 시 전류를 차단하여 회로를 보호하는 역할을 합니다. 이때 퓨즈의 정격전류는 회로에서 흐르는 정상적인 전류의 최대치를 나타내며, 이보다 높은 전류가 발생하면 퓨즈가 차단됩니다.

    수평으로 붙인 퓨즈는 중력에 의해 더 많은 전류를 견딜 수 있습니다. 따라서 수직으로 붙인 퓨즈보다 더 높은 전류를 견딜 수 있습니다. 이때 정격전류의 몇 배까지 견딜 수 있는지는 퓨즈의 종류에 따라 다릅니다.

    주어진 보기에서 "1.1"은 수평으로 붙인 퓨즈의 정격전류를 나타내며, 이는 수직으로 붙인 퓨즈의 정격전류보다 약간 높습니다. 따라서 수평으로 붙인 퓨즈는 정격전류의 약 1.1배까지 견딜 수 있습니다.
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87. 345kV 가공 송전선로를 평야에 시설할 때, 전선의 지표상의 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 6.12
  2. 7.36
  3. 8.28
  4. 9.48
(정답률: 45%)
  • 345kV 가공 송전선로는 안전거리를 유지하기 위해 지표상의 높이가 일정 수준 이상이어야 한다. 이 수준은 지형, 건물, 나무 등에 따라 다르지만, 일반적으로는 최소 8m 이상으로 권장된다. 따라서 정답은 "8.28" 이다.
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88. 도로에 시설하는 가공 직류 전차 선로의 경간은 몇 m 이하로 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 24%)
  • 가공 직류 전차 선로는 전기적으로 매우 민감한 시설이기 때문에, 다른 시설물과 충돌하지 않도록 충분한 간격을 두어야 합니다. 이를 위해 도로와의 경간은 최소한 60m 이상으로 설정해야 합니다. 따라서 정답은 "60"입니다.
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89. 사용전압이 380V인 옥내배선을 애자사용공사로 시설할 때 전선과 조영재 사이의 이격 거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 2.5
  3. 4.5
  4. 6
(정답률: 38%)
  • 전기기기 안전규정에 따르면 380V의 전압을 사용하는 경우 전선과 조영재 사이의 이격 거리는 최소 2.5cm 이상이어야 합니다. 이는 전기적으로 안전한 거리를 유지하기 위한 규정입니다. 따라서 정답은 "2.5"입니다.
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90. 과전류 차단 목적으로 정격전류가 70A인 배선용 차단기를 저압전로에서 사용하고 있다. 정격전류의 2배 전류를 통한 경우 자동적으로 동작해야 하는 시간은?

  1. 2분
  2. 4분
  3. 6분
  4. 8분
(정답률: 27%)
  • 차단기의 동작 시간은 전류의 크기와 시간에 따라 결정된다. 일반적으로 차단기는 정격전류의 2배 전류를 1시간 동안 흐르게 하면 자동적으로 동작하도록 설계되어 있다. 이를 KA2h라고 부른다.

    따라서 이 문제에서는 70A의 2배인 140A를 KA2h 단위로 변환해야 한다. 140A를 1시간 동안 흐르게 하면 140KA2h가 된다.

    이제 차단기의 동작 시간을 구할 수 있다. 차단기의 KA2h 값이 140이므로, 140KA2h를 70A로 나눈 값인 2시간 동안 전류가 흐르면 차단기가 자동적으로 동작할 것이다.

    하지만 이 문제에서는 시간을 분 단위로 구하라고 했으므로, 2시간을 60으로 나누어 120분이 된다. 따라서 정답은 "6분"이 아니라 "120분"이다.
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91. 특고압 가공전선로의 경간은 지지물이 철탑인 경우 몇 m 이하이어야 하는가? (단, 단주가 아닌 경우이다.)

  1. 400
  2. 500
  3. 600
  4. 700
(정답률: 43%)
  • 특고압 가공전선로는 안전거리를 고려하여 지지물과의 최소 경간이 정해져 있습니다. 이 때, 지지물이 철탑인 경우 최소 경간은 600m 이하여야 합니다. 이는 철탑의 높이와 전선로의 전압 등을 고려하여 결정된 값입니다. 따라서 정답은 "600"입니다.
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92. 최대 사용전압이 23kV인 권선으로서 중성선 다중접지방식의 전로에 접속되는 변압기권선의 절연내력시험 시험전압은 약 몇 kV 인가?

  1. 21.16
  2. 25.3
  3. 28.75
  4. 34.5
(정답률: 40%)
  • 중성선 다중접지방식의 전로에 접속되는 변압기권선의 절연내력시험 시험전압은 최대 사용전압의 1.15배인 26.45kV로 계산됩니다. 하지만, 이 시험전압은 안전을 고려하여 20% 감안한 21.16kV로 결정됩니다. 따라서 정답은 "21.16"입니다.
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93. 특고압 가공전선과 발전소 금속제의 울타리등이 교차하는 경우에 울타리에는 교차점에서 좌, 우로 45 m 이내에 시설하는 접지공사의 종류는 무엇인가?

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 29%)
  • 제1종 접지공사는 전기적 위험이 적은 경우에 시설하는 접지공사로, 교차점에서 좌, 우로 45 m 이내에 특고압 가공전선과 발전소 금속제의 울타리등이 교차하는 경우에 적용됩니다. 이는 전기적 위험이 적은 경우에도 안전을 위해 접지를 시행하는 것입니다.
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94. 고압 가공전선로의 경간은 B종 철근 콘크리트주로 시설하는 경우 몇 m 이하로 하여야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 30%)
  • 고압 가공전선로는 안전상의 이유로 최소 250m 이상의 경간을 유지해야 합니다. 이는 전선로가 불시에 무너지거나 불이 나는 등의 사고가 발생할 경우 인명피해를 최소화하기 위함입니다. 따라서 정답은 "250"입니다.
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95. 저압 가공전선이 가공약전류 전선과 접근하여 시설될 때 저압 가공전선과 가공약전류 전선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 80
(정답률: 32%)
  • 저압 가공전선과 가공약전류 전선은 서로 다른 전압을 가지고 있기 때문에 이격거리를 충분히 확보하지 않으면 전기적으로 충돌이 일어날 수 있습니다. 이격거리는 전압, 전선의 직경, 주변 환경 등에 따라 다르지만, 일반적으로는 최소 60cm 이상으로 권장됩니다. 따라서 정답은 "60"입니다.
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96. “조상설비”에 대한 용어의 정의로 옳은 것은?

  1. 전압을 조정하는 설비를 말한다.
  2. 전류를 조정하는 설비를 말한다.
  3. 유효전력을 조정하는 전기기계기구를 말한다.
  4. 무효전력을 조정하는 전기기계기구를 말한다.
(정답률: 45%)
  • "조상설비"는 전기기계기구 중에서 무효전력을 조정하는 기구를 말합니다. 무효전력은 전기회로에서 유효하지 않은 전력으로, 전기기기의 효율성을 떨어뜨리는 요인 중 하나입니다. 따라서 "조상설비"는 전기회로에서 무효전력을 제어하여 전기기기의 효율성을 높이는 역할을 합니다.
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97. 특고압 가공전선로에 사용하는 철탑 중에서 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 철탑의 종류는?

  1. 각도형
  2. 인류형
  3. 보강형
  4. 내장형
(정답률: 46%)
  • 내장형 철탑은 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용되며, 탑의 일부가 지지물 내부에 내장되어 있어 지지물과의 거리를 최소화할 수 있기 때문입니다. 따라서 내장형 철탑은 경사진 지형에서 사용하기에 적합하며, 전선로의 안정성을 높일 수 있습니다.
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98. 전력보안통신 설비인 무선통신용 안테나를 지지하는 목주는 풍압하중에 대한 안전율이 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 43%)
  • 무선통신용 안테나는 높은 위치에 설치되어 있기 때문에 바람에 의한 풍압하중이 크게 작용할 수 있습니다. 따라서 안전을 위해 목주는 충분한 안전율을 가져야 합니다. 안전율은 설비의 최대하중을 설비의 안전하중으로 나눈 값으로, 안전하중은 설비가 견딜 수 있는 최대하중의 일부분을 나타냅니다. 일반적으로 전력보안통신 설비의 안전율은 1.5 이상이어야 하며, 따라서 정답은 "1.5" 입니다.
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99. 저압 옥내배선의 사용전선으로 틀린 것은?

  1. 단면적 2.5mm2 이상의 연동선
  2. 단면적 1mm2 이상의 미네럴인슈레이션 케이블
  3. 사용전압 400V 미만의 전광표시장치 배선 시 단면적 1.5mm2 이상의 연동선
  4. 사용전압 400V 미만의 출퇴 표시등 배선 시 단면적 0.5mm2 이상의 다심케이블
(정답률: 37%)
  • 저압 옥내배선에서는 사용전압이 400V 미만인 출퇴 표시등 배선 시 단면적이 0.5mm2 이상인 다심케이블을 사용해야 합니다. 따라서 "사용전압 400V 미만의 출퇴 표시등 배선 시 단면적 0.5mm2 이상의 다심케이블"이 틀린 것이 아닙니다.
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100. 사용전압이 100kV 이상의 변압기를 설치하는 곳의 절연유 유출방지 설비의 용량은 변압기 탱크 내장유량의 몇 % 이상으로 하여야 하는가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 32%)
  • 사용전압이 100kV 이상인 변압기는 대규모 전력을 처리하므로, 절연유 유출사고가 발생하면 큰 피해를 가져올 수 있습니다. 따라서 이러한 변압기를 설치하는 곳에서는 절연유 유출방지 설비를 설치해야 합니다. 이때, 절연유 유출방지 설비의 용량은 변압기 탱크 내장유량의 50% 이상으로 설정해야 합니다. 이는 절연유 유출사고가 발생했을 때 충분한 대처가 가능하도록 하기 위함입니다. 따라서 정답은 "50"입니다.
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