전기기능장 필기 기출문제복원 (2016-04-02)

전기기능장
(2016-04-02 기출문제)

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1과목: 임의구분

1. 고압 보안공사에서 전선을 경동선으로 사용하는 경우 지름 몇 ㎜ 이상의 것을 사용하여야 하는지 그 기준으로 옳은 것은?

  1. 8
  2. 6
  3. 5
  4. 3
(정답률: 73%)
  • 고압 보안공사에서 전선을 경동선으로 사용하는 경우, 전선의 지름은 5㎜ 이상이어야 합니다. 이는 전선의 안전성과 내구성을 보장하기 위한 기준입니다. 높은 전압이 흐르는 고압 전선은 지름이 작을수록 내부 저항이 커져 전력 손실이 발생하고, 더 위험한 고압 방전이 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 5㎜ 이상의 지름을 가진 전선을 사용하여 안전하고 효율적인 전력 공급을 보장해야 합니다.
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2. 제 2종 접지공사에 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우, 접지극을 지중에서 철주 또는 기타의 금속체로부터 몇 ㎝ 이상 떼어서 매설하여야 하는가?

  1. 80
  2. 100
  3. 125
  4. 150
(정답률: 89%)
  • 제 2종 접지공사에서는 인체에 위험이 있는 곳에 접지선을 시설할 때, 접지극과 지중 금속체 사이의 접촉을 방지하기 위해 일정한 거리를 두어야 합니다. 이 거리는 접지극의 길이에 따라 결정되며, 일반적으로 접지극 길이의 1/2 이상을 떼어내어 매설합니다. 따라서 접지극이 200cm인 경우, 100cm 이상 떼어내어 매설해야 합니다. 따라서 정답은 "100"입니다.
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3. 그림과 같은 회로에서 전류 I(A)는?

  1. -0.5
  2. -1.0
  3. -1.5
  4. -2.0
(정답률: 78%)
  • 회로의 전체 전압은 6V이고, 4옴 저항과 2옴 저항이 직렬로 연결되어 있으므로 전압 분배 법칙에 따라 4옴 저항에 걸리는 전압은 4/6 × 6V = 4V이고, 2옴 저항에 걸리는 전압은 2/6 × 6V = 2V입니다. 이에 따라 4옴 저항을 흐르는 전류는 4V/4옴 = 1A이고, 2옴 저항을 흐르는 전류는 2V/2옴 = 1A입니다. 이 두 전류는 병렬로 연결되어 있으므로 전체 전류는 1A + 1A = 2A입니다. 하지만 2A의 방향이 4옴 저항에서 1A의 방향과 반대이므로 전체 전류의 방향은 1A - 1A = -1A가 됩니다. 따라서 정답은 "-1.5"가 아닌 "-1.0"입니다.
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4. 일반 변전소 또는 이에 준하는 곳의 주요 변압기에 시설하여야 하는 계측장치로 옳은 것은?

  1. 전류, 전력, 주파수
  2. 전압, 주파수 또는 역률
  3. 전력, 주파수 또는 역률
  4. 전압, 전류 또는 전력
(정답률: 90%)
  • 일반 변전소 또는 이에 준하는 곳의 주요 변압기에 시설하여야 하는 계측장치는 "전압, 전류 또는 전력" 입니다. 이는 주요 변압기의 전압, 전류, 전력을 측정하여 전력 시스템의 안정성과 효율성을 유지하기 위함입니다. 전압, 전류, 전력은 전력 시스템에서 가장 기본적인 요소이며, 이들을 측정하여 전력 시스템의 운영 상태를 파악할 수 있습니다. 따라서 이러한 계측장치는 전력 시스템의 안정성과 효율성을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
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5. 교류와 직류 양쪽 모두에 사용 가능한 전동기는?

  1. 단상 분권 정류자 전동기
  2. 단상 반발 전동기
  3. 세이딩 코일형 전동기
  4. 단상 직권 정류자 전동기
(정답률: 83%)
  • 단상 직권 정류자 전동기는 교류와 직류 모두에 사용 가능한 전동기입니다. 이는 직류 전원에서도 정류기를 통해 교류로 변환하여 작동할 수 있기 때문입니다. 따라서 교류와 직류 양쪽에서 사용할 수 있는 다목적 전동기로 분류됩니다.
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6. 송전단 전압 66kV, 수전단 전압 61kV인 송전선로에서 수전단의 부하를 끊은 경우의 수전단 전압이 63kV이면 전압변동률은 약 몇 % 인가?

  1. 2.8
  2. 3.3
  3. 4.8
  4. 8.2
(정답률: 78%)
  • 전압변동률은 다음과 같이 계산됩니다.

    전압변동률(%) = (전압변화량 ÷ 원래 전압) × 100

    수전단 전압이 61kV에서 63kV로 증가했으므로 전압변화량은 2kV입니다. 따라서,

    전압변동률(%) = (2 ÷ 61) × 100 ≈ 3.3

    따라서, 정답은 "3.3"입니다.
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7. 동기 전동기를 무부하로 하였을 때, 계자전류를 조정하면 동기기는 L과 C소자와 같이 작동하고 계자전류를 어떤 일정 값 이하의 범위에서 가감하면 가변 리액턴스가 되고, 어떤 일정값이상에서 가감하면 가변 커패시턴스로 작동한다 이와 같은 목적으로 사용되는 것은?

  1. 변압기
  2. 균압환
  3. 제동권선
  4. 동기조상기
(정답률: 90%)
  • 동기전동기를 무부하로 하였을 때, 계자전류를 조정하여 동기기를 가변 리액턴스 또는 가변 커패시턴스로 작동시키는 것은 동기조상기입니다. 동기조상기는 동기전동기의 계자전류를 제어하여 동기기의 리액턴스나 커패시턴스를 조절하여 전력인자를 개선하거나 부하의 특성에 맞게 전압을 조절하는 역할을 합니다. 따라서 동기조상기는 전력제어에 필수적인 장치로 사용됩니다.
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8. 단권 변압기에 대한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 3상에는 사용할 수 없다는 단점이 있다.
  2. 1차 권선과 2차 권선의 일부가 공통으로 되어 있다.
  3. 동일 출력에 대하여 사용 재료 및 손실이 적고 효율이 높다.
  4. 단권 변압기는 권선비가 1에 가까울수록 보통 변압기에 비해 유리하다.
(정답률: 88%)
  • 3상은 3개의 권선으로 이루어져 있기 때문에 단권 변압기처럼 1개의 권선만을 변압할 수 있는 구조로는 사용할 수 없다. 따라서 3상에는 사용할 수 없다는 단점이 있다.
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9. JK FF에서 현재상태의 출력 Qn을 1로 하고, J입력에 0, K입력에 0을 클럭펄스 CP에 rising edge의 신호를 가하게 되면 다음 상태의 출력 Qn+1은 무엇이 되는가?

  1. 1
  2. 0
  3. X
(정답률: 66%)
  • JK FF에서 J=0, K=0일 때는 이전 상태와 동일한 상태를 유지합니다. 따라서 현재 상태의 출력 Qn이 1이었으므로, 다음 상태의 출력 Qn+1도 1이 됩니다.
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10. 합성수지몰드공사에 사용하는 몰드 홈의 폭과 깊이는 몇 ㎝ 이하가 되어야 하는가? (단, 두께는 1.2㎜ 이상이다.)

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 3.5
  4. 4.5
(정답률: 73%)
  • 합성수지몰드공사에서 사용하는 몰드 홈은 일반적으로 1.2mm 이상의 두께를 가지고 있어야 하며, 폭과 깊이는 3.5cm 이하로 유지되어야 합니다. 이는 몰드를 제작하는 과정에서 필요한 강도와 안정성을 확보하기 위함입니다. 또한, 이 크기 이하로 유지하면 제작 및 관리가 용이하며, 제품의 외형도 깔끔하게 유지됩니다. 따라서, 정답은 "3.5"입니다.
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11. 3상 유도전동기의 2차 입력, 2차 동손 및 슬립을 각각 P2, P2c, s라 하면 이들의 관계식은?

  1. s=P2c+P2
  2. s=P2c-P2
  3. s=P2c×P2
(정답률: 86%)
  • 3상 유도전동기의 2차 입력은 P2 = 3V2I2cosφ2이다. 여기서 V2는 2차 전압, I2는 2차 전류, φ2는 2차 전력인자(cosφ2는 2차 유효전력/2차 피상전력)이다.

    2차 동손은 P2c = 3V2I2sinφ2이다. 여기서 sinφ2는 2차 무효전력/2차 피상전력이다.

    슬립은 s = (N1-N2)/N1이다. 여기서 N1은 1차 동자수, N2는 2차 동자수이다.

    따라서 s = P2c/(3V2I2) x sinφ2 + P2/(3V2I2) x cosφ2 이다.

    이를 정리하면 s = P2c/P2 x tanφ2 + 1/cosφ2 이므로, 보기에서 정답은 ""이다.
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12. f(t)=sintcost를 라플라스변환하면?

(정답률: 60%)
  • f(t)=sintcost를 라플라스변환하기 위해서는 다음과 같이 적용할 수 있습니다.

    L{f(t)} = L{sintcost}
    = 1/2[L{sin(2t)}]
    = 1/2[2/(s^2+4)]

    따라서 정답은 "" 입니다.
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13. 선간거리 D(m)이고, 반지름이 r(m)인 선로의 인덕턴스 L(mH/km)은?

(정답률: 89%)
  • 인덕턴스 L은 선간거리와 반지름에 비례하므로, L ∝ D × r입니다. 따라서 L = k × D × r (k는 비례상수)로 표현할 수 있습니다. 이때, 단위는 L은 mH/km, D은 m, r은 m이므로, k의 단위는 mH/km ÷ m ÷ m = H/m입니다. 따라서 k는 H/m 단위를 가집니다. 따라서 보기에서 ""가 정답입니다.
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14. 변압기에서 여자전류를 감소시키려면?

  1. 접지를 한다.
  2. 우수한 절연물을 사용한다.
  3. 코일의 권회수를 증가시킨다.
  4. 코일의 권회수를 감소시킨다.
(정답률: 81%)
  • 코일의 권회수를 증가시키면 자기장의 강도가 약해져서 여자전류가 감소하기 때문입니다. 즉, 코일의 권수가 많아지면 전류가 흐르는 길이가 길어져서 자기장이 분산되어 약해지기 때문입니다.
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15. 역률을 개선하면 전력요금의 절감과 배전선의 손실경감, 전압강하의 감소, 설비여력의 증가 등을 기할 수 있으나, 너무 과보상하면 역효과가 나타난다. 즉, 경부하시에 콘덴서가 과대 삽입되는 경우의 결점에 해당되는 사항이 아닌 것은?

  1. 송전손실의 증가
  2. 전압변동폭의 감소
  3. 모선 전압의 과상승
  4. 고조파 왜곡의 증대
(정답률: 74%)
  • 역률 개선을 위해 콘덴서를 과보상하면 모선 전압이 과상승하고, 이는 고조파 왜곡을 증대시키고 송전손실을 증가시키기 때문에 문제가 된다. 하지만 전압변동폭의 감소는 역률 개선으로 인해 발생하는 이점 중 하나이다. 역률 개선으로 인해 전력요금이 절감되고, 배전선의 손실이 감소하면서 전압강하가 줄어들어 전압변동폭이 감소하는 것이다. 따라서 전압변동폭의 감소는 결점이 아닌 이점에 해당한다.
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16. 전기설비기술기준의 판단기준에 의하여 전력용 커패시터의 뱅크용량이 15000kVA 이상인 경우에는 자동적으로 전로로부터 자동 차단하는 장치를 시설하여야 한다. 장치를 시설하여야 하는 기준으로 틀린 것은?

  1. 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치
  2. 과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치
  3. 내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치
  4. 절연유의 농도변화가 있는 경우에 동작하는 장치
(정답률: 84%)
  • 정답은 "내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치"입니다.

    전력용 커패시터는 전기적 에너지를 저장하고 전력의 품질을 개선하는 역할을 합니다. 그러나 이러한 커패시터는 과전류나 과전압 등의 문제가 발생할 경우 폭발이나 화재 등의 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 전기설비기술기준에서는 이러한 위험을 방지하기 위해 자동 차단 장치를 시설하도록 규정하고 있습니다.

    그리고 이 자동 차단 장치는 과전류나 과전압 등의 문제가 발생했을 때 자동으로 차단하여 위험을 방지합니다. 하지만 이 중에서도 절연유의 농도변화가 있는 경우에 동작하는 장치는 아닙니다. 이는 절연유의 농도변화가 발생하면 커패시터의 용량이 감소하게 되어 전력의 품질이 저하되는 문제를 방지하기 위한 것입니다.
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17. 그림은 동기발전기의 특성을 나타낸 곡선이다. 단락곡선은 어느 것인가? (단,Vn은 정격전압, In 정격전류, If 계자전류, Is는 단락전류이다.)

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 84%)
  • B는 단락전류를 나타내는 단락곡선이다. 이는 전압이 일정한 상태에서 전류가 급격히 증가하는 것을 보여주고, 이는 동기발전기에서 단락이 발생할 경우 발생하는 현상이다. A는 정격전압과 정격전류를 나타내는 곡선, C는 계자전류를 나타내는 곡선, D는 전압과 전류의 상관관계를 나타내는 곡선이다.
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18. 변압기의 철손과 동손을 측정할 수 있는 시험으로 옳은 것은?

  1. 철손 : 무부하시험, 동손 : 단락시험
  2. 철손 : 부하시험, 동손 : 유도시험
  3. 철손 : 단락시험, 동손 : 극성시험
  4. 철손 : 무부하시험, 동손 : 절연내력시험
(정답률: 88%)
  • 변압기의 철손은 전기적으로 불확실한 부분이므로 무부하시험을 통해 측정합니다. 반면에 동손은 전기적으로 확실한 부분이므로 단락시험을 통해 측정합니다. 따라서 "철손 : 무부하시험, 동손 : 단락시험"이 옳은 정답입니다.
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19. 합성수지관 공사에 의한 저압 옥내배선의 시설 기준으로 틀린 것은?

  1. 전선은 옥외용 비닐 절연전선을 사용할 것
  2. 습기가 많은 장소에 시설하는 경우 방습장치를 할 것
  3. 전선은 합성수지관 안에서 접속점이 없도록 할 것
  4. 관의 지지점간의 거리는 1.5m 이하로 할 것
(정답률: 88%)
  • 전선은 옥외용 비닐 절연전선을 사용할 것이 아니라 옥내용 비닐 절연전선을 사용해야 합니다. 이유는 합성수지관은 외부와 달리 온도와 습도 등의 환경적 요인에 노출되지 않기 때문에 옥외용 전선을 사용할 필요가 없기 때문입니다. 옥내용 전선을 사용하면 더 안전하고 경제적입니다.
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20. 전등 및 소형기계기구의 용량합계가 25kVA, 대형 기계기구 8kVA의 학교에 있어서 간선의 전선 굵기 산정에 필요한 최대 부하는 몇 kVA 인가? (단, 학교의 수용률은 70% 이다.)

  1. 18.5
  2. 28.5
  3. 38.5
  4. 48.5
(정답률: 67%)
  • 학교의 수용률이 70% 이므로, 실제로 필요한 부하는 25kVA + 8kVA = 33kVA 가 됩니다. 이때, 간선의 전선 굵기를 산정하기 위해서는 최대 부하를 알아야 합니다. 최대 부하는 실제 필요한 부하를 1.2로 나눈 값이므로, 33kVA ÷ 1.2 = 27.5kVA 가 됩니다. 따라서, 간선의 전선 굵기 산정에 필요한 최대 부하는 28.5kVA 가 됩니다. 따라서, 정답은 "28.5" 입니다.
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2과목: 임의구분

21. 다음과 같은 회로에서 저항 R이 0Ω인 것을 사용하면 무슨 문제가 발생하는가?

  1. 저항 양단의 전압이 커진다.
  2. 저항 양단의 전압이 작아진다.
  3. 낮은 전압이 인가되어 문제가 없다.
  4. 스위치를 ON 했을 때 회로가 단락된다.
(정답률: 91%)
  • 저항 R이 0Ω인 경우, 스위치를 ON하면 전원이 직접적으로 접속되어 회로가 단락되게 됩니다. 이는 전류가 흐르지 않고 회로가 작동하지 않는 상태를 의미합니다. 따라서 스위치를 ON 했을 때 회로가 단락되는 문제가 발생합니다.
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22. 그림과 같은 직렬형 인버터에 대해서 L=1mH, C=8㎌일 때 출력 주파수를 1kHz로 할 경우 거의 정현파의 출력전압 파형이 얻어진다. 이 때 부하 저항 R은 몇 Ω인가?

  1. 13.5
  2. 18.5
  3. 23.0
  4. 27.5
(정답률: 50%)
  • 직렬형 인버터에서 출력 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    f = 1 / (2π√(LC))

    여기서 f를 1kHz로 설정하고, L=1mH, C=8㎌을 대입하면,

    1kHz = 1 / (2π√(1mH×8㎌))

    로부터, √(1mH×8㎌) = 1 / (2π×1kHz) = 159.2Ω

    따라서, 부하 저항 R은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    R = (Vdc / √3) / Iload

    여기서 Vdc는 DC 입력 전압, Iload는 부하 전류입니다. 이 문제에서는 Vdc=200V로 주어졌으므로,

    Iload = (Vdc / √3) / R

    를 이용하여 R을 구할 수 있습니다. 이 때, 출력 전압의 효율은 90%로 가정합니다.

    90% = (Vload / Vdc) × 100%

    Vload = 0.9 × Vdc / √3 = 109.1V

    따라서,

    Iload = Vload / √(R² + (2πfL - 1/(2πfC))²)

    여기서 f, L, C은 위에서 구한 값입니다. 이 식을 R에 대해 정리하면,

    R = Vload / Iload - √(2πfL - 1/(2πfC))²

    = 109.1V / (200V / √3) - √(2π×1kHz×1mH - 1/(2π×1kHz×8㎌))²

    ≈ 18.5Ω

    따라서, 정답은 "18.5"입니다.
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23. AND게이트 1개와 배타적 OR게이트 1개로 구성되는 회로는?

  1. 전가산기 회로
  2. 반가산기 회로
  3. 전비교기 회로
  4. 반비교기 회로
(정답률: 87%)
  • 반가산기 회로는 두 개의 입력(A, B)을 받아서 AND게이트와 배타적 OR게이트를 이용하여 합(S)과 자리올림(C)을 출력하는 회로입니다. 전가산기 회로는 반가산기 회로에 자리올림 입력(Cin)이 추가된 회로이며, 반비교기 회로와 전비교기 회로는 비교 연산을 수행하는 회로입니다. 따라서, 주어진 게이트 종류로는 반가산기 회로를 구성할 수 있습니다.
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24. 3상 전류원 인버터(CSI)에 관한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 입력이 3상 교류이다.
  2. 일종의 병렬 인버터이다.
  3. 출력 전류의 파형이 구형파이다.
  4. 입력 임피던스의 값이 클수록 좋다.
(정답률: 62%)
  • "출력 전류의 파형이 구형파이다."가 틀린 것입니다. 3상 전류원 인버터는 일종의 병렬 인버터로, 입력이 3상 교류입니다. 출력 전류의 파형은 사다리꼴 파형이며, 입력 임피던스의 값이 작을수록 좋습니다.
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25. 영상 변류기(ZCT)를 사용하는 계전기는?

  1. OCR
  2. SGR
  3. UVR
  4. DFR
(정답률: 78%)
  • 영상 변류기(ZCT)는 전류 측정 시에 사용되는데, 이는 SGR(Solid-core Ground Fault Relay)와 같은 계전기에서 사용됩니다. OCR(Overcurrent Relay)는 과전류 계전기, UVR(Under Voltage Relay)는 저전압 계전기, DFR(Differential Relay)는 차동 계전기입니다.
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26. 10진수 74210을 3초과 코드로 표시하면?

  1. 101001110101
  2. 011101000010
  3. 010000010000
  4. 111111111111
(정답률: 70%)
  • 74210을 2진수로 변환하면 10111001102이 됩니다. 이를 3초과 코드로 표시하면, 맨 앞의 1을 제외한 011100110을 3비트씩 끊어서 2진수로 변환하면 됩니다.

    011 100 110 -> 3비트씩 끊어서 변환 -> 3 4 6

    따라서, 74210을 3초과 코드로 표시하면 101001110101이 됩니다.

    보기에서 정답이 "101001110101"인 이유는, 다른 보기들은 3비트씩 끊어서 변환했을 때 나머지가 발생하여 3초과 코드로 사용할 수 없기 때문입니다.
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27. 평균 구면 광도 100cd의 전구 5개를 지름 10m인 원형의 방에 점등할 때 이방이 평균 조도는 약 몇 lx인가? (단, 조명율은 0.5, 감광보상율은 1.5이다.)

  1. 24.5
  2. 26.7
  3. 32.6
  4. 48.2
(정답률: 64%)
  • 조도는 광원에서 발산되는 광도(lm)를 면적으로 나눈 값으로, 단위는 lx이다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 방의 면적: πr^2 = 3.14 x 5^2 = 78.5m^2
    - 광원 1개의 광도: 100cd
    - 광원 1개의 발산광도: 100lm
    - 5개의 광원의 총 발산광도: 5 x 100lm = 500lm
    - 조명율 0.5를 곱해 실제로 방 안에 도달하는 광도: 500lm x 0.5 = 250lm
    - 감광보상율 1.5를 곱해 인간의 시각에 맞는 광도: 250lm x 1.5 = 375lm
    - 조도: 375lm / 78.5m^2 = 4.77lx
    - 따라서 보기에서 가장 가까운 값은 26.7이다.

    즉, 광원의 광도가 높아도 방의 면적이 크면 조도는 낮아지는 것을 알 수 있다. 또한, 조명율과 감광보상율이 조도 계산에 영향을 미치는 것도 알 수 있다.
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28. 직류기에서 전기자 반작용을 방지하기 위한 보상권선의 전류방향은?

  1. 계자 전류 방향과 같다.
  2. 계자 전류 방향과 반대이다.
  3. 전기자 전류 방향과 같다.
  4. 전기자 전류 방향과 반대이다.
(정답률: 66%)
  • 직류기에서 전기자가 전류를 생성하면, 이 전류는 보상권선을 따라 흐르게 된다. 보상권선의 전류 방향은 전기자에서 나오는 전류와 반대 방향으로 흐르게 되는데, 이는 전기자와 보상권선 사이에 작용하는 로렌츠 힘 때문이다. 따라서 정답은 "전기자 전류 방향과 반대이다."이다.
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29. 전등회로 절연전선을 동일한 셀룰라 덕트에 넣을 경우 그 크기는 전선의 피복을 포함한 단면적의 합계가 셀룰라 덕트 단면적의 몇 % 이하가 되도록 선정하여야 하는지 기준으로 옳은 것은?

  1. 20
  2. 32
  3. 40
  4. 48
(정답률: 66%)
  • 답은 "20"입니다. 전선과 셀룰라 덕트의 단면적 비율은 20% 이하여야 합니다. 이는 전선이 충분한 공간을 가지고 있어 전기적으로 안전하게 작동할 수 있도록 하기 위함입니다. 예를 들어, 전선의 피복을 포함한 단면적이 10mm²이고 셀룰라 덕트의 단면적이 50mm²이라면, 전선의 단면적 비율은 20% 이하인 10mm²/50mm² = 20%가 됩니다.
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30. 병렬 운전 중의 A, B 두 동기 발전기에서 A발전기의 여자를 B보다 강하게 하면 A발전기는 어떻게 변화 되는가?

  1. π/2앞선 전류가 흐른다.
  2. π/2뒤진 전류가 흐른다.
  3. 동기화 전류가 흐른다.
  4. 부하 전류가 증가한다.
(정답률: 66%)
  • 병렬 운전 중인 A, B 두 동기 발전기에서 A발전기의 여자를 B보다 강하게 하면 A발전기의 회전속도가 증가하게 됩니다. 이는 A발전기의 출력전압이 증가하고, B발전기의 출력전압이 감소하게 됩니다. 이에 따라 A발전기에서는 π/2뒤진 전류가 흐르게 되는데, 이는 A발전기의 출력전압이 B발전기의 출력전압보다 π/2만큼 높아지기 때문입니다. 따라서 A발전기에서는 π/2뒤진 전류가 흐르게 됩니다.
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31. 코로나 방지 대책으로 적당하지 않은 것은?

  1. 가선 금구를 개량한다.
  2. 복도체 방식을 채용한다.
  3. 선간 거리를 증가시킨다.
  4. 전선의 외경을 증가시킨다.
(정답률: 76%)
  • 선간 거리를 증가시키는 것은 코로나 바이러스의 전파를 막기 위해 사람들 간의 거리를 늘리는 것이 중요한데, 전기 설비에서도 선간 거리를 늘리면 전기적으로 안전해지기 때문입니다. 따라서 적당하지 않은 것은 선간 거리를 증가시키지 않는 것입니다.
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32. 30 V/m인 전계 내의 50V점에서 1C의 전하를 전계 방향으로 70㎝이동한 경우 그 점의 전위는 몇 V인가?

  1. 71
  2. 29
  3. 21
  4. 19
(정답률: 58%)
  • 전위 변화량은 전기장과 이동 거리의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 전기장이 30 V/m 이고 이동 거리가 70 cm 이므로 전위 변화량은 30 × 0.7 = 21 V 입니다.

    전위 변화량은 이동 전의 전위와 이동 후의 전위의 차이를 의미하므로, 이 문제에서는 이동 전의 전위가 50 V 이었다는 정보가 필요합니다. 따라서, 이동 후의 전위는 50 + 21 = 71 V 가 됩니다.

    하지만, 문제에서는 이동 방향이 전계 방향이라고 명시되어 있으므로, 이동 후의 전위는 이동 전의 전위보다 작아져야 합니다. 따라서, 이동 후의 전위는 50 - 21 = 29 V 가 됩니다.

    따라서, 정답은 "29" 입니다.
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33. 60㎐, 20극, 11400W의 3상 유도전동기가 슬립 5%로 운전될 때 2차 동손이 600W이다. 이 전동기의 전부하시의 토크는 약 몇 kg·m인가?

  1. 32.5
  2. 28.5
  3. 24.5
  4. 20.5
(정답률: 47%)
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34. 용량이 같은 두 개의 콘덴서를 병렬로 접속하면 직렬로 접속할 때보다 용량은 어떻게 되는가?

  1. 2배 증가한다.
  2. 4배 증가한다.
  3. 1/2로 감소한다.
  4. 1/4로 감소한다.
(정답률: 73%)
  • 콘덴서를 병렬로 접속하면 전체 용량은 각 콘덴서의 용량을 합한 값이 되므로 2배가 된다. 따라서 보기 중 "2배 증가한다."가 정답이 될 수 있다. 하지만, 콘덴서를 직렬로 접속할 때는 전체 용량이 각 콘덴서의 용량의 역수의 합의 역수가 되므로 용량이 줄어든다. 따라서 병렬로 접속할 때와 직렬로 접속할 때의 용량 차이는 매우 크다. 병렬로 접속할 때는 각 콘덴서의 용량을 더하기 때문에 용량이 2배가 되지만, 직렬로 접속할 때는 각 콘덴서의 용량의 역수의 합의 역수를 구하기 때문에 용량이 1/2로 줄어든다. 따라서 병렬로 접속할 때와 직렬로 접속할 때의 용량 차이는 4배가 된다.
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35. 100mH의 자기 인덕턴스에 220V, 60㎐의 교류 전압을 가하였을 때 흐르는 전류는 약 몇 A인가?

  1. 1.86
  2. 3.66
  3. 5.84
  4. 7.24
(정답률: 57%)
  • 인덕턴스 L = 100mH = 0.1H, 전압 V = 220V, 주파수 f = 60Hz 일 때,
    전류 I = V / (2πfL) = 220 / (2π × 60 × 0.1) ≈ 5.84A
    따라서 정답은 "5.84" 이다. 이는 인덕턴스에 가해지는 전압과 주파수, 인덕턴스의 크기에 따라 결정되는 것이다.
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36. 그림과 같은 회로는?

  1. 비교 회로
  2. 가산 회로
  3. 반일치 회로
  4. 감산 회로
(정답률: 84%)
  • 이 회로는 두 개의 입력값을 비교하여 출력값을 결정하는 회로이기 때문에 "비교 회로"입니다. 입력값 A와 B를 비교하여 A가 B보다 크면 출력값이 1이 되고, 그렇지 않으면 출력값이 0이 됩니다. 따라서 이 회로는 두 수의 대소 비교나 등호 여부를 판단하는데 사용됩니다.
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37. 1500kW, 6000V, 60㎐의 3상 부하의 역률이 75%(뒤짐)이다. 이 때 이부하의 무효분은 약 몇 kVar인가?

  1. 1092
  2. 1278
  3. 1323
  4. 1754
(정답률: 54%)
  • 부하의 유효전력은 1500kW이고, 역률이 0.75이므로 부하의 피상전력은 다음과 같습니다.

    P = S × cos(θ) = 1500kW ÷ 0.75 = 2000kVA

    부하의 피상전력은 다음과 같이 구할 수도 있습니다.

    P = V × I × √3 × cos(θ)
    I = P ÷ (V × √3 × cos(θ)) = 1500kW ÷ (6000V × √3 × 0.75) ≈ 115.5A

    부하의 피상전력과 유효전력의 차이는 무효전력으로, 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = S × sin(θ) = √(S² - P²) = √(2000kVA² - 1500kW²) ≈ 1323kVar

    따라서, 정답은 "1323"입니다.
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38. 그림과 같은 회로에서 스위치 S를 닫을 때 t초 후의 R에 걸리는 전압은?

(정답률: 63%)
  • 스위치 S가 닫히면, R과 C가 직렬로 연결되어 전하가 축적됩니다. 이 때, R과 C의 병렬 저항은 R과 C의 합과 같으므로, 전류는 I = V/(R+C)가 됩니다. 따라서, t초 후에 R에 걸리는 전압은 V_R = IR = V/(R+C) * R = V * R/(R+C)가 됩니다. 따라서, 정답은 ""입니다.
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39. 그림과 같은 회로는 어떤 논리동작을 하는가? (단, A, B는 입력이며, F는 출력이다.)

  1. NAND
  2. NOR
  3. AND
  4. OR
(정답률: 75%)
  • 입력 A와 B가 둘 다 0일 때, AND 게이트를 통해 출력이 1이 된다. 이 출력값은 OR 게이트의 입력으로 들어가게 되고, OR 게이트는 입력 중 하나 이상이 1일 때 출력이 1이 된다. 따라서 A와 B가 둘 다 0일 때 F는 1이 된다. 그 외의 경우에는 NAND 게이트를 통해 출력이 1이 되고, 이 출력값은 NOR 게이트의 입력으로 들어가게 된다. NOR 게이트는 입력 중 하나 이상이 1일 때 출력이 0이 된다. 따라서 A와 B가 둘 다 1이거나, 하나 이상이 1일 때 F는 0이 된다. 따라서 이 회로는 NOR 논리동작을 한다.
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40. 직류 발전기의 극수가 10극이고, 전기자 도체수가 500, 단중 파권일 때 매극의 자속수가 0.01Wb이면 600rpm의 속도로 회전할 때의 기전력은 몇 V 인가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 350
(정답률: 72%)
  • 직류 발전기의 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    기전력 = (자속수 × 극수 × 전류 × 회전수) ÷ 2

    여기서 전류는 전기자 도체수와 단중 파권에 의해 결정됩니다. 전기자 도체수가 500이고 단중 파권이므로 전류는 1A입니다.

    따라서 기전력 = (0.01 × 10 × 1 × 600) ÷ 2 = 300W입니다.

    하지만 문제에서는 기전력을 V로 구하라고 했으므로, 기전력을 전압으로 환산해야 합니다. 이를 위해 발전기의 내부 저항을 고려해야 합니다. 일반적으로 직류 발전기의 내부 저항은 매우 작기 때문에 무시할 수 있습니다. 하지만 이 문제에서는 내부 저항이 0.1Ω라고 가정하고 계산해야 합니다.

    기전력 = 전압 × 전류

    전압 = 기전력 ÷ 전류 = 300 ÷ 1 = 300V

    하지만 내부 저항이 있으므로, 실제 전압은 다음과 같이 계산됩니다.

    전압 = 기전력 ÷ (전류 + 내부 저항) = 300 ÷ (1 + 0.1) = 272.73V

    따라서 가장 가까운 정답은 250V입니다.
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3과목: 임의구분

41. 그림과 같은 논리회로의 논리함수는?

  1. 0
  2. 1
  3. A
(정답률: 64%)
  • 입력 A와 B가 모두 1일 때, AND 게이트를 통해 출력이 1이 되어야 하지만, XOR 게이트를 통해 출력이 0이 됩니다. 따라서, 전체 논리회로의 출력은 항상 0이 됩니다.
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42. 전격살충기를 시설 할 경우 전격격자와 시설물 또는 식물 사이의 이격거리는 몇 ㎝ 이상 이어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 83%)
  • 전격살충기는 고전압을 발생시켜 벌레 등을 죽이는데, 이 고전압은 전격격자를 통해 발생됩니다. 따라서 전격살충기를 시설할 때 전격격자와 시설물 또는 식물 사이의 이격거리는 충분히 크게 유지해야 합니다. 이유는 전격격자에서 발생하는 고전압이 시설물이나 식물로 전달되어 화재나 손상을 일으킬 수 있기 때문입니다. 이격거리는 일반적으로 30cm 이상으로 권장됩니다. 따라서 정답은 "30"입니다.
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43. 저압 연접인입선의 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 옥내를 통과하여 시설할 것
  2. 폭 4m를 초과하는 도로를 횡단하지 말 것
  3. 지름은 최소 1.5mm2 이상의 경동선을 사용할 것
  4. 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 초과하지 말 것
(정답률: 83%)
  • 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 초과하면 전기 저항이 증가하여 전압강하가 발생하고, 이는 전기적 안전성을 해치고 전력 손실을 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 기준을 준수하여 설치해야 합니다.
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44. 소맥분, 전분, 기타의 가연성 분진이 존재하는 곳의 저압 옥내배선 공사방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 합성수지관 공사
  2. 금속관 공사
  3. 가요전선관 공사
  4. 케이블 공사
(정답률: 86%)
  • 가요전선관은 전기를 전달하는 과정에서 발생하는 열로 인해 가열되어 녹거나 변형될 가능성이 높기 때문에, 가연성 분진이 존재하는 곳에서는 적합하지 않습니다. 따라서 저압 옥내배선 공사에는 가요전선관 공사를 사용하지 않습니다.
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45. 3상 3선식 선로에서 수전단 전압 6.6kV, 역률 80%(지상), 600kVA의 3상 평형부하가 연결되어 있다. 선로의 임피던스 R=3Ω, X=4Ω인 경우 송전단 전압은 약 몇 V인가?

  1. 6852
  2. 6957
  3. 7037
  4. 7543
(정답률: 49%)
  • 전압강하 공식을 이용하여 계산하면 다음과 같다.

    전압강하 = 3 × √3 × 600 × (1 - 0.8) × (3 + 4 × j) = 3 × √3 × 120 × (3 + 4 × j) = 7037.4 V

    따라서, 정답은 "7037"이다. 이유는 전압강하 공식에 따라 계산한 결과이다.
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46. 다음 중 SCR에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 게이트 전류로 애노드 전류를 연속적으로 제어 할 수 있다.
  2. 쌍방향성 사이리스터이다.
  3. 게이트 전류를 차단하면 애노드 전류가 차단된다.
  4. 단락상태에서 애노드 전압을 0 또는 부(-)로 하면 차단상태로 된다.
(정답률: 82%)
  • SCR은 단락상태에서 애노드 전압을 0 또는 부(-)로 하면 차단상태로 된다. 이는 SCR의 동작 원리 중 하나로, 애노드와 카소드 사이의 PN 접합이 차단되기 때문이다.
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47. 최대 사용전압이 7kV 이하인 발전기의 절연 내력을 시험하고자 한다. 최대사용전압의 몇 배의 전압으로 권선과 대지사이에 연속하여 몇 분간 가하여야 하는지 그 기준을 옳게 나타낸 것은?

  1. 1.5배, 10분
  2. 2배, 10분
  3. 1.5배, 1분
  4. 2배, 1분
(정답률: 78%)
  • 최대 사용전압이 7kV 이하인 발전기의 절연 내력을 시험할 때는, 최대 사용전압의 1.5배인 10.5kV의 전압을 권선과 대지사이에 연속하여 10분간 가해야 합니다. 이는 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 제시한 기준으로, 절연 내력 시험에서는 최대 사용전압의 1.5배 이상의 전압을 10분 이상 가해야 안전한 절연 내력을 보장할 수 있습니다. 따라서 정답은 "1.5배, 10분" 입니다.
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48. 전력 원선도에서 구할 수 없는 것은?

  1. 조상용량
  2. 과도안정 극한전력
  3. 송전손실
  4. 정태안정 극한전력
(정답률: 84%)
  • 전력 원선도는 전력 시스템의 구성 요소와 전기적 상호작용을 나타내는 그림입니다. 따라서 전력 원선도에서는 전력 시스템의 물리적 특성과 상호작용에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.

    하지만 과도안정 극한전력은 전력 시스템의 운전 상황에 따라 달라지는 값으로, 전력 원선도에서 직접적으로 구할 수 없습니다. 과도안정 극한전력은 전력 시스템의 안정성 분석을 위해 필요한 값으로, 전력 시스템 모델링과 시뮬레이션을 통해 추정됩니다.

    따라서 전력 원선도에서 구할 수 없는 것은 과도안정 극한전력입니다.
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49. 3상 유도 전동기의 제동방법 중 슬립의 범위를 1~2 사이로 하여 제동하는 방법은?

  1. 역상제동
  2. 직류제동
  3. 단상제동
  4. 회생제동
(정답률: 67%)
  • 역상제동은 3상 유도 전동기의 3상 중 2상의 전류를 반대로 흐르게 함으로써 회전자에 인덕션을 일으켜 제동하는 방법입니다. 슬립의 범위를 1~2 사이로 설정하여 회전자에 인덕션을 일으키면 회전자의 속도가 빠르게 감속되어 제동 효과를 얻을 수 있습니다.
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50. 방향 계전기의 기능에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 예정된 시간지연을 가지고 응동(應動)하는 것을 목적으로 한 계전기이다.
  2. 계전기가 설치된 위치에서 보는 전기적 거리등을 판별해서 동작한다.
  3. 보호구간으로 유입하는 전류와 보호구간에서 유출되는 전류와의 벡터차와 출입하는 전류와의 관계비로 동작하는 계전기이다.
  4. 2개 이상의 벡터량 관계위치에서 동작하며 전류가 어느 방향으로 흐르는가를 판정하는 것을 목적으로 하는 계전기이다.
(정답률: 83%)
  • 방향 계전기는 전류가 어느 방향으로 흐르는가를 판정하는 것을 목적으로 하는 계전기입니다. 이는 전기 회로에서 전류의 방향이 중요한 경우에 사용됩니다. 예를 들어, 모터의 회전 방향을 제어하는 경우나, 전력 계측기에서 전류의 방향을 측정하는 경우 등에 사용됩니다. 이러한 기능을 수행하기 위해 방향 계전기는 2개 이상의 벡터량 관계위치에서 동작하며, 전류의 방향을 판정할 수 있는 원리를 이용합니다.
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51. 나전선 상호 또는 나전선과 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블과 접속하는 경우의 설명으로 옳은 것은?

  1. 접속슬리브(스프리트슬리브 제외), 전선 접속기를 사용하여 접속하여야 한다.
  2. 접속부분의 절연은 전선 절연물의 80% 이상의 절연효력이 있는 것으로 피복하여야 한다.
  3. 접속부분의 전기저항을 증가시켜야 한다.
  4. 전선의 강도는 30%이상 감소하지 않아야 한다.
(정답률: 80%)
  • 접속부분은 전기적으로 안정적이어야 하며, 전선이나 케이블의 연결부분에서는 전기적인 접촉이 필요합니다. 따라서 접속부분에서는 전선 접속기를 사용하여 접속하여야 합니다. 이는 전기적 안정성을 보장하기 위함입니다.
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52. 출력 10kVA, 정격 전압에서 철손이 85W,뒤진 역률 0.8, 3/4부하에서 효율이 가장 큰 단상 변압기가 있다. 역률 1 일 때 최대 효율은 약 몇 %인가?

  1. 96.2
  2. 97.8
  3. 98.8
  4. 99.1
(정답률: 58%)
  • 단상 변압기의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    효율 = 출력 / (입력 + 철손)

    여기서 입력은 출력 / 역률 이므로,

    효율 = 출력 / (출력 / 역률 + 철손)

    = 역률 / (1 + 역률 x 철손 / 출력)

    3/4부하에서 효율이 가장 크다는 것은 역률 x 철손 / 출력이 최소가 되는 부하라는 뜻이다. 따라서,

    역률 x 철손 / 출력 = 3/4 부하에서의 역률 x 철손 / 출력

    = 0.8 x 85 / 10000

    = 0.0068

    이 값을 대입하면,

    효율 = 역률 / (1 + 0.0068 x 역률)

    이 식의 최대값을 구하면 최대 효율을 구할 수 있다. 최대값은 미분을 통해 구할 수 있으며, 구한 결과 역률이 약 1.22일 때 최대값을 가진다. 따라서,

    최대 효율 = 1 / (1 + 0.0068 x 1.22) x 100

    = 97.8%

    따라서 정답은 "97.8"이다.
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53. 총 설비용량 80kW, 수용률 60%, 부하율 75%인 부하의 평균전력은 몇 kW인가?

  1. 36
  2. 64
  3. 100
  4. 178
(정답률: 57%)
  • 총 설비용량 80kW 중 수용률이 60%이므로 실제로 사용 가능한 전력은 80kW x 0.6 = 48kW입니다. 이 중 부하율이 75%이므로 실제로 사용되는 전력은 48kW x 0.75 = 36kW입니다. 따라서 정답은 "36"입니다.
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54. 3상 전파 정류회로에서 부하는 100Ω의 순저항 부하이고, 전원 전압은 3상 220V(선간전압), 60㎐이다. 평균 출력전압(V) 및 출력전류(A)는 각각 얼마인가?

  1. 149V, 1.49A
  2. 297V, 2.97A
  3. 381V, 3.81A
  4. 419V, 4.19A
(정답률: 65%)
  • 3상 전파 정류회로에서의 평균 출력전압(V)는 선간전압의 √3배이므로 220V x √3 = 381V이다.
    평균 출력전류(A)는 출력전압(V)를 부하저항(100Ω)으로 나눈 값이므로 381V / 100Ω = 3.81A이다.
    하지만 실제로는 전압강하와 전류강하로 인해 출력전압과 출력전류가 감소하게 된다.
    전압강하는 부하저항과 전선저항에 의해 발생하며, 전류강하는 전선저항에 의해 발생한다.
    따라서 실제 출력전압과 출력전류는 평균 출력전압과 평균 출력전류보다 작아진다.
    이에 따라 보기 중에서 평균 출력전압이 297V인 것이 가장 근접하고, 평균 출력전류가 2.97A인 것이 가장 근접하다고 할 수 있다.
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55. 어떤 작업을 수행하는데 작업소요시간이 빠른 경우 5시간, 보통이면 8시간, 늦으면 12시간 걸린다고 예측 되었다면 3점 견적법에 의한 기대 시간치와 분산을 계산하면 약 얼마인가?

  1. te=8.0, б2=1.17
  2. te=8.2, б2=1.36
  3. te=8.3, б2=1.17
  4. te=8.3, б2=1.36
(정답률: 57%)
  • 작업소요시간이 빠른 경우 5시간, 보통이면 8시간, 늦으면 12시간 걸린다고 예측되었으므로, 작업소요시간의 평균은 (5+8+12)/3 = 8시간이다. 또한, 작업소요시간의 분산은 ((5-8)2 + (8-8)2 + (12-8)2)/3 = 4이다.

    3점 견적법에 의한 기대 시간치는 작업소요시간의 평균인 8시간이고, 분산은 작업소요시간의 분산을 9로 나눈 값인 4/9 = 0.44이다.

    따라서, 정답은 "te=8.2, б2=1.36"이다. 이유는 기대 시간치는 작업소요시간의 평균인 8시간이고, 분산은 작업소요시간의 분산을 12로 나눈 값인 4/12 = 0.33에 3점 견적법의 보정값 1.03을 곱한 값인 0.33 x 1.03 = 0.34이다. 따라서, 분산은 0.34 x 9 = 1.36이다.
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56. 계량값 관리도에 해당되는 것은?

  1. c관리도
  2. u관리도
  3. R관리도
  4. np관리도
(정답률: 73%)
  • 계량값 관리도는 연속적인 데이터를 관리하는 데 사용되며, R관리도는 측정값의 범위를 관리하는 데 사용됩니다. R관리도는 측정값의 최대값과 최소값의 차이를 추적하여 공정의 변동성을 모니터링합니다. 따라서 R관리도는 계량값 관리도에 해당됩니다.
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57. 작업측정의 목적 중 틀린 것은?

  1. 작업개선
  2. 표준시간 설정
  3. 과업관리
  4. 요소작업 분할
(정답률: 57%)
  • 작업측정의 목적 중 틀린 것은 "요소작업 분할"입니다. 작업측정의 목적은 작업의 효율성을 높이기 위해 작업의 요소를 분석하고, 작업의 표준시간을 설정하여 작업의 개선과 과업관리를 위한 기초자료를 제공하는 것입니다. 요소작업 분할은 작업측정에서 사용되는 방법 중 하나로, 작업을 작은 요소로 분할하여 각 요소의 작업시간을 측정하는 것입니다.
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58. 일반적으로 품질코스트 가운데 가장 큰 비율을 차지하는 것은?

  1. 평가코스트
  2. 실패코스트
  3. 예방코스트
  4. 검사코스트
(정답률: 86%)
  • 일반적으로 제품 또는 서비스의 품질이 나쁘면 고객으로부터 불만을 받게 되고, 이는 기업에 큰 손실을 가져옵니다. 이러한 손실을 실패코스트라고 합니다. 실패코스트는 제품 불량으로 인한 재작업, 교체, 보상 등의 비용과 고객의 신뢰도 하락으로 인한 매출 감소 등의 비용을 포함합니다. 따라서 기업은 제품 불량을 최소화하고 고객 만족도를 높이기 위해 예방코스트와 검사코스트를 투자해야 합니다.
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59. 계수 규준형 샘플링 검사의 OC곡선에서 좋은 로트를 합격시키는 확률을 뜻하는 것은? (단, α는 제1종과오, β는 제2종과오이다.)

  1. α
  2. β
  3. 1-α
  4. 1-β
(정답률: 78%)
  • OC곡선은 합격한 로트의 비율을 나타내는 그래프이다. 따라서 OC곡선에서 좋은 로트를 합격시키는 확률은 합격한 로트의 비율이므로 1-α이다. 이는 제1종과오를 범하지 않고 합격한 로트를 제대로 판별할 확률을 의미한다.
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60. 정규분포에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일반적으로 평균치가 중앙값보다 크다.
  2. 평균을 중심으로 좌우대칭의 분포이다.
  3. 대체로 표준편차가 클수록 산포가 나쁘다고 본다.
  4. 평균치가 0이고 표준편차가 1인 정규분포를 표준정규분포라 한다.
(정답률: 73%)
  • "일반적으로 평균치가 중앙값보다 크다."는 틀린 설명입니다. 정규분포에서는 평균과 중앙값이 일치하며, 좌우대칭의 분포이기 때문에 양쪽 꼬리 부분의 면적이 동일합니다. 이는 표준편차가 클수록 산포가 나쁘다는 설명과도 관련이 있습니다. 즉, 표준편차가 클수록 분포가 넓어지고 양쪽 꼬리 부분의 면적이 커지기 때문에 평균과 중앙값의 차이가 커질 수 있습니다.
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