9급 지방직 공무원 전기기기 필기 기출문제복원 (2011-06-13)

9급 지방직 공무원 전기기기
(2011-06-13 기출문제)

목록

1. 직류기에서 양호한 정류를 얻을 수 있는 조건이 아닌 것은?

  1. 정류 주기를 크게 한다.
  2. 브러시의 접촉 저항을 크게 한다.
  3. 리액턴스 전압을 크게 한다.
  4. 전기자 코일의 자기 인덕턴스를 작게 한다.
(정답률: 82%)
  • 리액턴스 전압을 크게 한다는 것은 인덕턴스나 커패시턴스를 크게 한다는 것을 의미합니다. 이는 직류기에서 양호한 정류를 얻을 수 있는 조건 중 하나입니다. 따라서, "리액턴스 전압을 크게 한다."는 양호한 정류를 얻을 수 있는 조건이 아닌 것이 아닙니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 동기발전기의 단락비가 큰 경우에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 백분율 동기임피던스가 작다.
  2. 단락비가 크다는 것은 철기계를 말한다.
  3. 전기자 반작용이 크다.
  4. 과부하 내량이 크고 안정도가 높다.
(정답률: 84%)
  • "전기자 반작용이 크다"는 동기발전기의 단락비가 큰 경우에 대한 설명으로 옳지 않은 것입니다. 이유는 전기자 반작용이 크다는 것은 동기발전기의 안정도가 낮아지고 과부하 내량이 작아지는 것을 의미하기 때문입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 전기자 저항 0.8[Ω], 계자저항 110[Ω]인 직류 분권전동기에 정격전압 220[V]를 인가하였을 때 역기전력은 200[V]이다. 이 때 전기자전류[A]와 계자전류[A]는? (단, 전기자 반작용과 브러시에 의한 전압강하는 무시한다)

  1. 전기자전류: 25, 계자전류: 2
  2. 전기자전류: 25, 계자전류: 1.8
  3. 전기자전류: 38.5, 계자전류: 2
  4. 전기자전류: 38.5, 계자전류: 1.8
(정답률: 94%)
  • 역기전력은 전기자전압에서 계자전압을 뺀 값이므로, 전기자전압은 420[V]이다. 이를 전기자 저항과 계자저항으로 나누어 전류를 구하면, 전기자전류는 25[A], 계자전류는 2[A]가 된다. 이는 오므로 "전기자전류: 25, 계자전류: 2"가 정답이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 병렬로 운전하고 있는 두 대의 3상 동기발전기 사이에 동기화 전류가 교대로 주기적으로 흘러 난조가 발생하였다. 이와 같은 현상을 발생시키는 경우는?

  1. 기전력 크기가 다를 경우
  2. 기전력 주파수가 다를 경우
  3. 두 발전기의 역률이 다를 경우
  4. 두 발전기의 용량이 다를 경우
(정답률: 85%)
  • 병렬로 운전하는 두 대의 3상 동기발전기는 서로 동기화하여 운전해야 한다. 그러나 기전력 주파수가 다를 경우에는 발전기의 회전속도가 서로 다르기 때문에 동기화 전류가 교대로 주기적으로 흐르게 되어 난조가 발생한다. 따라서 기전력 주파수가 다를 경우에는 발전기의 회전속도를 맞추기 위해 조치를 취해야 한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 동기전동기가 무부하상태에서 동기속도로 운전하고 있다. 여자전류 변동에 따른 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 여자전류를 조정하면 송전계통의 전압제어와 역률개선이 가능하다.
  2. 무부하 상태이므로 여자전류 변동에 따른 전기자전류는 변동하지 않는다.
  3. 부족여자 전류 상태에서 동기전동기는 인덕터처럼 동작한다.
  4. 과여자 전류 상태에서 동기전동기는 커패시터처럼 동작한다.
(정답률: 90%)
  • "무부하 상태이므로 여자전류 변동에 따른 전기자전류는 변동하지 않는다."가 옳지 않은 것은, 무부하 상태에서는 여자전류가 없기 때문에 전기자전류도 없다는 것이다. 여자전류가 조정되면 송전계통의 전압제어와 역률개선이 가능하다는 것은 옳은 설명이다. 부족여자 전류 상태에서 동기전동기가 인덕터처럼 동작하고, 과여자 전류 상태에서 동기전동기가 커패시터처럼 동작한다는 것도 옳은 설명이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 정류회로에서 전류중복현상이 발생될 경우 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은?

  1. 정류기의 출력전압이 저하된다.
  2. 중복현상은 정류소자의 게이트신호 불량시 나타난다.
  3. 출력전압 및 교류전원측의 전압 순시파형에 왜곡이 발생한다.
  4. 중복현상은 전류가 크고 정류기의 상수가 높아질수록 심해진다.
(정답률: 58%)
  • "중복현상은 정류소자의 게이트신호 불량시 나타난다."는 옳은 설명입니다. 이는 정류기에서 전류를 제어하는 소자인 게이트 신호가 제대로 전달되지 않아 발생하는 문제입니다. 이로 인해 출력전압이 저하되고, 교류전원측의 전압 순시파형에 왜곡이 발생하며, 전류가 크고 정류기의 상수가 높아질수록 중복현상이 심해집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 권수비가 1 : 4인 이상적 단상 변압기에 실효값 110[V]의 교류전압을 입력하여 전파정류하면 출력전압의 평균값[V]은?

(정답률: 78%)
  • 이상적인 단상 변압기에서 입력전압과 출력전압은 다음과 같은 관계를 가진다.

    입력전압(V1) x 입력전류(I1) = 출력전압(V2) x 출력전류(I2)

    여기서, 이상적인 단상 변압기에서는 입력전류와 출력전류가 같으므로,

    V1 = V2 x (1/4)

    따라서, 출력전압(V2)는 다음과 같다.

    V2 = V1 x 4 = 110 x 4 = 440[V]

    하지만, 문제에서는 출력전압의 평균값을 구하라고 했으므로, 출력전압의 피크값인 440[V]를 2로 나눈 값인 220[V]이 정답이 된다.

    따라서, 정답은 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 반도체 전력변환장치에 적용되고 있는 전력용 반도체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Power BJT는 전류구동형 소자로 베이스전류에 의해 턴온과 턴오프 동작을 수행한다.
  2. Power MOSFET는 전압구동형 소자로 게이트-소스간 전압에 의해 턴온과 턴오프 동작을 수행한다.
  3. SCR은 전류구동형 소자로 게이트전류에 의해 턴온과 턴오프 동작을 수행한다.
  4. IGBT는 전압구동형 소자로 게이트-에미터간 전압에 의해 턴온과 턴오프 동작을 수행한다.
(정답률: 83%)
  • 정답: "SCR은 전류구동형 소자로 게이트전류에 의해 턴온과 턴오프 동작을 수행한다."이 옳지 않다.

    이유: SCR은 게이트 전류에 의해 턴온은 수행하지만, 턴오프는 게이트 전류를 차단하여 수행한다. 따라서 SCR은 전류구동형 소자이지만, 게이트 전류에 의해 턴오프 동작을 수행하지 않는다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 직류 직권전동기가 불포화영역에서 운전되고 있다. 회전속도를 반으로 줄이면 토크는 몇 배 인가? (단, 전기자권선 저항과 직권계자권선 저항에 의한 전압강하는 무시한다)

  1. 1/4
  2. 1/2
  3. 2
  4. 4
(정답률: 82%)
  • 직류 직권전동기의 토크는 회전속도의 제곱에 비례한다. 따라서 회전속도를 반으로 줄이면 토크는 1/4이 된다. 따라서 정답은 "1/4"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 정격전압이 200[V], 정격출력이 5[kW]인 직류분권발전기의 전기자 및 분권계자의 저항은 각각 0.1[Ω], 50[Ω]이다. 이 때 전압변동률[%]은? (단, 전기자 반작용과 브러시에 의한 전압강하는 무시한다)

  1. 1.45
  2. 3.45
  3. 5.45
  4. 7.45
(정답률: 79%)
  • 전압변동률은 (전압강하/전압) x 100 으로 계산할 수 있다.

    전압은 정격전압인 200V이다.

    전압강하는 전류가 흐르는 저항에 의해 발생하는데, 전류는 전력/전압으로 계산할 수 있다. 따라서 전류는 5kW/200V = 25A이다.

    전압강하는 전류 x 저항으로 계산할 수 있다. 따라서 전압강하는 25A x 0.1Ω = 2.5V이다.

    따라서 전압변동률은 (2.5V/200V) x 100 = 1.25%이다.

    하지만 이 문제에서는 분권계자의 저항도 고려해야 한다. 분권계자의 저항은 전압강하에 영향을 미치므로, 전압강하를 다시 계산해야 한다.

    분권계자의 저항은 50Ω이므로, 전압강하는 25A x 50Ω = 1250V이다.

    따라서 전압변동률은 (2.5V + 1250V)/200V x 100 = 625%이다.

    하지만 문제에서는 전기자 반작용과 브러시에 의한 전압강하를 무시하라고 했으므로, 실제 전압변동률은 더 작을 것이다.

    따라서 정답은 "1.45"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 단상 유도전동기의 기동방식이 아닌 것은?

  1. 콘덴서 기동
  2. 분상기동
  3. 자기기동
  4. 반발기동
(정답률: 100%)
  • 단상 유도전동기의 기동방식 중에서 자기기동은 전원을 인가하면 자기장을 생성하여 로터를 회전시키는 방식이 아니라, 로터에 초기에 회전운동을 부여하여 자기장을 생성하고 이를 유지하여 회전을 유지시키는 방식이기 때문에 답이 됩니다. 즉, 자기기동은 초기에 회전운동을 부여하는 방식입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 3,300[V], 60[Hz]용 변압기의 와류손이 450[W]이다. 이 변압기를 2,200[V], 50[Hz]에서 사용할 때 와류손[W]은? (단, 와류손은 전압의 제곱에 비례한다)

  1. 375
  2. 312
  3. 240
  4. 200
(정답률: 77%)
  • 와류손은 전압의 제곱에 비례하므로, 전압이 2,200[V]로 감소하면 와류손은 (2,200/3,300)^2 = 0.4444배가 된다. 따라서, 450[W] x 0.4444 = 200[W] 이므로 정답은 "200"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 다음 그림은 3상 유도 전동기의 원선도이다. P점이 임의의 동작점이라면, 이 전동기의 2차동손은? (단, 은 무부하 전류이다)

(정답률: 72%)
  • 2차동손은 전동기의 회전자에 인가된 자기장과 회전자가 회전함으로써 생기는 자기장의 상대적인 운동에 의해 유도되는 전압으로, 2차원상에서는 회전자의 뒷면과 정면에서 유도전압이 발생한다. 이 때, P점은 회전자의 정면에 위치하므로, 2차동손은 회전자의 뒷면에서 발생한다. 따라서, 보기 중에서 회전자의 뒷면에서 발생하는 2차동손을 나타내는 것은 "" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 60[Hz], 220[V], 5.5[kW]인 3상유도 전동기의 전부하시의 회전자동손이 300[W], 기계손이 200[W]일 때 슬립[%]은?

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2.5
(정답률: 90%)
  • 전동기의 출력은 입력 전력에서 회전자동손과 기계손을 뺀 값이므로,

    입력 전력 = 출력 + 회전자동손 + 기계손

    입력 전력은 전압과 전류, 그리고 3상유도 전동기의 효율을 곱한 값이므로,

    입력 전력 = 3 × 220 × 전류 × 효율

    여기서 전류는 전력과 전압의 비례식을 이용하여 구할 수 있고,

    전류 = 전력 ÷ (3 × 220)

    따라서 입력 전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    입력 전력 = 3 × 220 × (5.5 × 1000 ÷ (3 × 220)) × 효율
    = 5.5 × 1000 × 효율

    출력은 5.5 kW이므로,

    출력 = 5.5 × 1000 - 300 - 200
    = 5000 W

    슬립은 다음과 같이 구할 수 있다.

    슬립 = (n - ns) ÷ n × 100
    = (60 - 56.25) ÷ 60 × 100
    = 5 %

    따라서 정답은 "5"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 다음의 측정데이터는 변압기의 권선비를 산정하기 위한 것이다. 이 변압기의 권선비와, 1차측에 220[V]의 입력전압을 인가할 때 2차측 출력전압[V]은?

  1. 권선비: 0.5, 출력전압: 440
  2. 권선비: 1.0, 출력전압: 220
  3. 권선비: 2.0, 출력전압: 220
  4. 권선비: 2.0, 출력전압: 110
(정답률: 100%)
  • 변압기의 권선비는 1차측의 턴수와 2차측의 턴수의 비율을 나타내는 값이다. 이 측정데이터에서 1차측에 220[V]의 입력전압을 인가하면, 2차측에서는 110[V]의 출력전압이 나오므로, 권선비는 2.0이 된다. 이는 1차측의 턴수가 2배 더 많기 때문이다. 따라서 정답은 "권선비: 2.0, 출력전압: 110"이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 변압기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ?

  1. 사용 주파수가 증가하면 전압 변동률은 감소한다.
  2. 50[Hz]의 변압기를 60[Hz]의 전원에 접속하면 철손은 감소하고, 누설 리액턴스는 증가한다.
  3. 변압기의 동손과 철손이 같을 때 효율이 최대가 된다.
  4. 변압기의 정격 2차 전압은 명판에 기록된 2차 권선의 단자전압의 실효치이다.
(정답률: 72%)
  • "사용 주파수가 증가하면 전압 변동률은 감소한다."는 옳은 설명이다. 이는 주파수가 증가하면 철손과 누설 리액턴스의 임피던스가 증가하기 때문에, 전압 변동이 줄어들게 되기 때문이다.

    50[Hz]의 변압기를 60[Hz]의 전원에 접속하면 철손은 감소하고, 누설 리액턴스는 증가한다는 것은 옳은 설명이다. 이는 주파수가 증가하면 철손이 감소하고 누설 리액턴스가 증가하기 때문이다.

    변압기의 동손과 철손이 같을 때 효율이 최대가 된다는 것은 옳은 설명이다. 이는 동손과 철손의 손실이 최소화되기 때문이다.

    변압기의 정격 2차 전압은 명판에 기록된 2차 권선의 단자전압의 실효치이다는 것은 옳은 설명이다. 이는 변압기의 정격은 권선의 전압과 전류, 주파수 등에 따라 결정되기 때문이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 3상 6극 유도전동기를 60[Hz]의 전원에 접속하고 전부하로 운전 할 때, 2차회로의 주파수가 1.5[Hz]였다. 이 때의 2차동손이 200[W]였다면 기계적 출력[kW]은?

  1. 0.2
  2. 7.8
  3. 8.0
  4. 8.2
(정답률: 69%)
  • 3상 6극 유도전동기를 60[Hz]의 전원에 접속하면, 회전수는 1200[rpm]이 된다. 이 때 2차회로의 주파수가 1.5[Hz]이므로, 슬립은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    슬립 = (60 - 1.5) / 60 = 0.975

    따라서, 동기회전자기장과 회전자자기장 사이의 상대적인 속도는 2.5% 감소하게 된다. 이 때의 2차동손이 200[W]이므로, 기계적 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기계적 출력 = 2차동손 / (1 - 슬립) = 200 / (1 - 0.975) = 8000[W] = 8[kW]

    따라서, 정답은 "8.0"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 엘리베이터를 전동기로 구동할 경우 4상한 운전에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 승객이 탑승한 카(Car)가 밸런스 추(Counterweight)보다 무거운 상태에서 카를 상승시킬 경우 전동기는 토크와 회전 방향이 같고 전동기로 작용한다.
  2. 승객이 탑승한 카(Car)가 밸런스 추(Counterweight)보다 무거운 상태에서 카를 하강시킬 경우 전동기는 토크와 회전 방향이 같고 발전기로 작용한다.
  3. 승객이 탑승한 카(Car)가 밸런스 추(Counterweight)보다 가벼운 상태에서 카를 상승시킬 경우 전동기는 토크와 회전 방향이 다르고 전동기로 작용한다.
  4. 승객이 탑승한 카(Car)가 밸런스 추(Counterweight)보다 가벼운 상태에서 카를 하강시킬 경우 전동기는 토크와 회전 방향이 같고 발전기로 작용한다.
(정답률: 38%)
  • 정답은 "승객이 탑승한 카(Car)가 밸런스 추(Counterweight)보다 무거운 상태에서 카를 상승시킬 경우 전동기는 토크와 회전 방향이 같고 전동기로 작용한다."입니다.

    이유는 엘리베이터는 카와 밸런스 추의 무게 차이를 이용하여 움직입니다. 따라서 카가 밸런스 추보다 무거운 상태에서 상승시키면 전동기는 토크와 회전 방향이 같고 전동기로 작용하게 됩니다. 이는 카와 밸런스 추의 무게 차이를 상쇄시키기 위한 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 다음 그림은 유도 전동기의 속도-토크 특성과 부하의 속도-토크 특성을 나타내고 있다. 교점에서 안정적으로 운전되는 것은? (단, 전동기의 토크를 TM, 부하의 토크를 TL, 전동기의 속도를 ω라 한다)

(정답률: 83%)
  • 교점에서 안정적으로 운전되기 위해서는 전동기의 토크와 부하의 토크가 서로 균형을 이루어야 한다. 즉, TM = TL이어야 한다. 이를 만족하는 보기는 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 정격 용량 10[kVA] 변압기가 있다. 부하율이 1/2이고 역률이 1인 전등 부하로 6시간, 부하율이 3/4이고 역률이 0.8인 전동기 부하로 12시간, 그리고 무부하로 6시간 운전하였을 때 전일 효율[%]은? (단, 전부하 동손은 500[W]이며, 철손은 200[W]이다)

  1. 80.9
  2. 85.9
  3. 88.9
  4. 91.9
(정답률: 59%)
  • 전일 효율은 전일 유효전력 ÷ 전일 피상전력 × 100 으로 구할 수 있다.

    전일 유효전력은 각 부하의 운전시간과 부하율, 역률, 정격용량을 이용하여 구할 수 있다.

    전등 부하의 운전시간은 6시간, 부하율은 1/2이므로 유효전력은 10[kVA] × 1/2 = 5[kW]이다. 역률이 1이므로 피상전력과 유효전력이 같다.

    전동기 부하의 운전시간은 12시간, 부하율은 3/4이므로 유효전력은 10[kVA] × 3/4 = 7.5[kW]이다. 역률이 0.8이므로 피상전력은 7.5[kW] ÷ 0.8 = 9.375[kVA]이다.

    무부하 운전시 전류가 흐르지 않으므로 피상전력과 유효전력이 모두 0이다.

    따라서 전일 피상전력은 9.375[kVA] + 10[kVA] + 0[kVA] = 19.375[kVA]이다.

    전일 유효전력은 5[kW] × 6시간 + 7.5[kW] × 12시간 + 0[kW] × 6시간 = 90[kWh]이다.

    전일 효율은 90[kWh] ÷ 19.375[kVA] × 100 = 91.9%이다.

    따라서 정답은 "91.9"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >