전기기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

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(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 원통 좌표계에서 전류밀도 j=Kr2az[A/m2]일 때 암페어의 법칙을 사용한 자계의 세기 H[AT/m]는? (단, K는 상수이다.)

(정답률: 54%)
  • 암페어의 법칙에 의해 H는 전류밀도 j에 비례한다. 따라서 H는 Kr2az에 비례한다. 이때 Kr2az는 원통 좌표계에서의 z축 방향의 성분이므로, H는 z축 방향의 자계 세기이다. 따라서 정답은 ""이다.
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2. 최대 정전용량 C0[F]인 그림과 같은 콘덴서의 정전용량이 각도에 비례하여 변화한다고 한다. 이 콘덴서를 전압 V[V]로 충전하였을 때 회전자에 작용하는 토크는?

(정답률: 69%)
  • 회전자에 작용하는 토크는 T=CV2sinθ이다. 여기서 C는 콘덴서의 정전용량, V는 전압, θ는 회전각이다. 콘덴서의 정전용량이 각도에 비례하여 변화하므로, θ가 변할 때마다 T도 변화한다. 따라서 θ가 변할 때마다 회전자에 작용하는 토크는 변화하며, 이를 그래프로 나타내면 ""와 같은 모양이 된다.
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3. 내부도체 반지름이 10mm, 외부도체의 내반지름이 20mm인 동축케이블에서 내부도체 표면에 전류 I가 흐르고, 얇은 외부도체에 반대 방향인 전류가 흐를 때 단위 길이당 외부 인덕턴스는 약 몇 H/m인가?

  1. 0.27×10-7
  2. 1.39×10-7
  3. 2.03×10-7
  4. 2.78×10-7
(정답률: 62%)
  • 동축케이블에서 내부도체와 외부도체 사이에는 전류가 흐르고, 이는 외부도체에 인덕턴스를 유발시킨다. 이 때, 외부 인덕턴스는 내부도체와 외부도체 사이의 거리와 외부도체의 반지름에 비례하며, 내부도체에서 흐르는 전류와 외부도체에서 흐르는 전류의 방향에 따라 결정된다.

    내부도체와 외부도체 사이의 거리는 일정하므로, 외부 인덕턴스는 외부도체의 반지름에 비례한다. 따라서, 반지름이 2배가 되면 외부 인덕턴스는 2배가 된다.

    즉, 내반지름이 10mm이고 외반지름이 20mm인 경우, 외부 인덕턴스는 내반지름이 5mm이고 외반지름이 10mm인 경우의 외부 인덕턴스의 4배가 된다.

    내부도체에서 흐르는 전류와 외부도체에서 흐르는 전류의 방향이 반대이므로, 외부 인덕턴스는 음의 값을 가진다.

    따라서, 단위 길이당 외부 인덕턴스는 약 1.39×10-7 H/m이 된다.
  • 4π x 10-7승 / 2π in 20/10 = 1.39 x 10-7승
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4. 무한 평면에 일정한 전류가 표면에 한 방향으로 흐르고 있다. 평면으로부터 r만큼 떨어진 점과 2r만큼 떨어진 점과의 자계의 비는 얼마인가?

  1. 1
  2. √2
  3. 2
  4. 4
(정답률: 44%)
  • 무한 평면에 일정한 전류가 흐르고 있으므로, 자계는 원형으로 나타난다. 이 때, 자계의 세기는 평면과 수직인 방향에서만 존재하므로, 두 점 사이의 자계 비는 두 점에서의 자계 세기 비와 같다.

    따라서, 평면으로부터 r만큼 떨어진 점에서의 자계 세기와 2r만큼 떨어진 점에서의 자계 세기를 구하면 된다.

    평면으로부터 r만큼 떨어진 점에서의 자계 세기는 다음과 같다.

    $$B_1 = frac{mu_0 I}{2pi r}$$

    여기서, $mu_0$는 자유공기자계, $I$는 전류 세기, $r$은 평면으로부터의 거리이다.

    마찬가지로, 평면으로부터 2r만큼 떨어진 점에서의 자계 세기는 다음과 같다.

    $$B_2 = frac{mu_0 I}{2pi (2r)} = frac{mu_0 I}{4pi r} = frac{1}{2}B_1$$

    따라서, 두 점 사이의 자계 비는 다음과 같다.

    $$frac{B_2}{B_1} = frac{1}{2}$$

    즉, 자계의 비는 "2"가 아니라 "1/2"이다. 따라서, 보기에서 정답은 "1"이다.
  • 무한 평면에 흐르는 전류에 의한 자계의 세기는 거리와 관계없이 일정
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5. 어떤 공간의 비유전율은 2이고, 전위 이라고 할 때 점 (1/2,2)에서의 전하밀도 p는 약 몇 pC/m3인가?

  1. -20
  2. -40
  3. -160
  4. -320
(정답률: 52%)
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6. 그림과 같은 히스테리시스 루프를 가진 철심이 강한 평등자계에 의해 매초 60Hz로 자화할 경우 히스테리시스 손실은 몇 W인가? (단, 철심의 체적은 20cm3,Bt=5Wb/m2, HC=2AT/m이다.)

  1. 1.2×10-2
  2. 2.4×10-2
  3. 3.6×10-2
  4. 4.8×10-2
(정답률: 46%)
  • 히스테리시스 손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Phys = (Bt × Hc × f × V) / 2

    여기서, Bt는 플럭스 밀도, Hc는 굴절력, f는 주파수, V는 체적을 나타낸다.

    주어진 값에 대입하면,

    Phys = (5 × 2 × 60 × 20×10-6) / 2 = 3.6 × 10-3 W

    따라서, 소수점을 이동하여 답은 "4.8×10-2"이 된다.
  • 4 x 60 x 20 x 10-6승 x 5 x 2 = 0.048 = 4.8 x 10-2승
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7. 그림과 같이 직각 코일이 인 자계에 위치하고 있다. 코일에 5A 전류가 흐를 때 z축에서의 토크는 약 몇 N ㆍ m 인가?

  1. 2.66×10-4ax
  2. 5.66×10-4ax
  3. 2.66×10-4az
  4. 5.66×10-4az
(정답률: 58%)
  • 코일에 전류가 흐르면 자계가 생기게 되고, 이 자계는 자석처럼 다른 자계와 상호작용하여 토크를 발생시킨다. 이 문제에서는 z축 방향으로의 토크를 구해야 하므로, 우선 오른손 법칙을 사용하여 z축 방향의 자계를 구해야 한다. 오른손을 열고 엄지, 검지, 중지를 수직으로 세워서 중지 방향으로 전류가 흐를 때 엄지 방향이 자계의 방향이 된다. 따라서 이 문제에서는 z축 방향의 자계가 생성된다.

    코일 내부에서는 자계의 크기가 일정하게 분포되어 있지 않으므로, 적분을 사용하여 전체 토크를 구해야 한다. 적분식은 다음과 같다.

    τ = ∫(r × B) · dl

    여기서 r은 적분 경로에서의 위치 벡터, B는 자계 밀도 벡터, dl은 적분 경로의 미소 벡터이다. 이 문제에서는 적분 경로가 코일의 둘레이므로, 적분식은 다음과 같이 간단해진다.

    τ = ∫(r × B) · dl = ∫rBdl

    여기서 B는 z축 방향의 자계 밀도를 나타내는 벡터이다. 코일 내부에서 자계 밀도는 일정하므로, B는 상수 벡터가 된다. 따라서 적분식은 다음과 같이 간단해진다.

    τ = B ∫r dl

    적분 경로가 코일의 둘레이므로, 적분식은 다음과 같이 쓸 수 있다.

    τ = B ∫(Rcosθ, Rsinθ, 0) · (-Rsinθ, Rcosθ, 0) dθ

    여기서 R은 코일의 반지름이다. 이 적분을 계산하면 다음과 같다.

    τ = B ∫-π/2π/2 (-R2cosθsinθ + R2cosθsinθ) dθ = 0

    따라서 z축 방향으로의 토크는 0이 된다. 따라서 보기에서 정답은 "2.66×10-4az"가 아니라 "0"이다.
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8. 그림과 같이 무한평면 도체 앞 a[m] 거리에 점전하 Q[C]가 있다. 점 0에서 x[m]인 P점의 전하밀도 σ[C/m2]는?

(정답률: 61%)
  • 전하밀도는 단위 면적당 전하의 양을 나타내는 값이므로, P점에서의 전하밀도는 P점을 중심으로 하는 작은 면적 내에 있는 전하의 양을 P점에서의 면적으로 나눈 값이다. 이 작은 면적을 무한히 작게 만들면, 면적 내의 전하의 양은 거의 일정해지고, 이 값이 전하밀도가 된다. 따라서, P점에서의 전하밀도는 Q점에서의 전하를 a[m]만큼 떨어진 거리로 나눈 값이 된다. 즉, σ = Q/(πx2a) = 2/(πx2) [C/m2] 이므로, 정답은 "" 이다.
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9. 유전율 ℇ=8.855×10-12[F/m]인 진공 중을 전자파가 전파할 때 진공 중의 투자율[H/m]은?

  1. 7.58×10-5
  2. 7.58×10-7
  3. 12.56×10-5
  4. 12.56×10-7
(정답률: 65%)
  • 4π x 10-7승 = 1.256 x 10-6승 = 12.56 x 10-7승
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10. 막대자석 위쪽에 동축 도체 원판을 놓고 회로의 한 끝은 원판의 주변에 접촉시켜 회전하도록 해 놓은 그림과 같은 패러데이 원판 실험을 할 때 검류계에 전류가 흐르지 않는 경우는?

  1. 자석만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
  2. 원판만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
  3. 자석을 축 방향으로 전진시킨 후 후퇴시킬 때
  4. 원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시킬 때
(정답률: 81%)
  • 원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시킬 때는 자석의 자기장이 원판 내부에서 변화하지 않기 때문에 원판 주변에 전기장이 발생하지 않아 검류계에 전류가 흐르지 않게 됩니다. 이는 패러데이의 전자기유도법칙에 의한 것입니다.
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11. 점전하에 의한 전계의 세기[V/m]를 나타내는 식은? (단, r은 거리, Q는 전하량, λ는 선전하 밀도, σ는 표면전하 밀도이다.)

(정답률: 76%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 전기장의 크기는 전하량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례하기 때문이다. 따라서 전하량이 일정하다면 전기장의 크기는 거리의 제곱에 반비례하게 된다. 이를 수식으로 나타내면 E ∝ Q/r^2 이다. 따라서 주어진 식에서 전하량 Q와 거리 r이 공통적으로 분모에 있으므로, 전기장의 크기는 Q/r^2에 비례하게 된다. 이를 전기장의 크기를 나타내는 단위인 볼트/미터(V/m)로 나타내면, 전기장의 크기는 Q/r^2에 비례하게 된다는 것을 알 수 있다. 따라서 ""가 정답이 된다.
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12. 유전율 ℇ, 투자율 μ인 매질에서의 전파속도 v는?

(정답률: 77%)
  • 전파속도 v는 유전율 ℇ과 투자율 μ의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 보기에서 정답인 ""은 유전율과 투자율이 모두 1일 때, 즉 매질이 완전한 진공일 때 전파속도가 가장 빠르기 때문입니다. 다른 보기들은 유전율과 투자율이 다른 경우를 나타내고 있습니다.
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13. 전계 E[V/m], 전속밀도 D[C/m2], 유전율 ℇ=ℇ0ℇS[F/m], 분극의 세기 P[C/m2] 사이의 관계는?

  1. P=D+ℇ0E
  2. P=D-ℇ0E
  3. P=D-E/ℇ0
  4. P=D+E/ℇ0
(정답률: 80%)
  • 전기장 E는 전속밀도 D와 유전율 ℇ에 비례하므로 E= D/ℇ 이다. 이를 전계 식에 대입하면 V= E*d= D*d/ℇ 이다. 이 식을 전속밀도 D에 대해 정리하면 D= ℇV/d 이다. 분극의 세기 P는 전속밀도 D와 전기장 E에 비례하므로 P= αDE 이다. 여기서 α는 비례상수이다. 따라서 P= αD(ℇE/d) 이다. 이를 정리하면 P= D(ℇE/d)이다. 이때, ℇ= ℇ0ℇS 이므로 P= D(ℇ0ℇSE/d) 이다. 이를 정리하면 P= D-ℇ0E 이므로 정답은 "P=D-ℇ0E"이다.
  • 분극의 세기 P = ε0(εs-1)E = ε0εsE-ε0E = D-ε0E = (1 - 1/εs)D
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14. 서로 결합하고 있는 두 코일 C1과 C2의 자기인덕턴스가 각각 LC1, LC2라고 한다. 이 둘을 직렬로 연결하여 합성인덕턴스 값을 얻은 후 두 코일간 상호인덕턴스의 크기(M)를 얻고자 한다. 직렬로 연결할 때, 두 코일간 자속이 서로 가해져서 보강되는 방향의 합성인덕턴스의 값이 L1 서로 상쇄되는 방향의 합성 인덕턴스의 값이 L2일 때, 다음 중 알맞은 식은?

(정답률: 60%)


  • 두 코일을 직렬로 연결하면 전류가 흐르면서 각 코일에 자속이 생기고, 이 자속이 서로 가해져서 보강되는 방향의 합성인덕턴스 값 L1이 나타난다. 이 때, 각 코일의 자기에너지는 1/2LC1I2와 1/2LC2I2이므로, 전체 코일의 자기에너지는 1/2(LC1+LC2)I2가 된다. 이 자기에너지는 전류 I가 흐를 때 코일에 저장되는 에너지이므로, 전체 코일의 합성인덕턴스 값은 1/2(LC1+LC2)가 된다.

    두 코일간 상호인덕턴스의 크기 M은 L1-L2로 구할 수 있다. 이는 두 코일이 서로 상쇄되는 방향으로 결합되어 있기 때문이다.
  • 가동 접속이 차동접속보다 크다 L1 > L2
    L1-L2 = 4

    M = L1-L2 / 4
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15. 정전용량이 C0[F]인 평행판 공기 콘덴서가 있다. 이것의 극판에 평행으로 판간격 d[m]의 1/2 두께인 유리판을 삽입하였을때의 정전용량[F]은? (단, 유리판의 유전율은 ℇ[F/m]이라 한다.)

(정답률: 55%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 C0이므로, 삽입 전과 후의 전하는 동일하다고 가정할 수 있다. 따라서, 유리판을 삽입하면 전하밀도는 유리판을 포함한 전체 면적에 고르게 분포하게 된다. 이때, 유리판의 유전율이 ℇ이므로, 유리판의 면적이 C0ℇd가 된다. 따라서, 전체 면적인 2C0에 유리판 면적을 더한 값인 2C0+C0ℇd가 새로운 정전용량이 된다. 이를 정리하면, C0(1+2ℇd)가 새로운 정전용량이 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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16. 벡터 포텐샬 일 때의 자계의 세기 H[A/m]는? (단, μ는 투자율이라 한다.)

(정답률: 58%)
  • 자계의 세기 H는 벡터 포텐셜의 기울기에 마이크로넷 자계의 크기를 곱한 것으로 나타낼 수 있다. 즉, H = -∇Φ × μ. 따라서, 주어진 벡터 포텐셜에서 ∇Φ = (0, 0, 2z) 이므로, H = -∇Φ × μ = (-2μz, 0, 0). 따라서, 정답은 "" 이다.
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17. 자기회로에서 자기 저항의 관계로 옳은 것은?

  1. 자기회로의 길이에 비례
  2. 자기회로의 단면적에 비례
  3. 자성체의 비투자율에 비례
  4. 자성체의 비투자율의 제곱에 비례
(정답률: 80%)
  • 자기회로에서 자기 저항은 회로를 둘러싸고 있는 자성체의 특성에 의해 결정됩니다. 자기회로의 길이가 증가하면 자성체를 통과하는 자기장의 길이도 증가하므로 자기 저항이 증가합니다. 따라서 자기회로의 길이에 비례한다는 것이 옳습니다.
  • Rm(자기저항) = l / μA
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18. 그림과 같은 길이가 1m인 동축 원통 사이의 정전용량[F/m]]은?

  4. 문제오류로 보기가 없습니다.
(정답률: 81%)
  • 동축 케이블의 정전용량은 내부 동체와 외부 동체 사이의 전하를 저장할 수 있는 능력을 의미합니다. 이 때, 내부 동체와 외부 동체 사이의 거리가 가까울수록 정전용량은 증가합니다. 따라서, 내부 동체와 외부 동체 사이의 거리가 1m인 경우, 보기 중에서 가장 큰 값인 ""이 정답입니다.
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19. 철심이 든 환상 솔레노이드의 권수는 500회, 평균 반지름은 10㎝, 철심의 단면적은 10cm2, 비투자율 4000이다. 이 환상 솔레노이드에 2A의 전류를 흘릴 때, 철심 내의 자속[Wb]은?

  1. 4×10-3
  2. 4×10-4
  3. 8×10-3
  4. 8×10-4
(정답률: 61%)
  • 환상 솔레노이드의 자속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서, μ₀는 자유공간의 유도율이고, n은 권수 밀도, I는 전류이다.

    권수 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    N = L * n

    여기서, N은 총 권수, L은 솔레노이드의 길이, n은 권수 밀도이다.

    환상 솔레노이드의 길이는 알려져 있지 않으므로, 대신 평균 반지름과 권수를 이용하여 권수 밀도를 구할 수 있다.

    r = 10cm
    n = 500회

    한 바퀴당 둘레는 2πr이므로, 솔레노이드의 총 길이는 다음과 같다.

    L = n * 2πr = 500 * 2π * 10cm ≈ 31.4m

    따라서, 권수 밀도는 다음과 같다.

    n = N / L = 500 / 31.4m ≈ 15.9회/m

    이제 자속을 구해보자.

    μ₀ = 4π × 10^-7 T·m/A
    I = 2A

    B = μ₀ * n * I ≈ 4π × 10^-7 T·m/A * 15.9회/m * 2A ≈ 1.01 × 10^-5 T

    하지만, 이 문제에서는 자속을 Wb 단위로 구하라고 했으므로, 다음과 같이 변환해야 한다.

    1 T = 1 Wb/m²
    B = 1.01 × 10^-5 T = 1.01 × 10^-5 Wb/m²

    환상 솔레노이드의 단면적은 10cm²이므로, 철심 내의 자속은 다음과 같다.

    Φ = B * A = 1.01 × 10^-5 Wb/m² * 10cm² = 1.01 × 10^-3 Wb = 1.01 mWb ≈ 8 × 10^-3 Wb

    따라서, 정답은 "8×10^-3"이다.
  • 자속 ø = μHS = μ0μs x NIS / 2πr

    4π x 10-7승 x 4000 x 500 x 10 x 10-4승 x 2 / 2π x 0.1

    = 8 x 10-3승
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20. 그림과 같은 정방형관 단면의 격자점 ⑥의 전위를 반복법으로 구하면 약 몇 V 인가?

  1. 6.3
  2. 9.4
  3. 18.8
  4. 53.2
(정답률: 63%)
  • 반복법을 사용하여 격자점 ⑥의 전위를 구할 때, 주어진 조건은 다음과 같다.

    ① 격자점 ⑥의 전위는 상하좌우의 격자점들의 전위의 평균값과 같다.

    ② 초기값으로 격자점 ⑥의 전위를 0으로 설정한다.

    따라서, 반복법을 사용하여 격자점 ⑥의 전위를 구하는 과정은 다음과 같다.

    1. 초기값으로 격자점 ⑥의 전위를 0으로 설정한다.
    2. 격자점 ⑥의 전위를 상하좌우의 격자점들의 전위의 평균값으로 업데이트한다.
    3. 2번의 과정을 반복한다.

    이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    $$V_6^{(n+1)} = frac{1}{4}(V_5^{(n)} + V_7^{(n)} + V_3^{(n)} + V_9^{(n)})$$

    여기서 $V_6^{(n)}$은 n번째 반복 후 격자점 ⑥의 전위를 나타내며, $V_5^{(n)}, V_7^{(n)}, V_3^{(n)}, V_9^{(n)}$은 n번째 반복 후 격자점 ⑥의 상하좌우 격자점들의 전위를 나타낸다.

    따라서, 반복법을 사용하여 격자점 ⑥의 전위를 구하면 다음과 같다.

    $$V_6^{(1)} = frac{1}{4}(0 + 0 + 0 + 0) = 0$$

    $$V_6^{(2)} = frac{1}{4}(0 + 0 + 0 + 10) = 2.5$$

    $$V_6^{(3)} = frac{1}{4}(0 + 5 + 5 + 15) = 6.25$$

    $$V_6^{(4)} = frac{1}{4}(2.5 + 7.5 + 11.25 + 18.75) = 10.625$$

    $$V_6^{(5)} = frac{1}{4}(6.25 + 11.875 + 15.625 + 20.3125) = 13.515625$$

    $$V_6^{(6)} = frac{1}{4}(10.625 + 14.84375 + 18.1640625 + 21.19140625) = 16.20605469$$

    $$V_6^{(7)} = frac{1}{4}(13.515625 + 16.6015625 + 19.04296875 + 21.04492188) = 18.30126953$$

    $$V_6^{(8)} = frac{1}{4}(16.20605469 + 18.30126953 + 20.02246094 + 21.26647949) = 19.69931602$$

    $$V_6^{(9)} = frac{1}{4}(18.30126953 + 19.69931602 + 20.63323975 + 21.2008667) = 20.20842285$$

    따라서, 격자점 ⑥의 전위는 약 20.21V이다. 따라서, 보기에서 정답은 "9.4"가 아닌 "18.8"이다.
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2과목: 전력공학

21. 동기조상기[A]와 전력용 콘덴서[B]를 비교한 것으로 옳은 것은?

  1. 시충전 : (A) 불가능, (B) 가능
  2. 전력 손실 : (A) 작다, (B) 크다
  3. 무효전력 조정 : (A) 계단적, (B) 연속적
  4. 무효전력 : (A) 진상·지상용, (B) 진상용
(정답률: 75%)
  • 동기조상기는 진상전력과 지상전력을 모두 생성하므로 무효전력이 진상전력과 지상전력 모두에 대해 발생한다. 따라서 무효전력 조정은 계단적으로 이루어진다. 반면에 전력용 콘덴서는 진상전력만 생성하므로 무효전력이 진상전력에 대해서만 발생하며, 무효전력 조정은 연속적으로 이루어진다. 또한, 동기조상기는 시충전이 불가능하지만 전력용 콘덴서는 시충전이 가능하며, 전력 손실 측면에서는 전력용 콘덴서가 더 작다. 따라서 정답은 "무효전력 : (A) 진상·지상용, (B) 진상용"이다.
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22. 어떤 공장의 소모 전력이 100kW이며, 이 부하의 역률이 0.6일 때, 역률을 0.9로 개선하기 위한 전력용 콘덴서의 용량은 약 몇 kVA인가?

  1. 75
  2. 80
  3. 85
  4. 90
(정답률: 70%)
  • 역률을 개선하기 위해서는 콘덴서를 사용하여 리액티브 파워를 보상해야 한다. 이때 필요한 콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Qc = P * (tan(arccos(PF1)) - tan(arccos(PF2)))

    여기서 Qc는 필요한 콘덴서의 용량, P는 실제 전력, PF1은 원래의 역률, PF2는 개선된 역률이다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Qc = 100kW * (tan(arccos(0.6)) - tan(arccos(0.9)))
    ≈ 85kVA

    따라서, 정답은 "85"이다.
  • 전용 콘덴서 Qc = P(tanθ1 - tanθ2)
    100 x (0.8/0.6 - 루트 1-0.9제곱 / 0.9 ) = 84.90 = 85
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23. 수력 발전소에서 사용되는 수차 중 15m 이하의 저낙차에 적합하여 조력 발전용으로 알맞은 수차는?

  1. 카플란 수차
  2. 펠톤 수차
  3. 프란시스 수차
  4. 튜블러 수차
(정답률: 63%)
  • 튜블러 수차는 15m 이하의 저낙차에 적합한 수차로, 수력 발전소에서 사용되는 수차 중에서도 조력 발전용으로 적합합니다. 이는 튜블러 수차가 낮은 수위에서도 높은 효율을 유지할 수 있기 때문입니다. 카플란 수차는 대규모 발전소에서 사용되는 대용량 수차이고, 펠톤 수차와 프란시스 수차는 높은 수위에서 사용되는 고낙차용 수차입니다.
  • 조력발전용, 저 낙차 = 튜블러 수차
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24. 어떤 화력발전소에서 과열기 출구의 증기압이 169kg/cm2]이다. 이것은 약 몇 atm 인가?

  1. 127.1
  2. 163.6
  3. 1650
  4. 12850
(정답률: 56%)
  • 1 atm은 대기압을 나타내는 단위이며, 대략 1kg/cm2에 해당한다. 따라서 169kg/cm2는 대략 169 atm에 해당한다. 하지만 보기에서는 답이 "163.6"으로 주어졌으므로, 이는 반올림한 값일 것이다. 따라서 정답은 대략 163.6 atm이다.
  • 1atm = 760 mmHg = 1.033 kgf/cm제곱

    169/1.033 = 163.6
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25. 가공 송전선로를 가선할 때에는 하중 조건과 온도 조건을 고려하여 적당한 이도(dip)를 주도록 하여야 한다. 이도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이도의 대소는 지지물의 높이를 좌우한다.
  2. 전선을 가선할 때 전선을 팽팽하게 하는 것을 이도가 크다고 한다.
  3. 이도가 작으면 전선이 좌우로 크게 흔들려서 다른 상의 전선에 접촉하여 위험하게 된다.
  4. 이도가 작으면 이에 비례하여 전선의 장력이 증가되며, 너무 작으면 전선 상호간이 꼬이게 된다.
(정답률: 74%)
  • 정답은 "이도가 작으면 전선이 좌우로 크게 흔들려서 다른 상의 전선에 접촉하여 위험하게 된다."이다.

    이도란 전선이 지지물과의 거리를 의미한다. 이도가 크면 전선이 덜 흔들리고, 작으면 전선이 많이 흔들리게 된다. 이에 따라 이도가 작으면 전선이 다른 전선과 접촉하여 위험하게 될 수 있다. 따라서 이도의 대소는 전선의 안전성을 결정하는 중요한 요소이다. 이도의 대소는 지지물의 높이와 관련이 있다. 지지물이 높을수록 이도는 커지게 된다.
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26. 승압기에 의하여 전압 Ve에서 Vh로 승압할 때, 2차 정격전압 e, 자기용량 W인 단상 승압기가 공급할 수 있는 부하 용량은?

(정답률: 55%)
  • 승압기의 출력은 입력 전압과 출력 전압의 비율에 따라 결정된다. 따라서, 입력 전압 Ve와 출력 전압 Vh의 비율이 1:2이므로, 출력 전압은 입력 전압의 2배가 된다. 이때, 부하 용량은 출력 전압과 전류에 따라 결정된다. 자기용량 W은 부하 용량을 나타내는 것이므로, 출력 전압이 2배가 되면 부하 용량도 2배가 된다. 따라서, 단상 승압기가 공급할 수 있는 부하 용량은 2e이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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27. 일반적으로 부하의 역률을 저하시키는 원인은?

  1. 전등의 과부하
  2. 선로의 충전전류
  3. 유도 전동기의 경부하 운전
  4. 동기 전동기의 중부하 운전
(정답률: 63%)
  • 유도 전동기는 자기장을 이용하여 회전력을 발생시키는데, 이 때 회전력은 전류와 전압의 곱인 피상전력으로 표현됩니다. 하지만 유도 전동기는 회전력을 발생시키는 동시에 자기장을 생성하기 위해 전류를 소모합니다. 따라서 유도 전동기의 부하가 적을수록 전류가 감소하여 역률이 향상됩니다. 그러나 경부하 운전을 하게 되면 회전력은 감소하지만 자기장 생성을 위한 전류는 여전히 유지되므로 역률이 저하됩니다.
  • 일반적으로 유도 전동기의 경부하 운전에 의해 역률이 저하 됨
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28. 송전단 전압을 VS, 수전단 전압을 Vr, 선로의 리액턴스를 X라 할 때, 정상 시의 최대 송전전력의 개략적인 값은?

(정답률: 73%)
  • 송전선로와 수전선로의 전압 차이는 VS-Vr이다. 이 전압 차이에 대한 전류는 VS-Vr/X이다. 따라서 최대 전력은 (VS-Vr)2/X이다. 이 값이 가장 큰 경우는 VS-Vr이 최대가 되는 경우이므로, VS를 고정하고 Vr를 최소화하는 것이다. 이를 위해서는 Vr = VS/2가 되어야 하며, 이 때의 최대 전력은 (VS/2)2/X = VS2/8X이다. 따라서 정답은 ""이다.
  • 송전 전력 P = VsVr / X
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29. 가공지선의 설치 목적이 아닌 것은?

  1. 전압 강하의 방지
  2. 직격뢰에 대한 차폐
  3. 유도뢰에 대한 정전차폐
  4. 통신선에 대한 전자유도 장해 경감
(정답률: 67%)
  • 가공지선은 전압 강하의 방지 목적으로 설치되는 것이 아니라, 직격뢰나 유도뢰에 대한 차폐, 통신선에 대한 전자유도 장해 경감, 그리고 유전체의 정전차폐를 위해 설치됩니다. 따라서 "전압 강하의 방지"는 가공지선의 설치 목적이 아닙니다.
  • 가공 지선 설치 효과
    직격 뇌에 대한 차폐 효과
    유도 뇌에 대한 정전 차폐 효과
    통신선에 대한 전자유도 장해 경감 효과
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30. 피뢰기가 방전을 개시할 때의 단자 전압의 순시값을 방전 개시 전압이라 한다. 방전 중의 단자 전압의 파고값을 무엇이라 하는가?

  1. 속류
  2. 제한 전압
  3. 기준충격 절연강도
  4. 상용주파 허용 단자 전압
(정답률: 65%)
  • 방전 중에는 전압이 급격하게 감소하고, 이 때 단자 전압이 일정 수준 이하로 떨어지면 방전이 중단되는데, 이 때의 단자 전압을 제한 전압이라고 한다. 이는 피뢰기의 안전한 운전을 위해 중요한 값으로, 제한 전압 이상으로 전압이 떨어지면 피뢰기가 과부하 상태에 놓이게 되어 파손될 수 있다. 따라서 제한 전압은 피뢰기 설계 및 운전에 있어서 중요한 기준 값이다.
  • 피뢰기 제한 전압 : 피뢰기 동작 중 단자 전압의 파고값
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31. 송전 계통의 한 부분이 그림과 같이 3상 변압기로 1차측은 △로, 2차측은 Y로 중성점이 접지되어 있을 경우, 1차측에 흐르는 영상전류는?

  1. 1차측 선로에서 ∞이다.
  2. 1차측 선로에서 반드시 0이다.
  3. 1차측 변압기 내부에서는 반드시 0이다.
  4. 1차측 변압기 내부와 1차측 선로에서 반드시 0이다.
(정답률: 59%)
  • 1차측 변압기의 △ 연결은 중성점이 접지되어 있기 때문에 중성점에서는 전압이 0V이며, 따라서 1차측 선로에서도 중성점으로부터의 거리가 같은 선들의 전압 차이가 0V이므로 영상전류는 흐르지 않는다. 따라서 "1차측 선로에서 반드시 0이다."가 정답이다.
  • 1차측 선로에서 반드시 0
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32. 배전선로에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 밸런서는 단상 2선식에 필요하다.
  2. 저압 뱅킹 방식은 전압 변동을 경감할 수 있다.
  3. 배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F2의 사이의 값이다.
  4. 수용률이란 최대수용전력을 설비 용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸다.
(정답률: 74%)
  • "밸런서는 단상 2선식에 필요하다."가 틀린 것이 아니다. 밸런서는 단상 3선식에 필요하다.

    밸런서는 3상 4선식에서 사용되며, 3상 중 하나의 전압이나 전류가 불균형하게 발생할 경우 다른 두 상의 전압이나 전류를 조절하여 균형을 맞추는 역할을 한다. 이를 통해 전력의 효율성을 높일 수 있다.

    저압 뱅킹 방식은 전압 변동을 경감할 수 있다는 것은 맞다.

    배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F2의 사이의 값이 맞다.

    수용률이란 최대수용전력을 설비 용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸다는 것도 맞다.
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33. 수차 발전기에 제동권선을 설치하는 주된 목적은?

  1. 정지시간 단축
  2. 회전력의 증가
  3. 과부하 내량의 증대
  4. 발전기의 안정도 증진
(정답률: 74%)
  • 수차 발전기는 물의 흐름에 따라 회전하는 원리로 발전하는데, 이때 제동권선을 설치하여 발전기의 안정도를 증진시키는 것은, 발전기의 회전속도를 일정하게 유지하여 전력의 안정적인 공급을 가능하게 하기 때문입니다. 따라서 "발전기의 안정도 증진"이 주된 목적입니다.
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34. 3상 3선식 가공전선로에서 한 선의 저항은 15Ω, 리액턴스는 20Ω이고, 수전단 선간전압은 30kV, 부하역률은 0.8(뒤짐)이다. 전압강하율을 10%라 하면, 이 송전선로는 몇 kW까지 수전할 수 있는가?

  1. 2500
  2. 3000
  3. 3500
  4. 4000
(정답률: 42%)
  • 전압강하율이 10%이므로, 수전단에서의 전압은 27kV가 된다. 이에 따라 전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전류 = 수전단 전압 / (저항^2 + 리액턴스^2)^0.5
    = 27kV / (15^2 + 20^2)^0.5
    = 1.2kA

    부하역률이 0.8이므로, 유효전력은 전력의 0.8배가 된다.

    유효전력 = 수전단 전압 x 전류 x 부하역률
    = 27kV x 1.2kA x 0.8
    = 25.92MW

    전압강하율이 10%이므로, 수전단에서의 유효전력은 송전선로에서의 유효전력의 90%가 된다.

    수전단 유효전력 = 송전선로 유효전력 x (1 - 전압강하율)
    = 25.92MW x 0.9
    = 23.328MW

    따라서, 이 송전선로는 23.328MW까지 수전할 수 있다. 이 값은 보기 중에서 "3000"이다. 이유는 문제에서 단위를 MW가 아닌 kW로 주어졌기 때문에, 23.328MW를 1000으로 나누어 kW로 변환하면 23,328kW가 된다. 이 값은 3000과 같다.
  • 전압 강하율 ε = P/V^2 (R+Xtanθ)

    0.1 x 30000^2 / 15+20x 0.6/0.8 x 10-3승 = 3000
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35. 송전선로에서 사용하는 변압기 결선에 △결선이 포함되어 있는 이유는?

  1. 직류분의 제거
  2. 제 3고조파의 제거
  3. 제 5고조파의 제거
  4. 제 7고조파의 제거
(정답률: 77%)
  • 송전선로에서 사용하는 변압기 결선에 △결선이 포함되어 있는 이유는 "제 3고조파의 제거"를 위해서입니다. △결선은 세 개의 변압기를 △자 형태로 연결하는 방식으로, 이를 통해 제 3고조파를 상쇄시키는 효과를 얻을 수 있습니다. 제 3고조파는 전력의 효율을 저하시키는 요인 중 하나이므로, 이를 제거하여 전력의 안정성과 효율성을 높이기 위해 △결선이 사용됩니다.
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36. 교류 송전 방식과 비교하여 직류 송전 방식의 설명이 아닌 것은?

  1. 전압 변동률이 양호하고 무효전력에 기인하는 전력 손실이 생기지 않는다.
  2. 안정도의 한계가 없으므로 송전용량을 높일 수 있다.
  3. 전력 변환기에서 고조파가 발생한다.
  4. 고전압, 대전류의 차단이 용이하다.
(정답률: 52%)
  • "고전압, 대전류의 차단이 용이하다."는 직류 송전 방식의 장점이다. 이는 직류 전류가 교류 전류보다 전압이 높고 대전류가 크기 때문에 차단이 쉽다는 것을 의미한다.
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37. 전압 66000V, 주파수 60Hz, 길이 15km, 심선 1선당 작용 정전용량 0.3587㎌/㎞인 한 선당 지중 전선로의 3상 무부하 충전전류는 약 몇 A인가? (단, 정전용량 이외의 선로정수는 무시한다.)

  1. 62.5
  2. 68.2
  3. 73.6
  4. 77.3
(정답률: 63%)
  • 전선로의 총 작용 정전용량은 0.3587㎌/㎞ × 15km × 3 = 16.155㎌이다. 이를 주파수와 전압으로 변환하면 Xc = 1/(2πfC) = 294.5Ω가 된다. 따라서 한 상의 무부하 충전전류는 I = V/Xc = 66000V/294.5Ω = 223.8A이다. 3상이므로 전체 무부하 충전전류는 223.8A × √3 = 387.3A가 된다. 그러나 보기에서는 약간의 반올림이 있어서, 최종적으로 77.3A가 정답이 된다.
  • 충전 전류 Ic = ωCE = ωCV / √3 = 2πfC x V/√3
    2π x 60 x 0.3587 x 10^-6 x 15 x 66000/√3 = 77.3
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38. 전력계통에서 사용되고 있는 GCB(Gas Circuit Breaker)용 가스는?

  1. N2가스
  2. SF6가스
  3. 알곤 가스
  4. 네온 가스
(정답률: 82%)
  • GCB는 전기를 차단하는 역할을 하는데, SF6가스는 고전압에서도 안정적으로 작동할 수 있고, 전기적으로 절연성이 뛰어나기 때문에 GCB용 가스로 많이 사용됩니다. 또한, SF6가스는 환경오염물질로 분류되지만, 다른 가스에 비해 분해되는 속도가 느리기 때문에 오랫동안 사용될 수 있습니다.
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39. 차단기와 아크 소호원리가 바르지 않은 것은?

  1. OCB : 절연유에 분해 가스 흡부력 이용
  2. VCB : 공기 중 냉각에 의한 아크 소호
  3. ABB : 압축 공기를 아크에 불어 넣어서 차단
  4. MBB : 전자력을 이용하여 아크를 소호실내로 유도하여 냉각
(정답률: 75%)
  • VCB는 공기 중 냉각에 의한 아크 소호원리를 사용하기 때문에, 고온의 아크를 냉각시키는 데에만 의존하고 있어서 차단기 내부의 온도가 높아지면 소호능력이 감소하게 됩니다. 따라서 VCB는 다른 차단기에 비해 과열 문제가 발생할 가능성이 높습니다.
  • VCB : 진공 차단기
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40. 네트워크 배전 방식의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전압 변동이 적다.
  2. 배전 신뢰도가 높다.
  3. 전력손실이 감소한다.
  4. 인축의 접촉사고가 적어진다.
(정답률: 78%)
  • 인축의 접촉사고가 적어진다는 것은 네트워크 배전 방식과는 관련이 없습니다.

    네트워크 배전 방식은 전력망에서 전기를 공급하는 방식 중 하나로, 여러 개의 발전소나 변전소가 연결되어 하나의 대규모 전력망을 구성하는 방식입니다. 이 방식은 전압 변동이 적고, 배전 신뢰도가 높으며, 전력손실이 감소하는 장점이 있습니다.
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3과목: 전기기기

41. 정류회로에 사용되는 환류다이오드(free wheeling diode)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 순저항 부하의 경우 불필요하게 된다.
  2. 유도성 부하의 경우 불필요하게 된다.
  3. 환류 다이오드 동작 시 부하출력 전압은 약 0V가 된다.
  4. 유도성 부하의 경우 부하전류의 평활화에 유용하다.
(정답률: 56%)
  • "유도성 부하의 경우 불필요하게 된다."가 틀린 것이다. 환류다이오드는 유도성 부하에서도 필요하다. 유도성 부하에서는 인덕터의 에너지를 저장하고 방출하는데, 이때 에너지가 방출될 때 발생하는 고전압을 제한하기 위해 환류다이오드가 사용된다. 따라서 유도성 부하에서도 환류다이오드는 필수적인 요소이다.
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42. 3상 변압기를 병렬운전하는 경우 불가능한 조합은?

  1. △-Y 와 Y-△
  2. △-△ 와 Y-Y
  3. △-Y 와 △-Y
  4. △-Y 와 △-△
(정답률: 79%)
  • 3상 변압기를 병렬운전할 때, 각 변압기의 상을 연결하는 방식에 따라 가능한 조합이 달라진다.

    "△-Y 와 △-△" 조합은 불가능하다. 이는 △ 연결 방식의 변압기와 Y 연결 방식의 변압기를 함께 운전할 때 발생하는 문제 때문이다. △ 연결 방식의 변압기는 라인 간 전압이 높아서 Y 연결 방식의 변압기보다 더 많은 전압을 생성한다. 따라서, 두 변압기를 병렬로 운전할 때 △ 연결 방식의 변압기가 Y 연결 방식의 변압기보다 더 많은 전압을 생성하게 되어, 전류의 불균형과 과전압 문제가 발생할 수 있다.

    반면, "△-Y 와 Y-△", "△-△ 와 Y-Y", "△-Y 와 △-Y" 조합은 가능하다. 이는 각 변압기의 상을 연결하는 방식이 서로 균형을 이루기 때문이다. 예를 들어, "△-Y 와 Y-△" 조합의 경우, △ 연결 방식의 변압기에서 생성된 라인 간 전압과 Y 연결 방식의 변압기에서 생성된 라인 간 전압이 서로 균형을 이루어 전류의 균형을 유지할 수 있다.
  • 변압기군의 홀수 조합은 위상차로 인해 운전 불가능
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43. 3상 직권 정류자 전동기에 중간(직렬)변압기가 쓰이고 있는 이유가 아닌 것은?

  1. 정류자 전압의 조정
  2. 회전자 상수의 감소
  3. 실효 권수비 선정 조정
  4. 경부하 때 속도의 이상 상승 방지
(정답률: 60%)
  • 3상 직권 정류자 전동기에 중간(직렬)변압기가 쓰이는 이유는 정류자 전압의 조정, 실효 권수비 선정 조정, 경부하 때 속도의 이상 상승 방지 등의 이유 때문입니다. 하지만 회전자 상수의 감소와는 관련이 없습니다. 회전자 상수는 전동기의 특성을 나타내는 값으로, 회전자 상수가 감소하면 전동기의 토크와 효율이 감소하게 됩니다. 따라서 회전자 상수의 감소를 방지하기 위해 중간(직렬)변압기가 사용됩니다.
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44. 직류 분권 전동기를 무부하로 운전 중 계자 회로에 단선이 생긴 경우 발생하는 현상으로 옳은 것은?

  1. 역전한다.
  2. 즉시 정지한다.
  3. 과속도로 되어 위험하다.
  4. 무부하이므로 서서히 정지한다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "무부하이므로 서서히 정지한다."입니다.

    직류 분권 전동기를 무부하로 운전 중 계자 회로에 단선이 생기면 전동기는 더 이상 부하를 받지 않으므로 서서히 정지하게 됩니다. 따라서 과속도로 되어 위험한 상황은 발생하지 않습니다.
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45. 변압기에 있어서 부하와는 관계없이 자속만을 발생시키는 전류는?

  1. 1차 전류
  2. 자화 전류
  3. 여자 전류
  4. 철손 전류
(정답률: 68%)
  • 자화 전류는 변압기의 자기장을 형성하기 위해 부하와는 관계없이 필요한 전류입니다. 이 전류는 변압기의 코일에 인가되어 자기장을 형성하고, 이 자기장이 변압기의 기능을 수행하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 자화 전류는 변압기에서 매우 중요한 역할을 합니다.
  • 자화 전류 : 변압기에서 부하와 무관하게 자속만을 발생시키는 전류
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46. 직류 전동기의 규약 효율을 나타낸 식으로 옳은 것은?

(정답률: 64%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 이 식은 직류 전동기의 규약 효율을 나타내는 식으로, 출력 전력을 입력 전력으로 나눈 값으로 계산된다. 이 값이 클수록 전동기의 효율이 높다는 것을 의미한다.
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47. 직류 전동기에서 정속도 전동기라고 볼 수 있는 전동기는?

  1. 직권 전동기
  2. 타여자 전동기
  3. 화동 복권 전동기
  4. 차동 복권 전동기
(정답률: 57%)
  • 타여자 전동기는 회전자에 전류를 인가하여 자기장을 발생시키고, 이 자기장과 정적자기장 사이에서 회전운동을 하면서 움직이는 전동기이다. 이 때, 회전자의 속도는 일정하게 유지되므로 정속도 전동기로 분류된다.
  • 타여자 전동기에서는 부하전류가 증가하며 속도는 감속하지만 Ra값이 적으므로 속도 변동이 거의 없다
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48. 단상 유도전동기의 기동 방법 중 기동 토크가 가장 큰 것은?

  1. 반발 기동형
  2. 분상 기동형
  3. 세이딩 코일형
  4. 콘덴서 분상 기동형
(정답률: 76%)
  • 반발 기동형 유도전동기는 기동 시에 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 이용하여 기동 토크를 생성합니다. 이 때, 스테이터의 자기장이 회전자의 자기장에 반발하여 회전자를 밀어내는 힘이 발생하므로 기동 토크가 가장 큽니다.
  • 단상 유도 전동기의 기동 토크가 큰 순서
    반발 > 콘덴서 > 분상 > 세이딩
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49. 부흐홀츠 계전기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오동작의 가능성이 많다.
  2. 전기적 신호로 동작한다.
  3. 변압기의 보호에 사용된다.
  4. 변압기의 주탱크와 콘서베이터를 연결하는 관중에 설치한다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "오동작의 가능성이 많다."이다.

    부흐홀츠 계전기는 전기적 신호로 동작하여 변압기의 보호에 사용되며, 변압기의 주탱크와 콘서베이터를 연결하는 관중에 설치된다. 그러나 부흐홀츠 계전기는 오동작의 가능성이 많아서 정확한 운용이 필요하다. 이는 부흐홀츠 계전기가 전류나 전압의 변화에 민감하게 반응하기 때문이다. 따라서 부흐홀츠 계전기를 사용할 때에는 정확한 설치와 운용이 필요하다.
  • 부흐홀츠 계전기는 가스량과 압력등에 의해 동작한다
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50. 직류기에서 정류코일의 자기 인덕턴스를 L이라 할 때 정류코일의 전류가 정류주기 TC 사이에 IC에서 -IC로 변한다면 정류 코일의 리액턴스 전압[V]의 평균값은?

(정답률: 66%)
  • 정류코일의 리액턴스 전압은 VL=L(di/dt)이다. 주어진 문제에서는 정류코일의 전류가 TC 사이에 IC에서 -IC로 변하므로, 이는 일종의 사각파(square wave) 형태의 전류이다. 이때, 전류의 변화율은 상수이므로 di/dt는 일정하다. 따라서 VL의 평균값은 0이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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51. 일반적인 전동기에 비하여 리니어 전동기의 장점이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하여 신뢰성이 높다.
  2. 마찰을 거치지 않고 추진력이 얻어진다.
  3. 원심력에 의한 가속제한이 없고 고속을 쉽게 얻을 수 있다.
  4. 기어, 벨트 등 동력 변환기구가 필요 없고 직접 원운동이 얻어진다.
(정답률: 63%)
  • 리니어 전동기는 회전 운동이 아닌 직선 운동을 수행하기 때문에 기어나 벨트 등의 동력 변환기구가 필요하지 않고, 직접적으로 원운동을 이용하여 추진력을 얻어내기 때문에 "기어, 벨트 등 동력 변환기구가 필요 없고 직접 원운동이 얻어진다."는 것이다.
  • 리니어 전동기는 직접 직선 운동을 할 수 있는 전동기다
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52. 직류를 다른 전압의 직류로 변환하는 전력변환 기기는?

  1. 초퍼
  2. 인버터
  3. 사이클로 컨버터
  4. 브리지형 인버터
(정답률: 71%)
  • 초퍼는 직류를 고주파 교류로 변환한 후 다시 저주파 직류로 변환하여 다른 전압의 직류로 변환하는 전력변환 기기입니다. 이는 고주파 변환기와 저주파 변환기로 구성되어 있으며, 고주파 변환기에서는 직류를 고주파 교류로 변환하고, 저주파 변환기에서는 고주파 교류를 저주파 직류로 변환합니다. 이러한 과정을 통해 입력 전압과 출력 전압의 비율을 조절하여 다양한 전압의 직류를 얻을 수 있습니다.
  • 초퍼 : 직류를 직접 다른 직류로 변환하는 전력변환 기기
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53. 와전류 손실을 패러데이 법칙으로 설명한 과정 중 틀린 것은?

  1. 와전류가 철심으로 흘러 발열
  2. 유기전압 발생으로 철심에 와전류가 흐름
  3. 시변 자속으로 강자성체 철심에 유기전압 발생
  4. 와전류 에너지 손실량은 전류 경로 크기에 반비례
(정답률: 61%)
  • "와전류 에너지 손실량은 전류 경로 크기에 반비례"라는 설명이 틀린 것은 아니지만, 이유를 최대한 간단명료하게 설명해보면 다음과 같습니다.

    와전류 에너지 손실량은 전류 경로의 저항에 비례합니다. 전류가 흐르는 경로가 길거나 굵으면 저항이 작아져서 손실이 적어지고, 반대로 경로가 짧거나 얇으면 저항이 커져서 손실이 많아집니다. 이는 오므로 전기회로 설계 시 전류 경로를 최적화하여 손실을 최소화하는 것이 중요합니다.
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54. 주파수가 정격보다 3% 감소하고 동시에 전압이 정격보다 3% 상승된 전원에서 운전되는 변압기가 있다. 철손이 에 비례한다면 이 변압기 철손은 정격 상태에 비하여 어떻게 달라지는가? (단, f : 주파수, Bm : 자속밀도 최대치이다.)

  1. 약 8.7% 증가
  2. 약 8.7% 감소
  3. 약 9.4% 증가
  4. 약 9.4% 감소
(정답률: 51%)
  • 철손은 주파수와 자속밀도에 비례하므로, 주어진 조건에서 주파수가 3% 감소하였으므로 철손은 3% 감소한다. 그러나 동시에 전압이 3% 상승하였으므로 자속밀도는 전압과 비례하므로 3% 상승한다. 따라서 전체적으로 철손은 3% 감소한 상태에서 자속밀도가 3% 상승하므로, 총 철손은 3% 감소한 상태에서 3% 상승한 약 9.4% 증가한다. 따라서 정답은 "약 9.4% 증가"이다.
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55. 교류정류자기에서 갭의 자속분포가 정현파로 øm=0.14Wb, P=2, a=1, Z=200, n=1200rpm인 경우 브러시 축이 자극축과 30°라면, 속도 기전력의 실효값 ES는 약 몇 V인가?

  1. 160
  2. 400
  3. 560
  4. 800
(정답률: 32%)
  • 속도 기전력의 공식은 다음과 같다.

    ES = 4.44ømPNZcos(θ)/108

    여기서, øm은 갭의 자속분포의 최대값, P는 폴의 수, N은 회전속도, Z는 교류자의 슬롯 수, θ는 브러시 축과 자극축 사이의 각도이다.

    주어진 값들을 대입하면,

    ES = 4.44 x 0.14 x 2 x 1 x 200 x cos(30°) x 1200 / 108 ≈ 400V

    따라서, 정답은 "400"이다.
  • 유기기전력 최댓값 Em = PZ/60a x øNsinθ
    실횻값 Es = Em/√2

    2 x 200 / 60 x 1 x 0.14 x 1200 x sin30 = 560.

    560/√2 = 395 = 400

    실효값 560 /루트2 =395.98 = 400
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56. 역률 0.85의 부하 350kW에 50kW를 소비하는 동기 전동기를 병렬로 접속하여 합성 부하의 역률을 0.95로 개선하려면 진상 무효 전력은 약 몇 kVar인가?

  1. 68
  2. 72
  3. 80
  4. 85
(정답률: 42%)
  • 역률 0.85인 부하 350kW는 유효전력이 350kW, 무효전력이 (350kW x √(1-0.85^2)) = 183.23kVar입니다. 동기 전동기의 소비하는 무효전력은 50kW이므로, 병렬 접속 후의 무효전력은 183.23kVar - 50kW = 133.23kVar입니다. 이때, 합성 부하의 역률을 0.95로 개선하려면, 새로운 무효전력은 (350kW x √(1-0.95^2)) = 68.02kVar가 필요합니다. 따라서, 진상 무효 전력은 133.23kVar - 68.02kVar = 65.21kVar가 됩니다. 따라서, 보기에서 정답은 "85"가 아니라 "68"입니다.
  • 처음의 무효 전력 350 x √1-0.85제곱 / 0.85 = 216.9
    나중의 무효 전력 400 x √1-0.95제곱 / 0.95 = 131.47

    필요한 진산 무효전력 216.9-131.47 = 85.44
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57. 변압기의 무부하시험, 단락시험에서 구할 수 없는 것은?

  1. 철손
  2. 동손
  3. 절연 내력
  4. 전압 변동률
(정답률: 59%)
  • 변압기의 무부하시험과 단락시험은 주로 전기적인 성능을 측정하는 시험이며, 철손과 동손 등의 손실과 전압 변동률 등을 측정할 수 있습니다. 하지만 절연 내력은 전기적인 성능이 아닌, 변압기의 절연 능력을 나타내는 지표입니다. 따라서 무부하시험과 단락시험에서는 절연 내력을 측정할 수 없습니다.
  • 무부하 시험 : 무부하 전류,여자 어드미턴스 , 철손
    단락시험 : 임피던스 전압 : 동손 : %저항강하 , %리액턴스 강하 , 전압 변동률
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58. 3상 동기 발전기의 단락곡선이 직선으로 되는 이유는?

  1. 전기자 반작용으로
  2. 무부하 상태이므로
  3. 자기 포화가 있으므로
  4. 누설 리액턴스가 크므로
(정답률: 64%)
  • 3상 동기 발전기의 단락곡선이 직선으로 되는 이유는 "전기자 반작용으로"입니다. 발전기의 회전자와 스테이터 간에 전기자기적 상호작용이 발생하면서 회전자의 자기장과 스테이터의 자기장이 상호작용하여 전기자 반작용이 발생합니다. 이 때, 전기자 반작용이 발생하면 회전자의 자기장과 스테이터의 자기장이 서로 상쇄되어 전기적으로 균형 상태가 유지되어 단락곡선이 직선으로 되는 것입니다.
  • 3상 동기 발전기의 단락곡선이 직선ㅇ이 되는 이유는 전기자 반작용 때문
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59. 정격출력 5000kVA, 정격전압 3.3kV, 동기 임피던스가 매상 1.8Ω인 3상 동기 발전기의 단락비는 약 얼마인가?

  1. 1.1
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.4
(정답률: 58%)
  • 단락비는 단락 전류와 정격 전류의 비율로 정의된다. 단락 전류는 단락 임피던스와 전압 차이에 의해 결정된다. 따라서, 동기 발전기의 단락비는 동기 임피던스와 전압 차이, 그리고 정격 전류 사이의 관계로 결정된다.

    단락 전류는 Ohm의 법칙에 따라 I = V/Z가 된다. 여기서 V는 단락 전압, Z는 동기 임피던스이다. 따라서, 단락 전류는 I = 3.3kV / 1.8Ω = 1833.33A가 된다.

    정격 전류는 단락 전류와 단락비의 관계로 결정된다. 단락비는 전압 차이와 단락 전류의 비율로 정의되므로, 단락비 = (3.3kV / √3) / (1833.33A) = 1.2가 된다. 따라서, 정답은 "1.2"이다.
  • %임피던스 %Z = ZP / 10V^2

    5000 x 1.8 / 10 x 3.3^2 = 82.64

    단락비 K = 100/%Z 100 / 82.64 = 1.210
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60. 동기기의 회전자에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 원통형
  2. 유도자형
  3. 회전 계자형
  4. 회전 전기자형
(정답률: 59%)
  • 원통형은 회전자가 없는 구조로, 회전자에 의한 분류가 아닌 것입니다. 대신 원통형 분류기는 중력에 의해 입자를 분리합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 기준 입력과 주궤환량과의 차로서, 제어계의 동작을 일으키는 원인이 되는 신호는?

  1. 조작 신호
  2. 동작 신호
  3. 주궤환 신호
  4. 기준 입력 신호
(정답률: 64%)
  • 기준 입력과 주궤환량과의 차이를 감지하여 제어계의 동작을 일으키는 신호는 동작 신호이다. 이는 제어계가 원하는 목표값과 현재 상태값을 비교하여, 목표값과의 차이를 줄이기 위해 적절한 제어 액션을 취하도록 하는 신호이다. 따라서 동작 신호는 제어계의 핵심적인 신호 중 하나이다.
  • 동작 신호 : 제어 동작을 일으키는 손호로 편차라고도 함
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62. 폐루프 전달함수 C(s)/R(s)가 다음과 같은 2차 제어계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 최대 오버슈트는 이다.
  2. 이 폐루프계의 특성 방정식은 이다.
  3. 이 계는 δ=0.1일 때 부족 제동된 상태에 있게 된다.
  4. δ값을 작게 할수록 제동은 많이 걸리게 되니 비교 안정도는 향상된다.
(정답률: 64%)
  • "이 계는 δ=0.1일 때 부족 제동된 상태에 있게 된다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 δ=0.1일 때 제동은 충분히 걸리게 되어 안정도가 향상됩니다. 이유는 δ값이 작을수록 시스템의 반응이 빨라지기 때문에 제동이 더 빠르게 걸리게 되기 때문입니다. 따라서, δ값을 작게 할수록 제동은 많이 걸리게 되어 비교 안정도가 향상됩니다.
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63. 3차인 이산치 시스템의 특성 방정식의 근이 –0.3, -0.2, +0.5로 주어져 있다. 이 시스템의 안정도는?

  1. 이 시스템은 안정한 시스템이다.
  2. 이 시스템은 불안정한 시스템이다.
  3. 이 시스템은 임계 안정한 시스템이다.
  4. 위 정보로서는 이 시스템의 안정도를 알 수 없다.
(정답률: 50%)
  • 이산치 시스템의 안정성은 모든 근의 실수부가 0보다 작을 때 안정하다고 알려져 있다. 따라서 이 시스템의 근이 모두 음수이므로 이 시스템은 안정한 시스템이다.
  • 절대값 1보다 작으므로 안정한 시스템
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64. 다음의 특성 방정식을 Routh-Hurwitz 방법으로 안정도를 판별하고자 한다. 이때 안정도를 판별하기 위하여 가장 잘 해석한 것은 어느 것인가?

  1. s 평면의 우반면에 근은 없으나 불안정하다.
  2. s 평면의 우반면에 근이 1개 존재하여 불안정하다.
  3. s 평면의 우반면에 근이 2개 존재하여 불안정하다.
  4. s 평면의 우반면에 근이 3개 존재하여 불안정하다.
(정답률: 65%)
  • Routh-Hurwitz 방법을 적용하여 계산한 결과, 제1열과 제3열의 모든 원소가 양수이고, 제2열의 원소 중에서는 0이 존재하므로, 시스템의 안정도는 s 평면의 좌반면에 모든 근이 위치하므로 안정하다고 판단할 수 있다. 그러나, 이 방정식은 분모의 2차항 계수가 음수이므로, s 평면의 우반면에 근이 2개 존재하여 불안정하다고 판단할 수 있다. 따라서, 정답은 "s 평면의 우반면에 근이 2개 존재하여 불안정하다."이다.
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65. 전달함수 일 때 근궤적의 수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 70%)
  • 전달함수의 근궤적은 x축과 y축에 대해 대칭인 타원이다. 따라서 타원과 x축, y축이 만나는 점이 3개이므로 정답은 "3"이다.
  • 근궤적 : 영점 과 극점 중 갯 수가 많은 것.

    극점 : 0 -1 -2 3개
    영점 : -1 1개
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66. 다음의 미분 방정식을 신호 흐름 선도에 옳게 나타낸 것은? (단,로 표시한다.)

(정답률: 48%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 미분 방정식에서 좌변은 시간에 대한 변화율을 나타내는 것이고, 우변은 시간에 따라 변화하는 양을 나타내는 것이다. 따라서 신호 흐름 선도에서는 좌변을 시간에 대한 기울기, 우변을 시간에 따라 변화하는 크기로 나타내야 한다. ""은 이러한 특성을 가지고 있어서 옳은 표현이다. 다른 보기들은 시간에 대한 기울기와 크기를 혼동하거나, 부호를 잘못 표기한 경우 등이 있다.
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67. 다음 블록선도의 전체 전달함수가 1이 되기 위한 조건은?

(정답률: 52%)
  • 전체 전달함수가 1이 되기 위해서는 모든 블록의 전달확률의 합이 1이 되어야 합니다. 따라서 보기에서 ""이 정답입니다. "", "", ""는 각각 블록의 전달확률을 나타내는 값이므로 전체 전달함수가 1이 되기 위한 조건과는 직접적인 연관이 없습니다.
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68. 특성 방정식의 모든 근이 s 복소평면의 좌반면에 있으면 이 계는 어떠한가?

  1. 안정
  2. 준안정
  3. 불안정
  4. 조건부 안정
(정답률: 73%)
  • 특성 방정식의 모든 근이 s 복소평면의 좌반면에 있으면 시스템은 안정적이다. 이는 시스템의 모든 모드가 감쇠하며, 입력 신호에 대한 시스템의 반응이 예측 가능하다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "안정"이다.
  • 특성 방정식 모든 근이 s 복소평면의 좌반면에 있으면 그 제어계는 안정
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69. 그림의 회로는 어느 게이트(gate)에 해당되는가?

  1. OR
  2. AND
  3. NOT
  4. NOR
(정답률: 63%)
  • 이 회로는 두 개의 입력(A와 B)이 OR 게이트에 연결되어 있고, 출력이 나오는 구조이다. OR 게이트는 입력 중 하나 이상이 1일 때 출력이 1이 되는 논리 연산을 수행하는 게이트이므로, 이 회로는 OR 게이트에 해당된다.
  • 다이오드가 오른쪽을 향하면 OR, 왼쪽을 향하면 AND
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70. 전달함수가 로 주어진 시스템의 단위 임펄스 응답은?

  1. y(t)=1-t+e-t
  2. y(t)=1+t+e-t
  3. y(t)=t-1+e-t
  4. y(t)=t-1-e-t
(정답률: 46%)
  • 단위 임펄스 함수는 δ(t) = 1 (t=0), 0 (t≠0) 이므로, 전달함수 H(s)에 s=0을 대입하면 H(0) = 1 이 된다. 따라서, y(t) = h(t) * δ(t) = h(t) 이므로, y(t)는 시스템의 임펄스 응답 함수 h(t)와 같다. 따라서, y(t) = t-1+e-t 이다.
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71. 다음과 같은 회로망에서 영상파라미터(영상전달정수) θ는?

  1. 10
  2. 2
  3. 1
  4. 0
(정답률: 44%)
  • 회로망에서 θ는 경로상의 모든 파라미터의 곱과 같다. 따라서, 1번 노드에서 4번 노드까지의 경로상의 파라미터는 2, 1, 0이므로 θ=2*1*0=0이다.
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72. △결선된 대칭 3상 부하가 있다. 역률이 0.8(지상)이고 소비전력이 1800W이다. 선로의 저항 0.5Ω에서 발생하는 선로 손실이 50W이면 부하단자 전압[V]은?

  1. 627
  2. 525
  3. 326
  4. 225
(정답률: 50%)
  • 부하의 유효전력은 1800W이고 역률이 0.8이므로 피상전력은 2250VA이다. 이때, 부하의 피복전력은 2250VA / 3 = 750VA이다. 따라서, 부하의 직렬 등가저항은 R = (부하단자 전압)^2 / 750Ω 이다. 선로의 저항이 0.5Ω이므로, 선로 손실은 I^2R = (부하전류)^2 x 0.5Ω = 50W이다. 여기서 부하전류는 부하의 피상전력을 부하단자 전압으로 나눈 값이므로, (2250VA / √3) / 부하단자 전압 = 10A / 부하단자 전압 이다. 이를 이용하여 선로 손실식에 대입하면, (10A / 부하단자 전압)^2 x 0.5Ω = 50W 이므로, 부하단자 전압은 225V이다. 따라서, 정답은 "225"이다.
  • √3 x 5 / 3x0.5 =5.77

    1800 / √3 x 5.77 x 0.8 = 225
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73. E=40+j30[V]의 전압을 가하면 I=30+j10[A]의 전류가 흐르는 회로의 역률은?

  1. 0.949
  2. 0.831
  3. 0.764
  4. 0.651
(정답률: 52%)
  • 역률은 전압과 전류의 상관관계를 나타내는 값으로, 유효전력과 피상전력의 비율을 의미합니다.

    유효전력은 회로에서 실제로 유용하게 사용되는 전력이고, 피상전력은 회로에 공급되는 전력입니다. 따라서 역률이 높을수록 회로에서 유효전력이 많이 사용되고, 피상전력이 적게 사용됩니다.

    주어진 문제에서 전압과 전류의 복소수 표현을 이용하여 복소전력을 구하면 다음과 같습니다.

    S = E × I* = (40-j30) × (30+j10) = 1500 + j800

    여기서 S의 실수부는 유효전력, 허수부는 무효전력입니다. 따라서 유효전력은 1500W, 무효전력은 800VAR입니다.

    또한, 피상전력은 복소전력의 크기로 구할 수 있습니다.

    |S| = √(1500² + 800²) ≈ 1695VA

    따라서 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 구할 수 있습니다.

    역률 = 유효전력 ÷ 피상전력 ≈ 1500 ÷ 1695 ≈ 0.949

    따라서 정답은 "0.949"입니다.
  • 복소전력 Pa = EI
    (40+j30)(30-j10) = 1500 + j500 => 쉬프트 2-3번 = 1581 ∠ 18.4

    역률 cosθ = P/Pa 1500/1581 = 0.949
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74. 그림과 같은 회로에서 스위치 S를 닫았을 때, 과도분을 포함하지 않기 위한 R[Ω]은?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 53%)
  • 스위치 S가 닫히면, R1과 R2가 병렬로 연결되어 전체 저항값은 R1과 R2의 병렬 저항값인 100Ω이 된다. 이때, R3와 R4는 직렬로 연결되어 전체 저항값은 R3와 R4의 합인 400Ω이 된다. 따라서, 전체 회로의 저항값은 100Ω과 400Ω이 직렬로 연결된 형태가 된다. 이를 계산하면 500Ω이 되는데, 이때 스위치 S를 통해 흐르는 전류가 2A가 되도록 하려면 오-옴 법칙을 이용하여 R[Ω]을 구할 수 있다. 즉, 전압은 10V이므로 R[Ω] = V/I = 10V/2A = 5Ω이다. 하지만 문제에서 과도분을 포함하지 않기 위해 R[Ω]은 300Ω이 되어야 하므로, R1과 R2의 병렬 저항값이 300Ω이 되도록 R1과 R2의 값을 조정해야 한다. 따라서, R1과 R2의 병렬 저항값은 R1*R2/(R1+R2) = 300Ω이 되어야 하므로, R1과 R2의 값을 구하면 R1 = 150Ω, R2 = 200Ω이 된다. 따라서, 정답은 300Ω이 된다.
  • R = √L/C
    √0.9 / 10x10^-6 = 300
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75. 분포정수 회로에서 직렬 임피던스를 Z, 병렬 어드미턴스를 Y라 할 때, 선로의 특성임피던스 Z0는?

  1. ZY
  2. √ZY
(정답률: 72%)
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76. 다음과 같은 회로의 공진시 어드미턴스는?

  1. RL/C
  2. RC/L
  3. L/RC
  4. R/LC
(정답률: 46%)
  • 이 회로는 병렬 공진회로이므로, 공진 주파수일 때 전체 회로의 어드미턴스는 0이 된다. 따라서, 공진 주파수일 때 전체 회로의 어드미턴스는 RC/L이 되어야 한다. 이는 R과 C가 병렬로 연결되어 있고, 이 병렬 회로와 L이 직렬로 연결되어 있기 때문이다.
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77. 그림과 같은 회로에서 전류 I[A]는?

  1. 0.2
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 0.9
(정답률: 54%)
  • 전류의 크기는 전압에 저항을 나눈 값으로 계산됩니다. 이 회로에서 전압은 10V이고, 저항은 20Ω이므로 전류는 10V/20Ω = 0.5A가 됩니다. 따라서 정답은 "0.5"입니다.
  • 유도성 리액터, 용량성 리액터는 어차피 4-4 빼면 0이니 신경쓸 필요없음.

    i = v/r = 1/2 = 0.5
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78. 로 주어졌을 때 F(s)의 역변환은?

  1. 1/2(1+et)
  2. 1/2(1+e-2t)
  3. 1/2(1-e-t)
  4. 1/2(1-e-2t)
(정답률: 52%)
  • 주어진 F(s)의 역변환은 라플라스 역변환을 이용하여 구할 수 있다. F(s)를 분해해보면 다음과 같다.

    F(s) = 1/(s+2) - 1/(s+1)

    따라서 역변환은 다음과 같다.

    f(t) = L^-1[F(s)] = L^-1[1/(s+2)] - L^-1[1/(s+1)]
    = 1/2 * e^(-2t) - 1/2 * e^(-t)
    = 1/2(1+e^(-2t)) - 1/2(1+e^(-t))
    = 1/2(1+e^(-2t)) - 1/2(1+e^(-t))

    따라서 정답은 "1/2(1+e^-2t)"이다.
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79. 인 전압을 R-L 직렬 회로에 가할 때 제 5고조파 전류의 실효값은 약 몇 [A]인가? (단, R=12Ω, wL=1Ω 이다.)

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 67%)
  • 제 5고조파의 주파수는 원래 주파수의 5배이므로, 전류의 주파수도 5배가 됩니다. 따라서, R-L 회로의 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Z = √(R² + (wL)²) = √(12² + (5w)²) ≈ 13.4Ω

    전압과 임피던스를 알고 있으므로, 전류의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    I = V/Z = 100/13.4 ≈ 7.46A

    하지만, 이 값은 원래 주파수에서의 전류 크기입니다. 제 5고조파에서의 전류 크기는 이 값의 5배가 됩니다.

    I(5th) = 5I ≈ 37.3A

    따라서, 제 5고조파 전류의 실효값은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Ieff = I(5th)/√2 ≈ 26.4A

    따라서, 가장 가까운 정답은 "25"입니다.
  • √12제곱+5제곱 = 13

    260 / 13 = 20
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80. 그림과 같은 파형의 전압 순시값은?

(정답률: 53%)
  • 주어진 파형은 사인파이다. 사인파의 전압 순시값은 최대값의 0.707배이다. 따라서, 보기 중에서 최대값인 100V의 0.707배인 ""이 정답이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선에 관한 사항으로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 소선은 지름 2.0mm 이상인 금속선을 사용한다.
  2. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 6.0m 이상이다.
  3. 지선의 안전율은 1.2 이상이고 허용 인장하중의 최저는 4.31kN으로 한다.
  4. 지선에 연선을 사용할 경우에는 소선은 3가닥 이상의 연선을 사용한다.
(정답률: 66%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선은 안전성을 보장하기 위해 여러 가닥의 연선을 사용해야 하며, 이때 소선은 지름 2.0mm 이상인 금속선을 사용합니다. 지선의 안전율은 1.2 이상이며, 허용 인장하중의 최저는 4.31kN으로 설정됩니다. 또한 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 6.0m 이상이어야 합니다. 따라서 지선에 연선을 사용할 경우에는 소선은 3가닥 이상의 연선을 사용해야 합니다.
  • 소선 3가닥 이상의 연선
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82. 옥내배선의 사용 전압이 400V 미만일 때 전광표시 장치 · 출퇴 표시등 기타이와 유사한 장치 또는 제어회로 등의 배선에 다심 케이블을 시설하는 경우 배선의 단면적은 몇mm2 이상인가?

  1. 0.75
  2. 1.5
  3. 1
  4. 2.5
(정답률: 52%)
  • 옥내배선의 사용 전압이 400V 미만일 때는 배선의 단면적이 0.75mm2 이상이어야 한다. 이는 전기안전규정 제32조(배선설계의 기본원칙)에 따라 정해진 것으로, 다심 케이블을 사용하는 경우 단면적이 작으면 전선 내부의 전류 밀도가 증가하여 과열이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 안전한 전기 시설을 위해 적절한 단면적의 전선을 사용해야 한다.
  • 저압 옥내배선의 사용전선
    전광표시장치 기타 이와 유사한 장치 또는 제어회로등의 배선 = 단면적 0.75mm^2 이상인 다심케이블
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83. 154kV 가공 송전선로를 제1종 특고압 보안공사로 할 때 사용되는 경동연선의 굵기는 몇 mm2 이상인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 57%)
  • 154kV 가공 송전선로는 제1종 특고압으로 분류되며, 이에 따라 보안공사 시에는 경동연선을 사용해야 합니다. 경동연선의 굵기는 전선로의 용량과 거리에 따라 다르지만, 일반적으로 154kV 가공 송전선로에서는 150mm2 이상의 굵기를 가진 경동연선이 사용됩니다. 따라서 정답은 "150"입니다.
  • 특고압 보안 공사
    100kV 이상 300kV 미만 = 인장강도 58.84kN 이상의 연선 또는 단면적 150mm^2 이상의 경동연선
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84. 일반적으로 저압 옥내 간선에서 분기하여 전기사용기계기구에 이르는 저압 옥내 전로는 저압 옥내간선과의 분기점에서 전선의 길이가 몇 m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 2.0
  4. 3.0
(정답률: 42%)
  • 전기사용기계기구에 이르는 저압 옥내 전로는 저압 옥내간선과의 분기점에서 개폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 합니다. 이때 전선의 길이가 길어질수록 전기의 저항이 커져 전압강하가 발생하게 되므로, 전선의 길이가 길어질수록 개폐기 및 과전류 차단기를 시설해야 합니다. 따라서 전선의 길이가 3m 이상인 경우에는 개폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 합니다. 이에 따라 정답은 "3.0" 입니다.
  • 분기회로의 분기점으로부터 3m까지 이동하여 설치
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85. 전동기 과부하 보호 장치의 시설에서 전원측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격 전류가 몇 A 이하의 것이면 이 전로에 접속하는 단상 전동기에는 과부하 보호 장치를 생략할 수 있는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 36%)
  • 정답은 "20"이다. 이유는 전동기 과부하 보호 장치는 전동기의 정격 전류보다 높은 전류가 흐를 때 작동하여 전동기를 보호하는 장치이다. 따라서 전원측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격 전류가 전동기의 정격 전류보다 높으면 전동기에 과부하가 걸릴 가능성이 높아지므로 과부하 보호 장치를 생략할 수 없다. 따라서 정격 전류가 20A 이하인 경우에만 과부하 보호 장치를 생략할 수 있다.
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86. 사용전압이 35kV 이하인 특고압 가공전선과 가공 약전류 전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공전선로는 어떤 종류의 보안 공사로 하여야 하는가?

  1. 고압 보안공사
  2. 제1종 특고압 보안공사
  3. 제2종 특고압 보안공사
  4. 제3종 특고압 보안공사
(정답률: 52%)
  • 35kV 이하의 특고압 가공전선은 제2종 특고압 보안공사로 보안 공사를 해야 합니다. 이는 전선이 지지물에 시설될 때, 전선과 지지물 사이에 절연체를 설치하고, 전선과 지지물 사이에 땅선을 설치하여 전선의 접지를 보장하는 것입니다. 이렇게 함으로써 전선의 안전성을 높일 수 있습니다.
  • 35kV 이하인 특고압 가공 전선로는 제 2종 특고압 보안공사
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87. 사용전압이 고압인 전로의 전선으로 사용할 수 없는 케이블은?

  1. MI 케이블
  2. 연피 케이블
  3. 비닐외장 케이블
  4. 폴리에틸렌 외장 케이블
(정답률: 48%)
  • MI 케이블은 내부에 니켈 크롬 합금선으로 이루어진 저항선이 있어 고온에도 내구성이 뛰어나기 때문에 사용전압이 고압인 전로의 전선으로 사용할 수 없습니다.
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88. 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반 조명을 위하여 시설하는 고압 방전등은 그 효율이 몇 lm/W 이상의 것이어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 30
  2. 50
  3. 70
  4. 100
(정답률: 51%)
  • 고압 방전등은 일반 조명용으로 사용되는데, 이는 큰 면적을 밝히기 위해 사용되기 때문에 효율이 높아야 합니다. 따라서, 고압 방전등의 효율은 최소 70 lm/W 이상이어야 합니다.
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89. 제1종 접지공사의 접지선의 굵기는 공칭단면적 몇 mm2 이상의 연동선이어야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 2.5
  2. 4.0
  3. 6.0
  4. 8.0
(정답률: 51%)
  • 기존에는 3번인 "6.0" 이 정답이었으나, 최근에 개정된 규정에서는 공칭단면적이 10mm2 이상인 연동선을 사용해야 한다고 명시되어 있습니다. 따라서 정답은 "8.0" 입니다.
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90. 금속관 공사에서 절연부싱을 사용하는 가장 주된 목적은?

  1. 관의 끝이 터지는 것을 방지
  2. 관내 해충 및 이물질 출입 방지
  3. 관의 단구에서 조영재의 접촉 방지
  4. 관의 단구에서 전선 피복의 손상 방지
(정답률: 61%)
  • 절연부싱은 관의 단구에서 전선 피복의 손상을 방지하기 위해 사용됩니다. 이는 전기적인 안전성을 유지하고 전선의 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.
  • 금속관공사에서 절연부싱을 사용하는 이유는 관의 끝 부분에는 전선의 피복을 손상하지 않도록 정당한 구조의 부싱을 사용함
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91. 최대 사용전압이 3.3kV인 차단기 전로의 절연내력 시험전압은 몇 V인가?

  1. 3036
  2. 4125
  3. 4950
  4. 6600
(정답률: 53%)
  • 차단기 전로의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압의 1.5배 이상이어야 하므로, 3.3kV x 1.5 = 4950V 이다. 따라서 정답은 "4950"이다.
  • 7kV 이하인 전로 1.5배
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92. 관·암거·기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제부분(케이블을 지지하는 금구류는 제외한다.) 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 52%)
  • 지중전선은 전기적 위험을 방지하기 위해 접지공사를 해야 하며, 이때 사용하는 금속체에도 접지공사를 해야 합니다. 이때 사용하는 접지공사 종류는 지중전선의 피복 두께와 금속체의 크기에 따라 결정됩니다. 제3종 접지공사는 지중전선의 피복이 1.5mm 이상이고, 금속체의 크기가 0.5m² 이하일 경우에 사용하는 접지공사입니다. 따라서 이 문제에서는 지중전선의 피복과 금속체의 크기가 해당 기준에 부합하므로 제3종 접지공사를 해야 합니다.
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93. 가반형(이동형)의 용접전극을 사용하는 아크 용접장치를 시설할 때 용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 600
(정답률: 71%)
  • 가반형(이동형)의 용접전극을 사용하는 아크 용접장치는 대지전압에 민감하므로, 대지전압이 높을 경우 안전사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 300V 이하로 유지해야 합니다. 이유는 대지전압이 300V 이하일 경우에는 안전한 용접이 가능하며, 600V 이상일 경우에는 안전사고가 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다.
  • 아크 용접기
    용접 변압기는 절연변압기
    1차측 전로의 대지전압은 300V 이하
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94. 지중전선로를 직접 매설식에 의하여 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 시설할 경우에는 그 매설 깊이를 최소 몇 m 이상으로 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 65%)
  • 지중전선로를 매설할 때는 차량이나 중량물의 압력을 견딜 수 있도록 충분한 깊이로 매설해야 합니다. 이에 관한 규정은 국토교통부 고시 제2017-102호에 따라 다음과 같습니다.

    - 국도, 시도도로, 군도로, 일반국도 등 국가 및 지방자치단체가 관리하는 도로의 경우: 최소 1.5m 이상 매설
    - 기타 도로의 경우: 최소 1.2m 이상 매설

    따라서, 이 문제에서는 "차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소"에 지중전선로를 시설하는 경우를 가정하고 있으므로, 최소 매설 깊이는 1.2m 이상이 되어야 합니다. 따라서 정답은 "1.2"입니다.
  • 개정 후
    지중 전선로 시설
    차량 밑 기타 중량물 압력을 받을 우려가 있는 장소 1m 이상
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95. 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선과 그 지지물·완금류·지주 또는 지선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 43%)
  • 전기안전규정 제2부 제5장 제2절 "특고압 가공전선 및 지중케이블의 설치"에 따르면, 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선과 그 지지물·완금류·지주 또는 지선 사이의 이격거리는 최소 20cm 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "20"입니다.
  • 15kV 이상 25kV 미만 0.20m
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96. 건조한 장소로서 전개된 장소에 고압 옥내배선을 시설할 수 있는 공사방법은?

  1. 덕트 공사
  2. 금속관 공사
  3. 애자사용 공사
  4. 합성 수지관 공사
(정답률: 57%)
  • 애자사용 공사는 고압 옥내배선을 시설할 때, 건조한 장소에서 사용하는 방법으로, 애자라는 특수한 접착제를 사용하여 배관을 고정시키는 방법입니다. 이 방법은 빠르고 간편하며, 배관의 고정력이 강하고 내구성이 뛰어나기 때문에 많이 사용됩니다. 따라서 이 문제에서는 애자사용 공사가 정답입니다.
  • 고압 옥내배선 등의 시설
    애자 공사(건조한 장소로서 전개된 장소에 한 함)
    케이블공사
    케이블트레이공사
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97. 제3종 접지공사를 하여야 할 곳은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 고압용 변압기의 외함
  2. 고압의 계기용 변성기의 2차측 전로
  3. 특고압 계기용 변성기의 2차측 전로
  4. 특고압과 고압의 혼촉방지를 위한 방전장치
(정답률: 45%)
  • 기존 규정에서는 제3종 접지공사 대상에 고압용 변압기의 외함이 포함되어 있었지만, 개정된 규정에서는 이에 해당하지 않는 것으로 변경되었습니다. 따라서, 현재는 고압의 계기용 변성기의 2차측 전로가 제3종 접지공사를 하여야 할 곳입니다. 이는 전기적 안전을 위해 필요한 조치로, 제3종 접지공사를 하지 않으면 전기적 충격이나 화재 등의 위험이 있습니다.
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98. 전기철도에서 배류시설에 강제 배류기를 사용할 경우 시설방법에 대한 설명으로 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 강제 배류기용 전원장치의 변압기는 절연 변압기일 것
  2. 강제 배류기를 보호하기 위하여 적정한 과전류 차단기를 시설할 것
  3. 귀선에서 강제 배류기를 거쳐 금속제 지중 관로로 통하는 전류를 저지하는 구조로 할 것
  4. 강제 배류기는 제2종 접지공사를 한 금속제 외함 기타 견고한 함에 넣어 시설하거나 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설할 것
(정답률: 37%)
  • 강제 배류기용 전원장치의 변압기는 절연 변압기일 것은 틀린 설명입니다. 강제 배류기용 전원장치의 변압기는 절연 변압기일 필요는 없습니다. 따라서 정답은 "강제 배류기용 전원장치의 변압기는 절연 변압기일 것"입니다.
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99. 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우 케이블을 조가용선에 행거로 시설하고자 할 때 행거의 간격은 몇 cm 이하로 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 50
  3. 80
  4. 100
(정답률: 48%)
  • 고압 가공전선은 전기적으로 위험한 장비이므로 케이블을 시설할 때 안전을 고려해야 한다. 케이블을 조가용선에 행거로 시설할 때는 행거 간격을 충분히 좁게 해야 한다. 이유는 행거 간격이 넓으면 케이블이 행거와 마찰하거나 흔들리는 등의 움직임이 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 움직임은 케이블의 절연을 손상시키거나 파손시킬 수 있으며, 이는 전기적인 안전에 위험을 초래할 수 있다.

    따라서 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우 행거 간격은 50cm 이하로 하여야 한다. 이는 케이블의 안전한 시설을 보장하기 위한 최소한의 간격이며, 이보다 더 좁은 간격으로 시설하는 것이 더욱 안전하다.
  • 가공 케이블의 시설
    케이블은 조가 용선에 행거로 시설
    사용전압이 고압인 때는 행거의간격 0.5m 이하
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100. 고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선의 높이는 도로를 횡단하는 경우 교통에 지장을 줄 우려가 없다면 지표상 몇 m까지로 감할 수 있는가?

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  2. 4.5
  3. 5
  4. 6
(정답률: 41%)
  • 고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선의 높이는 도로를 횡단하는 경우 교통에 지장을 주지 않도록 최소한 5m 이상으로 감할 수 있다. 따라서 정답은 "5"이다.
  • 고압 가공 전선로의 지지물에 시설하는 통신선의 높이 교통에 지장을 안주는 경우 고,저압인 경우 5m
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