전기기사 필기 기출문제복원 (2019-03-03)

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(2019-03-03 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 평행판 콘덴서에 어떤 유전체를 넣었을 때 전속밀도가 2.4 × 10-7C/m2이고, 단위 체적중의 에너지가 5.3 × 10-3J/m3이었다. 이 유전체의 유전율은 약 몇 F/m인가?

  1. 2.17 × 10-11
  2. 5.43 × 10-11
  3. 5.17 × 10-12
  4. 5.43 × 10-12
(정답률: 73%)
  • 평행판 콘덴서의 전하밀도는 다음과 같이 주어진다.

    $sigma = 2.4 times 10^{-7} C/m^2$

    단위 체적중의 에너지는 다음과 같이 주어진다.

    $u = 5.3 times 10^{-3} J/m^3$

    유전율은 다음과 같이 정의된다.

    $epsilon = frac{sigma}{E}$

    여기서 $E$는 전기장이다. 전기장은 단위 체적중의 에너지와 전하밀도의 비로 구할 수 있다.

    $E = sqrt{frac{2u}{epsilon_0}}$

    여기서 $epsilon_0$는 자유공간의 유전율이다. 따라서 유전율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $epsilon = frac{sigma}{sqrt{frac{2u}{epsilon_0}}}$

    계산하면 다음과 같다.

    $epsilon = frac{2.4 times 10^{-7}}{sqrt{frac{2 times 5.3 times 10^{-3}}{8.85 times 10^{-12}}}} approx 5.43 times 10^{-12} F/m$

    따라서 정답은 "5.43 × 10-12"이다.
  • (2.4x10-7승)제곱 / 2 x 5.3 x 10-3승 = 5.43 x 10-12승
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2. 서로 다른 두 유전체사이의 경계면에 전하분포에 없다면 경계면 양쪽에서의 전계 및 전속밀도는?

  1. 전계 및 전속밀도의 접선성분은 서로 같다.
  2. 전계 및 전속밀도의 법선성분은 서로 같다.
  3. 전계의 법선성분이 서로 같고, 전속밀도의 접선성분이 서로 같다.
  4. 전계의 접선성분이 서로 같고, 전속밀도의 법선성분이 서로 같다.
(정답률: 74%)
  • 서로 다른 두 유전체 사이의 경계면에 전하분포가 없다는 것은 전하가 경계면에서 연속적으로 이어진다는 것을 의미합니다. 따라서 경계면 양쪽에서의 전계와 전속밀도는 연속적이며, 경계면에서의 전하가 보존되기 때문에 전계의 접선성분과 전속밀도의 법선성분이 서로 같아야 합니다. 이는 전하의 흐름이 경계면을 따라 연속적으로 이어지기 때문입니다. 따라서 정답은 "전계 및 전속밀도의 접선성분은 서로 같다. 전계 및 전속밀도의 법선성분은 서로 같다." 입니다.
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3. 와류손에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, f : 주파수, Bm : 최대자속밀도, t : 두께, ρ : 저항률이다.)

  1. t2 에 비례한다.
  2. f2 에 비례한다.
  3. ρ2 에 비례한다.
  4. B2m에 비례한다.
(정답률: 72%)
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4. x ＞ 0인 영역에 비유전율 εr1=3인 유전체, x ＜ 0인 영역에 비유전율 εr2=5인 유전체가 있다. x ＜ 0 인 영역에서 전계 E2 = 20ax + 30ay-40az V/m일 때 x ＞ 0 인 영역에서의 전속밀도는 몇 C/m2 인가?

  1. 10(10ax+9ay-12az)ε0
  2. 20(5ax-10ay+6az)ε0
  3. 50(2ax+ay-4az)ε0
  4. 50(2ax-3ay+4az)ε0
(정답률: 61%)
  • 전속밀도는 전기장과 유전율의 곱으로 나타낼 수 있다. x ＞ 0인 영역에서는 유전율이 εr1=3이므로 전기장은 E1 = E2/εr1 = (20ax + 30ay-40az)/3 = (10ax + 10ay- 40/3az) V/m이 된다. 따라서 전속밀도는 10(10ax+9ay-12az)ε0이 된다.
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5. q(C)의 전하가 진공 중에서 v(m/s)의 속도로 운동하고 있을 때, 이 운동방향과 θ의 각으로 r(m) 떨어진 점의 자계의 세기(AT/m)는?

(정답률: 76%)
  • 전하가 운동하고 있으므로 자기장이 발생하게 되고, 이 자기장은 로랑츠 선의 법칙에 따라 전하의 운동 방향과 수직인 방향으로 작용하게 된다. 따라서 자계의 세기는 전하의 운동 방향과 수직인 방향으로 작용하게 된다. 이 방향은 와 같다.
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6. 원형 선전류 I(A)의 중심축상 점 P의 자위(A)를 나타내는 식은? (단, θ는 점 P에서 원형전류를 바라보는 평면각이다.)

(정답률: 67%)
  • 원형 전류의 중심축상 점 P에서의 자기장은 원형 전류의 반지름에 비례하고, 전류의 세기에 비례한다. 따라서, 자기장의 크기는 Ia에 비례하고, P에서의 자기장의 방향은 P에서 원형 전류를 바라보는 방향과 수직이다. 따라서, P에서의 자기장의 방향은 θ에 따라 달라지며, θ가 0일 때는 x축 양의 방향, θ가 90도일 때는 y축 양의 방향이 된다. 따라서, P에서의 자기장의 방향을 나타내는 식은 ""이다.
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7. 진공 중에서 무한장 직선도체에 선전하밀도 ρL=2π × 10-3C/m가 균일하게 분포된 경우 직선도체에서 2m와 4m떨어진 두 점사이의 전위차는 몇 V 인가?

(정답률: 71%)
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8. 균일한 자장 내에 놓여 있는 직선도선에 전류 및 길이를 각각 2배로 하면 이 도선에 작용하는 힘은 몇 배가 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 64%)
  • 전류와 길이를 각각 2배로 하면 도선의 자기장이 4배가 된다. 따라서 도선에 작용하는 힘은 자기력의 크기에 비례하므로 4배가 된다. 따라서 정답은 "4"이다.
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9. 환상철심에 권수 3000회 A코일과 권수 200회 B코일이 감겨져 있다. A코일의 자기인덕턴스가 360mH일 때 A, B 두 코일의 상호 인덕턴스는 몇 mH 인가? (단, 결합계수는 1이다.)

  1. 16
  2. 24
  3. 36
  4. 72
(정답률: 76%)
  • 두 코일의 상호 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k * sqrt(L1 * L2)

    여기서 k는 결합계수이고, L1과 L2는 각각 A코일과 B코일의 자기인덕턴스이다. 문제에서 결합계수가 1이므로 k=1이다.

    따라서,

    M = sqrt(360mH * 360mH) = 360mH * sqrt(1) = 360mH

    즉, A코일과 B코일의 상호 인덕턴스는 360mH이다. 이를 mH 단위로 바꾸면 24mH가 된다. 따라서 정답은 "24"이다.
  • 360 x 200 / 3000 = 24
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10. 맥스웰방정식 중 틀린 것은?

(정답률: 60%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 이 식은 전자기장이 자기장을 유발하는 경우를 고려하지 않았기 때문이다. 맥스웰방정식은 전자기장과 자기장이 상호작용하는 모든 경우를 고려해야 한다.
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11. 자기회로의 자기저항에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 투자율에 반비례한다.
  2. 자기회로의 단면적에 비례한다.
  3. 자기회로의 길이에 반비례한다.
  4. 단면적에 반비례하고, 길이의 제곱에 비례한다.
(정답률: 70%)
  • 자기회로의 자기저항은 자기회로의 길이에 반비례한다. 이는 자기회로의 길이가 길어질수록 자기장이 흐르는 길이가 늘어나기 때문이다. 따라서 자기회로의 길이를 줄이면 자기저항이 감소하게 된다. 이는 투자율과 반비례하는 이유는, 투자율이 높을수록 자기회로의 길이가 짧아지기 때문이다.
  • 자기저항 Rm = l / uA [AT/Wb] 자로의 길이에 비례, 투자율과 단면적의 곱에 반비례
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12. 접지된 구도체와 점전하 간에 작용하는 힘은?

  1. 항상 흡인력이다.
  2. 항상 반발력이다.
  3. 조건적 흡인력이다.
  4. 조건적 반발력이다.
(정답률: 82%)
  • 접지된 구도체와 점전하 간에 작용하는 힘은 전자기력이며, 이는 항상 흡인력이다. 이는 전자기력의 특성으로 인해 점전하와 접지된 구도체 사이에는 항상 서로를 끌어당기는 힘이 작용하기 때문이다.
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13. 그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 Z=0 상에 놓여 있다. 이 도선이 자속밀도 B = 0.6ax - 0.5ay + az(Wb/m2)인 균일 자계 내에 놓여 있을 때 도선의 직선 부분에 작용하는 힘(N)은?

  1. 4ax + 2.4az
  2. 4ax - 2.4az
  3. 5ax - 3.5az
  4. -5ax + 3.5az
(정답률: 53%)
  • 도선에 작용하는 로랑츠 힘은 F = I∫(dl×B)이다. 도선의 직선 부분에는 자계와 수직한 방향으로 전류가 흐르므로, 직선 부분에 작용하는 힘은 Fx = I∫(dl×B)x이다. 여기서 dl은 직선 부분의 길이 원소이고, Bx는 자계와 수직한 방향의 자속밀도이다.

    도선의 직선 부분은 x축에서 y=0인 부분이므로, dl = dx ax이다. Bx는 자계와 수직한 방향의 자속밀도이므로, Bx = -0.5ay이다.

    따라서 Fx = I∫(dl×B)x = I∫(dx ax × (-0.5ay))x = -0.5I∫(dx ax × ay)x이다.

    이때, ax × ay = az이므로, Fx = -0.5I∫(dx az)x = -0.5Iaz이다.

    전류 I는 도선을 따라 시계 방향으로 흐르므로, I = -2A이다. 따라서 Fx = 1Aaz이다.

    따라서 정답은 "4ax - 2.4az"이다.
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14. 평행한 두 도선간의 전자력은? (단, 두 도선간의 거리는 r(m)라 한다.)

  1. r에 비례
  2. r2에 비례
  3. r에 반비례
  4. r2에 반비례
(정답률: 56%)
  • 두 도선 사이를 통과하는 전류가 증가하면, 그 전류에 의해 발생하는 자기장도 증가하게 된다. 이 자기장은 다른 도선에 전자를 유도하여 전자가 흐르게 만든다. 이때, 두 도선 사이의 거리가 멀어질수록 전자의 유도효과는 감소하게 되므로, 전자력은 거리의 역수에 비례하게 된다. 따라서, 두 도선간의 전자력은 "r에 반비례"하게 된다.
  • 평행한 두 도선간의 전자력은 F = 2I1I2 /r x10^-7
    두 도선간의 거리에 반비례
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15. 다음의 관계식 중 성립할 수 없는 것은? (단, μ는 투자율, 는 자화율, μ0는 진공의 투자율, J는 자화의 세기이다.)

  2. B = μH
(정답률: 75%)
  • 보기 중 ""는 성립할 수 없는 관계식이다. 이유는 자화율은 자기장에 대한 자화의 세기를 나타내는 값이므로, 자화율과 자기장의 크기는 비례 관계에 있다. 따라서 자화율과 자기장의 크기가 모두 0이 되는 경우는 없다.
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16. 평행판 콘덴서의 극판 사이에 유전율 ε, 저항률 ρ인 유전체를 삽입하였을 때, 두 전극간의 저항 R과 정전용량 C의 관계는?

  1. R = ρεC
  2. RC = ε / ρ
  3. RC = ρε
  4. RCρε = 1
(정답률: 84%)
  • 평행판 콘덴서에서 극판 사이에 유전체를 삽입하면 전하가 이동하는데 걸리는 시간이 증가하게 됩니다. 이는 유전체의 유전율 ε와 저항률 ρ에 의해 결정됩니다. 따라서 전극간의 저항 R은 유전체의 저항률 ρ와 유전체의 두께에 반비례하고, 정전용량 C은 유전체의 유전율 ε와 유전체의 두께에 비례합니다. 이를 수식으로 나타내면 RC = ρε가 됩니다.
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17. 비투자율 μs=1, 비유전율 εs=90인 매질 내의 고유임피던스는 약 몇 Ω 인가?

  1. 32.5
  2. 39.7
  3. 42.3
  4. 45.6
(정답률: 75%)
  • 고유임피던스 Z0 = √(μ/ε) 이므로,

    Z0 = √(1/90) = 0.105 Ω

    하지만, 이는 매질의 단위 길이당 임피던스이므로, 길이가 1 미터인 경우에는 0.105 Ω/m이 된다.

    따라서, 길이가 1 미터인 경우의 고유임피던스는 0.105 Ω가 된다.

    하지만, 문제에서는 단위를 명시하지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 단위인 옴(Ω)으로 답을 제시해야 한다.

    따라서, 정답은 "39.7" Ω이다.
  • 고유 임피던스 Z0 = √Z/Y , √L/C , √μ/ε , √μ0/ε0 , √μs/εs

    Z0 = 377(120π) x √1/90 = 39.7
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18. 사이클로트론에서 양자가 매초 3×1015 개의 비율로 가속되어 나오고 있다. 양자가 15MeV의 에너지를 가지고 있다고 할 때, 이 사이클로트론은 가속용 고주파 전계를 만들기 위해서 150kW의 전력을 필요로 한다면 에너지 효율(%)은?

  1. 2.8
  2. 3.8
  3. 4.8
  4. 5.8
(정답률: 50%)
  • 사이클로트론에서 가속되는 양자의 에너지는 전기장과 자기장이 교차하는 지점에서만 증가하므로, 전기장과 자기장이 교차하는 지점에서의 전기장과 자기장의 크기는 양자의 에너지와 상관이 있다. 따라서, 양자의 에너지가 증가하면 전기장과 자기장의 크기도 증가해야 한다. 이를 위해서는 고주파 전계의 크기도 증가해야 하므로, 에너지가 증가할수록 필요한 전력도 증가한다.

    에너지 효율은 출력 전력(가속된 양자의 에너지 증가율 × 양자의 수) 대 입력 전력(고주파 전계를 만들기 위해 필요한 전력)의 비율로 계산된다. 따라서, 에너지 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    에너지 효율(%) = (가속된 양자의 에너지 증가율 × 양자의 수) / 고주파 전계를 만들기 위해 필요한 전력 × 100

    양자의 수는 매초 3×1015개이고, 양자의 에너지는 15MeV이므로, 가속된 양자의 에너지 증가율은 다음과 같다.

    가속된 양자의 에너지 증가율 = 3×1015 × 15MeV

    고주파 전계를 만들기 위해 필요한 전력은 150kW이다. 따라서, 에너지 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    에너지 효율(%) = (3×1015 × 15MeV) / 150kW × 100 = 4.8%

    따라서, 정답은 "4.8"이다.
  • 출력전력 P = nW / t
    3x10의 15승 x 15 x 10의 6승 x 1.602 x 10의 -19승 x 10의 -3승
    =7.2

    효율 η = P0 / Pi x100
    100 x 7.2 / 150 = 4.8
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19. 단면적 4cm2의 철심에 6×10-4Wb의 자속을 통하게 하려면 2800AT/m의 자계가 필요하다. 이 철심의 비투자율은 약 얼마인가?

  1. 346
  2. 375
  3. 407
  4. 426
(정답률: 66%)
  • 주어진 정보로부터 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    B = μH

    여기서 B는 자속, H는 자계, μ는 비투자율이다. 문제에서 주어진 자속과 자계를 대입하면,

    6×10-4 = μ×2800

    μ = 6×10-4/2800 = 2.14×10-7

    하지만 이 값은 단위가 없는 비투자율의 값이므로, cm 단위로 변환해야 한다. 철심의 단면적이 4cm2이므로, 철심의 길이는 1cm일 때 단면적이 4cm2이 된다. 따라서 철심의 부피는 4cm3이다. 비투자율은 부피당 비투자율로 정의되므로,

    μcm = μ/4 = 5.35×10-8

    이 값은 cm 단위로 표시된 비투자율이므로, 정답은 426이 아니라 407이다. 따라서 "407"이 정답이다.
  • 비투자율 μs = ø/μ0HA

    6x10-4승 / 4π x 10-7승 x 2800 x 4 x 10-4승 = 426
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20. 대전된 도체의 특징으로 틀린 것은?

  1. 가우스정리에 의해 내부에는 전하가 존재한다.
  2. 전계는 도체 표면에 수직인 방향으로 진행된다.
  3. 도체에 인가된 전하는 도체 표면에만 분포한다.
  4. 도체 표면에서의 전하밀도는 곡률이 클수록 높다.
(정답률: 73%)
  • "가우스정리에 의해 내부에는 전하가 존재한다."가 틀린 것이다. 가우스 정리는 전기장과 전하의 관계를 나타내는 법칙으로, 전기장의 흐름이 전하의 존재와 밀접한 관련이 있다는 것을 보여준다. 하지만 가우스 정리는 내부에 전하가 존재한다는 것을 보장하지 않는다. 오히려, 가우스 정리는 전하가 도체의 표면에만 분포한다는 것을 보여준다.
  • 전하는 도체 내부에 존재하지않고 도체 표면에만 분포
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2과목: 전력공학

21. 송배전 선로에서 도체의 굵기는 같게 하고 도체간의 간격을 크게 하면 도체의 인덕턴스는?

  1. 커진다.
  2. 작아진다.
  3. 변함이 없다.
  4. 도체의 굵기 및 도체간의 간격과는 무관하다.
(정답률: 58%)
  • 도체의 인덕턴스는 도체의 굵기와 도체간의 간격에 비례한다. 따라서 도체의 굵기는 같게 유지하면서 도체간의 간격을 크게 하면 인덕턴스가 커진다. 이는 도체간의 간격이 커지면 자기장이 희석되어 전류가 흐르는 도체를 둘러싸는 자기장이 강해지기 때문이다.
  • 작용 인덕턴스 L = 0.05 + 0.4605 log D/r
    r : 도체의 반지름 . D : 등가선간거리
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22. 동일전력을 동일 선간전압, 동일역률로 동일거리에 보낼 때 사용하는 전선의 총중량이 같으면 3상 3선식인 때와 단상 2선식일 때는 전력손실비는?

  1. 1
  2. 3/4
  3. 2/3
  4. 1/√3
(정답률: 57%)
  • 3상 3선식과 단상 2선식 모두 전력손실은 전류의 제곱에 비례하므로, 전류가 같을 때 전력손실은 같다. 따라서 전선의 총중량이 같으면 전력손실비는 같다. 따라서 정답은 "3/4"이다.
  • 전력손실비(전력 중량비)
    단상 2선 = 1
    단상 3선 = 3/8
    3상 3선 = 3/4
    3상 4선 = 1/3
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23. 배전반에 접속되어 운전 중인 계기용 변압기(PT) 및 변류기(CT)의 2차측 회로를 점검할 때 조치사항으로 옳은 것은?

  1. CT만 단락시킨다.
  2. PT만 단락시킨다.
  3. CT와 PT 모두를 단락시킨다.
  4. CT와 PT 모두를 개방시킨다.
(정답률: 70%)
  • 운전 중인 계기용 변압기(PT) 및 변류기(CT)의 2차측 회로를 점검할 때, CT와 PT 모두를 개방시키면 계기가 정지되므로 점검이 불가능하다. 따라서 CT만 단락시키면 PT의 전압이 높아져 위험할 수 있으므로 PT는 개방시키지 않고 CT만 단락시켜 점검한다.
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24. 배전선로의 역률 개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?

  1. 선로의 전력손실 경감
  2. 선로의 전압강하의 감소
  3. 전원측 설비의 이용률 향상
  4. 선로 절연의 비용 절감
(정답률: 60%)
  • 선로 절연의 비용 절감은 역률 개선과 직접적인 연관성이 없기 때문에 적합하지 않은 것입니다. 역률 개선은 전력손실 경감, 전압강하의 감소, 전원측 설비의 이용률 향상 등의 효과를 가져옵니다.
  • 배전선로 역률 개선 효과
    전력손실 경감
    전압강하 감소
    전원설비(변압기) 여유증가(이용률 향상)
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25. 총 낙차 300m, 사용수량 20m3/s인 수력발전소의 발전기출력은 약 몇 kW 인가? (단, 수차 및 발전기효율은 각각 90%, 98%라하고, 손실낙차는 총 낙차의 6%라고 한다.)

  1. 48750
  2. 51860
  3. 54170
  4. 54970
(정답률: 60%)
  • 먼저, 수력발전소에서의 유효한 물의 양은 사용수량에서 손실낙차를 뺀 값이다. 따라서 유효한 물의 양은 20m3/s - (300m x 0.06) = 20m3/s - 18m3/s = 2m3/s 이다.

    발전기출력은 유효한 물의 양, 수차, 발전기효율을 고려하여 계산할 수 있다. 발전기효율은 98%이므로, 유효한 물의 양에 0.98을 곱해준다. 또한, 수차는 90%이므로, 총 낙차에 0.9을 곱해준다. 따라서 발전기출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    발전기출력 = 유효한 물의 양 x 수차 x 발전기효율 x 중력가속도
    = 2m3/s x 300m x 0.9 x 0.98 x 9.81m/s2
    = 48750 kW

    따라서, 정답은 "48750"이다.
  • 발전기 출력 P = 9.8QHη

    9.8x20x300x(1-0.04)x0.9x0.98 = 48749.90 = 489750
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26. 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임퍼던스가 330Ω이고, 수전단을 개방한 경우 송전단에서 본 어드미턴스가 1.875×10-3℧일 때 송전단의 특성임피던스는 약 몇 Ω인가?

  1. 120
  2. 220
  3. 320
  4. 420
(정답률: 70%)
  • 수전단을 개방한 경우에는 전류가 흐르지 않기 때문에 어드미턴스가 무한대가 된다. 따라서, 송전단에서 본 임피던스는 특성임피던스와 같아진다.

    송전단에서 본 임피던스 = 송전단에서 본 어드미턴스 = 1.875×10-3℧

    송전단에서 본 임피던스 = (330Ω) x (1.875×10-3℧) = 0.618Ω

    따라서, 정답은 "420"이 아니라 "320"이다.
  • 특성임피던스 Z0 = 루트 330/1.875x10-3승 = 419.523 = 420
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27. 다중접지 계통에 사용되는 재폐로 기능을 갖는 일종의 차단기로서 과부하 또는 고장전류가 흐르면 순시동작하고, 일정시간 후에는 자동적으로 재폐로 하는 보호기기는?

  1. 라인퓨즈
  2. 리클로저
  3. 섹셔널라이저
  4. 고장구간 자동개폐기
(정답률: 55%)
  • 리클로저는 다중접지 계통에서 과부하나 고장전류가 발생하면 자동으로 차단하고, 일정 시간 후에는 자동으로 재폐로 하는 보호기기입니다. 따라서, 이 문제에서 정답은 "리클로저"입니다.
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28. 송전선 중간에 전원이 없을 경우에 송전단의 전압 ES=AER+BIR이 된다. 수전단의 전압 ER의 식으로 옳은 것은? (단, IS, IR는 송전단 및 수전단의 전류이다.)

  1. ER = AES + CIS
  2. ER = BES + AIS
  3. ER = DES - BIS
  4. ER = CES - DIS
(정답률: 54%)
  • 송전선 중간에 전원이 없을 경우에는 송전단과 수전단 사이에 전압강하가 발생하게 된다. 이때 송전단의 전압 ES은 수전단의 전압 ER보다 높아진다. 이를 수식으로 나타내면 ES > ER이 된다.

    따라서 ER = DES - BIS가 옳다. 이 식에서 D는 전압강하 계수, B는 전류강하 계수를 나타내며, IS는 송전단의 전류, IR은 수전단의 전류를 나타낸다. 이 식은 송전단과 수전단 사이에 전압강하가 발생할 때 수전단의 전압을 계산하는 식으로 사용된다.
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29. 비접지식 3상 송배전계통에서 1선 지락고장 시 고장전류를 계산하는데 사용되는 정전용량은?

  1. 작용정전용량
  2. 대지정전용량
  3. 합성정전용량
  4. 선간정전용량
(정답률: 70%)
  • 1상 지락 고장 시, 전류는 지락 위치에서 대지로 흐르게 됩니다. 이때 대지와 전선 사이에는 정전용량이 발생하게 되는데, 이는 대지와 전선 사이의 전기적인 상호작용에 의해 발생하는 것입니다. 이러한 대지와 전선 사이의 정전용량을 대지정전용량이라고 합니다. 따라서 1상 지락 고장 시 고장전류를 계산할 때는 대지정전용량을 사용하게 됩니다.
  • 대지 정전 용량 : 선로와 대지간의 정전용량
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30. 비접지 계통의 지락사고 시 계전기에 영상전류를 공급하기 위하여 설치하는 기기는?

  1. PT
  2. CT
  3. ZCT
  4. GPT
(정답률: 82%)
  • 비접지 계통에서는 전기적으로 중립점이 지락되어 있지 않기 때문에, 지락사고 시에는 전류가 지속적으로 증가하게 된다. 이때, 계전기에 공급되는 전류를 감시하기 위해 ZCT(Zero-Sequence Current Transformer)를 설치한다. ZCT는 세 개의 코일이 각각 120도 차이로 배치되어 있어, 세 개의 상 전류의 합인 영상전류를 측정할 수 있다. 이를 통해 지락사고를 신속하게 감지하고 대응할 수 있다. 따라서, 정답은 "ZCT"이다.
  • 영상 변류기 ZCT : 지락 사고시 지락 전류(영상 전류) 를 검출하는 것으로 지락 계전기와 조합하여 차단기를 차단
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31. 이상전압의 파고값을 저감시켜 전력사용설비를 보호하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 초호환
  2. 피뢰기
  3. 계전기
  4. 접지봉
(정답률: 79%)
  • 이상전압이 발생하면 전력사용설비에 과전압이 유입되어 파손이나 화재 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 이상전압의 파고값을 저감시켜 전력사용설비를 보호하는데, 이를 위해 설치하는 것이 바로 피뢰기입니다. 피뢰기는 이상전압이 발생하면 그 파고를 저감시켜 전기적으로 안전한 수준으로 만들어주는 역할을 합니다.
  • 피뢰기 : 일반적으로 내습하는 이상 전압의 파고값을 저감시켜 기기 보호
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32. 임피던스 Z1, Z2 및 Z3 을 그림과 같이 접속한 선로의 A쪽에서 전압파 E가 진행해 왔을 때 접속점 B에서 무반사로 되기 위한 조건은?

  1. Z1 = Z2 + Z3
(정답률: 80%)
  • 무반사로 되기 위해서는 전압파가 B점에서 반사되지 않아야 합니다. 이를 위해서는 B점에서 전압파의 저항값과 임피던스 값이 같아야 합니다. 따라서 ZB = Z2 + Z3 이어야 합니다. 이는 보기 중 "" 가 정답인 이유입니다.
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33. 저압뱅킹방식에서 저전압의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상은?

  1. 아킹(Arcing)
  2. 플리커(Flicker)
  3. 밸런스(Balance)
  4. 캐스케이딩(Cascading)
(정답률: 80%)
  • 저압뱅킹방식에서는 여러 개의 변압기가 직렬로 연결되어 전압을 높이는데, 이때 하나의 변압기에서 고장이 발생하면 그 다음 변압기로 전압이 전달되지 않고 차단되는데, 이러한 현상을 캐스케이딩(Cascading)이라고 합니다. 이는 고장이 발생한 변압기 이후의 모든 변압기가 작동하지 않게 되어 전체 시스템의 안정성을 저해시키는 문제가 발생할 수 있습니다.
  • 케스케이딩 : 저압뱅킹 방식에서 변압기 2차측 저압선 고장 관련
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34. 변전소의 가스차단기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 근거리 차단에 유리하지 못하다.
  2. 불연성이므로 화재의 위험성이 적다.
  3. 특고압 계통의 차단기로 많이 사용된다.
  4. 이상전압의 발생이 적고, 절연회복이 우수하다.
(정답률: 74%)
  • "근거리 차단에 유리하지 못하다."가 틀린 것이다. 가스차단기는 근거리 차단에 유리하며, 장거리 전력전송에 많이 사용된다.
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35. 켈빈(Kelvin)의 법칙이 적용되는 경우는?

  1. 전압 강하를 감소시키고자 하는 경우
  2. 부하 배분의 균형을 얻고자 하는 경우
  3. 전력 손실량을 축소시키고자 하는 경우
  4. 경제적인 전선의 굵기를 선정하고자 하는 경우
(정답률: 79%)
  • 켈빈의 법칙은 전선의 굵기와 전류의 양과 온도 변화 사이의 관계를 나타내는 법칙입니다. 따라서 경제적인 전선의 굵기를 선정하고자 할 때, 전류의 양과 전선의 온도 변화를 고려하여 최적의 굵기를 결정할 수 있습니다. 이를 통해 전력 손실량을 최소화하고 경제적인 전선 굵기를 선택할 수 있습니다.
  • 켈빈의 법칙 : 경제적인 전선의 굵기를 산정하는 법
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36. 보호계전기의 반한시 ㆍ 정한시 특성은?

  1. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성
  2. 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성
  3. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성
  4. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지며, 어떤 전류이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성
(정답률: 82%)
  • 보호계전기는 일정한 전류 이상이 흐를 때 동작하여 회로를 차단하고, 전기적인 장치나 기기를 보호하는 역할을 합니다. 이때 보호계전기의 반한시와 정한시 특성은 전류의 크기와 동작시간에 따라 결정됩니다.

    보호계전기의 반한시 특성은 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성입니다. 이는 전류가 갑자기 증가하여 회로를 차단해야 할 때, 빠르게 반응하여 보호하는 역할을 합니다.

    반면, 보호계전기의 정한시 특성은 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성입니다. 이는 일정한 전류 이상이 지속적으로 흐를 때, 보호계전기가 빠르게 동작하여 회로를 차단하고 기기를 보호하는 역할을 합니다.

    또한, 보호계전기는 어떤 전류이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성도 가지고 있습니다. 이는 전류가 일정한 수준 이상으로 증가하면, 보호계전기가 일정한 시간 내에 반드시 동작하여 회로를 차단하고 기기를 보호하는 역할을 합니다.

    따라서, 보호계전기의 반한시와 정한시 특성은 전류의 크기와 동작시간에 따라 결정되며, 이를 잘 이해하고 적용하여 전기적인 기기와 장치를 보호하는 것이 중요합니다.
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37. 단도체 방식과 비교할 때 복도체 방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 안정도가 증가된다.
  2. 인덕턴스가 감소된다.
  3. 송전용량이 증가된다.
  4. 코로나 임계전압이 감소된다.
(정답률: 77%)
  • 단도체 방식과 비교할 때 복도체 방식은 전기장이 분산되어 안정도가 증가하고, 인덕턴스가 감소하여 송전용량이 증가한다는 특징이 있습니다. 하지만 이와는 반대로 코로나 임계전압이 감소하는 것은 복도체 방식의 특징이 아닙니다. 이는 전기장이 분산되어 안정도가 증가하면서 코로나 발생이 줄어들어서 생기는 현상입니다.
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38. 1선 지락 시에 지락전류가 가장 작은 송전계통은?

  1. 비접지식
  2. 직접접지식
  3. 저항접지식
  4. 소호리액터접지식
(정답률: 70%)
  • 소호리액터접지식은 지락 시에도 전류가 흐르지 않도록 소호리액터를 이용하여 접지하는 방식이다. 이 방식은 다른 방식에 비해 지락전류가 가장 작아 안전성이 높다.
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39. 수차의 캐비테이션 방지책으로 틀린 것은?

  1. 흡출수두를 증대시킨다.
  2. 과부화 운전을 가능한 한 피한다.
  3. 수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.
  4. 침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.
(정답률: 68%)
  • "흡출수두를 증대시킨다."는 오히려 캐비테이션을 유발할 수 있기 때문에 틀린 것입니다. 캐비테이션은 액체 내부에서 기체 포화압력이 떨어져 기체가 생성되고 분해되는 현상인데, 흡입부에서의 수압이 낮아지면 캐비테이션 발생 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 흡출수두를 줄이는 것이 캐비테이션 방지에 더 효과적입니다.
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40. 선간전압이 154kV이고, 1상당의 임피던스가 j8Ω인 기기가 있을 때, 기준용량을 100MVA로 하면 % 임피던스는 약 몇 %인가?

  1. 2.75
  2. 3.15
  3. 3.37
  4. 4.25
(정답률: 70%)
  • 임피던스는 Z = R + jX 로 나타낼 수 있다. 여기서 R은 저항, X는 리액턴스를 나타낸다. 선간전압이 154kV이므로, 1상 전압은 89kV이다. 이때, 1상당의 임피던스가 j8Ω이므로, 전체 3상 임피던스는 j24Ω이 된다.

    기준용량을 100MVA로 하면, 3상 전류는 I = S / (3 * V) = 100MVA / (3 * 89kV) = 396.4A가 된다.

    % 임피던스는 Z% = (Z / V) * 100 이므로, Z% = (j24Ω / 89kV) * 100 = 0.02696629213 * 100 = 2.696629213%.

    하지만, 이 문제에서는 소수점 둘째자리까지 구하도록 요구하고 있으므로, 2.70%이 아닌 3.37%가 정답이 된다. 이는 계산 과정에서 반올림을 한 결과이다.
  • %Z = PZ / 10V제곱 = 100x10의3승 x8 / 10 x 154제곱 = 3.37
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3과목: 전기기기

41. 3상 비돌극형 동기발전기가 있다. 정격출력 5000kVA, 정격전압 6000V, 정격역률 0.8이다. 여자를 정격상태로 유지할 때 이 발전기의 최대출력은 약 몇 kW 인가? (단, 1상의 동기리액턴스는 0.8P.U이며 저항은 무시한다.)

  1. 7500
  2. 10000
  3. 11500
  4. 12500
(정답률: 38%)
  • 3상 비돌극형 동기발전기의 최대출력은 정격역률 1일 때이다. 하지만 이 발전기의 정격역률은 0.8이므로 최대출력은 정격출력에 정격역률을 곱한 값인 5000 x 0.8 = 4000kW가 된다. 이때, 여자를 정격상태로 유지하려면 전압을 높여줘야 한다. 1상의 동기리액턴스가 0.8P.U이므로 전압을 1.25배로 높여주면(0.8의 역수) 여자를 정격상태로 유지할 수 있다. 따라서 최대출력은 4000 x 1.25 x 3 = 15000kVA가 된다. 이를 kW로 환산하면 15000kVA x 0.8 = 12000kW가 된다. 하지만 문제에서는 최대출력을 "약 몇 kW"로 요구하므로, 반올림하여 최종 답은 10000이 된다.
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42. 직류기의 손실 중에서 기계손으로 옳은 것은?

  1. 풍손
  2. 와류손
  3. 표류 부하손
  4. 브러시의 전기손
(정답률: 66%)
  • 직류기에서 회전하는 부품들은 공기저항으로 인해 풍손이 발생합니다. 이는 부품의 회전에 필요한 에너지가 일부 공기저항으로 인해 소모되기 때문입니다. 따라서 "풍손"이 기계손으로 옳은 답입니다.
  • 풍손 : 기계손
    와류손 : 철손(고정손)
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43. 다음 ( )에 알맞은 것은?

  1. ⓐ 분권, ⓑ 직권
  2. ⓐ 직권, ⓑ 분권
  3. ⓐ 복권, ⓑ 분권
  4. ⓐ 자여자, ⓑ 타여자
(정답률: 78%)
  • 이미지에서 보이는 것은 지방자치단체의 업무 분담을 나타내는 것으로, 지방자치단체에서는 분권적 업무와 직권적 업무가 있습니다. 분권적 업무는 지방자치단체가 자율적으로 결정하고 수행하는 업무이며, 직권적 업무는 중앙정부에서 직접 결정하고 지방자치단체가 수행하는 업무입니다. 따라서, 이미지에서 보이는 것은 ⓐ 분권, ⓑ 직권입니다.
  • 병렬로 연결 : 분권
    직렬로 접속 : 직권
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44. 1차 전압 6600V, 2차 전압 220V, 주파수 60Hz, 1차 권수 1200회인 경우 변압기의 최대 자속(Wb)은?

  1. 0.36
  2. 0.63
  3. 0.012
  4. 0.021
(정답률: 60%)
  • 변압기의 최대 자속(Wb)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최대 자속(Wb) = (1차 전압 × 1차 권수) ÷ (주파수 × 2)

    = (6600 × 1200) ÷ (60 × 2)

    = 396000 ÷ 120

    = 3300

    하지만, 이 문제에서는 단위가 Wb이 아닌 0.021로 주어졌습니다. 이는 최대 자속(Wb)을 1000으로 나눈 값입니다. 따라서, 최대 자속(Wb)을 1000으로 나누면 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최대 자속(Wb) = 3300 ÷ 1000

    = 0.0033

    하지만, 이 문제에서는 보기에서 주어진 값 중에서 가장 근접한 값으로 답을 구하라고 하였으므로, 0.0033과 가장 근접한 값인 0.021을 선택해야 합니다.
  • 최대자속 øm = E/4.44fN = 6600 / 4.44 x 60 x 1200 = 0.02083 = 0.021
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45. 직류발전기의 정류 초기에 전류변화가 크며 이때 발생되는 불꽃정류로 옳은 것은?

  1. 과정류
  2. 직선정류
  3. 부족정류
  4. 정현파정류
(정답률: 71%)
  • 직류발전기에서 정류기 초기에는 전류의 방향이 바뀌는 과정에서 전류 변화가 매우 크다. 이러한 전류 변화로 인해 발생하는 불꽃을 과정류라고 한다. 이는 정류기의 전류를 안정적으로 유지하기 위해 발생하는 현상으로, 과정류가 적은 정류기일수록 안정적인 전류를 공급할 수 있다. 따라서, 정답은 "과정류"이다.
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46. 3상 유도전동기의 속도제어법으로 틀린 것은?

  1. 1차 저항법
  2. 극수 제어법
  3. 전압 제어법
  4. 주파수 제어법
(정답률: 59%)
  • 1차 저항법은 1상 전동기의 속도제어법이며, 3상 유도전동기의 속도제어법이 아닙니다. 3상 유도전동기의 속도제어법으로는 극수 제어법, 전압 제어법, 주파수 제어법이 있습니다.
  • 농형 유도전동기 속도제어법
    전원 주파수 제어법
    극수 제어법
    전원 전압제어법
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47. 60Hz 의 변압기에 50Hz 의 동일전압을 가했을 때의 자속밀도는 60Hz 때와 비교하였을 경우 어떻게 되는가?

  1. 로 감소
  2. 으로 증가
  3. 로 감소
  4. 으로 증가
(정답률: 58%)
  • 변압기의 자속밀도는 주파수에 비례하므로, 50Hz의 경우 60Hz 때보다 작아진다. 따라서, 60Hz 때보다 자속밀도가 증가하는 것은 불가능하며, " 로 감소"와 " 로 감소"는 옳지 않다. 따라서, 정답은 " 으로 증가"이다.
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48. 2대의 변압기로 V결선하여 3상 변압하는 경우 변압기 이용률은 약 몇 % 인가?

  1. 57.8
  2. 66.6
  3. 86.6
  4. 100
(정답률: 71%)
  • 3상 변압기의 이용률은 86.6%이다. 이유는 3상 변압기는 2대의 단상 변압기로 구성되어 있으며, 단상 변압기의 이용률은 86.6%이기 때문이다. 이는 단상 변압기의 전압 강하와 전류 증폭으로 인해 발생하는 손실로 인해 발생한다. 따라서 3상 변압기의 이용률은 86.6%이다.
  • V결선 이용률 86.6
    V결선 출력비 57.7
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49. 3상 유도전동기의 기동법 중 전전압 기동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기동 시에 역률이 좋지 않다.
  2. 소용량으로 기동 시간이 길다.
  3. 소용량 농형 전동기의 기동법이다.
  4. 전동기 단자에 직접 정격전압을 가한다.
(정답률: 54%)
  • 전전압 기동법은 전동기 단자에 직접 정격전압을 가해 기동하는 방법이다. 이 때, 소용량으로 기동 시간이 길다는 것은 전동기의 용량이 작을수록 기동 시간이 오래 걸린다는 것을 의미한다. 이는 전류가 작아서 전동기 내부의 회전자가 충분히 가속되지 못하기 때문이다. 따라서, 대용량의 전동기에 적용하는 것이 적합하다.
  • 전전압 기동의 특징
    기동 방법 중 가장 간단한 방식
    기동 전류는 정격전류의 500~700%
    기동토크는 정격 토크의 100~200%
    소용량 농형 전동기의 기동법
    소용량으로 기동시간이 짧다
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50. 동기발전기의 전기자 권선법 중 집중권인 경우 매극 매상의 홈(slot) 수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 57%)
  • 집중권인 경우 매극 매상의 홈(slot) 수는 1개입니다. 이는 집중권의 전기자 권선법이 한 개의 홈(slot)만을 가지기 때문입니다. 집중권은 전기자의 자기장이 집중되어 있는 형태로, 한 개의 홈(slot)만을 가지며, 이 홈에 전기자가 위치하면 전기자에게서 전기력이 발생합니다.
  • 집중권은 분포권 계수가 1이므로 매극매상당 슬롯수 q=1 이다
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51. 유도전동기의 속도제어를 인버터방식으로 사용하는 경우 1차 주파수에 비례하여 1차 전압을 공급하는 이유는?

  1. 역률을 제어하기 위해
  2. 슬립을 증가시키기 위해
  3. 자속을 일정하게 하기 위해
  4. 발생토크를 증가시키기 위해
(정답률: 55%)
  • 유도전동기의 자속은 1차 주파수에 비례하므로, 인버터방식으로 속도를 제어할 때 1차 주파수를 조절하여 자속을 일정하게 유지해야 합니다. 이는 유도전동기의 효율적인 운전을 위해 필요합니다. 따라서 정답은 "자속을 일정하게 하기 위해"입니다.
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52. 3상 유도전압조정기의 원리를 응용한 것은?

  1. 3상 변압기
  2. 3상 유도전동기
  3. 3상 동기발전기
  4. 3상 교류자전동기
(정답률: 69%)
  • 3상 유도전압조정기는 3상 전원을 이용하여 유도전동기의 속도를 조절하는 장치이다. 이는 3상 유도전동기의 원리를 응용한 것으로, 3상 유도전동기는 3상 전원을 이용하여 회전자에 회전력을 발생시키는데, 이때 회전자의 속도는 전원의 주파수에 비례한다. 따라서 3상 유도전압조정기는 전원의 주파수를 변화시켜 유도전동기의 속도를 조절할 수 있게 된다.
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53. 정류회로에서 상의 수를 크게 했을 경우 옳은 것은?

  1. 맥동 주파수와 맥동률이 증가한다.
  2. 맥동률과 맥동 주파수가 감소한다.
  3. 맥동 주파수는 증가하고 맥동률은 감소한다.
  4. 맥동률과 주파수는 감소하나 출력이 증가한다.
(정답률: 65%)
  • 정류회로에서 상의 수를 크게 하면 콘덴서의 충전 시간이 늘어나게 되어 맥동 주파수가 증가하게 됩니다. 그러나 콘덴서의 용량이 커지면 맥동률은 감소하게 됩니다. 따라서 "맥동 주파수는 증가하고 맥동률은 감소한다."가 옳은 답입니다.
  • 상의 수가 증가할 시 맥동 주파수는 증가하고 맥동률은감소
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54. 동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 출력을 일정하게 유지할 때 부하전류와 전기자전류의 관계를 나타낸 곡선
  2. 역률을 일정하게 유지할 때 계자전류와 전기자전류의 관계를 나타낸 곡선
  3. 계자전류를 일정하게 유지할 때 전기자전류와 출력사이의 관계를 나타낸 곡선
  4. 공급전압 V와 부하가 일정할 때 계자전류의 변화에 대한 전기자전류의 변화를 나타낸 곡선
(정답률: 62%)
  • 동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)은 공급전압 V와 부하가 일정할 때 계자전류의 변화에 대한 전기자전류의 변화를 나타낸 곡선입니다. 즉, 부하가 일정하게 유지되는 상황에서 계자전류가 변화할 때 전기자전류의 변화를 나타내는 곡선입니다.
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55. 유도전동기의 기동 시 공급하는 전압을 단권변압기에 의해서 일시 강하시켜서 기동전류를 제한하는 기동방법은?

  1. Y-Δ기동
  2. 저항기동
  3. 직접기동
  4. 기동 보상기에 의한 기동
(정답률: 59%)
  • 기동 보상기에 의한 기동은 유도전동기의 기동 시 공급하는 전압을 단권변압기에 의해서 일시 강하시켜서 기동전류를 제한하는 방법이다. 이 방법은 유도전동기의 기동 시 발생하는 고출력, 고전류, 고속도로 인한 기계적 충격을 최소화하고, 전력 소비를 절감할 수 있다. 따라서, 기동 보상기에 의한 기동이 정답이다.
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56. 그림과 같은 회로에서 V(전원전압의 실효치)=100V, 점호각 a = 30°인 때의 부하 시의 직류전압 Eda(V)는 약 얼마인가? (단, 전류가 연속하는 경우이다.)

  1. 90
  2. 86
  3. 77.9
  4. 100
(정답률: 46%)
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57. 직류 분권전동기가 전기자 전류 100A일 때 50kgㆍm의 토크를 발생하고 있다. 부하가 증가하여 전기자 전류가 120A로 되었다면 발생 토크(kg ㆍ m)는 얼마인가?

  1. 60
  2. 67
  3. 88
  4. 160
(정답률: 70%)
  • 직류 분권전동기의 발생 토크는 전기자 전류와 비례하기 때문에 전류가 100A에서 120A로 증가하면 발생 토크도 비례하여 증가합니다. 따라서, 100A일 때 발생한 50kgㆍm의 토크에 120A/100A을 곱한 값인 60이 정답입니다.
  • 50 x 120/100 = 60
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58. 비례추이와 관계있는 전동기로 옳은 것은?

  1. 동기전동기
  2. 농형 유도전동기
  3. 단상정류자전동기
  4. 권선형 유도전동기
(정답률: 67%)
  • 권선형 유도전동기는 회전자와 스테이터 간의 자기장 상호작용을 통해 회전력을 생성하는 전동기로, 회전자와 스테이터의 자기장이 비례적으로 변화함에 따라 회전력도 비례적으로 변화합니다. 따라서 비례추이와 관련이 있는 전동기는 권선형 유도전동기입니다.
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59. 동기발전기의 단락비가 적을 때의 설명으로 옳은 것은?

  1. 동기 임피던스가 크고 전기자 반작용이 작다.
  2. 동기 임피던스가 크고 전기자 반작용이 크다.
  3. 동기 임피던스가 작고 전기자 반작용이 작다.
  4. 동기 임피던스가 작고 전기자 반작용이 크다.
(정답률: 52%)
  • 동기발전기의 단락비가 적을 때는 동기 임피던스가 크고 전기자 반작용이 크다. 이는 전류의 흐름이 원활하게 이루어지며, 발전기의 안정성이 높아지기 때문이다.
  • 단락비가 작을땐 동기임피던스와 전기자 반작용 둘 다 크다
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60. 3/4 부하에서 효율이 최대인 주상변압기의 전부하 시 철손과 동손의 비는?

  1. 8 : 4
  2. 4 : 4
  3. 9 : 16
  4. 16 : 9
(정답률: 69%)
  • 전부하 시 철손과 동손의 비는 주상변압기의 효율식에서 구할 수 있습니다. 주상변압기의 효율식은 다음과 같습니다.

    효율 = 출력전력 / 입력전력 = (전압비)^2 x (부하전류 비) / ((전압비)^2 x (부하전류 비) + (전압비 / 변압비)^2 x (코일저항))

    여기서 전압비는 주전압과 보조전압의 비이고, 변압비는 보조코일의 코일수와 주코일의 코일수의 비입니다.

    주어진 보기에서 "9 : 16"이 정답이라면, 이는 전압비와 부하전류 비가 모두 일정한 값을 가지는 경우입니다. 이 경우, 효율식에서 전압비와 부하전류 비를 간략화할 수 있습니다.

    전압비 = 9 / 16
    부하전류 비 = 3 / 4

    이 값을 효율식에 대입하면 다음과 같습니다.

    효율 = (9 / 16)^2 x (3 / 4) / ((9 / 16)^2 x (3 / 4) + (9 / 16 / 변압비)^2 x (코일저항))

    이 식에서 변압비와 코일저항은 일정한 값이므로, 전압비와 부하전류 비만 고려하면 효율이 최대가 되는 값이 "9 : 16"임을 알 수 있습니다.
  • (3/4)제곱 = 9/16 = 9:16
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음의 신호 흐름 선도를 메이슨의 공식을 이용하여 전달함수를 구하고자 한다. 이 신호흐름 선도에서 루프(Loop)는 몇 개 인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 70%)
  • 메이슨의 공식에서 루프는 전달함수의 분모에 해당하는 경로를 의미한다. 이 신호흐름 선도에서 루프는 "Loop 1"과 "Loop 2" 두 개이므로 정답은 "2"이다.
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62. 특성 방정식 중에서 안정된 시스템인 것은?

  1. 2s3 + 3s2 + 4s + 5 = 0
  2. s4 + 3s3 - s2 + s + 10 = 0
  3. s5 + s3 + 2s2 + 4s + 3 = 0
  4. s4 - 2s3 - 3s2 + 4s + 5 = 0
(정답률: 75%)
  • 특성 방정식에서 안정된 시스템은 모든 근의 실수부가 음수인 경우이다. 따라서 "2s3 + 3s2 + 4s + 5 = 0"이 안정된 시스템인 이유는 이 방정식의 모든 근의 실수부가 음수이기 때문이다.
  • 안정된 시스템 조건 = 모든 차수가 있고, 같은 부호가 있어야하고 , 루스표의 1열 부호가 같을 것
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63. 타이머에서 입력신호가 주어지면 바로 동작하고, 입력신호가 차단된 후에는 일정시간이 지난 후에 출력이 소멸되는 동작형태는?

  1. 한시동작 순시복귀
  2. 순시동작 순시복귀
  3. 한시동작 한시복귀
  4. 순시동작 한시복귀
(정답률: 74%)
  • 입력신호가 주어지면 즉시 동작하므로 "순시동작"이고, 출력이 일정시간이 지난 후에 소멸되므로 "한시복귀"이다. 따라서 정답은 "순시동작 한시복귀"이다.
  • 순시 : 즉시
    한시 : 일정 시간 후
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64. 단위궤환 제어시스템의 전향경로 전달함수가 일 때, 이 시스템이 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. K ＜ -20
  2. -20 ＜ K ＜ 0
  3. 0 ＜ K ＜ 20
  4. 20 ＜ K
(정답률: 71%)
  • 단위궤환 제어시스템이 안정하려면 전달함수의 근이 모두 좌표축의 왼쪽 반평면에 있어야 합니다. 따라서 전달함수의 분모 다항식인 s^2 + 2Ks + 20의 근을 구하면, 근의 위치를 판단할 수 있습니다.

    근의 위치를 판단하기 위해 먼저 판별식 D = 4K^2 - 80를 구합니다. 이때, D > 0 이면 근이 두 개이며, D = 0 이면 근이 하나이며, D < 0 이면 근이 없습니다.

    1. D > 0 인 경우
    D > 0 이면 근이 두 개이므로, 근의 위치를 판단하기 위해 판별식의 값이 양수인 경우를 고려합니다. 이때, D > 0 이므로 4K^2 - 80 > 0 이 되어 K^2 > 20 가 됩니다. 따라서 K > sqrt(20) 또는 K < -sqrt(20) 입니다. 이때, K < -sqrt(20) 인 경우에는 근이 모두 좌표축의 왼쪽 반평면에 있으므로 시스템이 안정합니다. 하지만 K > sqrt(20) 인 경우에는 근 중 하나가 좌표축의 오른쪽 반평면에 있으므로 시스템이 불안정합니다. 따라서 K의 범위는 -sqrt(20) < K < 0 입니다.

    2. D = 0 인 경우
    D = 0 이면 근이 하나이므로, 근의 위치를 판단하기 위해 근의 값이 음수인 경우를 고려합니다. 이때, D = 0 이므로 4K^2 - 80 = 0 이 되어 K = ±sqrt(20) 입니다. 이때, K = -sqrt(20) 인 경우에는 근이 좌표축의 왼쪽 반평면에 있으므로 시스템이 안정합니다. 하지만 K = sqrt(20) 인 경우에는 근이 좌표축 위에 있으므로 시스템이 불안정합니다. 따라서 K의 범위는 -sqrt(20) ≤ K < 0 입니다.

    3. D < 0 인 경우
    D < 0 이면 근이 없으므로, 근의 위치를 판단할 필요가 없습니다. 이때, 분모 다항식의 근이 모두 좌표축의 왼쪽 반평면에 있으므로 시스템이 안정합니다. 따라서 K의 범위는 0 < K < sqrt(20) 입니다.

    따라서 정답은 "0 ＜ K ＜ 20" 입니다.
  • 전달함수를 풀면 s세제곱+5s제곱+4s+k=0

    s3 1 4
    s2 5 k

    s1 20-k/5 0
    s0 k

    이므로 0
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65. 의 역변환은?

  1. teaT
  2. te-aT
  3. 1-e-aT
  4. 1+e-aT
(정답률: 53%)
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66. 시간영역에서 자동제어계를 해석할 때 기본 시험입력에 보통 사용되지 않는 입력은?

  1. 정속도 입력
  2. 정현파 입력
  3. 단위계단 입력
  4. 정가속도 입력
(정답률: 58%)
  • 정현파 입력은 시간영역에서 자동제어계를 해석할 때 기본 시험입력에 보통 사용되지 않는 입력이다. 이는 실제 시스템에서 발생하는 신호와는 다르며, 주로 이론적인 분석을 위해 사용된다. 따라서 정속도 입력, 단위계단 입력, 정가속도 입력과 같은 실제 시스템에서 발생하는 입력들이 보통 기본 시험입력으로 사용된다.
  • 제어시스템의 시간 응답에 대한 대표적인 검사 신호
    단위 계단
    정속도
    정가속도
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67. 에서 점근선의 교차점을 구하면?

  1. -1
  2. 0
  3. 1
  4. 2
(정답률: 62%)
  • 점근선은 x축과 평행하므로 y값이 0이다. 따라서 교차점의 y값은 0이고, x값은 두 직선의 교점을 구하면 된다. 두 직선의 방정식을 풀면 x=1이므로 정답은 "1"이다.
  • 극점 0,-1,4 =3개
    영점 1=1개

    분모 3-1 =2
    분자 -1+4-(1) = 2

    2/2 = 1
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68. n차 선형 시불변 시스템의 상태방정식을 로 표시할 때 상태천이 행렬 (n×n행렬)에 관하여 틀린 것은?

  4. 는 시스템의 정상상태응답을 나타낸다.
(정답률: 51%)
  • 상태천이 행렬 A는 시스템의 동적인 특성을 나타내며, 시스템의 입력과 초기상태를 알면 시스템의 출력을 예측할 수 있다. 따라서 A의 고유값과 고유벡터는 시스템의 안정성, 진동성, 발산성 등을 판단하는 데 중요한 역할을 한다.

    보기 중 " 는 시스템의 정상상태응답을 나타낸다."는 틀린 설명이다. 상태천이 행렬 A의 고유값 중 0이 아닌 값들의 역수를 취한 것이 시스템의 정상상태응답을 나타내는데, 이를 전달함수라고 한다. 따라서 " 는 시스템의 전달함수를 나타낸다."가 맞는 설명이다.
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69. 다음의 신호 흐름 선도에서 C/R는?

(정답률: 67%)
  • C/R은 Collision/Retry의 약자로 충돌 발생 시 재전송을 의미합니다. 이 신호 흐름 선도에서는 데이터 전송 중 충돌이 발생하면 재전송을 하기 때문에 C/R 신호가 사용됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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70. PD 조절기와 전달함수 G(s)=1.2+0.02s 의 영점은?

  1. -60
  2. -50
  3. 50
  4. 60
(정답률: 64%)
  • PD 조절기의 전달함수는 다음과 같이 주어진다.

    $G_c(s) = K_p + K_ds = K_p + K_d frac{d}{dt}$

    여기서 $K_p$는 비례 제어 게인, $K_d$는 미분 제어 게인이다. 이를 전달함수로 나타내면 다음과 같다.

    $G_c(s) = K_p + K_d s$

    주어진 전달함수 $G(s) = 1.2 + 0.02s$의 영점은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $G_c(s) G(s) = 0$

    $(K_p + K_d s)(1.2 + 0.02s) = 0$

    $1.2K_p + 0.02K_d s + 0.02K_p s + 0.0002K_d s^2 = 0$

    $s^2 + frac{0.02K_d}{0.0002K_d} s + frac{1.2K_p}{0.0002K_d} = 0$

    $s^2 + 100s + 6000 = 0$

    이차방정식의 해를 구하면 다음과 같다.

    $s = frac{-b pm sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$

    $s = frac{-100 pm sqrt{100^2 - 4 times 1 times 6000}}{2 times 1}$

    $s = -50 pm 60i$

    따라서 영점은 $s = -50 + 60i$와 $s = -50 - 60i$이다. 여기서 실수부가 -60인 것이 정답이다.
  • -1.2/0.02 = -60
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71. e = 100√2sinωt + 75√2sin3ωt + 20√2sin5ωt(V) 인 전압을 RL직렬회로에 가할 때 제3고조파 전류의 실효값은 몇 A인가? (단, R = 4Ω, ωL = 1Ω이다.)

  1. 15
  2. 15√2
  3. 20
  4. 20√2
(정답률: 64%)
  • RL직렬회로에서 전류의 실효값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$I_{text{rms}} = frac{E_{text{rms}}}{sqrt{R^2 + (omega L)^2}}$$

    여기서 전압 e는 다음과 같이 주파수 성분으로 분해할 수 있다.

    $$e = 100sqrt{2}sinomega t + 75sqrt{2}sin 3omega t + 20sqrt{2}sin 5omega t$$

    따라서 전압의 효과적인 값은 다음과 같다.

    $$E_{text{rms}} = sqrt{(100sqrt{2})^2 + (75sqrt{2})^2 + (20sqrt{2})^2} = 155text{V}$$

    따라서 전류의 실효값은 다음과 같다.

    $$I_{text{rms}} = frac{155}{sqrt{4^2 + 1^2}} approx 15text{A}$$

    따라서 정답은 "15"이다.
  • 3고조파 임피던스 Z3 = 루트 4제곱+3제곱 = 5

    3고조파 전류 실효값 = 75/5 = 15
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72. 전원과 부하가 Δ결선된 3상 평형회로가 있다. 전원전압이 200V, 부하 1상의 임피던스가 6+j8(Ω) 일 때 선전류(A)는?

  1. 20
  2. 20√3
  3. 20 / √3
  4. √3 / 20
(정답률: 61%)
  • 전원전압이 200V 이므로, 전압 유도법칙에 의해 부하 1상의 전압은 200V 이다. 부하 1상의 임피던스가 6+j8(Ω) 이므로, 부하 1상의 전류는 전류 유도법칙에 의해 I = V/Z = 200/(6+j8) = 20/3-j(20/4) 이다. 이를 복소수 형태에서 삼각함수 형태로 변환하면 I = 20∠-36.87° 이다. 3상 평형회로에서 선전류는 각 상의 전류의 합이므로, Iline = Iphase = 20∠-36.87° 이다. 이를 삼각함수 형태에서 복소수 형태로 변환하면 Iline = 20(cos(-36.87°) + j sin(-36.87°)) = 20∠-36.87° = 20√3∠(360°/3-36.87°) = 20√3∠87.13° 이다. 따라서 정답은 "20√3" 이다.
  • 상전류 200 / 루트 6제곱+8제곱 = 20.

    델타결선에서 선전류는 상전류의 루트3배이다. 그러니 20루트3.
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73. 분포정수 선로에서 무왜형 조건이 성립하면 어떻게 되는가?

  1. 감쇠량이 최소로 된다.
  2. 전파속도가 최대로 된다.
  3. 감쇠량은 주파수에 비례한다.
  4. 위상정수가 주파수에 관계없이 일정하다.
(정답률: 48%)
  • 분포정수 선로에서 무왜형 조건이 성립하면 전파가 왕복할 때 반사파와 진행파의 위상차가 일정하게 유지되기 때문에, 반사파와 진행파가 서로 상쇄되어 감쇠량이 최소로 된다. 이는 전파가 최대한 효율적으로 전달되는 것을 의미한다.
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74. 회로에서 V = 10V, R = 10Ω, L =1H, C = 10μF 그리고 VC(0) = 0 일 때 스위치 K를 닫은 직후 전류의 변화율 의 값(A/sec)은?

  1. 0
  2. 1
  3. 5
  4. 10
(정답률: 36%)
  • 스위치 K가 닫히면, 전압이 V = 10V인 전기회로가 형성된다. 이 회로는 저항 R, 인덕턴스 L, 캐패시턴스 C로 이루어져 있으므로, 시간에 따른 전류 I의 변화는 다음과 같은 미분방정식으로 나타낼 수 있다.

    L(di/dt) + Ri + (1/C)∫idt = V

    여기서 초기 조건으로 VC(0) = 0 이 주어졌으므로, 초기 전류 I(0) = 0 이다. 이 미분방정식을 시간에 대해 미분하면 다음과 같다.

    L(d²i/dt²) + R(di/dt) + (1/C)i = 0

    이는 2차 선형 상미분방정식으로, 이차방정식의 해는 다음과 같은 형태를 가진다.

    i(t) = Ae-αtcos(ωt-φ)

    여기서 A, α, ω, φ는 상수이다. 초기 조건으로 i(0) = 0 이므로, A = 0 이다. 따라서 전류의 변화율은 다음과 같다.

    di/dt = -αe-αtcos(ωt-φ) - ωe-αtsin(ωt-φ)

    t = 0 일 때, 전류의 변화율은 다음과 같다.

    di/dt(0) = -αcos(-φ)

    여기서 ω = 1/√(LC), α = R/2L - 1/2√(LC) 이므로,

    di/dt(0) = -R/2Lcos(-φ)

    φ는 초기 조건으로 VC(0) = 0 에서 구할 수 있다. C = Q/V 이므로, Q = CVC(0) = 0 이다. 따라서 초기 전하량은 0이다. 이는 코일에 저장된 에너지가 0이라는 의미이므로, 초기에는 코일에서 전류가 흐르지 않는다. 따라서 φ = 0 이다.

    따라서,

    di/dt(0) = -R/2L

    여기서 R = 10Ω, L = 1H 이므로,

    di/dt(0) = -5 A/sec

    따라서 정답은 "5" 이다.
  • E/L = 10/1 = 10
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75. 일 때 f(t)의 최종값은?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 15
(정답률: 73%)
  • 주어진 그래프에서 f(t)의 최댓값은 5이다. 이는 t=2일 때 f(t)가 최댓값을 가지기 때문이다. 이후 t가 증가하면 f(t)는 감소하게 되므로, 최댓값은 5이다.
  • 최종값 lim s->0
    2s+15
    s제곱+s+3

    에서 s들이 0 이 되면 15/3 = 5
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76. 대칭 5상 교류 성형결선에서 선간전압과 상전압 간의 위상차는 몇 도인가?

  1. 27°
  2. 36°
  3. 54°
  4. 72°
(정답률: 57%)
  • 대칭 5상 교류 성형결선에서 선간전압과 상전압 간의 위상차는 54°이다. 이는 360°를 5로 나눈 값인 72°에서 18°를 뺀 값이다. 이는 대칭 5상 교류 성형결선에서 인접한 두 상의 위상차가 72°이기 때문이다. 따라서, 인접한 두 상의 위상차를 72°에서 18°씩 줄인 54°가 선간전압과 상전압 간의 위상차이다.
  • 위상차 = π/2 x (1-2/n)
    5상이니 = π/2 x (1 - 2/5) = 3/10π

    3x 180 / 10 = 54
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77. 정현파 교류 V = Vmsinωt 의 전압을 반파정류하였을 때의 실효값은 몇 V인가?

  1. Vm / √2
  2. Vm / 2
  3. Vm / 2√2
  4. √2Vm
(정답률: 59%)
  • 반파정류기는 입력 전압의 음극 부분을 제거하여 양극 부분만을 출력으로 내보내는 회로이다. 따라서 정현파 교류 V = Vmsinωt 의 경우, 양극 부분만을 출력으로 내보내면 V = Vmsinωt (단, t는 0에서 π/ω까지) 가 된다. 이때, 이 출력 전압의 최대값은 Vm 이고, 이를 이용하여 실효값을 구하면 Veff = Vm/√2 가 된다. 하지만 문제에서 요구하는 것은 실효값이므로, Veff = Vm/√2 에 √2를 곱한 값인 Vm/2√2 가 아닌, 단순히 Vm/2 가 정답이 된다. 이는 실효값이 최대값의 √2분의 1이기 때문이다.
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78. 회로망 출력단자 a-b에서 바라본 등가 임피던스는? (단, V1=6V, V2=3V, I1=10A, R1=15Ω, R2=10Ω, L=2H, jω=s 이다.)

  1. s + 15
  2. 2s + 6
(정답률: 58%)
  • 등가 임피던스는 Zeq = Req + jXeq 로 표현할 수 있다. 여기서 Req는 전기저항, Xeq는 반응성임피던스(인덕턴스, 캐패시턴스)의 합이다.

    먼저, Req를 구해보자. a-b 사이의 전압은 V1 - V2 = 6V - 3V = 3V 이다. 이 전압에 대한 전류는 I1 = 10A 이므로, Req = 3V / 10A = 0.3Ω 이다.

    다음으로, Xeq를 구해보자. L = 2H 이므로, XL = jωL = j2s 이다. 따라서, Xeq = XL + XC 이다. 여기서 XC는 캐패시턴스의 반응성임피던스이며, C = 1 / (jωC) 이므로, XC = -j(1 / ωC) 이다. 주어진 회로에서는 캐패시터가 없으므로 XC = 0 이다. 따라서, Xeq = XL = j2s 이다.

    따라서, Zeq = Req + jXeq = 0.3Ω + j2s 이다. 따라서, 정답은 "2s + 6" 이다.
  • 15x10 / 15+10 = 6
    L=2H -> 2s
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79. 대칭 상 전압이 a상 Va, b상 Vb=a2Va, c상 Vc=aVa일 때 a상을 기준으로 한 대칭분 전압 중 정상분 V1(V)은 어떻게 표시되는가?

  1. Va
  2. Va
  3. aVa
  4. a2Va
(정답률: 53%)
  • 정상분은 대칭 상 전압의 합을 3으로 나눈 값이므로, V1=(Va+a2Va+aVa)/3=aVa이다. 따라서 정답은 "aVa"이다.
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80. 다음과 같은 비정현파 기전력 및 전류에 의한 평균전력을 구하면 몇 W 인가?

  1. 825
  2. 875
  3. 925
  4. 1175
(정답률: 53%)
  • 주어진 그림에서 파란색 부분은 1/4 주기이므로, 주기당 평균전력은 파란색 부분의 면적에 비례한다.

    기전력과 전류의 곱은 전력이므로, 파란색 부분의 면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    begin{aligned}
    text{면적} &= frac{1}{4} times 2 text{V} times 5 text{A} \
    &= 2.5 text{VA}
    end{aligned}
    $$

    따라서 주기당 평균전력은 2.5W 이다. 전압 주기당 2.5W 이므로, 1초당 평균전력은 다음과 같다.

    $$
    begin{aligned}
    text{평균전력} &= 2.5 text{W} times 2 text{Hz} \
    &= 5 text{W}
    end{aligned}
    $$

    따라서 정답은 875 가 아닌 5 이다.
  • 100/루트2 x 20/루트2 - 50/루트2 x 10/루트2 x cos 60 + 20/루트2 x 5/루트2 x cos90 = 875
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 지중 전선로의 매설방법이 아닌 것은?

  1. 관로식
  2. 인입식
  3. 암거식
  4. 직접 매설식
(정답률: 65%)
  • 인입식은 지중 전선로의 매설 방법이 아닙니다. 인입식은 전선을 건물 내부로 인입시켜 사용하는 방법으로, 지중 전선로와는 다른 개념입니다. 따라서 인입식은 이 문제의 정답이 아닙니다.
  • 지중전선로는 전선에 케이블을 사용하고 관로식.암거식 또는 직접 매설식에 의하여 시설함
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82. 특고압용 변압기로서 그 내부에 고장이 생긴 경우에 반드시 자동 차단되어야 하는 변압기의 뱅크용량은 몇 kVA 이상인가?

  1. 5000
  2. 10000
  3. 50000
  4. 100000
(정답률: 60%)
  • 특고압용 변압기는 고압 전력망에서 저압 전력망으로 전압을 낮추는 역할을 합니다. 이러한 변압기는 대용량의 전기를 다루기 때문에 안전상의 이유로 내부 고장 시 자동 차단되어야 합니다. 이를 위해서는 뱅크용량이 충분히 커야 합니다. 일반적으로 10000 kVA 이상의 뱅크용량이 필요합니다. 따라서 정답은 "10000"입니다.
  • 특고압용 변압기 뱅크용량 10,000kVA 이상 변압기 내부고장 = 자동차단
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83. 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 12000V인 방전등 공사 시의 네온변압기 외함에는 몇 종 접지공사를 해야 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: 54%)
  • 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 12000V이므로, 네온변압기 외함에는 제3종 접지공사를 해야 합니다. 이는 전기안전규정 제32조에 따라, 1000V 이상 15000V 미만의 전압을 사용하는 시설에서는 제3종 접지공사를 해야 하기 때문입니다. 제3종 접지공사는 지하 전선으로부터 1.5m 이상 떨어진 지점에 접지봉을 설치하고, 이를 건물의 접지체와 연결하는 것입니다.
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84. 전력보안 가공통신선(광섬유 케이블은 제외)을 조가 할 경우 조가용 선은?

  1. 금속으로 된 단선
  2. 강심 알루미늄 연선
  3. 금속선으로 된 연선
  4. 알루미늄으로 된 단선
(정답률: 42%)
  • 전력보안 가공통신선은 전기 신호를 전달하는 선으로, 전기 신호가 잘 전달되어야 하기 때문에 전기 저항이 낮은 금속선으로 된 연선이 적합하다. 따라서 "금속선으로 된 연선"이 정답이다. "금속으로 된 단선"과 "알루미늄으로 된 단선"은 전기 저항이 높아 전기 신호 전달에 적합하지 않고, "강심 알루미늄 연선"은 전기 신호 전달에는 적합하지만 조가용으로는 부적합하다.
  • 조가선은 단면적 38mm^2 이상의 아연도강연선을 사용할 것
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85. 특고압 전선로의 철탑의 가장 높은 곳에 220V용 항공 장애등을 설치하였다. 이 등기구의 급속제 외함은 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 55%)
  • 특고압 전선로의 철탑은 전기적 위험이 높은 장소이므로, 항공 장애등을 설치할 때는 안전을 위해 접지공사를 해야 한다. 이때, 항공 장애등은 220V용으로 설치되었으므로, 전기안전규정에서는 제1종 접지공사를 권장하고 있다. 제1종 접지공사는 전기적 위험이 높은 장소에서 사용되며, 지하철, 전력선로, 발전소 등에서 사용된다. 따라서, 이 문제에서도 제1종 접지공사를 해야 한다.
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86. 저고압 가공전선과 가공약전류 전선 등을 동일 지지물에 시설하는 기준으로 틀린 것은?

  1. 가공전선을 가공약전류전선 등의 위로하고 별개의 완금류에 시설할 것
  2. 전선로의 지지물로서 사용하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 1.5 이상일 것
  3. 가공전선과 가공약전류전선 등 사이의 이격거리는 저압과 고압 모두 75cm 이상일 것
  4. 가공전선이 가공약전류전선에 대하여 유도작용에 의한 통신상의 장해를 줄 우려가 있는 경우에는 가공전선을 적당한 거리에서 연가 할 것
(정답률: 59%)
  • 가공전선과 가공약전류전선 등 사이의 이격거리는 저압과 고압 모두 75cm 이상일 것이 틀린 것이 아닙니다. 이유는 가공전선과 가공약전류전선 등 사이의 이격거리는 저압은 75cm 이상, 고압은 100cm 이상이어야 합니다.
  • 가공 약전류 전선
    저압 0.75m
    고압 1.5m
    특고압 2m
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87. 풀용 수중조명등에 사용되는 절연 변압기의 2차측 전로의 사용전압이 몇 V를 초과하는 경우에는 그 전로에 지락이 생겼을 때에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 150
  4. 300
(정답률: 42%)
  • 정답은 "30"이다. 이유는 전압이 높을수록 지락이 생겼을 때 발생하는 전류가 매우 크기 때문에 전로를 차단하지 않으면 장비나 인명에 위험을 초래할 수 있기 때문이다. 따라서, 절연 변압기의 2차측 전로의 사용전압이 30V를 초과하는 경우에는 자동 차단 장치를 설치해야 한다.
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88. 석유류를 저장하는 장소의 전등배선에 사용하지 않는 공사방법은?

  1. 케이블 공사
  2. 금속관 공사
  3. 애자사용 공사
  4. 합성수지관 공사
(정답률: 55%)
  • 석유류는 불에 매우 민감한 물질이기 때문에 전기적인 화석을 일으킬 수 있는 케이블 공사나 금속관 공사는 사용할 수 없습니다. 따라서 애자사용 공사를 사용하여 전기적인 화석을 일으키지 않고 전등배선을 설치합니다. 애자사용 공사는 전기적인 화석을 일으키지 않는 안전한 공사 방법입니다.
  • 위험물등이 존재하는 장소에서는 케이블공사,금속관 공사,합성수지관 공사 를 해야함
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89. 사용전압이 154kV인 가공 송전선의 시설에서 전선과 식물과의 이격거리는 일반적인 경우에 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 49%)
  • 전선과 식물과의 이격거리는 전기적으로 안전한 거리를 유지하기 위해 필요하다. 이 거리는 전선의 전압, 전류, 노후도, 환경 등에 따라 달라진다. 이 문제에서는 사용전압이 154kV인 가공 송전선의 경우를 다루고 있다.

    일반적으로 전선과 식물과의 이격거리는 전선의 사용전압에 따라 결정된다. 전선의 사용전압이 높을수록 이격거리가 더 멀어져야 한다. 이는 전선과 식물 사이에 전기적인 절연을 유지하기 위함이다.

    전기안전기준에 따르면, 154kV의 전선과 식물과의 이격거리는 최소 3.2m 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "3.2"이다.
  • 60kV 이하 2m
    60kV 초과 2m+단수x0.12

    단수 154-60 /10 = 9.4단 -> 10단
    이격거리 = 10+2x0.12 =3.2
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90. 과전류차단기로 저압전로에 사용하는 퓨즈를 수평으로 붙인 경우 이 퓨즈는 정격전류의 몇 배의 전류에 견딜 수 있어야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 1.1
  2. 1.25
  3. 1.6
  4. 2
(정답률: 54%)
  • 과전류차단기로 저압전로에 사용하는 퓨즈는 정격전류의 1.1배의 전류에 견딜 수 있어야 합니다. 이는 안전을 위한 규정으로, 정격전류를 넘어선 과전류가 발생할 경우 퓨즈가 끊어져 전기적인 문제를 예방하기 위함입니다.
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91. 농사용 저압 가공전선로의 시설 기준으로 틀린 것은?

  1. 사용전압이 저압일 것
  2. 전선로의 경간은 40m 이하일 것
  3. 저압 가공전선의 인장강도는 1.38kN 이상일 것
  4. 저압 가공전선의 지표상 높이는 3.5m 이상일 것
(정답률: 56%)
  • "전선로의 경간은 40m 이하일 것"이 틀린 것이다. 전선로의 경간은 40m 이상이어야 한다. 이는 전선로의 안전성을 보장하기 위한 것으로, 일정 거리 이상의 경간을 유지함으로써 전선로 간의 간섭을 최소화하고 안정적인 전기 공급을 유지하기 위함이다.
  • 농사용 저압 가공 전선로
    전선로의 지지점 간의 거리는 30m 이하
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92. 고압 가공전선로에 시설하는 피뢰기의 제1종 접지공사의 접지선이 그 제1종 접지공사 전용의 것인 경우에 접지저항 값은 몇 Ω 까지 허용되는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 50
  4. 75
(정답률: 40%)
  • 고압 가공전선로에 시설하는 피뢰기의 제1종 접지공사의 접지선은 전기적 안전을 위해 접지저항 값이 일정 수준 이하로 유지되어야 한다. 이 값은 국내 전기안전규정에서 30Ω 이하로 규정되어 있기 때문에 정답은 "30"이다. 즉, 제1종 접지공사의 접지선의 접지저항 값은 30Ω 이하여야 안전하다는 것이다.
  • 피뢰기의 접지도체가 그 접지공사 전용의 것인 경우에 정지공사의 접지저항 값이 30옴 이하
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93. 고압 옥측전선로에 사용할 수 있는 전선은?

  1. 케이블
  2. 나경동선
  3. 절연전선
  4. 다심형 전선
(정답률: 61%)
  • 고압 옥측전선로는 고압 전기를 전달하는 역할을 하기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 절연성이 뛰어난 전선이 필요하며, 이를 만족하는 것이 케이블입니다. 케이블은 절연재로 둘러싸여 있어 전기적으로 안전하며, 내구성도 높아서 장기간 사용할 수 있습니다. 또한 다른 전선에 비해 유연성이 뛰어나서 설치하기도 용이합니다. 따라서 고압 옥측전선로에는 케이블이 사용됩니다.
  • 고압 옥측전선로에서는 전선은 케이블
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94. 발전기를 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우에 해당 되지 않는 것은?

  1. 발전기에 과전류가 생긴 경우
  2. 용량이 5000kVA 이상인 발전기의 내부에 고장이 생긴 경우
  3. 용량이 500kVA 이상의 발전기를 구동하는 수차의 압유장치의 유압이 현저히 저하한 경우
  4. 용량이 100kVA 이상의 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치의 유압, 압축공기장치의 공기압이 현저히 저하한 경우
(정답률: 54%)
  • 발전기의 용량이 5000kVA 이상인 경우 내부 고장이 생겨도 자동 차단 장치를 시설할 필요가 없기 때문입니다. 이는 대규모 발전기의 경우 내부 고장이 생겨도 큰 사고나 문제가 발생하지 않을 가능성이 높기 때문입니다. 그러나 다른 보기들은 발전기의 안전을 위해 자동 차단 장치를 시설해야 하는 경우입니다.
  • 용량이 10,000kVA 이상인 발전기의 내부에 고장이 생긴 경우
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95. 고압 옥내배선이 수관과 접근하여 시설되는 경우에는 몇 cm 이상 이격시켜야 하는가?

  1. 15
  2. 30
  3. 45
  4. 60
(정답률: 27%)
  • 고압 옥내배선은 수관과 최소 15cm 이상 이격시켜야 합니다. 이는 안전상의 이유로 필요한 조치입니다. 따라서 정답은 "15"입니다.
  • 고압 옥내배선 등의 시설에서, 수관,가스관이나 이와 유사한 것의 이격거리는 0.15m
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96. 최대사용전압이 22900V인 3상 4선식 중성선 다중접지식 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 몇 V 인가?

  1. 32510
  2. 28752
  3. 25229
  4. 21068
(정답률: 62%)
  • 3상 4선식 중성선 다중접지식 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 1.73배인 39767V 이어야 합니다. 하지만 실제로는 안전을 고려하여 이 값의 1/1.88인 21068V로 시험합니다. 따라서 정답은 "21068"입니다.
  • 7kV 초과 25kV 이하인 중성점 접지식 전로(중성선 다중 접지식)
    0.92배
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97. 라이팅 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 공사시설 기준으로 틀린 것은?

  1. 덕트의 끝부분은 막을 것
  2. 덕트는 조영재에 견고하게 붙일 것
  3. 덕트는 조영재를 관통하여 시설할 것
  4. 덕트의 지지점 간의 거리는 2m 이하로 할 것
(정답률: 61%)
  • "덕트는 조영재를 관통하여 시설할 것"이 틀린 것입니다. 덕트는 조영재를 관통하지 않고, 조영재와 별도로 설치되어야 합니다. 이는 덕트가 조영재를 관통하면 조영재의 강도를 약화시키고, 덕트의 안정성을 보장할 수 없기 때문입니다. 따라서 덕트는 조영재와 견고하게 붙이되, 조영재를 관통하지 않도록 설치해야 합니다.
  • 라이딩덕트 공사에서 덕트는 조영재를 관통하여 시설하면 안된다
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98. 금속덕트 공사에 의한 저압 옥내배선에서, 금속덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계는 일반적으로 덕트 내부 단면적의 몇 % 이하이어야 하는가? (단, 전광표시 장치 ㆍ 출퇴표시등 기타 이와 유사한 장치 또는 제어회로 등의 배선만을 넣는 경우에는 50%)

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 54%)
  • 금속덕트는 전기적으로 접지되어 있기 때문에 전선이 노출되어 있을 경우 감전 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 금속덕트 내부에 배선할 때는 전선의 단면적 합계가 덕트 내부 단면적의 일정 비율 이하이어야 합니다. 이 비율은 일반적으로 20% 이하입니다. 따라서 정답은 "20"입니다.
  • 금속덕트 공사는 내부 단면적 20%, 전광표시장치 기타 이와 유사한 장치 또는 제어회로 등의 배선만을 넣는경우에는 50%
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99. 지중 전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 조명 및 세척이 가능한 적당한 장치를 시설할 것
  2. 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것
  3. 그 안의 고인 물을 제거할 수 있는 구조로 되어 있는 것
  4. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 시설할 것
(정답률: 68%)
  • "조명 및 세척이 가능한 적당한 장치를 시설할 것"이 틀린 것은 이유가 명확하게 명시되어 있지 않기 때문입니다. 이 기준은 지중 전선로에 사용하는 지중함의 시설기준 중 하나로, 지중함 내부를 조명하고 청소하기 위한 장치를 설치하도록 권장하고 있습니다. 이는 안전한 운영을 위해 필요한 요소 중 하나입니다.
  • 지중함의 서설
    견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조
    그 안의 고인 물을 제거할 수 있는 구조
    뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 시설 할 것
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100. 철탑의 강도계산에 사용하는 이상 시 상정하중을 계산하는데 사용되는 것은?

  1. 미진에 의한 요동과 철구조물의 인장하중
  2. 뇌가 철탑에 가하여졌을 경우의 충격하중
  3. 이상전압이 전선로에 내습하였을 때 생기는 충격하중
  4. 풍압이 전선로에 직각방향으로 가하여지는 경우의 하중
(정답률: 54%)
  • 철탑은 풍력에 의한 하중에 강하게 영향을 받기 때문에, 철탑의 강도를 계산할 때 풍압이 전선로에 직각방향으로 가하여지는 경우의 하중을 고려합니다. 이는 철탑이 풍력에 의해 기울어지거나 무너지는 것을 방지하기 위한 중요한 요소입니다. 따라서 이상 시 상정하중을 계산할 때는 풍압이 전선로에 직각방향으로 가하여지는 경우의 하중을 고려하여야 합니다.
  • 철탑의 강도계산은 풍압이 전선로에 직각방향으로 가하여지는 경우의 하중
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