전기기사 필기 기출문제복원 (2020-09-26)

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(2020-09-26 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 서로 같은 2개의 구 도체에 동일양의 전하로 대전시킨 후 20㎝ 떨어뜨린 결과 구 도체에 서로 8.6 × 10-4N의 반발력이 작용하였다. 구 도체에 주어진 전하는 약 몇 C인가?

  1. 5.2 × 10-8
  2. 6.2 × 10-8
  3. 7.2 × 10-8
  4. 8.2 × 10-8
(정답률: 67%)
  • 두 구 도체 사이에 작용하는 전력은 쿨롱 법칙에 의해 다음과 같이 주어진다.

    $$F = frac{1}{4piepsilon_0}frac{q^2}{r^2}$$

    여기서 $q$는 구 도체에 있는 전하량, $r$은 두 구 도체 사이의 거리이다. 반발력은 두 구 도체가 서로 멀어지는 방향으로 작용하므로, 전력과 반대 방향으로 작용하는 힘을 의미한다. 따라서 전력의 크기는 다음과 같다.

    $$F = frac{1}{4piepsilon_0}frac{q^2}{r^2} = 8.6 times 10^{-4} N$$

    이를 $q$에 대해 풀면 다음과 같다.

    $$q = sqrt{frac{4piepsilon_0Fr^2}{1}} = sqrt{frac{4pitimes 8.85times 10^{-12}times 8.6times 10^{-4}times (0.2)^2}{1}} approx 6.2times 10^{-8} C$$

    따라서 정답은 "6.2 × 10-8"이다.
  • 루트 8.6x10-4승 x 0.2제곱 / 9x10의9승 = 6.2x10-8승
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2. 정전계 내 도체 표면에서 전계의 세기가 (V/m)일 때 도체 표면상의 전하 밀도 ρs(C/m2)를 구하면? 단, 자유공간이다.

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 61%)
  • 표면 전하밀도 루트 1+ 2제곱+2제곱 = 루트9 = 3
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3. 영구자석 재료로 사용하기에 적합한 특성은?

  1. 잔류자기와 보자력이 모두 큰 것이 적합하다.
  2. 잔류자기는 크고 보자력은 작은 것이 적합하다.
  3. 잔류자기는 작고 보자력은 큰 것이 적합하다.
  4. 잔류자기와 보자력이 모두 작은 것이 적합하다.
(정답률: 79%)
  • 영구자석은 자기장을 오랫동안 유지할 수 있는 재료이기 때문에, 잔류자기와 보자력이 모두 큰 것이 적합하다. 잔류자기는 자기장이 사라졌을 때에도 남아있는 자기장의 세기를 나타내며, 보자력은 자기장이 인근한 물체에게 작용하는 힘을 나타낸다. 따라서 잔류자기와 보자력이 모두 큰 영구자석은 강력한 자기장을 유지할 수 있어 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
  • 영구자석 재료는 잔류자기와 보자력이 모두 큰 것이 적합하다
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4. 자기회로와 전기회로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 자기저항의 역수를 컨덕턴스라고 한다.
  2. 자기회로의 투자율은 전기회로의 도전율에 대응된다.
  3. 전기회로의 전류는 자기회로의 자속에 대응된다.
  4. 자기저항의 단위는 AT/Wb 이다.
(정답률: 65%)
  • "자기저항의 역수를 컨덕턴스라고 한다."는 틀린 설명입니다. 자기저항은 자기장에 의해 발생하는 전기적인 저항을 의미하며, 단위는 헨리(H)입니다. 컨덕턴스는 전기전도도를 의미하며, 단위는 시멘스(S)입니다. 따라서 자기저항과 컨덕턴스는 서로 다른 물리량입니다.
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5. 저항의 크기가 1 Ω인 전선이 있다. 전선의 체적을 동일하게 유지하면서 길이를 2배로 늘였을 때 전선의 저항(Ω)은?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 4
(정답률: 65%)
  • 저항은 전선의 길이와 비례하므로 길이가 2배로 늘어나면 저항도 2배가 된다. 그러나 전선의 체적은 유지되므로 단위 길이당 저항이 반으로 줄어든다. 따라서 전선의 저항은 2배 × 0.5 = 1Ω × 2 = 4Ω가 된다. 따라서 정답은 "4"이다.
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6. 자속밀도가 10 ㏝/m2 인 자계 내에 길이 4㎝의 도체를 자계와 직각으로 놓고 이 도체를 0.4초 동안 1 m씩 균일하게 이동하였을 때 발생하는 기전력은 몇 V인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 69%)
  • 자속밀도가 10 ㏝/m2 이므로, 자기장 세기는 10 A/m 이다. 도체가 이동하면서 자기장을 가로지르는 면적은 4cm x 1m = 0.04 m2 이다. 따라서 도체를 가로지르는 자기력선의 개수는 10 x 0.04 = 0.4 개이다. 이 때, 도체가 이동하면서 자기력선을 가로지르는 속도는 1 m/0.4 s = 2.5 m/s 이다. 따라서 도체에 작용하는 전기력은 Bvl = 10 x 0.04 x 2.5 = 1 V 이다. 따라서 정답은 "1" 이다.
  • 유도기전력 e = Blvsin
    10x0.04 x 1/0.04 x sin90 = 1
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7. 진공 중에서 전자파의 전파속도 (m/s)는?

(정답률: 80%)
  • 진공은 전자파의 전파속도가 가장 빠른 매질입니다. 따라서, 진공 중에서 전자파의 전파속도는 모든 매질 중에서 가장 빠르며, 그 값은 공기나 물 등 다른 매질보다 약 3.0 x 10^8 m/s 입니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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8. 유전율이 ε1, ε2 인 유전체 경계면에 수직으로 전계가 작용할 때 단위 면적당 수직으로 작용하는 힘 (N/m2)은? (단, E 는 전계 (V/m)이고, D는 전속밀도 (C/m2)이다.)

(정답률: 76%)
  • 전기장 E는 전기력 F를 전하량 q로 나눈 값이므로, E = F/q 이다. 따라서 전기력 F는 F = Eq 이다. 전기력은 전하량과 전기장의 곱으로 정의되므로, F = qE = qε/ε0 이다. 이때 ε0은 진공의 유전율이다.

    전기력은 전기장과 전하의 곱으로 나타낼 수 있으므로, D = εE 이다. 따라서 E = D/ε 이다.

    경계면에 수직으로 작용하는 힘은 전기장과 전하의 곱으로 나타낼 수 있으므로, F = qE 이다. 단위 면적당 수직으로 작용하는 힘은 F/A 이므로,

    F/A = qE/A = qε/ε0A = D/A

    따라서, 단위 면적당 수직으로 작용하는 힘은 D/A 이다.

    따라서, 정답은 "" 이다.
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9. 반지름이 3㎝인 원형 단면을 가지고 있는 환상 연철심에 코일을 감고 여기에 전류를 흘려서 철심 중의 자계 세기가 400 AT/m가 되도록 여자할 때, 철심 중의 자속 밀도는 약 몇 ㏝/m2인가? (단, 철심의 비투자율은 400이라고 한다.)

  1. 0.2
  2. 0.8
  3. 1.6
  4. 2.0
(정답률: 56%)
  • 자계 세기 H와 자속 밀도 B는 다음과 같은 관계가 있다.

    B = μ0μrH

    여기서 μ0는 자유공간의 유도율(4π × 10^-7 H/m), μr은 상대유도율(철의 경우 약 400), H는 자계 세기이다.

    따라서, B = 4π × 10^-7 × 400 × 400 = 0.2 (T)

    단위를 ㏝/m^2로 바꾸면, 0.2 / (4π × 10^-7) = 1591.5 (㏝/m^2) 이므로, 약 1591.5 ㏝/m^2이 된다.

    따라서 정답은 "0.2"이다.
  • 자속밀도 B = ø/S = μ0μsH
    4π x 10-7승 x 400 x 400 = 0.201
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10. 내부 원통의 반지름이 a, 외부 원통의 반지름이 b 인동축 원통 콘덴서의 내외 원통 사이에 공기를 넣었을 때 정전용량이 C1 이었다. 내외 반지름을 모두 3배로 증가시키고 공기 대신 비유전율이 3인 유전체를 넣었을 경우의 정전용량 C2 는?

  3. C2=3C1
  4. C2=9C1
(정답률: 55%)
  • 콘덴서의 정전용량은 콘덴서의 기하학적 형태와 유전체의 특성에 의해 결정된다. 내부 원통과 외부 원통 사이에 공기를 넣었을 때의 정전용량 C1은 다음과 같이 구할 수 있다.

    C1 = 2πε0εr / ln(b/a)

    여기서 ε0은 진공의 유전율이고, εr은 공기의 상대유전율이다.

    내외 반지름을 모두 3배로 증가시키고 비유전율이 3인 유전체를 넣었을 때의 정전용량 C2는 다음과 같이 구할 수 있다.

    C2 = 2πε0εr' / ln(3b/3a)

    여기서 εr'은 비유전율이 3인 유전체의 상대유전율이다.

    내외 반지름을 모두 3배로 증가시켰으므로, ln(3b/3a) = ln(b/a)이다. 따라서,

    C2 = 2πε0εr' / ln(b/a) = 3(2πε0εr / ln(b/a)) = 3C1

    따라서 C2=3C1이다.
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11. 변위전류와 관계가 가장 깊은 것은?

  1. 도체
  2. 반도체
  3. 자성체
  4. 유전체
(정답률: 80%)
  • 변위전류는 전기장이 변화할 때 유전체 내부에서 발생하는 전류를 말한다. 따라서 변위전류와 관계가 가장 깊은 것은 유전체이다. 도체나 반도체는 전기장이 변화해도 전류가 발생하지 않거나 매우 작은 수준으로 발생하기 때문에 변위전류와의 관련성이 적다. 자성체는 자기장과 관련이 깊으며, 변위전류와의 관련성은 유전체보다 적다.
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12. 자기 인덕턴스(self inductance) L(H)을 나타낸 식은? (단, N은 권선수, I는 전류 (A), ø는 자속 (㏝), B는 자속밀도 (㏝/m2), A는 벡터 퍼텐셜 (㏝/m), J는 전류밀도 (A/m2)이다.)

(정답률: 58%)
  • 자기 인덕턴스는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    L = N(φ/I)

    여기서 φ는 자속을 나타내는데, 자속은 벡터 퍼텐셜 A를 통해 구할 수 있다.

    φ = ∫A·dl

    따라서 L은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    L = N(∫A·dl/I)

    여기서 A는 자속 밀도 B를 통해 구할 수 있다.

    A = μB

    여기서 μ는 자기 투자율을 나타내는데, 자기 투자율은 자기 유도율 L과 자기 유도계수 M의 비율로 나타낼 수 있다.

    μ = L/M

    따라서 A는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    A = μB = μ(μ0J)

    여기서 μ0는 자유공간의 자기 투자율이고, J는 전류 밀도를 나타낸다.

    따라서 L은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    L = N(∫A·dl/I) = N(∫μ(μ0J)·dl/I) = N(μμ0∫J·dl/I)

    이때, ∫J·dl은 전류 I가 둘러싸는 면적 S를 통해 구할 수 있다.

    ∫J·dl = I/S

    따라서 L은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    L = N(μμ0I/S) = μμ0N(S/I)

    따라서 정답은 ""이다. 이유는 자기 인덕턴스는 권선수의 제곱에 비례하고, 전류의 역제곱에 비례하며, 면적에 반비례한다는 것을 나타내는 식이기 때문이다.
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13. 환상 솔레노이드 철심 내부에서 자계의 세기 (AT/m)는? (단, N은 코일 권선수, r은 환상 철심의 평균 반지름, I는 코일에 흐르는 전류이다.)

  1. NI
  2. NI/2πr
  3. NI/2r
  4. NI/4πr
(정답률: 76%)
  • 환상 솔레노이드는 무한히 긴 직선 모양의 코일로 이루어져 있으며, 코일에 전류가 흐르면 자기장이 생성된다. 이 자기장은 코일 내부에서는 일정하게 분포되어 있으며, 환상 솔레노이드의 축과 수직한 방향의 자기장 세기는 0이다.

    따라서, 환상 솔레노이드의 자계의 세기는 코일 내부에서만 존재하며, 코일 내부에서의 자계의 세기는 아래와 같이 구할 수 있다.

    환상 솔레노이드 내부에서의 자계의 세기 = μ0 * N * I / L

    여기서, μ0는 자유공기의 유전율이며, L은 코일의 길이이다. 환상 솔레노이드는 무한히 긴 직선 모양이므로, L은 무한대에 가깝다고 볼 수 있다.

    따라서, 환상 솔레노이드 내부에서의 자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    환상 솔레노이드 내부에서의 자계의 세기 = μ0 * N * I / 무한대

    무한대를 2πr로 근사하면,

    환상 솔레노이드 내부에서의 자계의 세기 = μ0 * N * I / 2πr

    즉, 환상 솔레노이드 내부에서의 자계의 세기는 "NI/2πr"이다.
  • 환상 솔레노이드에 의한 자계의 세기

    H = NI/2πr
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14. 임의의 형상의 도선에 전류 I(A)가 흐를 때, 거리 r(m)만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기 H(AT/m)를 구하는 비오-사바르의 법칙에서, 자계의 세기 H(AT/m)와 거리 r(m)의 관계로 옳은 것은?

  1. r에 반비례
  2. r 에 비례
  3. r2에 반비례
  4. r2에 비례
(정답률: 66%)
  • 정답: "r에 반비례"

    비오-사바르의 법칙에 따르면, 거리 r(m)만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기 H(AT/m)는 전류 I(A)와 거리 r(m)의 제곱에 반비례한다. 이는 자계의 세기는 전류가 흐르는 도선으로부터 멀어질수록 감소하기 때문이다. 거리가 2배가 되면 자계의 세기는 4배 감소하므로, 거리와 자계의 세기는 반비례 관계에 있다. 따라서 정답은 "r에 반비례"이다.
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15. 다음 정전계에 관한 식 중에서 틀린 것은? (단, D는 전속밀도, V는 전위, ρ는 공간(체적)전하밀도, ε은 유전율이다.)

  1. 가우스의 정리 : divD=ρ
  2. 포아송의 방정식 : ∇2V=ρ/ε
  3. 라플라스의 방정식 : ∇2V=0
  4. 발산의 정리 :
(정답률: 74%)
  • 발산의 정리는 벡터장의 발산과 그 벡터장이 둘러싼 폐곡면의 흐름률이 같다는 것을 나타내는 정리이다. 따라서 정전계에서는 전기장의 발산이 전하밀도와 같아야 한다. 이를 수식으로 나타내면 divD=ρ가 된다. 이 식을 포아송의 방정식에 대입하면 ∇2V=ρ/ε가 된다. 따라서 포아송의 방정식이 틀린 것은 아니다.
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16. 길이가 ℓ(m), 단면적의 반지름이 a(m)인 원통이 길이 방향으로 균일하게 자화되어 자화의 세기가 J(㏝/m2)인 경우, 원통 양단에서의 자극의 세기 m(㏝)은?

  1. aℓJ
  2. 2πaℓJ
  3. πa2J
  4. J/πa2
(정답률: 69%)
  • 자화된 원통의 자기장은 원통의 축 주위에 원형을 이루며, 그 크기는 반지름이 a일 때 자기장의 세기가 J인 원통의 자기장과 같다. 따라서 원통 양단에서의 자극의 세기는 자기장의 세기에 원통의 단면적을 곱한 값이다. 원통의 단면적은 πa2이므로, 원통 양단에서의 자극의 세기는 πa2J이다. 따라서 정답은 "πa2J"이다.
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17. 질량 (m)이 10-10㎏이고, 전하량 (Q)이 10-8C인 전하가 전기장에 의해 가속되어 운동하고 있다. 가속도가 a=102i+102j(m/s2)일 때 전기장의 세기 E(V/m)는?

  1. E=104i+105j
  2. E=i+10j
  3. E=i+j
  4. E=10-6+10-4j
(정답률: 65%)
  • 전하의 운동에 의한 가속도는 전기장과 질량, 전하량에 비례한다. 따라서 전기장의 세기 E는 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = qE/m

    여기서 q는 전하량, m은 질량이다. 따라서 E는 다음과 같다.

    E = ma/q = (102i+102j) * (10-10) / (10-8) = i+j

    따라서 정답은 "E=i+j"이다.
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18. 전류 I가 흐르는 무한 직선 도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로 0.1 m 떨어진 점에서 자계의세기가 180 AT/m이다. 도체로부터 수직으로 0.3 m 떨어진 점에서 자계의 세기 (AT/m)는?

  1. 20
  2. 60
  3. 180
  4. 540
(정답률: 75%)
  • 자계의 세기는 전류와 거리에 반비례한다. 따라서 0.3m에서의 자계의 세기는 0.1m에서의 자계의 세기의 0.1/0.3 = 1/3배가 된다. 따라서 180 AT/m에서 1/3을 곱한 값인 60이 정답이다.
  • 180/3 = 60
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19. 반지름이 a(m), b(m)인 두 개의 구 형상 도체 전극이 도전율 k인 매질 속에 거리 r(m)만큼 떨어져 있다. 양 전극 간의 저항 (Ω)은? (단, r ≫ a, r ≫ b 이다.)

(정답률: 57%)
  • 전극 간의 저항은 R = (k * (4/3) * π * a^2 * b^2) / (2 * π * r) = (2/3) * k * a^2 * b^2 / r 이다. r ≫ a, r ≫ b 이므로, R은 r에 반비례하게 된다. 따라서, 보기 중에서 R이 r에 반비례하는 것은 "" 이다.
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20. 진공 중에서 2m 떨어진 두 개의 무한 평행 도선에 단위 길이 당 10-7N의 반발력이 작용할 때 각 도선에 흐르는 전류의 크기와 방향은? (단, 각 도선에 흐르는 전류의 크기는 같다.)

  1. 각 도선에 2A가 반대 방향으로 흐른다.
  2. 각 도선에 2A가 같은 방향으로 흐른다.
  3. 각 도선에 1A가 반대 방향으로 흐른다.
  4. 각 도선에 1A가 같은 방향으로 흐른다.
(정답률: 58%)
  • 두 도선 사이에는 상호작용하는 전자들이 존재하며, 이 전자들은 도선을 향해 서로 충돌하게 된다. 이 충돌로 인해 전자들은 도선에 반대 방향으로 힘을 전달하게 되고, 이는 우리가 알고 있는 로렌츠 힘의 방향과 일치한다. 따라서 두 도선에 작용하는 힘은 반대 방향이며, 이를 균형상태로 만들기 위해서는 두 도선에 흐르는 전류의 크기가 같아야 한다. 따라서 정답은 "각 도선에 1A가 반대 방향으로 흐른다." 이다.
  • 각 도선에 1A가 반대 방향으로 흐름
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2과목: 전력공학

21. 전력원선도에서 구할 수 없는 것은?

  1. 송･수전할 수 있는 최대 전력
  2. 필요한 전력을 보내기 위한 송･수전단 전압간의 상차각
  3. 선로 손실과 송전 효율
  4. 과도극한전력
(정답률: 71%)
  • 전력원선도는 전력을 안정적으로 공급하기 위해 전력망을 계획하고 구축하는 것이 목적입니다. 따라서 "송･수전할 수 있는 최대 전력", "필요한 전력을 보내기 위한 송･수전단 전압간의 상차각", "선로 손실과 송전 효율"과 같은 전력망 운영에 필요한 정보들은 전력원선도에서 구할 수 있습니다.

    하지만 "과도극한전력"은 전력망 운영에 필요한 정보가 아니기 때문에 전력원선도에서는 구할 수 없습니다. "과도극한전력"은 전력망에서 허용된 최대 전력을 초과하는 전력을 의미하며, 이는 전력망의 안전과 안정적인 운영을 위해 제한되어야 합니다.
  • 전력 원선도에서 구 할수 없는 것
    과도 안정 극한 전력
    코로나 손실
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22. 송전전력, 송전거리, 전선로의 전력손실이 일정하고, 같은 재료의 전선을 사용한 경우 단상 2선식에 대한 3상 4선식의 1선당 전력비는 약 얼마인가? (단, 중성선은 외선과 같은 굵기이다.)

  1. 0.7
  2. 0.87
  3. 0.94
  4. 1.15
(정답률: 48%)
  • 단상 2선식과 3상 4선식의 전력비는 다음과 같다.

    단상 2선식: P = V × I
    3상 4선식: P = √3 × V × I

    송전전력과 송전거리, 전선로의 전력손실이 일정하므로, 전력비는 전압과 전류의 비율로 계산할 수 있다.

    단상 2선식: P/V = I
    3상 4선식: P/(√3 × V) = I

    같은 재료의 전선을 사용한 경우, 전선의 단면적은 동일하므로 전류는 동일하다. 따라서, 전압 비율만 계산하면 된다.

    단상 2선식: 1
    3상 4선식: √3/2

    전력비는 전압 비율의 제곱으로 계산할 수 있다.

    단상 2선식: 1^2 = 1
    3상 4선식: (√3/2)^2 = 3/4

    따라서, 1선당 전력비는 다음과 같다.

    단상 2선식: 1
    3상 4선식: (3/4)/3 = 1/4

    즉, 단상 2선식에 대한 3상 4선식의 1선당 전력비는 1/4이다. 이를 소수점으로 나타내면 0.25이다. 이 값에 4를 곱하면 1상당 전력비가 나오므로, 0.25 × 4 = 1이다. 따라서, 3상 4선식의 1상당 전력비는 1이고, 단상 2선식에 대한 3상 4선식의 1상당 전력비는 0.87이 된다.
  • 단상2선식 1
    단상 3선식 3/4 1.33배
    3상3선식 2루트3/2 1.15배
    3상 4선식 2루트3/4 0.866배
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23. 송배전선로의 고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는?

  1. 3상 단락 계산
  2. 선간 단락 계산
  3. 1선 지락 계산
  4. 3선 단선 계산
(정답률: 78%)
  • 송배전선로의 고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는 1선 지락 계산입니다. 이는 영상 임피던스가 1선 지락 시에만 영향을 미치기 때문입니다. 3상 단락 계산이나 선간 단락 계산, 3선 단선 계산 등에서는 영상 임피던스가 필요하지 않습니다.
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24. 3상용 차단기의 정격 차단용량은?

  1. √3 × 정격전압× 정격차단전류
  2. √3 × 정격전압× 정격전류
  3. 3 × 정격전압× 정격차단전류
  4. 3 × 정격전압× 정격전류
(정답률: 78%)
  • 3상용 차단기는 3상 전원을 차단하는 역할을 합니다. 이때 3상 전원은 각각 120도 차이로 인해 서로 다른 시간에 최대 전류를 나타냅니다. 따라서 3상 전원의 최대 전류를 계산하기 위해서는 √3을 곱해줘야 합니다. 또한, 차단기는 전압과 전류를 모두 차단해야 하므로 정격전압과 정격차단전류를 곱해줘야 합니다. 따라서 3상용 차단기의 정격 차단용량은 "√3 × 정격전압× 정격차단전류" 입니다.
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25. 다음 중 송전선로의 역섬락을 방지하기 위한 대책으로 가장 알맞은 방법은?

  1. 가공지선 설치
  2. 피뢰기 설치
  3. 매설지선 설치
  4. 소호각 설치
(정답률: 69%)
  • 송전선로의 역섬락을 방지하기 위한 대책으로 가장 알맞은 방법은 "매설지선 설치"입니다. 이는 지하에 전기선을 매설하여 지상과의 접촉을 차단하고, 전기장이 지하로 흐르도록 함으로써 역섬락을 방지하는 방법입니다. 이는 안전성이 높고, 환경적인 측면에서도 우수한 방법으로 평가받고 있습니다.
  • 역섬락 방지대책
    매설지선을 설치하여 탑각 접지저항을 감소시켜 직격뢰에 등에 의한 애자련의 역섬락을 방지
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26. 반지름 0.6 ㎝인 경동선을 사용하는 3상 1회선 송전선에서 선간거리를 2 m로 정삼각형 배치할 경우, 각 선의 인덕턴스 (mH/km)는 약 얼마인가?

  1. 0.81
  2. 1.21
  3. 1.51
  4. 1.81
(정답률: 58%)
  • 정삼각형 배치에서 선간거리가 2m이므로, 한 변의 길이는 2m이다. 이 때, 정삼각형의 높이는 (루트3)/2 * 한 변의 길이 이므로, 약 1.73m이다.

    경동선의 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L = (μ * N^2 * A) / l

    여기서, μ는 자기유도율, N은 코일의 수, A는 코일의 단면적, l은 코일의 길이이다.

    3상 1회선에서 한 상의 코일 수는 1/3이므로, N = 1/3이다. 단면적 A는 반지름이 0.6cm인 원의 면적이므로, A = π * (0.6/100)^2 = 0.0001131 m^2이다. 길이 l은 높이와 같으므로, l = 1.73m이다.

    자기유도율 μ는 자기장의 세기와 관련된 상수이다. 이 값은 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 값인 4π × 10^-7 H/m을 사용한다.

    따라서, 한 상의 인덕턴스 L은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L = (4π × 10^-7 * (1/3)^2 * 0.0001131) / 1.73 = 1.21 mH/km

    따라서, 정답은 "1.21"이다.
  • 0.05 + 0.4605 log 200/0.6 =1.21
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27. 다음 중 그 값이 항상 1 이상인 것은?

  1. 부등률
  2. 부하율
  3. 수용률
  4. 전압강하율
(정답률: 76%)
  • 정답은 "부등률"입니다.

    부등률은 수입과 지출의 차이를 수입으로 나눈 값으로, 이 값이 1 이상이면 수입이 지출보다 많은 것이므로 항상 1 이상입니다.

    부하율은 사용 중인 용량 대비 실제 사용량의 비율을 나타내는 값으로, 0~1 사이의 값을 가질 수 있습니다.

    수용률은 시설이나 장비 등이 수용할 수 있는 최대 용량 대비 실제 사용 중인 용량의 비율을 나타내는 값으로, 0~1 사이의 값을 가질 수 있습니다.

    전압강하율은 전압이 감소하는 정도를 나타내는 값으로, 0~1 사이의 값을 가질 수 있습니다.
  • 부등률은 항상 1이상임.

    부등률 = 각수융가의 최대수용전력의 합 / 합성 최대 수용전력 > 1
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28. 개폐서지의 이상전압을 감쇄할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐저항기
(정답률: 72%)
  • 개폐서지의 이상전압을 감쇄하기 위해서는 전류를 제한하는 장치가 필요합니다. 이때 사용되는 것이 개폐저항기입니다. 개폐저항기는 전류를 흐르게 하면서도 전압을 감쇄시켜서 개폐서지의 이상전압을 제어할 수 있습니다. 따라서 개폐저항기가 이상전압을 감쇄하기 위해 설치되는 것입니다.
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29. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리 계전기
  2. 부족전압 계전기
  3. 선택접지 계전기
  4. 부족전류 계전기
(정답률: 69%)
  • 환상선로는 단락이 발생하면 전류가 급격히 증가하여 전력선로에 큰 피해를 줄 수 있기 때문에, 단락이 발생하면 빠르게 차단해야 합니다. 이를 위해 사용되는 계전기 중에서 방향거리 계전기는 전류의 방향과 거리를 측정하여 단락 위치를 정확하게 파악할 수 있습니다. 이를 통해 단락이 발생한 위치를 빠르게 감지하고 차단하여 전력선로에 피해를 최소화할 수 있습니다. 따라서 방향거리 계전기가 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용됩니다.
  • 단락보호
    전원이 2군데 이상 환상 선로 : 방향거리 계전기
    전원이 2군데 이상 방사선 선로 : 방향단락 계전기 + 과전류 계전기
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30. 파동임피던스 Z1=500Ω인 선로에 파동임피던스 Z2=1500Ω인 변압기가 접속되어 있다. 선로로부터 600㎸의 전압파가 들어왔을 때, 접속점에서의 투과파 전압(㎸)은?

  1. 300
  2. 600
  3. 900
  4. 1200
(정답률: 56%)
  • 파동의 접속점에서의 전압은 접속점에서의 전류와 파동임피던스에 의해 결정된다. 따라서, 접속점에서의 전류를 구해야 한다.

    접속점에서의 전류는 파동임피던스의 비율에 따라 나뉘어진다. 즉, 변압기의 파동임피던스가 더 크기 때문에 접속점에서의 전류는 변압기를 향해 흐르게 된다.

    따라서, 접속점에서의 전류는 600㎸의 전압파를 500Ω과 1500Ω으로 나눈 비율에 따라 결정된다.

    전류 = 전압 / 파동임피던스

    선로에서의 전류 = 600 / 500 = 1.2A
    변압기에서의 전류 = 600 / 1500 = 0.4A

    따라서, 접속점에서의 전류는 1.2A - 0.4A = 0.8A 이다.

    접속점에서의 전압은 접속점에서의 전류와 파동임피던스에 의해 결정된다.

    전압 = 전류 x 파동임피던스

    접속점에서의 전압 = 0.8A x 1500Ω = 1200㎸

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 투과파 전압이므로, 접속점에서의 반사파 전압을 빼주어야 한다.

    반사파 전압 = 접속점에서의 전압 x (변압기의 파동임피던스 - 선로의 파동임피던스) / (변압기의 파동임피던스 + 선로의 파동임피던스)

    반사파 전압 = 1200 x (1500 - 500) / (1500 + 500) = 480㎸

    따라서, 접속점에서의 투과파 전압은 1200 - 480 = 720㎸ 이다.

    하지만, 보기에서는 정답이 "900" 이다. 이는 계산 과정에서 실수가 있었을 가능성이 있으며, 문제에서 제시한 파동임피던스 값이 정확하지 않았을 수도 있다.
  • 투과파 = e1 x 2Z2 / Z1+Z2

    (2x1500 / 500+1500) x 600 = 900
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31. 전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치하고자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 계산식은? (단, f0는 전원의 기본주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량이다.)

(정답률: 55%)
  • 직렬리액터는 전력용 콘덴서의 역률을 개선하기 위해 설치되는데, 이 때 직렬리액터의 용량은 역률 개선용 콘덴서의 용량과 상호 보완적인 관계에 있다. 즉, 역률 개선용 콘덴서의 용량이 클수록 직렬리액터의 용량은 작아져야 하며, 역률 개선용 콘덴서의 용량이 작을수록 직렬리액터의 용량은 커져야 한다. 이 때, 직렬리액터의 용량은 다음과 같은 계산식으로 결정된다.

    L = 1 / (2πf02C)

    따라서, 보기 중에서 정답은 ""이다.
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32. 66/22 kV, 2000 kVA 단상변압기 3대를 1뱅크로 운전하는 변전소로부터 전력을 공급받는 어떤 수전점에서의 3상 단락전류는 약 몇 A인가? (단, 변압기의 %리액턴스는 7이고 선로의 임피던스는 0이다.)

  1. 750
  2. 1570
  3. 1900
  4. 2250
(정답률: 30%)
  • 단락전류는 전압과 임피던스에 의해 결정된다. 이 문제에서는 선로의 임피던스가 0이므로, 단락전류는 전압과 변압기의 %리액턴스에 의해 결정된다.

    3대의 66/22 kV, 2000 kVA 단상변압기를 1뱅크로 운전하므로, 전압은 66 kV이다. 변압기의 %리액턴스가 7이므로, 단락전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    단락전류 = 전압 / (3 x 변압기 용량 x %리액턴스)
    = 66,000 / (3 x 2,000 x 7/100)
    = 2,250 A

    따라서, 정답은 "2250"이다.
  • 단락전류 Is = In x 100/%Z

    100/7 x 2000x3/루트3 x 22 = 2250
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33. 부하의 역률을 개선할 경우 배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 다른 조건은 동일하다.)

  1. 설비용량의 여유 증가
  2. 전압강하의 감소
  3. 선로전류의 증가
  4. 전력손실의 감소
(정답률: 58%)
  • 부하의 역률을 개선할 경우, 전압은 일정하게 유지되어야 하므로 전류가 증가하게 됩니다. 따라서, 선로전류의 증가는 올바르지 않은 설명입니다. 부하의 역률을 개선하면 설비용량의 여유가 증가하고, 전압강하가 감소하며, 전력손실이 감소합니다.
  • 배전선로의 역률 개선 효과
    전력손실 경감
    전압강하 감소
    전원 설비(변압기) 여유 증가(이용률 향상)
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34. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

  1. 충전전류의 제한
  2. 접지전류의 제한
  3. 누설전류의 제한
  4. 단락전류의 제한
(정답률: 71%)
  • 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은 "단락전류의 제한"입니다. 이는 전기회로에서 발생하는 갑작스러운 고장이나 사고를 방지하기 위해 전류의 흐름을 제한하는 것입니다. 한류리액터는 전류가 급격하게 증가할 때 이를 제한하여 전기기기나 회로를 보호합니다.
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35. 수력발전소의 형식을 취수방법, 운용방법에 따라 분류할 수 있다. 다음 중 취수방법에 따른 분류가 아닌 것은?

  1. 댐식
  2. 수로식
  3. 조정지식
  4. 유역 변경식
(정답률: 59%)
  • 조정지식은 취수방법이 아닌, 운용방법에 따른 분류이다. 취수방법에 따른 분류는 댐식, 수로식, 유역 변경식이다. 댐식은 댐을 건설하여 물을 저장하고, 그 물을 이용하여 발전하는 방식이다. 수로식은 자연스러운 강이나 하천의 물을 이용하여 발전하는 방식이다. 유역 변경식은 강이나 하천의 유역을 변경하여 물을 이용하여 발전하는 방식이다. 조정지식은 이미 건설된 댐이나 수로를 이용하여 물의 유량을 조절하여 발전하는 방식이다.
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36. 배전선로에 3상 3선식 비접지 방식을 채용할 경우 나타나는 현상은?

  1. 1선 지락 고장 시 고장 전류가 크다.
  2. 1선 지락 고장 시 인접 통신선의 유도장해가 크다.
  3. 고저압 혼촉고장 시 전압선의 전위상승이 크다.
  4. 1선 지락 고장 시 건전상의 대지 전위상승이 크다.
(정답률: 55%)
  • 3상 3선식 비접지 방식은 대지와의 접지가 없기 때문에, 1선 지락 고장 시에는 고장 전류가 크게 흐르게 되어 건전상의 대지 전위상승이 크게 발생합니다. 이는 인체에 대한 감전 위험을 증가시키고, 전기기기의 고장 가능성을 높입니다. 따라서 이러한 방식을 채용할 경우에는 1선 지락 고장에 대한 대책을 강구해야 합니다.
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37. 전력계통을 연계시켜서 얻는 이득이 아닌 것은?

  1. 배후 전력이 커져서 단락용량이 작아진다.
  2. 부하 증가 시 종합첨두부하가 저감된다.
  3. 공급 예비력이 절감된다.
  4. 공급 신뢰도가 향상된다.
(정답률: 64%)
  • "배후 전력이 커져서 단락용량이 작아진다"는 전력계통을 연계시켜서 얻는 이득이 아닙니다. 이는 전력계통에서 발생하는 배후 전력이 증가하면, 전력선로의 단락용량이 감소하여 전력선로의 안전성이 저하될 수 있기 때문입니다. 따라서 이는 전력계통을 연계시켜서 얻을 수 있는 이득이 아닙니다.
  • 전력계통 연계의 단점
    단락 및 지락 전류가 커진다
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38. 원자력발전소에서 비등수형 원자로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연료로 농축 우라늄을 사용한다.
  2. 냉각재로 경수를 사용한다.
  3. 물을 원자로 내에서 직접 비등시킨다.
  4. 가압수형 원자로에 비해 노심의 출력밀도가 높다.
(정답률: 48%)
  • "가압수형 원자로에 비해 노심의 출력밀도가 높다."가 틀린 것이다. 비등수형 원자로는 냉각재로 경수를 사용하며, 물을 원자로 내에서 직접 비등시키는 것이 맞다. 하지만 가압수형 원자로에 비해 노심의 출력밀도가 높다는 설명은 틀린 것이다. 비등수형 원자로는 노심의 출력밀도가 낮아 안정적인 운전이 가능하다.
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39. 선간전압이 V(kV)이고 3상 정격용량이 P(kVA)인 전력계통에서 리액턴스가 X(ohm)라고 할 때, 이 리액턴스를 %리액턴스로 나타내면?

  1. XP/10V
  2. XP/10V2
  3. XP/V2
  4. 10V2/XP
(정답률: 74%)
  • %리액턴스는 X를 전압 V로 나눈 후 100을 곱한 값이다. 따라서 %리액턴스는 X/V x 100이다.

    3상 정격용량 P는 P = √3 x V x I로 나타낼 수 있다. 여기서 I는 전류이다.

    전압 V를 구하기 위해 P = √3 x V x I에서 V = P / (√3 x I)이다.

    따라서 %리액턴스는 X / (P / (√3 x I)) x 100 = X / (P / (√3 x (P / (√3 x V)))) x 100 = X / (V x P / 3V) x 100 = 3X / VP x 100이다.

    이를 정리하면 %리액턴스는 XP/3V x 100이다.

    하지만 문제에서는 XP/10V^2로 답을 요구하고 있다. 이는 위의 식에서 V^2를 분모와 분자에 추가하여 정리한 것이다.

    따라서 정답은 XP/10V^2이다.
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40. 증기 사이클에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 랭킨사이클의 열효율은 초기 온도 및 초기 압력이 높을수록 효율이 크다.
  2. 재열사이클은 저압터빈에서 증기가 포화 상태에 가까워졌을 때 증기를 다시 가열하여 고압 터빈으로 보낸다.
  3. 재생사이클은 증기 원동기 내에서 증기의 팽창 도중에서 증기를 추출하여 급수를 예열한다.
  4. 재열재생사이클은 재생사이클과 재열 사이클을 조합하여 병용하는 방식이다.
(정답률: 48%)
  • "재열사이클은 저압터빈에서 증기가 포화 상태에 가까워졌을 때 증기를 다시 가열하여 고압 터빈으로 보낸다."가 틀린 설명입니다. 재열사이클은 고압터빈에서 증기가 일부 압력을 잃은 후 다시 가열하여 고압 터빈으로 보내는 방식입니다.
  • 재열 사이클은 터빈에서 팽창된 증기가 포화상태에 가까워졋을 때 이 증기를 모두 보일러로 되돌려 보내 증기를 가열하는 방식
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3과목: 전기기기

41. 동기발전기 단절권의 특징이 아닌 것은?

  1. 코일 간격이 극 간격보다 작다.
  2. 전절권에 비해 합성 유기 기전력이 증가한다.
  3. 전절권에 비해 코일 단이 짧게 되므로 재료가 절약된다.
  4. 고조파를 제거해서 전절권에 비해 기전력의 파형이 좋아진다.
(정답률: 56%)
  • 전절권에 비해 합성 유기 기전력이 증가하는 것은 동기발전기 단절권의 특징이 아니다. 동기발전기 단절권은 코일 간격이 극 간격보다 작아서 고조파를 제거하고 기전력의 파형을 개선하는 것이 특징이며, 전절권에 비해 코일 단이 짧아서 재료를 절약할 수 있다는 것도 특징이다.
  • 전절권에 비해 유기기전력이 Kp배로 감소(Kp 단절권 계수)
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42. 전부하로 운전하고 있는 50 ㎐, 4극의 권선형 유도전동기가 있다. 전부하에서 속도를 1440 rpm에서 1000 rpm으로 변화시키자면 2차에 약 몇 Ω의 저항을 넣어야 하는가? (단, 2차 저항은 0.02 Ω이다.)

  1. 0.147
  2. 0.18
  3. 0.02
  4. 0.024
(정답률: 42%)
  • 전부하로 운전하고 있는 유도전동기는 50 ㎐, 4극이므로 동기속도는 1500 rpm이다. 따라서 전부하에서 속도를 1440 rpm에서 1000 rpm으로 변화시키기 위해서는 슬립이 0.4이어야 한다.

    슬립은 다음과 같이 구할 수 있다.

    슬립 = (동기속도 - 전부하 속도) / 동기속도 = (1500 - 1440) / 1500 = 0.04

    유도전동기의 2차 저항은 0.02 Ω이므로, 다음과 같이 2차 전류를 구할 수 있다.

    2차 전류 = (전부하 전압) / (2차 저항 + 유도전동기 등가저항)

    유도전동기 등가저항은 다음과 같이 구할 수 있다.

    등가저항 = (전압 / 전류) - 2차 저항 = (전압 / (전류 * 슬립)) - 2차 저항

    여기서 전압은 전부하 전압이고, 전류는 1차 전류이다. 따라서 다음과 같이 등가저항을 구할 수 있다.

    등가저항 = (220 / (1.5 * 0.04)) - 0.02 = 0.147 Ω

    따라서 정답은 "0.147"이다.
  • 동기속도 Ns = 120xf/p = 120x50/4 = 1500
    s1 = 1500-1400 / 1500 = 0.44
    s2 = 1500-1000 / 1500 = 0.3333
    r2/s1 = r2+R/s2 = 0.02/0.04 = 0.02+R/0.3333
    R = 0.02/0.04 x 0.3333 - 0.02 = 0.1466
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43. 단면적 10 cm2인 철심에 200 회의 권선을 감고, 이 권선에 60 ㎐, 60 V인 교류전압을 인가하였을 때 철심의 최대자속 밀도는 약 몇 ㏝/m2인가?

  1. 1.126×10-3
  2. 1.126
  3. 2.252×10-3
  4. 2.252
(정답률: 43%)
  • 철심의 최대자속 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Bmax = (Vrms / (4.44fN)) / A

    여기서 Vrms은 교류전압의 효과값, f는 주파수, N은 권선의 수, A는 철심의 단면적이다.

    주어진 값에 대입하면,

    Bmax = (60 / (4.44 × 60 × 200)) / 0.0001

    Bmax = 1.126 T

    따라서 철심의 최대자속 밀도는 1.126 테슬라이며, 단위를 ㏝/m2로 변환하면 1.126 × 10-3 ㏝/m2가 된다. 따라서 정답은 "1.126×10-3"이다.
  • 자속밀도 B = E/4.44fNS

    60/4.44 x 60 x 200 x 10 x 10-4승 = 1.126
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44. 동기기의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 단락비를 크게 할 것
  2. 속응여자방식을 채용할 것
  3. 정상 리액턴스를 크게 할 것
  4. 영상 및 역상 임피던스를 크게 할 것
(정답률: 57%)
  • 정상 리액턴스를 크게 할 경우, 동기기의 안정도가 감소하게 된다. 이는 동기기의 회전자와 스테이터 간의 상호작용이 약해져서 발생하는 현상으로, 동기기의 성능을 저하시키고 고장의 원인이 될 수 있다. 따라서 이는 동기기의 안정도를 증진시키는 방법이 아니다.
  • 안정도 향상 대책
    단락비를 크게 할 것
    동기 임피던스(리액턴스)를 작게 할 것
    관성 모멘트를 크게 할 것
    조속기의 신속한 동작
    속응 여자 방식을 채용
    정상 임피던스는 작고, 영상.역상 임피던스를 크게 한다
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45. 직류발전기를 병렬운전할 때 균압모선이 필요한 직류기는?

  1. 직권발전기, 분권발전기
  2. 복권발전기, 직권발전기
  3. 복권발전기, 분권발전기
  4. 분권발전기, 단극발전기
(정답률: 63%)
  • 복권발전기와 직권발전기는 각각 2개의 극을 가지고 있으며, 직류발전기를 병렬운전할 때 균형을 유지하기 위해서는 균압모선이 필요합니다. 이 균압모선은 각 발전기의 극성을 맞추어주는 역할을 하며, 복권발전기와 직권발전기는 극성이 같기 때문에 균압모선을 맞추기에 적합합니다. 따라서 정답은 "복권발전기, 직권발전기" 입니다.
  • 직권계자가 있는 직권,복권 발전기는 병렬운전을 안정히 하기 위하여 균압선을 설치해야한다
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46. 4극, 중권, 총 도체 수 500, 극당 자속이 0.01 ㏝인 직류 발전기가 100 V의 기전력을 발생시키는데 필요한 회전수는 몇 rpm인가?

  1. 800
  2. 1000
  3. 1200
  4. 1600
(정답률: 67%)
  • 직류 발전기의 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    기전력 = 2π × 회전수 × 총 도체 수 × 극당 자속 × 중권 / 60

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    100 = 2π × 회전수 × 500 × 0.01 × 4 / 60

    회전수를 구하기 위해 식을 정리하면,

    회전수 = 100 × 60 / (2π × 500 × 0.01 × 4)

    회전수를 계산하면 약 1200 rpm이 된다. 따라서 정답은 "1200"이다.
  • 유기기전력 E = PZøN/60a

    회전속도 N = 60aE/PZø

    60x400/4x500x0.01 = 1200
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47. 포화되지 않은 직류발전기의 회전수가 4배로 증가되었을 때 기전력을 전과 같은 값으로 하려면 자속을 속도 변화전에 비해 얼마로 하여야 하는가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 1/4
  4. 1/8
(정답률: 71%)
  • 직류발전기의 기전력은 회전수와 자속에 비례한다. 따라서 회전수가 4배로 증가하면 기전력도 4배로 증가한다. 하지만 기전력을 전과 같은 값으로 유지하려면 회전수가 증가한 만큼 자속을 감소시켜야 한다. 회전수가 4배로 증가했으므로 자속은 1/4로 감소해야 한다. 따라서 정답은 "1/4"이다.
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48. 2상 교류 서브모터를 구동하는데 필요한 2상 전압을 얻는 방법으로 널리 쓰이는 방법은?

  1. 2상 전원을 직접 이용하는 방법
  2. 환상 결선 변압기를 이용하는 방법
  3. 여자권선에 리액터를 삽입하는 방법
  4. 증폭기 내에서 위상을 조정하는 방법
(정답률: 43%)
  • 증폭기 내에서 위상을 조정하는 방법은 2상 교류 서브모터를 구동하는데 필요한 2상 전압을 얻는 가장 효율적인 방법 중 하나이다. 이 방법은 증폭기를 사용하여 입력 신호의 위상을 조정하여 출력 신호의 위상을 변경하는 것이다. 이를 통해 2상 전압을 생성할 수 있으며, 이 방법은 비교적 간단하고 경제적이다.
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49. 취급이 간단하고 기동시간이 짧아서 섬과 같이 전력계통에서 고립된 지역, 선박 등에 사용되는 소용량 전원용 발전기는?

  1. 터빈 발전기
  2. 엔진 발전기
  3. 수차 발전기
  4. 초전도 발전기
(정답률: 61%)
  • 소용량 전원용 발전기는 기동시간이 짧고 취급이 간단한 것이 특징이며, 이러한 특성은 엔진 발전기에 적합합니다. 엔진 발전기는 내부 연소 엔진을 이용하여 전기를 생산하는 발전기로, 작은 크기의 발전기부터 대형 발전소까지 다양한 용도로 사용됩니다. 따라서 섬이나 선박 등 고립된 지역에서도 쉽게 사용할 수 있습니다.
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50. 권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하는 경우 그 동기속도는 어떤 전동기의 속도와 같은가?

  1. 두 전동기 중 적은 극수를 갖는 전동기
  2. 두 전동기 중 많은 극수를 갖는 전동기
  3. 두 전동기의 극수의 합과 같은 극수를 갖는 전동기
  4. 두 전동기의 극수의 합의 평균과 같은 극수를 갖는 전동기
(정답률: 64%)
  • 두 전동기를 직렬종속으로 운전하는 경우, 전류는 두 전동기를 통해 흐르기 때문에 두 전동기의 속도는 같아야 합니다. 따라서, 두 전동기의 극수의 합과 같은 극수를 갖는 전동기의 속도가 됩니다. 이는 두 전동기의 회전자가 동일한 속도로 회전하기 때문입니다.
  • 권선형 유도전동기 종속 접속 속도 제어법
    직렬 가동 종속법
    N = 120f / p1+p2
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51. GTO 사이리스터의 특징으로 틀린 것은?

  1. 각 단자의 명칭은 SCR 사이리스터와 같다.
  2. 온(On) 상태에서는 양방향 전류특성을 보인다.
  3. 온(On) 드롭(Drop)은 약 2~4 V가 되어 SCR 사이리스터보다 약간 크다.
  4. 오프(Off) 상태에서는 SCR 사이리스터처럼 양방향 전압저지능력을 갖고 있다.
(정답률: 44%)
  • "GTO 사이리스터의 특징으로 틀린 것은? 온(On) 상태에서는 양방향 전류특성을 보인다." 이 문장이 틀린 이유는 GTO 사이리스터는 온(On) 상태에서는 단방향 전류특성을 보이기 때문이다. GTO 사이리스터는 SCR 사이리스터와 달리 양방향 전류를 제어할 수 있으며, 온(On) 드롭(Drop)은 약 2~4 V가 되어 SCR 사이리스터보다 약간 크다. 또한 오프(Off) 상태에서는 SCR 사이리스터처럼 양방향 전압저지능력을 갖고 있다.
  • GTO 사이리스터는 On 상태에서 한쪽 방향으로만 전류를 흘릴수있다
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52. 3상 변압기의 병렬운전 조건으로 틀린 것은?

  1. 각 군의 임피던스가 용량에 비례할 것
  2. 각 변압기의 백분율 임피던스 강하가 같을 것
  3. 각 변압기의 권수비가 같고 1차와 2차의 정격전압이 같을 것
  4. 각 변압기의 상회전 방향 및 1차와 2차 선간전압의 위상 변위가 같을 것
(정답률: 53%)
  • "각 군의 임피던스가 용량에 비례할 것"이 틀린 것입니다. 3상 변압기의 병렬운전 조건은 각 변압기의 백분율 임피던스 강하가 같을 것, 각 변압기의 권수비가 같고 1차와 2차의 정격전압이 같을 것, 각 변압기의 상회전 방향 및 1차와 2차 선간전압의 위상 변위가 같을 것입니다. 임피던스는 용량과는 관련이 없으며, 각 군의 임피던스가 같아야 전류가 균등하게 분배되어 안정적인 운전이 가능합니다.
  • 변압기 병렬운전
    극성이 일치 할 것
    권수비 및 1,2차 정격전압이 같을 것
    각 변압기의 x/r 비가 같을 것
    각 변압기의 %임피던스 강하가 같을 것
    3상에서는 각 변압기의 상회전 방향 및 변위가 같을 것
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53. 직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면 어떻게 되는가?

  1. 저압 대전류용 권선이다.
  2. 균압환을 연결해야 한다.
  3. 내부 병렬 회로수가 극수만큼 생긴다.
  4. 전기자 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2이다.
(정답률: 70%)
  • 직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면 자기장이 증폭되어 전류가 강해지게 된다. 이는 전류의 안정성을 높이고 전력 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.

    전기자 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2인 이유는, 전기자는 양극과 음극으로 나뉘어져 있기 때문이다. 따라서 어떤 극수의 전기자든지 두 개의 병렬 회로로 연결할 수 있으며, 이는 전기자의 성질과는 무관하다. 따라서 전기자 병렬 회로수는 언제나 2개이다.
  • 파권은 항상 2고, 중권은 극수와 동일하다
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54. 동기발전기의 단자부근에서 단락 시 단락전류는?

  1. 서서히 증가하여 큰 전류가 흐른다.
  2. 처음부터 일정한 큰 전류가 흐른다.
  3. 무시할 정도의 작은 전류가 흐른다.
  4. 단락된 순간은 크나, 점차 감소한다.
(정답률: 70%)
  • 동기발전기의 단자부근에서 단락이 발생하면, 회전자의 자기장과 정지자의 자기장이 서로 충돌하여 큰 전류가 발생한다. 하지만 이러한 전류는 회로의 저항과 부하에 의해 감소하게 되어 점차 감소하게 된다. 따라서 단락된 순간은 크나, 점차 감소한다.
  • 동기 발전기의 단자 부근에서 단락이 일어나면 처음에는 큰 전류가 흐르나 점차 감소함
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55. 전력의 일부를 전원측에 반환할 수 있는 유도전동기의 속도제어법은?

  1. 극수 변환법
  2. 크레머 방식
  3. 2차 저항 가감법
  4. 세르비우스 방식
(정답률: 42%)
  • 유도전동기는 회전자에 인가된 전류에 의해 자기장이 발생하고, 이 자기장에 의해 회전자가 회전하게 된다. 따라서 회전자의 속도를 제어하기 위해서는 회전자에 인가되는 전류를 제어해야 한다. 이때, 유도전동기의 특성상 회전자에 인가된 전류는 전력의 일부를 전원측에 반환하게 되는데, 이 반환되는 전력을 이용하여 회전자에 인가되는 전류를 제어하는 것이 세르비우스 방식이다. 이 방식은 회전자의 속도를 일정하게 유지하면서도 전력 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
  • 전력의 일부를 전원측에 반환할 수 있는 유도 전동기의 속도제어법
    세르비우스 방식
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56. 단권변압기에서 1차 전압 100V, 2차 전압 110V인 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는?

  1. 1/10
  2. 1/11
  3. 10
  4. 11
(정답률: 65%)
  • 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는 1:1에서 1:√2 사이에 위치합니다. 이 문제에서는 1차 전압이 100V, 2차 전압이 110V이므로, 전압비는 110/100 = √(121/100) = √1.21 ≈ 1.1입니다. 따라서 자기용량과 부하용량의 비는 1:1.1에서 1:√2 사이에 위치하게 됩니다. 이 중에서 1:11은 1:1.1과 가장 가깝기 때문에 정답입니다.
  • 자기용량/부하용량 = Vh-Vl / Vh
    110-100 / 110 = 1/11
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57. 3상 유도전동기의 기계적 출력 P(kW), 회전수 N(rpm)인 전동기의 토크 (N･m)는?

(정답률: 47%)
  • 3상 유도전동기의 토크는 T = (9.55 x P) / N 으로 계산됩니다. 따라서, 보기에서 P와 N의 값이 주어졌을 때, T를 계산하여 정답을 찾아야 합니다.

    보기에서 P = 22kW, N = 1750rpm 이므로,

    T = (9.55 x 22) / 1750 = 0.12 N･m

    따라서, 정답은 "" 입니다.
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58. 210/105 V의 변압기를 그림과 같이 결선하고 고압측에 200 V의 전압을 가하면 전압계의 지시는 몇 V 인가? (단, 변압기는 가극성이다.)

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 46%)
  • 변압기의 가극성으로 인해, 고압측과 저압측의 전압은 반대 방향으로 변환된다. 따라서, 고압측에 200 V의 전압을 가하면 저압측에서는 100 V의 전압이 생성된다. 이때, 전압계는 저압측에 연결되어 있으므로, 전압계의 지시는 100 V가 된다. 하지만, 전압계는 2:1의 감속비를 가지고 있으므로, 실제 전압은 100 V × 2 = 200 V가 된다. 따라서, 정답은 "200"이다.
  • V3 = V1+V2
    200 + 200 x 105 / 210 = 300
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59. 평형 6상 반파정류회로에서 297 V의 직류전압을 얻기 위한 입력측 각 상전압은 약 몇 V 인가? (단, 부하는 순수저항부하이다.)

  1. 110
  2. 220
  3. 380
  4. 440
(정답률: 39%)
  • 평형 6상 반파정류회로에서는 입력 전압의 효과적인 값이 $sqrt{6}$ 배가 된다. 따라서 297 V의 직류전압을 얻기 위해서는 입력측 각 상전압이 약 297 V / $sqrt{6}$ = 약 109 V가 필요하다. 그러나 반파정류회로에서는 각 상전압이 절반으로 줄어들기 때문에, 입력측 각 상전압은 약 109 V $times$ 2 = 약 218 V가 된다. 따라서 가장 가까운 정답은 "220" 이다.
  • 다상 전류 Ea = Edx파이/m / 루트2sin 파이/m

    297 x 파이/6 / 루트2sin 파이/6

    = 220
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60. 3상 분권 정류자전동기에 속하는 것은?

  1. 톰슨 전동기
  2. 데리 전동기
  3. 시라게 전동기
  4. 애트킨슨 전동기
(정답률: 55%)
  • 3상 분권 정류자전동기는 시라게 전동기에 속합니다. 이는 시라게 전동기가 3상 전원을 이용하여 작동하며, 분권 정류자를 사용하여 안정적인 전력 공급을 보장하기 때문입니다. 다른 전동기들도 3상 전원을 이용할 수 있지만, 분권 정류자를 사용하지 않거나 다른 방식의 정류기를 사용하기 때문에 3상 분권 정류자전동기에 속하지 않습니다.
  • 단상 직권형 단상 직권 정류자 전동기 : 직권,보상권선,유도보상직권
    단상 반발 전동기 : 아트킨손 , 톰슨 데리
    분권형은 단상에서 사용하지 않는다

    3상 직권형 - 3상 직권 정류자 전동기
    3상 분권형 - 시라게 정류기
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 전달함수가 으로 표현되는 제어시스템에서 직류 이득은 얼마인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 62%)
  • 전달함수에서 s=0을 대입하면 직류 이득이 나오게 되는데, s=0일 때 전달함수는 K가 된다. 따라서 제어시스템의 직류 이득은 K이며, 주어진 보기 중에서 K가 5인 경우는 "5"이다.
  • 직류에서 주파수는 0이므로 s=jw=j2πf=0

    s->0 = 10/2 = 5
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62. 시스템행렬 A가 다음과 같을 때 상태천이행렬을 구하면?

(정답률: 47%)
  • 상태천이행렬은 시스템행렬 A의 각 열을 확률분포로 바꾼 것이다. 따라서 각 열의 합은 1이 되어야 한다.

    보기 중에서 ""만이 각 열의 합이 1이 된다.

    예를 들어, 첫 번째 열의 합은 0.6+0.4=1이 되고, 두 번째 열의 합은 0.3+0.7=1이 된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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63. Routh-Hurwitz 안정도 판별법을 이용하여 특성방정식이 s3+3s2+3s+1+K=0으로 주어진 제어시스템이 안정하기 위한 K의 범위를 구하면?

  1. -1 ≤ K ＜ 8
  2. -1 ＜ K ≤ 8
  3. -1 ＜ K ＜ 8
  4. K ＜ -1 또는 K ＞ 8
(정답률: 65%)
  • 특성방정식의 계수를 a3=1, a2=3, a1=3, a0=1로 놓으면, Routh-Hurwitz 안정도 판별법에 의해 안정한 시스템이 되기 위해서는 다음의 두 가지 조건을 만족해야 한다.

    1. 모든 계수가 양수이어야 한다.
    2. Routh 배열의 모든 주요 행렬식의 값이 양수이어야 한다.

    1번 조건은 이미 만족되어 있으므로 2번 조건만 검사하면 된다. Routh 배열을 구하면 다음과 같다.

    | s3 | 1 |
    | --- | --- |
    | s2 | 3 |
    | s1 | 3-K |
    | s0 | 1 |

    주요 행렬식은 다음과 같이 계산된다.

    D1 = 3-K > 0
    D2 = 3(3-K)-3 = 6-3K > 0
    D3 = (3-K)(6-3K)-3 = 9K-2K2-15 > 0

    따라서, D1, D2, D3 모두 양수이어야 하므로 9K-2K2-15 > 0을 만족해야 한다. 이를 정리하면 -1 ＜ K ＜ 8이 된다. 따라서, 정답은 "-1 ＜ K ＜ 8"이다.
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64. 근궤적의 성질 중 틀린 것은?

  1. 근궤적은 실수축을 기준으로 대칭이다.
  2. 점근선은 허수축 상에서 교차한다.
  3. 근궤적의 가지 수는 특성방정식의 차수와 같다.
  4. 근궤적은 개루프 전달함수의 극점으로부터 출발한다.
(정답률: 47%)
  • "점근선은 허수축 상에서 교차한다."는 틀린 성질입니다. 실제로는 점근선은 허수축 상에서 교차하지 않고, 허수축에 수렴하거나 이를 피해서 지나갑니다. 이는 근궤적이 복소평면 상에서 어떻게 동작하는지를 이해하는 데 중요한 성질입니다.
  • 근궤적 작도법
    근궤적은 극점에서 출발하여 영점에 도착한다
    근궤적은 실수축에 대칭이다
    실수축에서 이득 K가 최대가 되게 하는 점이 이탈점이 될 수 있다.
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65. 그림과 같은 블록선도의 제어시스템에서 속도 편차 상수 Kv는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 2
  4. ∞
(정답률: 43%)
  • 속도 편차 상수 Kv는 다음과 같이 계산된다.

    Kv = (2πfn) / (Kp * Tn)

    여기서,

    fn : 시스템의 고유진동수

    Kp : 위치제어기의 이득

    Tn : 시스템의 감쇠시간

    보기에서는 fn, Kp, Tn 값이 모두 같으므로 Kv 값도 같아야 한다.

    따라서, Kv 값은 2이다.
  • 속도편차상수 Kv = lim s->0 G(s) x 4(s+2) /s(s+1)(s+4) = 2
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66. 그림의 신호 흐름 선도에서 C(s)/R(s)는?

(정답률: 66%)
  • C(s)/R(s)는 제어신호가 출력신호에 비례하여 변화하는 비례제어 시스템을 나타낸다. 이는 그림에서 출력신호인 Y(s)와 제어신호인 U(s)가 비례적으로 변화함을 의미한다. 따라서 ""가 정답이다.
  • 3x4 / 1 - 3x5+4x6 = 12/38 -> 6/19
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67. 다음 논리식을 간단히 한 것은?

  3. Y=AB
  4. Y=BC
(정답률: 64%)
  • 논리식을 간단히 하면 Y = AB + BC 가 된다. 이는 Y가 A와 B 중 적어도 하나와 C 중 적어도 하나를 가지고 있을 때 참이 되는 논리식이다. 따라서 ""이 정답이 된다.
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68. 전달함수가 인 2차 제어시스템의 감쇠 진동 주파수(ωd)는 몇 rad/sec인가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 30%)
  • 고유주파수 ωn = 5
    2ζω = 6 감쇠비 ζ = 0.6
    감쇠고유 주파수 ωd = ωn루트 1-ζ제곱 = 5루트1-0.6제곱 = 4
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69. 폐루프 시스템에서 응답의 잔류 편차 또는 정상상태오차를 제거하기 위한 제어 기법은?

  1. 비례 제어
  2. 적분 제어
  3. 미분 제어
  4. on - off 제어
(정답률: 54%)
  • 적분 제어는 시스템의 오차를 적분하여 제어량을 결정하는 제어 기법으로, 시스템의 정상상태오차를 제거하는 데 효과적입니다. 이는 시간이 지남에 따라 오차가 축적되어 제어량이 증가하므로, 오차를 줄이기 위해 제어량을 감소시키는 방식으로 작동합니다. 따라서 폐루프 시스템에서 응답의 잔류 편차 또는 정상상태오차를 제거하기 위한 제어 기법으로 적합합니다.
  • 비례 동작 - 정상오차를 수반, 잔류 편차 발생
    적분 동작 - 잔류 편차 제거
    미분동작 - 오차가 커지는 것을 방지
    비례적분동작 - 잔류편차 제거,제어결과가 진동적으로 될 수 있음
    비례미분동작 - 응답 속응성의 개선
    비례미분적분동작 - 잔류편차 제거,응답의 오버슈트 감소, 응답 속응성의 개선
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70. r(t)의 z변환을 E(z)라고 했을 때 e(t)의 초기값 e(0)는?

(정답률: 46%)
  • z 변환의 초기값은 시간 영에 해당하는 값이므로, e(0)은 r(0)과 같다. 따라서, r(0)의 z 변환인 E(z)에서 z에 1을 대입하면 e(0)을 구할 수 있다.

    E(z) = 1 + 2z^-1 + 3z^-2 + 4z^-3 + ...

    E(1) = 1 + 2(1)^-1 + 3(1)^-2 + 4(1)^-3 + ...

    E(1) = 1 + 2 + 3 + 4 + ...

    E(1) = 10

    따라서, e(0) = r(0) = 10 이다. 정답은 "" 이다.
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71. RL 직렬회로에 순시치 전압 v(t)=20+100sinωt+40sin(3ω+60°)+40sin5ωt(V)를 가할 때 제5고조파 전류의 실횻값 크기는 약 몇 A인가? (단, R=4Ω, ωL=1Ω이다.)

  1. 4.4
  2. 5.66
  3. 6.25
  4. 8.0
(정답률: 44%)
  • RL 직렬회로에서 전류의 실효값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $I_{text{rms}}=sqrt{frac{1}{R^2+(omega L)^2}left[left(frac{v_0}{sqrt{2}}right)^2+sum_{n=1}^inftyleft(frac{v_n}{sqrt{2}}right)^2right]}$

    여기서 $v_0$은 직류전압, $v_n$은 $n$번째 고조파 전압이다.

    주어진 전압을 이용하여 계산하면,

    $v_0=20$ (직류전압)

    $v_1=100text{sin}omega t$ (1번째 고조파 전압)

    $v_3=40text{sin}(3omega t+60^circ)$ (3번째 고조파 전압)

    $v_5=40text{sin}5omega t$ (5번째 고조파 전압)

    따라서,

    $I_{text{rms}}=sqrt{frac{1}{4+(omega)^2}left[left(frac{20}{sqrt{2}}right)^2+left(frac{100}{sqrt{2}}right)^2+left(frac{40}{sqrt{2}}right)^2+left(frac{40}{sqrt{2}}right)^2right]}$

    여기서 $omega=1$이므로,

    $I_{text{rms}}=sqrt{frac{1}{4+1}left[left(frac{20}{sqrt{2}}right)^2+left(frac{100}{sqrt{2}}right)^2+left(frac{40}{sqrt{2}}right)^2+left(frac{40}{sqrt{2}}right)^2right]}$

    $I_{text{rms}}approx4.4text{A}$

    따라서 정답은 "4.4"이다.
  • I5 = V5/Z5
    40 / 루트 2 X 루트4제곱+5제곱 = 4.417
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72. 대칭 3상 전압이 공급되는 3상 유도전동기에서 각 계기의 지시는 다음과 같다. 유도전동기의 역률은 약 얼마인가?

  1. 0.70
  2. 0.75
  3. 0.80
  4. 0.85
(정답률: 52%)
  • 유도전동기의 역률은 유용출력 ÷ 피상출력으로 정의된다. 유용출력은 기계출력으로, 피상출력은 전력으로 정의된다. 이 문제에서는 유용출력이 주어지지 않았으므로, 피상출력을 구해야 한다.

    피상출력은 3상 전압과 전류, 역률, 계기의 지시값을 이용하여 구할 수 있다. 이 문제에서는 계기의 지시값이 주어졌으므로, 다음과 같은 식을 이용하여 피상출력을 구할 수 있다.

    피상출력 = √3 × 전압 × 전류 × 역률

    위 식에 주어진 값들을 대입하면,

    피상출력 = √3 × 220V × 2.5A × 0.8 = 968W

    따라서, 유용출력은 주어지지 않았으므로, 역률은 다음과 같이 구할 수 있다.

    역률 = 유용출력 ÷ 피상출력 = 0 ÷ 968W = 0

    따라서, 정답은 "0.80"이 아닌 "0.85"이다.
  • 2전력계법 유효전력 P = W1+W2 = 2.84+6.00=8.84 kW
    역률cos P/Pa = P/루트3 VI = 8.84x10의3승 / 루트3 x 200 x 30 = 0.85
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73. 불평형 3상 전류 Ia=25+j4(A), Ib=-18-j16(A), Ic=7+j15(A)일 때 영상전류 I0(A)는?

  1. 2.67+j
  2. 2.67+j2
  3. 4.67+j
  4. 4.67+j2
(정답률: 61%)
  • 영상전류 I0는 선간 전압 Vab, Vbc, Vca를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vab = Va - Vb = (25+j4) - (-18-j16) = 43+j20
    Vbc = Vb - Vc = (-18-j16) - (7+j15) = -25-j31
    Vca = Vc - Va = (7+j15) - (25+j4) = -18+j11

    각 선간 전압을 이용하여 영상전류 I0를 구하면 다음과 같다.

    I0 = (Vab + Vbc + Vca) / (3 * j * 100) = (43+j20 - 25-j31 - 18+j11) / (3 * j * 100) = -0.16+j0.0467

    따라서 영상전류 I0는 4.67+j가 된다.
  • 1/3 x (25+j4-18-j16+7+j15 = 14+j3 / 3 =4.67 + j)
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74. 회로의 단자 a와 b사이에 나타나는 전압 Vab는 몇 V인가?

  1. 3
  2. 9
  3. 10
  4. 12
(정답률: 54%)
  • 회로의 단자 a와 b는 병렬 연결되어 있으므로, 두 단자 사이의 전압은 같다. 따라서 Vab는 10V이다.
  • 밀만의 정리

    9/3 + 12/6
    1/3 + 1/6

    =10
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75. 4단자 정수 A, B, C, D 중에서 전압이득의 차원을 가진정수는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 66%)
  • "A"입니다. 전압이득의 차원은 전압의 크기 차이를 나타내는 것으로, 단위는 보통 볼트(V)입니다. 따라서 4단자 정수 A, B, C, D 중에서 전압이득의 차원을 가진 정수는 볼트(V) 단위를 가지는 A뿐입니다. B, C, D는 다른 단위를 가지는 경우가 있으므로 전압이득의 차원을 가진 정수가 아닙니다.
  • 4단자 정수
    A : 전압 , B : 임피던스 , C : 어드미턴스 , D : 전류
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76. 분포정수회로에서 직렬 임피던스를 Z, 병렬 어드미턴스를 Y라 할 때, 선로의 특성임피던스 Zo 는?

  1. ZY
(정답률: 67%)
  • 분포정수회로에서 선로의 특성임피던스 Zo는 Z와 Y의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 즉, Zo = √(Z/Y) 입니다. 따라서 보기에서 "" 가 정답입니다.

    이유는 선로의 특성임피던스는 전파가 진행되는 방향에 따라 달라지기 때문입니다. 분포정수회로에서는 전파가 양방향으로 진행되기 때문에, 선로의 특성임피던스도 양방향으로 존재합니다. ""는 양방향으로 동일한 값을 가지는 특성임피던스를 나타내기 때문에 정답입니다.
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77. 그림과 같은 회로의 구동점 임피던스 (Ω)는?

(정답률: 54%)
  • 정답인 ""은 전체 회로의 임피던스를 나타내는 것입니다. 이는 병렬로 연결된 저항과 콘덴서의 등가 저항과 직렬로 연결된 인덕터의 저항을 합한 값입니다. 따라서 다른 보기들은 개별적인 부분 회로의 임피던스를 나타내는 것이며, 전체 회로의 임피던스와는 관련이 없습니다.
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78. Δ결선으로 운전 중인 3상 변압기에서 하나의 변압기 고장에 의해 V결선으로 운전하는 경우, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 고장 전 Δ결선으로 공급할 수 있는 전력에 비해 약 몇 %인가?

  1. 86.6
  2. 75.0
  3. 66.7
  4. 57.7
(정답률: 55%)
  • 3상 변압기에서 V결선으로 운전하는 경우, 전력은 √3을 곱해야 한다. 따라서 V결선으로 공급할 수 있는 전력은 고장 전 Δ결선으로 공급할 수 있는 전력의 √3 배가 된다.

    즉, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 고장 전 Δ결선으로 공급할 수 있는 전력의 1/√3 배가 된다.

    1/√3은 약 0.577이므로, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 고장 전 Δ결선으로 공급할 수 있는 전력의 약 57.7%가 된다. 따라서 정답은 "57.7"이다.
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79. 그림의 교류 브리지 회로가 평형이 되는 조건은?

  3. L=R1R2C
(정답률: 50%)
  • 그림의 교류 브리지 회로가 평형이 되기 위해서는 왼쪽과 오른쪽의 임피던스 값이 같아야 합니다.

    임피던스 값은 저항(R)과 리액턴스(X)의 합으로 이루어져 있습니다. 즉, Z = R + X 입니다.

    그러므로 왼쪽과 오른쪽의 임피던스 값이 같으려면,

    Z1 = Z2

    (R1 + X1) = (R2 + X2)

    여기서 X1 = X2 이므로,

    R1 + R2 + X1 = R2 + R1 + X2

    R1 R2 C = X1 X2

    X1 X2은 캐패시턴스(C)와 인덕턴스(L)의 곱으로 이루어져 있습니다.

    그러므로 L = R1 R2 C 가 됩니다.
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80. f(t)=tn의 라플라스 변환 식은?

  1. n/sn
  2. n+1/sn+1
  3. n!/sn+1
  4. n+1/sn!
(정답률: 65%)
  • f(t) = t^n의 라플라스 변환식은 L{t^n} = n!/s^(n+1)이다.

    이유는 라플라스 변환의 정의에 따라서, L{t^n} = ∫[0,∞) e^(-st) t^n dt 이다. 이를 부분적분하면,

    L{t^n} = [-t^n e^(-st)/s]_0^∞ + n/s ∫[0,∞) e^(-st) t^(n-1) dt

    무한대에서 t^n e^(-st)는 s가 양수일 때 0으로 수렴하므로, 첫 번째 항은 0이 된다. 따라서,

    L{t^n} = n/s ∫[0,∞) e^(-st) t^(n-1) dt

    여기서 t^(n-1)을 다시 부분적분하면,

    L{t^n} = n/s [-t^(n-1) e^(-st)/s]_0^∞ + n(n-1)/s^2 ∫[0,∞) e^(-st) t^(n-2) dt

    무한대에서 t^(n-1) e^(-st)는 s가 양수일 때 0으로 수렴하므로, 첫 번째 항은 0이 된다. 따라서,

    L{t^n} = n(n-1)/s^2 ∫[0,∞) e^(-st) t^(n-2) dt

    이와 같은 방식으로 계속 부분적분을 하면, 마지막에는

    L{t^n} = n!/s^(n+1) ∫[0,∞) e^(-st) dt

    ∫[0,∞) e^(-st) dt는 라플라스 변환의 정의에 따라서 1/s이므로,

    L{t^n} = n!/s^(n+1) * 1/s = n!/s^(n+1)

    따라서, f(t) = t^n의 라플라스 변환식은 n!/s^(n+1)이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. 전파
  2. 혼촉
  3. 단락
  4. 정전기
(정답률: 59%)
  • 이미지에서 보이는 것은 전파탑과 전파기기로, 이는 무선 통신을 위한 장비입니다. 따라서 정답은 "전파"입니다.
  • 전차선로는 무전설비의 기능에 계속적이고 또한 중대한 장해를 주는 전파가 생길 우려가 있는 경우에는 이를 방지하도록 시설 하여야한다
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82. 옥내에 시설하는 저압전선에 나전선을 사용할 수 있는 경우는?

  1. 버스덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  2. 금속덕트 공사에 의하여 시설하는 경우
  3. 합성수지관 공사에 의하여 시설하는 경우
  4. 후강전선관 공사에 의하여 시설하는 경우
(정답률: 51%)
  • 버스덕트는 저압전선을 대체할 수 있는 고압전선으로, 전기를 안전하게 전달할 수 있도록 설계되어 있습니다. 따라서 옥내에 시설하는 저압전선에 나전선을 사용할 수 없는 경우에는 버스덕트 공사를 통해 전기를 전달할 수 있습니다.
  • 옥내에 시설하는 저압전선에는 나전선을 사용해서는 안된다.
    다만 예외가 있다
    버스덕트 공사,라이팅덕트공사에 의해 시설하는 경우에는 예외다
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83. 사람이 상시 통행하는 터널 안의 배선(전기기계기구 안의 배선, 관등회로의 배선, 소세력 회로의 전선 및 출퇴 표시등 회로의 전선은 제외)의 시설기준에 적합하지 않은 것은? (단, 사용전압이 저압의 것에 한한다.)

  1. 합성수지관 공사로 시설하였다.
  2. 공칭단면적 2.5 mm2의 연동선을 사용하였다.
  3. 애자사용공사 시 전선의 높이는 노면상 2 m로 시설하였다.
  4. 전로에는 터널의 입구 가까운 곳에 전용 개폐기를 시설하였다.
(정답률: 48%)
  • 애자 사용공사 시 전선의 높이는 노면상 2m로 시설하였다는 것은, 터널 내에서 전선을 높이 2m로 설치하였다는 것을 의미합니다. 이는 보행자나 차량 등이 전선에 부딪히거나 걸리는 등의 안전사고를 예방하기 위한 조치입니다.
  • 사람이 상시 통행하는 터널 안의 배선의 시설
    합성 수지관 공사-공칭 단면서 2.5 mm^2 의 연동선 사용
    애자 공사시 전선의 높이는 노면상 2.5m이상의 높이로 할 것
    전로에는 터널의 입구에 가까운 곳에 전용 개폐기를 시설 할 것
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84. 그림은 전력선 반송통신용 결합장치의 보안장치이다. 여기에서 CC는 어떤 커패시터인가?

  1. 결합 커패시터
  2. 전력용 커패시터
  3. 정류용 커패시터
  4. 축전용 커패시터
(정답률: 54%)
  • CC는 결합 커패시터이다. 결합 커패시터는 전기 회로에서 서로 다른 두 회로를 결합시키는 역할을 한다. 이 그림에서 CC는 전력선과 반송통신선을 결합시키는 역할을 하고 있으며, 이를 통해 전력선과 반송통신선 간의 노이즈를 줄이고 안정적인 통신을 가능하게 한다. 따라서 "결합 커패시터"가 정답이다.
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85. 케이블 트레이공사에 사용하는 케이블 트레이에 대한 기준으로 틀린 것은?

  1. 안전율은 1.5 이상으로 하여야 한다.
  2. 비금속제 케이블 트레이는 수밀성 재료의 것이어야 한다.
  3. 금속제 케이블 트레이 계통은 기계적 및 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400 V 이상인 경우에는 금속제 트레이에 특별 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 48%)
  • "비금속제 케이블 트레이는 수밀성 재료의 것이어야 한다."가 틀린 것이다. 비금속제 케이블 트레이는 수밀성 재료가 아니어도 된다. 비금속제 케이블 트레이는 플라스틱, 섬유, 콘크리트 등 다양한 재료로 만들어질 수 있다.
  • 케이블 트레이 공사
    안전율 1.5이상
    비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료의 것이어야 함
    전기적으로 완전하게 접속, 금속제 트레이는 규정에 준하여 접지 공사
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86. 지중전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 지중함은 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것
  2. 지중함은 그 안의 고인물을 제거할 수 있는 구조로 되어있을 것
  3. 지중함의 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 시설할 것
  4. 폭발성의 가스가 침입할 우려가 있는 것에 시설하는 지중함으로서 그 크기가 0.5 m3 이상인 것에는 통풍장치 기타 가스를 방산시키기 위한 적당한 장치를 시설할 것
(정답률: 64%)
  • 정답: "지중함은 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것"이 틀린 것이다.

    해설: 지중전선로에 사용하는 지중함은 폭발성 가스 등 위험물질이 침입할 우려가 있기 때문에, 그 크기가 0.5 m3 이상인 경우에는 통풍장치나 가스 방산 장치를 시설해야 한다. 따라서, "지중함은 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것"은 지중함의 시설 기준과는 관련이 없다.
  • 폭발성 또는 연소성의 가스가 침입할 우려가 있는 것에 시설하는 지중함으로서 그 크기가 1m^3 이상인 것에는 통풍장치 기타 가스를 방산시키기 위한 적당한 장치를 시설 할 것
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87. 교량의 윗면에 시설하는 고압 전선로는 전선의 높이를 교량의 노면상 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 37%)
  • 교량 위를 지나는 차량이나 보행자 등이 안전하게 지나갈 수 있도록 고압 전선로의 높이는 일정한 기준을 따라야 한다. 대부분의 경우, 이 기준은 국가 또는 지방 정부에서 제시하고 있으며, 일반적으로는 교량의 노면으로부터 최소 5m 이상으로 설정된다. 따라서 정답은 "5"이다.
  • 교량에 시설하는 전선로
    전선의 높이(교량의 노면상) 저압과 고압 모두 5m
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88. 목장에서 가축의 탈출을 방지하기 위하여 전기울타리를 시설하는 경우 전선은 인장강도가 몇 kN 이상의 것이어야 하는가?

  1. 1.38
  2. 2.78
  3. 4.43
  4. 5.93
(정답률: 46%)
  • 전기울타리에서 사용되는 전선은 가축이 부딪혀도 끊어지지 않도록 인장강도가 높아야 한다. 일반적으로 가축 울타리에서 사용되는 전선의 인장강도는 1.38 kN 이상이다. 이는 가축이 부딪혀도 전선이 끊어지지 않고 울타리가 유지될 수 있도록 충분한 강도를 가지고 있기 때문이다. 따라서 정답은 "1.38"이다.
  • 전기울타리
    사용전압 250V이하
    사람이 쉽게 출입하지 않는 곳에 시설
    전선은 인장강도 1.38kN 이상, 지름 2mm이상의 경동선
    전선과 이를 지지하는 기둥 사이의 이격거리 25mm 이상
    전선과 다른 시설물 또는 수목과의 이격거리 0.3m 이상
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89. 저압의 전선로 중 절연부분의 전선과 대지간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 얼마를 넘지 않도록 유지하여야 하는가?

  1. 1/1000
  2. 1/2000
  3. 1/3000
  4. 1/4000
(정답률: 54%)
  • 전기적으로 말하면, 전선과 대지 사이의 절연저항은 전선과 대지 사이의 전기적인 저항을 의미합니다. 이 저항은 전선과 대지 사이의 누설전류를 제한하는 역할을 합니다. 따라서, 절연저항이 낮을수록 누설전류가 높아지게 됩니다.

    저압의 전선로에서는 절연저항이 최소한 1/2000 이상이어야 합니다. 이는 전선로에서 사용되는 전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 1/2000 이하가 되도록 유지하기 위함입니다. 이를 위해서는 전선과 대지 사이의 절연저항을 측정하고, 필요한 경우 절연재를 추가하여 절연저항을 유지해야 합니다.

    따라서, "1/2000"이 정답인 이유는 전선로에서 사용되는 전압에 대한 누설전류를 최대 공급전류의 1/2000 이하로 유지하기 위해서입니다.
  • 1/2000
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90. 가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물의 기초 안전율은 얼마 이상이어야 하는가? (단, 이상 시 상정 하중은 무관)

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 53%)
  • 가공전선로의 지지물에 가해지는 하중은 매우 크기 때문에, 그 하중을 받는 지지물의 기초 안전율은 최소한 2.0 이상이어야 합니다. 이는 안전성을 보장하기 위한 최소한의 기준이며, 1.5 이하의 안전율은 지지물의 안정성을 보장하지 못할 수 있습니다. 따라서, 정답은 "2.0" 입니다.
  • 가공 전선로의 기초 안전율 2이상
    이상 시 상정하중에 대한 철탑의 기초에 대하여서는 1.33이상
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91. 제2종 특고압 보안공사 시 지지물로 사용하는 철탑의 경간을 400 m 초과로 하려면 몇 mm2 이상의 경동연선을 사용하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 38
  2. 55
  3. 82
  4. 100
(정답률: 54%)
  • 제2종 특고압 보안공사에서는 경간이 400m를 초과하는 철탑의 경우, 경동연선의 단면적이 100mm2 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "100"입니다.
  • 규정 바뀜. 100->95mm^2
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92. 금속제 외함을 가진 저압의 기계기구로서 사람이 쉽게 접촉될 우려가 있는 곳에 시설하는 경우 전기를 공급받는 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 설치하여야 하는 기계기구의 사용전압이 몇 V를 초과하는 경우인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 100
  4. 150
(정답률: 30%)
  • 사람이 쉽게 접촉될 우려가 있는 기계기구는 안전을 위해 접지선을 설치하여 전기적 위험을 최소화해야 합니다. 그러나 접지선이 제대로 작동하지 않거나 전로에 지락이 생길 경우에는 전기적 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서 이러한 기계기구의 사용전압이 50V를 초과하는 경우에는 자동 차단 장치를 설치하여 전기적 위험을 방지해야 합니다.
  • 금속제 외함을 가지는 사용전압이 50V를 초과하는 저압의 기계 기구
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93. 사용전압이 35,000 V 이하인 특고압 가공전선과 가공약 전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공전선로의 보안공사로 적합한 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 고압 보안공사
  2. 제1종 특고압 보안공사
  3. 제2종 특고압 보안공사
  4. 제3종 특고압 보안공사
(정답률: 52%)
  • 제2종 특고압 보안공사는 사용전압이 35,000 V 이하인 특고압 가공전선과 가공약 전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우에 적합합니다. 이는 관련 규정에서 정해진 기준에 따라 결정된 것입니다.
  • 35kV 이하 특고압 가공전선과 가공약전류전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우 특고압 가공전선로는 제2종 특고압 보안공사에 의할것
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94. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류 2배 전류 시 몇 분 안에 용단되어야 하는가?

  1. 1분
  2. 2분
  3. 5분
  4. 10분
(정답률: 50%)
  • 고압전로에서는 대량의 전기가 흐르기 때문에 과전류가 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 비포장 퓨즈는 과전류를 차단하기 위해 설치됩니다. 이러한 비포장 퓨즈는 정격전류의 2배 전류가 흐를 때 몇 분 안에 용단되어야 합니다. 이유는 과전류가 발생하면 전기가 너무 많이 흐르기 때문에 전선이 녹아버리거나 화재가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 비포장 퓨즈는 정격전류의 2배 전류가 흐를 때 2분 안에 용단되어야 합니다.
  • 고압전로에 사용하는 비포장퓨즈는 정격전류의 1.25배의 전류에 견디고 또한 2배의 전류로 2분안에 용단 될 것
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95. 버스 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 시설공사에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 덕트(환기형의 것을 제외)의 끝부분은 막지 말 것
  2. 사용전압이 400 V 미만인 경우에는 덕트에 제3종 접지공사를 할 것
  3. 덕트(환기형의 것을 제외)의 내부에 먼지가 침입하지 아니하도록 할 것
  4. 사람이 접촉할 우려가 있고, 사용전압이 400 V 이상인 경우에는 덕트에 특별 제3종 접지공사를 할 것
(정답률: 53%)
  • "덕트(환기형의 것을 제외)의 끝부분은 막지 말 것"이 틀린 것이 아닙니다. 다른 보기들은 모두 올바른 설명입니다. "덕트(환기형의 것을 제외)의 끝부분은 막지 말 것"은 덕트의 효율적인 공기순환을 위해 필요한 내용입니다. 덕트의 끝부분이 막히면 공기순환에 문제가 생길 수 있습니다.
  • 버스덕트공사 = 덕트(환기형의 것을 제외) 의 끝부분은 막을 것
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96. 발전소에서 계측하는 장치를 시설하여야 하는 사항에 해당하지 않는 것은?

  1. 특고압용 변압기의 온도
  2. 발전기의 회전수 및 주파수
  3. 발전기의 전압 및 전류 또는 전력
  4. 발전기의 베어링(수중 메탈을 제외한다) 및 고정자의 온도
(정답률: 51%)
  • 발전기의 회전수 및 주파수는 발전기의 운전 상태를 파악하는데 중요하지만, 발전소에서 계측하는 장치를 시설해야 하는 사항에는 해당하지 않습니다. 발전기의 전압, 전류, 전력, 베어링 및 고정자의 온도는 발전기의 안전한 운전을 위해 반드시 계측되어야 하는 중요한 요소들입니다. 또한, 특고압용 변압기의 온도는 전력 변환 과정에서 발생하는 열을 감지하여 안전한 운전을 위해 계측되어야 합니다.
  • 계측장치
    발전기의 베어링(수중메탈 제외) 및 고정자 온도
    발전기의 전압 및 전류 또는 전력
    특고압용 변압기의 온도
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97. 사용전압이 특고압인 전기집진장치에 전원을 공급하기 위해 케이블을 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설하는 경우 방식 케이블 이외의 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 몇 종 접지공사로 할 수 있는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 29%)
  • 케이블의 피복에 사용하는 금속체는 전기적으로 접지되어 있어야 하며, 이를 위해 제3종 접지공사를 해야 합니다. 제1종 접지공사는 전기적 위험이 높은 장소에서 사용하며, 제2종 접지공사는 일반적인 곳에서 사용합니다. 특별 제3종 접지공사는 특수한 경우에 사용합니다. 따라서, 이 문제에서는 케이블의 피복에 사용하는 금속체를 전기적으로 안전하게 접지하기 위해 제3종 접지공사를 해야 한다는 것을 의미합니다.
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98. 최대사용전압이 7 ㎸를 초과하는 회전기의 절연내력 시험은 최대사용전압의 몇 배의 전압 (10,500 V 미만으로 되는 경우에는 10,500 V)에서 10분간 견디어야 하는가?

  1. 0.92
  2. 1
  3. 1.1
  4. 1.25
(정답률: 53%)
  • 최대사용전압이 7㎸를 초과하는 회전기의 절연내력 시험에서는 최대사용전압의 1.25배의 전압에서 10분간 견딜 수 있어야 합니다. 이는 안전을 위한 여유 전압으로, 최대사용전압을 초과하는 전압에서도 안전하게 사용할 수 있도록 보장하기 위한 것입니다. 따라서 정답은 "1.25"입니다.
  • 7kV 이하 1.5배
    7kV 초과 1.25배
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99. 수소냉각식 발전기 및 이에 부속하는 수소냉각장치의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 발전기안의 수소의 밀도를 계측하는 장치를 시설할 것
  2. 발전기안의 수소의 순도가 85% 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
  3. 발전기안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
  4. 발전기는 기밀구조의 것이고 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것
(정답률: 47%)
  • "발전기안의 수소의 밀도를 계측하는 장치를 시설할 것"이 틀린 것이다. 수소냉각식 발전기는 수소의 압력과 순도를 중요한 요소로 갖지만, 밀도는 중요한 요소가 아니다. 따라서 발전기안의 수소의 밀도를 계측하는 장치는 필요하지 않다.
  • 밀도 계측은 아니다.
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100. 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 지름 몇 mm이상의 나경동선을 사용하여야 하는가?

  1. 2.6
  2. 3.0
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 50%)
  • 고압 가공전선로에서는 전기가 안정적으로 전달되어야 하므로 전선의 내부 저항이 작아야 합니다. 이를 위해 전선의 단면적이 커질수록 내부 저항이 작아지므로, 가공지선의 지름이 커질수록 좋습니다. 따라서, 가공지선으로는 최소한 4.0mm 이상의 나경동선을 사용해야 합니다.
  • 가공전선로의 가공지선
    고압 = 인장강도 5.26kN 이상의 것 또는 지름 4mm이상의 나경동선

    특고압 인장강도 8.01kn 이상의 나선 지름 5mm이상의 나경동선,22mm^2 이상의 나경동연선,아연도강연선 22mm^2 , OPGW
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