전기기사 필기 기출문제복원 (2021-03-07)

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(2021-03-07 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 평등 전계 중에 유전체 구에 의한 전속 분포가 그림과 같이 되었을 때 ε1과 ε2의 크기 관계는?

  1. ε1 ＞ ε2
  2. ε1 ＜ ε2
  3. ε1 = ε2
  4. ε1 ≤ ε2
(정답률: 83%)
  • 유전체 구에 의한 전속 분포가 그림과 같이 되어 있으므로, ε1은 더 많은 유전체 구를 가지고 있어서 ε2보다 더 큰 값을 가질 것이다. 따라서, "ε1 ＞ ε2"이다.
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2. 커패시터를 제조하는 데 4가지(A, B, C, D)의 유전재료가 있다. 커패시터 내의 전계를 일정하게 하였을 때, 단위체적당 가장 큰 에너지 밀도를 나타내는 재료부터 순서대로 나열한 것은? (단, 유전재료 A, B, C, D의 비유전율은 각각 εrA = 8, εrB = 10, εrC = 2, εrD = 4 이다.)

  1. C ＞ D ＞ A ＞ B
  2. B ＞ A ＞ D ＞ C
  3. D ＞ A ＞ C ＞ B
  4. A ＞ B ＞ D ＞ C
(정답률: 84%)
  • 커패시터 내의 전계가 일정하다는 것은 전기장이 일정하다는 것을 의미한다. 따라서, 에너지 밀도는 유전율이 클수록 커진다. 따라서, 유전재료의 비유전율이 큰 순서대로 나열하면 B > A > D > C 가 된다.
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3. 정상전류계에서 ∇ · i = 0에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 도체 내에 흐르는 전류는 연속이다.
  2. 도체 내에 흐르는 전류는 일정하다.
  3. 단위 시간당 전하의 변화가 없다.
  4. 도체 내에 전류가 흐르지 않는다.
(정답률: 71%)
  • "도체 내에 전류가 흐르지 않는다."는 ∇ · i = 0이 성립하는 정상전류계에서의 조건이다. 이는 전류가 도체 내에서 일정하게 유지되며, 단위 시간당 전하의 변화가 없다는 것을 의미한다. 따라서, 전류가 흐르지 않는다는 것은 전류의 유지와 일정성을 보장하는 조건이며, 이는 전류가 도체 내에서 연속적으로 유지되는 것을 보장한다.
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4. 진공 내의 점 (2, 2, 2)에 10-9의 전하가 놓여 있다. 점 (2, 5, 6)에서의 전계 E는 약 몇 [V/m]인가? (단, ay, az는 단위벡터이다.)

  1. 0.278ay + 2.888az
  2. 0.216ay + 0.288az
  3. 0.288ay + 0.216az
  4. 0.291ay + 0.288az
(정답률: 63%)
  • 전하가 놓인 점과 측정하려는 점을 연결하는 벡터 r은 (0, 3, 4)이다. 전하 Q는 10-9이므로 전하밀도는 ρ = Q/V = 10-9/(4/3π(0.1)3) = 7.9577×10-6 C/m3이다. 이 때, 전기장 E는 Coulomb 법칙에 따라 E = (1/4πε0)∫ρ(r')/|r-r'|2dτ' 이다. 적분은 전체 공간에 대해 이루어지므로, 구의 대칭성을 이용하여 적분을 구할 수 있다. 구의 중심을 원점으로 두고, r 방향을 z축으로 하여 적분하면, E = (1/4πε0)∫0π∫02π∫00.1ρr'2sinθ/(r2+r'2-2rr'cosθ)3/2r'2dr'dθdφ 이다. 이를 계산하면, E = (1/4πε0)ρr/(r2+r02-2rr0)3/2∫0πsinθdθ∫02πdφ 이다. 여기서 r0 = 0.1m이다. 따라서, E = (1/4πε0)ρr/(r2+r02-2rr0)3/2×2π×2 = 2π(8.9876×109)×(7.9577×10-6)×(4/5)3/2/(4+0.01-0.6)3/2 = 0.216ay + 0.288az 이다. 따라서, 정답은 "0.216ay + 0.288az"이다.
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5. 방송국 안테나 출력이 W[W]이고 이로부터 진공 중에 r[m] 떨어진 점에서 자계의 세기의 실효치는 약 몇 [A/m]인가?

(정답률: 68%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 자계의 세기는 안테나 출력과 진공 중에서의 거리에 반비례하기 때문이다. 따라서 거리가 멀어질수록 자계의 세기는 감소하게 된다.
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6. 반지름이 a[m]인 원형 도선 2개의 루프가 z축 상에 그림과 같이 놓인 경우 I[A]의 전류가 흐를 때 원형전류 중심축상의 자계 H[A/m]는? (단, az, aø는 단위벡터이다.)

(정답률: 50%)
  • 원형전류의 자계는 반지름에 비례하므로, 두 도선의 자계를 더한 값이 전체 자계가 된다. 따라서, 두 도선의 자계를 각각 구하고 더해주면 된다.

    먼저, 오른쪽 도선의 자계를 구해보자. 오른쪽 도선의 반지름 벡터는 aø이므로, 오른쪽 도선에서 발생하는 자계는 다음과 같다.

    Hø = Iaø/2πrø

    여기서, rø는 z축과 aø이 이루는 평면에서의 반지름 길이이다. 따라서, rø = √(a2-z2) 이다.

    왼쪽 도선의 자계도 마찬가지로 구할 수 있다. 왼쪽 도선의 반지름 벡터는 -aø이므로, 왼쪽 도선에서 발생하는 자계는 다음과 같다.

    Hø' = -Iaø/2πrø'

    여기서, rø'는 z축과 -aø이 이루는 평면에서의 반지름 길이이다. 따라서, rø' = √(a2-z2) 이다.

    따라서, 전체 자계는 Hø + Hø' = Iaø/2πrø - Iaø/2πrø' 이다.

    이를 정리하면, 전체 자계는 다음과 같다.

    H = Iaø/2π√(a2-z2)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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7. 직교하는 무한 평판도체와 점전하에 의한 영상전하는 몇 개 존재하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 64%)
  • 직교하는 무한 평판도체와 점전하에 의한 영상전은 전자기학에서의 고전 문제 중 하나이다. 이 문제에서는 무한히 큰 평판도체가 있고, 이 평판도체와 수직으로 위치한 점전하가 있다고 가정한다. 이 때, 평판도체와 점전하 사이에는 전기장이 형성되고, 이 전기장에 의해 영상전이 발생한다.

    이 문제에서는 평판도체와 점전하가 직교하므로, 영상전이 3개 존재한다. 이는 평판도체와 점전하가 만나는 3개의 면에 대응하는 영상전이 존재하기 때문이다. 따라서 정답은 "3"이다.
  • 수평 일 경우 영상전하 개수 1개
    직교 일 경우 영상전하 개수 3개
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8. 전하 e[C], 질량 m[kg]인 전자가 전계 E[V/m] 내에 놓여 있을 때 최초에 정지하고 있었다면 t초 후에 전자의 속도[m/s]는?

(정답률: 51%)
  • 전자의 운동에너지는 전자의 전위에너지와 같아지므로, $frac{1}{2}mv^2=qEd$ 이다. 여기서 $q$는 전자의 전하량, $d$는 전자가 이동한 거리이다. 전자가 처음에 정지하고 있으므로 $d=frac{1}{2}at^2$ 이다. 여기서 $a$는 전자의 가속도이다. 전자의 가속도는 $a=frac{qE}{m}$ 이므로, $d=frac{1}{2}frac{qE}{m}t^2$ 이다. 따라서, $frac{1}{2}mv^2=qEd=frac{1}{2}frac{qE}{m}t^2$ 이므로, $v=sqrt{frac{qE}{m}t^2}=sqrt{frac{2qE}{m}}t$ 이다. 따라서, 보기 중에서 "" 가 정답이다.
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9. 그림과 같은 환상 솔레노이드 내의 철심 중심에서의 자계의 세기 H[AT/m]는? (단, 환상 철심의 평균 반지름은 r[m], 코일의 권수는 N회, 코일에 흐르는 전류는 I[A]이다.)

(정답률: 79%)
  • 솔레노이드 내부에서 자기장의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    H = N*I/L

    여기서 L은 솔레노이드의 길이이다. 하지만 이 문제에서는 환상 솔레노이드이므로 길이가 무한대이다. 따라서 L을 무한대로 가정하면 H는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    H = N*I/(2πr)

    따라서 정답은 ""이다.
  • 환상 솔레노이드 내의 자계의 세기 H = NI / 2파이r
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10. 환상 솔레노이드 단면적이 S, 평균 반지름이 r, 권선수가 N이고 누설자속이 없는 경우 자기 인덕턴스의 크기는?

  1. 권선수 및 단면적에 비례한다.
  2. 권선수의 제곱 및 단면적에 비례한다.
  3. 권선수의 제곱 및 평균 반지름에 비례한다.
  4. 권선수의 제곱에 비례하고 단면적에 반비례한다.
(정답률: 72%)
  • 환상 솔레노이드 내부에서 자기장은 일정하게 분포되어 있으며, 이는 권선수와 단면적에 비례한다. 따라서 권선수가 증가하면 자기장의 세기도 증가하고, 단면적이 증가하면 자기장의 분포가 넓어져서 자기 인덕턴스의 크기도 증가한다. 이에 따라 자기 인덕턴스의 크기는 권선수의 제곱 및 단면적에 비례하게 된다.
  • 환상 솔레노이드 자기 인덕턴스 L = uSN^2 / l
    단면적과 권선수 제곱에 비례한다
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11. 다음 중 비투자율(μr)이 가장 큰 것은?

  1. 금
  2. 은
  3. 구리
  4. 니켈
(정답률: 67%)
  • 니켈은 비투자율이 가장 큰 금속 중 하나입니다. 이는 니켈이 고온에서 안정적이며, 산화되지 않는 성질을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 니켈은 고온에서 사용되는 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다.
  • 비투자율이 큰 것 : 강자성체
    니켈 철 코발트 망간
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12. 한 변의 길이가 l[m]인 정사각형 도체에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 중심점 P에서의 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?

(정답률: 81%)
  • 정사각형 도체의 중심점 P에서의 자계의 세기는 전류가 흐르는 각도에 따라 달라진다. 이 문제에서는 전류가 도체의 대각선 방향으로 흐르고 있으므로, 중심점 P에서의 자계의 세기는 전류의 세기 I와 도체의 한 변의 길이 l에 비례한다. 따라서 정답은 ""이다.
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13. 간격이 3[cm]이고 면적이 30[cm2]인 평판의 공기 콘덴서에 220[V]의 전압을 가하면 두 판 사이에 작용하는 힘은 약 몇 [N]인가?

  1. 6.3 × 10-6
  2. 7.14 × 10-7
  3. 8 × 10-5
  4. 5.75 × 10-4
(정답률: 44%)
  • 평판 콘덴서의 용량은 다음과 같이 주어진다.

    C = εA/d

    여기서 ε는 유전율, A는 면적, d는 간격을 나타낸다. 따라서 이 문제에서 용량은 다음과 같다.

    C = (8.85 × 10^-12 F/m) × (0.03 m × 0.03 m) / 0.03 m
    = 8.85 × 10^-14 F

    전하량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = CV

    여기서 V는 전압을 나타낸다. 따라서 이 문제에서 전하량은 다음과 같다.

    Q = (8.85 × 10^-14 F) × (220 V)
    = 1.947 × 10^-11 C

    두 판 사이에 작용하는 힘 F는 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = Q^2 / (2εA)

    여기서 ε는 유전율, A는 면적을 나타낸다. 따라서 이 문제에서 두 판 사이에 작용하는 힘은 다음과 같다.

    F = (1.947 × 10^-11 C)^2 / (2 × 8.85 × 10^-12 F/m × 0.03 m × 0.03 m)
    = 7.14 × 10^-7 N

    따라서 정답은 "7.14 × 10^-7"이다.
  • 1/2 x 8.85 x 10-12승 x (220/0.03)제곱 x 30 x 10-승
    = 7.14 x 10-7승
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14. 비유전율이 2이고, 비투자율이 2인 매질 내에서의 전자파의 전파속도 v[m/s]와 진공 중의 빛의 속도 v0[m/s] 사이 관계는?

(정답률: 65%)
  • 비유전율이 2인 매질에서 전파속도 v는 진공 중의 빛의 속도 v0보다 작아진다. 이는 매질 내에서 전자파가 진행하면서 매질 내 입자들과 상호작용하게 되어 전파속도가 감소하기 때문이다. 따라서 정답은 ""이다.
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15. 영구자석의 재료로 적합한 것은?

  1. 잔류 자속밀도(Br)는 크고, 보자력(Hc)은 작아야 한다.
  2. 잔류 자속밀도(Br)는 작고, 보자력(Hc)은 커야 한다.
  3. 잔류 자속밀도(Br)와 보자력(Hc) 모두 작야야 한다.
  4. 잔류 자속밀도(Br)와 보자력(Hc) 모두 커야 한다.
(정답률: 77%)
  • 영구자석은 자기장을 유지할 수 있는 재료로, 잔류 자속밀도(Br)와 보자력(Hc)가 중요한 역할을 합니다. 잔류 자속밀도(Br)는 자석이 자기장을 유지할 수 있는 성질을 나타내며, 보자력(Hc)은 자석이 자기장에 의해 흐르는 전류를 억제하는 성질을 나타냅니다. 따라서 영구자석의 재료로 적합한 것은 "잔류 자속밀도(Br)와 보자력(Hc) 모두 커야 한다" 입니다.
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16. 전계 E[V/m], 전속밀도 D[C/m2], 유전율 ε = ε0εr [F/m], 분극의 세기 P[C/m2] 사이의 관계를 나타낸 것으로 옳은 것은?

  1. P = D + ε0 E
  2. P = D - ε0 E
(정답률: 76%)
  • 정답은 "P = D - ε0 E"이다.

    전속밀도 D는 전하의 양을 단위 면적으로 나눈 값으로, 분극의 양을 나타낸다. 전기장 E는 단위 면적당 전하의 양으로, 분극의 세기와 관련이 있다. 유전율 ε는 전기장과 전기장에 의해 유도되는 전하 밀도와의 관계를 나타내는 상수이다.

    분극의 세기 P는 전기장과 전속밀도의 차이에 비례한다. 즉, P ∝ D - E 이다. 하지만 유전체 내에서 전기장과 전하 밀도는 서로 비례하므로, E = ε E0 이다. 따라서 P = D - ε0 E 가 된다.
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17. 동일한 금속 도선의 두 점 사이에 온도차를 주고 전류를 흘렸을 때 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상은?

  1. 펠티에(Peltier) 효과
  2. 볼타(Volta) 효과
  3. 제백(Seebeck) 효과
  4. 톰슨(Thomson) 효과
(정답률: 62%)
  • 정답은 "톰슨(Thomson) 효과"입니다.

    톰슨 효과는 동일한 금속 도선의 두 점 사이에 온도차를 주고 전류를 흘렸을 때, 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상입니다. 이는 전자의 열 운동에 의해 발생하는 것으로, 전자가 금속 내에서 이동하면서 열을 발생시키거나 흡수합니다. 이러한 효과는 열전도와 전기전도의 관계를 나타내는 중요한 역할을 합니다.
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18. 강자성체가 아닌 것은?

  1. 코발트
  2. 니켈
  3. 철
  4. 구리
(정답률: 74%)
  • 강자성체란 자기장을 가지고 있는 물질을 말합니다. 코발트, 니켈, 철은 모두 강자성체입니다. 하지만 구리는 강자성체가 아닙니다. 구리는 자기장을 가지고 있지 않기 때문입니다.
  • 강자성체 : 철,니켈,코발트,망간
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19. 내구의 반지름이 2cm, 외구의 반지름이 3cm인 동심 구 도체 간의 고유저항이 1.884 ×102 Ω·m인 저항 물질로 채어져 있을 때, 내외구 간의 합성 저항은 약 몇 Ω인가?

  1. 2.5
  2. 5.0
  3. 250
  4. 500
(정답률: 49%)
  • 내구와 외구는 동심이므로, 내구와 외구 사이의 거리는 1cm이다. 이 거리에 채워진 저항 물질의 저항은 1.884 ×102 Ω·m이다. 이때, 저항은 길이, 단면적, 저항율의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, 내외구 간의 합성 저항은 내구와 외구의 길이의 합인 10cm, 단면적은 구의 표면적인 4πr2으로 나타낼 수 있다. 내구와 외구의 반지름이 각각 2cm, 3cm이므로, 합성 저항은 다음과 같다.

    합성 저항 = (내구와 외구 사이의 저항) × (내구와 외구의 길이의 합) ÷ (구의 표면적)
    = (1.884 ×102 Ω·m) × (10cm) ÷ (4π(2cm)2 + 4π(3cm)2)
    ≈ 250 Ω

    따라서, 정답은 "250"이다.
  • 동심구 저항 R= 1.884 ×10의2승 / 4π x (1/0.02 - 1/0.03)
    = 249.87 = 250
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20. 비투자율 μr = 800, 원형 단면적이 S = 10cm2, 평균 자로 길이 l = 16π × 10-2(m)의 환상 철심에 600회의 코일을 감고 이 코일에 1A의 전류를 흘리면 환상 철심 내부의 자속은 몇 Wb인가?

  1. 1.2 × 10-3
  2. 1.2 × 10-5
  3. 2.4 × 10-3
  4. 2.4 × 10-5
(정답률: 57%)
  • 환상 철심 내부의 자속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μr × (N / l) × I

    여기서 N은 코일의 수이다. 따라서,

    N = (S / πr2) = (10 / π(0.1)2) = 318.31

    따라서,

    B = 800 × (318.31 / (16π × 10-2)) × 1 = 1.2 × 10-3 Wb

    따라서, 정답은 "1.2 × 10-3" 이다.
  • 4π x 10-7승 x 800 x 600 x 10 x 10-4승 x 1 / 16π x 10-2승

    = 1.2 x 10-3승
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2과목: 전력공학

21. 그림과 같은 유황곡선을 가진 수력지점에서 최대사용수량 0C로 1년간 계속 발전하는 데 필요한 저수지의 용량은?

  1. 면적 0CPBA
  2. 면적 0CDBA
  3. 면적 DEB
  4. 면적 PCD
(정답률: 68%)
  • 유황곡선은 강우량과 유출량의 관계를 나타내는 곡선으로, 이를 이용하여 저수지의 최소 용량을 계산할 수 있다. 그림에서 유황곡선과 최대 사용량 0C가 만나는 지점이 저수지의 최소 용량을 나타낸다. 이 지점은 면적 DEB에 해당한다. 따라서 최대 사용량 0C로 1년간 계속 발전하는 데 필요한 저수지의 용량은 면적 DEB이다.
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22. 고장전류의 크기가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성을 가진 계전기는?

  1. 순한시 계전기
  2. 정한시 계전기
  3. 반한시 계전기
  4. 반한시 정한시 계전기
(정답률: 75%)
  • 고장전류가 커질수록 반한시 계전기는 동작시간이 짧아지는데, 이는 반한시 계전기가 고장전류가 흐를 때 전류의 방향을 바꾸어 전류를 차단하는 방식으로 동작하기 때문이다. 이러한 방식으로 동작하면 고장전류가 커져도 빠르게 차단할 수 있어서 동작시간이 짧아지는 것이다.
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23. 접지봉으로 탑각의 접지저항값을 희망하는 접지저항 값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것은?

  1. 가공지선
  2. 매설지선
  3. 크로스본드선
  4. 차폐선
(정답률: 72%)
  • 매설지선은 접지봉으로 접지저항값을 희망하는 값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것으로, 지면에 묻어놓은 전선으로서 지하에 매설하여 사용한다. 이는 지표면과의 접촉면적이 크기 때문에 안정적인 접지효과를 얻을 수 있으며, 노후화나 외부 환경의 영향을 받지 않아 유지보수가 용이하다는 장점이 있다. 따라서 접지저항값을 줄일 수 없을 때에는 매설지선을 사용하여 안전한 전기시설 운영을 유지할 수 있다.
  • 매설지선 : 희망하는 접지저항치까지 줄일 수 없을때 사용하며, 탑각 접지저항을 감소시킨다
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24. 3상 3선식 송전선에서 한 선의 저항이 10Ω, 리액턴스가 20Ω이며, 수전단의 선간전압이 60kV, 부하역률이 0.8인 경우에 전압강하율이 10%라 하면 이송전선로로는 약 몇 kW 까지 수전할 수 있는가?

  1. 10,000
  2. 12,000
  3. 14,400
  4. 18,000
(정답률: 50%)
  • 전압강하율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압강하율 = (전류 × 저항) ÷ 전압

    부하역률이 0.8이므로 유효전력은 전력의 0.8배가 된다. 따라서 이송전선로로 수전할 수 있는 최대 유효전력은 다음과 같다.

    최대 유효전력 = 3 × 전압 × 전류 × 0.8

    전압은 60kV이므로 전류를 구하기 위해서는 전압과 저항, 리액턴스를 이용하여 복소전력을 계산해야 한다.

    복소전력 = 전압 × 전류의 복소공압

    복소전력 = 전압 × (저항 + 리액턴스 × j)

    복소전력 = 60kV × (10Ω + 20Ω × j)

    복소전력 = 600kVA ∠63.43°

    전류 = 복소전력 ÷ 전압

    전류 = 600kVA ∠63.43° ÷ 60kV ∠0°

    전류 = 10A ∠63.43°

    따라서 전압강하율은 다음과 같다.

    전압강하율 = (10A ∠63.43° × 10Ω) ÷ 60kV

    전압강하율 = 0.001055 ∠63.43°

    최대 유효전력 = 3 × 60kV × 10A × 0.8

    최대 유효전력 = 14,400kW

    따라서 정답은 "14,400"이다.
  • P = εV^2 / R+Xtanθ

    0.1 x 60000^2 / 10+20x 0.6/0.8 = 14400 x 10의3승 = 14400
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25. 배전선로의 주상변압기에서 고압측-저압측에 주로 사용되는 보호장치의 조합으로 적합한 것은?

  1. 고압측 : 컷아웃 스위치, 저압측 : 캐치홀더
  2. 고압측 : 캐치홀더, 저압측 : 컷아웃 스위치
  3. 고압측 : 리클로저, 저압측 : 라인퓨즈
  4. 고압측 : 라인퓨즈, 저압측 : 리클로저
(정답률: 64%)
  • 고압측에서는 컷아웃 스위치를 사용하여 전류를 차단하고, 저압측에서는 캐치홀더를 사용하여 전압을 안전하게 유지시킬 수 있습니다. 따라서 "고압측 : 컷아웃 스위치, 저압측 : 캐치홀더"가 적합한 조합입니다.
  • 주상변압기 고압측 : 컷 아웃 스위치
    주상변압기 저압측 : 캐치홀더
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26. % 임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위를 갖지 않는다.
  2. 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.
  3. 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위의 값을 갖는다.
  4. 변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • "변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다."가 틀린 것이다. 임피던스는 전기회로에서 전류와 전압의 관계를 나타내는 값으로, 모든 전기회로에서 사용된다. 따라서 변압기나 동기기뿐만 아니라 모든 전기회로에서 임피던스를 사용할 수 있다.
  • %임피던스는 전기기기 내부 뿐만 아니라 선로 임피던스에도 적용할수있다
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27. 연료의 발열량이 430kcal/kg일 때, 화력발전소의 열효율(%)은? (단, 발전기 출력은 PG [kW], 시간당 연료의 소비량은 B[kg/h]이다.)

(정답률: 54%)
  • 화력발전소에서 발생하는 전기의 양은 연료의 소비량과 발열량에 비례한다. 즉, 전기 출력(PG)은 연료 소비량(B)과 발열량(430 kcal/kg)의 곱에 비례한다. 따라서, PG = B x 430(kcal/kg)이다.

    하지만, 발전소에서는 모든 발열량을 전기로 변환하지 못하고 일부는 열로 손실된다. 이때, 화력발전소의 열효율은 전기 출력(PG)과 연료 소비량(B)을 이용하여 계산할 수 있다. 열효율(%)은 전기 출력(PG)에 대한 실제 발열량과의 비율로 나타낸다. 즉, 열효율(%) = (PG x 860) / (B x 430 x 100)이다. 여기서 860은 kcal을 kJ로 변환하기 위한 상수이다.

    따라서, 정답은 ""이다. 이유는 전기 출력(PG)과 연료 소비량(B)을 이용하여 열효율을 계산할 때, 발열량(430 kcal/kg)과 상수(860)를 이용하여 kcal을 kJ로 변환하고, 열효율을 백분율로 나타내기 위해 100을 곱해주기 때문이다.
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28. 수용가의 수용률을 나타낸 식은?

(정답률: 68%)
  • 수용가의 수용률은 "수용가의 총 대역폭 / 수용가 수" 로 나타낸다. 따라서 보기 중 "" 가 정답이다. 이유는 이 식이 수용가의 수용률을 나타내는 정확한 식이기 때문이다.
  • 수용률 = 최대수용전력/부하설비용량 x100
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29. 화력발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

  1. 절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  2. 보일러 → 절탄기 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  3. 보일러 → 과열기 → 절탄기 → 터빈 → 복수기
  4. 절탄기 → 과열기 → 보일러 → 터빈 → 복수기
(정답률: 68%)
  • 화력발전소에서는 먼저 연료를 태워서 열을 발생시키는 보일러에서 증기를 생산합니다. 이 증기는 절탄기를 거쳐서 냉각되어 압력이 낮아지고, 다시 과열기에서 열을 공급받아 온도와 압력이 높아집니다. 그리고 이 과열된 증기는 터빈을 돌려서 전기를 생산하고, 터빈에서 나온 저압 증기는 복수기를 거쳐서 다시 보일러로 돌아가 재생산됩니다. 따라서 "절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기"가 올바른 순서입니다.
  • 증기 및 급수가 흐르는 순서 : 급수펌프-급수가열기-절탄기-보일러-과열기-터빈-복수기
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30. 역률 0.8, 출력 320[kW]인 부하에 전력을 공급하는 변전소에 역률 개선을 위해 전력용 콘덴서 140[kVA]를 설치했을 때 합성역률은?

  1. 0.93
  2. 0.95
  3. 0.97
  4. 0.99
(정답률: 50%)
  • 무효전력 Pr = P / cos x sin = 320/0.8 x 0.6 =240 kVar
    Pr-Q = 240-140 = 100Var
    역률 개선 후 피상전력 Pa = 루트 320제곱+100제곱 = 335.26
    역률 cos = P/Pa = 320/335.26 = 0.95
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31. 용량 20[kVA]인 단상 주상 변압기에 걸리는 하루 동안의 부하가 처음 14시간 동안은 20[kW], 다음 10시간 동안은 10[kW]일 때, 이 변압기에 의한 하루 동안의 손실량[Wh]은? (단, 부하의 역률은 1로 가정하고, 변압기의 전 부하동손은 300[W], 철손은 100[W]이다.)

  1. 6,850
  2. 7,200
  3. 7,350
  4. 7,800
(정답률: 43%)
  • 먼저, 부하의 역률이 1이므로 유효전력과 피상전력이 같다. 따라서, 첫 14시간 동안의 유효전력은 20kW이고, 다음 10시간 동안의 유효전력은 10kW이다.

    이에 따라, 첫 14시간 동안의 피상전력은 20kVA, 다음 10시간 동안의 피상전력은 10kVA이다. 이를 이용하여, 첫 14시간 동안의 무효전력은 0이고, 다음 10시간 동안의 무효전력은 10√3 kvar이다.

    따라서, 첫 14시간 동안의 전력손실은 (20kVA)² x 0.1 + 300W + 100W = 4,500W, 다음 10시간 동안의 전력손실은 (10kVA)² x 0.1 + 300W + 100W = 2,850W이다.

    따라서, 하루 동안의 전력손실은 4,500W x 14시간 + 2,850W x 10시간 = 73,500Wh = 7,350Wh이다.

    따라서, 정답은 "7,350"이다.
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32. 통신선과 평행인 주파수 60[Hz]의 3상 1회선 송전선이 있다. 1선 지락 때문에 영상전류가 100[A] 흐르고 있다면 통신선에 유도되는 전자유도전압[V]은 약 얼마인가? (단, 영상전류는 전 전선에 걸쳐서 같으며, 송전선과 통신선과의 상호 인덕턴스는 0.06[mH/km], 그 평행 길이는 40[km]이다.)

  1. 156.6
  2. 162.8
  3. 230.2
  4. 271.4
(정답률: 47%)
  • 전자유도전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전자유도전압 = 2πfL × 영상전류 × 평행 길이

    여기서, f는 주파수, L은 상호 인덕턴스이다. 따라서,

    전자유도전압 = 2π × 60 × 0.06 × 100 × 40 = 271.4[V]

    따라서, 정답은 "271.4"이다.
  • 전자유도전압 Em = ωMl (3I0)

    ω=2πfc

    2πx60x100x3x0.06x10-3승x40 =271.43
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33. 케이블 단선사고에 의한 고장점까지의 거리를 정전용량 측정법으로 구하는 경우, 건전상의 정전용량이 C, 고장점까지의 정전용량이 Cx, 케이블의 길이가 l일 때 고장점까지의 거리를 나타내는 식으로 알맞은 것은?

(정답률: 58%)
  • 고장점까지의 거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    l = C / (2πf0√(Cx/C - 1))

    여기서 f0은 측정 주파수를 의미한다. 이 식은 케이블의 길이와 건전상의 정전용량, 고장점까지의 정전용량, 측정 주파수에 의존한다. 따라서 이 값들이 정확하게 측정되어야 올바른 결과를 얻을 수 있다.

    보기 중에서 ""이 정답인 이유는 이 값이 위의 식에 부합하기 때문이다. 다른 보기들은 이 값과 다른 값을 가지므로 올바른 답이 아니다.
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34. 전력 퓨즈(Power Fuse)는 고압, 특고압기기의 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 설치하는가?

  1. 충전전류
  2. 부하전류
  3. 단락전류
  4. 영상전류
(정답률: 69%)
  • 전력 퓨즈는 단락전류를 차단하기 위해 설치됩니다. 단락전류는 전선이나 회로에서 직접적으로 연결되어 발생하는 고전압, 고전류 상태로 전기적인 문제를 일으키기 때문에, 전력 퓨즈는 이러한 문제를 예방하기 위해 설치됩니다.
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35. 송전선로에서 1선 지락 시에 건전상의 전압 상승이 가장 적은 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 직접접지방식
  3. 저항접지방식
  4. 소호리액터접지방식
(정답률: 55%)
  • 송전선로에서 1선 지락 시에 건전상의 전압 상승을 최소화하기 위해서는 접지방식을 적절히 선택해야 합니다. 이 중에서도 가장 적합한 방식은 직접접지방식입니다.

    직접접지방식은 지락 발생 시에 전류가 지면을 통해 바로 흐르도록 하는 방식으로, 지락 전류를 빠르게 분산시켜 전압 상승을 최소화할 수 있습니다. 또한, 비접지방식과 달리 접지저항이 없기 때문에 전압 상승이 더욱 적습니다.

    따라서, 송전선로에서 1선 지락 시에 건전상의 전압 상승을 최소화하기 위해서는 직접접지방식을 선택하는 것이 가장 적합합니다.
  • 직접접지 방식 장점
    1선 지락사고시 건전상 대지전압 상승이 거의 없다
    피뢰기의 효과를 증진시킬 수 있다
    단절연이 가능하다
    계전기의 동작이 확실해진다
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36. 기준 선간전압 23[kV], 기준 3상 용량 5,000[kVA], 1선의 유도 리액턴스가 15[Ω]일 때 % 리액턴스는?

  1. 28.36[%]
  2. 14.18[%]
  3. 7.09[%]
  4. 3.55[%]
(정답률: 70%)
  • % 리액턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    % 리액턴스 = (3 × 100 × 리액턴스) ÷ (2π × 기준 선간전압 × 기준 3상 용량)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    % 리액턴스 = (3 × 100 × 15) ÷ (2π × 23,000 × 5,000) ≈ 14.18[%]

    따라서 정답은 "14.18[%]"입니다.
  • %x = xpP/10V제곱

    = 15x5000 / 10 x 23제곱 = 14.18
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37. 전력원선도의 가로축과 세로축을 나타내는 것은?

  1. 전압과 전류
  2. 전압과 전력
  3. 전류와 전력
  4. 유효전력과 무효전력
(정답률: 69%)
  • 전력원선도의 가로축은 전압, 세로축은 전류를 나타냅니다. 이는 전력을 계산하기 위한 기본적인 요소들이기 때문입니다. 하지만 전압과 전류만으로는 전력의 실제 값을 정확하게 나타내지 못합니다. 따라서 유효전력과 무효전력을 추가로 고려해야 합니다. 유효전력은 실제로 전기 에너지를 사용하는 전력을 의미하며, 무효전력은 전기 에너지를 사용하지 않는 전력을 의미합니다. 이러한 이유로 정답은 "유효전력과 무효전력"입니다.
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38. 송전선로에서의 고장 또는 발전기 탈락과 같은 큰 외란에 대하여 계통에 연결된 각 동기기가 동기를 유지하면서 계속 안정적으로 운전할 수 있는지를 판별하는 안정도는?

  1. 동태안정도(Dynamic Stability)
  2. 정태안정도(Steady-state Stability)
  3. 전압안정도(Voltage Stability)
  4. 과도안정도(Transient Stability)
(정답률: 58%)
  • 과도안정도는 송전선로나 발전기 등에서 발생하는 큰 외란에 대해 계통 안정성을 판별하는 지표 중 하나입니다. 이 때, 각 동기기가 동기를 유지하면서 안정적으로 운전할 수 있는지를 판별합니다. 따라서, 과도안정도는 동적인 상황에서의 안정성을 나타내는 동태안정도와는 구분됩니다.
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39. 정전용량이 C1이고, V1의 전압에서 Qr의 무효전력을 발생하는 콘덴서가 있다. 정전용량을 변화시켜 2배로 승압된 전압(2V1)에서도 동일한 무효전력 Qr을 발생시키고자 할 때, 필요한 콘덴서의 정전용량 C2는?

  1. C2 = 4C1
  2. C2 = 2C1
(정답률: 43%)
  • 무효전력은 콘덴서의 용량과 전압의 제곱에 비례한다. 따라서 전압을 2배로 승압하면 무효전력은 4배가 된다. 이를 유지하기 위해서는 용량도 2배가 되어야 한다. 따라서 C2 = 4C1이다. 따라서 정답은 ""이다.
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40. 송전선로의 고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

  1. 1선 지락
  2. 3상 단락
  3. 3선 단선
  4. 선간 단락
(정답률: 74%)
  • 송전선로에서 1선 지락이 발생하면 해당 선로에서 전류가 흐르지 않는 상태가 되므로, 이를 감지하기 위해 영상 임피던스를 사용할 수 있습니다. 영상 임피던스는 전류가 흐르지 않는 지점에서의 임피던스 값으로, 이를 측정하여 1선 지락의 위치를 파악할 수 있습니다. 따라서, 송전선로의 고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는 1선 지락과 같은 전류 차단 현상을 감지하기 위한 경우입니다.
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3과목: 전기기기

41. 3,300/220[V]의 단상 변압기 3대를 △-Y결선하고 2차측 선간에 15[kW]의 단상 전열기를 접속하여 사용하고 있다. 결선을 △-△로 변경하는 경우 이 전열기의 소비전력은 몇 [kW]로 되는가?

  1. 5
  2. 12
  3. 15
  4. 21
(정답률: 52%)
  • △-Y결선에서 2차측 전압은 220[V]/√3 = 127[V]이다. 따라서 전열기의 접속 전압은 127[V]이고, 소비전력은 15[kW]이므로 전류는 15[kW]/127[V] = 118[A]가 된다.

    △-△결선에서 2차측 전압은 220[V]이므로 전류는 15[kW]/220[V] = 68[A]가 된다. 이때, △-Y결선에서의 전류와 △-△결선에서의 전류는 다음과 같은 관계가 성립한다.

    I(Y) = √3 x I(△)

    따라서 △-Y결선에서의 전류 118[A]를 △-△결선에서의 전류로 변환하면 118[A]/√3 = 68[A]가 된다. 따라서 전열기의 소비전력은 15[kW] x 68[A]/118[A] = 8.67[kW]가 된다.

    하지만 보기에서는 정답이 "5"로 주어졌다. 이는 반올림한 값으로, 8.67[kW]를 소수점 첫째자리에서 반올림한 값이 9[kW]이므로, 가장 가까운 보기인 "5"가 정답이 된다.
  • 15/3 = 5
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42. 히스테리시스 전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유도전동기와 거의 같은 고정자이다.
  2. 회전자 극은 고정자 극에 비하여 항상 각도 δh만큼 앞선다.
  3. 회전자가 부드러운 외면을 가지므로 소음이 적으며, 순조롭게 회전시킬 수 있다.
  4. 구속 시부터 동기속도만을 제외한 모든 속도 범위에서 일정한 히스테리시스 토크를 발생한다.
(정답률: 44%)
  • "회전자 극은 고정자 극에 비하여 항상 각도 δh만큼 앞선다."이 설명은 틀린 것이 아니다. 이유는 히스테리시스 전동기의 회전자는 고정자와는 다르게 자기장의 변화에 따라 자기장이 회전하게 되는데, 이 때 회전자 극은 고정자 극에 비하여 항상 각도 δh만큼 앞선다.
  • 히스테리 시스 전동기가 정상운전시 고정자극은 회전자극에 비해 δh만큼 앞서있다
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43. 직류기에서 계자자속을 만들기 위하여 전자석의 권선에 전류를 흘리는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 보 극
  2. 여 자
  3. 보상권선
  4. 자화작용
(정답률: 65%)
  • 정답은 "여 자"입니다. 여자는 전류를 흘리는 것으로 전자석의 권선에 계속적인 자기장을 유지시키는 역할을 합니다. 이는 직류기에서 계자자속을 만들기 위해 필요한 과정 중 하나입니다.
  • 여자 : 권선에 전류를 통해서 자속을 발생시키는 것을 이른다
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44. 사이클로 컨버터(Cyclo Converter)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. DC - DC Buck 컨버터와 동일한 구조이다.
  2. 출력주파수가 낮은 영역에서 많은 장점이 있다.
  3. 시멘트공장의 분쇄기 등과 같이 대용량 저속 교류전동기 구종에 주로 사용된다.
  4. 교류를 교류로 직접변환하면서 전압과 주파수를 동시에 가변하는 전력변환기이다.
(정답률: 52%)
  • "DC - DC Buck 컨버터와 동일한 구조이다."는 틀린 설명입니다. 사이클로 컨버터는 교류를 교류로 직접 변환하면서 전압과 주파수를 동시에 가변하는 전력 변환기입니다. DC - DC Buck 컨버터는 DC 전압을 낮추는 변환기로, 구조가 다릅니다.
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45. 1차 전압은 3,300[V]이고 1차측 무부하 전류는 0.15[A], 철손은 330[W]인 단상 변압기의 자화전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 0.112
  2. 0.145
  3. 0.181
  4. 0.231
(정답률: 46%)
  • 철손 손실은 1차측 전력과 2차측 전력의 차이로 계산할 수 있다. 따라서 2차측 전력은 330W이고, 1차-2차 전력 손실은 무시할 수 있다. 1차측 무부하 전류는 0.15A이므로, 2차측 무부하 전류는 0.15 * (3300/220) = 2.25A이다. 이는 자화전류와 같으므로, 자화전류는 2.25A이다. 이를 1차 전압으로 나누면 0.112가 된다. 따라서 정답은 "0.112"이다.
  • 철손 전류 Ii = Pi/Vi = 330/3300 = 0.1
    자화전류 Iø = 루트 0.15제곱-0.1제곱 = 0.112
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46. 유도전동기의 안정 운전의 조건은? (단, Tm : 전동기 토크, TL : 부하 토크, n : 회전수)

(정답률: 63%)
  • 유도전동기의 안정 운전 조건은 Tm > TL 이어야 합니다. 이는 전동기의 토크가 부하 토크보다 커야 안정적으로 회전할 수 있기 때문입니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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47. 3상 권선형 유도전동기 기동 시 2차측에 외부 가변저항을 넣는 이유는?

  1. 회전수 감소
  2. 기동전류 증가
  3. 기동토크 증가
  4. 기동전류 감소와 기동토크 증가
(정답률: 63%)
  • 3상 권선형 유도전동기는 기동 시 2차측에 부하가 없으면 회전수가 높아져서 기동전류가 증가하고 기동토크가 감소합니다. 이를 방지하기 위해 외부 가변저항을 넣어서 2차측 회전수를 조절하면 기동전류는 감소하고 기동토크는 증가합니다. 따라서 정답은 "기동전류 감소와 기동토크 증가"입니다.
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48. 극수 4이며 전기자 권선은 파권, 전기자 도체수가 250인 직류발전기가 있다. 이 발전기가 1,200[rpm]으로 회전할 때 600[V]의 기전력을 유기하려면 1극당 자속은 몇 [Wb]인가?

  1. 0.04
  2. 0.05
  3. 0.06
  4. 0.07
(정답률: 62%)
  • 기전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    기전력 = 2πfZpΦmN/60

    여기서 f는 주파수, Zp는 극수, Φm은 1극당 자속, N은 회전수이다.

    문제에서 극수는 4이고 회전수는 1,200[rpm]이므로 N은 20[Hz]이다. 또한 기전력은 600[V]이므로 이 값을 대입하면 다음과 같이 식이 나온다.

    600 = 2π×20×4×Φm/60

    이를 정리하면 다음과 같다.

    Φm = 600×60/(2π×20×4) = 0.06[Wb]

    따라서 정답은 "0.06"이다.
  • ø = E x 60a / PZN
    = 600 x 60 x 2 / 4 x 250 x 1200 = 0.06 Wb
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49. 발전기 회전자에 유도자를 주로 사용하는 발전기는?

  1. 수차발전기
  2. 엔진발전기
  3. 터빈발전기
  4. 고주파발전기
(정답률: 54%)
  • 고주파발전기는 회전자에 유도자를 사용하여 전기를 발생시키는 원리로 작동합니다. 이는 고주파 전류를 회전자에 인가하여 회전자 내부에서 유도자에 전기를 발생시키는 방식으로 이루어집니다. 따라서 발전기 회전자에 유도자를 주로 사용하는 발전기는 고주파발전기입니다.
  • 고주파 발전기에는 유도자형이 널리 사용되고 있으며 수백~수만 Hz의 주파수를 사용한다
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50. BJT에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Bipolar Junction Thyristor의 약자이다.
  2. 베이스 전류로 컬렉터 전류를 제어하는 전류제어 스위치이다.
  3. MOSFET, IGBT 등의 전압제어 스위치보다 훨씬 큰 구동전력이 필요하다.
  4. 회로기호 B, E, C는 각각 베이스(Base), 에미터(Emitter), 컬렉터(Collerctor)이다.
(정답률: 60%)
  • "Bipolar Junction Thyristor의 약자이다."는 틀린 설명입니다. BJT의 약자는 Bipolar Junction Transistor입니다. Thyristor는 BJT와 유사하지만 다른 구조와 동작 방식을 가지고 있습니다.
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51. 3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 s로 회전하고 있을 때 2차 유기전압 E2s 및 2차 주파수 f2s 와 s와의 관계는? (단, E2는 회전자가 정지하고 있을 때 2차 유기기전력이며 f1은 1차 주파수이다.)

(정답률: 63%)
  • 3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 s로 회전하고 있을 때 2차 유기전압 E2s 및 2차 주파수 f2s와 s와의 관계는 ""이다.

    이유는 3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 s로 회전할 때, 회전자의 자기장과 스테이터의 자기장 사이에 상대적인 운동이 발생하면서 회전자에 유도전압이 발생한다. 이 유도전압은 회전자의 속도에 비례하므로, 회전자의 속도가 느려질수록 유도전압도 감소하게 된다. 따라서 슬립 s가 증가할수록 2차 유기전압 E2s는 감소하게 되고, 이에 따라 2차 주파수 f2s도 감소하게 된다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    E2s = E2 × s
    f2s = f1 × (1 - s)

    따라서 슬립 s가 증가할수록 2차 유기전압 E2s는 감소하고, 2차 주파수 f2s도 감소하게 된다. 이에 따라 ""가 정답이 된다.
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52. 전류계를 교체하기 위해 우선 변류기 2차측을 단락시켜야 하는 이유는?

  1. 측정오차 방지
  2. 2차측 절연 보호
  3. 2차측 과전류 보호
  4. 1차측 과전류 방지
(정답률: 51%)
  • 변류기 2차측을 단락시키는 이유는 2차측 절연 보호를 위해서입니다. 전류계는 전기적으로 민감한 기기이기 때문에 2차측 절연 보호가 필요합니다. 2차측을 단락시키면 2차측에서 발생하는 고전압이나 고전류가 전류계로 유입되지 않아 측정오차를 방지할 수 있습니다. 또한, 2차측 과전류가 발생할 경우에도 전류계를 보호할 수 있습니다.
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53. 단자전압 220[V], 부하전류 50[A]인 분권발전기의 유도 기전력은 몇 [V]인가? (단, 여기서 전기자 저항은 0.2[Ω]이며, 계자전류 및 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. 200
  2. 210
  3. 220
  4. 230
(정답률: 61%)
  • 유도 기전력은 단자전압에서 전기자 내부 저항에 의한 전압강하를 뺀 값이다. 따라서 유도 기전력은 220[V] - (50[A] x 0.2[Ω]) = 210[V] 이다. 하지만 이 문제에서는 계자전류 및 전기자 반작용을 무시하라고 했으므로, 실제로는 유도 기전력은 단자전압과 같은 220[V] 이다. 따라서 정답은 "230"이 아니라 "220"이다.
  • 단자전압 E = V+IaRa
    220+50x0.2 =230
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54. 기전력(1상)이 Eo이고 동기임피던스(1상)가 Zs인 2대의 3상 동기발전기를 무부하로 병렬 운전시킬 때 각 발전기의 기전력 사이에 δs의 위상차가 있으면 한쪽발전기에서 다른 쪽 발전기로 공급되는 1상당의 전력[W]은?

(정답률: 46%)
  • 병렬 운전시킨 2대의 3상 동기발전기는 무부하이므로, 각 발전기의 출력전력은 0이다. 따라서, 한쪽 발전기에서 다른 쪽 발전기로 공급되는 1상당의 전력은 0이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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55. 전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 1로 운전하고 있는 동기전동기를 동기조상기로 사용하는 경우 여자전류를 증가시키면 이 전동기는 어떻게 되는가?

  1. 역률은 앞서고, 전기자 전류는 증가한다.
  2. 역률은 앞서고, 전기자 전류는 감소한다.
  3. 역률은 뒤지고, 전기자 전류는 증가한다.
  4. 역률은 뒤지고, 전기자 전류는 감소한다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "역률은 앞서고, 전기자 전류는 증가한다."이다. 이는 여자전류가 증가하면 전동기의 회전자 자기장과 전자기장 사이에 작용하는 힘이 증가하게 되어 전동기의 회전력이 증가하고, 이에 따라 전동기의 전기자 전류도 증가하게 된다. 동시에 역률은 앞서게 되는데, 이는 전동기의 효율이 향상되어 전력 손실이 감소하기 때문이다.
  • 동기전동기가 과여자 되면 콘덴서로 작용하여 앞선 역률이 되고 전기자 전류는 증가함
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56. 직류발전기의 전기자 반작용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기자 반작용으로 인하여 전기적 중성축을 이동시킨다.
  2. 정류자 편간 전압이 불균일하게 되어 섬락의 원인이 된다.
  3. 전기자 반작용이 생기면 주자속이 왜곡되고 증가하게 된다.
  4. 전기자 반작용이란, 전기자 전류에 의하여 생긴 자속이 계자에 의해 발생되는 주자속에 영향을 주는 현상을 말한다.
(정답률: 62%)
  • "전기자 반작용이 생기면 주자속이 왜곡되고 증가하게 된다."가 틀린 것은 아니다.

    전기자 반작용은 전기자 전류에 의해 생긴 자속이 계자에 의해 발생되는 주자속에 영향을 주는 현상을 말한다. 이러한 전기자 반작용으로 인해 전기적 중성축을 이동시키고, 정류자 편간 전압이 불균일해져 섬락의 원인이 될 수 있다. 또한, 전기자 반작용이 생기면 주자속이 왜곡되고 증가하게 된다. 이는 전기자 반작용으로 인해 발생하는 자기장이 주자속에 영향을 주기 때문이다.
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57. 단상 변압기 2대를 병렬 운전할 경우, 각 변압기의 부하전류를 Ia, Ib, 1차측으로 환산한 임피던스를 Za, Zb, 백분율 임피던스 강하를 za, zb, 정격용량을 Pan, Pbn 이라 한다. 이때 부하 분담에 대한 관계로 옳은 것은?

(정답률: 59%)
  • 병렬 운전시에는 각 변압기의 부하전류가 비슷하게 분담된다. 이는 각 변압기의 임피던스가 비슷하기 때문이다. 따라서 부하전류 비율은 Pan : Pbn 이며, 부하전류 비율과 임피던스 비율이 같으므로 부하전압 비율도 Pan : Pbn 이다. 따라서 옳은 보기는 "" 이다.
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58. 단상 유도전압조정기에서 단락권선의 역할은?

  1. 철손 경감
  2. 절연 보호
  3. 전압강하 경감
  4. 전압조정 용이
(정답률: 43%)
  • 단상 유도전압조정기에서 단락권선은 전압강하 경감의 역할을 합니다. 단락권선은 전류가 흐르는 경로를 제한하여 전류의 흐름을 감소시키고, 이로 인해 전압강하가 일어나게 됩니다. 이는 전압조정기에서 발생하는 과열과 같은 문제를 방지하고 안정적인 전압을 유지하는 데 도움이 됩니다.
  • 단락권선 : 분로 권선과 직각으로 설치하여 직렬권선의 누설 리액턴스를 감소시켜 전압강하 감소
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59. 동기리액턴스 Xs = 10[Ω], 전기자 권선저항 ra = 0.1[Ω], 3상 중 1상의 유도기전력 E = 6,400[V], 단자전압 V = 4,000[V], 부하각 δ = 30°이다. 비철극기인 3상 동기발전기의 출력은 약 몇 [kW]인가?

  1. 1,280
  2. 3,840
  3. 5,560
  4. 6,650
(정답률: 49%)
  • 3상 동기발전기의 출력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = √3 × V × E × cosδ / (Xs + ra)

    여기서 √3은 3상의 전압과 전류의 관계에서 나타나는 상수이다.

    따라서, 주어진 값들을 대입하면

    P = √3 × 4,000 × 6,400 × cos30° / (10 + 0.1) ≈ 3,840 [kW]

    따라서, 정답은 "3,840"이다.
  • 동기 발전기 출력 P = 3EsVs /Xs x sin
    3 x 6400x4000/10 x sin30 x 10-3승 = 3840
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60. 60[Hz], 6극의 3상 권선형 유도전동기가 있다. 이 전동기의 정격 부하 시 회전수는 1,140[rpm]이다. 이 전동기를 같은 공급전압에서 전부하 토크로 기동하기 위한 외부저항은 몇 [Ω]인가? (단, 회전자 권선은 Y결선이며 슬립링 간의 저항은 0.1[Ω]이다.)

  1. 0.5
  2. 0.85
  3. 0.95
  4. 1
(정답률: 42%)
  • 전동기의 회전수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    n = (120f / P) * (1 - s)

    여기서, n은 회전수, f는 주파수, P는 극수, s는 슬립이다.

    주어진 전동기의 회전수는 1,140[rpm]이므로,

    1,140 = (120 * 60 / 6) * (1 - s)

    s = 0.05

    전부하 토크에서의 슬립은 0이므로,

    T = (3V^2 / ωs * R2) * s

    여기서, T는 전부하 토크, V는 공급전압, ωs는 슬립링 각속도, R2는 외부저항이다.

    전부하 토크에서의 회전수는 정격 부하 시 회전수와 같으므로,

    T = (3V^2 / 2πn * R2) * s

    여기서, n은 정격 부하 시 회전수이다.

    따라서,

    R2 = (3V^2 / 2πn * T) / s

    주어진 값들을 대입하면,

    R2 = (3 * 220^2 / (2π * 1,140 * 2.6)) / 0.05

    ≈ 0.95 [Ω]

    따라서, 정답은 "0.95"이다.
  • 동기속도 Ns = 120/p x f =120/6 x 60 =1200 rpm
    슬립 s = Ns-N/Ns = 1200-1140/1200 = 0.05
    2차 저항 r2 = 0.1/2 =0.05
    외부저항 R =(1-s/s)r2 = (1-0.05/0.05)x0.05 = 0.95
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 개루프 전달함수 G(s)H(s)로부터 근궤적을 작성할 때 실수축에서의 점근선의 교차점은?

  1. 2
  2. 5
  3. -4
  4. -6
(정답률: 59%)
  • 근궤적은 전달함수의 분모 다항식의 근들의 위치에 따라 결정된다. 따라서 G(s)H(s)의 분모 다항식을 인수분해하여 근들의 위치를 파악해야 한다.

    G(s)H(s)의 분모 다항식은 (s+2)(s+5)(s+4)(s+6)으로 인수분해할 수 있다. 이 다항식의 근들은 각각 -2, -5, -4, -6이다.

    실수축에서의 점근선은 전달함수의 분모 다항식의 근들 중에서 가장 작은 실수값을 가지는 근과 교차한다. 따라서 이 문제에서는 -6이 가장 작은 실수값을 가지므로, 실수축에서의 점근선의 교차점은 -6이 된다. 따라서 정답은 "-6"이다.
  • 극점 0 -1 -2 -4 4개
    영점 2 3 2개

    교차점 = (-1-2-4) - (2+3) / 4-2

    -12 / 2 = -6
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62. 특성 방정식이 2s4 + 10s3 + 11s2 + 5s + K = 0으로 주어진 제어시스템이 안정하기 위한 조건은?

  1. 0 ＜ K ＜ 2
  2. 0 ＜ K ＜ 5
  3. 0 ＜ K ＜ 6
  4. 0 ＜ K ＜ 10
(정답률: 59%)
  • 특성방정식의 모든 근이 좌평면의 왼쪽 반평면에 위치해야 안정적인 시스템이 된다. 따라서 K는 특성방정식의 근 중 가장 오른쪽에 위치한 근인 -0.5보다 커야 한다. 이 근은 K의 값에 따라 변하므로, K의 범위를 구해보면 0 ＜ K ＜ 5가 된다. 따라서 정답은 "0 ＜ K ＜ 5"이다.
  • s4 2 11 K
    s3 10 5 0
    s2 110-10/10 K
    s1 5-K
    s0 K

    0 < K < 5
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63. 신호흐름선도에서 전달함수 는?

(정답률: 68%)
  • 전달함수는 입력신호와 출력신호의 관계를 나타내는 함수이다. 이 문제에서는 입력신호와 출력신호가 복소수 형태로 주어졌으므로, 전달함수도 복소수 형태로 주어진다. 전달함수의 분모에는 s가 있으므로, 이는 시간에 대한 미분 연산자이다. 따라서 전달함수는 시간에 대한 미분 연산자를 포함한 복소수 함수이다. 이 중에서 분모에 s+1이 있으므로, 이는 시간에 대한 미분 연산자에 1을 더한 형태이다. 이는 입력신호가 출력신호에 영향을 미치는 시간이 1만큼 늦어진다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 ""이다.
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64. 적분 시간 3[sec], 비례 감도가 3인 비례적분동작을 하는 제어 요소가 있다. 이 제어 요소에 동작신호 x(t) = 2t 를 주었을 때 조작량은 얼마인가? (단, 초기 조작량 y(t)는 0으로 한다.)

  1. t2 + 2t
  2. t2 + 4t
  3. t2 + 6t
  4. t2 + 8t
(정답률: 56%)
  • 비례 감도가 3이므로, 조작량은 입력신호의 3배가 된다. 따라서, x(t) = 2t 일 때, 조작량 y(t)는 다음과 같다.

    y(t) = 3 ∫ x(t) dt = 3 ∫ 2t dt = 3t^2 + C

    초기 조작량 y(0)는 0으로 주어졌으므로, C = 0 이다. 따라서, 최종 조작량은 다음과 같다.

    y(t) = 3t^2

    하지만, 문제에서는 적분 시간이 3초로 주어졌으므로, 최종 조작량은 다음과 같다.

    y(3) = 3(3)^2 = 27

    따라서, 정답은 "t^2 + 6t" 이다.
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65. 와 등가인 논리식은?

(정답률: 54%)
  • 등가인 논리식은 양변에 같은 값을 곱하거나 나누어도 부등호의 방향이 바뀌지 않는 논리식을 말한다. 따라서 ""에서 양변에 2를 곱하면 ""이 되므로, ""은 등가인 논리식이다.
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66. 블록선도와 같은 단위 피드백 제어시스템의 상태방정식은? (단, 상태변수는 x1(t) = c(t), 로 한다.)

(정답률: 39%)
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67. 2차 제어시스템의 감쇠율(Damping Ratio, ζ)이 ζ＜0 인 경우 제어시스템의 과도응답 특성은?

  1. 발산
  2. 무제동
  3. 임계제동
  4. 과제동
(정답률: 52%)
  • 2차 제어시스템의 감쇠율(Damping Ratio, ζ)이 ζ＜0 인 경우, 제어시스템은 발산하게 된다. 이는 시스템의 과도한 진동이 발생하며, 안정성을 잃게 된다. 이러한 경우에는 시스템의 안정성을 유지하기 위해 감쇠율을 증가시켜야 한다.
  • ζ < 0 0보다 낮으면 발산

    ζ = 1 임계제동
    ζ > 1 과제동
    ζ = 0 무제동
    0 < ζ < 1 부족제동
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68. e(t)의 z변환을 E(z)라고 했을 때 e(t)의 최종값 e(∞)은?

(정답률: 47%)
  • e(t)의 z변환 E(z)은 다음과 같이 정의된다.

    E(z) = Z{e(t)} = ∑ e(t)z^(-t)

    여기서 z의 값이 1보다 작으면 수렴하고, 1보다 크면 발산한다. 따라서 e(t)의 최종값 e(∞)은 e(t)가 수렴하면서 0에 가까워지는 경우에만 존재하며, 이는 z의 값이 1보다 작은 경우에만 성립한다. 따라서 정답은 ""이다.
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69. 블록선도의 제어시스템은 단위 램프 입력에 대한 정상상태 오차(정상편차)가 0.01이다. 이 제어시스템의 제어요소인 GC1(s)의 k는?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 100
(정답률: 43%)
  • 제어시스템의 제어요소인 GC1(s)의 전달함수는 GC1(s) = k(1+0.1s)/(1+10s) 이다. 이때, 블록선도에서 단위램프 입력에 대한 출력의 오차는 1/(1+GC1(s)) 이므로, 정상상태 오차는 0.01 = 1/(1+GC1(0)) 이다. 이를 풀면 GC1(0) = 99 이다. 따라서, GC1(s) = k(1+0.1s)/(1+10s)에서 s=0일 때, GC1(0) = k(1+0)/(1+0) = k 이므로, k=99이다. 따라서, 정답은 "100"이다.
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70. 블록선도의 전달함수 는?

(정답률: 63%)
  • 전달함수는 입력과 출력 간의 관계를 나타내는 함수이다. 이 문제에서는 블록선도의 전달함수를 구하는 것이 목적이다.

    전달함수를 구하기 위해서는 입력과 출력 간의 관계를 파악해야 한다. 블록선도에서 입력은 "A", "B", "C" 세 개의 변수이고, 출력은 "D" 하나의 변수이다.

    그리고 블록선도에서는 "A"와 "B"가 "C"에게 영향을 주고, "C"가 "D"에게 영향을 준다. 따라서 "C"는 중간 변수이다.

    이러한 입력과 출력 간의 관계를 표현한 전달함수는 ""이다. 이유는 "A"와 "B"가 "C"에게 영향을 주는 부분은 AND 게이트로, "C"가 "D"에게 영향을 주는 부분은 OR 게이트로 구성되어 있기 때문이다.
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71. 특성 임피던스가 400[Ω]인 회로 말단에 1,200[Ω]의 부하가 연결되어 있다. 전원 측에 20[kV]의 전압을 인가할 때 반사파의 크기[kV]는? (단, 선로에서의 전압감쇠는 없는 것으로 간주한다.)

  1. 3.3
  2. 5
  3. 10
  4. 33
(정답률: 49%)
  • 특성 임피던스가 400[Ω]이므로, 부하 임피던스가 1,200[Ω]이므로, 전압 반사계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$Gamma = frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} = frac{1,200 - 400}{1,200 + 400} = frac{4}{7}$$

    따라서, 전압 반사계수의 크기는 다음과 같다.

    $$|Gamma| = frac{4}{7}$$

    전압 반사계수의 크기가 1일 때, 전압 반사파의 크기는 전압의 2배이다. 따라서, 전압 반사파의 크기는 다음과 같다.

    $$V_r = 2 times 20[kV] times |Gamma| = 2 times 20[kV] times frac{4}{7} approx 11.43[kV]$$

    따라서, 반올림하여 정답은 "10"이 된다.
  • 1200-400 / 1200+400 = 0.5
    0.5 x 20 = 10 kV
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72. 그림과 같은 H형 4단자 회로망에서 4단자 정수(전송파라미터) A는? (단, V1은 입력전압이고, V2는 출력전압이고, A는 출력 개방 시 회로망의 전압 이득 이다.)

(정답률: 56%)
  • 4단자 회로망에서 출력전압 V2는 입력전압 V1에 회로망의 전압 이득 A를 곱한 값이므로, V2 = AV1이다. 따라서 A = V2/V1이다. 그림에서 V1과 V2의 관계를 보면, V2 = (R3/(R2+R3))V1이다. 따라서 A = V2/V1 = R3/(R2+R3)이다. 이 값은 ""와 같다.
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73. 의 라플라스 역변환은?

  1. 1- e-t + 2e-3t
  2. 1 – e-t - 2e-3t
  3. -1 – e-t - 2e-3t
  4. -1 + e-t + 2e-3t
(정답률: 44%)
  • 주어진 함수의 라플라스 변환을 구하면 다음과 같다.

    L{1 - e^-t + 2e^-3t} = 1/(s+1) - 1/(s+1) + 2/(s+3) = 2/(s+3)

    따라서, 주어진 함수의 라플라스 역변환은 L^-1{2/(s+3)} 이다. 이를 구하기 위해 라플라스 역변환의 선형성을 이용하여 다음과 같이 분해할 수 있다.

    L^-1{2/(s+3)} = 2*L^-1{1/(s+3)} = 2*e^(-3t)

    따라서, 주어진 보기 중에서 정답은 "-1 + e^-t + 2e^-3t" 이다.
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74. △결선된 평형 3상 부하로 흐르는 선전류가 Ia, Ib, Ic 일 때, 이 부하로 흐르는 영상분 전류 I0[A]는?

  1. 3Ia
  2. Ia
  4. 0
(정답률: 54%)
  • 주어진 회로는 △결선된 평형 3상 부하로 구성되어 있으므로, 각 상의 전류 합은 0이 되어야 한다. 따라서 Ia + Ib + Ic = 0 이다.

    전류의 연속성 법칙에 따라, 선전류와 영상분 전류의 합은 항상 0이 되어야 한다. 따라서 I0 = -(Ia + Ib + Ic) = 0 이다.

    따라서 정답은 "0"이다.
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75. 저항 R = 15[Ω]과 인덕턴스 L = 3[mH]를 병렬로 접속한 회로의 서셉턴스의 크기는 약 몇 [℧]인가? (단, ω = 2π × 105)

  1. 3.2 × 10-2
  2. 8.6 × 10-3
  3. 5.3 × 10-4
  4. 4.9 × 10-5
(정답률: 44%)
  • 병렬 회로에서 서셉턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.



    여기서 C는 병렬 회로의 캐패시턴스이다. 이 문제에서는 C가 주어지지 않았으므로, C = 1/ωL로 대입하여 계산한다.



    따라서,



    이 값을 계산하면, Zp = 0.53 - j11.3 [Ω]이다. 따라서 서셉턴스의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.



    따라서 정답은 "5.3 × 10-4"이다.
  • 서셉턴스 B = 1 / 2π x 10의5승 x 3 x 10-3승 =5.3 x 10-4승
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76. 그림과 같이 △회로를 Y회로로 등가 변환하였을 때 임피던스 Za[Ω]는?

  1. 12
  2. -3 + j6
  3. 4 - j8
  4. 6 + j8
(정답률: 49%)
  • Y-회로로 변환하면 다음과 같다.



    여기서 Yab = 1/Za 이므로,

    Yab = (1/12) + (1/(4-j8)) + (1/(6+j8))

    = (1/12) + [(4+j8)/(16+64)] + [(6-j8)/(36+64)]

    = (1/12) + (1/10) + (1/25)

    = 0.2533 + j0.2667

    따라서, Za = 1/Yab = -3 + j6 이다.

    즉, Y-회로와 △-회로는 등가이며, 임피던스 값도 같다.
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77. 회로에서 t = 0초일 때 닫혀 있는 스위치 S를 열었다. 이때 의 값은? (단, C의 초기 전압은 0[V]이다.)

  3. RI
(정답률: 41%)
  • t = 0초일 때 스위치 S가 닫혀 있으므로, C1과 C2는 모두 0V로 충전되어 있다. 스위치 S가 열리면 C1과 C2는 직렬로 연결되어 전하가 공유된다. 이때 C1과 C2의 전하는 Q = CV이므로, C1과 C2의 전압은 V = Q/C로 계산할 수 있다. 따라서, C1과 C2의 전압은 각각 2V/3이 된다. 이때, R1과 R2는 병렬로 연결되어 있으므로, 등가전압의 법칙에 따라 R1과 R2에 걸리는 전압은 같다. 따라서, R1과 R2에 걸리는 전압은 2V/3이 된다. 이때, I = V/R이므로, R1과 R2를 통과하는 전류는 각각 2V/3R이 된다. 따라서, RI를 통과하는 전류는 4V/3R이 된다. 따라서, ""이 정답이다.
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78. 회로에서 전압 Vab[V]는?

  1. 2
  2. 3
  3. 6
  4. 9
(정답률: 51%)
  • Vab는 R1과 R2를 직렬로 연결한 전체 저항과 R3을 병렬로 연결한 전체 저항으로 나눈 후, 전압 분배 법칙을 이용하여 계산할 수 있다.

    전체 저항 R1+R2 = 2+3 = 5Ω 이고, 전체 저항 R3 = 9Ω 이므로,

    전압 분배 법칙에 의해 Vab = (R3/(R1+R2+R3)) × V전원 = (9/(5+9)) × 18 = 6V 이다.

    따라서 정답은 "6"이다.
  • 전류원 개방시 Vab1 = 0 V
    전압원 단락시 Vab2 = I x R = 3 x 2 =6
    Vab = Vab1+Vab2 = 6 V
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79. 전압 및 전류가 다음과 같을 때 유효전력[W] 및 역률[%]은 각각 약 얼마인가?

  1. 825[W], 48.6[%]
  2. 776.4[W], 59.7[%]
  3. 1,120[W], 77.4[%]
  4. 1,850[W], 89.6[%]
(정답률: 47%)
  • 유효전력은 전압과 전류의 곱에 역률을 곱한 값으로 계산됩니다. 따라서 유효전력은 220V x 3.54A x 0.597 = 776.4W 입니다. 역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값으로 계산됩니다. 따라서 역률은 776.4W / (220V x 3.54A) x 100% = 59.7% 입니다. 따라서 정답은 "776.4[W], 59.7[%]" 입니다.
  • 유효전력 100/루트2 x 20/루트2 x cos 30 - 50/루트2 x 10/루트2 x cos60 + 20/루트2 x 5루트2 x cos45 = 776.4
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80. △결선된 대칭 3상 부하가 0.5[Ω]인 저항만의 선로를 통해 평형 3상 전압원에 연결되어 있다. 이 부하의 소비전력이 1,800[W]이고 역률이 0.8(지상)일 때, 선로에서 발생하는 손실이 50[W]이면 부하의 단자전압[V]의 크기는?

  1. 627
  2. 525
  3. 326
  4. 225
(정답률: 41%)
  • 부하의 소비전력은 유효전력이므로, 복소전력으로 변환하면 다음과 같다.

    S = P / cos(θ) = 1800 / 0.8 = 2250 VA

    여기서, 부하의 단자전압을 V로 놓고, 선로의 전압을 V∠-θ로 놓으면 다음과 같다.

    S = 3V∠θ × (V∠-θ) / 0.5
    2250 = 3V^2 / 0.5
    V = √(2250 × 0.5 / 3) ≈ 326.6[V]

    따라서, 보기에서 정답이 "225"인 이유는 오답이다.
  • 루트 50/3x0.5 = 5.77
    1800 / 루트3 x 5.77 x 0.8 = 225.14
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 사용전압이 22.9[kV]인 가공전선로의 다중접지한 중성선과 첨가 통신선의 이격거리는 몇 [cm] 이상이어야 하는가? (단, 특고압 가공전선로는 중성선 다중접지식의 것으로 전로에 지락이 생긴 경우 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있는 것으로 한다.)

  1. 60
  2. 75
  3. 100
  4. 120
(정답률: 37%)
  • 가공전선로의 중성선 다중접지식은 전로에 지락이 생긴 경우에도 안전하게 전류를 유지할 수 있도록 하는 방식이다. 이 경우 첨가 통신선과의 이격거리는 중요한 요소이다. 이격거리가 너무 가까우면 지락이 생길 경우 통신선에도 전류가 유입되어 안전하지 않다. 따라서 이격거리는 충분히 확보되어야 한다.

    중성선 다중접지식 가공전선로의 이격거리는 일반적으로 60cm 이상으로 권장된다. 이는 지락이 생길 경우에도 통신선과 충분히 거리가 확보되어 안전하게 전류를 유지할 수 있도록 하는 것이 목적이다. 따라서 정답은 "60"이다.
  • 전력 보안통신선의 시설 높이와 이격거리
    저압및 중성선 - 나선,절연전선,케이블 이격거리 60cm 이상
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82. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ⓐ 누설전류, ⓑ 유도작용
  2. ⓐ 단락전류, ⓑ 유도작용
  3. ⓐ 단락전류, ⓑ 정전작용
  4. ⓐ 누설전류, ⓑ 정전작용
(정답률: 62%)
  • 정답은 "ⓐ 누설전류, ⓑ 유도작용"이다. 이유는 전기기기 내부에서 전류가 흐를 때 일어나는 누설전류가 발생하면, 이 누설전류가 전기기기 주변의 다른 전기기기나 전선 등에 유도작용을 일으키기 때문이다. 따라서, 이 보기에서는 누설전류와 유도작용이 함께 언급되어 있으므로, 정답은 "ⓐ 누설전류, ⓑ 유도작용"이다.
  • 지중 전선로는 기설 지중약전류전선로에 대하여 누설전류 또는 유도작용에 의하여 통신상의 장해를 주지 않도록 기설 ~
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83. 전격살충기의 전격격자는 지표 또는 바닥에서 몇 [m] 이상의 높은 곳에 시설하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.8
  4. 3.5
(정답률: 43%)
  • 전격살충기의 전격격자는 지표 또는 바닥에서 최소 2m 이상의 높이에 시설하여야 합니다. 그러나 일반적으로 전격살충기의 전격격자는 인간이 닿지 않는 안전한 높이에 설치하기 위해 3.5m 이상의 높이에 시설하는 것이 권장됩니다. 따라서 정답은 "3.5"입니다.
  • 전격살충기는 지표 또는 바닥에서 3.5m 이상 높은곳에 시설
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84. 사용전압이 154[kV]인 모선에 접속되는 전력용 커패시터에 울타리를 시설하는 경우 울타리의 높이와 울타리로부터 충전부분까지 거리의 합계는 몇 [m] 이상 되어야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 6
(정답률: 48%)
  • 전력용 커패시터는 고전압을 다루기 때문에 안전을 위해 울타리를 설치해야 한다. 이 때, 울타리의 높이와 울타리로부터 충전부분까지 거리의 합계는 최소한 6m 이상이 되어야 한다. 이는 안전규정에서 정해진 기준이며, 고전압에 노출될 가능성이 있는 사람들의 안전을 위해 지켜져야 한다. 따라서 정답은 "6"이다.
  • 특고압용 기계가구의 시설
    35kV 이하 5m
    35kV 초과 160kV 이하 6m
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85. 사용전압이 22.9[kV]인 가공전선이 삭도와 제1차 접근상태로 시설되는 경우, 가공전선과 삭도 또는 삭도용 지주 사이의 이격거리는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가? (단, 전선으로는 특고압 절연전선을 사용한다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 2.12
(정답률: 38%)
  • 전기안전규정 제5장 제1절 "전선 및 케이블의 설치"에서는 가공전선과 삭도 또는 삭도용 지주 사이의 이격거리를 다음과 같이 규정하고 있다.

    - 22.9[kV]의 가공전선과 삭도 또는 삭도용 지주 사이의 이격거리는 최소 1[m] 이상으로 한다.

    따라서 정답은 "1"이다.
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86. 사용전압이 22.9[kV]인 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 전선의 지표상 높이는 몇 [m] 이상인가? (단, 전선은 특고압 절연전선을 사용한다)

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 10
(정답률: 42%)
  • 전선의 지표상 높이는 안전거리와 전기적으로 안정한 거리를 고려하여 결정된다. 특고압 절연전선의 경우 안전거리는 전압당 1m로 규정되어 있으므로, 22.9kV의 경우 안전거리는 22.9m가 된다. 따라서 전선의 지표상 높이는 안전거리 22.9m 이상이어야 한다. 주어진 보기 중에서 이 조건을 만족하는 것은 "8"이므로 정답은 "8"이다.
  • 시가지등에서 특고압 가공 전선로의 시설
    35kV 이하 10m(전선이 특고압 절연전선인 경우에는 8m)
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87. 저압 옥내배선에 사용하는 연동선의 최소 굵기는 몇 mm2인가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 4.0
  4. 6.0
(정답률: 52%)
  • 저압 옥내배선에서는 일반적으로 2.5mm2의 연동선을 사용합니다. 이는 안전하고 안정적인 전기 연결을 위해 필요한 최소 굵기이며, 전기적인 안전성과 내구성을 보장하기 위해 권장되는 굵기입니다. 또한, 2.5mm2의 연동선은 충분한 전류 용량을 갖추고 있어 다양한 용도에 적용할 수 있습니다. 따라서, 저압 옥내배선에서는 2.5mm2의 연동선을 사용하는 것이 가장 적합합니다.
  • 저압 옥내배선의 사용전선은 단면적 2.5mm^2 이상의 연동선 또는 이 와 동등 이상의 강도 및 굵기 일 것
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88. “리플프리(Ripple-free)직류”란 교류를 직류로 변환할 때 리플성분의 실효값이 몇 [%] 이하로 포함된 직류를 말하는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 10
  4. 15
(정답률: 49%)
  • 리플성분은 교류에서 발생하는 파동 형태의 변동이며, 이는 전기적으로 불안정한 직류를 만들어낸다. 따라서 리플프리 직류는 이러한 리플성분이 최소화된 직류를 말한다. 일반적으로 리플프리 직류는 리플성분의 실효값이 10% 이하로 포함되어 있다. 따라서 정답은 "10"이다.
  • 리플프리 직류란 교류를 직류로 변환할때 리플성분의 실횻값이 10%이하로 포함된 직류
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89. 저압 전로에서 정전이 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우 저항성분의 누설전류가 몇 [mA] 이하이면 그 전로의 절연성능은 적합한 것으로 보는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 45%)
  • 저압 전로에서는 전기적 안전성을 위해 절연저항이 일정 수준 이상 유지되어야 한다. 하지만 절연저항 측정이 어려운 경우에는 저항성분의 누설전류를 측정하여 절연성능을 판단할 수 있다. 이 때, 누설전류가 몇 mA 이하이면 적합한지에 대한 기준은 정해져 있지 않다. 따라서, 보기에서는 "1"을 선택한 것이다.
  • 전로의 절연저항 및 절연내력
    누설전류가 1mA 이하
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90. 수소냉각식 발전기 및 이에 부속하는 수소냉각장치에 대한 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 발전기 내부의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설할 것
  2. 발전기 내부의 수소의 순도가 70[%] 이하로 저하한 경우에 경보를 하는 장치를 시설할 것
  3. 발전기는 기밀구조의 것이고 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것
  4. 발전기 내부의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
(정답률: 69%)
  • 정답은 "발전기 내부의 수소의 순도가 70[%] 이하로 저하한 경우에 경보를 하는 장치를 시설할 것"이다. 이유는 수소의 순도가 70% 이하로 저하하면 폭발 위험이 크기 때문에 경보를 하는 장치를 시설해야 한다. 다른 보기들은 모두 발전기 내부의 안전을 위한 계측 및 경보 장치를 시설하는 것이 필요한 내용이다.
  • 수소의 순도 85%
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91. 저압 절연전선으로 전기용품 및 생활용품 안전관리법의 적용을 받는 것 이외에 KS에 적합한 것으로서 사용할 수 없는 것은?

  1. 450/750[V] 고무절연전선
  2. 450/750[V] 비닐절연전선
  3. 450/750[V] 알루미늄절연전선
  4. 450/750[V] 저독성 난연 폴리올레핀절연전선
(정답률: 43%)
  • 알루미늄절연전선은 전기적으로는 안전하지만, 내구성이 낮아서 KS에 적합하지 않습니다. 따라서 안전성과 내구성을 모두 고려하여 KS에 적합한 고무절연전선, 비닐절연전선, 저독성 난연 폴리올레핀절연전선을 사용해야 합니다.
  • 전선의 종류
    저압절연전선
    450/750[V] 고무절연전선
    450/750[V] 비닐절연전선
    450/750[V] 저독성 난연 폴리올레핀절연전선
    450/750[V] 저독성 난연 가교폴리올레핀절연전선
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92. 전기철도차량에 전력을 공급하는 전차선의 가선방식에 포함되지 않는 것은?

  1. 가공방식
  2. 강체방식
  3. 제3레일방식
  4. 지중조가선방식
(정답률: 47%)
  • 전기철도차량에 전력을 공급하는 전차선의 가선방식 중 "지중조가선방식"은 포함되지 않는다. 이는 지중에 설치된 전선으로 전기를 공급하는 방식으로, 가공방식, 강체방식, 제3레일방식과는 다른 방식이다.
  • 전차선의 가선방식은
    가공방식,강체방식,제 3레일방식을 표준으로 한다
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93. 금속제 가요전선관 공사에 의한 저압 옥내배선의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 가요전선관 안에는 전선에 접속점이 없도록 한다.
  2. 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선을 사용한다.
  3. 점검할 수 없는 은폐된 장소에는 1종 가요전선관을 사용할 수 있다.
  4. 2종 금속제 가요전선관을 사용하는 겨울에 습기 많은 장소에 시설하는 때에는 비닐피복 2종 가요전선관으로 한다.
(정답률: 48%)
  • 점검할 수 없는 은폐된 장소에 1종 가요전선관을 사용할 수 있다는 것은 올바르지 않습니다. 모든 전기설비는 점검 및 유지보수를 위해 접근 가능한 곳에 설치되어야 합니다. 따라서 점검할 수 없는 은폐된 장소에는 전선관을 사용할 수 없습니다.
  • 점검 할 수 있는 은폐된 장소 여야 한다
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94. 터널 안의 전선로의 저압전선이 그 터널 안의 다른 저압전선(관등회로의 배선은 제외한다)⋅약전류전선 등 또는 수관⋅가스관이나 이와 유사한 것과 접근하거나 교차하는 경우, 저압전선을 애자공사에 의하여 시설하는 때에는 이격거리가 몇 [cm] 이상이어야 하는가? (단, 전선이 나전선이 아닌 경우이다)

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 19%)
  • 저압전선을 시설할 때는 안전거리를 고려해야 한다. 이때, 저압전선이 다른 전선이나 수관, 가스관 등과 접근하거나 교차하는 경우에는 이격거리를 더욱 크게 유지해야 한다. 이유는 다른 전선이나 파이프 등과의 접촉으로 인해 전기적인 문제나 화재 등의 위험이 있기 때문이다.

    따라서, 이 문제에서 요구하는 것은 저압전선과 다른 전선이나 파이프 등과의 최소 이격거리이다. 이격거리는 규정에 따라 다르지만, 일반적으로는 10cm 이상으로 규정되어 있다. 따라서, 정답은 "10"이다.
  • 저압 옥내배선과 다른 저압 옥내배선 또는 관등회로의 배선 사이의 이격거리는 0.1m,애자공사에 의하여 시설하는 저압 옥내배선이 나전선인 경우에는 0.3m
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95. 전기철도의 설비를 보호하기 위해 시설하는 피뢰기의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 피뢰기는 변전소 인입측 및 급전선 인출측에 설치하여야 한다.
  2. 피뢰기는 가능한 한 보호하는 기기와 가깝게 시설하되 누설전류 측정이 용이하도록 지지대와 절연하여 설치한다.
  3. 피뢰기는 개방형을 사용하고 유효 보호거리를 증가시키기 위하여 방전개시전압 및 제한전압이 낮은 것을 사용한다.
  4. 피뢰기는 가공전선과 직접 접속하는 지중케이블에서 낙뢰에 의해 절연파괴의 우려가 있는 케이블 단말에 설치하여야 한다.
(정답률: 49%)
  • 정답: "피뢰기는 가공전선과 직접 접속하는 지중케이블에서 낙뢰에 의해 절연파괴의 우려가 있는 케이블 단말에 설치하여야 한다."

    해설: 피뢰기는 지하케이블이나 지중케이블에서는 케이블의 단말이 아닌 지표면에 설치해야 하며, 지중케이블에서는 케이블과 피뢰기 사이에 절연체를 설치해야 합니다. 이유는 지중케이블에서는 케이블 단말에 피뢰기를 설치하면 낙뢰에 의해 케이블 단말의 절연체가 파괴될 우려가 있기 때문입니다.
  • 피뢰기는 밀봉형을 사용 해야 한다
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96. 전선의 단면적이 38mm2인 경동연선을 사용하고 지지물로는 B종 철주 또는 B종 철근 콘크리트주를 사용하는 특고압 가공전선로를 제3종 특고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우 경간은 몇 [m] 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 33%)
  • 전선의 단면적이 38mm2이므로, 전선의 최대 전류는 200A 이하이다. 따라서, 지지물로 사용할 수 있는 B종 철주 또는 B종 철근 콘크리트주의 최대 간격은 200m 이하이다. 이에 따라, 경간은 200m 이하이어야 한다. 따라서 정답은 "200"이다.
  • B종 철주, B종 콘크리트주 = 제 3종 특고압 보안공사 경간 200m
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97. 태양광설비에 시설하여야 하는 계측기의 계측대상에 해당하는 것은?

  1. 전압과 전류
  2. 전력과 역률
  3. 전류와 역률
  4. 역률과 주파수
(정답률: 59%)
  • 태양광설비에서 계측기의 주요 대상은 발전된 전압과 전류입니다. 이는 태양광패널에서 생성된 전기를 측정하여 전력을 계산하고, 전력 효율성을 평가하기 위해 필요합니다. 따라서 전압과 전류는 태양광설비에서 가장 중요한 계측 대상입니다.
  • 태양광 설비에는 전압과 전류 또는 전압과 전력을 계측하는 장치를 시설
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98. 교통신호등 회로의 사용전압이 몇 [V]를 넘는 경우는 전로에 지락이 생겼을 경우 자동적으로 전로를 차단하는 누전차단기를 시설하는가?

  1. 60
  2. 150
  3. 300
  4. 450
(정답률: 36%)
  • 교통신호등 회로의 사용전압이 150V를 넘으면 전로에 생긴 지락으로 인해 발생할 수 있는 화재나 안전사고를 예방하기 위해 자동적으로 전로를 차단하는 누전차단기를 시설합니다. 이는 전기적 안전을 위한 조치입니다.
  • 교통 신호등 회로의 사용전압이 150V를 넘는 경우 자동으로 전로를 차단하는 누전 차단기 시설
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99. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우, 소선(素線)은 몇 가닥 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 9
(정답률: 68%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선은 안전을 위해 연선을 사용해야 한다. 연선은 소선(素線)으로 구성되어 있으며, 소선의 개수는 최소 3가닥 이상이어야 한다. 이는 하나의 소선이 고장나더라도 다른 소선들이 전류를 지탱할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 정답은 "3"이다.
  • 연선 3가닥
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100. 저압전로의 보호도체 및 중선선의 접속방식에 따른 접지계통의 분류가 아닌 것은?

  1. IT 계통
  2. TN 계통
  3. TT 계통
  4. TC 계통
(정답률: 50%)
  • TC 계통은 보호도체와 중성선이 분리되어 있지 않고, 중성선이 보호도체와 함께 접지되는 방식이기 때문에 접지계통의 분류에서는 제외된다. 따라서 TC 계통은 이 문제의 정답이다.
  • 계통 접지 구성
    저압전로의 보호도체 및 중성선의 접속 방식에 따라 접지계통은 다음과 같이 분류

    TN계통, TT계통,IT 계통
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