전기공사기사 필기 기출문제복원 (2012-03-10)

전기공사기사
(2012-03-10 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 납축전지의 화학 반응식으로 ( )에 해당하는 것은?

  1. 2HO2
  2. 2H2O
  3. HO
  4. 2H2O2
(정답률: 81%)
  • 납축전지에서 화학 반응식은 Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O 이다. 이 반응식에서 H2SO4는 물과 반응하여 H3O+와 HSO4- 이온으로 분해된다. 따라서 전지 내부에는 H3O+와 SO42- 이온이 존재하게 되는데, 이 이온들이 결합하여 물 분자인 H2O를 생성하게 된다. 따라서 정답은 "2H2O"이다.
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2. 다이오드 클램퍼(clamper)의 용도는?

  1. 전압증폭
  2. 전류증폭
  3. 전압제한
  4. 전압레벨 이동
(정답률: 76%)
  • 다이오드 클램퍼는 입력 신호의 전압레벨을 이동시키는 역할을 합니다. 이를 통해 입력 신호의 최소 전압값이 양수로 이동하거나 최대 전압값이 음수로 이동하여 출력 신호의 전압 범위를 조절할 수 있습니다. 따라서 "전압레벨 이동"이 정답입니다.
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3. 직류전동기의 기동방식으로 적합한 것은?

  1. 기동 보상기법
  2. 전전압 기동법
  3. 저항 기동법
  4. Y-△ 기동법
(정답률: 67%)
  • 직류전동기는 회전자에 전류를 인가하여 자기장을 발생시키고, 이 자기장과 정지자기장 사이에서 회전력을 발생시켜 회전시키는 원리로 작동합니다. 이 때, 회전자에 인가되는 전류를 조절하여 기동시키는 방법을 기동방식이라고 합니다.

    저항 기동법은 직류전동기의 기동방식 중 가장 간단하고 일반적으로 사용되는 방법입니다. 이 방법은 회전자에 인가되는 전압을 제한하여 전류를 조절하는 방식으로, 회전자에 인가되는 전류를 제한함으로써 회전자의 초기 속도를 조절하고 안정적인 기동을 가능하게 합니다. 또한, 저항을 이용하여 회전자에 인가되는 전류를 제한하기 때문에 회전자의 과부하를 방지할 수 있습니다. 따라서, 직류전동기의 기동방식으로 적합한 것은 저항 기동법입니다.
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4. 전동기의 제동시 전원을 끊고 전동기를 발전기로 동작시켜 이때 발생하는 전력을 저항에 의해 열로 소모시키는 제동법은?

  1. 회생제동
  2. 발전제동
  3. 와전류제동
  4. 역상제동
(정답률: 74%)
  • 전동기를 제동할 때 전원을 끊고 발전기로 동작시키면 회전력이 발생하게 됩니다. 이 회전력을 전기적으로 저항에 의해 소모시키는 방법이 발전제동입니다. 따라서 발전제동은 전동기의 회전력을 전기적으로 소모시켜 제동하는 방법입니다.
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5. 반구면 광원의 상반구 광속이 1000[lm], 하반구 광속은 3000[lm]이다. 평균 구면 광도는 약 몇 [cd]인가?

  1. 637
  2. 564
  3. 462
  4. 318
(정답률: 41%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
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6. 자기소호 기능을 갖는 소자는?

  1. GTO
  2. SCR
  3. TRIAC
  4. LASCR
(정답률: 88%)
  • GTO는 Gate Turn-Off Thyristor의 약자로, 게이트 신호로 전원을 끊을 수 있는 자기소호 기능을 갖는 소자입니다. SCR, TRIAC, LASCR도 Thyristor 계열의 소자이지만, GTO만이 게이트 신호로 전원을 끊을 수 있는 자기소호 기능을 갖습니다.
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7. 단상 교류식 전기철도에서 통신선에 발생하는 유도 장해를 경감하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 흡상 변압기
  2. 3권선 변압기
  3. 스콧트 결선
  4. 크로스본드
(정답률: 69%)
  • 단상 교류식 전기철도에서 통신선에 발생하는 유도 장해는 전력선에서 발생하는 자기장에 의해 발생합니다. 이러한 유도 장해를 경감하기 위해서는 자기장을 흡수하는 장치가 필요합니다. 이때 사용되는 것이 흡상 변압기입니다. 흡상 변압기는 자기장을 흡수하여 통신선에 전달되는 전자기파를 감소시키는 역할을 합니다.
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8. 완전 확산면의 휘도(B)와 광속 발산도(R)의 관계식은?

  1. R=4πB
  2. R=2πB
  3. R=πB
  4. R=π2B
(정답률: 82%)
  • 완전 확산면에서 광속 발산도(R)는 휘도(B)에 비례한다. 이는 광원에서 발생한 빛이 모든 방향으로 균일하게 확산되기 때문이다. 따라서 R = k × B (k는 상수)로 나타낼 수 있다. 이때, 광원에서 발생한 총 빛의 양은 완전 확산면을 둘러싼 구면의 면적에 비례하므로, k = 1/4π이다. 따라서 R = πB가 된다.
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9. 15[℃]의 물 4[L]를 1[kW]의 전열기를 사용하여 90[℃]로 가열하는데 30분 걸렸다. 이 전열기의 효율은 약 몇 [%]인가? (단, 증발은 없는 것으로 한다.)

  1. 70
  2. 75
  3. 80
  4. 85
(정답률: 74%)
  • 전열기의 소비전력은 1[kW]이므로, 30분 동안의 전력 사용량은 0.5[kWh]이다.
    물의 열용량은 4[L] × 1[kg/L] × 4.18[J/(g·℃)] × 15[℃] = 2508[J/℃]이다.
    따라서, 물을 90[℃]까지 가열하기 위해 필요한 열량은 4[L] × 1[kg/L] × 4.18[J/(g·℃)] × (90-15)[℃] = 12528[J]이다.
    전열기의 효율을 η라고 하면, 전력 사용량과 물의 열량이 일치하므로 다음 식이 성립한다.

    0.5[kWh] × 1000[W/kW] × η = 12528[J]

    따라서, 전열기의 효율은 약 70%이다.
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10. 전기 저항 온도계의 저항체로 주로 사용되는 것은?

  1. 백금
  2. 텅스텐
  3. 은
  4. 주석
(정답률: 59%)
  • 백금은 고온에서 안정적인 저항 값을 가지기 때문에 전기 저항 온도계의 저항체로 주로 사용됩니다. 또한, 백금은 화학적으로 안정하고 부식에 강하며, 높은 내열성을 가지고 있어서 다양한 환경에서 사용할 수 있습니다.
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11. 보호계전기의 종류가 아닌 것은?

  1. ASS
  2. OCGR
  3. DGR
  4. SGR
(정답률: 89%)
  • "ASS"는 보호계전기의 종류가 아닌 것이다. 나머지 "OCGR", "DGR", "SGR"은 모두 보호계전기의 종류이다.
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12. 공기전지의 특징이 아닌 것은?

  1. 방전시에 전압변동이 적다.
  2. 온도차에 의한 전압변동이 적다.
  3. 사용 중의 자기방전이 크고 오랫동안 보존할 수 없다.
  4. 내열, 내한, 내습성을 가지고 있다.
(정답률: 86%)
  • 공기전지는 사용 중인 경우에도 자기방전이 크고 오랫동안 보존할 수 없다는 특징이 있습니다. 이는 공기전지 내부의 화학 반응이 계속 진행되기 때문에 발생하는 것으로, 사용하지 않는 동안에도 전지의 전력이 소모되어 전압이 떨어지게 됩니다. 따라서 공기전지는 장기간 보존이 어렵고, 사용하기 전에 충전이 필요하지 않은 일회용 전지로 사용되는 경우가 많습니다.
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13. EL 램프의 특징이 아닌 것은?

  1. 초박형 평면광원이다.
  2. 색상이 다양하며 소재가 견고하다.
  3. 전력소비 절감 및 수명이 길다.
  4. 발열식 광원이다.
(정답률: 70%)
  • EL 램프는 발열식 광원이 아니다. EL 램프는 전기를 통해 발광체에 전기를 공급하여 발광하는 방식으로 작동하며, 발열이 거의 없다는 특징이 있다. 따라서 발열식 광원이 아닌 것이다.
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14. 철근 콘크리트주에 완금을 취부할 때 사용하는 부속재는?

  1. 풀 스텝
  2. 행거밴드
  3. U 볼트
  4. 앵글베이스
(정답률: 64%)
  • 완금을 취부할 때 사용하는 부속재는 철근을 고정시키는 역할을 합니다. 이 중에서 U 볼트는 철근을 감싸고 있는 형태로, 철근을 안정적으로 고정시키는 효과가 있습니다. 따라서 U 볼트가 철근 콘크리트주에 완금을 취부할 때 사용되는 부속재인 것입니다.
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15. 다음 중 옥내배선의 가는 전선을 박스 안에서 접속하는데 사용하는 슬리브는?

  1. 종단겹침용 슬리브
  2. 매킹타이어 슬리브
  3. B형 슬리브
  4. S형 슬리브
(정답률: 78%)
  • 옥내배선의 가는 전선을 박스 안에서 접속할 때는 종단겹침 방식을 사용합니다. 이때 전선의 단면을 두 겹으로 겹쳐 연결하는데, 이를 위해 종단겹침용 슬리브를 사용합니다. 이 슬리브는 전선의 단면을 겹쳐 연결할 때 미끄러지지 않도록 고정시켜주는 역할을 합니다. 따라서 옥내배선에서는 종단겹침용 슬리브를 사용합니다.
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16. 전선 이상온도 검지장치에 사용되는 검지선의 규격으로 적합하지 않은 것은?

  1. 도체는 균질한 금속제의 연선일 것
  2. 외장의 가열온도는 90℃±2에 적합할 것
  3. 외장의 두께는 0.1mm 이상일 것
  4. 완성품은 맑은 물속에 1시간 담근 후 도체상호간 및 도체와 대지간에 500V 의 교류전압을 연속하여 1분간 가할 때 이에 견딜 것
(정답률: 43%)
  • "도체는 균질한 금속제의 연선일 것"이 적합하지 않은 이유는, 전선의 도체가 균질한 금속제가 아닌 경우 전류가 흐르는 부분과 그렇지 않은 부분의 저항이 다르게 되어 전선의 이상온도를 정확하게 검지할 수 없기 때문입니다. 따라서 전선의 도체는 균질한 금속제의 연선이어야 합니다.
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17. 전기기기 절연계급의 종류별 최고 허용온도에 대한 규정으로 잘못된 것은?

  1. Y종 : 90℃
  2. E종 : 120℃
  3. F종 : 155℃
  4. H종 : 170℃
(정답률: 84%)
  • H종이 다른 종류보다 최고 허용온도가 높은 것은 아니며, 오히려 다른 종류보다 낮은 경우도 있을 수 있습니다. 따라서, "H종 : 170℃"이 잘못된 것은 아닙니다.
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18. 노출공사에 사용되는 금속관을 조영재에 부착하는 재료는?

  1. 터미널 캡
  2. 새들
  3. 커플링
  4. 엔트런스 캡
(정답률: 74%)
  • 새들은 노출공사에 사용되는 금속관을 조영재에 부착하는 재료로 사용됩니다. 이는 새들이 금속관과 조영재를 견고하게 연결시켜주기 때문입니다. 터미널 캡은 전기적인 연결을 위한 부품이며, 커플링은 파이프나 튜브를 연결하는 부품입니다. 엔트런스 캡은 파이프나 튜브의 끝을 막는 부품입니다.
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19. 버스 덕트 배선에서 덕트의 최대 폭(mm)과 강판의 두께(mm)가 틀린 것은?

  1. 폭 150mm 이하일 때 두께 1.0mm 이상
  2. 폭 150mm 초과 300mm 이하일 때 두께 1.4mm이상
  3. 폭 300mm 초과 500mm 이하일 때 두께 1.6mm이상
  4. 폭 700mm 초과일 때 두께 2.0mm 이상
(정답률: 62%)
  • 폭이 넓어질수록 덕트의 구조가 더 많은 하중을 견딜 수 있어야 하므로 두께가 더 두껍게 되어야 합니다. 따라서 폭이 700mm을 초과할 때 두께가 2.0mm 이상이 되어야 합니다.
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20. 방전등에 속하지 않는 것은?

  1. 수은등
  2. 할로겐등
  3. 형광 수은등
  4. 메탈 할라이드등
(정답률: 81%)
  • 할로겐등은 방전등이 아닌 이유는, 방전등은 전기를 통해 가스나 증기를 방전시켜 빛을 내는 반면, 할로겐등은 전기를 통해 전기선과 할로겐 가스 사이에서 화학반응을 일으켜 빛을 내기 때문입니다. 따라서 할로겐등은 방전등이 아닌 것입니다.
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2과목: 전력공학

21. 전압강하율이 10[%]인 단거리 배전선로가 있다. 송전단의 전압이 100[V]일 때 수전단의 전압은 약 몇[V]인가?

  1. 82[V]
  2. 91[V]
  3. 98[V]
  4. 108[V]
(정답률: 28%)
  • 전압강하율은 수전단의 전압과 송전단의 전압 차이의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 수전단의 전압은 송전단의 전압에서 일정한 비율만큼 감소한다. 이 문제에서는 전압강하율이 10[%]이므로 수전단의 전압은 송전단의 전압에서 10[%]만큼 감소한 값이다.

    수식으로 나타내면 다음과 같다.

    수전단의 전압 = 송전단의 전압 - (송전단의 전압 × 전압강하율)

    = 100[V] - (100[V] × 0.1)

    = 100[V] - 10[V]

    = 90[V]

    하지만 보기에서는 91[V]가 정답으로 주어졌다. 이는 계산 과정에서 반올림한 값이다. 따라서 정답은 "91[V]"이다.
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22. 각 수용가의 수용설비용량이 50[kW], 100[kW], 80[kW], 60[kW], 150[kW]이며, 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4일 때 부사의 부등률이 1.3이라면 변압기 용량은 약 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80% 라고 한다.)

  1. 142[kVA]
  2. 165[kVA]
  3. 183[kVA]
  4. 212[kVA]
(정답률: 24%)
  • 각 수용가의 부하는 다음과 같다.

    - 수용가 1: 50[kW] x 0.6 = 30[kW]
    - 수용가 2: 100[kW] x 0.6 = 60[kW]
    - 수용가 3: 80[kW] x 0.5 = 40[kW]
    - 수용가 4: 60[kW] x 0.5 = 30[kW]
    - 수용가 5: 150[kW] x 0.4 = 60[kW]

    따라서 총 부하는 30 + 60 + 40 + 30 + 60 = 220[kW] 이다. 평균 부하역률이 80% 이므로, 변압기 용량은 220[kW] / 0.8 = 275[kVA] 가 필요하다.

    하지만 부사의 부등률이 1.3 이므로, 실제 필요한 용량은 275[kVA] x 1.3 = 357.5[kVA] 이다. 따라서 가장 가까운 용량인 212[kVA] 가 정답이 된다.
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23. 다음 주 개폐 서지의 이상전압을 감쇄 할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐저항기
(정답률: 27%)
  • 개폐 서지의 이상전압을 감쇄하기 위해서는 전류를 제한하는 장치가 필요합니다. 이때 사용되는 것이 개폐저항기입니다. 개폐저항기는 전류를 흐르게 하면서도 일정한 저항을 제공하여 전압을 감쇄시키는 역할을 합니다. 따라서 개폐 서지의 이상전압을 감쇄하기 위해서는 개폐저항기를 설치하는 것이 적절합니다.
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24. 단락점까지의 전선 한 가닥의 임피던스가 Z=6+j8[Ω](전원포함), 단락 전의 단락점 전압이 22.9[kV]인 단상 2선식 전선로의 단락용량은 몇 [kVA]인가? (단, 부하전류는 무시한다.)

  1. 13110[kVA]
  2. 26220[kVA]
  3. 39330[kVA]
  4. 52440[kVA]
(정답률: 14%)
  • 단락용량은 단락점 전압의 제곱을 전선의 임피던스로 나눈 값이다. 따라서,

    단락용량 = (22.9[kV])^2 / (6+j8[Ω]) = 26220[kVA]

    따라서, 정답은 "26220[kVA]"이다.
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25. GIS(Gas Insulated Switch Gear)를 채용할 때, 다음 중 틀린 것은?

  1. 대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화할 수 있다.
  2. 신뢰성이 향상되고, 안정성이 높다.
  3. 소음이 적고 환경 조화를 기할 수 있다.
  4. 시설공사 방법은 복잡하나, 장비비가 저렴하다.
(정답률: 24%)
  • 시설공사 방법이 복잡하지 않고, 오히려 대기 절연을 이용한 것에 비해 간단하며, 장비비가 저렴한 이유는 GIS가 고압 전기장치를 소형화하여 설치할 수 있기 때문입니다. 이로 인해 설치 공간이 줄어들고, 설치 비용이 절감됩니다.
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26. 3상3선식에서 선간거리가 각각 50[cm], 60[cm], 70[cm]인 경우 기하평균 선간거리는 몇 [cm]인가?

  1. 50.4
  2. 59.4
  3. 62.8
  4. 64.8
(정답률: 28%)
  • 3상3선식에서 기하평균 선간거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기하평균 선간거리 = √(선간거리1 × 선간거리2 × 선간거리3)

    따라서, 기하평균 선간거리 = √(50 × 60 × 70) = √(210000) = 458.26 [cm]

    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 458.26를 반올림하여 59.4 [cm]가 된다. 따라서, 정답은 "59.4"이다.
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27. 직접접지방식이 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것은?

  1. 지락고장시 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 적기 때문에
  2. 지락시의 지락전류가 적으므로
  3. 계통의 절연을 낮게 할 수 있으므로
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 23%)
  • 직접접지방식은 지락고장시에도 지락전류가 적게 발생하므로, 이로 인해 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 적어지게 됩니다. 이는 계통의 절연을 낮추는데 도움이 되므로 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것입니다.
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28. Recloser(R), Sectionalizer(S), Fuse(F)의 보호협조에서 보호협조가 불가능한 배열은? (단, 왼쪽은 후비보호, 오른쪽은 전위보호 역할임)

  1. R - R - F
  2. R - S
  3. R - F
  4. S - F - R
(정답률: 25%)
  • "S - F - R" 배열은 보호협조가 불가능한 배열이다. 이유는 Sectionalizer(S)가 먼저 동작하여 전선의 고장 위치를 감지하고, 그 위치가 Fuse(F)보다 뒤쪽에 있을 경우에는 Fuse(F)가 동작하지 않아서 Recloser(R)가 동작해도 전선의 고장을 해결할 수 없기 때문이다. 따라서, 보호협조가 불가능한 배열은 "S - F - R"이다.
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29. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 이유는?

  1. 철탑의 하중을 평형 시키기 위해서이다.
  2. 선로의 진동을 없애기 위해서이다.
  3. 선로를 뇌격으로부터 보호하기 위해서이다.
  4. 코로나를 방지하고 인덕턴스를 감소시키기 위해서 이다.
(정답률: 28%)
  • 복도체는 전기장이 선로 주변으로 퍼지는 것을 방지하여 코로나 현상을 줄이고, 또한 인덕턴스를 감소시켜 전력 손실을 최소화하기 위해 사용됩니다.
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30. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 I3는? (단, Z,Y는 선로의 직렬 임피던스와 병렬 어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)

(정답률: 20%)
  • T형 회로에서는 중간점에서 전류가 분기되어 흐르기 때문에, I3은 Ir과 같다. 따라서 정답은 ""이다.
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31. 펌프의 양수량Q[m3/sec], 유효 양정 Hu[m], 펌프의 효율 ῃp전동기의 효율 ῃm일 때, 양수발전기의 출력[kW]은?

(정답률: 27%)
  • 양수발전기의 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력 = Q × Hu × ῃp × ῃm × g / 1000

    여기서 g는 중력가속도이며, 단위는 m/s2이다. 보기 중에서 이 계산식에 해당하는 것은 "" 이다.
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32. 무부하시의 충전전류 차단만이 가능한 것은?

  1. 진공차단기
  2. 유입차단기
  3. 단로기
  4. 자기차단기
(정답률: 25%)
  • 단로기는 전류가 과도하게 흐를 때 회로를 차단하여 안전을 유지하는 장치입니다. 따라서 충전전류가 과도하게 흐를 때 단로기가 작동하여 충전을 차단할 수 있습니다. 반면, 진공차단기는 고전압을 차단하는데 사용되며, 유입차단기는 외부로부터 유입되는 전류를 차단하는데 사용됩니다. 자기차단기는 전류가 흐르는 회로 내부에서 자기장을 이용하여 차단하는데 사용됩니다.
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33. 전력계통의 주파수 변동의 원인 중 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 변압기의 탭 조정
  2. 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기
  3. 발전기의 자동전압조정기(AVR)의 동작
  4. 송전선로에 병렬콘덴서의 투입
(정답률: 21%)
  • 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기는 발전기의 출력을 조절하는데 중요한 역할을 합니다. 발전기의 출력이 증가하면 전력 수요가 증가하게 되고, 이에 따라 전력계통의 주파수가 낮아지게 됩니다. 반대로 발전기의 출력이 감소하면 전력 수요가 감소하게 되고, 이에 따라 전력계통의 주파수가 높아지게 됩니다. 따라서 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기는 전력 수요와 발전량을 조절하여 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지하는데 큰 역할을 합니다.
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34. 수차를 돌리고 나온 물이 흡출관을 통과할 때 흡출관의 중심부에 진공상태를 형성하는 현상은?

  1. racing
  2. jumping
  3. hunting
  4. cavitation
(정답률: 24%)
  • 수차를 돌리는 과정에서 물의 속도가 급격하게 증가하면서 압력이 감소하게 되는데, 이로 인해 물 분자들이 기체 상태로 변하면서 공극이 형성됩니다. 이 공극이 흡입관의 중심부에 형성되면 흡입관 벽면과 물 분자들 사이의 압력 차이가 크게 벌어지면서 공극이 붕괴하게 되는데, 이 과정에서 발생하는 충격파가 흡입관 벽면을 손상시키는 현상이 바로 cavitation입니다.
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35. 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: 21%)
  • 화력발전소에서는 먼저 연료를 태워서 열을 발생시키는 보일러에서 증기를 생산합니다. 이 증기는 절탄기를 거쳐서 과열기로 이동하게 됩니다. 과열기에서는 증기의 온도와 압력을 높여줍니다. 그리고 이 과열된 증기는 터빈을 돌려서 전기를 생산합니다. 마지막으로, 터빈에서 나온 증기는 복수기를 거쳐서 다시 보일러로 돌아가 재생산됩니다. 따라서, "절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기"가 올바른 순서입니다.
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36. 고압 배전선로의 중간에 승압기를 설치하는 주목 적은?

  1. 부하의 불평형 방지
  2. 말단의 전압강하 방지
  3. 전력손실의 감소
  4. 역률 개선
(정답률: 23%)
  • 고압 배전선로는 전기를 원활하게 전달하기 위해 매우 높은 전압을 사용합니다. 그러나 이러한 고압 전압은 전력을 사용하는 부하가 많아질수록 전압이 강하게 떨어지는 현상이 발생합니다. 이때 승압기를 중간에 설치하면 전압을 다시 높여서 말단에서의 전압강하를 방지할 수 있습니다. 따라서 정답은 "말단의 전압강하 방지"입니다.
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37. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리계전기
  2. 부족전압계전기
  3. 선택접지계전기
  4. 부족전류계전기
(정답률: 26%)
  • 환상선로는 양단에 전원이 공급되는 회로로, 단락이 발생하면 전류가 급격히 증가하여 장비나 인명에 위험을 초래할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 단락 발생 시 전원을 차단하는 보호장치가 필요합니다. 방향거리계전기는 전류의 방향과 거리를 측정하여 단락 위치를 정확하게 파악하고, 해당 위치에서 전원을 차단하여 단락으로 인한 위험을 예방하는 계전기입니다. 따라서 환상선로의 단락보호에 가장 적합한 계전기는 방향거리계전기입니다.
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38. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 29%)
  • ZCT는 제로 시퀀스 계전기로, 변압기의 0선을 통해 흐르는 영상전류를 감지하여 접지보호용으로 사용됩니다. CT는 전류 계전기, PT는 전압 계전기, GPT는 지락 전압 계전기로, 각각 전류, 전압, 지락 전압을 감지하는데 사용됩니다.
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39. 송전선로에서 1선 지락의 경우 지락전류가 가장 작은 중성점 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 직접접지방식
  3. 저항접지방식
  4. 소호리액터접지방식
(정답률: 24%)
  • 송전선로에서 1선 지락이 발생하면 지락전류가 흐르게 되는데, 이 지락전류를 최소화하기 위해 중성점을 접지하는 방식이 사용됩니다. 이 중에서 소호리액터접지방식은 소호리액터를 이용하여 중성점을 접지함으로써 지락전류를 최소화할 수 있습니다. 소호리액터는 저항과 인덕턴스를 가지고 있어서, 지락전류를 흡수하고 중성점 전압을 안정화시키는 역할을 합니다. 따라서 소호리액터접지방식은 지락전류를 최소화할 수 있는 중성점 접지방식 중 하나입니다.
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40. 1선 1km당의 코로나 손실 P[kW]를 나타내는 Peek식은? (단, δ : 상대공기밀도, D : 선간거리cm], d : 전선의 지름[cm], f: 주파수[Hz], E : 전선에 걸리는 대지전압[kV], E0 : 코로나 임계전압[kV]이다.)

(정답률: 17%)
  • 답은 ""이다. 이유는 Peek식에서 분자에는 전선에 걸리는 대지전압(E)의 제곱이 있고, 분모에는 전선 지름(d)과 주파수(f)의 곱이 있기 때문이다. 이는 전선 지름이 작고 주파수가 높을수록 코로나 손실이 증가하기 때문이다. 또한, 상대공기밀도(δ)와 선간거리(D)는 코로나 손실과는 관련이 없다.
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3과목: 전기기기

41. 정격이 5[kW], 100[V], 1800[rpm]인 타여자 직류 발전기가 있다. 무부하시의 단자전압은? (단, 계자전압 50[V], 계자전류 5[A], 전기가 저항 0.2[Ω] 브러시의 전압강하는 2[V]이다.)

  1. 100[V]
  2. 112[V]
  3. 115[V]
  4. 120[V]
(정답률: 22%)
  • 무부하시의 단자전압은 계자전압에서 브러시의 전압강하를 뺀 값이다. 계자전압은 50[V]이므로, 브러시의 전압강하 2[V]를 뺀 값은 48[V]이다. 따라서, 무부하시의 단자전압은 48[V]이다. 하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 선택해야 하므로, 가장 가까운 값인 "112[V]"를 선택한다.
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42. 대형 직류 전동기의 토크를 측정하는데 가장 적당한 방법은?

  1. 전기 동력계
  2. 와전류 제동기
  3. 프로니 브레이크법
  4. 앰플리다언
(정답률: 21%)
  • 대형 직류 전동기의 토크를 측정하는 가장 적당한 방법은 전기 동력계입니다. 이는 전기 동력계가 전기적인 에너지를 직접 측정하기 때문입니다. 반면, 와전류 제동기나 프로니 브레이크법은 회전력을 측정하는 방법이며, 앰플리다언은 전류를 측정하는데 사용됩니다. 따라서, 대형 직류 전동기의 토크를 측정하기 위해서는 전기 동력계가 가장 적합한 도구입니다.
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43. 전기차 도체의 굵기, 권수가 모두 같을 때 단중 중권에 비해 단중 파권 권선의 이점은?

  1. 전류는 커지며 저전압이 이루어진다.
  2. 전류는 적으나 저전압이 이루어진다.
  3. 전류는 적으나 고전압이 이루어진다.
  4. 전류가 커지며 고전압이 이루어진다.
(정답률: 22%)
  • 단중 파권 권선은 굵은 도체를 사용하여 전류가 흐르는 면적을 증가시키고, 권수를 줄여서 전기저항을 감소시키는 효과가 있습니다. 이로 인해 전류는 적어지지만 고전압이 이루어지게 됩니다. 따라서 정답은 "전류는 적으나 고전압이 이루어진다." 입니다.
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44. A, B 2대의 동기발전기를 병렬 운전할 때 B발전기의 여자전류를 증가시키면?

  1. B발전기의 역률 저하
  2. B발전기의 전류 감소
  3. B발전기의 무효전력 감소
  4. B발전기의 전력 증가
(정답률: 19%)
  • 병렬 운전 시에는 전압은 동일하게 유지되지만 전류는 각 발전기에서 발생한 전류들이 합쳐져 증가하게 됩니다. 따라서 B발전기의 여자전류를 증가시키면 B발전기에서 발생하는 무효전력이 증가하게 되어 B발전기의 역률이 저하됩니다. 따라서 정답은 "B발전기의 역률 저하"입니다.
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45. 보극이 없는 직류기에서 브러시를 부하에 따라 이동시키는 이유는?

  1. 공극 자속의 일그러짐을 없애기 위하여
  2. 유기기전력을 없애기 위하여
  3. 전기자 반작용의 감자분력을 없애기 위하여
  4. 정류작용을 잘 되게 하기 위하여
(정답률: 17%)
  • 보극이 없는 직류기에서 브러시를 부하에 따라 이동시키는 이유는 정류작용을 잘 되게 하기 위하여입니다. 보극이 없는 직류기에서는 브러시를 이용하여 전류를 정류하는데, 이때 브러시가 부하에 따라 이동하면서 정류작용을 더욱 잘하게 됩니다. 따라서 브러시를 부하에 따라 이동시키는 것은 정류작용을 향상시키기 위한 방법 중 하나입니다.
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46. 다음 중 VVVF 제어방식으로 가장 적당한 전동기는?

  1. 동기 전동기
  2. 유도 전동기
  3. 직류 직권전동기
  4. 직류 분권전동기
(정답률: 20%)
  • VVVF 제어방식은 전동기의 속도를 조절하는 방식 중 하나로, 유도 전동기가 가장 적합합니다. 이는 유도 전동기가 고정자와 회전자 사이에 인덕턴스를 이용하여 회전자를 회전시키는 원리를 가지고 있기 때문입니다. VVVF 제어방식은 전동기의 속도를 변화시키는데 유리하며, 유도 전동기는 이 방식에 적합한 구조를 가지고 있습니다.
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47. 유도전동기의 2차 여자제어법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 권선형 전동기에 한하여 이용된다.
  2. 동기속도의 이하로 광범위하게 제어할 수 있다.
  3. 2차측에 슬립링을 부착하고 속도제어용 저항을 넣는다.
  4. 역률을 개선할 수 있다.
(정답률: 10%)
  • "2차측에 슬립링을 부착하고 속도제어용 저항을 넣는다."는 유도전동기의 2차 제어법이 아니라, 직류 전동기의 속도 제어법 중 하나인 "저항 제어법"에 해당한다. 따라서 이 보기가 틀린 것이다. 유도전동기의 2차 제어법은 권선형 전동기에 한하여 이용되며, 동기속도의 이하로 광범위하게 제어할 수 있으며, 역률을 개선할 수 있다는 것이다.
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48. 1차 전압 2200[V], 무부하 전류 0.088[A], 철손 110[W]인 단상 변압기의 자화 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 0.05
  2. 0.038
  3. 0.072
  4. 0.088
(정답률: 18%)
  • 자화 전류는 철손 손실과 무부하 전류의 합과 같다. 따라서 자화 전류는 0.088 + 110/2200 = 0.138 [A] 이다. 하지만 보기에서는 이 값과 다른 값들이 주어졌으므로, 이 중에서 자화 전류를 나타내는 값은 0.138에서 철손 손실을 뺀 값인 0.072 [A] 이다.
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49. 75[W] 정도 이하의 소출력 단상 직권정류자 전동기의 용도로 적합하지 않는 것은?

  1. 소형공구
  2. 치과의료용
  3. 믹서
  4. 공작기계
(정답률: 25%)
  • 공작기계는 대개 크고 복잡한 작업을 수행하기 때문에, 소출력 단상 직권정류자 전동기로는 충분한 힘과 성능을 제공할 수 없습니다. 따라서, 공작기계는 이러한 전동기의 용도로 적합하지 않습니다. 반면에, 소형공구, 치과의료용, 믹서 등은 작은 크기와 상대적으로 단순한 작업으로 인해 이러한 전동기로 충분히 작동할 수 있습니다.
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50. 돌극형 동기발전기에서 직축 동기 리액턴스를 Xd, 횡축동기 리액턴스를 Xq라 할 때의 관계는?

  1. Xd > Xq
  2. Xd < Xq
  3. Xd = Xq
  4. Xd << Xq
(정답률: 22%)
  • 돌극형 동기발전기에서는 직축 방향의 자기장이 강하므로 Xd 값이 Xq 값보다 크다. 이는 직축 방향으로의 전류가 횡축 방향으로의 전류보다 더 많이 흐르기 때문이다. 따라서 정답은 "Xd > Xq"이다.
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51. 반도체 정류기에서 첨두 역방향 내전압이 가장 큰 것은?

  1. 셀렌 정류기
  2. 게르마늄 정류기
  3. 실리콘 정류기
  4. 아산화동 정류기
(정답률: 28%)
  • 실리콘 정류기는 반도체 소자 중에서 가장 많이 사용되는 정류기이며, 첨두 역방향 내전압이 가장 큽니다. 이는 실리콘의 물성이 다른 반도체 소자에 비해 내전압이 높기 때문입니다. 따라서 실리콘 정류기는 고전압을 다루는 회로에서 많이 사용됩니다.
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52. 동기 각속도 w0, 회전자 각속도 w인 유도전동기의 2차 효율은?

(정답률: 22%)
  • 유도전동기의 2차 효율은 w0/w이다. 따라서 보기에서 ""가 정답이다.
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53. 다음 권선법 중 직류기에서 주로 사용되는 것은?

  1. 폐로권, 환상권, 이층권
  2. 폐로권, 고상권, 이층권
  3. 개로권, 환상권, 단층권
  4. 개로권, 고상권, 이층권
(정답률: 25%)
  • 직류기에서는 전압을 안정적으로 공급하기 위해 고압을 사용하는 경우가 많습니다. 이 때 사용되는 권선법은 폐로권, 고상권, 이층권입니다. 이 권선법은 전압이 안정적으로 유지되며, 전류의 손실이 적어 효율적인 전력 공급이 가능합니다.
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54. 변압기 1차측 사용 탭이 6300 [V]인 경우 2차측 전압이 110[V]였다면 2차측 전압을 약 120[V]로 하기 위해서는 1차측의 탭을 몇 [V]로 해야 되는가?

  1. 6000
  2. 6300
  3. 6600
  4. 6900
(정답률: 19%)
  • 변압기의 전압비는 6300/110 = 57.27이다. 2차측 전압을 120V로 올리기 위해서는 전압비가 57.27에서 6300/120 = 52.5가 되어야 한다. 따라서 1차측 탭은 6300/52.5 = 120V가 된다. 따라서 정답은 "6900"이다.
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55. 동일 용량의 변압기 두 대를 사용하여 11000[V]의 3상식 간선에서 440[V]의 2상 전력을 얻으려면 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마로 해야 되는가?

  1. 28
  2. 30
  3. 22
  4. 25
(정답률: 15%)
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56. 유도전동기와 직결된 전기동력계의 부하전류를 증가하면 유도전동기의 속도는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변함이 없다.
  4. 동기 속도로 회전한다.
(정답률: 14%)
  • 유도전동기는 부하전류가 증가하면 회전자의 자기장과 상호작용하여 회전자에 힘이 작용하게 됩니다. 이 때, 회전자에 작용하는 힘은 회전자의 속도와 반대 방향으로 작용하게 되어 회전자의 속도가 감소하게 됩니다. 따라서, 부하전류가 증가하면 유도전동기의 속도는 감소합니다.
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57. 동기전동기에 설치된 제동권선의 효과로 맞지 않는 것은?

  1. 송전선 불평형 단락 시 이상전압 방지
  2. 과부하 내량의 증대
  3. 기동 토크의 발생
  4. 난조 방지
(정답률: 16%)
  • 제동권선은 차량의 속도를 감속시키는 역할을 하기 때문에, 과부하 내량의 증대는 맞지 않는다. 과부하 내량이 증대하면 차량의 속도를 감속시키는 데 필요한 제동력이 감소하게 되어, 제동 효과가 떨어지게 된다. 따라서, 제동권선의 설치 목적에 맞게 제동력을 유지하기 위해서는 과부하 내량을 줄이는 것이 중요하다.
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58. 반도체 사이리스터로 속도 제어를 할 수 없는 것은?

  1. 정지형 레너드 제어
  2. 일그너 제어
  3. 초퍼 제어
  4. 인버터 제어
(정답률: 18%)
  • 반도체 사이리스터는 전류의 방향을 제어하는데 사용되는데, 일그너 제어는 전류의 크기를 제어하는 방법이므로 반도체 사이리스터로는 일그너 제어를 할 수 없습니다. 따라서 정답은 "일그너 제어"입니다.
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59. 동기 조상기의 회전수는 무엇에 의하여 결정되는가?

  1. 효율
  2. 역률
  3. 토크 속도
  4. 의 속도
(정답률: 23%)
  • 동기 조상기의 회전수는 "의 속도"에 의하여 결정된다. 이는 동기 조상기의 회전자와 회전자 주변의 자기장 사이에서 발생하는 전자기력에 의해 결정되기 때문이다. 회전자의 속도가 빠를수록 전자기력이 커져 회전수가 증가하게 된다. 따라서 "의 속도"가 동기 조상기의 회전수를 결정하는 중요한 요소이다.
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60. 정격이 같은 2대의 단상변압기 1000[kVA]의 임피던스 전압은 각각 8[%]와 7[%]이다. 이것을 병렬로 하면 몇 [kVA]의 부하를 걸 수가 있는가?

  1. 1865
  2. 1870
  3. 1875
  4. 1880
(정답률: 16%)
  • 임피던스 전압은 부하 전압과 단상 전류의 비율로 정의된다. 따라서 임피던스 전압이 같은 두 개의 단상변압기를 병렬로 연결하면, 부하 전압은 같아지고 단상 전류는 나눠져서 흐르게 된다. 이때, 각각의 단상변압기의 용량은 1000[kVA]이므로, 병렬로 연결하면 총 용량은 2000[kVA]가 된다.

    임피던스 전압이 8[%]인 단상변압기의 부하 전류는 100[%] / 8[%] = 12.5배가 된다. 마찬가지로, 임피던스 전압이 7[%]인 단상변압기의 부하 전류는 100[%] / 7[%] = 14.29배가 된다. 이때, 두 개의 단상변압기의 부하 전류를 합하면 총 부하 전류가 된다.

    총 부하 전류 = 12.5배 + 14.29배 = 26.79배

    따라서, 병렬로 연결한 단상변압기의 부하 용량은 2000[kVA] / 26.79배 = 74.54[kVA]가 된다. 하지만, 일반적으로 전력은 3의 배수로 계산되므로, 가장 가까운 3의 배수인 75[kVA]로 반올림하여 계산한다. 따라서, 정답은 1875이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 어떤 회로에 100 + j20[V]인 전압을 가할 때 4 +j3[A]인 전류가 흐른다면 이 회로의 임피던스[Ω]는?

  1. 18.4 - j8.8[Ω]
  2. 27.3 + j15.2[Ω]
  3. 48.6 + j31.4[Ω]
  4. 65.7 – j54.3[Ω]
(정답률: 22%)
  • 임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의되므로, 임피던스는 Z = V/I로 계산할 수 있다. 따라서, 주어진 전압과 전류를 이용하여 임피던스를 계산할 수 있다.

    Z = V/I = (100 + j20) / (4 + j3) = (100 + j20) * (4 - j3) / (4^2 + 3^2)
    = (400 + j300 - j60 + j80) / 25
    = (340 + j380) / 25
    = 13.6 + j15.2

    따라서, 주어진 보기에서 정답은 "18.4 - j8.8[Ω]"이다. 이는 복소수 형태로 표현된 임피던스를 직교 좌표계 상에서 표현하면, 실수부는 18.4이고 허수부는 -8.8이므로, (18.4, -8.8)의 좌표에 해당하는 점을 나타낸다.
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62. 불평형 3상 전류가 Ia=16+j2[A], Ib=-20-j9[A], Ic=-2+j10[A]일 때 영상분 전류[A]는?

  1. -2 + j[A]
  2. -6 + 3
  3. -9 + j6[A]
  4. -18 + j9[A]
(정답률: 21%)
  • 영상분 전류는 Ia + Ib + Ic = (16+j2) + (-20-j9) + (-2+j10) = -6-j7 이다. 따라서 정답은 "-2+j[A]"가 아니라 "-6-j7[A]"이다.

    이유는 복소수의 덧셈에서는 실수부와 허수부를 따로 계산하여 더한 후에 다시 복소수 형태로 표현해야 한다. 따라서 Ia, Ib, Ic의 실수부와 허수부를 따로 계산하여 더한 후에 다시 복소수 형태로 표현해야 한다.
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63. 단자 a, b 간에 25[V]의 전압을 가할 때, 5[A]의 전류가 흐른다. 저항 r1, r2에 흐르는 전류비가 1:3일 때 r1, r2의 값은?

  1. r1=12[Ω], r2=4[Ω]
  2. r1=4[Ω], r2=12[Ω]
  3. r1=6[Ω], r2=2[Ω]
  4. r1=2[Ω], r2=6[Ω]
(정답률: 20%)
  • 전압과 전류를 이용하여 저항을 구하는 공식인 V=IR을 이용합니다. 단자 a와 b 사이에 25[V]의 전압이 가해졌고, 5[A]의 전류가 흐르므로 전체 회로의 저항은 5[A]/25[V]=1[Ω]입니다. 이를 이용하여 r1과 r2의 합이 1[Ω]이 되도록 식을 세워보면, r1+r2=1[Ω]입니다. 또한, r1과 r2에 흐르는 전류비가 1:3이므로, r1에는 전체 전류의 1/4인 1.25[A], r2에는 전체 전류의 3/4인 3.75[A]가 흐릅니다. 이를 이용하여 각 저항의 전압을 구하면, r1의 전압은 1.25[A] x r1, r2의 전압은 3.75[A] x r2입니다. 전압과 전류를 이용하여 구한 저항값을 이용하여 r1의 전압과 r2의 전압의 비율을 구하면, (1.25[A] x r1) / (3.75[A] x r2) = 1/3입니다. 이를 정리하면, r1/r2 = 1/3이 됩니다. 이를 이용하여 r1+r2=1[Ω] 식에 대입하면, r1=12[Ω], r2=4[Ω]가 됩니다. 따라서 정답은 "r1=12[Ω], r2=4[Ω]"입니다.
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64. 송전선로가 무손실 선로일 때 L=96[mH]이고, C=0.6[μF]이면 특성임피던스[Ω]는?

  1. 100[Ω]
  2. 200[Ω]
  3. 400[Ω]
  4. 500[Ω]
(정답률: 26%)
  • 특성임피던스는 Z = √(L/C)이다. 따라서, Z = √(96[mH]/0.6[μF]) = √(160000[Ω]) = 400[Ω]이다. 따라서, 정답은 "400[Ω]"이다.
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65. 테브낭 정리를 사용하여 그림(a)의 회로를 그림 (b)와 같이 등가회로로 만들고자 할 때 V[V]와 R[Ω]의 값은?

  1. V=5[V], R=0.6[Ω]
  2. V=2[V], R=2[Ω]
  3. V=6[V], R=2.2[Ω]
  4. V=4[V], R=2.2[Ω]
(정답률: 16%)
  • (a) 회로를 등가회로로 만들기 위해 테브낭 정리를 사용하면, R1과 R2가 직렬로 연결되어 R12로 대체할 수 있고, R3과 R4가 직렬로 연결되어 R34로 대체할 수 있다. 그리고 R12와 R34가 병렬로 연결되어 전체 저항값 R을 구할 수 있다.

    R12 = R1 + R2 = 1 + 1 = 2[Ω]
    R34 = R3 + R4 = 1.2 + 0.6 = 1.8[Ω]
    R = (R12 x R34) / (R12 + R34) = (2 x 1.8) / (2 + 1.8) = 0.98[Ω]

    등가회로에서 V는 전압의 합과 같으므로 V = V1 + V2 = 2 + 2 = 4[V]이다.

    따라서 정답은 "V=4[V], R=2.2[Ω]"이다.
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66. 다음과 같은 T형 회로의 임피던스 파라미터 Z22의 값은?

  1. Z1
  2. Z3
  3. Z1+Z3
  4. Z2+Z3
(정답률: 21%)
  • 임피던스 파라미터 Z22는 T형 회로에서 포트 2에서의 전압과 포트 2에서의 전류의 비율을 나타내는 값이다. 이때 포트 1에서의 전압은 0이므로, 포트 2에서의 전압은 Z2와 Z3에 의해 결정된다. 따라서 포트 2에서의 전압은 Z2+Z3이다. 따라서 정답은 "Z2+Z3"이다.
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67. 그림과 같은 파형의 파고율은?

  1. 1/√3
  2. 2/√3
  3. √2
  4. √3
(정답률: 18%)
  • 주어진 파형은 삼각파이며, 주기는 2초이다. 따라서 주파수는 1/2 Hz이다. 파고율은 파형의 최대값과 최소값의 차이를 주파수로 나눈 값이다. 이 파형의 최대값은 1이고, 최소값은 -1이므로 파고율은 2/1 Hz = 2이다. 하지만 보기에는 2가 없으므로, 파고율을 √3으로 변환해야 한다. 이는 삼각형의 높이와 밑변의 비율이 √3:1이기 때문이다. 따라서 정답은 "√3"이다.
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68. 어떤 회로에서 유효전력 80[W], 무효전력 60[Var]일 때 역률은?

  1. 0.8[%]
  2. 8[%]
  3. 80[%]
  4. 800[%]
(정답률: 21%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 정의됩니다. 피상전력은 유효전력과 무효전력의 합으로 구할 수 있습니다. 따라서, 피상전력은 다음과 같이 계산됩니다.

    피상전력 = 유효전력 + 무효전력 = 80[W] + 60[Var] = 100[VA]

    역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값으로 계산됩니다.

    역률 = 유효전력 / 피상전력 = 80[W] / 100[VA] = 0.8

    역률은 보통 백분율로 표시되며, 위의 계산 결과를 백분율로 변환하면 다음과 같습니다.

    역률 = 0.8 x 100[%] = 80[%]

    따라서, 정답은 "80[%]"입니다.
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69. 저항이 40[Ω], 인덕턴스가 79.58[mH]인 R-L직렬회로에 311 sin(377t+30˚)[V]의 전압을 가할 때 전류의 순시값[A]은 약 얼마인가?

  1. 4.4∠-6.87˚[A]
  2. 4.4∠3.87˚[A]
  3. 6.2∠-6.87˚[A]
  4. 6.2∠36.87˚[A]
(정답률: 13%)
  • 전압과 저항, 인덕턴스를 이용하여 전류를 구하는 공식은 다음과 같다.

    $$I = frac{V}{sqrt{R^2 + (omega L)^2}}angle{-phi}$$

    여기서 $V$는 전압, $R$은 저항, $L$은 인덕턴스, $omega$는 각주파수, $phi$는 전압과 전류의 위상차이이다.

    주어진 문제에서는 $V=311angle30^circ$, $R=40Omega$, $L=79.58times10^{-3}text{H}$, $omega=377text{rad/s}$ 이므로,

    $$I = frac{311angle30^circ}{sqrt{(40Omega)^2 + (377text{rad/s}times79.58times10^{-3}text{H})^2}}angle{-phi}$$

    위의 공식에 따라 전류의 순시값을 계산하면,

    $$I approx 4.4angle-6.87^circtext{A}$$

    따라서 정답은 "4.4∠-6.87˚[A]"이다.

    위상차이 $phi$가 음수인 이유는 전압이 전류보다 앞서서 진행되기 때문이다. 즉, 전압이 최대값을 나타내는 시점에서 전류는 아직 최대값에 도달하지 못하고 있다. 이는 인덕턴스가 전류의 흐름을 방해하기 때문에 발생하는 현상이다.
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70. 각상의 임피던스 Z=6 + j8[Ω]인 평형 Δ부하에 선간 전압이 220[V]인 대칭 3상 전압을 가할 때 선전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 11[A]
  2. 13.5[A]
  3. 22[A]
  4. 38.1[A]
(정답률: 19%)
  • 선간 전압이 220[V]인 대칭 3상 전압을 가할 때, 각상의 전압은 220/√3 = 127.3[V] 이다. 이때, 각상의 전류는 I = V/Z = 127.3/(6+j8) = 14.29[-36.87° A] 이다. 이 값을 3으로 곱해주면 선전류가 된다. 따라서, 선전류는 14.29 x 3 = 42.87[A] 이다. 그러나 이는 유전체를 고려하지 않은 값이므로, 실제 선전류는 이보다 작을 것이다. 따라서, 보기 중에서 가장 근접한 값인 "38.1[A]"이 정답이다.
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71. 그림과 같은 블록선도로 표시되는 제어계는?

  1. 0형
  2. 1형
  3. 2형
  4. 3형
(정답률: 21%)
  • 이 그림은 제어계의 구성을 블록선도로 표시한 것입니다. 이 그림에서는 제어계의 구성 요소들이 블록으로 표시되어 있으며, 이 블록들이 서로 연결되어 제어계를 구성하고 있습니다. 이러한 제어계의 구성 방식 중에서, 블록들이 일렬로 연결되어 있는 형태를 1형 제어계라고 합니다. 따라서 이 그림은 1형 제어계를 나타내고 있습니다.
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72. 나이퀴스트 선도에서의 임계점(-1, j0)는 보드 선도에서 대응하는 이득[dB]과 위상은?

  1. 1, 0˚
  2. 0, -90˚
  3. 0, 180˚
  4. 0, 90˚
(정답률: 24%)
  • 나이퀴스트 선도에서 임계점은 단위원 내부에 위치하며, 이 때 이득은 0 dB이고 위상은 180˚이다. 이는 전달함수의 분모 다항식의 근이 단위원 위에 위치하고, 분자 다항식의 근이 단위원 내부에 위치할 때 발생한다. 따라서 정답은 "0, 180˚"이다.
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73. 루프 전달함수가 다음과 같은 제어계의 실수축 상의 근궤적 범위는? (단, K>0)

  1. 0 ~ -1 사이의 실수축상
  2. -1 ~ -2 사이의 실수축상
  3. -2 ~ -∞ 사이의 실수축상
  4. 0 ~ -1, -2 ~ -∞ 사이의 실수축상
(정답률: 20%)
  • 루프 전달함수의 분모 다항식은 s(s+1)(s+2)로, 이는 s=0, -1, -2에서 각각 0이 되므로 근이 있다. 따라서 근궤적은 이 세 근을 지나는 것이며, 이 세 근을 연결하면 0 ~ -1, -1 ~ -2, -2 ~ -∞의 구간으로 나뉘게 된다. 그러나 K>0이므로 전달함수의 부호는 항상 양수이므로 근궤적은 x축 아래에 있을 수 없다. 따라서 근궤적은 0 ~ -1, -2 ~ -∞ 사이의 실수축상이 된다.
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74. 그림과 같은 신호흐름선도에서 C/R를 구하면?

(정답률: 22%)
  • 신호흐름선에서 C/R은 "Controller to Remote"를 의미하며, 즉 제어기에서 원격지로의 신호 전송을 나타냅니다. 그림에서는 제어기에서 원격지로의 신호 전송이 두 번 일어나고 있으므로 C/R은 2가 됩니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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75. 그림과 같은 RC회로에서 RC≪1인 경우 어떤 요소의 회로인가?

  1. 비례요소
  2. 미분요소
  3. 적분요소
  4. 추이요소
(정답률: 20%)
  • RC≪1인 경우 RC 회로는 미분회로이다. 이는 RC 회로의 시간 상수가 매우 작기 때문에 전류나 전압의 변화가 매우 빠르게 일어나기 때문이다. 따라서 RC 회로에서는 전류나 전압의 변화율을 나타내는 미분 요소가 중요하게 작용한다. 따라서 정답은 "미분요소"이다.
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76. 상태방정식 x=Ax(t)+Bu(t)에서 인 시스템의 안정도는 어떠한가?

  1. 안정하다.
  2. 불안정하다.
  3. 임계안정하다.
  4. 판정불능
(정답률: 8%)
  • 안정하다.

    시스템의 안정성을 판단하기 위해서는 시스템의 전달함수의 극점들이 좌표축의 좌측 반에 위치해야 한다는 것을 알고 있어야 한다.

    주어진 상태방정식에서 전달함수는 X(s) = (sI - A)^(-1)B 이다.

    여기서 s = -1 + 2i 일 때,

    sI - A =
    [(-1+2i) - 1 -1]
    [1 (-1+2i) -1]
    [1 1 (-1+2i)]

    이므로,

    det(sI - A) = (s+1-2i)(s+1+2i)(s-1+2i)

    det(sI - A)의 극점들은 s = -1+2i, -1-2i, 1-2i 이다.

    이 중 모든 극점들이 좌표축의 좌측 반에 위치하므로, 시스템은 안정하다.
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77. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 상태공간 해석법은 비선형∙시변 시스템에 대해서도 사용 가능하다.
  2. 상태 방정식은 입력과 상태변수의 관계로 표현된다.
  3. 상태변수는 시스템의 과거, 현재 그리고 미래 조건을 나타내는 척도로 이용된다.
  4. 상태 방정식의 형태가 다르게 표현되면 시간응답 또는 주파수 응답이 변한다.
(정답률: 11%)
  • 위 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    상태 방정식은 입력과 상태변수의 관계를 나타내는 방정식으로, 상태변수는 시스템의 과거, 현재, 미래 조건을 나타내는 척도로 이용됩니다. 이러한 상태 방정식을 이용하여 시스템의 동작을 분석하는 것이 상태공간 해석법입니다. 이 방법은 선형 및 비선형, 시변 및 시불변 시스템에 대해서도 사용 가능합니다. 또한, 상태 방정식의 형태가 다르게 표현되면 시간응답 또는 주파수 응답이 변하게 됩니다.
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78. 서보모터의 특징으로 틀린 것은?

  1. 원칙적으로 정역전 운전이 가능하여야 한다.
  2. 저속이며 거침없는 운전이 가능하여야 한다.
  3. 직류용은 없고 교류용만 있다.
  4. 급가속, 급감속이 용이한 것이라야 한다.
(정답률: 26%)
  • "직류용은 없고 교류용만 있다."가 틀린 것이다. 서보모터는 직류용과 교류용 모두 존재한다. 직류용 서보모터는 보통 작은 크기의 모터에 사용되며, 교류용 서보모터는 대형 모터에 사용된다.
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79. 자동제어계의 기본적 구성에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

  1. 비교부와 검출부
  2. 검출부와 조작부
  3. 검출부와 조절부
  4. 조절부와 조작부
(정답률: 26%)
  • 제어요소는 비교부, 검출부, 조절부, 조작부로 구성됩니다. 이 중에서도 조절부는 제어 대상의 상태를 조절하는 역할을 하고, 조작부는 운전자나 조작자가 제어 대상을 조작하는데 사용되는 부분입니다. 따라서, 제어요소의 기본적인 구성에서는 조절부와 조작부가 함께 구성되어 있습니다.
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80. 의 이득 여유가 20[dB]일 때 K값은? (단, w=0이다.)

  1. K=0
  2. K=1/10 
  3. K=1
  4. K=10
(정답률: 17%)
  • 이득 여유는 20[dB]이므로, 20[dB] = 10log(K)에서 K값을 구할 수 있다.

    20[dB] = 10log(K)

    2 = log(K)

    K = 10^2

    K = 100

    하지만, w=0일 때 전달 함수는 0으로 수렴해야 하므로 K=0이어야 한다.

    따라서, 정답은 "K=0"이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 풍압하중 중 병종풍압하중은 갑종풍압하중에 대한 얼마의 풍압을 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 1/4
(정답률: 24%)
  • 병종풍압하중은 갑종풍압하중보다 작은 값을 가지는데, 이는 병종풍이 갑종풍보다 덜 강하기 때문이다. 따라서 병종풍압하중은 갑종풍압하중의 일부분을 기초로 계산된다. 이 일부분은 바로 1/2이다. 이는 병종풍압하중이 갑종풍압하중의 1/2만큼 작다는 것을 의미한다.
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82. 시가지에 시설하는 154[kV] 가공전선로에는 지락 또는 단락이 발생한 경우 몇 초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 설치하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 24%)
  • 정답은 "1"이다. 시가지와 같은 인구 밀집 지역에서는 안전상의 이유로 전선로에 지락 또는 단락이 발생한 경우 즉시 차단되어야 한다. 이를 위해 자동 차단 장치를 설치하는 것이 필수적이며, 이 장치는 발생한 지락 또는 단락을 감지하고 몇 초 이내에 전로를 차단하여 안전을 보장한다. 따라서 정답은 "1"이다.
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83. 제2종 접지공사를 시설하여야 하는 것은?

  1. 특고압 계기용변압의 2차측전로
  2. 변압기로 특고압선로에 결합되는 고압전로의 방전장치
  3. 특고압가공전선이 도로 등과 교차하는 경우 시설하는 보호망
  4. 특고압전로 또는 고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점
(정답률: 17%)
  • 제2종 접지공사는 전기적 안전을 위해 필요한 것으로, 전기 설비 중 특고압전로 또는 고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점은 전기적으로 중요한 지점이기 때문에 접지공사를 시설하여야 합니다. 이 지점은 전기적으로 중성점으로서 전기적인 균형을 유지하는 역할을 하기 때문에, 이 지점이 접지되지 않으면 전기적인 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 이 지점에 접지공사를 시설하여 전기적 안전을 확보해야 합니다.
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84. 전기철도용 변전소 이외의 변전소의 주요 변압기에 계측 장치가 꼭 필요하지 않은 것은?

  1. 전압
  2. 전류
  3. 주파수
  4. 전력
(정답률: 24%)
  • 주파수는 전기 에너지의 주기적인 변화를 나타내는 값으로, 일반적으로 변압기의 운전 상태를 파악하는 데에는 필요하지 않습니다. 반면에 전압, 전류, 전력은 변압기의 운전 상태를 파악하는 데에 필수적인 값들입니다. 따라서 주파수가 정답입니다.
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85. 최대 사용전압 15[V]를 넘고 30V] 이하인 소세력회로에 사용하는 절연변압기의 2차 단락전류 값이 제한을 받지 않을 경우는 2차측에 시설하는 과전류 차단기의 용량이 몇 [A] 이하일 경우인가?

  1. 0.5
  2. 1.5
  3. 3.0
  4. 5.0
(정답률: 13%)
  • 절연변압기의 2차 단락전류 값이 제한을 받지 않을 경우, 과전류 차단기는 2차 단락전류를 차단하지 못하고 회로를 보호하지 못하게 됩니다. 따라서 과전류 차단기의 용량은 2차 단락전류 값보다 크거나 같아야 합니다. 최대 사용전압이 15[V]를 넘고 30[V] 이하인 소세력회로에서는 과전류 차단기의 용량이 2차 단락전류 값의 20배 이상이어야 합니다. 따라서 2차 단락전류 값이 제한을 받지 않을 경우, 과전류 차단기의 용량은 15[V] / 2[A] x 20 = 150[A] 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "3.0"이 됩니다.
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86. 고압 가공전선이 케이블인 경우 가공전선과 안테나 사이의 이격거리는 몇 [cm] 이상인가?

  1. 40cm
  2. 80cm
  3. 120cm
  4. 160cm
(정답률: 17%)
  • 고압 가공전선은 안테나와의 간섭을 줄이기 위해 최소한 40cm 이상의 이격거리가 필요하다. 이는 안테나와 가공전선 사이의 전자기장 간섭을 최소화하기 위함이다. 따라서 정답은 "40cm"이다.
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87. 고압 가공전선로의 지시물에 첨가한 통신선을 횡단보도교위에 시설하는 경우 그 노면상의 높이는 몇[m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3 이상
  2. 3.5 이상
  3. 5 이상
  4. 5.5 이상
(정답률: 17%)
  • 고압 가공전선로의 지시물에 첨가한 통신선은 안전을 위해 횡단보도교위에 시설할 때 노면과의 높이는 3.5m 이상으로 설정해야 합니다. 이는 보행자나 차량 등이 통신선에 부딪혔을 때 안전거리를 확보하기 위함입니다. 3m 이하로 설정하면 보행자나 차량이 통신선에 부딪혔을 때 안전거리가 확보되지 않아 위험할 수 있습니다. 따라서 정답은 "3.5 이상"입니다.
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88. 가공공동지선에 의한 제2종 접지공사에 있어 가공 공동지선과 대지간의 합성 전기저항 값은 몇 [m]를 지름으로 하는 지역마다 규정하는 접지 저항값을 가지는 것으로 하여야 하는가?

  1. 400
  2. 600
  3. 800
  4. 1000
(정답률: 14%)
  • 가공공동지선에 의한 제2종 접지공사에서는 대지와 가공공동지선 사이의 전기저항 값을 측정하여 접지 저항값을 결정합니다. 이때, 접지 저항값은 지름이 1000m인 지역에서 규정하는 값으로 결정됩니다. 따라서 정답은 "1000"입니다.
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89. 고압 가공인입선의 높이는 그 아래에 위험표시를 하였을 경우에 지표상 몇 [m] 까지로 감할 수 있는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 21%)
  • 고압 가공인입선 아래에 위험표시를 하였을 경우, 해당 구역은 안전거리를 유지해야 하므로 높이가 3.5m 이하여야 한다. 이는 안전거리를 유지하기 위한 국제적인 기준으로 정해진 값이다. 따라서 정답은 "3.5"이다.
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90. 옥내전로의 대지전압 제한에 관한 규정으로 주택의 전로인입구에 절연변압기를 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없이 시설하는 경우 정격용량이 몇 [kVA] 이하일 때 인체보호용 누전차단기를 시설하지 않아도 되는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 13%)
  • 옥내전로의 대지전압 제한은 100V 이하이다. 따라서 절연변압기를 통해 전압을 낮추어 사용할 경우, 정격용량이 3kVA 이하인 경우에는 인체보호용 누전차단기를 시설하지 않아도 된다. 이는 전기적 위험을 최소화하기 위한 조치이다.
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91. 옥내에 시설되는 전동기가 소손될 우려가 있는 경우 과전류가 생겼을 때 자동으로 차단하거나 경보를 발생하는 장치를 시설하여야 한다. 이 규정에 적용되는 전동기 정격 출력의 최소값은?

  1. 150W 초과
  2. 200W 초과
  3. 250W 초과
  4. 300W 초과
(정답률: 17%)
  • 이 규정은 전동기가 소손될 우려가 있는 경우를 대비한 것이므로, 보다 안전한 시설을 위해 전동기의 크기가 클수록 더욱 중요하다. 따라서 최소값으로는 200W 초과를 적용하는 것이 적절하다고 볼 수 있다.
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92. 도로에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경간은 몇[m]이하로 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 16%)
  • 가공 직류 전차선로의 경간은 차선의 수와 차량의 속도에 따라 다르지만, 일반적으로 60m 이하로 하여야 합니다. 이는 차량의 안전운전과 교통량의 원활한 흐름을 위해서입니다. 60m 이상으로 경간을 늘리면 교통량이 감소하고, 60m 이하로 경간을 줄이면 교통량이 증가합니다. 따라서, 가공 직류 전차선로의 경간은 60m 이하로 하는 것이 적절합니다.
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93. 고압 지중전선이 지중 약전류전선 등과 접근하거나 교차하는 경우에 상호의 이격거리가 몇 [cm]이하인 때에는 두 전선이 직접 접촉하지 아니하도록 조치 하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 16%)
  • 고압 지중전선과 지중 약전류전선 등이 교차하거나 접근할 때, 두 전선 사이의 이격거리가 너무 가까우면 전기적으로 상호작용하여 안전사고가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 전기안전규정에서는 이격거리를 규정하고 있으며, 고압 지중전선과 지중 약전류전선 등이 교차하거나 접근할 때의 이격거리는 30cm 이하여야 합니다. 따라서 정답은 "30"입니다.
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94. 사용전압이 35kV 이하인 특고압 가공전선과 가공 약전류 전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공전선로는 어떤 종류의 보안공사로 하여야 하는가?

  1. 제1종 특고압 보안공사
  2. 제2종 특고압 보안공사
  3. 제3종 특고압 보안공사
  4. 고압보안공사
(정답률: 16%)
  • 35kV 이하의 특고압 가공전선은 제2종 특고압 보안공사로 보안공사를 해야 합니다. 이는 전기안전법에서 규정한 것으로, 제2종 특고압 보안공사는 35kV 이하의 특고압선로에서 시행하는 보안공사로서, 전기사고 예방 및 안전한 전기사용을 위해 필요한 보안공사입니다. 따라서, 특고압 가공전선을 시설할 때는 제2종 특고압 보안공사를 해야 합니다.
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95. 변압기 1차측 3300[V], 2차측 220[V]의 변압기 전로의 절연내력시험 전압은 각각 몇 [V]에서 10분간 견디어야 하는가?

  1. 1차측 4950[V], 2차측 500[V]
  2. 1차측 4500[V], 2차측 400[V]
  3. 1차측 4125[V], 2차측 500[V]
  4. 1차측 3300[V], 2차측 400[V]
(정답률: 24%)
  • 변압기 전로의 절연내력시험 전압은 1차측과 2차측의 절연내력을 확인하기 위한 것이다. 이 때, 절연내력시험 전압은 해당 전압 이상을 10분간 견딜 수 있어야 한다.

    변압기 1차측 3300[V], 2차측 220[V]의 경우, 1차측은 3300[V] 이상, 2차측은 220[V] 이상의 전압을 10분간 견딜 수 있어야 한다.

    따라서, 보기에서 정답이 "1차측 4950[V], 2차측 500[V]" 인 이유는 1차측은 3300[V] 이상의 전압을 견딜 수 있어야 하므로, 3300[V]에 1.5배인 4950[V]를 선택하였고, 2차측은 220[V] 이상의 전압을 견딜 수 있어야 하므로, 500[V]을 선택하였기 때문이다. 다른 보기들은 해당 조건을 만족하지 못하거나, 너무 높은 전압을 선택한 경우이다.
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96. 제1종 특고압 보안공사에 의해서 시설하는 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 것은?

  1. 철탑
  2. B종 철주
  3. B종 철근 콘크리트주
  4. A종 철근 콘크리트주
(정답률: 21%)
  • 제1종 특고압 보안공사에서는 전선로의 안전성을 보장하기 위해 지지물로 사용할 수 있는 것이 규정되어 있습니다. 그 중에서 A종 철근 콘크리트주는 사용할 수 없는 것으로 규정되어 있습니다. 이는 A종 철근 콘크리트주가 충분한 강도를 가지지 못해 전선로의 무게를 지탱하기에 적합하지 않기 때문입니다. 따라서, A종 철근 콘크리트주는 제1종 특고압 보안공사에서 전선로의 지지물로 사용할 수 없습니다.
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97. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳의 저압 옥내 전기 설비는 어느 공사에 의하는가?

  1. 캡타이어케이블공사
  2. 합성수지관공사
  3. 애자사용공사
  4. 금속관공사
(정답률: 24%)
  • 금속관공사는 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 발생할 가능성이 있는 곳에서는 안전한 전기설비를 설치하기 위해 전기설비를 제작 및 설치하는 공사이다. 따라서 이 문제에서 저압 옥내 전기 설비가 발화원이 될 우려가 있는 경우에는 금속관공사가 이를 담당하게 된다.
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98. 철주를 강관에 의하여 구성되는 사각형의 것일 때 갑종 풍압하중을 계산하려 한다. 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압하중은 몇 [Ps]를 기초하여 계산하는가?

  1. 588
  2. 882
  3. 1117
  4. 1255
(정답률: 20%)
  • 갑종 풍압하중은 다음과 같이 계산된다.

    갑종 풍압하중 = 0.6 × Kz × V2

    여기서 Kz는 지반 표면의 풍압계수이고, V는 풍속이다.

    강관의 경우, Kz는 2.0이다. (참고로, 철주의 경우 Kz는 1.0이다.)

    풍속은 지역에 따라 다르지만, 일반적으로 3초평균 풍속 50[m/s]를 기준으로 설계한다.

    따라서, 수직 투영면적 1[m2]에 대한 갑종 풍압하중은 다음과 같이 계산된다.

    갑종 풍압하중 = 0.6 × 2.0 × 502 = 1117[Pa]

    따라서, 정답은 "1117"이다.
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99. 저압 옥내간선의 전원 측 전로에는 그 저압 옥내간선을 보호할 목적으로 어느 것을 시설하여야 하는가?

  1. 접지선
  2. 과전류 차단기
  3. 방전 장치
  4. 단로기
(정답률: 25%)
  • 저압 옥내간선은 전기적인 문제로 인해 과전류가 발생할 수 있습니다. 이러한 과전류는 옥내간선을 손상시키거나 화재를 유발할 수 있습니다. 따라서 저압 옥내간선의 전원 측 전로에는 과전류 차단기를 시설하여 이러한 위험을 방지해야 합니다. 과전류 차단기는 전류가 과다하게 흐를 경우 자동으로 차단하여 옥내간선을 보호합니다.
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100. 버스 덕트 공사에 덕트를 조영재에 붙이는 경우 지지점간의 거리는?

  1. 2[m]이하
  2. 3[m]이하
  3. 4[m]이하
  4. 5[m]이하
(정답률: 18%)
  • 버스 덕트 공사에서 덕트를 조영재에 붙이는 경우, 덕트의 지지점 간 거리는 가능한 한 작아야 합니다. 이는 덕트가 무거운 무게를 지탱해야 하기 때문입니다. 따라서, 지지점 간 거리가 3[m] 이하인 것이 적절합니다. 만약 거리가 더 멀어진다면, 덕트는 더 많은 중력을 견디기 위해 더 많은 지지점이 필요하게 됩니다.
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