[전기기사 필기] 15년 3회차 시험지 PDF 다운로드
15년 3회차
패러데이의 전자유도 법칙은 회로에 유도되는 기전력이 그 회로에 쇄교하는 자속의 시간적 변화율에 비례한다는 것이다.
기자력이나 정전유도를 언급한 서술들은 자기회로의 개념이나 정전기 현상과 혼동한 것으로, 패러데이 법칙이 다루는 것은 전자유도에 의한 기전력이지 정전유도에 의한 기자력이 아니다.
내구에 를 주면 가우스 법칙에 의해 두 구 사이(반지름 가 와 사이인 영역)의 전계는
두 도체 사이의 전위차는 이 전계를 에서 까지 적분하여 구한다.
정전용량은 이므로
로 두면 가 되어 고립 도체구의 정전용량과 일치한다. 자연로그가 들어간 식은 동심 구가 아니라 동축 원통(동축 케이블)의 정전용량 형태이다.
맥스웰 방정식 중 는 자속의 시간적 변화가 전계를 유도한다는 패러데이의 전자유도 법칙을 미분형으로 표현한 식이다.
전속밀도의 발산이 전하밀도와 같다는 식은 가우스의 법칙, 자속밀도의 발산이 0이라는 식은 자계에 대한 가우스 법칙(자하 없음), 자계의 회전이 전류밀도와 변위전류의 합과 같다는 식은 앙페르-맥스웰 법칙에 해당한다.
서로 다른 매질의 경계면에 전자파가 수직 입사할 때 반사가 없으려면 두 매질의 특성임피던스가 서로 같아야 한다.
임피던스가 다르면 경계면에서 임피던스 부정합에 의한 반사파가 발생하므로, 무반사 조건은 두 특성임피던스의 일치이다.
전기력선은 등전위면과 항상 수직으로 만나므로 도체 표면과도 직교한다.
전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향하고, 도체는 등전위체이므로 내부에는 전기력선이 존재할 수 없으며, 등전위면과는 평행이 아니라 수직 관계에 있다.
전도전류가 단면적 에 고르게 흐르므로 전도전류밀도는
옴의 법칙의 미분형 에서 도체 내부 전계는
변위전류밀도는 전속밀도의 시간변화율 이므로
의 최대값이 이므로
여기에 를 대입하면
로 바꾸는 부분이 분모의 를 만드는 핵심이다.
자계 중에 놓인 직선도체가 받는 힘은 플레밍의 왼손법칙에 따른 이고, 크기는 도체와 자계가 이루는 각을 라 할 때
값을 대입하면
를 빠뜨리면 이 되고, 도체가 자계와 나란하면 이 되어 힘이 , 직각일 때 최대가 된다.
무한 평면도체 문제는 영상법으로 푼다. 도체를 없애고 대칭 위치 에 영상전하 를 두면, 도체 표면(평면)에서의 전계는 면에 수직 성분만 남는다.
도체면 위에서 전하 바로 아래 지점으로부터 거리 인 곳을 보면, 실전하와 영상전하가 만드는 전계의 수직 성분이 더해져
도체 표면의 경계조건 (전계가 면으로 들어가므로 음전하)에서
크기가 가장 큰 곳은 전하의 바로 밑, 즉 이므로
유도전하이므로 부호가 음이고, 표면전하밀도는 가 상쇄되어 식에 남지 않는다는 점이 특징이다.
점전하에 작용하는 힘은 전계에 의한 힘과 자계 속 운동에 의한 힘을 더한 로렌츠 힘 로 구한다.
주어진 전계, 자계, 속도를 대입하면 전계 성분은 , 자계에 의한 성분은 가 되어 이를 합하면 가 된다.
자화의 세기는 자속밀도에서 진공 성분을 뺀 값으로 정의된다.
값을 대입하면
따라서 약 이다. 에서 을 빼지 않고 을 그대로 쓰면 값이 거의 같아 보이지만, 비투자율이 클 때만 두 값이 가까워지는 것이고 정의상 이 맞다.
전하 를 가진 반지름 인 도체구의 정전용량은 이고, 축적되는 정전에너지는
기름(유전율 ) 속에 있을 때와 공기 중()에 있을 때의 에너지는
,
전하량이 일정한 채로 기름에서 공기 중으로 꺼내면 에너지가 늘어나야 하므로, 그 증가분만큼 외부에서 일을 해 주어야 한다.
이므로 이 값은 양수이고, 유전체 쪽이 에너지가 낮다는 사실(도체가 유전율이 큰 쪽으로 끌려간다)과 일치한다.
벡터포텐셜은 전류에 의해 만들어지며, 그 크기는 전류로부터의 거리에 반비례하고 방향은 전류가 흐르는 방향과 같다는 성질을 가진다.
자속밀도는 벡터포텐셜의 회전(curl)을 취해 구하는 것이며 폐로 선적분으로 구해지는 것은 자속 자체이고, 스칼라포텐셜과 달리 벡터포텐셜은 정자계에서 정의되는 개념이므로 다른 서술들은 옳지 않다.





그림은 한 변의 저항이 인 사다리 모양 회로가 오른쪽으로 무한히 반복되는 구조다.
AB 에서 본 합성저항을 이라 하면, CD 에서 오른쪽을 본 회로도 똑같은 무한 반복이므로 그 저항 역시 이다.
그러면 AB 사이의 세로 저항 와, 위·아래 가로 저항 두 개에 을 더한 값이 서로 병렬이 되어 이 성립한다.
정리하면 이고, 양의 근을 취하면 이다.
평면 전자파에서 전계와 자계는 같은 위상으로 진행하며, 두 크기의 비가 고유임피던스이다. 맥스웰 방정식에 평면파 해를 넣으면 라는 관계가 나오고, 여기서
, 즉
손실이 없는 유전체에서는 고유임피던스가 실수이므로 전계와 자계 사이에 위상차가 없다. 따라서 에 대해
계수가 이면 전계를 구하는 꼴이 되고, 이 붙으면 위상차가 생겨 평균 전력이 이 되므로 진행파가 아니다.
도전성 용기가 외부 전하나 자장에 대해 내부를 차폐하는 것은 표면에 유도된 전하가 재배치되어 내부 전기장을 상쇄시키기 때문이며, 이때 도전성 표면이나 프레임 사이가 전기적으로 연결되어 있어야 하나의 등전위 도체 껍질로 작용할 수 있다.
따라서 도전성 코팅이나 프레임 사이의 도체 연결이 필요 없다는 서술은 차폐 원리에 어긋나며, 안전의 이유로 옳지 않다.
폐회로에 쇄교하는 자속의 시간적 변화율에 비례하여 유도기전력의 크기가 정해진다는 정량적 법칙은 노이만의 법칙이다.
가우스의 법칙은 전하와 전속의 관계를, 암페어의 주회적분 법칙은 전류와 자계의 관계를, 플레밍의 오른손 법칙은 유도기전력의 방향을 다루는 것으로 자속 변화율과 기전력 크기의 정량적 비례관계를 직접 나타내는 법칙이 아니다.
전계가 경계면에 평행하다는 것은 전계가 접선 성분만 갖는다는 뜻이다. 경계조건에서 접선 성분은 연속이므로 양쪽 유전체 안의 전계가 같다.
유전체 내 단위체적당 정전에너지는 이고, 경계면에 작용하는 맥스웰 응력은 양쪽 에너지밀도의 차이로 나타나므로
이면 값이 양수이고, 힘은 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 작용하는 인장응력이 된다.
참고로 전계가 경계면에 수직인 경우에는 가 연속이므로 꼴이 되어 형태가 달라진다.
도선 내부에 저장되는 자기에너지로부터 내부 인덕턴스를 구한다. 반지름 인 원형 도체에 전류가 고르게 흐를 때 내부 자계는 이고, 이 에너지를 와 같다고 놓으면 단위길이당
즉 도체 내부 인덕턴스는 굵기와 무관하고 길이에만 비례한다. 길이 에 대해
따라서 이다. 지름 라는 조건은 이 값에 영향을 주지 않는다.

그림의 점선 자로를 보면 왼쪽 다리 A 를 지나는 자로가 , 오른쪽 다리 B 를 지나는 자로가 , 두 창 사이를 가르는 가운데 다리가 이다.
A 에만 코일을 감으면 기자력이 쪽 자로에 놓이므로 에 와 의 병렬이 직렬로 붙어 , 즉 약 3.67 이 된다.
B 에만 감으면 기자력이 쪽 자로에 놓이므로 이다.
따라서 자기저항은 각각 3.67, 2.2 [AT/Wb] 이다.
콘덴서에 축적되는 정전에너지는 충전 과정에서 한 일을 적분해 얻은 식
이다. 값을 대입하면
을 빠뜨리면 이 되므로 계수에 주의한다.
급수펌프는 보일러에 물을 지속적으로 공급해야 하는 핵심 설비로, 고장이나 정지 시 즉시 급수가 중단되어 보일러 운전 자체에 치명적 영향을 주므로 예비기를 두어야 한다.
미분탄 송입기, 강제 통풍기, 급탄기도 중요한 보조기이지만 순간적인 정지가 보일러 안전 운전에 미치는 영향이 급수펌프만큼 즉각적이지 않아 예비기의 필요성이 상대적으로 낮다.
갈수량은 1년 중 355일은 이보다 내려가지 않는 하천의 유량(수위)을 의미하며, 갈수기의 가장 적은 물의 양을 나타내는 지표이다.
275일, 185일, 95일 기준은 각각 저수량, 평수량, 풍수량에 해당하는 값으로 갈수량과는 다른 개념이다.
변압기 유기기전력에 포함된 제3고조파는 여자전류의 왜곡에서 비롯되는데, 변압기 권선을 델타(Δ)결선으로 하면 제3고조파 전류가 델타 폐회로 내부에서 순환하여 외부 계통으로 나가지 못하므로 이를 제거하는 효과적인 방법이 된다.
동기조상기, 직렬 리액터, 전력용 콘덴서는 무효전력 조정이나 특정 고조파 억제를 위한 설비이지 변압기 결선 자체에서 발생하는 제3고조파를 제거하는 근본적 대책이 아니다.
퍼센트 리액턴스는 정격전류가 흐를 때 리액턴스에 생기는 전압강하를 상전압에 대한 비로 나타낸 값이다. 3상에서 정격용량을 , 선간전압을 라 하면 정격전류는 이므로
같은 설비(실제 리액턴스 가 같고 기준용량도 같음)를 서로 다른 전압을 기준으로 환산하면 는 전압의 제곱에 반비례한다.
예를 들어 기준전압을 배로 올리면 퍼센트 리액턴스는 로 줄어든다.
주 공급선로에 정전사고가 발생했을 때 예비전원 선로로 자동 전환하여 공급을 지속시키는 개폐장치는 자동부하 전환 개폐기이다.
기중부하 개폐기는 부하전류 개폐용, 고장구간 자동 개폐기와 자동선로 구분 개폐기는 고장구간을 자동으로 구분·분리하는 용도로, 예비전원으로의 자동 전환 기능과는 목적이 다르다.
반한시·정한시 특성은 동작전류가 적은 구간에서는 전류가 커질수록 동작시간이 짧아지다가, 어떤 전류값 이상에서는 전류 크기와 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성을 말한다.
단순히 전류가 커질수록 시간이 짧아지기만 하는 것은 반한시 특성만을, 즉시 동작하는 것은 순시 특성을, 전류와 무관하게 항상 일정 시간에 동작하는 것은 정한시 특성만을 나타내는 것으로 두 특성이 결합된 반한시·정한시 특성과는 다르다.
발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 할수록 계통의 동기화력이 커져 안정도가 향상되므로, 리액턴스를 크게 하는 것은 오히려 안정도를 저하시키는 방향이다.
속응 여자방식, 고속도 재폐로 방식, 고속도 차단에 의한 고장전류 저감은 모두 사고 발생 시 계통을 빠르게 복구하거나 외란의 영향을 줄여 안정도를 증진시키는 대표적인 방법이다.
중성점 직접접지는 지락사고 시 건전상의 전위 상승이 작아 기기의 절연수준을 낮출 수 있고 단절연이 가능하며, 지락전류가 커서 계전기가 확실하게 동작한다는 장점이 있다.
반면 큰 지락전류가 흐르는 만큼 계통에 주는 충격이 커서 과도 안정도 측면에서는 오히려 불리하므로, 과도 안정도 증진은 직접접지의 장점으로 볼 수 없다.
분포정수 선로를 4단자 정수로 보면 수전단 단락 시 송전단에서 본 임피던스는 , 수전단 개방 시는 이다.
여기서 , , 이므로 두 값을 곱하면 쌍곡선 함수가 서로 지워지고 만 남는다.
따라서 특성임피던스는 두 측정값의 기하평균이다.
약 이다.
제5고조파에 대해 직렬 리액터와 콘덴서가 공진하도록 를 세우면 , 즉 리액터의 리액턴스가 콘덴서 리액턴스의 4%가 되어야 한다는 이론값이 나온다.
실제로는 주파수 변동과 콘덴서 용량 오차에 대한 여유를 두어 이보다 조금 큰 약 6% 정도로 설계하므로, 12%·18%·24%는 필요 이상으로 커서 콘덴서에 걸리는 전압과 손실만 키우는 값이다.
부하율은 평균부하를 최대부하로 나눈 값으로, 부등률이 커질수록(각 수용가의 최대수요 시각이 분산될수록) 총합의 최대부하가 낮아져 부하율이 좋아지므로 부등률에 비례하는 관계에 있다.
반대로 수용률이 커지면 개별 수용가의 최대수요가 설비용량에 가까워져 총합 부하의 최대치가 커지는 경향이 있어 부하율은 수용률에 반비례하는 경향을 보인다.
전압 변동률은 부하를 끊었을 때(무부하) 수전단 전압이 정격 부하 시 수전단 전압에서 얼마나 올라가는가를 부하 시 수전단 전압을 기준으로 나타낸 값이다.
무부하 수전단 전압 , 부하 시 수전단 전압 이므로
기준을 무부하 전압 로 잘못 잡으면 가 나온다. 송전단 전압 는 전압 강하율(전압 변동률과 다른 양)을 구할 때 쓰는 값이므로 여기서는 사용하지 않는다.
전력용 콘덴서는 진상 무효전력만 공급할 수 있고 연속적인 조정이 되지 않아 커패시터 뱅크를 계단적으로 넣고 빼는 방식으로만 전압을 조정할 수 있다.
동기조상기는 여자전류 조정으로 진상·지상 무효전력을 모두 연속적으로 공급할 수 있고 선로 충전에도 활용되는 반면, 전력용 콘덴서는 손실이 작고 지상 무효전력 공급이나 선로 충전 기능은 갖지 못한다.
코로나 방지를 위해서는 전선 표면의 전위경도를 낮춰야 하는데, 복도체를 사용하면 등가반지름이 커져 전선 표면의 전위경도가 낮아지므로 코로나 임계전압이 높아져 가장 효과적인 방지 대책이 된다.
전선의 높이를 낮추거나 코로나 임계전압을 낮추는 것, 절연을 강화하는 것은 코로나 발생을 억제하는 데 직접적인 효과가 없거나 오히려 불리한 방향이다.
재생재열 사이클은 급수 가열을 통한 재생과 증기를 중간에 재가열하는 재열을 함께 적용하여 열손실을 최소화하므로, 화력발전소의 열사이클 중 열효율이 가장 우수하다.
랭킨 사이클이 기본 사이클이고 재생 사이클과 재열 사이클은 각각 한 가지 개선만 적용한 것이므로, 두 가지를 결합한 재생재열 사이클보다 효율이 낮다.
한류 리액터는 계통에 직렬로 삽입되어 임피던스를 높임으로써 단락사고 발생 시 흐르는 단락전류를 제한하는 것을 주된 목적으로 한다.
충전전류나 누설전류, 접지전류의 제한은 한류 리액터의 주된 용도가 아니다.
절연협조에서 피뢰기는 이상전압이 유입되었을 때 가장 먼저 방전하여 다른 기기를 보호해야 하므로, 계통을 구성하는 기기들 중 절연 레벨을 가장 낮게 설정한다.
차단기, 단로기, 변압기는 피뢰기보다 높은 절연 레벨을 가지도록 하여 피뢰기가 제한전압 이하로 이상전압을 억제한 뒤에도 안전하게 견딜 수 있게 한다.
절연협조는 계통 내 각 기기의 절연강도를 피뢰기의 제한전압을 기준으로 하여 단계적으로 설정하는 것을 기본으로 한다.
애자의 섬락전압, 권선의 절연내력, 변압기 부싱의 섬락전압은 각 기기의 절연강도를 나타내는 값일 뿐, 절연협조 전체의 기준이 되는 것은 이상전압을 제한해 주는 피뢰기의 제한전압이다.
송전용량 계수법은 송전전압의 제곱에 비례하고 송전거리에 반비례한다는 경험식이다.
여기서 는 송전전압, 은 송전거리, 는 송전용량 계수이다.
대입하면
전압과 거리의 수치가 154로 같아 제곱 중 하나가 약분되는 형태이다.
계기용 변압기는 고전압을 계측기·계전기가 받을 수 있는 낮은 전압으로 변성하는 기기이므로, 2차측 정격전압은 계측기 입력 규격에 맞추어 110V로 표준화되어 있다. 1차 전압이 22.9kV이든 다른 값이든 2차 정격은 이 표준값을 따른다.
190V나 여기에 √3을 곱한 값은 계기용 변압기 2차 정격으로 규정된 표준값이 아니다.
2차를 단락하면 여자 전류는 무시할 수 있고, 등가회로는 1차 임피던스와 1차로 환산한 2차 임피던스의 직렬 회로가 된다.
권수비가 이므로 2차량을 1차로 옮기면 임피던스는 배가 되어 , 이다.
따라서 1차에서 본 단락 임피던스는
1차 전압 이 이 임피던스에 걸리므로
분모에 나 이 들어간 식은 2차 기준으로 환산한 형태를 1차 전압과 섞은 것이라 차원이 맞지 않는다.

그림에서 u 와 w 의 스위치는 위쪽 접점에, v 의 스위치는 아래쪽 접점에 붙어 있어 u, w 는 전원의 측에, v 는 측에 연결된다. Y 결선 권선에 그려진 화살표도 u 와 w 에서 v 쪽으로 향하고 있어 같은 상태임을 보여 준다.
전원의 측을 기준으로 하면 u, w 단자 전위는 , v 단자 전위는 이므로 평형 Y 부하의 중성점 전위는 이다.
따라서 상전압은 , 이다.
선간전압은 가 된다.

그림에서 3 은 발전기 2 와 같은 축에 커플링으로 직결되어 있고, 3 의 단자에서 나온 배선이 축 쪽 기기로 되돌아가 별도의 폐회로를 이루고 있다.
동기 발전기는 회전자 계자 권선에 직류를 흘려 주어야 자속이 만들어지므로, 이 직류를 만들어 계자 권선으로 보내 주는 기기가 반드시 필요하다.
그 역할을 하는 것이 여자기이며, 그림처럼 발전기와 같은 축에 직결해 함께 회전시키는 것이 일반적인 구성이다.
교류 발전기를 병렬운전하려면 주파수가 같아야 한다. 동기 발전기의 주파수는
극수 6, 회전수 1200rpm인 발전기의 주파수는
극수 8인 발전기도 같은 60Hz를 내야 하므로
즉 회전수는 극수에 반비례하여 이 된다.





그림에서 각 상은 크기가 같은 반권선 2 개가 직렬로 이어져 중성점 O 로 모이고, 그중 한 조의 전압이 , 전류가 로 표시되어 있다.
지그재그 결선에서는 한 상을 이루는 두 반권선이 서로 다른 자극에서 나와 의 위상차를 가지므로, 한 상의 전압은 두 의 벡터차인 가 된다.
Y 결선이므로 선간전압은 이고, 두 반권선이 직렬이므로 선전류는 그대로 이다.
따라서 피상전력은 이다.




동기속도는 로 주어진다.
주파수가 일정하면 로 일정하므로 은 극수 에 반비례하는 직각쌍곡선이 된다.
따라서 극수가 늘어날수록 속도가 처음에는 급격히, 이후에는 완만하게 줄어드는 감소 곡선이 옳다.
회전변류기는 하나의 전기자에 슬립링과 정류자를 함께 갖춘 동기기로, 회전 전기자형에서는 계자극이 고정되고 전기자가 회전한다. 전기자 권선에 흐르는 3상 전류는 전기자를 기준으로 동기속도로 도는 회전자계를 만드는데, 이 자계가 고정된 계자극에 대해 정지해 있어야 일정한 토크가 생기므로 전기자 자체는 그 회전자계와 크기가 같고 방향이 반대인 속도로 돌아야 한다.
속도의 크기는 동기속도로 [rpm]이다. 따라서 회전자계와 반대 방향으로 1800rpm이며, 동기기이므로 그보다 느리거나 빠른 속도로는 돌 수 없다.
단락시험은 2차측을 단락하고 1차 전압을 0에서 서서히 올려 정격전류가 흐르는 순간에 멈추는 시험이며, 이때 인가된 1차 전압이 임피던스 전압이다. 2차가 단락되어 단자전압이 0이므로 인가전압은 전부 변압기 내부 임피던스에서 소비되고, 결국 정격전류가 흐를 때 변압기 내부에 생기는 전압강하를 뜻한다.
여자전류는 무부하 시험에서 다루는 값이라 임피던스 전압과 무관하고, 단락 상태에서는 2차 단자전압 자체가 0이므로 단자전압으로 정의할 수 없다. 또한 이 시험에서 흘리는 전류는 사고 시의 2차 단락전류가 아니라 정격전류로 제한한 값이다.
분권 발전기에서 전기자 전류는 부하 전류와 계자 전류의 합이다.
계자 전류를 무시하라고 했으므로 이다.
발전기이므로 유기기전력은 단자 전압보다 전기자 저항 강하만큼 크다.
전기자 반작용도 무시하므로
전동기라면 가 되므로 부호 방향을 구분해야 한다.
직렬종속법은 제1전동기의 1차에 전원을 넣고 그 회전자(2차) 출력을 제2전동기의 1차에 공급하도록 두 대를 이어 붙이는 속도제어법이다. 이때 두 대가 하나의 기계처럼 묶여 극수가 인 전동기와 같은 동기속도 로 회전한다.
따라서 극수가 합쳐진 만큼 동기속도가 낮아지는 것이며, 두 전동기 중 한쪽의 극수만으로 정해지지도 않고 극수의 차로 정해지지도 않는다(극수의 차가 기준이 되는 것은 두 전동기의 회전 방향을 반대로 하는 차동종속의 경우이다).
사이리스터의 점호각을 조정하여 교류전압의 실효값 크기를 제어하는 방식은 위상제어 방식이다.
정지 레오나드 방식은 직류전동기 속도제어, 초퍼 방식은 직류전압 제어, TRC 방식 등은 각각 다른 용도의 전력변환 방식으로 사이리스터를 이용한 교류전압 크기 제어와는 구분된다.
직류기의 유기기전력은 이고, 기계적 출력 가 와 같다는 관계에서 토크 식이 나온다.
회전수 이 약분되어 토크는 회전수와 무관한 식이 된다.
단중 중권이므로 병렬 회로수는 극수와 같아 이다. 도체수 , 극당 자속 , 를 대입하면
콘서베이터는 변압기 본체 위쪽에 설치되어 절연유가 외기와 직접 접촉하지 않도록 함으로써 절연유의 열화를 방지하는 역할을 한다.
통풍이나 강제 순환, 코로나 방지는 각각 냉각 방식이나 절연 설계와 관련된 것으로 콘서베이터의 기능과는 다르다.
2차 저항에 의한 기동법은 회전자에 외부 저항을 접속할 수 있는 권선형 유도전동기에 적용하는 기동방법으로, 회전자가 도체봉으로 이루어진 농형 유도전동기에는 적용할 수 없다.
Y-Δ기동, 전전압 기동, 리액터 기동은 모두 농형 유도전동기에 실제로 사용되는 기동방법이다.
스테핑 모터의 회전속도는 입력되는 스테핑(구동) 주파수에 비례하여 빨라지므로, 반비례한다는 서술은 틀린 설명이다.
총 회전각도가 스텝각과 스텝수의 곱으로 정해지는 것, 분해능이 스텝각에 반비례하는 것, 펄스로 구동되는 전동기라는 것은 모두 스테핑 모터의 옳은 특성이다.
직권 전동기는 부하(전류)가 클수록 큰 기동토크를 내고 부하가 작아지면 속도가 크게 상승하는 특성을 가져, 기동 시 큰 견인력이 필요하고 부하 변동이 큰 전기철도용 전동기로 가장 적합하다.
분권이나 복권, 자여자 분권 전동기는 속도 변화가 상대적으로 적어 큰 기동토크가 요구되는 전기철도용으로는 직권 전동기에 비해 적합하지 않다.
3상 전원으로부터 2상 전압을 얻을 때 사용하는 결선은 스콧(Scott) 결선이다.
Fork 결선이나 환상 결선, 2중 3각 결선은 다른 목적의 결선 방식으로 3상에서 2상을 얻는 변환에는 사용되지 않는다.
분권 발전기는 계자권선이 전기자와 병렬로 연결되어 있어, 단자가 단락되면 단자전압이 급격히 낮아지고 이에 따라 계자전류(자속)도 함께 감소한다. 자속이 줄어들면 유기기전력도 함께 줄어들므로 단락전류는 무제한으로 커지지 않고 비교적 작은 전류로 안정된다. 과전류로 소손되거나 과전압이 되는 것은 분권 발전기의 이러한 자기제한 특성과 맞지 않으며, 서서히 단락한다고 해서 운전이 즉시 정지되지도 않는다.
권선형 유도전동기는 2차(회전자) 회로에 외부 저항을 넣어 속도를 조정할 수 있고, 직류 분권전동기 역시 계자 또는 전기자 회로에 저항을 넣어 속도를 조정할 수 있다는 점에서 서로 유사하다. 두 전동기 모두 부하가 변해도 속도 변화가 비교적 작은 정속도 특성을 가진다. 정류자는 직류기에만 있으므로 정류자를 언급한 설명은 옳지 않고, 속도 변동률이 크다거나 기동토크가 기동전류에 비례한다는 설명도 두 전동기의 특성과 맞지 않는다.
전기자 권선과 계자 권선이 모두 고정자에 있고, 자속을 만들어 회전하는 유도자(inductor)만 회전하는 구조는 고주파 발전기에서 쓰인다. 수차 발전기, 터빈 발전기, 엔진 발전기는 일반적으로 계자가 회전하는 회전계자형 구조를 사용하므로 유도자형과는 다르다.
저역통과 필터에서 전달함수 크기가 직류(주파수 0)에서의 최대값 대비 70.7%, 즉 -3dB로 떨어지는 주파수를 대역폭이라 한다. 공진 주파수는 크기가 최대가 되는 주파수를, 첨두공진점은 그때의 크기 값을 의미하므로 이 정의와는 다른 개념이다.
전달함수 의 극은 와 의 근인 이다. 세 극 모두 실수부가 음수이므로 이 계는 안정하다.

전향 경로는 에서 까지 하나뿐이고 그 이득은 이다.
위쪽 의 화살표는 이득 인 가지의 끝 마디에서 그 시작 마디로 되돌아가므로 이고, 아래쪽 의 화살표는 이득 인 가지의 끝 마디에서 이득 인 가지의 시작 마디로 되돌아가므로 이다.
두 루프는 마디를 공유해 서로 접촉하므로 이고, 전향 경로가 두 루프에 모두 닿으므로 이다.
따라서 이다.
에 를 넣으면 이므로 크기는 이다.
이득은
주파수를 10배로 올리면(1decade) 이므로 이득 변화는
즉 적분요소의 이득곡선은 의 기울기를 갖는 직선이다. 미분요소 였다면 부호가 반대인 가 된다.
계단응답이 최종값의 10%에서 90%까지 도달하는데 걸리는 시간을 상승시간이라 한다. 정정시간은 응답이 허용오차 범위 안에 정착하는데 걸리는 시간이고, 지연시간은 최종값의 50%에 도달하는 시간을 의미하므로 이 정의와는 다르다.
연산증폭기는 이상적으로 입력 임피던스가 매우 크며(무한대에 가까움), 출력 임피던스는 매우 작다. 따라서 입력 임피던스가 매우 작다는 설명은 틀린 내용이다. 전압 이득과 전력 이득이 매우 크고 출력 임피던스가 매우 작다는 것은 연산증폭기의 실제 특성과 일치한다.
열전대는 서로 다른 두 금속의 접합부에서 온도차에 비례하는 기전력(전압)이 발생하는 원리를 이용해 온도를 전압으로 변환한다. 차동 변압기는 변위를, 측온저항은 온도를 저항 변화로, 광전지는 빛을 전기로 변환하는 소자여서 온도를 전압으로 바로 변환하는 것과는 다르다.





전향경로는 과 가 차례로 이어져 이득이 이고, 출력에서 갈라진 신호가 를 지나 입력측 가산점의 − 단자로 되돌아오는 부궤환 한 개만 있다.
따라서 루프이득은 이고, 전달함수는 이 된다.
가산점 부호가 −이므로 분모는 이며, 분모를 로 쓰면 정궤환을 가정한 것이 되어 그림과 맞지 않는다.
z변환의 초기값 정리에 의해 의 초기값 은 로 구한다. 이는 라플라스 변환에서의 초기값 정리 에 대응하는 z변환 버전이다.
Routh-Hurwitz 판별법을 특성방정식 에 적용하면 제1열의 부호가 두 번 바뀌므로, 우반평면에 존재하는 불안정한 근은 2개이다.
대칭좌표법에서 상전압을 대칭분으로 분해할 때, 를 쓰면 각 성분은 다음과 같이 정의된다.
영상분
정상분
역상분
역상분은 상순이 로 반대인 성분이므로, 뒤쳐진 상 를 정상분과 반대 방향으로 돌려 놓아야 한다. 그래서 에 , 에 가 곱해진다.
따라서 이다. 에 , 에 이 붙은 식은 정상분이다.
무손실 전송선로의 특성임피던스는 단위길이당 인덕턴스 과 커패시턴스 를 이용해 로 주어진다.

그림은 교류 전원에 과 이 직렬로 연결된 회로다.
일 때 저항 손실은 이고, 이 있으면 이다.
로 놓으면 , 즉 이다.
따라서 .
부분분수로 전개하면 이고, 각 항을 라플라스 역변환하면 와 가 되어 가 된다.

그림에서 변류기는 세 상 중 두 상에만 걸려 있고, 한 변류기의 한쪽 단자와 다른 변류기의 한쪽 단자가 가 달린 같은 마디에 함께 묶여 있다.
이 결선 때문에 두 변류기의 2차 전류가 를 서로 반대 방향으로 지나므로 는 두 전류의 차를 지시한다.
과 이 모두 5 A이므로 두 전류는 크기가 같고 위상만 120° 어긋나 있으며, 그 차의 크기는 가 된다.





그림은 입력측에 가 직렬로 놓이고 출력측에 이 가로로 걸린 회로이며, 출력전압은 양단에서 얻는다.
같은 전류가 와 을 함께 흐르므로 전압분배로 이다.
분자와 분모에 를 곱하면 가 된다.
이면 값이 0이 되어, 커패시터가 직류를 막는 이 회로의 성질과도 들어맞는다.
비정현파의 실효값은 직류분과 각 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근이다.
직류분은 , 기본파는 최댓값이 이므로 실효값 , 제3고조파는 최댓값이 이므로 이다. 위상 는 실효값에 영향을 주지 않는다.
약 이다.
콘덴서에 흐르는 전류의 최대값은 이며, 콘덴서에서는 전류가 전압보다 위상이 90도 앞서므로 순시값은 가 된다.

그림에서 106 V 전원과 3 Ω이 직렬로 a–b 마디에 이어지고, a–b 사이에 2 Ω과 이 나란히 걸려 있으며 에는 2 A가 흐른다.
를 미지수로 두면 2 Ω에 흐르는 전류가 이므로 3 Ω을 지나는 전류는 이고, 이다.
정리하면 이므로 이다.
따라서 .
사용전압 170kV 이하인 특고압 가공전선로를 시가지 등에 시설할 때 지지물은 철주, 철근콘크리트주, 철탑을 사용해야 하며, 목주는 강도와 내화성이 부족하여 사용할 수 없다.
고압 및 특고압 전로의 절연내력 시험은 전로의 종류에 따라 정해진 시험 전압을 전로와 대지 사이에 연속하여 10분간 가하여 견디는지로 판정한다.
시험 전압 자체는 전로의 종류별로 최대 사용전압에 배수를 곱해 정하고(예: 7kV 이하 전로는 1.5배 등), 가하는 시간은 종류와 관계없이 10분으로 같다.
10분을 견디지 못하고 절연이 파괴되면 그 전로는 사용할 수 없다.
의료 IT 계통은 환자에게 흐를 수 있는 누설전류를 엄격히 제한해야 하므로, 절연감시장치의 경보 기준은 누설전류가 5mA에 도달했을 때 표시 및 경보하도록 정해져 있다. 따라서 이 기준을 10mA라고 한 설명은 실제 기준보다 완화된 값이어서 적합하지 않다. 그룹 0 장소에 TN 또는 TT 접지계통을 적용하는 것, 그룹 1·2 의료장소의 수술등·내시경 조명등에 정전 시 0.5초 이내 비상전원을 공급하는 것, 의료 IT 계통의 분전반을 의료장소 내부 또는 가까운 외부에 두는 것은 모두 옳은 시설기준이다.
전력용 콘덴서·분로리액터의 보호장치는 뱅크 용량에 따라 두 단계로 나뉜다. 500kVA를 초과하고 15000kVA 미만인 구간은 내부에 고장이 생긴 경우와 과전류가 생긴 경우에 대해서만 자동차단장치를 요구하고, 여기에 과전압까지 더해 세 가지 모두에 대해 자동차단장치를 시설해야 하는 것은 15000kVA 이상인 경우이다. 문제가 내부고장·과전류·과전압을 모두 들고 있으므로 15000kVA 이상 구간에 해당한다.
지선(지지선)은 지지물이 전선의 장력 등을 버티도록 보조하는 설비일 뿐, 그 자체가 전선을 가설하는 지지물은 아니다. 철주, 철탑, 철근콘크리트주는 모두 전선을 직접 지지하는 지지물에 해당한다.
절연내력시험 전압은 전로의 최대사용전압 구간과 중성점 접지방식에 따라 배율이 다르게 정해져 있으며, 60000V를 초과하고 중성점이 접지된 전로는 최대사용전압의 1.1배를 시험전압으로 한다. 나머지는 배율이 어긋난다. 7000V 이하는 2배가 아니라 1.5배이고, 60000V 초과 중성점 비접지식은 1.5배가 아니라 1.25배이며, 170000V를 초과하는 중성점 직접접지식은 0.72배가 아니라 그보다 낮은 배율이 적용된다. 중성점 접지방식이 확실할수록 이상전압 상승이 작아 시험전압 배율이 낮아진다는 것이 이 규정의 기본 원리이다.
특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기는 혼촉 시 저압측에 특고압이 침입할 위험이 있어 원칙적으로 금지되며, 자동차단장치가 설치되었거나 혼촉방지판이 접지된 경우, 전기철도 신호회로용처럼 예외적으로 안전이 확보된 경우에만 허용된다. 단순히 Δ결선의 비접지 변압기이고 부하가 일정하다는 사정만으로는 혼촉 시 저압측 침입을 막을 보호수단이 없으므로 이런 변압기는 시설할 수 없다.
출제제외법령 개정으로 현행 출제 대상이 아닙니다
고압 이상의 전압 조정기 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위하여 특히 필요한 경우에는 그 권선에 제 몇 종 접지 공사를 하여야 하는가?이상전압으로부터 전압조정기 내장권선을 보호하기 위해 특히 필요한 경우에는 그 권선에 가장 강화된 수준인 제1종 접지공사를 하도록 하였다.
현행 KEC에서는 종별 접지공사 체계가 폐지되어 현재 시험 범위가 아니다.
제1종 특고압 보안공사는 위험성이 특히 큰 구간(제2차 접근상태 등)에 적용되는 강화된 공사방식으로, 지지물은 철탑이나 강도가 큰 B종 철주, B종 철근콘크리트주를 사용해야 하며 강도가 낮은 목주는 사용할 수 없다.
가공전선로의 지지물에 시설하는 지선은 다음 조건을 모두 만족해야 한다.
· 안전율 2.5 이상, 허용 인장하중 최저 이상
· 연선을 쓸 경우 소선 3가닥 이상의 연선일 것
· 소선의 지름은 이상인 금속선일 것
· 지중 및 지표상 까지의 부분은 내식성 재료 또는 아연도금 철봉을 사용할 것
따라서 소선은 3가닥 이상이어야 한다.
계기용 변성기는 전압·전류를 계측용으로 변성하는 소형 기기로서, 단상 부하로 인한 전압 불평형이 생겨도 발전기나 조상설비처럼 회전기가 겪는 역상분에 의한 발열·진동 문제나 변압기가 겪는 손실 증가와 같은 장해를 크게 받지 않는다.
가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반 조명을 위하여 시설하는 고압 방전등은 효율이 70 lm/W 이상인 것이어야 한다.
이는 전력 소비가 큰 고압 방전등에 대해 광속 대비 소비전력의 하한을 규정하여 저효율 등기구의 사용을 막기 위한 기준이다.
따라서 요구되는 최저 효율은 이다.
전동기와 그 밖의 부하가 섞인 간선의 굵기는, 전동기 정격전류 합계 과 전동기 이외 부하의 정격전류 합계 를 나누어 다음과 같이 계산한 전류 이상을 흘릴 수 있어야 한다.
이면
이면
전동기 이외 부하는 전등 와 전열기 이므로
전동기는 1대뿐이므로 이고 이하이므로 1.25배를 적용한다.
수용률이 100%이므로 별도의 감소는 없다. 전동기에 1.25배를 적용하지 않고 단순 합산하면 가 되어 기동 전류를 감당하지 못한다.
전기부식방지 시설에서는 수중에 시설하는 양극과 그 주위 1m 안의 임의의 점 사이의 전위차가 10V 미만이 되도록 하고, 사용전압은 직류 60V 이하로 제한하여 감전과 다른 금속체의 전식을 방지한다.
저압과 고압 가공전선을 가공약전류전선과 동일 지지물에 시설할 때 상호간 이격거리는 저압이 75cm 이상, 고압이 1.5m 이상으로 서로 다르게 정해져 있다. 고압 쪽이 절연과 감전 위험 측면에서 더 큰 간격을 요구하기 때문이며, 따라서 저압과 고압 모두 75cm 이상이라고 일률적으로 적은 설명은 옳지 않다. 가공전선을 약전류전선 위쪽에 별개의 완금류로 시설하는 것, 지지물로 쓰는 목주의 풍압하중 안전율을 1.5 이상으로 하는 것, 유도장해 우려가 있으면 가공전선을 연가하는 것은 모두 올바른 시설기준이다.
가공전선로 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공통신선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 6.5m 이상의 높이를 확보해야 한다. 이는 차량 한계와 가선 설비를 고려한 값이다. 나머지 선택지는 일반 가공통신선에 적용되는 낮은 수치를 가져다 쓴 것으로, 전선로 지지물에 첨가하는 통신선은 전력선과 함께 시설되는 만큼 더 높은 기준이 적용되어 도로 횡단은 지표상 6m 이상이어야 하고, 횡단보도교 위나 교통에 지장이 없는 도로 횡단에 제시된 값도 규정에 미치지 못한다.
동일 지지물에 저압과 고압 가공전선을 함께 시설할 때는 저압 전선을 고압 전선의 아래쪽에, 서로 다른 완금류를 사용하여 시설함으로써 두 전선 간 혼촉이나 감전 위험을 줄인다.
지중 전선로를 직접 매설식으로 시설할 때 매설 깊이는 그 장소가 받는 압력에 따라 다르다.
· 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소: 이상
· 그 밖의 장소: 이상
여기에 더해 전선을 견고한 트라프 기타 방호물에 넣어 시설해야 한다.
문제는 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소이므로 깊이는 이상이다.
이 값은 종전 판단기준에서 였으나 현행 KEC에서 로 개정되었다.
KEC의 저압전로 절연저항 기준은 사용전압을 SELV·PELV, FELV 및 500V 이하, 500V 초과의 세 구분으로 나눈다. 440V는 이 가운데 500V 이하 구분에 속하므로 시험전압 500V로 측정하여 절연저항 1MΩ 이상이어야 한다. 개정 전에는 사용전압 300V 초과 구간에 0.4MΩ 등 더 낮은 값이 인정되었으나, 개정 후에는 SELV·PELV의 0.5MΩ을 제외한 나머지 구분이 모두 1MΩ 이상으로 강화되었다.
옥내 전동기의 과부하 보호장치는 전동기가 소손될 위험이 낮다고 볼 수 있는 제한적인 경우에만 생략할 수 있다. 상시 취급자가 감시할 수 있는 위치에 시설한 경우, 구조나 부하 특성상 소손될 정도의 과전류가 생길 우려가 없는 경우, 단상 전동기로서 전원측 배선용 차단기의 정격전류가 20A 이하인 경우, 그리고 정격출력이 0.2kW 이하로 매우 작은 경우가 그것이다. 0.75kW 전동기는 이 출력 한도를 넘으므로 생략 대상이 아니며 과부하 보호장치를 반드시 시설해야 한다.