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[전기기사 필기] 24년 2회차
전기기사 필기 기출문제

24년 2회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
전기기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

24년 2회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1

진공 중을 진행하는 평면 전자파의 전계 진폭이 3030[mV/m]로 측정되었다. 이때 자계 진폭은 약 몇 [AT/m]인가?

1

2.50×10−42.50\times 10^{-4}

2

7.96×10−27.96\times 10^{-2}

3

1.13×1011.13\times 10^{1}

4

7.96×10−57.96\times 10^{-5}

정답 및 해설

평면파에서 전계와 자계 진폭의 비는 매질이 갖는 고유 임피던스로 정해지고, 진공에서는 η0=μ0/ε0=120π≒377\eta_0=\sqrt{\mu_0/\varepsilon_0}=120\pi\fallingdotseq 377[Ω]이다. 따라서 H=E/η0=(30×10−3)/377=H=E/\eta_0=(30\times 10^{-3})/377=약 7.96×10−57.96\times 10^{-5} [AT/m]이다. 7.96×10−27.96\times 10^{-2}는 밀리 단위를 환산하지 않은 값, 1.13×1011.13\times 10^{1}은 나누는 대신 곱한 값, 2.50×10−42.50\times 10^{-4}는 120π120\pi 자리에 120을 쓴 값이다.

문제 2
내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부 자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 좋은 것은?
1비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록 두꺼운 물질
2강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
3비투자율이 1보다 작은 역자성체
4강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
정답 및 해설
자기차폐 효과는 물질의 비투자율이 클수록 자속을 잘 흡수하여 내부를 보호하므로, 강자성체 중에서도 비투자율이 큰 물질을 사용하는 것이 가장 효과적이다. 따라서 정답은 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질이다.
문제 3

서로 다른 유전율을 지닌 두 유전체가 맞닿아 있고 그 맞닿음면에는 참전하가 놓여 있지 않다. 면을 사이에 두고 양쪽에서 값이 그대로 이어지는 것끼리 바르게 묶은 것은?

1

면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 전계 성분과 면에 나란한 쪽 전속밀도 성분

2

전계와 전속밀도 모두 면에 나란한 쪽 성분

3

전계와 전속밀도 모두 면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 성분

4

면에 나란한 쪽 전계 성분과 면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 전속밀도 성분

정답 및 해설

맞닿음면에 참전하가 없으면 면을 따라 놓인 방향으로 잰 전계가 양쪽에서 같고, 면을 뚫는 방향으로 잰 전속밀도가 양쪽에서 같다. 그래서 면에 나란한 쪽 전계 성분과 면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 전속밀도 성분이 이어진다. 나머지 성분은 유전율 비만큼 뛰므로 전기력선의 방향은 꺾이며, 두 방향을 뒤바꿔 놓거나 한쪽만 골라 묶은 답은 성립하지 않는다.

문제 4
무한히 넓은 도체 평면판에 면밀도 σ[C/m2]\sigma [C/m^2]의 전하가 분포되어 있을 때, 전력선은 면에 수직으로 나와 평행하게 퍼진다. 이 평면에서 전계의 세기는 몇 [V/m][V/m]인가?
1σ4πϵ0\dfrac{\sigma}{4\pi\epsilon_0}
2σϵ0\dfrac{\sigma}{\epsilon_0}
3σ2πϵ0\dfrac{\sigma}{2\pi\epsilon_0}
4σ2ϵ0\dfrac{\sigma}{2\epsilon_0}
정답 및 해설
무한 평면 도체판에 분포된 전하는 양면에 균등하게 나뉘므로, 표면전하밀도 σ\sigma인 도체판 한쪽 면 바로 밖의 전계는 E=σ2ϵ0E=\frac{\sigma}{2\epsilon_0}가 된다(도체 표면 한쪽에만 전하가 있는 경우의 σ/ϵ0\sigma/\epsilon_0와 구분된다). 따라서 정답은 σ2ϵ0\frac{\sigma}{2\epsilon_0}이다.
문제 5
0.2[㎌] 인 평행판 공기 콘덴서가 있다. 전극간에 그 간격의 절반 두께의 유리판을 넣었다면콘덴서의 용량은 약 몇 [㎌] 인가?(단，유리의 비유전율은 10 이다.)
10.56
20.26
30.46
40.36
정답 및 해설
원래 콘덴서 용량 C0=0.2 μFC_0=0.2\,\mu F는 극간격 dd에 대응한다. 간격의 절반을 비유전율 10인 유리로 채우면 공기층(두께 d/2d/2)과 유리층(두께 d/2d/2)이 직렬로 연결된 두 콘덴서가 되어 각각 C1=ϵ0Sd/2=2C0=0.4 μFC_1=\dfrac{\epsilon_0S}{d/2}=2C_0=0.4\,\mu F, C2=10ϵ0Sd/2=20C0=4 μFC_2=\dfrac{10\epsilon_0S}{d/2}=20C_0=4\,\mu F이고, 직렬합성용량은 C=C1C2C1+C2=0.4×40.4+4≈0.36 μFC=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\dfrac{0.4\times4}{0.4+4}\approx0.36\,\mu F이다.
정답은 0.36이다.
문제 6
저항이 10[Ω]10[\Omega]인 코일에 자속 ϕ=5sin10t[Wb]\phi=5sin10t[Wb]가 지날 때, 유도기전력에 의해 흐르는 전류의 최댓값[A][A]은?
110[A]10[A]
21[A]1[A]
32[A]2[A]
45[A]5[A]
정답 및 해설
유도기전력은 e=−dϕdt=−50cos⁡10t[V]e=-\dfrac{d\phi}{dt}=-50\cos10t\rm{[V]}이므로 최댓값은 50[V]이다. 전류의 최댓값은 I=5010=5[A]I=\dfrac{50}{10}=5\rm{[A]}가 되어
문제 7
코일이 감긴 자기회로에서 철심의 투자율이 μ\mu, 회로의 길이가 ll일 때, 회로 일부에 미소 공극 lgl_g를 만들면 자기저항은 처음의 몇 배가 되는가? (단, l≫lgl≫l_g이다.)
11+μolμlg1+\dfrac{\mu_ol}{\mu l_g}
21+μlμolg1+\dfrac{\mu l}{\mu_ol_g}
31+μolgμl1+\dfrac{\mu_ol_g}{\mu l}
41+μlgμol1+\dfrac{\mu l_g}{\mu_ol}
정답 및 해설
공극이 없을 때 자기저항은 R0=lμSR_0=\dfrac{l}{\mu S}이고, 미소 공극 lgl_g가 생기면 l≫lgl\gg l_g이므로 R=lμS+lgμ0SR=\dfrac{l}{\mu S}+\dfrac{l_g}{\mu_0 S}로 근사된다. 두 식의 비를 구하면 RR0=1+μlgμ0l\dfrac{R}{R_0}=1+\dfrac{\mu l_g}{\mu_0 l}이 되어
문제 8
평등전계 속에 놓인 유전체 구에 의한 전계 분포가 그림과 같을 때, ϵ1\epsilon _1과 ϵ2\epsilon _2의 크기 관계는? ε1ε2
1ϵ1>ϵ2\epsilon _1>\epsilon _2
2무관하다.
3ϵ1=ϵ2\epsilon _1=\epsilon _2
4ϵ1<ϵ2\epsilon _1<\epsilon _2
정답 및 해설
평등전계 속 유전체 구는 경계조건에 의해 구 내부의 전계가 E1=3ϵ2ϵ1+2ϵ2E0E_1=\dfrac{3\epsilon_2}{\epsilon_1+2\epsilon_2}E_0로 나타나므로, ϵ1<ϵ2\epsilon_1<\epsilon_2이면 구 내부의 전계가 외부보다 커져 전기력선이 구 내부에서 더 촘촘해진다. 그림에서 전기력선이 구의 중심 부근에서 간격이 좁아져 밀도가 높게 나타나므로 ϵ1<ϵ2\epsilon_1<\epsilon_2이며, 정답이다.
문제 9
내압이 함께 표시된 콘덴서 4[μF]/500[V]4[\mu F]/500[V], 6[μF]/300[V]6[\mu F]/300[V], 10[μF]/150[V]10[\mu F]/150[V]를 한 줄로 이어 직렬 접속하고 양단 전압을 00부터 천천히 올렸다. 절연이 맨 처음 깨지는 것은 어느 콘덴서인가?
14[μF]4[\mu F]
26[μF]6[\mu F]
3세 콘덴서가 동시에 파괴
410[μF]10[\mu F]
정답 및 해설
직렬로 이으면 어느 소자든 같은 전하량을 나눠 갖는다. 그래서 견딜 수 있는 전하 Qmax=CVmaxQ_{max}=CV_{max}가 가장 작은 것이 먼저 한계에 닿는다. 계산하면 4×500=2,0004\times500=2{,}000, 6×300=1,8006\times300=1{,}800, 10×150=1,50010\times150=1{,}500[μ\muC]이므로 10[μF]10[\mu F]가 가장 약하다.
검산해 보자. 합성용량은 114+16+110≈1.94[μF]\dfrac{1}{\frac14+\frac16+\frac1{10}}\approx1.94[\mu F]이고, Q=1,500[μC]Q=1{,}500[\mu C]일 때 양단 전압은 1,5001.94≈775\dfrac{1{,}500}{1.94}\approx775[V]다. 이때 소자별 전압은 375375[V], 250250[V], 150150[V]로 10[μF]10[\mu F]만 딱 내압에 닿고 나머지는 여유가 있다. 용량이 크다고 튼튼한 것이 아니라 내압과의 곱이 관건임을 보여 준다.
문제 10
막대자석 위쪽에 동축 도체 원판을 놓고 회로의 한 끝은 원판의 주변에 접촉시켜 회전하도록 해 놓은 그림과 같은 패러데이 원판 실험을 할 때 검류계에 전류가 흐르지 않는 경우는?
BN막대자석G
1자석을 축 방향으로 전진시킨 후 후퇴시킬 때
2자석만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
3원판만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
4원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시킬 때
정답 및 해설
패러데이 원판(단극발전기)에서 기전력은 도체 원판과 자석(자계) 사이의 상대운동으로 발생한다. 원판만 회전시키면 도체가 자속을 끊어 기전력이 생기고, 자석만 회전시키면 원판과 자계 사이에 상대운동이 생기며, 자석을 축 방향으로 전진·후퇴시키면 쇄교자속이 변하므로 모두 검류계에 전류가 흐른다. 그러나 원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시키면 둘 사이에 상대운동이 없어 기전력이 유도되지 않으므로 검류계에 전류가 흐르지 않는다. (동일 문제의 지필 기출인 2017년 2회 전기기사·전자기사 확정답안 기준)
문제 11
자기인덕턴스의 단위를 옳게 표현한 것은?
1[A/V·sec]
2[Wb/A]
3[J/sec·A²]
4[Ω/m]
정답 및 해설
자기인덕턴스는 NΦ=LIN\Phi=LI의 관계에서 정의되므로 그 단위는 [Wb/A][\mathrm{Wb/A}]이다.
문제 12
진공 중에서 점 (1, 3)[m]에 −2×10−9-2\times 10^{-9}[C]의 점전하가 있을 때, 점 (2, 1)[m]에 있는 1[C]의 전하에 작용하는 힘[N]은?
13655ax+1855ay\dfrac{36}{5\sqrt{5}}a_x+\dfrac{18}{5\sqrt{5}}a_y
2−1855ax+3655ay-\dfrac{18}{5\sqrt{5}}a_x+\dfrac{36}{5\sqrt{5}}a_y
3−3635ax+1835ay-\dfrac{36}{3\sqrt{5}}a_x+\dfrac{18}{3\sqrt{5}}a_y
4−3655ax+1855ay-\dfrac{36}{5\sqrt{5}}a_x+\dfrac{18}{5\sqrt{5}}a_y
정답 및 해설
두 점전하 사이에 작용하는 힘은 F=Q1Q24πϵ0r2r^F=\dfrac{Q_1Q_2}{4\pi\epsilon_0r^2}\hat{r}로 구한다. 두 점 사이의 벡터는 (2−1, 1−3)=(1,−2)(2-1,\ 1-3)=(1,-2)이고 r=5r=\sqrt5이므로, F=9×109×(−2×10−9)×1×(1,−2)55=−1855ax+3655ayF=9\times10^9\times(-2\times10^{-9})\times1\times\dfrac{(1,-2)}{5\sqrt5}=-\dfrac{18}{5\sqrt5}a_x+\dfrac{36}{5\sqrt5}a_y가 된다. 따라서 정답은 −1855ax+3655ay-\frac{18}{5\sqrt{5}}a_x+\frac{36}{5\sqrt{5}}a_y이다.
문제 13
전위경도 V와 전계 E의 관계식은?
1E = -div V
2E = grad V
3E = -grad V
4E = div V
정답 및 해설
전위 V가 주어지면 전계는 전위의 공간적 변화율에 음의 부호를 붙인 값, 즉 E=−grad⁡V=−∇V [V/m]\mathbf{E}=-\operatorname{grad}V=-\nabla V\,[\mathrm{V/m}] 로 정의된다. 음의 부호는 전계가 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로, 다시 말해 전위가 가장 급하게 감소하는 방향으로 향한다는 뜻이다. 따라서 정답은 E = -grad V 이다. ② E = grad V 는 부호가 반대여서 전계 방향이 뒤집히고, ①·④ 의 div(발산)는 벡터장에 적용해 스칼라를 만드는 연산자이므로 스칼라인 전위 V에는 쓸 수 없다.
문제 14

어떤 콘덴서를 400[V]까지 충전하였더니 그 안에 쌓인 정전에너지가 0.32[J]로 측정되었다. 이 소자의 용량은 몇 [μF]으로 보아야 하는가?

1

1[μF]

2

2[μF]

3

4[μF]

4

8[μF]

정답 및 해설

축적 에너지 W=12CV2W=\dfrac{1}{2}CV^2를 용량에 대해 풀면 C=2WV2C=\dfrac{2W}{V^2}이다. 수치를 넣으면 C=2×0.324002=4×10−6C=\dfrac{2\times0.32}{400^2}=4\times10^{-6} [F], 곧 4[μF]이다. 앞의 계수 12\dfrac{1}{2}를 빠뜨리면 2[μF], 곱하지 않고 한 번 더 나누면 1[μF]이 되며, 400[V]를 최댓값으로 오인해 실효값 283[V]를 대입하면 8[μF]이 나온다.

문제 15
굵기를 무시할 수 있는 도선을 한 변이 0.3[m]0.3\rm[m]인 정삼각형 모양으로 구부린 뒤 5[A]5\rm[A]를 흘렸다. 삼각형 무게중심 위치에서 나타나는 자계의 세기는 약 몇 [A/m]\rm[A/m]인가?
18.33
215.01
323.87
42.65
정답 및 해설

한 변이 aa인 정삼각형 코일 중심의 자계는 H=9I2πaH=\dfrac{9I}{2\pi a}다. 값을 넣으면 H=9×52π×0.3=451.885≈23.87[A/m]H=\dfrac{9\times5}{2\pi\times0.3}=\dfrac{45}{1.885}\approx23.87\rm[A/m]가 나온다.

독립 역산 — 중심에서 한 변까지의 수직거리는 d=a23=0.33.464≈0.0866d=\dfrac{a}{2\sqrt3}=\dfrac{0.3}{3.464}\approx0.0866[m]이고, 유한 직선 한 도막이 만드는 값은 I4πd(sin⁡60∘+sin⁡60∘)=5×34π×0.0866≈7.96\dfrac{I}{4\pi d}\left(\sin60^{\circ}+\sin60^{\circ}\right)=\dfrac{5\times\sqrt3}{4\pi\times0.0866}\approx7.96이다. 세 도막을 더하면 7.96×3≈23.877.96\times3\approx23.87로 같은 값이 복원된다.

15.01 은 같은 변 길이의 정사각형 22Iπa\dfrac{2\sqrt2I}{\pi a}, 8.33 은 반지름 0.3[m]인 원형 코일 I2a\dfrac{I}{2a}, 2.65 는 0.3[m] 떨어진 무한 직선 I2πa\dfrac{I}{2\pi a}의 값이다. 변의 개수가 적을수록 중심이 도선에 가까워져 자계가 커진다.

문제 16
자계의 벡터 포텐셜을 A[Wb/m]라 할 때 도체 주위에서 자계 B[Wb/m2]가 시간적으로 변화하면 도체에 발생하는 전계의 세기 E[V/m]는?
1E = rot B
2E = -(∂A/∂t)
3rot E = ∂B/∂t
4rot E = -(∂A/∂t)
정답 및 해설
자속밀도는 벡터 포텐셜로 B=rotAB=\text{rot}A와 같이 나타나고, 패러데이 법칙 rotE=−∂B∂t\text{rot}E=-\dfrac{\partial B}{\partial t}에 대입하면 E=−∂A∂tE=-\dfrac{\partial A}{\partial t}가 성립한다.
문제 17
비유전율이 ϵr=8\epsilon_r=8인 유전체 속에서 전계의 세기가 6[V/m]6\rm[V/m]로 측정되었다. 이 유전체 안의 전속밀도는 몇 [C/m2]\rm[C/m^2]인가?
16ϵ06\epsilon_0
248ϵ048\epsilon_0
324ϵ024\epsilon_0
464ϵ064\epsilon_0
정답 및 해설
전속밀도와 전계 사이에는 D=ϵE=ϵ0ϵrED=\epsilon E=\epsilon_0\epsilon_r E가 성립한다. 주어진 ϵr=8\epsilon_r=8, E=6[V/m]E=6\rm[V/m]를 대입하면 D=ϵ0×8×6=48ϵ0[C/m2]D=\epsilon_0\times8\times6=48\epsilon_0\rm[C/m^2]이다.
거꾸로 확인하면 E=Dϵ0ϵr=48ϵ08ϵ0=6[V/m]E=\dfrac{D}{\epsilon_0\epsilon_r}=\dfrac{48\epsilon_0}{8\epsilon_0}=6\rm[V/m]로 조건과 일치한다. 비유전율을 빠뜨리면 6ϵ06\epsilon_0가 나오므로 주의한다.
문제 18
정전용량이 C0(μF)인 평행판의 공기 커패시터가 있다. 두 극판 사이에 극판과 평행하게 절반을 비유전율이 εr인 유전체로 채우면 커패시터의 정전용량 (μF)은?
1C02(1+1ϵr)\dfrac{C_0}{2\left(1+\dfrac{1}{\epsilon_r}\right)}
22C01+1ϵr\dfrac{2C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
34C01+1ϵr\dfrac{4C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
4C01+1ϵr\dfrac{C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
정답 및 해설
극판과 평행하게 절반씩 나누면 각 부분은 극판 간격이 d/2d/2인 두 콘덴서가 직렬로 연결된 것과 같다. 공기 부분의 정전용량은 2C02C_0, 유전체 부분은 2ϵrC02\epsilon_rC_0이므로 직렬 합성 정전용량은 C=2C0×2ϵrC02C0+2ϵrC0=2C01+1ϵrC=\dfrac{2C_0\times2\epsilon_rC_0}{2C_0+2\epsilon_rC_0}=\dfrac{2C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}이다.
문제 19
진공 중 한 변의 길이가 0.1m인 정삼각형의 3정점 A, B, C에 각각 2.0×10-6C의 점전하가 있을 때, 점 A의 전하에 작용하는 힘은 몇 N 인가?
13.6√2
23.6√3
31.8√3
41.8√2
정답 및 해설
두 전하 사이의 힘은 F=kq2r2=9×109×(2×10−6)20.12=3.6F=\dfrac{kq^2}{r^2}=\dfrac{9\times10^9\times(2\times10^{-6})^2}{0.1^2}=3.6[N]이다. 정삼각형의 한 꼭짓점에서 나머지 두 변이 이루는 각이 60°이므로 합력은 2×3.6×cos⁡30∘=3.632\times3.6\times\cos30^\circ=3.6\sqrt3[N]이 되어 정답은 3.6√3이다.
문제 20
반지름이 aa[m]인 원형코일에 전류 II[A]가 흐르고 권수가 10회인 경우, 원형코일 중심에서의 자계 세기 HH[AT/m]는?
1I4πa\dfrac{I}{4 \pi a}
25Ia\dfrac{5I}{a}
35I2πa\dfrac{5I}{2 \pi a}
4I5a\dfrac{I}{5a}
정답 및 해설
반지름 aa, 권수 NN인 원형코일 중심의 자계 세기는 H=NI2aH=\dfrac{NI}{2a}이다. N=10N=10을 대입하면 H=10I2a=5IaH=\dfrac{10I}{2a}=\dfrac{5I}{a}가 되어 정답은 5Ia\dfrac{5I}{a}이다.
문제 21
원자로에서 핵분열로 발생한 고속중성자를 열중성자로 바꾸는 작용을 하는 것은?
1제어재
2반사체
3감속재
4냉각재
정답 및 해설
핵분열로 생긴 고속중성자의 속도를 낮추어 열중성자로 만드는 역할을 하는 것은 감속재이며, 경수·중수·흑연 등이 사용된다. 따라서 정답은 감속재이다.
문제 22
발전기 또는 주변압기의 내부고장 보호용으로 가장 널리 쓰이는 것은?
1과전류계전기
2거리계전기
3비율차동계전기
4방향단락계전기
정답 및 해설
발전기나 주변압기 내부에서 발생하는 단락 등의 고장은 권선 양단의 전류 차이를 검출하는 비율차동계전기로 보호하는 것이 가장 일반적이다. 따라서 정답은 비율차동계전기이다.
문제 23
송전계통의 안정도 향상 대책으로 볼 수 없는 것은?
1고속도 재폐로 방식을 채택한다.
2중간조상 방식을 채택한다.
3계통의 직렬 리액턴스를 증가시킨다
4전압 변동을 작게 한다.
정답 및 해설
안정도를 향상시키려면 계통의 직렬 리액턴스를 감소시켜야 하며, 리액턴스를 증가시키면 오히려 안정도가 저하된다. 고속도 재폐로, 중간조상방식 채택, 전압변동 억제는 모두 안정도 향상 대책에 해당한다. 따라서 안정도 향상 대책으로 볼 수 없는 것은 ③ 계통의 직렬 리액턴스를 증가시킨다이다.
문제 24
1상의 대지정전용량이 C[F]C[F], 주파수가 f[Hz]f[Hz]인 3상 송전선에서 소호리액터 공진탭의 리액턴스는 몇 [Ω][\Omega]인가? (단, 소호리액터를 접속하는 변압기의 리액턴스는 xt[Ω]x_t[\Omega]이다.)
113wC+3xt\dfrac{1}{3wC}+3x_t
213wC−3xt\dfrac{1}{3wC}-3x_t
313wC−xt3\dfrac{1}{3wC}-\dfrac{x_t}{3}
413wC+xt3\dfrac{1}{3wC}+\dfrac{x_t}{3}
정답 및 해설
소호리액터를 접속하는 변압기가 3권선 변압기인 경우 중성점 임피던스의 영향을 고려하면, 완전공진에 필요한 리액턴스는 XL=13ωC−xt3X_L=\dfrac{1}{3\omega C}-\dfrac{x_t}{3}로 보정되어 표시된다. 정답은 13wC−xt3\dfrac{1}{3wC}-\dfrac{x_t}{3}이다.
문제 25
고압배전계통의 구성 순서로 알맞은 것은?
1배전변전소 → 간선 → 분기선 → 급전선
2배전변전소 → 급전선 → 분기선 → 간선
3배전변전소 → 급전선 → 간선 → 분기선
4배전변전소 → 간선 → 급전선 → 분기선
정답 및 해설
고압배전계통은 배전변전소에서 나와 급전선, 간선, 분기선의 순서로 구성된다.
정답은 배전변전소 → 급전선 → 간선 → 분기선이다.
문제 26
계전기의 반한시 특성이란?
1동작전류가 클수록 동작시간이 길어진다.
2동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.
3동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다.
4동작전류가 흐르는 순간에 동작한다.
정답 및 해설
반한시 특성은 동작시간이 동작전류의 크기에 반비례하는 특성으로, 사고전류가 클수록 더 빨리 동작해 큰 고장을 신속히 제거한다. 따라서 정답은 동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다 이다. ② 동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다 는 정한시, ④ 동작전류가 흐르는 순간에 동작한다 는 순한시 특성을 설명한 것이고, ① 동작전류가 클수록 동작시간이 길어진다 는 반한시와 정반대의 서술로 실제로 존재하지 않는 특성이다.
문제 27

송전선로에서 코로나 발생을 억제하기 위한 대책으로 가장 적절한 것은?

1

선로를 충분히 연가하여 각 상의 임피던스를 평형시킨다.

2

소도체 간격을 좁혀 복도체가 단도체와 같은 등가반지름을 갖게 한다.

3

전선 표면에 돌기를 만들어 전하가 여러 곳으로 분산되게 한다.

4

전선의 바깥지름을 크게 하여 표면 전위경도가 낮아지게 한다.

정답 및 해설

코로나는 전선 주변 공기의 절연이 국부적으로 깨지면서 생기므로 임계전압을 높이는 방향, 곧 전선 표면에서의 전위경도가 작아지는 쪽으로 대책을 세운다. 그래서 전선의 바깥지름을 크게 하는 것이 가장 직접적이며 복도체·중공연선 채용, 가선금구 개량도 같은 원리이다. 연가는 각 상의 임피던스를 고르게 만들어 통신선 유도장해를 줄이는 수단이고, 소도체 간격을 좁히거나 표면에 돌기를 두면 오히려 코로나가 심해진다.

문제 28
중거리 송전선로의 4단자 정수가 A = 1.0, B = j190, D = 1.0 일 때 C의 값은 얼마인가?
1j190
2-j120
30
4j
정답 및 해설
4단자 정수는 AD−BC=1AD-BC=1의 관계를 만족한다. A=1,D=1,B=j190A=1, D=1, B=j190을 대입하면 1×1−j190×C=11\times1-j190\times C=1이 되어 C=0C=0임을 알 수 있다. 따라서 정답은 0이다.
문제 29
선로 고장발생시 타 보호기기와의 협조에 의해 고장 구간을 신속히 개방하는 자동구간 개폐기로서 고장 전류를 차단할 수 없어 차단 기능이 있는 후비보호장치와 직렬로 설치되어야 하는 배전용 개폐기는?
1배전용 차단기
2컷아웃 스위치
3섹셔널라이저
4부하 개폐기
정답 및 해설
섹셔널라이저는 고장전류를 자체적으로 차단할 수 없어 반드시 차단 기능이 있는 후비보호장치(차단기)와 직렬로 조합하여 사용해야 한다. 따라서 정답은 섹셔널라이저이다.
문제 30
리액턴스가 150[Ω]150[\Omega]인 송전선로에서 송전단과 수전단의 전압이 각각 345[kV]345[kV], 330[kV]330[kV]이고 두 전압의 위상차가 30∘30^\circ이다. 저항분이 없다고 보면 이 선로로 보낼 수 있는 전력은 약 몇 [MW][MW]인가?
1약 190
2약 380
3약 657
4약 759
정답 및 해설
저항을 무시한 선로가 실어 보내는 유효전력은 P=VsVrXsin⁡δP=\dfrac{V_sV_r}{X}\sin\delta로 구한다. 값을 넣으면 P=345×330150×sin⁡30∘=759×0.5=379.5≈380P=\dfrac{345\times330}{150}\times\sin30^\circ=759\times0.5=379.5\approx380[MW][MW]다.
검산으로 리액턴스를 되짚으면 X=VsVrsin⁡δP=345×330×0.5379.5=150X=\dfrac{V_sV_r\sin\delta}{P}=\dfrac{345\times330\times0.5}{379.5}=150[Ω][\Omega]이 되돌아온다. sin⁡δ\sin\delta를 빼먹으면 759759, 위상차를 60∘60^\circ로 잘못 읽으면 657657이 나온다.
문제 31
최소 동작전류값 이상이면 일정한 시간에 동작하는 한시 특성을 갖는 계전기는?
1순한시 계전기
2반한시성 정한시 계전기
3반한시 계전기
4정한시 계전기
정답 및 해설
정한시 계전기는 동작전류의 크기와 관계없이 최소동작전류 이상이면 항상 일정한 시간이 지난 후 동작하는 한시 특성을 가진다. 따라서 정답은 정한시 계전기이다.
문제 32
선택접지(지락) 계전기의 용도를 옳게 설명한 것은?
1단일 회선에서 접지전류의 방향 선택 차단
2병행 2회선에서 접지 사고의 지속시간 선택 차단
3단일 회선에서 접지고장 회선의 선택 차단
4병행 2회선에서 접지고장 회선의 선택 차단
정답 및 해설
선택접지(지락)계전기는 병행 2회선 송전선에서 지락사고가 발생했을 때 고장이 발생한 회선만을 선택하여 차단하기 위해 사용한다. 따라서 정답은 병행 2회선에서 접지고장 회선의 선택 차단이다.
문제 33
정격전압 7.2kV, 정격차단용량 100MVA인 3상 차단기의 정격 차단전류는 약 몇 kA인가?
17
24
36
48
정답 및 해설
3상 차단기의 정격차단전류는 In=Pn3 VnI_n=\dfrac{P_n}{\sqrt3\,V_n}로 구한다. In=100×1033×7.2≈8020 [A]≈8 [kA]I_n=\dfrac{100\times10^{3}}{\sqrt3\times7.2}\approx8020\ [\mathrm{A}]\approx8\ [\mathrm{kA}]이므로 정답은 8이다.
문제 34

3상 차단기의 명판에 정격차단용량 5,000[MVA], 정격전압 170[kV]로 적혀 있다. 이 차단기가 끊어 낼 수 있는 정격차단전류는 약 몇 [kA]로 보아야 하는가?

1

9.8

2

17.0

3

29.4

4

50.9

정답 및 해설

3상 차단용량은 Ps=3 VnIsP_s=\sqrt3\,V_n I_s이므로 전류는 용량을 3\sqrt3과 정격전압의 곱으로 나누어 얻는다. 5000×1033×170≈16.98\dfrac{5000\times10^{3}}{\sqrt3\times170}\approx16.98이므로 약 17.0[kA]다. 29.4는 3\sqrt3을 빠뜨린 값, 9.8은 3\sqrt3 대신 3으로 나눈 값, 50.9는 3\sqrt3을 분자 쪽에 곱해 버린 값이다.

문제 35

변전설비를 가스절연개폐장치(GIS)로 꾸밀 때, 밀폐 용기 안에 넣지 않고 옥외에 따로 세우는 기기는?

1

단로기

2

전력용 변압기

3

접지개폐기

4

계기용 변류기

정답 및 해설

GIS는 SF6\mathrm{SF_6} 가스를 채운 금속 용기 안에 차단기·단로기·접지개폐기·계기용 변성기·모선을 한데 조립해 설치 면적을 크게 줄인 설비다. 절연유가 들어간 대형 중량 기기인 전력용 변압기는 가스 용기 안에 넣을 수 없어 옥외에 독립 기초로 따로 세운다. 나머지 세 기기는 모두 가스 용기 내부에 들어가는 GIS 구성품이다.

문제 36
송전선로의 코로나 임계전압이 높아지는 경우가 아닌 것은?
1날씨가 맑다.
2낡은 전선을 새 전선으로 교체하였다.
3전선의 반지름과 선간거리가 크다.
4상대 공기밀도가 적다.
정답 및 해설
코로나 임계전압은 전선의 반지름과 선간거리가 클수록, 날씨가 맑고 표면이 매끈한(새 전선) 상태일수록, 상대공기밀도가 클수록 높아진다. 상대공기밀도가 작아지면 오히려 임계전압이 낮아지므로, 임계전압이 높아지는 경우가 아닌 것은 ④ "상대 공기밀도가 적다"이다.
문제 37
다음 중 가공 송전선에 사용하는 애자련 중 전압부담이 가장 큰 것은?
1철탑에 가장 가까운 것
2철탑에서 1/3지점의 것
3중앙에 있는 것
4전선에 가장 가까운 것
정답 및 해설
현수 애자련에서 각 애자에 걸리는 전압은 대지 정전용량의 영향으로 균등하지 않으며, 전선에 가장 가까운 애자에 전압이 가장 크게 걸리고 철탑에 가까울수록 작아진다. 따라서 정답은 전선에 가장 가까운 것이다.
문제 38
그림과 같은 배전선이 있다. 급전점 O의 전압을 110V라 하면 C점의 전압은? (단, OA, AB, BC간의 저항은 각각 0.2[Ω]이며, 부하 역률은 100%이다.)
OABC5[A]15[A]10[A]
192[V]
299[V]
3104[V]
497[V]
정답 및 해설
각 구간에 흐르는 전류는 하류 부하전류의 합이므로 O-A구간은 5+15+10=30[A]5+15+10=30[\mathrm{A}], A-B구간은 15+10=25[A]15+10=25[\mathrm{A}], B-C구간은 10[A]10[\mathrm{A}]이다. 각 구간 전압강하는 30×0.2=6[V]30\times0.2=6[\mathrm{V}], 25×0.2=5[V]25\times0.2=5[\mathrm{V}], 10×0.2=2[V]10\times0.2=2[\mathrm{V}]이므로 C점 전압은 110−6−5−2=97[V]110-6-5-2=97[\mathrm{V}]이다. 따라서 정답은 97[V]이다.
문제 39
정격전압이 7.2[kV]인 3상용 차단기의 차단용량이 100[MVA]일 때, 정격차단전류는 약 몇 [kA]인가?
14
212
32
48
정답 및 해설
정격차단전류는 Is=Ps3Vn=100×1063×7.2×103≈8018I_s=\dfrac{P_s}{\sqrt{3}V_n}=\dfrac{100\times 10^6}{\sqrt{3}\times 7.2\times 10^3}\approx 8018[A], 즉 약 8[kA]이다. 따라서 정답은 8이다.
문제 40
피뢰기에서 속류를 끊을 수 있는 최고의 교류 전압은?
1차단전압
2방전개시전압
3제한전압
4정격전압
정답 및 해설
정답은 정격전압이다. 피뢰기의 정격전압은 속류를 확실히 차단할 수 있는 교류전압의 최댓값으로 정의되며, 제한전압은 방전 중 단자에 걸리는 전압, 방전개시전압은 방전이 시작되는 전압을 말한다.
문제 41
유도 전동기에 게르게스(Gorges)현상이 생기는 슬립은 대략 얼마인가?
10.70
20.80
30.25
40.50
정답 및 해설
정답은 0.50이다. 게르게스 현상은 권선형 유도전동기에서 한 상이 결상된 상태로 경부하 기동될 때, 슬립이 약 50%(0.5) 부근에서 더 이상 가속되지 못하고 그대로 정지해 버리는 현상을 말한다.
문제 42
10000 kVA, 6000 V, 60 Hz, 24극, 단락비 1.2인 3상 동기발전기의 동기 임피던스[Ω]는?
11
210
330
43
정답 및 해설
동기임피던스는 Zs=1Ks×V2PZ_s=\dfrac{1}{K_s}\times\dfrac{V^2}{P}로 구할 수 있다. 단락비 Ks=1.2K_s=1.2, V=6000[V]V=6000[V], P=10000[kVA]P=10000[kVA]를 대입하면 Zs=11.2×60002107=11.2×3.6=3[Ω]Z_s=\dfrac{1}{1.2}\times\dfrac{6000^2}{10^7}=\dfrac{1}{1.2}\times3.6=3[\Omega]이 되어, 정답은 3이다.
문제 43
다음중 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?
1토크속도곡선이 수하특성을 가질 것
2전압이 0 이 되었을 때 신속하게 정지할 것
3기동토크가 클 것
4회전자를 굵고 짧게 할 것
정답 및 해설
서보모터는 응답성을 높이기 위해 관성을 최소화해야 하므로 회전자를 가늘고 길게 설계하는 것이 바람직하며, 굵고 짧게 하면 오히려 관성모멘트가 커져 조건에 맞지 않는다. 따라서 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은 ④ 회전자를 굵고 짧게 할 것이다.
문제 44
변류비가 100/5[A]100/5[A]인 변류기(CT)와 5[A]5[A]급 전류계를 사용하여 부하전류를 측정하였더니 전류계의 지시값이 4[A]4[A]였다. 이때 부하전류는 몇 [A][A]인가?
140[A] 40[A]
220[A] 20[A]
360[A] 60[A]
480[A] 80[A]
정답 및 해설
변류비가 100/5이므로 부하전류는 전류계 지시값에 변류비를 곱해 구하며, I=4×1005=80[A]I=4\times\dfrac{100}{5}=80[\mathrm{A}]이다. 정답은 80[A]이다.
문제 45
아래 회로는 사이리스터 2개와 다이오드 2개로 꾸민 단상 반제어 브리지이다. 교류 입력 전압의 실효값이 200[V]200\rm[V], 점호각이 60∘60^{\circ} 일 때 부하에 나타나는 평균 전압[V]\rm[V]은 약 얼마인가? 부하SSDD
145.0
267.5
3135.0
4180.1
정답 및 해설
반제어 브리지는 사이리스터가 점호되는 순간부터 전원 반주기가 끝날 때까지 부하에 전압이 실리므로 출력의 평균값은 Ed=1π∫απ2Esin⁡θ dθ=2Eπ(1+cos⁡α)=22Eπ(1+cos⁡α2)E_{d}=\dfrac{1}{\pi}\displaystyle\int_{\alpha}^{\pi}\sqrt2E\sin\theta\,d\theta=\dfrac{\sqrt2E}{\pi}\left(1+\cos\alpha\right)=\dfrac{2\sqrt2E}{\pi}\left(\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\right) 이다. E=200[V]E=200\rm[V], α=60∘\alpha=60^{\circ} 를 대입하면 Ed=2×200π(1+0.5)=90.03×1.5≒135.0[V]E_{d}=\dfrac{\sqrt2\times200}{\pi}\left(1+0.5\right)=90.03\times1.5\fallingdotseq135.0\rm[V] 가 된다.
거꾸로 짚어 보면 α=0\alpha=0 에서는 22×200π≒180.1[V]\dfrac{2\sqrt2\times200}{\pi}\fallingdotseq180.1\rm[V] 로 다이오드만 쓴 전파정류값 0.9E0.9E 와 맞아떨어지고, α=180∘\alpha=180^{\circ} 에서는 0[V]0\rm[V] 이 되어 대입이 옳음을 확인할 수 있다. 오답 45.045.0 은 1−cos⁡α1-\cos\alpha 로 잘못 쓴 값, 67.567.5 는 반파 위상제어 값이다.
문제 46
단상 브리지 정류기를 나타낸 것이다. 네 소자의 방향을 읽어, 직류 출력에서 (+)(+)극이 되는 점과 교류 전원을 물려야 하는 두 점을 바르게 짝지은 것은? ABCD
1(+)(+)극은 A, 교류 전원은 B와 D
2(+)(+)극은 B, 교류 전원은 A와 C
3(+)(+)극은 D, 교류 전원은 A와 C
4(+)(+)극은 C, 교류 전원은 B와 D
정답 및 해설

다이오드는 삼각형이 향한 쪽으로만 전류를 통과시키고 막대가 그려진 쪽이 캐소드다. 그림의 네 소자를 하나씩 짚어 보면 왼쪽 D 에서 위쪽 A 로, 또 왼쪽 D 에서 아래쪽 C 로 뻗어 나가는 두 갈래가 있고, 위쪽 A 와 아래쪽 C 에서 각각 오른쪽 B 로 모여 드는 두 갈래가 있다.

그러므로 B 에는 캐소드만 붙고 D 에는 애노드만 붙는다. 부하로 흘러 나가는 전류가 한쪽으로만 빠져나오는 자리가 B, 되돌아 들어가는 자리가 D 이므로 직류 출력은 B 가 (+)(+), D 가 (−)(-)다. 남은 A 와 C 는 반주기마다 전류의 드나듦이 뒤바뀌는 자리라 교류를 물리는 단자가 된다. 따라서 ②가 옳다.

경로로 확인해 보자. A 쪽이 높은 반주기에는 A→B→부하→D→C 로 흐르고, C 쪽이 높은 반주기에는 C→B→부하→D→A 로 흐른다. 두 경우 모두 부하를 지나는 방향이 B 에서 D 쪽으로 같으니 한 방향의 맥류가 얻어진다. 이것이 전파정류다.

교류와 직류 단자를 맞바꾸어 물리면 B 와 D 사이가 순방향 소자 두 개로 이어져 전원이 곧바로 단락되므로 소자가 깨진다. 대각으로 마주 보는 두 점끼리 짝을 짓되 캐소드가 모이는 쪽과 애노드가 모이는 쪽이 직류 단자라는 점만 붙들면 헷갈리지 않는다.

문제 47
유도 전동기의 2차 효율은? (단, s는 슬립이다.)
1s
21-s
3s2
41/s
정답 및 해설
유도전동기에서 2차 입력 P2P_2, 2차 동손 Pc2=sP2P_{c2}=sP_2, 기계적 출력 P0=(1−s)P2P_0=(1-s)P_2 의 관계가 성립한다. 2차 효율은 2차 입력에 대한 기계적 출력의 비이므로 η2=P0P2=1−s=NNs\eta_2=\dfrac{P_0}{P_2}=1-s=\dfrac{N}{N_s} 가 되어 정답은 1-s 이다. ① s 는 2차 입력 중 동손으로 소비되는 비율 Pc2/P2P_{c2}/P_2 로 효율이 아니라 손실률이며, 슬립이 커질수록 효율이 낮아진다는 경향과도 반대이므로 성립하지 않는다.
문제 48

정격 150[kVA]짜리 단상변압기 3대로 꾸민 Δ−Δ\Delta-\Delta 뱅크가 450[kVA]를 공급하고 있었다. 그중 한 대가 소손되어 나머지 두 대만 V결선으로 절체해 계속 급전한다면, 살아남은 변압기가 한 대당 감당하게 되는 출력은 몇 [kVA]인가?

1

129.9

2

150

3

225

4

259.8

정답 및 해설

V결선에서 살아남은 변압기 각각은 뱅크 전체 부담을 절반씩 나눠 지는 게 아니라, 자신을 지나는 선전류를 그대로 감당한다. 3상 출력은 S3=3 VlIlS_3=\sqrt3\,V_lI_l이므로 변압기 한 대가 짊어지는 부담(VlIlV_lI_l)은 S33=4503≈259.8\dfrac{S_3}{\sqrt3}=\dfrac{450}{\sqrt3}\approx259.8[kVA]이다. 이는 정격 150[kVA]의 약 173[%]에 해당하는 과부하 운전이다.

129.9는 V결선 뱅크의 최대출력(3×150≈259.8\sqrt3\times150\approx259.8[kVA])을 다시 2로 나눠 '한 대씩 절반'이라고 잘못 본 값이고, 225는 450을 단순히 2로 나눈 값, 150은 변압기 용량이 그대로라고 본 값이다.

문제 49
다음 전동기 중 역률이 가장 좋은 전동기는?
1반발 기동 전동기
2농형 유도 전동기
3교류 정류자 전동기
4동기 전동기
정답 및 해설
동기전동기는 여자전류 조정을 통해 역률을 1 또는 진상으로 운전할 수 있어 제시된 전동기 중 역률이 가장 좋다. 따라서 정답은 동기 전동기이다.
문제 50
어떤 변압기의 %저항강하가 2.4, %리액턴스강하가 1.8이다. 부하 역률각이 몇 [°]일 때 전압변동률이 가장 커지는가?
145.00
236.87
353.13
430.96
정답 및 해설
전압변동률은 부하 역률각 θ\theta에 대해 ε=pcos⁡θ+qsin⁡θ\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta로 쓰인다. θ\theta로 미분해 −psin⁡θ+qcos⁡θ=0-p\sin\theta+q\cos\theta=0이 되는 지점에서 값이 꼭대기에 닿으므로 tan⁡θ=qp=1.82.4=0.75\tan\theta=\dfrac{q}{p}=\dfrac{1.8}{2.4}=0.75, 곧 θ=tan⁡−10.75≈36.87∘\theta=\tan^{-1}0.75\approx36.87^\circ다.
검산해 보면 이때 cos⁡θ=0.8, sin⁡θ=0.6\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6이라 ε=2.4×0.8+1.8×0.6=3.0\varepsilon=2.4\times0.8+1.8\times0.6=3.0이 나오고, 이는 p2+q2=2.42+1.82=3.0\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2.4^2+1.8^2}=3.0과 정확히 맞아떨어져 꼭대기 값임이 확인된다. 45∘45^\circ를 넣으면 (2.4+1.8)×0.7071≈2.97(2.4+1.8)\times0.7071\approx2.97로 도리어 작아진다.
두 값의 비를 뒤집어 tan⁡−12.41.8\tan^{-1}\dfrac{2.4}{1.8}을 구하면 53.13∘53.13^\circ, 분모에 꼭대기 값 3.03.0을 잘못 넣어 tan⁡−11.83.0\tan^{-1}\dfrac{1.8}{3.0}을 구하면 30.96∘30.96^\circ가 나오니 주의한다.
문제 51
동기발전기를 회전계자형으로 사용하는 이유로 옳지 않은 것은?
1전기자권선은 전압이 높고 결선이 복잡하기 때문이다.
2기전력 파형이 개선되기 때문이다.
3계자극은 기계적으로 튼튼하게 제작하기 쉽다.
4계자회로는 직류 저압 회로로 소요전력이 적다.
정답 및 해설
정답은 기전력 파형이 개선되기 때문이다이다. 동기발전기를 회전계자형으로 하는 이유는 전기자권선이 고전압이고 결선이 복잡해 고정시키는 것이 유리하고, 계자극은 기계적으로 튼튼하게 만들기 쉬우며, 계자회로가 저압 직류라 소요전력이 작고 슬립링 수도 줄일 수 있기 때문이다. 기전력 파형 개선은 회전계자형 채택 이유와 관계가 없다.
문제 52
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.)
1E2s=E2s, f2s=f1sE_{2s}=\dfrac{E_2}{s},\ f_{2s}=\dfrac{f_1}{s}
2E2s=sE2, f2s=sf1E_{2s}=sE_2,\ f_{2s}=sf_1
3E2s=(1−s)E2, f2s=(1−s)f1E_{2s}=(1-s)E_2,\ f_{2s}=(1-s)f_1
4E2s=sE2, f2s=f1sE_{2s}=sE_2,\ f_{2s}=\dfrac{f_1}{s}
정답 및 해설
회전자가 슬립 s로 회전할 때 2차 유기전압과 주파수는 정지 시 값에 슬립을 곱한 E2s=sE2E_{2s}=sE_2, f2s=sf1f_{2s}=sf_1로 나타난다. 따라서 정답은 E2s=sE2, f2s=sf1E_{2s}=sE_2,\ f_{2s}=sf_1이다.
문제 53
송전 계통에 접속한 무부하의 동기 전동기를 동기조상기라 한다. 이때 동기 조상기의 계자를 과여자로 해서 운전할 경우 옳지 않은 것은?
1송전선의 역률을 좋게 한다.
2위상이 뒤진 전류가 흐른다.
3콘덴서로 작용한다.
4송전선의 전압강하를 감소시킨다.
정답 및 해설
동기조상기를 과여자로 운전하면 진상(앞선) 전류가 흘러 콘덴서처럼 작용하며, 이를 통해 송전선의 역률을 개선하고 전압강하를 줄인다. 위상이 뒤진(지상) 전류가 흐른다는 것은 부족여자 운전 시의 특성이므로 과여자 운전에 대한 설명으로 틀렸다.
문제 54

주자속이 정현적으로 변하는 단상 직권 정류자전동기가 있다. 극수 4, 전기자 병렬회로수 2, 전기자 도체수 400개, 주자속의 최댓값 0.02[Wb], 회전속도 1,500[rpm]일 때 유기되는 속도기전력을 실효값으로 나타내면 약 몇 [V]인가?

1

282.8

2

70.7

3

400.0

4

565.7

정답 및 해설

정현적으로 맥동하는 자속에서 얻어지는 속도기전력은 PaZN60ϕm\dfrac{P}{a}Z\dfrac{N}{60}\phi_m이 최댓값이고, 실효값은 여기에 12\dfrac{1}{\sqrt2}를 곱해 얻는다. 주어진 값을 넣으면 최댓값이 42×400×150060×0.02=400\dfrac{4}{2}\times 400\times \dfrac{1500}{60}\times 0.02=400[V]이므로 Er=4002≈282.8E_r=\dfrac{400}{\sqrt2}\approx 282.8[V]가 된다. 400.0은 실효 환산을 빼먹은 최댓값, 565.7은 나누는 대신 2\sqrt2를 곱한 값, 70.7은 극수와 병렬회로수의 비를 거꾸로 잡은 값이다.

문제 55
직류 발전기의 단자전압을 조정하려면 어느 것을 조정하여야 하는가?
1방전 저항
2계자 저항
3전기자 저항
4기동 저항
정답 및 해설
직류발전기의 단자전압은 유기기전력과 전기자 반작용·전압강하에 의해 결정되며, 계자저항을 조정해 계자전류(자속)를 변화시키면 유기기전력이 바뀌어 단자전압을 조정할 수 있다. 따라서 정답은 계자 저항이다.
문제 56
3상 직권정류자 전동기에서 중간변압기를 사용하는 이유로 적절하지 않은 것은?
1회전자 전압을 정류전압에 알맞은 값으로 선정할 수 있다.
2중간변압기를 사용하면 누설 리액턴스를 줄일 수 있다.
3중간변압기의 권수비를 조정하여 전동기 특성을 바꿀 수 있다.
4중간변압기로 속도 상승을 억제할 수 있다.
정답 및 해설
3상 직권정류자 전동기에 중간변압기를 사용하면 회전자 전압을 정류에 적합한 값으로 선정할 수 있고, 권수비 조정으로 전동기 특성(속도 등)을 바꾸거나 경부하 시 속도 상승을 억제할 수 있다. 다만 중간변압기를 추가하면 누설 리액턴스가 오히려 커져 역률이 낮아지는 단점이 있으므로, '누설 리액턴스를 줄일 수 있다'는 ②는 이유로 적절하지 않다.
문제 57

사이리스터 6개를 브리지 모양으로 이어 3상 전파 정류를 하는 장치가 있다. 교류측 상전압이 100[V], 점호각이 30∘30^\circ일 때 직류측에 나타나는 평균전압은 약 몇 [V]인가?

1

약 101

2

약 117

3

약 203

4

약 234

정답 및 해설

브리지로 짠 3상 전파 정류의 출력 평균값은 교류측 선간전압 VLV_L을 써서 Ed=32πVLcos⁡αE_d=\dfrac{3\sqrt{2}}{\pi}V_L\cos\alpha로 적는다. 여기서는 한 상의 전압이 주어졌으므로 VL=3 EV_L=\sqrt{3}\,E를 넣어 Ed=36πEcos⁡αE_d=\dfrac{3\sqrt{6}}{\pi}E\cos\alpha 꼴로 바꾼 뒤 값을 대입하면 2.339×100×0.866≈202.62.339\times100\times0.866\approx202.6이 되어 약 203[V]다. 약 117은 한 상의 전압을 선간 자리에 그대로 놓은 값, 약 234는 점호각에 따른 cos⁡α\cos\alpha를 빠뜨린 값, 약 101은 분모를 2π2\pi로 잘못 쓴 값이다.

문제 58
유도전동기의 특성을 살펴보려고 원선도를 그렸다. 이 그림 위에서 선분의 길이를 재는 것만으로는 곧바로 알아낼 수 없어 다른 자료가 더 있어야 하는 값은?
1고정자 권선에서 열로 흩어지는 몫
2전원에서 전동기로 들어가는 피상전력
3회전자 축에 실제로 나타나는 출력
4회전자 저항손을 동기속도 기준으로 환산한 전력
정답 및 해설

원선도는 무부하시험과 구속시험, 그리고 권선저항 측정값으로 전류 벡터가 그리는 반원을 먼저 세우고 그 위에 출력선과 손실선을 그어 놓은 그림이다. 어느 부하점을 잡으면 거기서 내린 세로 선분이 차례로 잘려 전원에서 받은 전력, 고정자에서 잃은 몫, 회전자에서 잃은 몫, 남아서 넘어가는 몫으로 나뉜다.

그러나 이 그림이 다루는 값은 어디까지나 전기적으로 주고받는 몫이다. 회전자로 넘어간 전력까지는 선분으로 읽히지만, 거기서 베어링 마찰과 바람이 앗아 가는 몫을 덜어 내야 축에 걸리는 진짜 출력이 된다. 그 기계손은 무부하 입력을 철손과 갈라 놓는 별도의 처리를 거쳐야 얻어지므로, 선분만 재서는 ③을 곧바로 읽어 낼 수 없다.

①과 ④는 부하점에서 내린 선분을 손실선과 출력선이 갈라 주는 두 토막으로 각각 읽히고, ②는 원점에서 부하점까지 그은 벡터의 길이에 전압을 곱하면 나온다. 효율과 역률, 슬립, 최대출력도 같은 그림에서 선분의 비로 구할 수 있다.

원선도를 그리려면 무부하시험(여자전류와 철손), 구속시험(임피던스와 동손), 1차 권선의 저항 측정 이렇게 세 가지가 있어야 한다는 점도 함께 묻는 자리가 많다.

문제 59
전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 85[%]로 운전 중인 동기전동기를 부족여자로 운전하면 어떻게 되는가?
1앞선 역률이 되며 역률이 더 나빠진다.
2뒤진 역률이 되며 역률이 더 나빠진다.
3앞선 역률이 되며 역률이 좋아진다.
4뒤진 역률이 되며 역률이 좋아진다.
정답 및 해설
동기전동기를 부족여자로 운전하면 전기자전류가 지상 상태로 흐르게 되며, 이미 지상 역률(0.85)로 운전 중이므로 부족여자로 갈수록 역률은 더 나빠진다. 따라서 정답은 뒤진 역률이 되며 역률이 더 나빠진다이다.
문제 60
전체 도체수는 100, 단중 중권이며 자극수는 4, 자속수는 극당 0.628Wb인 직류 분권 전동기가 있다. 이 전동기의 부하시 전기자에 5A가 흐르고 있었다면 이때의 토크[N·m]는?
125
250
312.5
4100
정답 및 해설
단중 중권이므로 a=p=4a=p=4이고, 토크는 T=Z2π×pa×ϕ×IaT=\frac{Z}{2\pi}\times\frac{p}{a}\times\phi\times I_a로 구한다. 값을 대입하면 T=1002π×1×0.628×5≈50T=\frac{100}{2\pi}\times1\times0.628\times5\approx50[N·m]이다. 따라서 정답은 50이다.
문제 61
그림과 같은 회로에서 4[Ω]에 흐르는 전류[A]는?6[Ω]8[A]7[A]4[Ω]12[Ω]
110
22.5
37.5
45
정답 및 해설
정답은 7.5이다. 회로를 정리하면 8[A]와 7[A] 두 전류원이 한 마디로 합쳐져 15[A]가 유입되고, 이 마디는 6Ω, 12Ω, 4Ω 세 저항이 병렬로 반대쪽 노드에 연결된 구조가 된다. 병렬 합성저항은 (16+112+14)−1=2 [Ω]\left(\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{4}\right)^{-1}=2\,[\Omega]이므로 마디전압은 15×2=30 [V]15\times2=30\,[\mathrm{V}]이고, 4Ω에 흐르는 전류는 304=7.5 [A]\dfrac{30}{4}=7.5\,[\mathrm{A}]이다.
문제 62
비정현파 전류 i(t)=56sinωti(t)=56sin\omega t+25sin2ωt25sin2\omega t+30sin(3ωt30sin(3\omega t+30∘)30^{\circ})+40sin(4ωt+60∘)40sin(4\omega t+60^{\circ})로 주어질 때, 왜형률은 얼마인가?
11.4
20.5
31.0
40.1
정답 및 해설
정답은 1.0이다. 왜형률은 기본파를 제외한 고조파 실효값의 합을 기본파 크기로 나눈 값으로, THD=252+302+40256=312556≈1.0THD=\frac{\sqrt{25^2+30^2+40^2}}{56}=\frac{\sqrt{3125}}{56}\approx1.0이 된다.
문제 63
전류 2Isin(wt+θ)[A]\sqrt{2}Isin(wt+\theta)[A]와 기전력 2Vcos(wt−∅)[V]\sqrt{2}Vcos(wt-\varnothing )[V] 사이의 위상차는?
1π2−(∅−θ)\dfrac{\pi}{2}-(\varnothing-\theta)
2π2+(∅+θ)\dfrac{\pi}{2}+(\varnothing+\theta)
3π2−(∅+θ)\dfrac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)
4π2+(∅−θ)\dfrac{\pi}{2}+(\varnothing-\theta)
정답 및 해설
기전력의 코사인 표현을 사인으로 바꾸면 2Vcos(wt−∅)=2Vsin(wt−∅+π2)\sqrt2Vcos(wt-\varnothing)=\sqrt2Vsin\left(wt-\varnothing+\frac{\pi}{2}\right)이다. 전류의 위상이 wt+θwt+\theta이므로 위상차는 (π2−∅)−θ=π2−(∅+θ)\left(\frac{\pi}{2}-\varnothing\right)-\theta=\frac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)이다. 따라서 정답은 π2−(∅+θ)\frac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)이다.
문제 64
전압 v(t)=14.14sinωt+7.07sin(3ωt+π/6)(V)의 실효값은 약 몇 V인가?
115.8
221.2
311.2
43.87
정답 및 해설
비정현파의 실효값은 각 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근이다. 기본파 실효값은 14.14/2=10[V]14.14/\sqrt2=10[\mathrm{V}], 3고조파 실효값은 7.07/2=5[V]7.07/\sqrt2=5[\mathrm{V}]이므로, 전체 실효값은 102+52=125≈11.2[V]\sqrt{10^2+5^2}=\sqrt{125}\approx11.2[\mathrm{V}]이다. 정답은 11.2이다.
문제 65
그림의 대칭 T회로의 일반 4단자 정수가 다음과 같다. A=D=1.2, B=44[Ω], C=0.01[℧]일 때, 임피던스 Z[Ω]의 값은?
ZZY111'2'
144
21.2
320
412
정답 및 해설
대칭 T회로의 4단자정수는 A=D=1+ZYA=D=1+ZY, B=Z(2+ZY)B=Z(2+ZY), C=YC=Y의 관계를 갖는다. C=Y=0.01C=Y=0.01, A=1.2A=1.2이므로 1.2=1+Z×0.011.2=1+Z\times0.01에서 Z=20 [Ω]Z=20\ [\Omega]이 되며, 이를 B=Z(2+ZY)=20×(2+0.2)=44 [Ω]B=Z(2+ZY)=20\times(2+0.2)=44\ [\Omega]에 대입하면 주어진 값과 일치함을 확인할 수 있다. 따라서 정답은 2020이다.
문제 66
논리식 L=x‾⋅y‾+x‾⋅y+x⋅yL=\overline{x}\cdot\overline{y}+\overline{x}\cdot y+x\cdot y 를 간략화한 것은?
1x‾+y\overline{x}+y
2x+y‾x+\overline{y}
3x + y
4x‾+y‾\overline{x}+\overline{y}
정답 및 해설
앞의 두 항을 x‾\overline{x} 로 묶으면 L=x‾(y‾+y)+xy=x‾+xyL=\overline{x}(\overline{y}+y)+xy=\overline{x}+xy 가 되고, 여기에 분배법칙을 적용하면 x‾+xy=(x‾+x)(x‾+y)=x‾+y\overline{x}+xy=(\overline{x}+x)(\overline{x}+y)=\overline{x}+y 이므로 정답은 x‾+y\overline{x}+y 이다. 진리표로 검산해도 원식이 0이 되는 경우는 x=1,  y=0x=1,\;y=0 하나뿐인데, 이는 x‾+y\overline{x}+y 가 0이 되는 조건과 정확히 일치한다. ③ x + y 는 x=0,  y=0x=0,\;y=0 일 때 0이 되지만 원식은 이때 x‾ y‾=1\overline{x}\,\overline{y}=1 이므로 서로 다르다.
문제 67
다음과 같은 특성 방정식의 근궤적 가지수는?
s(s+1)(s+2)+K(s+3)=0s(s+1)(s+2) + K(s+3) = 0
16
25
33
44
정답 및 해설
정답은 3 이다. 근궤적의 가지수는 개루프 전달함수의 극점 개수와 같다. 특성방정식에서 극은 s(s+1)(s+2)=0s(s+1)(s+2)=0의 근 3개, 영점은 s=−3s=-3 1개이므로, 극의 개수인 3개가 근궤적의 가지수가 된다.
문제 68

평행 2선식 급전선에 100[MHz]의 정현파 전압을 인가하였다. 이 선로를 따르는 전파의 속도가 3×1083\times10^{8}[m/s]라면 위상정수 β\beta[rad/m]의 값에 가장 가까운 것은?

1

23π\dfrac{2}{3}\pi

2

π3\dfrac{\pi}{3}

3

32π\dfrac{3}{2\pi}

4

43π\dfrac{4}{3}\pi

정답 및 해설

위상정수는 각주파수를 전파속도로 나눈 양이므로 β=ωv=2πfv\beta=\dfrac{\omega}{v}=\dfrac{2\pi f}{v}이다. 값을 넣으면 β=2π×100×1063×108=23π≈2.09\beta=\dfrac{2\pi\times100\times10^{6}}{3\times10^{8}}=\dfrac{2}{3}\pi\approx2.09[rad/m]이 되어 23π\dfrac{2}{3}\pi가 답이다. π3\dfrac{\pi}{3}는 2π2\pi 대신 π\pi를 쓴 값, 32π\dfrac{3}{2\pi}는 분자와 분모를 뒤집은 값, 43π\dfrac{4}{3}\pi는 주파수를 두 배로 잘못 읽은 값이다.

문제 69
그림과 같은 3상 Y결선 불평형 회로에서 전원은 3상 평형전압 E1,E2,E3E_1,E_2,E_3이고 부하는 Y1,Y2,Y3Y_1,Y_2,Y_3일 때, 전원의 중성점과 부하의 중성점 사이의 전위차를 나타내는 식은? NN'E1E3E2Y1Y3Y2
1Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1Y2Y3\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1Y_2Y_3}
2Y1E1−Y2E2−Y3E3Y1+Y2+Y3\dfrac{Y_1E_1-Y_2E_2-Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}
3Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1+Y2+Y3\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}
4Y1E1−Y2E2−Y3E3Y1Y2Y3\dfrac{Y_1E_1-Y_2E_2-Y_3E_3}{Y_1Y_2Y_3}
정답 및 해설
밀만의 정리에 의해 전원의 중성점과 부하의 중성점 사이의 전위차는 VNN′=Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1+Y2+Y3V_{NN'}=\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}로 나타난다. 따라서 정답은 Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1+Y2+Y3\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}이다.
문제 70
특성임피던스 Z0Z_{0} = 400[Ω]인 선로의 말단에 1200[Ω]의 부하가 연결되어 있다. 전원측에서 20[kV]의 전압을 인가할 때 반사파의 크기[kV]는? (단, 선로에서의 전압 감쇠는 없는 것으로 간주한다.)
150
25
310
41
정답 및 해설
반사계수는 ρ=ZL−Z0ZL+Z0=1200−4001200+400=0.5\rho=\frac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}=\frac{1200-400}{1200+400}=0.5이다. 입사파 전압이 20[kV]이므로 반사파의 크기는 20×0.5=1020\times0.5=10[kV]이다. 따라서 정답은 10이다.
문제 71
보드 선도의 이득 교차점에서 위상각 선도가 -180°축의 상부에 있을 때 이 계의 안정 여부는?
1불안정하다
2안정하다
3판정 불능이다.
4임계 안정이다.
정답 및 해설
정답은 안정하다이다. 이득 교차점에서 위상각이 -180°보다 위쪽(더 큰 값)에 있으면 위상여유가 양(+)이 되어 계는 안정하다.
문제 72
그림과 같은 블록선도의 등가 전달함수를 구하면?
R(s)1232C(s)11+−+−++
11023\dfrac{10}{23}
2109\dfrac{10}{9}
31013\dfrac{10}{13}
41015\dfrac{10}{15}
정답 및 해설
정답은 109\frac{10}{9}이다. 안쪽 되먹임 루프(이득 1×2와 궤환 1)를 정리하면 픽오프점의 신호는 N=23e1N=\frac{2}{3}e_1이 되고, 바깥쪽 궤환(이득 3 지점에서 픽오프, 궤환 1)에서 e1=R−3Ne_1=R-3N의 관계를 얻는다. 출력은 이득 3과 2 경로의 합인 C=5NC=5N이므로 두 식을 연립하면 N=29RN=\frac{2}{9}R, 따라서 C(s)R(s)=5×29=109\frac{C(s)}{R(s)}=5\times\frac{2}{9}=\frac{10}{9}가 된다.
문제 73
블록선도에서 전달함수 (C(s)R(s))\left ( \frac{C(s)}{R(s)} \right )는? R(s)G(s)+−C(s)H(s)
111+G(s)H(s)\dfrac{1}{1+G(s)H(s)}
2G(s)1+H(s)\dfrac{G(s)}{1+H(s)}
311+H(s)\dfrac{1}{1+H(s)}
4G(s)1+G(s)H(s)\dfrac{G(s)}{1+G(s)H(s)}
정답 및 해설
블록선도에서 R(s)는 G(s)를 거쳐 가합점에 (+)로 들어가고, 가합점 출력 C(s)의 일부가 H(s)를 거쳐 다시 가합점에 (-)로 피드백된다. 따라서 C(s)=G(s)R(s)−H(s)C(s)C(s)=G(s)R(s)-H(s)C(s)이므로 C(s)(1+H(s))=G(s)R(s)C(s)(1+H(s))=G(s)R(s), 즉 C(s)R(s)=G(s)1+H(s)\frac{C(s)}{R(s)}=\frac{G(s)}{1+H(s)}가 된다. 정답은 G(s)1+H(s)\frac{G(s)}{1+H(s)}이다.
문제 74
자동제어의 추치 제어에 속하지 않는 것은?
1추종제어
2프로세스 제어
3비율제어
4프로그램제어
정답 및 해설
추치제어는 목표값이 시간에 따라 변하는 제어를 말하며 추종제어, 비율제어, 프로그램제어가 이에 속한다. 반면 프로세스 제어는 목표값의 성질이 아니라 제어량(온도, 압력, 유량 등 공정량)의 종류로 분류되는 정치제어의 한 형태이므로 추치제어에 속하지 않는다. 정답은 프로세스 제어이다.
문제 75
상태방정식 X˙=AX+BU\dot X=AX+BU에서 A=[01−2−3]A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}, B=[01]B=\begin{bmatrix}0\\1\end{bmatrix}일 때, 이 시스템의 고유값은?
1−2,−3-2,-3
2−1,−2-1,-2
31,21,2
42,32,3
정답 및 해설
고유값은 특성방정식 det⁡(A−λI)=0\det(A-\lambda I)=0의 해이다. λ2+3λ+2=(λ+1)(λ+2)=0\lambda^2+3\lambda+2=(\lambda+1)(\lambda+2)=0이므로 λ=−1,−2\lambda=-1,-2가 되어, 정답은 −1,−2-1,-2이다.
문제 76

저항 500[Ω]과 정전용량 100[μF]이 직렬로 접속된 회로에 시각 t=0t = 0에서 직류 20[V]를 가하였다. 콘덴서에 초기 전하가 없다고 할 때 t=0.1t = 0.1초에서 회로에 흐르는 전류의 크기[mA]는 약 얼마인가?

1

약 5.41

2

약 14.7

3

약 24.3

4

약 40.0

정답 및 해설

시정수는 τ=RC=500×100×10−6=0.05\tau = RC = 500 \times 100 \times 10^{-6} = 0.05[s]이고, 전압을 가한 직후의 전류는 20÷500=4020 \div 500 = 40[mA]이다. 전류가 i(t)=I0e−t/τi(t) = I_{0}e^{-t/\tau}로 줄어들므로 t=0.1t = 0.1[s]에서는 지수가 −2-2가 되어 40×e−2≈5.4140 \times e^{-2} \approx 5.41[mA], 곧 약 5.41이다. 14.7과 24.3은 지수를 각각 −1-1과 −0.5-0.5로 잘못 잡은 값이고, 40.0은 감쇠를 반영하지 않은 처음 값이다.

문제 77
특성방정식 s3+3s2+2s+K=0s^3+3s^2+2s+K=0으로 표시되는 계통이 안정되려면 K의 범위는?
1K < -2
20 < K < 6
3K > 6
4K > 6, K < 0
정답 및 해설
정답은 0 < K < 6 이다. 라우스표를 작성하면 s3s^{3}행은 (1, 2), s2s^{2}행은 (3, K), s1s^{1}행은 6−K3\frac{6-K}{3}, s0s^{0}행은 K가 된다. 안정하려면 제1열이 모두 양수여야 하므로 K>0이고 6−K3>0\frac{6-K}{3}>0에서 K<6, 즉 0<K<6이다.
문제 78
다음 회로는 무엇을 나타내는가? ABABXX
1NAND
2EX-OR
3AND
4NOR
정답 및 해설
그림은 두 개의 전환 스위치 A, B로 램프 X 하나를 제어하는 회로로, 두 스위치의 상태가 같을 때와 다를 때 램프의 점등 여부가 서로 반대로 나타난다. 이는 두 입력의 상태가 다를 때만 출력이 나오는 배타적 논리합의 동작과 같으므로 정답은 EX-OR이다.
문제 79
다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어시스템의 특성방정식의 근(s1, s2)은?
[x˙1x˙2]=[01−2−3][x1x2]+[10]u\begin{bmatrix} \dot{x}_{1} \\ \dot{x}_{2} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_{1} \\ x_{2} \end{bmatrix} + \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} u
1-2, -3
2-1, -2
3-1, -3
41, -3
정답 및 해설
상태방정식 x˙=Ax+Bu\dot{x}=Ax+Bu 의 특성방정식은 ∣sI−A∣=0|sI-A|=0 이다. 주어진 A=[01−2−3]A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix} 에 대해 sI−A=[s−12s+3]sI-A=\begin{bmatrix}s&-1\\2&s+3\end{bmatrix} 이므로 ∣sI−A∣=s(s+3)−(−1)(2)=s2+3s+2=(s+1)(s+2)=0|sI-A|=s(s+3)-(-1)(2)=s^{2}+3s+2=(s+1)(s+2)=0 이다. 따라서 근은 s1=−1, s2=−2s_{1}=-1,\ s_{2}=-2 이고 정답은 -1, -2 이다. ① -2, -3 은 A 행렬 둘째 행의 원소 −2, −3-2,\,-3 을 그대로 근으로 착각한 오답이다.
문제 80
그림과 같은 이산치 제어계 블록선도의 전달함수는? r(t)+−G(z)c(t)
1G(z)1−G(z)\dfrac{G(z)}{1-G(z)}
2G(z)1+G(z)\dfrac{G(z)}{1+G(z)}
3G(z)+1G(z)+1
4G(z)G(z)
정답 및 해설
그림의 블록선도는 입력과 출력 사이에 음(-)의 되먹임이 걸린 단위 부궤환 이산치 제어계이므로, 폐루프 전달함수는 C(z)R(z)=G(z)1+G(z)\frac{C(z)}{R(z)}=\frac{G(z)}{1+G(z)}가 된다. 따라서 정답은 G(z)1+G(z)\frac{G(z)}{1+G(z)}이다.
문제 81
특고압 변전소에 울타리·담 등을 시설할 때, 그 높이는 몇 [m] 이상이어야 하는가?
16
22
31
45
정답 및 해설
정답은 2이다. 특고압 변전소에 시설하는 울타리·담 등의 높이는 2m 이상이어야 한다.
문제 82
연료전지설비의 설치장소에 관한 안전 요구사항으로 옳지 않은 것은?
1침수 등의 우려가 없는 장소에 시설한다.
2연료전지 주위에 나뭇가지 등으로 열을 차단한다.
3연료전지 설치 장소 주위의 벽 등은 화재에 안전하도록 시설한다.
4가연성 물질과의 안전거리를 충분히 확보한다.
정답 및 해설
정답은 연료전지 주위에 나뭇가지 등으로 열을 차단한다는 것이다. 연료전지설비는 가연성 물질과의 안전거리를 확보하고 화재에 안전한 구조로 시설해야 하며, 나뭇가지 등의 가연물로 열을 차단한다는 설명은 오히려 화재 위험을 높이는 잘못된 내용이다.
문제 83
가공 전선로 지지물에 시설하는 지선의 시설기준 중 틀린 것은?
1지중 부분과 지표상 30[cm]까지의 부분에는 아연도금 철봉 등 부식에 강한 재료를 사용할 것
2소선은 최소 2가닥 이상인 연선을 사용할 것
3지선의 안전율은 2.5 이상으로 할 것
4도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 원칙적으로 지표상 5[m] 이상으로 할 것
정답 및 해설
가공전선로 지지물의 지선은 안전율 2.5 이상, 소선 3가닥 이상의 연선을 사용하고, 지중 부분과 지표상 30cm까지는 부식에 강한 재료를 사용하며, 도로 횡단 시 지표상 5m 이상을 확보해야 한다. 따라서 소선을 최소 2가닥 이상으로 서술한 ② 지문이 틀린 내용이며, 정답이다.
문제 84
사용전압이 400[V] 이하인 경우의 저압보안공사에 전선으로 경동선을 사용할 경우 지름은 몇 [mm] 이상인가?
15.0
24.0
32.6
43.5
정답 및 해설
사용전압 400V 이하인 저압보안공사에서 전선으로 경동선을 사용하는 경우 그 지름은 4.0mm 이상이어야 한다.
정답은 4.0이다.
문제 85
사용전압이 170[kV]170\rm[kV]을 초과하는 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때, 강심알루미늄선 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가진 연선을 사용한다면 전선의 단면적은 몇 [mm2]\rm[mm^2] 이상이어야 하는가?
12222
2240240
3150150
45555
정답 및 해설
KEC 333.1(시가지 등에서 특고압 가공전선로의 시설)에서는 시가지에 시설하는 특고압 가공전선의 굵기를 사용전압에 따라 구분한다. 사용전압이 170kV를 초과하는 경우에는 단면적 240 mm2240\,\mathrm{mm^{2}} 이상의 강심알루미늄선 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가진 연선을 사용해야 하므로 정답은 240 이다. ④ 55 는 사용전압 100kV 미만, ③ 150 은 100kV 이상 170kV 이하인 구간에 적용되는 기준값이고, ① 22 는 시가지 외 일반 특고압 가공전선의 최소 굵기에 해당하는 값이다.
문제 86
“제 2차 접근상태”라 함은 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 몇 [m] 미만인 곳에 시설되는 상태를 말하는가?
12.5
23
31.2
42
정답 및 해설
한국전기설비규정에 따르면 제2차 접근상태란 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3[m] 미만인 곳에 시설되는 상태를 말한다. 따라서 정답은 3이다.
문제 87
라이팅 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 공사시설 기준으로 틀린 것은?
1덕트의 끝부분은 막을 것
2덕트는 조영재를 관통하여 시설할 것
3덕트는 조영재에 견고하게 붙일 것
4덕트의 지지점 간의 거리는 2m 이하로 할 것
정답 및 해설
정답은 덕트는 조영재를 관통하여 시설할 것 이다. 라이팅덕트공사는 덕트를 조영재에 견고하게 붙이되 조영재를 관통하여 시설해서는 안 되므로, 이 설명은 규정과 반대되어 틀리다.
문제 88
지중 전선로의 매설 방식에 해당하지 않는 것은?
1직접 매설식
2압착식
3관로식
4암거식
정답 및 해설
한국전기설비규정에서 정하는 지중전선로의 매설 방식은 직접매설식, 관로식, 암거식 세 가지이며, "압착식"이라는 시설 방식은 존재하지 않는다. 따라서 정답은 압착식이다.
문제 89
플로어덕트공사에 의한 저압 옥내배선 시설기준으로 적합하지 않은 것은?
1절연전선을 사용할 것
2덕트의 끝부분은 열어 둘 것
3접지공사를 할 것
4사용전압은 400[V] 이하일 것
정답 및 해설
플로어덕트공사는 절연전선을 사용하고 접지공사를 하며 사용전압 400V 이하에서 시행하되, 덕트의 끝부분은 물이나 이물질 유입을 막기 위해 반드시 막아야 한다. "덕트의 끝부분은 열어 둘 것"은 이 기준에 어긋나므로 정답은 덕트의 끝부분은 열어 둘 것이다.
문제 90
전선 접속 시 전기저항이 증가하지 않도록 접속하며, 두 개 이상의 전선을 병렬로 사용하는 경우의 시설기준으로 틀린 것은?
1같은 극의 각 전선에 사용하는 터미널러그는 동일한 도체에 리벳 2개 이상 또는 나사 2개 이상으로 접속할 것
2전선의 굵기는 구리선을 사용하는 경우 70[mm2^{2}] 이상으로 할 것
3교류회로에서 병렬로 사용하는 전선은 금속관 내부에 전지적 불평형이 생기지 않도록 시설할 것
4병렬로 사용하는 전선 각각에는 퓨즈를 설치하지 않을 것
정답 및 해설
두 개 이상의 전선을 병렬로 사용하는 경우 같은 극의 터미널러그는 동일 도체에 리벳 또는 나사 2개 이상으로 접속하고, 교류회로에서는 금속관 내에 전자적 불평형이 생기지 않게 하며, 각 전선에는 퓨즈를 설치하지 않아야 한다는 것이 옳은 기준이다. 그러나 병렬 전선의 굵기는 구리선의 경우 50[mm2^{2}] 이상(알루미늄선은 70[mm2^{2}] 이상)이어야 하므로, 정답은 전선의 굵기는 구리선을 사용하는 경우 70[mm2^{2}] 이상으로 할 것이다.
문제 91
전개된 장소에 시설하는 저압 옥상전선로의 시설기준으로 적합하지 않은 것은?
1저압 절연전선과 그 옥상전선로를 시설하는 조영재 사이의 이격거리를 2[m]로 하였다.
2전선으로 지름 2.0[mm]의 경동선을 사용하였다.
3전선의 지지점 간 거리를 15[m]로 하였다.
4전선으로 절연전선을 사용하였다.
정답 및 해설
정답은 전선으로 지름 2.0mm의 경동선을 사용하였다이다. 저압 옥상전선로의 전선은 지름 2.6mm 이상의 경동선(또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 것)을 사용해야 하므로, 2.0mm 경동선은 기준에 미달하여 부적합하다.
문제 92
저압 옥내배선을 금속덕트공사로 시설할 때의 기준으로 적합하지 않은 것은?
1덕트를 조영재에 붙일 때 지지점 사이의 거리를 3[m] 이하로 하여 견고하게 고정하였다.
2전선은 옥외용 비닐절연전선을 사용했다.
3덕트는 접지시스템에 관한 규정에 따라 접지공사를 시행하였다.
4덕트의 끝부분을 막아 내부에 먼지가 들어가지 않도록 하고, 물이 고이지 않게 시설하였다.
정답 및 해설
정답은 전선은 옥외용 비닐절연전선을 사용했다는 것이다. 한국전기설비규정에 따르면 금속덕트공사에도 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선을 사용해야 하므로 이는 틀린 설명이다.
문제 93
수영장에 딸린 수중조명등을 시설하려 한다. 한국전기설비규정에 맞게 시공한 것은?
1절연변압기의 22차측 전로를 접지하여 대지에 묶어 두었다.
2절연변압기 22차측 배선을 합성수지관공사로 시설하였다.
3절연변압기를 두어 11차 전로는 400400[V] 이하, 22차 전로는 150150[V] 이하로 잡았다.
422차 전로의 사용전압이 6060[V]인데 누전차단기 없이 개폐기와 과전류차단기만 달았다.
정답 및 해설
한국전기설비규정 234.14.1은 수영장처럼 물속에 두는 조명에 절연변압기를 반드시 끼우게 하고, 11차 전로는 400400[V] 이하, 22차 전로는 150150[V] 이하로 못 박는다. 물에 잠긴 등기구는 사람 몸이 직접 닿을 수 있어 감전 위험이 크므로 전압 자체를 낮게 눌러 두는 것이다.
①은 234.14.2 제1호가 22차측 전로를 접지하지 말라고 정한 것에 어긋난다. 접지를 해 버리면 한쪽 극이 대지와 같은 전위가 되어 물속 사람이 대지를 거쳐 회로를 이루기 쉬워진다. ②는 234.14.3 제1호가 22차측 배선을 금속관공사로 하도록 정한 것에 어긋나고, ④는 22차 전압이 3030[V]를 넘으면 정격감도전류 3030[mA] 이하 누전차단기를 달라고 한 234.14.7을 빠뜨렸다.
문제 94
옥내에 시설하는 사용전압 400[V] 초과 1,000[V] 이하인전개된 장소로서 건조한 장소가 아닌 기타의 장소의 관등회로 배선공사로서 적합한 것은?
1금속덕트공사
2애자공사
3합성수지몰드공사
4금속몰드공사
정답 및 해설
옥내에 시설하는 사용전압 400V 초과 1,000V 이하로서 전개된 장소 중 건조한 장소가 아닌 기타의 장소에 시설하는 관등회로 배선은 애자공사에 의하여야 한다.
정답은 애자공사이다.
문제 95
가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우 소선은 최소 몇 가닥 이상이어야 하는가?
13
25
37
49
정답 및 해설

가공전선로 지지물에 시설하는 지선은 안전율 2.5 이상, 허용 인장하중 4.31 kN 이상이어야 하고, 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상의 연선일 것, 소선의 지름은 2.6 mm 이상의 금속선일 것으로 규정한다.
따라서 소선은 최소 3가닥 이상이어야 한다.

문제 96
발전소, 변전소, 개폐소 이에 준하는 곳, 전기 사용장소 상호간의 전선 및 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 무엇이라 하는가?
1송전선로
2전선로
3개폐소
4급전소
정답 및 해설
한국전기설비규정에서는 발전소·변전소·개폐소 및 이에 준하는 장소와 전기사용장소 상호간의 전선 및 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 전선로라 정의한다. 따라서 정답은 전선로이다.
문제 97
발전소, 변전소, 개폐소의 시설부지 조성을 위해 산지를 전용할 경우에 전용하고자 하는 산지의 평균 경사도는 몇 도 이하이어야 하는가?
120
225
315
410
정답 및 해설
정답은 25[도] 이다. 발전소·변전소·개폐소의 시설부지 조성을 위해 산지를 전용하는 경우, 전용하고자 하는 산지의 평균경사도는 25도 이하이어야 한다.
문제 98
고압 가공전선을 시가지외에 시설할 때 사용되는 경동선의 굵기는 지름 몇 mm 이상인가?
15.0
24.0
33.2
42.6
정답 및 해설
한국전기설비규정에 따르면 시가지 외에 시설하는 고압 가공전선은 지름 4mm 이상의 경동선을 사용하여야 한다. 따라서 정답은 4.0이다.
문제 99
사용전압 400[V] 이하인 옥내배선에서 전광표시장치나 제어회로 등의 배선에 다심케이블을 시설하는 경우, 배선의 단면적은 몇 [mm²] 이상인가?
12.5
20.75
31.5
41
정답 및 해설
사용전압 400V 이하 옥내배선에서 전광표시장치나 제어회로 등에 다심케이블을 사용하는 경우, 그 배선의 단면적이 0.75mm² 이상이면 과전류 자동차단장치 등을 조건으로 시설할 수 있다. 정답은 0.75이다.
문제 100
저압 옥상전선로를 전개된 장소에 시설하는 경우, 전선은 인장강도 2.30[kN] 이상 또는 지름 몇 [mm] 이상의 경동선을 사용하여야 하는가?
12.0
22.6
31.6
43.2
정답 및 해설
정답은 2.6이다. 저압 옥상전선로를 전개된 장소에 시설하는 경우 전선은 인장강도 2.30[kN] 이상 또는 지름 2.6[mm] 이상의 경동선을 사용하여야 한다.
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24년 2회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1

진공 중을 진행하는 평면 전자파의 전계 진폭이 3030[mV/m]로 측정되었다. 이때 자계 진폭은 약 몇 [AT/m]인가?

1

2.50×10−42.50\times 10^{-4}

2

7.96×10−27.96\times 10^{-2}

3

1.13×1011.13\times 10^{1}

4

7.96×10−57.96\times 10^{-5}

정답 및 해설

평면파에서 전계와 자계 진폭의 비는 매질이 갖는 고유 임피던스로 정해지고, 진공에서는 η0=μ0/ε0=120π≒377\eta_0=\sqrt{\mu_0/\varepsilon_0}=120\pi\fallingdotseq 377[Ω]이다. 따라서 H=E/η0=(30×10−3)/377=H=E/\eta_0=(30\times 10^{-3})/377=약 7.96×10−57.96\times 10^{-5} [AT/m]이다. 7.96×10−27.96\times 10^{-2}는 밀리 단위를 환산하지 않은 값, 1.13×1011.13\times 10^{1}은 나누는 대신 곱한 값, 2.50×10−42.50\times 10^{-4}는 120π120\pi 자리에 120을 쓴 값이다.

문제 2
내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부 자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 좋은 것은?
1비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록 두꺼운 물질
2강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
3비투자율이 1보다 작은 역자성체
4강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
정답 및 해설
자기차폐 효과는 물질의 비투자율이 클수록 자속을 잘 흡수하여 내부를 보호하므로, 강자성체 중에서도 비투자율이 큰 물질을 사용하는 것이 가장 효과적이다. 따라서 정답은 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질이다.
문제 3

서로 다른 유전율을 지닌 두 유전체가 맞닿아 있고 그 맞닿음면에는 참전하가 놓여 있지 않다. 면을 사이에 두고 양쪽에서 값이 그대로 이어지는 것끼리 바르게 묶은 것은?

1

면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 전계 성분과 면에 나란한 쪽 전속밀도 성분

2

전계와 전속밀도 모두 면에 나란한 쪽 성분

3

전계와 전속밀도 모두 면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 성분

4

면에 나란한 쪽 전계 성분과 면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 전속밀도 성분

정답 및 해설

맞닿음면에 참전하가 없으면 면을 따라 놓인 방향으로 잰 전계가 양쪽에서 같고, 면을 뚫는 방향으로 잰 전속밀도가 양쪽에서 같다. 그래서 면에 나란한 쪽 전계 성분과 면을 수직으로 꿰뚫는 쪽 전속밀도 성분이 이어진다. 나머지 성분은 유전율 비만큼 뛰므로 전기력선의 방향은 꺾이며, 두 방향을 뒤바꿔 놓거나 한쪽만 골라 묶은 답은 성립하지 않는다.

문제 4
무한히 넓은 도체 평면판에 면밀도 σ[C/m2]\sigma [C/m^2]의 전하가 분포되어 있을 때, 전력선은 면에 수직으로 나와 평행하게 퍼진다. 이 평면에서 전계의 세기는 몇 [V/m][V/m]인가?
1σ4πϵ0\dfrac{\sigma}{4\pi\epsilon_0}
2σϵ0\dfrac{\sigma}{\epsilon_0}
3σ2πϵ0\dfrac{\sigma}{2\pi\epsilon_0}
4σ2ϵ0\dfrac{\sigma}{2\epsilon_0}
정답 및 해설
무한 평면 도체판에 분포된 전하는 양면에 균등하게 나뉘므로, 표면전하밀도 σ\sigma인 도체판 한쪽 면 바로 밖의 전계는 E=σ2ϵ0E=\frac{\sigma}{2\epsilon_0}가 된다(도체 표면 한쪽에만 전하가 있는 경우의 σ/ϵ0\sigma/\epsilon_0와 구분된다). 따라서 정답은 σ2ϵ0\frac{\sigma}{2\epsilon_0}이다.
문제 5
0.2[㎌] 인 평행판 공기 콘덴서가 있다. 전극간에 그 간격의 절반 두께의 유리판을 넣었다면콘덴서의 용량은 약 몇 [㎌] 인가?(단，유리의 비유전율은 10 이다.)
10.56
20.26
30.46
40.36
정답 및 해설
원래 콘덴서 용량 C0=0.2 μFC_0=0.2\,\mu F는 극간격 dd에 대응한다. 간격의 절반을 비유전율 10인 유리로 채우면 공기층(두께 d/2d/2)과 유리층(두께 d/2d/2)이 직렬로 연결된 두 콘덴서가 되어 각각 C1=ϵ0Sd/2=2C0=0.4 μFC_1=\dfrac{\epsilon_0S}{d/2}=2C_0=0.4\,\mu F, C2=10ϵ0Sd/2=20C0=4 μFC_2=\dfrac{10\epsilon_0S}{d/2}=20C_0=4\,\mu F이고, 직렬합성용량은 C=C1C2C1+C2=0.4×40.4+4≈0.36 μFC=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\dfrac{0.4\times4}{0.4+4}\approx0.36\,\mu F이다.
정답은 0.36이다.
문제 6
저항이 10[Ω]10[\Omega]인 코일에 자속 ϕ=5sin10t[Wb]\phi=5sin10t[Wb]가 지날 때, 유도기전력에 의해 흐르는 전류의 최댓값[A][A]은?
110[A]10[A]
21[A]1[A]
32[A]2[A]
45[A]5[A]
정답 및 해설
유도기전력은 e=−dϕdt=−50cos⁡10t[V]e=-\dfrac{d\phi}{dt}=-50\cos10t\rm{[V]}이므로 최댓값은 50[V]이다. 전류의 최댓값은 I=5010=5[A]I=\dfrac{50}{10}=5\rm{[A]}가 되어
문제 7
코일이 감긴 자기회로에서 철심의 투자율이 μ\mu, 회로의 길이가 ll일 때, 회로 일부에 미소 공극 lgl_g를 만들면 자기저항은 처음의 몇 배가 되는가? (단, l≫lgl≫l_g이다.)
11+μolμlg1+\dfrac{\mu_ol}{\mu l_g}
21+μlμolg1+\dfrac{\mu l}{\mu_ol_g}
31+μolgμl1+\dfrac{\mu_ol_g}{\mu l}
41+μlgμol1+\dfrac{\mu l_g}{\mu_ol}
정답 및 해설
공극이 없을 때 자기저항은 R0=lμSR_0=\dfrac{l}{\mu S}이고, 미소 공극 lgl_g가 생기면 l≫lgl\gg l_g이므로 R=lμS+lgμ0SR=\dfrac{l}{\mu S}+\dfrac{l_g}{\mu_0 S}로 근사된다. 두 식의 비를 구하면 RR0=1+μlgμ0l\dfrac{R}{R_0}=1+\dfrac{\mu l_g}{\mu_0 l}이 되어
문제 8
평등전계 속에 놓인 유전체 구에 의한 전계 분포가 그림과 같을 때, ϵ1\epsilon _1과 ϵ2\epsilon _2의 크기 관계는? ε1ε2
1ϵ1>ϵ2\epsilon _1>\epsilon _2
2무관하다.
3ϵ1=ϵ2\epsilon _1=\epsilon _2
4ϵ1<ϵ2\epsilon _1<\epsilon _2
정답 및 해설
평등전계 속 유전체 구는 경계조건에 의해 구 내부의 전계가 E1=3ϵ2ϵ1+2ϵ2E0E_1=\dfrac{3\epsilon_2}{\epsilon_1+2\epsilon_2}E_0로 나타나므로, ϵ1<ϵ2\epsilon_1<\epsilon_2이면 구 내부의 전계가 외부보다 커져 전기력선이 구 내부에서 더 촘촘해진다. 그림에서 전기력선이 구의 중심 부근에서 간격이 좁아져 밀도가 높게 나타나므로 ϵ1<ϵ2\epsilon_1<\epsilon_2이며, 정답이다.
문제 9
내압이 함께 표시된 콘덴서 4[μF]/500[V]4[\mu F]/500[V], 6[μF]/300[V]6[\mu F]/300[V], 10[μF]/150[V]10[\mu F]/150[V]를 한 줄로 이어 직렬 접속하고 양단 전압을 00부터 천천히 올렸다. 절연이 맨 처음 깨지는 것은 어느 콘덴서인가?
14[μF]4[\mu F]
26[μF]6[\mu F]
3세 콘덴서가 동시에 파괴
410[μF]10[\mu F]
정답 및 해설
직렬로 이으면 어느 소자든 같은 전하량을 나눠 갖는다. 그래서 견딜 수 있는 전하 Qmax=CVmaxQ_{max}=CV_{max}가 가장 작은 것이 먼저 한계에 닿는다. 계산하면 4×500=2,0004\times500=2{,}000, 6×300=1,8006\times300=1{,}800, 10×150=1,50010\times150=1{,}500[μ\muC]이므로 10[μF]10[\mu F]가 가장 약하다.
검산해 보자. 합성용량은 114+16+110≈1.94[μF]\dfrac{1}{\frac14+\frac16+\frac1{10}}\approx1.94[\mu F]이고, Q=1,500[μC]Q=1{,}500[\mu C]일 때 양단 전압은 1,5001.94≈775\dfrac{1{,}500}{1.94}\approx775[V]다. 이때 소자별 전압은 375375[V], 250250[V], 150150[V]로 10[μF]10[\mu F]만 딱 내압에 닿고 나머지는 여유가 있다. 용량이 크다고 튼튼한 것이 아니라 내압과의 곱이 관건임을 보여 준다.
문제 10
막대자석 위쪽에 동축 도체 원판을 놓고 회로의 한 끝은 원판의 주변에 접촉시켜 회전하도록 해 놓은 그림과 같은 패러데이 원판 실험을 할 때 검류계에 전류가 흐르지 않는 경우는?
BN막대자석G
1자석을 축 방향으로 전진시킨 후 후퇴시킬 때
2자석만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
3원판만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
4원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시킬 때
정답 및 해설
패러데이 원판(단극발전기)에서 기전력은 도체 원판과 자석(자계) 사이의 상대운동으로 발생한다. 원판만 회전시키면 도체가 자속을 끊어 기전력이 생기고, 자석만 회전시키면 원판과 자계 사이에 상대운동이 생기며, 자석을 축 방향으로 전진·후퇴시키면 쇄교자속이 변하므로 모두 검류계에 전류가 흐른다. 그러나 원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시키면 둘 사이에 상대운동이 없어 기전력이 유도되지 않으므로 검류계에 전류가 흐르지 않는다. (동일 문제의 지필 기출인 2017년 2회 전기기사·전자기사 확정답안 기준)
문제 11
자기인덕턴스의 단위를 옳게 표현한 것은?
1[A/V·sec]
2[Wb/A]
3[J/sec·A²]
4[Ω/m]
정답 및 해설
자기인덕턴스는 NΦ=LIN\Phi=LI의 관계에서 정의되므로 그 단위는 [Wb/A][\mathrm{Wb/A}]이다.
문제 12
진공 중에서 점 (1, 3)[m]에 −2×10−9-2\times 10^{-9}[C]의 점전하가 있을 때, 점 (2, 1)[m]에 있는 1[C]의 전하에 작용하는 힘[N]은?
13655ax+1855ay\dfrac{36}{5\sqrt{5}}a_x+\dfrac{18}{5\sqrt{5}}a_y
2−1855ax+3655ay-\dfrac{18}{5\sqrt{5}}a_x+\dfrac{36}{5\sqrt{5}}a_y
3−3635ax+1835ay-\dfrac{36}{3\sqrt{5}}a_x+\dfrac{18}{3\sqrt{5}}a_y
4−3655ax+1855ay-\dfrac{36}{5\sqrt{5}}a_x+\dfrac{18}{5\sqrt{5}}a_y
정답 및 해설
두 점전하 사이에 작용하는 힘은 F=Q1Q24πϵ0r2r^F=\dfrac{Q_1Q_2}{4\pi\epsilon_0r^2}\hat{r}로 구한다. 두 점 사이의 벡터는 (2−1, 1−3)=(1,−2)(2-1,\ 1-3)=(1,-2)이고 r=5r=\sqrt5이므로, F=9×109×(−2×10−9)×1×(1,−2)55=−1855ax+3655ayF=9\times10^9\times(-2\times10^{-9})\times1\times\dfrac{(1,-2)}{5\sqrt5}=-\dfrac{18}{5\sqrt5}a_x+\dfrac{36}{5\sqrt5}a_y가 된다. 따라서 정답은 −1855ax+3655ay-\frac{18}{5\sqrt{5}}a_x+\frac{36}{5\sqrt{5}}a_y이다.
문제 13
전위경도 V와 전계 E의 관계식은?
1E = -div V
2E = grad V
3E = -grad V
4E = div V
정답 및 해설
전위 V가 주어지면 전계는 전위의 공간적 변화율에 음의 부호를 붙인 값, 즉 E=−grad⁡V=−∇V [V/m]\mathbf{E}=-\operatorname{grad}V=-\nabla V\,[\mathrm{V/m}] 로 정의된다. 음의 부호는 전계가 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로, 다시 말해 전위가 가장 급하게 감소하는 방향으로 향한다는 뜻이다. 따라서 정답은 E = -grad V 이다. ② E = grad V 는 부호가 반대여서 전계 방향이 뒤집히고, ①·④ 의 div(발산)는 벡터장에 적용해 스칼라를 만드는 연산자이므로 스칼라인 전위 V에는 쓸 수 없다.
문제 14

어떤 콘덴서를 400[V]까지 충전하였더니 그 안에 쌓인 정전에너지가 0.32[J]로 측정되었다. 이 소자의 용량은 몇 [μF]으로 보아야 하는가?

1

1[μF]

2

2[μF]

3

4[μF]

4

8[μF]

정답 및 해설

축적 에너지 W=12CV2W=\dfrac{1}{2}CV^2를 용량에 대해 풀면 C=2WV2C=\dfrac{2W}{V^2}이다. 수치를 넣으면 C=2×0.324002=4×10−6C=\dfrac{2\times0.32}{400^2}=4\times10^{-6} [F], 곧 4[μF]이다. 앞의 계수 12\dfrac{1}{2}를 빠뜨리면 2[μF], 곱하지 않고 한 번 더 나누면 1[μF]이 되며, 400[V]를 최댓값으로 오인해 실효값 283[V]를 대입하면 8[μF]이 나온다.

문제 15
굵기를 무시할 수 있는 도선을 한 변이 0.3[m]0.3\rm[m]인 정삼각형 모양으로 구부린 뒤 5[A]5\rm[A]를 흘렸다. 삼각형 무게중심 위치에서 나타나는 자계의 세기는 약 몇 [A/m]\rm[A/m]인가?
18.33
215.01
323.87
42.65
정답 및 해설

한 변이 aa인 정삼각형 코일 중심의 자계는 H=9I2πaH=\dfrac{9I}{2\pi a}다. 값을 넣으면 H=9×52π×0.3=451.885≈23.87[A/m]H=\dfrac{9\times5}{2\pi\times0.3}=\dfrac{45}{1.885}\approx23.87\rm[A/m]가 나온다.

독립 역산 — 중심에서 한 변까지의 수직거리는 d=a23=0.33.464≈0.0866d=\dfrac{a}{2\sqrt3}=\dfrac{0.3}{3.464}\approx0.0866[m]이고, 유한 직선 한 도막이 만드는 값은 I4πd(sin⁡60∘+sin⁡60∘)=5×34π×0.0866≈7.96\dfrac{I}{4\pi d}\left(\sin60^{\circ}+\sin60^{\circ}\right)=\dfrac{5\times\sqrt3}{4\pi\times0.0866}\approx7.96이다. 세 도막을 더하면 7.96×3≈23.877.96\times3\approx23.87로 같은 값이 복원된다.

15.01 은 같은 변 길이의 정사각형 22Iπa\dfrac{2\sqrt2I}{\pi a}, 8.33 은 반지름 0.3[m]인 원형 코일 I2a\dfrac{I}{2a}, 2.65 는 0.3[m] 떨어진 무한 직선 I2πa\dfrac{I}{2\pi a}의 값이다. 변의 개수가 적을수록 중심이 도선에 가까워져 자계가 커진다.

문제 16
자계의 벡터 포텐셜을 A[Wb/m]라 할 때 도체 주위에서 자계 B[Wb/m2]가 시간적으로 변화하면 도체에 발생하는 전계의 세기 E[V/m]는?
1E = rot B
2E = -(∂A/∂t)
3rot E = ∂B/∂t
4rot E = -(∂A/∂t)
정답 및 해설
자속밀도는 벡터 포텐셜로 B=rotAB=\text{rot}A와 같이 나타나고, 패러데이 법칙 rotE=−∂B∂t\text{rot}E=-\dfrac{\partial B}{\partial t}에 대입하면 E=−∂A∂tE=-\dfrac{\partial A}{\partial t}가 성립한다.
문제 17
비유전율이 ϵr=8\epsilon_r=8인 유전체 속에서 전계의 세기가 6[V/m]6\rm[V/m]로 측정되었다. 이 유전체 안의 전속밀도는 몇 [C/m2]\rm[C/m^2]인가?
16ϵ06\epsilon_0
248ϵ048\epsilon_0
324ϵ024\epsilon_0
464ϵ064\epsilon_0
정답 및 해설
전속밀도와 전계 사이에는 D=ϵE=ϵ0ϵrED=\epsilon E=\epsilon_0\epsilon_r E가 성립한다. 주어진 ϵr=8\epsilon_r=8, E=6[V/m]E=6\rm[V/m]를 대입하면 D=ϵ0×8×6=48ϵ0[C/m2]D=\epsilon_0\times8\times6=48\epsilon_0\rm[C/m^2]이다.
거꾸로 확인하면 E=Dϵ0ϵr=48ϵ08ϵ0=6[V/m]E=\dfrac{D}{\epsilon_0\epsilon_r}=\dfrac{48\epsilon_0}{8\epsilon_0}=6\rm[V/m]로 조건과 일치한다. 비유전율을 빠뜨리면 6ϵ06\epsilon_0가 나오므로 주의한다.
문제 18
정전용량이 C0(μF)인 평행판의 공기 커패시터가 있다. 두 극판 사이에 극판과 평행하게 절반을 비유전율이 εr인 유전체로 채우면 커패시터의 정전용량 (μF)은?
1C02(1+1ϵr)\dfrac{C_0}{2\left(1+\dfrac{1}{\epsilon_r}\right)}
22C01+1ϵr\dfrac{2C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
34C01+1ϵr\dfrac{4C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
4C01+1ϵr\dfrac{C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}
정답 및 해설
극판과 평행하게 절반씩 나누면 각 부분은 극판 간격이 d/2d/2인 두 콘덴서가 직렬로 연결된 것과 같다. 공기 부분의 정전용량은 2C02C_0, 유전체 부분은 2ϵrC02\epsilon_rC_0이므로 직렬 합성 정전용량은 C=2C0×2ϵrC02C0+2ϵrC0=2C01+1ϵrC=\dfrac{2C_0\times2\epsilon_rC_0}{2C_0+2\epsilon_rC_0}=\dfrac{2C_0}{1+\dfrac{1}{\epsilon_r}}이다.
문제 19
진공 중 한 변의 길이가 0.1m인 정삼각형의 3정점 A, B, C에 각각 2.0×10-6C의 점전하가 있을 때, 점 A의 전하에 작용하는 힘은 몇 N 인가?
13.6√2
23.6√3
31.8√3
41.8√2
정답 및 해설
두 전하 사이의 힘은 F=kq2r2=9×109×(2×10−6)20.12=3.6F=\dfrac{kq^2}{r^2}=\dfrac{9\times10^9\times(2\times10^{-6})^2}{0.1^2}=3.6[N]이다. 정삼각형의 한 꼭짓점에서 나머지 두 변이 이루는 각이 60°이므로 합력은 2×3.6×cos⁡30∘=3.632\times3.6\times\cos30^\circ=3.6\sqrt3[N]이 되어 정답은 3.6√3이다.
문제 20
반지름이 aa[m]인 원형코일에 전류 II[A]가 흐르고 권수가 10회인 경우, 원형코일 중심에서의 자계 세기 HH[AT/m]는?
1I4πa\dfrac{I}{4 \pi a}
25Ia\dfrac{5I}{a}
35I2πa\dfrac{5I}{2 \pi a}
4I5a\dfrac{I}{5a}
정답 및 해설
반지름 aa, 권수 NN인 원형코일 중심의 자계 세기는 H=NI2aH=\dfrac{NI}{2a}이다. N=10N=10을 대입하면 H=10I2a=5IaH=\dfrac{10I}{2a}=\dfrac{5I}{a}가 되어 정답은 5Ia\dfrac{5I}{a}이다.
문제 21
원자로에서 핵분열로 발생한 고속중성자를 열중성자로 바꾸는 작용을 하는 것은?
1제어재
2반사체
3감속재
4냉각재
정답 및 해설
핵분열로 생긴 고속중성자의 속도를 낮추어 열중성자로 만드는 역할을 하는 것은 감속재이며, 경수·중수·흑연 등이 사용된다. 따라서 정답은 감속재이다.
문제 22
발전기 또는 주변압기의 내부고장 보호용으로 가장 널리 쓰이는 것은?
1과전류계전기
2거리계전기
3비율차동계전기
4방향단락계전기
정답 및 해설
발전기나 주변압기 내부에서 발생하는 단락 등의 고장은 권선 양단의 전류 차이를 검출하는 비율차동계전기로 보호하는 것이 가장 일반적이다. 따라서 정답은 비율차동계전기이다.
문제 23
송전계통의 안정도 향상 대책으로 볼 수 없는 것은?
1고속도 재폐로 방식을 채택한다.
2중간조상 방식을 채택한다.
3계통의 직렬 리액턴스를 증가시킨다
4전압 변동을 작게 한다.
정답 및 해설
안정도를 향상시키려면 계통의 직렬 리액턴스를 감소시켜야 하며, 리액턴스를 증가시키면 오히려 안정도가 저하된다. 고속도 재폐로, 중간조상방식 채택, 전압변동 억제는 모두 안정도 향상 대책에 해당한다. 따라서 안정도 향상 대책으로 볼 수 없는 것은 ③ 계통의 직렬 리액턴스를 증가시킨다이다.
문제 24
1상의 대지정전용량이 C[F]C[F], 주파수가 f[Hz]f[Hz]인 3상 송전선에서 소호리액터 공진탭의 리액턴스는 몇 [Ω][\Omega]인가? (단, 소호리액터를 접속하는 변압기의 리액턴스는 xt[Ω]x_t[\Omega]이다.)
113wC+3xt\dfrac{1}{3wC}+3x_t
213wC−3xt\dfrac{1}{3wC}-3x_t
313wC−xt3\dfrac{1}{3wC}-\dfrac{x_t}{3}
413wC+xt3\dfrac{1}{3wC}+\dfrac{x_t}{3}
정답 및 해설
소호리액터를 접속하는 변압기가 3권선 변압기인 경우 중성점 임피던스의 영향을 고려하면, 완전공진에 필요한 리액턴스는 XL=13ωC−xt3X_L=\dfrac{1}{3\omega C}-\dfrac{x_t}{3}로 보정되어 표시된다. 정답은 13wC−xt3\dfrac{1}{3wC}-\dfrac{x_t}{3}이다.
문제 25
고압배전계통의 구성 순서로 알맞은 것은?
1배전변전소 → 간선 → 분기선 → 급전선
2배전변전소 → 급전선 → 분기선 → 간선
3배전변전소 → 급전선 → 간선 → 분기선
4배전변전소 → 간선 → 급전선 → 분기선
정답 및 해설
고압배전계통은 배전변전소에서 나와 급전선, 간선, 분기선의 순서로 구성된다.
정답은 배전변전소 → 급전선 → 간선 → 분기선이다.
문제 26
계전기의 반한시 특성이란?
1동작전류가 클수록 동작시간이 길어진다.
2동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.
3동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다.
4동작전류가 흐르는 순간에 동작한다.
정답 및 해설
반한시 특성은 동작시간이 동작전류의 크기에 반비례하는 특성으로, 사고전류가 클수록 더 빨리 동작해 큰 고장을 신속히 제거한다. 따라서 정답은 동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다 이다. ② 동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다 는 정한시, ④ 동작전류가 흐르는 순간에 동작한다 는 순한시 특성을 설명한 것이고, ① 동작전류가 클수록 동작시간이 길어진다 는 반한시와 정반대의 서술로 실제로 존재하지 않는 특성이다.
문제 27

송전선로에서 코로나 발생을 억제하기 위한 대책으로 가장 적절한 것은?

1

선로를 충분히 연가하여 각 상의 임피던스를 평형시킨다.

2

소도체 간격을 좁혀 복도체가 단도체와 같은 등가반지름을 갖게 한다.

3

전선 표면에 돌기를 만들어 전하가 여러 곳으로 분산되게 한다.

4

전선의 바깥지름을 크게 하여 표면 전위경도가 낮아지게 한다.

정답 및 해설

코로나는 전선 주변 공기의 절연이 국부적으로 깨지면서 생기므로 임계전압을 높이는 방향, 곧 전선 표면에서의 전위경도가 작아지는 쪽으로 대책을 세운다. 그래서 전선의 바깥지름을 크게 하는 것이 가장 직접적이며 복도체·중공연선 채용, 가선금구 개량도 같은 원리이다. 연가는 각 상의 임피던스를 고르게 만들어 통신선 유도장해를 줄이는 수단이고, 소도체 간격을 좁히거나 표면에 돌기를 두면 오히려 코로나가 심해진다.

문제 28
중거리 송전선로의 4단자 정수가 A = 1.0, B = j190, D = 1.0 일 때 C의 값은 얼마인가?
1j190
2-j120
30
4j
정답 및 해설
4단자 정수는 AD−BC=1AD-BC=1의 관계를 만족한다. A=1,D=1,B=j190A=1, D=1, B=j190을 대입하면 1×1−j190×C=11\times1-j190\times C=1이 되어 C=0C=0임을 알 수 있다. 따라서 정답은 0이다.
문제 29
선로 고장발생시 타 보호기기와의 협조에 의해 고장 구간을 신속히 개방하는 자동구간 개폐기로서 고장 전류를 차단할 수 없어 차단 기능이 있는 후비보호장치와 직렬로 설치되어야 하는 배전용 개폐기는?
1배전용 차단기
2컷아웃 스위치
3섹셔널라이저
4부하 개폐기
정답 및 해설
섹셔널라이저는 고장전류를 자체적으로 차단할 수 없어 반드시 차단 기능이 있는 후비보호장치(차단기)와 직렬로 조합하여 사용해야 한다. 따라서 정답은 섹셔널라이저이다.
문제 30
리액턴스가 150[Ω]150[\Omega]인 송전선로에서 송전단과 수전단의 전압이 각각 345[kV]345[kV], 330[kV]330[kV]이고 두 전압의 위상차가 30∘30^\circ이다. 저항분이 없다고 보면 이 선로로 보낼 수 있는 전력은 약 몇 [MW][MW]인가?
1약 190
2약 380
3약 657
4약 759
정답 및 해설
저항을 무시한 선로가 실어 보내는 유효전력은 P=VsVrXsin⁡δP=\dfrac{V_sV_r}{X}\sin\delta로 구한다. 값을 넣으면 P=345×330150×sin⁡30∘=759×0.5=379.5≈380P=\dfrac{345\times330}{150}\times\sin30^\circ=759\times0.5=379.5\approx380[MW][MW]다.
검산으로 리액턴스를 되짚으면 X=VsVrsin⁡δP=345×330×0.5379.5=150X=\dfrac{V_sV_r\sin\delta}{P}=\dfrac{345\times330\times0.5}{379.5}=150[Ω][\Omega]이 되돌아온다. sin⁡δ\sin\delta를 빼먹으면 759759, 위상차를 60∘60^\circ로 잘못 읽으면 657657이 나온다.
문제 31
최소 동작전류값 이상이면 일정한 시간에 동작하는 한시 특성을 갖는 계전기는?
1순한시 계전기
2반한시성 정한시 계전기
3반한시 계전기
4정한시 계전기
정답 및 해설
정한시 계전기는 동작전류의 크기와 관계없이 최소동작전류 이상이면 항상 일정한 시간이 지난 후 동작하는 한시 특성을 가진다. 따라서 정답은 정한시 계전기이다.
문제 32
선택접지(지락) 계전기의 용도를 옳게 설명한 것은?
1단일 회선에서 접지전류의 방향 선택 차단
2병행 2회선에서 접지 사고의 지속시간 선택 차단
3단일 회선에서 접지고장 회선의 선택 차단
4병행 2회선에서 접지고장 회선의 선택 차단
정답 및 해설
선택접지(지락)계전기는 병행 2회선 송전선에서 지락사고가 발생했을 때 고장이 발생한 회선만을 선택하여 차단하기 위해 사용한다. 따라서 정답은 병행 2회선에서 접지고장 회선의 선택 차단이다.
문제 33
정격전압 7.2kV, 정격차단용량 100MVA인 3상 차단기의 정격 차단전류는 약 몇 kA인가?
17
24
36
48
정답 및 해설
3상 차단기의 정격차단전류는 In=Pn3 VnI_n=\dfrac{P_n}{\sqrt3\,V_n}로 구한다. In=100×1033×7.2≈8020 [A]≈8 [kA]I_n=\dfrac{100\times10^{3}}{\sqrt3\times7.2}\approx8020\ [\mathrm{A}]\approx8\ [\mathrm{kA}]이므로 정답은 8이다.
문제 34

3상 차단기의 명판에 정격차단용량 5,000[MVA], 정격전압 170[kV]로 적혀 있다. 이 차단기가 끊어 낼 수 있는 정격차단전류는 약 몇 [kA]로 보아야 하는가?

1

9.8

2

17.0

3

29.4

4

50.9

정답 및 해설

3상 차단용량은 Ps=3 VnIsP_s=\sqrt3\,V_n I_s이므로 전류는 용량을 3\sqrt3과 정격전압의 곱으로 나누어 얻는다. 5000×1033×170≈16.98\dfrac{5000\times10^{3}}{\sqrt3\times170}\approx16.98이므로 약 17.0[kA]다. 29.4는 3\sqrt3을 빠뜨린 값, 9.8은 3\sqrt3 대신 3으로 나눈 값, 50.9는 3\sqrt3을 분자 쪽에 곱해 버린 값이다.

문제 35

변전설비를 가스절연개폐장치(GIS)로 꾸밀 때, 밀폐 용기 안에 넣지 않고 옥외에 따로 세우는 기기는?

1

단로기

2

전력용 변압기

3

접지개폐기

4

계기용 변류기

정답 및 해설

GIS는 SF6\mathrm{SF_6} 가스를 채운 금속 용기 안에 차단기·단로기·접지개폐기·계기용 변성기·모선을 한데 조립해 설치 면적을 크게 줄인 설비다. 절연유가 들어간 대형 중량 기기인 전력용 변압기는 가스 용기 안에 넣을 수 없어 옥외에 독립 기초로 따로 세운다. 나머지 세 기기는 모두 가스 용기 내부에 들어가는 GIS 구성품이다.

문제 36
송전선로의 코로나 임계전압이 높아지는 경우가 아닌 것은?
1날씨가 맑다.
2낡은 전선을 새 전선으로 교체하였다.
3전선의 반지름과 선간거리가 크다.
4상대 공기밀도가 적다.
정답 및 해설
코로나 임계전압은 전선의 반지름과 선간거리가 클수록, 날씨가 맑고 표면이 매끈한(새 전선) 상태일수록, 상대공기밀도가 클수록 높아진다. 상대공기밀도가 작아지면 오히려 임계전압이 낮아지므로, 임계전압이 높아지는 경우가 아닌 것은 ④ "상대 공기밀도가 적다"이다.
문제 37
다음 중 가공 송전선에 사용하는 애자련 중 전압부담이 가장 큰 것은?
1철탑에 가장 가까운 것
2철탑에서 1/3지점의 것
3중앙에 있는 것
4전선에 가장 가까운 것
정답 및 해설
현수 애자련에서 각 애자에 걸리는 전압은 대지 정전용량의 영향으로 균등하지 않으며, 전선에 가장 가까운 애자에 전압이 가장 크게 걸리고 철탑에 가까울수록 작아진다. 따라서 정답은 전선에 가장 가까운 것이다.
문제 38
그림과 같은 배전선이 있다. 급전점 O의 전압을 110V라 하면 C점의 전압은? (단, OA, AB, BC간의 저항은 각각 0.2[Ω]이며, 부하 역률은 100%이다.)
OABC5[A]15[A]10[A]
192[V]
299[V]
3104[V]
497[V]
정답 및 해설
각 구간에 흐르는 전류는 하류 부하전류의 합이므로 O-A구간은 5+15+10=30[A]5+15+10=30[\mathrm{A}], A-B구간은 15+10=25[A]15+10=25[\mathrm{A}], B-C구간은 10[A]10[\mathrm{A}]이다. 각 구간 전압강하는 30×0.2=6[V]30\times0.2=6[\mathrm{V}], 25×0.2=5[V]25\times0.2=5[\mathrm{V}], 10×0.2=2[V]10\times0.2=2[\mathrm{V}]이므로 C점 전압은 110−6−5−2=97[V]110-6-5-2=97[\mathrm{V}]이다. 따라서 정답은 97[V]이다.
문제 39
정격전압이 7.2[kV]인 3상용 차단기의 차단용량이 100[MVA]일 때, 정격차단전류는 약 몇 [kA]인가?
14
212
32
48
정답 및 해설
정격차단전류는 Is=Ps3Vn=100×1063×7.2×103≈8018I_s=\dfrac{P_s}{\sqrt{3}V_n}=\dfrac{100\times 10^6}{\sqrt{3}\times 7.2\times 10^3}\approx 8018[A], 즉 약 8[kA]이다. 따라서 정답은 8이다.
문제 40
피뢰기에서 속류를 끊을 수 있는 최고의 교류 전압은?
1차단전압
2방전개시전압
3제한전압
4정격전압
정답 및 해설
정답은 정격전압이다. 피뢰기의 정격전압은 속류를 확실히 차단할 수 있는 교류전압의 최댓값으로 정의되며, 제한전압은 방전 중 단자에 걸리는 전압, 방전개시전압은 방전이 시작되는 전압을 말한다.
문제 41
유도 전동기에 게르게스(Gorges)현상이 생기는 슬립은 대략 얼마인가?
10.70
20.80
30.25
40.50
정답 및 해설
정답은 0.50이다. 게르게스 현상은 권선형 유도전동기에서 한 상이 결상된 상태로 경부하 기동될 때, 슬립이 약 50%(0.5) 부근에서 더 이상 가속되지 못하고 그대로 정지해 버리는 현상을 말한다.
문제 42
10000 kVA, 6000 V, 60 Hz, 24극, 단락비 1.2인 3상 동기발전기의 동기 임피던스[Ω]는?
11
210
330
43
정답 및 해설
동기임피던스는 Zs=1Ks×V2PZ_s=\dfrac{1}{K_s}\times\dfrac{V^2}{P}로 구할 수 있다. 단락비 Ks=1.2K_s=1.2, V=6000[V]V=6000[V], P=10000[kVA]P=10000[kVA]를 대입하면 Zs=11.2×60002107=11.2×3.6=3[Ω]Z_s=\dfrac{1}{1.2}\times\dfrac{6000^2}{10^7}=\dfrac{1}{1.2}\times3.6=3[\Omega]이 되어, 정답은 3이다.
문제 43
다음중 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?
1토크속도곡선이 수하특성을 가질 것
2전압이 0 이 되었을 때 신속하게 정지할 것
3기동토크가 클 것
4회전자를 굵고 짧게 할 것
정답 및 해설
서보모터는 응답성을 높이기 위해 관성을 최소화해야 하므로 회전자를 가늘고 길게 설계하는 것이 바람직하며, 굵고 짧게 하면 오히려 관성모멘트가 커져 조건에 맞지 않는다. 따라서 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은 ④ 회전자를 굵고 짧게 할 것이다.
문제 44
변류비가 100/5[A]100/5[A]인 변류기(CT)와 5[A]5[A]급 전류계를 사용하여 부하전류를 측정하였더니 전류계의 지시값이 4[A]4[A]였다. 이때 부하전류는 몇 [A][A]인가?
140[A] 40[A]
220[A] 20[A]
360[A] 60[A]
480[A] 80[A]
정답 및 해설
변류비가 100/5이므로 부하전류는 전류계 지시값에 변류비를 곱해 구하며, I=4×1005=80[A]I=4\times\dfrac{100}{5}=80[\mathrm{A}]이다. 정답은 80[A]이다.
문제 45
아래 회로는 사이리스터 2개와 다이오드 2개로 꾸민 단상 반제어 브리지이다. 교류 입력 전압의 실효값이 200[V]200\rm[V], 점호각이 60∘60^{\circ} 일 때 부하에 나타나는 평균 전압[V]\rm[V]은 약 얼마인가? 부하SSDD
145.0
267.5
3135.0
4180.1
정답 및 해설
반제어 브리지는 사이리스터가 점호되는 순간부터 전원 반주기가 끝날 때까지 부하에 전압이 실리므로 출력의 평균값은 Ed=1π∫απ2Esin⁡θ dθ=2Eπ(1+cos⁡α)=22Eπ(1+cos⁡α2)E_{d}=\dfrac{1}{\pi}\displaystyle\int_{\alpha}^{\pi}\sqrt2E\sin\theta\,d\theta=\dfrac{\sqrt2E}{\pi}\left(1+\cos\alpha\right)=\dfrac{2\sqrt2E}{\pi}\left(\dfrac{1+\cos\alpha}{2}\right) 이다. E=200[V]E=200\rm[V], α=60∘\alpha=60^{\circ} 를 대입하면 Ed=2×200π(1+0.5)=90.03×1.5≒135.0[V]E_{d}=\dfrac{\sqrt2\times200}{\pi}\left(1+0.5\right)=90.03\times1.5\fallingdotseq135.0\rm[V] 가 된다.
거꾸로 짚어 보면 α=0\alpha=0 에서는 22×200π≒180.1[V]\dfrac{2\sqrt2\times200}{\pi}\fallingdotseq180.1\rm[V] 로 다이오드만 쓴 전파정류값 0.9E0.9E 와 맞아떨어지고, α=180∘\alpha=180^{\circ} 에서는 0[V]0\rm[V] 이 되어 대입이 옳음을 확인할 수 있다. 오답 45.045.0 은 1−cos⁡α1-\cos\alpha 로 잘못 쓴 값, 67.567.5 는 반파 위상제어 값이다.
문제 46
단상 브리지 정류기를 나타낸 것이다. 네 소자의 방향을 읽어, 직류 출력에서 (+)(+)극이 되는 점과 교류 전원을 물려야 하는 두 점을 바르게 짝지은 것은? ABCD
1(+)(+)극은 A, 교류 전원은 B와 D
2(+)(+)극은 B, 교류 전원은 A와 C
3(+)(+)극은 D, 교류 전원은 A와 C
4(+)(+)극은 C, 교류 전원은 B와 D
정답 및 해설

다이오드는 삼각형이 향한 쪽으로만 전류를 통과시키고 막대가 그려진 쪽이 캐소드다. 그림의 네 소자를 하나씩 짚어 보면 왼쪽 D 에서 위쪽 A 로, 또 왼쪽 D 에서 아래쪽 C 로 뻗어 나가는 두 갈래가 있고, 위쪽 A 와 아래쪽 C 에서 각각 오른쪽 B 로 모여 드는 두 갈래가 있다.

그러므로 B 에는 캐소드만 붙고 D 에는 애노드만 붙는다. 부하로 흘러 나가는 전류가 한쪽으로만 빠져나오는 자리가 B, 되돌아 들어가는 자리가 D 이므로 직류 출력은 B 가 (+)(+), D 가 (−)(-)다. 남은 A 와 C 는 반주기마다 전류의 드나듦이 뒤바뀌는 자리라 교류를 물리는 단자가 된다. 따라서 ②가 옳다.

경로로 확인해 보자. A 쪽이 높은 반주기에는 A→B→부하→D→C 로 흐르고, C 쪽이 높은 반주기에는 C→B→부하→D→A 로 흐른다. 두 경우 모두 부하를 지나는 방향이 B 에서 D 쪽으로 같으니 한 방향의 맥류가 얻어진다. 이것이 전파정류다.

교류와 직류 단자를 맞바꾸어 물리면 B 와 D 사이가 순방향 소자 두 개로 이어져 전원이 곧바로 단락되므로 소자가 깨진다. 대각으로 마주 보는 두 점끼리 짝을 짓되 캐소드가 모이는 쪽과 애노드가 모이는 쪽이 직류 단자라는 점만 붙들면 헷갈리지 않는다.

문제 47
유도 전동기의 2차 효율은? (단, s는 슬립이다.)
1s
21-s
3s2
41/s
정답 및 해설
유도전동기에서 2차 입력 P2P_2, 2차 동손 Pc2=sP2P_{c2}=sP_2, 기계적 출력 P0=(1−s)P2P_0=(1-s)P_2 의 관계가 성립한다. 2차 효율은 2차 입력에 대한 기계적 출력의 비이므로 η2=P0P2=1−s=NNs\eta_2=\dfrac{P_0}{P_2}=1-s=\dfrac{N}{N_s} 가 되어 정답은 1-s 이다. ① s 는 2차 입력 중 동손으로 소비되는 비율 Pc2/P2P_{c2}/P_2 로 효율이 아니라 손실률이며, 슬립이 커질수록 효율이 낮아진다는 경향과도 반대이므로 성립하지 않는다.
문제 48

정격 150[kVA]짜리 단상변압기 3대로 꾸민 Δ−Δ\Delta-\Delta 뱅크가 450[kVA]를 공급하고 있었다. 그중 한 대가 소손되어 나머지 두 대만 V결선으로 절체해 계속 급전한다면, 살아남은 변압기가 한 대당 감당하게 되는 출력은 몇 [kVA]인가?

1

129.9

2

150

3

225

4

259.8

정답 및 해설

V결선에서 살아남은 변압기 각각은 뱅크 전체 부담을 절반씩 나눠 지는 게 아니라, 자신을 지나는 선전류를 그대로 감당한다. 3상 출력은 S3=3 VlIlS_3=\sqrt3\,V_lI_l이므로 변압기 한 대가 짊어지는 부담(VlIlV_lI_l)은 S33=4503≈259.8\dfrac{S_3}{\sqrt3}=\dfrac{450}{\sqrt3}\approx259.8[kVA]이다. 이는 정격 150[kVA]의 약 173[%]에 해당하는 과부하 운전이다.

129.9는 V결선 뱅크의 최대출력(3×150≈259.8\sqrt3\times150\approx259.8[kVA])을 다시 2로 나눠 '한 대씩 절반'이라고 잘못 본 값이고, 225는 450을 단순히 2로 나눈 값, 150은 변압기 용량이 그대로라고 본 값이다.

문제 49
다음 전동기 중 역률이 가장 좋은 전동기는?
1반발 기동 전동기
2농형 유도 전동기
3교류 정류자 전동기
4동기 전동기
정답 및 해설
동기전동기는 여자전류 조정을 통해 역률을 1 또는 진상으로 운전할 수 있어 제시된 전동기 중 역률이 가장 좋다. 따라서 정답은 동기 전동기이다.
문제 50
어떤 변압기의 %저항강하가 2.4, %리액턴스강하가 1.8이다. 부하 역률각이 몇 [°]일 때 전압변동률이 가장 커지는가?
145.00
236.87
353.13
430.96
정답 및 해설
전압변동률은 부하 역률각 θ\theta에 대해 ε=pcos⁡θ+qsin⁡θ\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta로 쓰인다. θ\theta로 미분해 −psin⁡θ+qcos⁡θ=0-p\sin\theta+q\cos\theta=0이 되는 지점에서 값이 꼭대기에 닿으므로 tan⁡θ=qp=1.82.4=0.75\tan\theta=\dfrac{q}{p}=\dfrac{1.8}{2.4}=0.75, 곧 θ=tan⁡−10.75≈36.87∘\theta=\tan^{-1}0.75\approx36.87^\circ다.
검산해 보면 이때 cos⁡θ=0.8, sin⁡θ=0.6\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6이라 ε=2.4×0.8+1.8×0.6=3.0\varepsilon=2.4\times0.8+1.8\times0.6=3.0이 나오고, 이는 p2+q2=2.42+1.82=3.0\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2.4^2+1.8^2}=3.0과 정확히 맞아떨어져 꼭대기 값임이 확인된다. 45∘45^\circ를 넣으면 (2.4+1.8)×0.7071≈2.97(2.4+1.8)\times0.7071\approx2.97로 도리어 작아진다.
두 값의 비를 뒤집어 tan⁡−12.41.8\tan^{-1}\dfrac{2.4}{1.8}을 구하면 53.13∘53.13^\circ, 분모에 꼭대기 값 3.03.0을 잘못 넣어 tan⁡−11.83.0\tan^{-1}\dfrac{1.8}{3.0}을 구하면 30.96∘30.96^\circ가 나오니 주의한다.
문제 51
동기발전기를 회전계자형으로 사용하는 이유로 옳지 않은 것은?
1전기자권선은 전압이 높고 결선이 복잡하기 때문이다.
2기전력 파형이 개선되기 때문이다.
3계자극은 기계적으로 튼튼하게 제작하기 쉽다.
4계자회로는 직류 저압 회로로 소요전력이 적다.
정답 및 해설
정답은 기전력 파형이 개선되기 때문이다이다. 동기발전기를 회전계자형으로 하는 이유는 전기자권선이 고전압이고 결선이 복잡해 고정시키는 것이 유리하고, 계자극은 기계적으로 튼튼하게 만들기 쉬우며, 계자회로가 저압 직류라 소요전력이 작고 슬립링 수도 줄일 수 있기 때문이다. 기전력 파형 개선은 회전계자형 채택 이유와 관계가 없다.
문제 52
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.)
1E2s=E2s, f2s=f1sE_{2s}=\dfrac{E_2}{s},\ f_{2s}=\dfrac{f_1}{s}
2E2s=sE2, f2s=sf1E_{2s}=sE_2,\ f_{2s}=sf_1
3E2s=(1−s)E2, f2s=(1−s)f1E_{2s}=(1-s)E_2,\ f_{2s}=(1-s)f_1
4E2s=sE2, f2s=f1sE_{2s}=sE_2,\ f_{2s}=\dfrac{f_1}{s}
정답 및 해설
회전자가 슬립 s로 회전할 때 2차 유기전압과 주파수는 정지 시 값에 슬립을 곱한 E2s=sE2E_{2s}=sE_2, f2s=sf1f_{2s}=sf_1로 나타난다. 따라서 정답은 E2s=sE2, f2s=sf1E_{2s}=sE_2,\ f_{2s}=sf_1이다.
문제 53
송전 계통에 접속한 무부하의 동기 전동기를 동기조상기라 한다. 이때 동기 조상기의 계자를 과여자로 해서 운전할 경우 옳지 않은 것은?
1송전선의 역률을 좋게 한다.
2위상이 뒤진 전류가 흐른다.
3콘덴서로 작용한다.
4송전선의 전압강하를 감소시킨다.
정답 및 해설
동기조상기를 과여자로 운전하면 진상(앞선) 전류가 흘러 콘덴서처럼 작용하며, 이를 통해 송전선의 역률을 개선하고 전압강하를 줄인다. 위상이 뒤진(지상) 전류가 흐른다는 것은 부족여자 운전 시의 특성이므로 과여자 운전에 대한 설명으로 틀렸다.
문제 54

주자속이 정현적으로 변하는 단상 직권 정류자전동기가 있다. 극수 4, 전기자 병렬회로수 2, 전기자 도체수 400개, 주자속의 최댓값 0.02[Wb], 회전속도 1,500[rpm]일 때 유기되는 속도기전력을 실효값으로 나타내면 약 몇 [V]인가?

1

282.8

2

70.7

3

400.0

4

565.7

정답 및 해설

정현적으로 맥동하는 자속에서 얻어지는 속도기전력은 PaZN60ϕm\dfrac{P}{a}Z\dfrac{N}{60}\phi_m이 최댓값이고, 실효값은 여기에 12\dfrac{1}{\sqrt2}를 곱해 얻는다. 주어진 값을 넣으면 최댓값이 42×400×150060×0.02=400\dfrac{4}{2}\times 400\times \dfrac{1500}{60}\times 0.02=400[V]이므로 Er=4002≈282.8E_r=\dfrac{400}{\sqrt2}\approx 282.8[V]가 된다. 400.0은 실효 환산을 빼먹은 최댓값, 565.7은 나누는 대신 2\sqrt2를 곱한 값, 70.7은 극수와 병렬회로수의 비를 거꾸로 잡은 값이다.

문제 55
직류 발전기의 단자전압을 조정하려면 어느 것을 조정하여야 하는가?
1방전 저항
2계자 저항
3전기자 저항
4기동 저항
정답 및 해설
직류발전기의 단자전압은 유기기전력과 전기자 반작용·전압강하에 의해 결정되며, 계자저항을 조정해 계자전류(자속)를 변화시키면 유기기전력이 바뀌어 단자전압을 조정할 수 있다. 따라서 정답은 계자 저항이다.
문제 56
3상 직권정류자 전동기에서 중간변압기를 사용하는 이유로 적절하지 않은 것은?
1회전자 전압을 정류전압에 알맞은 값으로 선정할 수 있다.
2중간변압기를 사용하면 누설 리액턴스를 줄일 수 있다.
3중간변압기의 권수비를 조정하여 전동기 특성을 바꿀 수 있다.
4중간변압기로 속도 상승을 억제할 수 있다.
정답 및 해설
3상 직권정류자 전동기에 중간변압기를 사용하면 회전자 전압을 정류에 적합한 값으로 선정할 수 있고, 권수비 조정으로 전동기 특성(속도 등)을 바꾸거나 경부하 시 속도 상승을 억제할 수 있다. 다만 중간변압기를 추가하면 누설 리액턴스가 오히려 커져 역률이 낮아지는 단점이 있으므로, '누설 리액턴스를 줄일 수 있다'는 ②는 이유로 적절하지 않다.
문제 57

사이리스터 6개를 브리지 모양으로 이어 3상 전파 정류를 하는 장치가 있다. 교류측 상전압이 100[V], 점호각이 30∘30^\circ일 때 직류측에 나타나는 평균전압은 약 몇 [V]인가?

1

약 101

2

약 117

3

약 203

4

약 234

정답 및 해설

브리지로 짠 3상 전파 정류의 출력 평균값은 교류측 선간전압 VLV_L을 써서 Ed=32πVLcos⁡αE_d=\dfrac{3\sqrt{2}}{\pi}V_L\cos\alpha로 적는다. 여기서는 한 상의 전압이 주어졌으므로 VL=3 EV_L=\sqrt{3}\,E를 넣어 Ed=36πEcos⁡αE_d=\dfrac{3\sqrt{6}}{\pi}E\cos\alpha 꼴로 바꾼 뒤 값을 대입하면 2.339×100×0.866≈202.62.339\times100\times0.866\approx202.6이 되어 약 203[V]다. 약 117은 한 상의 전압을 선간 자리에 그대로 놓은 값, 약 234는 점호각에 따른 cos⁡α\cos\alpha를 빠뜨린 값, 약 101은 분모를 2π2\pi로 잘못 쓴 값이다.

문제 58
유도전동기의 특성을 살펴보려고 원선도를 그렸다. 이 그림 위에서 선분의 길이를 재는 것만으로는 곧바로 알아낼 수 없어 다른 자료가 더 있어야 하는 값은?
1고정자 권선에서 열로 흩어지는 몫
2전원에서 전동기로 들어가는 피상전력
3회전자 축에 실제로 나타나는 출력
4회전자 저항손을 동기속도 기준으로 환산한 전력
정답 및 해설

원선도는 무부하시험과 구속시험, 그리고 권선저항 측정값으로 전류 벡터가 그리는 반원을 먼저 세우고 그 위에 출력선과 손실선을 그어 놓은 그림이다. 어느 부하점을 잡으면 거기서 내린 세로 선분이 차례로 잘려 전원에서 받은 전력, 고정자에서 잃은 몫, 회전자에서 잃은 몫, 남아서 넘어가는 몫으로 나뉜다.

그러나 이 그림이 다루는 값은 어디까지나 전기적으로 주고받는 몫이다. 회전자로 넘어간 전력까지는 선분으로 읽히지만, 거기서 베어링 마찰과 바람이 앗아 가는 몫을 덜어 내야 축에 걸리는 진짜 출력이 된다. 그 기계손은 무부하 입력을 철손과 갈라 놓는 별도의 처리를 거쳐야 얻어지므로, 선분만 재서는 ③을 곧바로 읽어 낼 수 없다.

①과 ④는 부하점에서 내린 선분을 손실선과 출력선이 갈라 주는 두 토막으로 각각 읽히고, ②는 원점에서 부하점까지 그은 벡터의 길이에 전압을 곱하면 나온다. 효율과 역률, 슬립, 최대출력도 같은 그림에서 선분의 비로 구할 수 있다.

원선도를 그리려면 무부하시험(여자전류와 철손), 구속시험(임피던스와 동손), 1차 권선의 저항 측정 이렇게 세 가지가 있어야 한다는 점도 함께 묻는 자리가 많다.

문제 59
전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 85[%]로 운전 중인 동기전동기를 부족여자로 운전하면 어떻게 되는가?
1앞선 역률이 되며 역률이 더 나빠진다.
2뒤진 역률이 되며 역률이 더 나빠진다.
3앞선 역률이 되며 역률이 좋아진다.
4뒤진 역률이 되며 역률이 좋아진다.
정답 및 해설
동기전동기를 부족여자로 운전하면 전기자전류가 지상 상태로 흐르게 되며, 이미 지상 역률(0.85)로 운전 중이므로 부족여자로 갈수록 역률은 더 나빠진다. 따라서 정답은 뒤진 역률이 되며 역률이 더 나빠진다이다.
문제 60
전체 도체수는 100, 단중 중권이며 자극수는 4, 자속수는 극당 0.628Wb인 직류 분권 전동기가 있다. 이 전동기의 부하시 전기자에 5A가 흐르고 있었다면 이때의 토크[N·m]는?
125
250
312.5
4100
정답 및 해설
단중 중권이므로 a=p=4a=p=4이고, 토크는 T=Z2π×pa×ϕ×IaT=\frac{Z}{2\pi}\times\frac{p}{a}\times\phi\times I_a로 구한다. 값을 대입하면 T=1002π×1×0.628×5≈50T=\frac{100}{2\pi}\times1\times0.628\times5\approx50[N·m]이다. 따라서 정답은 50이다.
문제 61
그림과 같은 회로에서 4[Ω]에 흐르는 전류[A]는?6[Ω]8[A]7[A]4[Ω]12[Ω]
110
22.5
37.5
45
정답 및 해설
정답은 7.5이다. 회로를 정리하면 8[A]와 7[A] 두 전류원이 한 마디로 합쳐져 15[A]가 유입되고, 이 마디는 6Ω, 12Ω, 4Ω 세 저항이 병렬로 반대쪽 노드에 연결된 구조가 된다. 병렬 합성저항은 (16+112+14)−1=2 [Ω]\left(\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{4}\right)^{-1}=2\,[\Omega]이므로 마디전압은 15×2=30 [V]15\times2=30\,[\mathrm{V}]이고, 4Ω에 흐르는 전류는 304=7.5 [A]\dfrac{30}{4}=7.5\,[\mathrm{A}]이다.
문제 62
비정현파 전류 i(t)=56sinωti(t)=56sin\omega t+25sin2ωt25sin2\omega t+30sin(3ωt30sin(3\omega t+30∘)30^{\circ})+40sin(4ωt+60∘)40sin(4\omega t+60^{\circ})로 주어질 때, 왜형률은 얼마인가?
11.4
20.5
31.0
40.1
정답 및 해설
정답은 1.0이다. 왜형률은 기본파를 제외한 고조파 실효값의 합을 기본파 크기로 나눈 값으로, THD=252+302+40256=312556≈1.0THD=\frac{\sqrt{25^2+30^2+40^2}}{56}=\frac{\sqrt{3125}}{56}\approx1.0이 된다.
문제 63
전류 2Isin(wt+θ)[A]\sqrt{2}Isin(wt+\theta)[A]와 기전력 2Vcos(wt−∅)[V]\sqrt{2}Vcos(wt-\varnothing )[V] 사이의 위상차는?
1π2−(∅−θ)\dfrac{\pi}{2}-(\varnothing-\theta)
2π2+(∅+θ)\dfrac{\pi}{2}+(\varnothing+\theta)
3π2−(∅+θ)\dfrac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)
4π2+(∅−θ)\dfrac{\pi}{2}+(\varnothing-\theta)
정답 및 해설
기전력의 코사인 표현을 사인으로 바꾸면 2Vcos(wt−∅)=2Vsin(wt−∅+π2)\sqrt2Vcos(wt-\varnothing)=\sqrt2Vsin\left(wt-\varnothing+\frac{\pi}{2}\right)이다. 전류의 위상이 wt+θwt+\theta이므로 위상차는 (π2−∅)−θ=π2−(∅+θ)\left(\frac{\pi}{2}-\varnothing\right)-\theta=\frac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)이다. 따라서 정답은 π2−(∅+θ)\frac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)이다.
문제 64
전압 v(t)=14.14sinωt+7.07sin(3ωt+π/6)(V)의 실효값은 약 몇 V인가?
115.8
221.2
311.2
43.87
정답 및 해설
비정현파의 실효값은 각 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근이다. 기본파 실효값은 14.14/2=10[V]14.14/\sqrt2=10[\mathrm{V}], 3고조파 실효값은 7.07/2=5[V]7.07/\sqrt2=5[\mathrm{V}]이므로, 전체 실효값은 102+52=125≈11.2[V]\sqrt{10^2+5^2}=\sqrt{125}\approx11.2[\mathrm{V}]이다. 정답은 11.2이다.
문제 65
그림의 대칭 T회로의 일반 4단자 정수가 다음과 같다. A=D=1.2, B=44[Ω], C=0.01[℧]일 때, 임피던스 Z[Ω]의 값은?
ZZY111'2'
144
21.2
320
412
정답 및 해설
대칭 T회로의 4단자정수는 A=D=1+ZYA=D=1+ZY, B=Z(2+ZY)B=Z(2+ZY), C=YC=Y의 관계를 갖는다. C=Y=0.01C=Y=0.01, A=1.2A=1.2이므로 1.2=1+Z×0.011.2=1+Z\times0.01에서 Z=20 [Ω]Z=20\ [\Omega]이 되며, 이를 B=Z(2+ZY)=20×(2+0.2)=44 [Ω]B=Z(2+ZY)=20\times(2+0.2)=44\ [\Omega]에 대입하면 주어진 값과 일치함을 확인할 수 있다. 따라서 정답은 2020이다.
문제 66
논리식 L=x‾⋅y‾+x‾⋅y+x⋅yL=\overline{x}\cdot\overline{y}+\overline{x}\cdot y+x\cdot y 를 간략화한 것은?
1x‾+y\overline{x}+y
2x+y‾x+\overline{y}
3x + y
4x‾+y‾\overline{x}+\overline{y}
정답 및 해설
앞의 두 항을 x‾\overline{x} 로 묶으면 L=x‾(y‾+y)+xy=x‾+xyL=\overline{x}(\overline{y}+y)+xy=\overline{x}+xy 가 되고, 여기에 분배법칙을 적용하면 x‾+xy=(x‾+x)(x‾+y)=x‾+y\overline{x}+xy=(\overline{x}+x)(\overline{x}+y)=\overline{x}+y 이므로 정답은 x‾+y\overline{x}+y 이다. 진리표로 검산해도 원식이 0이 되는 경우는 x=1,  y=0x=1,\;y=0 하나뿐인데, 이는 x‾+y\overline{x}+y 가 0이 되는 조건과 정확히 일치한다. ③ x + y 는 x=0,  y=0x=0,\;y=0 일 때 0이 되지만 원식은 이때 x‾ y‾=1\overline{x}\,\overline{y}=1 이므로 서로 다르다.
문제 67
다음과 같은 특성 방정식의 근궤적 가지수는?
s(s+1)(s+2)+K(s+3)=0s(s+1)(s+2) + K(s+3) = 0
16
25
33
44
정답 및 해설
정답은 3 이다. 근궤적의 가지수는 개루프 전달함수의 극점 개수와 같다. 특성방정식에서 극은 s(s+1)(s+2)=0s(s+1)(s+2)=0의 근 3개, 영점은 s=−3s=-3 1개이므로, 극의 개수인 3개가 근궤적의 가지수가 된다.
문제 68

평행 2선식 급전선에 100[MHz]의 정현파 전압을 인가하였다. 이 선로를 따르는 전파의 속도가 3×1083\times10^{8}[m/s]라면 위상정수 β\beta[rad/m]의 값에 가장 가까운 것은?

1

23π\dfrac{2}{3}\pi

2

π3\dfrac{\pi}{3}

3

32π\dfrac{3}{2\pi}

4

43π\dfrac{4}{3}\pi

정답 및 해설

위상정수는 각주파수를 전파속도로 나눈 양이므로 β=ωv=2πfv\beta=\dfrac{\omega}{v}=\dfrac{2\pi f}{v}이다. 값을 넣으면 β=2π×100×1063×108=23π≈2.09\beta=\dfrac{2\pi\times100\times10^{6}}{3\times10^{8}}=\dfrac{2}{3}\pi\approx2.09[rad/m]이 되어 23π\dfrac{2}{3}\pi가 답이다. π3\dfrac{\pi}{3}는 2π2\pi 대신 π\pi를 쓴 값, 32π\dfrac{3}{2\pi}는 분자와 분모를 뒤집은 값, 43π\dfrac{4}{3}\pi는 주파수를 두 배로 잘못 읽은 값이다.

문제 69
그림과 같은 3상 Y결선 불평형 회로에서 전원은 3상 평형전압 E1,E2,E3E_1,E_2,E_3이고 부하는 Y1,Y2,Y3Y_1,Y_2,Y_3일 때, 전원의 중성점과 부하의 중성점 사이의 전위차를 나타내는 식은? NN'E1E3E2Y1Y3Y2
1Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1Y2Y3\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1Y_2Y_3}
2Y1E1−Y2E2−Y3E3Y1+Y2+Y3\dfrac{Y_1E_1-Y_2E_2-Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}
3Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1+Y2+Y3\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}
4Y1E1−Y2E2−Y3E3Y1Y2Y3\dfrac{Y_1E_1-Y_2E_2-Y_3E_3}{Y_1Y_2Y_3}
정답 및 해설
밀만의 정리에 의해 전원의 중성점과 부하의 중성점 사이의 전위차는 VNN′=Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1+Y2+Y3V_{NN'}=\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}로 나타난다. 따라서 정답은 Y1E1+Y2E2+Y3E3Y1+Y2+Y3\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}이다.
문제 70
특성임피던스 Z0Z_{0} = 400[Ω]인 선로의 말단에 1200[Ω]의 부하가 연결되어 있다. 전원측에서 20[kV]의 전압을 인가할 때 반사파의 크기[kV]는? (단, 선로에서의 전압 감쇠는 없는 것으로 간주한다.)
150
25
310
41
정답 및 해설
반사계수는 ρ=ZL−Z0ZL+Z0=1200−4001200+400=0.5\rho=\frac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}=\frac{1200-400}{1200+400}=0.5이다. 입사파 전압이 20[kV]이므로 반사파의 크기는 20×0.5=1020\times0.5=10[kV]이다. 따라서 정답은 10이다.
문제 71
보드 선도의 이득 교차점에서 위상각 선도가 -180°축의 상부에 있을 때 이 계의 안정 여부는?
1불안정하다
2안정하다
3판정 불능이다.
4임계 안정이다.
정답 및 해설
정답은 안정하다이다. 이득 교차점에서 위상각이 -180°보다 위쪽(더 큰 값)에 있으면 위상여유가 양(+)이 되어 계는 안정하다.
문제 72
그림과 같은 블록선도의 등가 전달함수를 구하면?
R(s)1232C(s)11+−+−++
11023\dfrac{10}{23}
2109\dfrac{10}{9}
31013\dfrac{10}{13}
41015\dfrac{10}{15}
정답 및 해설
정답은 109\frac{10}{9}이다. 안쪽 되먹임 루프(이득 1×2와 궤환 1)를 정리하면 픽오프점의 신호는 N=23e1N=\frac{2}{3}e_1이 되고, 바깥쪽 궤환(이득 3 지점에서 픽오프, 궤환 1)에서 e1=R−3Ne_1=R-3N의 관계를 얻는다. 출력은 이득 3과 2 경로의 합인 C=5NC=5N이므로 두 식을 연립하면 N=29RN=\frac{2}{9}R, 따라서 C(s)R(s)=5×29=109\frac{C(s)}{R(s)}=5\times\frac{2}{9}=\frac{10}{9}가 된다.
문제 73
블록선도에서 전달함수 (C(s)R(s))\left ( \frac{C(s)}{R(s)} \right )는? R(s)G(s)+−C(s)H(s)
111+G(s)H(s)\dfrac{1}{1+G(s)H(s)}
2G(s)1+H(s)\dfrac{G(s)}{1+H(s)}
311+H(s)\dfrac{1}{1+H(s)}
4G(s)1+G(s)H(s)\dfrac{G(s)}{1+G(s)H(s)}
정답 및 해설
블록선도에서 R(s)는 G(s)를 거쳐 가합점에 (+)로 들어가고, 가합점 출력 C(s)의 일부가 H(s)를 거쳐 다시 가합점에 (-)로 피드백된다. 따라서 C(s)=G(s)R(s)−H(s)C(s)C(s)=G(s)R(s)-H(s)C(s)이므로 C(s)(1+H(s))=G(s)R(s)C(s)(1+H(s))=G(s)R(s), 즉 C(s)R(s)=G(s)1+H(s)\frac{C(s)}{R(s)}=\frac{G(s)}{1+H(s)}가 된다. 정답은 G(s)1+H(s)\frac{G(s)}{1+H(s)}이다.
문제 74
자동제어의 추치 제어에 속하지 않는 것은?
1추종제어
2프로세스 제어
3비율제어
4프로그램제어
정답 및 해설
추치제어는 목표값이 시간에 따라 변하는 제어를 말하며 추종제어, 비율제어, 프로그램제어가 이에 속한다. 반면 프로세스 제어는 목표값의 성질이 아니라 제어량(온도, 압력, 유량 등 공정량)의 종류로 분류되는 정치제어의 한 형태이므로 추치제어에 속하지 않는다. 정답은 프로세스 제어이다.
문제 75
상태방정식 X˙=AX+BU\dot X=AX+BU에서 A=[01−2−3]A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}, B=[01]B=\begin{bmatrix}0\\1\end{bmatrix}일 때, 이 시스템의 고유값은?
1−2,−3-2,-3
2−1,−2-1,-2
31,21,2
42,32,3
정답 및 해설
고유값은 특성방정식 det⁡(A−λI)=0\det(A-\lambda I)=0의 해이다. λ2+3λ+2=(λ+1)(λ+2)=0\lambda^2+3\lambda+2=(\lambda+1)(\lambda+2)=0이므로 λ=−1,−2\lambda=-1,-2가 되어, 정답은 −1,−2-1,-2이다.
문제 76

저항 500[Ω]과 정전용량 100[μF]이 직렬로 접속된 회로에 시각 t=0t = 0에서 직류 20[V]를 가하였다. 콘덴서에 초기 전하가 없다고 할 때 t=0.1t = 0.1초에서 회로에 흐르는 전류의 크기[mA]는 약 얼마인가?

1

약 5.41

2

약 14.7

3

약 24.3

4

약 40.0

정답 및 해설

시정수는 τ=RC=500×100×10−6=0.05\tau = RC = 500 \times 100 \times 10^{-6} = 0.05[s]이고, 전압을 가한 직후의 전류는 20÷500=4020 \div 500 = 40[mA]이다. 전류가 i(t)=I0e−t/τi(t) = I_{0}e^{-t/\tau}로 줄어들므로 t=0.1t = 0.1[s]에서는 지수가 −2-2가 되어 40×e−2≈5.4140 \times e^{-2} \approx 5.41[mA], 곧 약 5.41이다. 14.7과 24.3은 지수를 각각 −1-1과 −0.5-0.5로 잘못 잡은 값이고, 40.0은 감쇠를 반영하지 않은 처음 값이다.

문제 77
특성방정식 s3+3s2+2s+K=0s^3+3s^2+2s+K=0으로 표시되는 계통이 안정되려면 K의 범위는?
1K < -2
20 < K < 6
3K > 6
4K > 6, K < 0
정답 및 해설
정답은 0 < K < 6 이다. 라우스표를 작성하면 s3s^{3}행은 (1, 2), s2s^{2}행은 (3, K), s1s^{1}행은 6−K3\frac{6-K}{3}, s0s^{0}행은 K가 된다. 안정하려면 제1열이 모두 양수여야 하므로 K>0이고 6−K3>0\frac{6-K}{3}>0에서 K<6, 즉 0<K<6이다.
문제 78
다음 회로는 무엇을 나타내는가? ABABXX
1NAND
2EX-OR
3AND
4NOR
정답 및 해설
그림은 두 개의 전환 스위치 A, B로 램프 X 하나를 제어하는 회로로, 두 스위치의 상태가 같을 때와 다를 때 램프의 점등 여부가 서로 반대로 나타난다. 이는 두 입력의 상태가 다를 때만 출력이 나오는 배타적 논리합의 동작과 같으므로 정답은 EX-OR이다.
문제 79
다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어시스템의 특성방정식의 근(s1, s2)은?
[x˙1x˙2]=[01−2−3][x1x2]+[10]u\begin{bmatrix} \dot{x}_{1} \\ \dot{x}_{2} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_{1} \\ x_{2} \end{bmatrix} + \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} u
1-2, -3
2-1, -2
3-1, -3
41, -3
정답 및 해설
상태방정식 x˙=Ax+Bu\dot{x}=Ax+Bu 의 특성방정식은 ∣sI−A∣=0|sI-A|=0 이다. 주어진 A=[01−2−3]A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix} 에 대해 sI−A=[s−12s+3]sI-A=\begin{bmatrix}s&-1\\2&s+3\end{bmatrix} 이므로 ∣sI−A∣=s(s+3)−(−1)(2)=s2+3s+2=(s+1)(s+2)=0|sI-A|=s(s+3)-(-1)(2)=s^{2}+3s+2=(s+1)(s+2)=0 이다. 따라서 근은 s1=−1, s2=−2s_{1}=-1,\ s_{2}=-2 이고 정답은 -1, -2 이다. ① -2, -3 은 A 행렬 둘째 행의 원소 −2, −3-2,\,-3 을 그대로 근으로 착각한 오답이다.
문제 80
그림과 같은 이산치 제어계 블록선도의 전달함수는? r(t)+−G(z)c(t)
1G(z)1−G(z)\dfrac{G(z)}{1-G(z)}
2G(z)1+G(z)\dfrac{G(z)}{1+G(z)}
3G(z)+1G(z)+1
4G(z)G(z)
정답 및 해설
그림의 블록선도는 입력과 출력 사이에 음(-)의 되먹임이 걸린 단위 부궤환 이산치 제어계이므로, 폐루프 전달함수는 C(z)R(z)=G(z)1+G(z)\frac{C(z)}{R(z)}=\frac{G(z)}{1+G(z)}가 된다. 따라서 정답은 G(z)1+G(z)\frac{G(z)}{1+G(z)}이다.
문제 81
특고압 변전소에 울타리·담 등을 시설할 때, 그 높이는 몇 [m] 이상이어야 하는가?
16
22
31
45
정답 및 해설
정답은 2이다. 특고압 변전소에 시설하는 울타리·담 등의 높이는 2m 이상이어야 한다.
문제 82
연료전지설비의 설치장소에 관한 안전 요구사항으로 옳지 않은 것은?
1침수 등의 우려가 없는 장소에 시설한다.
2연료전지 주위에 나뭇가지 등으로 열을 차단한다.
3연료전지 설치 장소 주위의 벽 등은 화재에 안전하도록 시설한다.
4가연성 물질과의 안전거리를 충분히 확보한다.
정답 및 해설
정답은 연료전지 주위에 나뭇가지 등으로 열을 차단한다는 것이다. 연료전지설비는 가연성 물질과의 안전거리를 확보하고 화재에 안전한 구조로 시설해야 하며, 나뭇가지 등의 가연물로 열을 차단한다는 설명은 오히려 화재 위험을 높이는 잘못된 내용이다.
문제 83
가공 전선로 지지물에 시설하는 지선의 시설기준 중 틀린 것은?
1지중 부분과 지표상 30[cm]까지의 부분에는 아연도금 철봉 등 부식에 강한 재료를 사용할 것
2소선은 최소 2가닥 이상인 연선을 사용할 것
3지선의 안전율은 2.5 이상으로 할 것
4도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 원칙적으로 지표상 5[m] 이상으로 할 것
정답 및 해설
가공전선로 지지물의 지선은 안전율 2.5 이상, 소선 3가닥 이상의 연선을 사용하고, 지중 부분과 지표상 30cm까지는 부식에 강한 재료를 사용하며, 도로 횡단 시 지표상 5m 이상을 확보해야 한다. 따라서 소선을 최소 2가닥 이상으로 서술한 ② 지문이 틀린 내용이며, 정답이다.
문제 84
사용전압이 400[V] 이하인 경우의 저압보안공사에 전선으로 경동선을 사용할 경우 지름은 몇 [mm] 이상인가?
15.0
24.0
32.6
43.5
정답 및 해설
사용전압 400V 이하인 저압보안공사에서 전선으로 경동선을 사용하는 경우 그 지름은 4.0mm 이상이어야 한다.
정답은 4.0이다.
문제 85
사용전압이 170[kV]170\rm[kV]을 초과하는 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때, 강심알루미늄선 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가진 연선을 사용한다면 전선의 단면적은 몇 [mm2]\rm[mm^2] 이상이어야 하는가?
12222
2240240
3150150
45555
정답 및 해설
KEC 333.1(시가지 등에서 특고압 가공전선로의 시설)에서는 시가지에 시설하는 특고압 가공전선의 굵기를 사용전압에 따라 구분한다. 사용전압이 170kV를 초과하는 경우에는 단면적 240 mm2240\,\mathrm{mm^{2}} 이상의 강심알루미늄선 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가진 연선을 사용해야 하므로 정답은 240 이다. ④ 55 는 사용전압 100kV 미만, ③ 150 은 100kV 이상 170kV 이하인 구간에 적용되는 기준값이고, ① 22 는 시가지 외 일반 특고압 가공전선의 최소 굵기에 해당하는 값이다.
문제 86
“제 2차 접근상태”라 함은 가공 전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 몇 [m] 미만인 곳에 시설되는 상태를 말하는가?
12.5
23
31.2
42
정답 및 해설
한국전기설비규정에 따르면 제2차 접근상태란 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3[m] 미만인 곳에 시설되는 상태를 말한다. 따라서 정답은 3이다.
문제 87
라이팅 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 공사시설 기준으로 틀린 것은?
1덕트의 끝부분은 막을 것
2덕트는 조영재를 관통하여 시설할 것
3덕트는 조영재에 견고하게 붙일 것
4덕트의 지지점 간의 거리는 2m 이하로 할 것
정답 및 해설
정답은 덕트는 조영재를 관통하여 시설할 것 이다. 라이팅덕트공사는 덕트를 조영재에 견고하게 붙이되 조영재를 관통하여 시설해서는 안 되므로, 이 설명은 규정과 반대되어 틀리다.
문제 88
지중 전선로의 매설 방식에 해당하지 않는 것은?
1직접 매설식
2압착식
3관로식
4암거식
정답 및 해설
한국전기설비규정에서 정하는 지중전선로의 매설 방식은 직접매설식, 관로식, 암거식 세 가지이며, "압착식"이라는 시설 방식은 존재하지 않는다. 따라서 정답은 압착식이다.
문제 89
플로어덕트공사에 의한 저압 옥내배선 시설기준으로 적합하지 않은 것은?
1절연전선을 사용할 것
2덕트의 끝부분은 열어 둘 것
3접지공사를 할 것
4사용전압은 400[V] 이하일 것
정답 및 해설
플로어덕트공사는 절연전선을 사용하고 접지공사를 하며 사용전압 400V 이하에서 시행하되, 덕트의 끝부분은 물이나 이물질 유입을 막기 위해 반드시 막아야 한다. "덕트의 끝부분은 열어 둘 것"은 이 기준에 어긋나므로 정답은 덕트의 끝부분은 열어 둘 것이다.
문제 90
전선 접속 시 전기저항이 증가하지 않도록 접속하며, 두 개 이상의 전선을 병렬로 사용하는 경우의 시설기준으로 틀린 것은?
1같은 극의 각 전선에 사용하는 터미널러그는 동일한 도체에 리벳 2개 이상 또는 나사 2개 이상으로 접속할 것
2전선의 굵기는 구리선을 사용하는 경우 70[mm2^{2}] 이상으로 할 것
3교류회로에서 병렬로 사용하는 전선은 금속관 내부에 전지적 불평형이 생기지 않도록 시설할 것
4병렬로 사용하는 전선 각각에는 퓨즈를 설치하지 않을 것
정답 및 해설
두 개 이상의 전선을 병렬로 사용하는 경우 같은 극의 터미널러그는 동일 도체에 리벳 또는 나사 2개 이상으로 접속하고, 교류회로에서는 금속관 내에 전자적 불평형이 생기지 않게 하며, 각 전선에는 퓨즈를 설치하지 않아야 한다는 것이 옳은 기준이다. 그러나 병렬 전선의 굵기는 구리선의 경우 50[mm2^{2}] 이상(알루미늄선은 70[mm2^{2}] 이상)이어야 하므로, 정답은 전선의 굵기는 구리선을 사용하는 경우 70[mm2^{2}] 이상으로 할 것이다.
문제 91
전개된 장소에 시설하는 저압 옥상전선로의 시설기준으로 적합하지 않은 것은?
1저압 절연전선과 그 옥상전선로를 시설하는 조영재 사이의 이격거리를 2[m]로 하였다.
2전선으로 지름 2.0[mm]의 경동선을 사용하였다.
3전선의 지지점 간 거리를 15[m]로 하였다.
4전선으로 절연전선을 사용하였다.
정답 및 해설
정답은 전선으로 지름 2.0mm의 경동선을 사용하였다이다. 저압 옥상전선로의 전선은 지름 2.6mm 이상의 경동선(또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 것)을 사용해야 하므로, 2.0mm 경동선은 기준에 미달하여 부적합하다.
문제 92
저압 옥내배선을 금속덕트공사로 시설할 때의 기준으로 적합하지 않은 것은?
1덕트를 조영재에 붙일 때 지지점 사이의 거리를 3[m] 이하로 하여 견고하게 고정하였다.
2전선은 옥외용 비닐절연전선을 사용했다.
3덕트는 접지시스템에 관한 규정에 따라 접지공사를 시행하였다.
4덕트의 끝부분을 막아 내부에 먼지가 들어가지 않도록 하고, 물이 고이지 않게 시설하였다.
정답 및 해설
정답은 전선은 옥외용 비닐절연전선을 사용했다는 것이다. 한국전기설비규정에 따르면 금속덕트공사에도 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선을 사용해야 하므로 이는 틀린 설명이다.
문제 93
수영장에 딸린 수중조명등을 시설하려 한다. 한국전기설비규정에 맞게 시공한 것은?
1절연변압기의 22차측 전로를 접지하여 대지에 묶어 두었다.
2절연변압기 22차측 배선을 합성수지관공사로 시설하였다.
3절연변압기를 두어 11차 전로는 400400[V] 이하, 22차 전로는 150150[V] 이하로 잡았다.
422차 전로의 사용전압이 6060[V]인데 누전차단기 없이 개폐기와 과전류차단기만 달았다.
정답 및 해설
한국전기설비규정 234.14.1은 수영장처럼 물속에 두는 조명에 절연변압기를 반드시 끼우게 하고, 11차 전로는 400400[V] 이하, 22차 전로는 150150[V] 이하로 못 박는다. 물에 잠긴 등기구는 사람 몸이 직접 닿을 수 있어 감전 위험이 크므로 전압 자체를 낮게 눌러 두는 것이다.
①은 234.14.2 제1호가 22차측 전로를 접지하지 말라고 정한 것에 어긋난다. 접지를 해 버리면 한쪽 극이 대지와 같은 전위가 되어 물속 사람이 대지를 거쳐 회로를 이루기 쉬워진다. ②는 234.14.3 제1호가 22차측 배선을 금속관공사로 하도록 정한 것에 어긋나고, ④는 22차 전압이 3030[V]를 넘으면 정격감도전류 3030[mA] 이하 누전차단기를 달라고 한 234.14.7을 빠뜨렸다.
문제 94
옥내에 시설하는 사용전압 400[V] 초과 1,000[V] 이하인전개된 장소로서 건조한 장소가 아닌 기타의 장소의 관등회로 배선공사로서 적합한 것은?
1금속덕트공사
2애자공사
3합성수지몰드공사
4금속몰드공사
정답 및 해설
옥내에 시설하는 사용전압 400V 초과 1,000V 이하로서 전개된 장소 중 건조한 장소가 아닌 기타의 장소에 시설하는 관등회로 배선은 애자공사에 의하여야 한다.
정답은 애자공사이다.
문제 95
가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우 소선은 최소 몇 가닥 이상이어야 하는가?
13
25
37
49
정답 및 해설

가공전선로 지지물에 시설하는 지선은 안전율 2.5 이상, 허용 인장하중 4.31 kN 이상이어야 하고, 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상의 연선일 것, 소선의 지름은 2.6 mm 이상의 금속선일 것으로 규정한다.
따라서 소선은 최소 3가닥 이상이어야 한다.

문제 96
발전소, 변전소, 개폐소 이에 준하는 곳, 전기 사용장소 상호간의 전선 및 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 무엇이라 하는가?
1송전선로
2전선로
3개폐소
4급전소
정답 및 해설
한국전기설비규정에서는 발전소·변전소·개폐소 및 이에 준하는 장소와 전기사용장소 상호간의 전선 및 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 전선로라 정의한다. 따라서 정답은 전선로이다.
문제 97
발전소, 변전소, 개폐소의 시설부지 조성을 위해 산지를 전용할 경우에 전용하고자 하는 산지의 평균 경사도는 몇 도 이하이어야 하는가?
120
225
315
410
정답 및 해설
정답은 25[도] 이다. 발전소·변전소·개폐소의 시설부지 조성을 위해 산지를 전용하는 경우, 전용하고자 하는 산지의 평균경사도는 25도 이하이어야 한다.
문제 98
고압 가공전선을 시가지외에 시설할 때 사용되는 경동선의 굵기는 지름 몇 mm 이상인가?
15.0
24.0
33.2
42.6
정답 및 해설
한국전기설비규정에 따르면 시가지 외에 시설하는 고압 가공전선은 지름 4mm 이상의 경동선을 사용하여야 한다. 따라서 정답은 4.0이다.
문제 99
사용전압 400[V] 이하인 옥내배선에서 전광표시장치나 제어회로 등의 배선에 다심케이블을 시설하는 경우, 배선의 단면적은 몇 [mm²] 이상인가?
12.5
20.75
31.5
41
정답 및 해설
사용전압 400V 이하 옥내배선에서 전광표시장치나 제어회로 등에 다심케이블을 사용하는 경우, 그 배선의 단면적이 0.75mm² 이상이면 과전류 자동차단장치 등을 조건으로 시설할 수 있다. 정답은 0.75이다.
문제 100
저압 옥상전선로를 전개된 장소에 시설하는 경우, 전선은 인장강도 2.30[kN] 이상 또는 지름 몇 [mm] 이상의 경동선을 사용하여야 하는가?
12.0
22.6
31.6
43.2
정답 및 해설
정답은 2.6이다. 저압 옥상전선로를 전개된 장소에 시설하는 경우 전선은 인장강도 2.30[kN] 이상 또는 지름 2.6[mm] 이상의 경동선을 사용하여야 한다.