[전기기능장 필기] 17년 2회차
전기기능장 필기 기출문제

17년 2회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

17년 2회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
히스테리시스 곡선에서 종축은 무엇을 나타내는가?
1자계의 세기
2자속밀도
3기자력
4자속
정답 및 해설

히스테리시스 곡선의 종축은 자속밀도를 나타낸다.

히스테리시스 곡선은 가로축에 자계의 세기 H를, 세로축에 자속밀도 B를 두고 자화 이력을 나타내는 B-H 곡선이다.

  • '자계의 세기'는 가로축(횡축)에 해당한다.
  • '기자력'은 히스테리시스 곡선의 축으로 사용되지 않는다.
  • '자속'도 이 곡선의 축이 아니라 자속밀도와 단면적의 곱으로 얻어지는 별개의 양이다.
문제 2
그림과 같은 논리회로에서의 출력식은?
1ABC
2A+B+C
3AB+C
4(A+B)C
정답 및 해설

이 논리회로의 출력식은 AB+C 이다.

앞단은 A·B 입력 다이오드의 캐소드가 입력 쪽을 향하고, 접속점이 저항 R을 거쳐 +Vcc 에 연결된 다이오드 AND 회로이다. 입력 중 하나라도 0이면 그 다이오드가 도통해 접속점이 0이 되므로 접속점은 AB이다.

뒷단은 AB 접속점과 C 입력에서 출력 쪽으로 향하는 다이오드 두 개가 출력에서 만나고, 출력이 R을 거쳐 −Vcc 에 연결된 다이오드 OR 회로이므로 출력은 AB+C 이다.

  • "ABC"는 A=B=0, C=1 을 대입하면 0이지만, 회로는 C 다이오드가 도통해 출력이 1이다.
  • "A+B+C"는 A=1, B=0, C=0 을 대입하면 1이지만, 회로는 AND 접속점이 0이라 출력이 0이다.
  • "(A+B)C"는 A=B=1, C=0 을 대입하면 0이지만, 회로는 AND 접속점이 1이라 출력이 1이다.
문제 3
전력변환 장치의 반도체 소자 SCR이 턴온(Turn On)되어 20A의 전류가 흐를 때 게이트 전류를 1/2로 줄이면 SCR의 애노드와 캐소드에 흐르는 전류는?
140A
220A
310A
45A
정답 및 해설

SCR이 한번 턴온되면 게이트 전류를 줄이거나 없애도 애노드-캐소드 전류는 변하지 않고 20A로 유지된다.

SCR은 턴온 후에는 부하전류가 유지전류 이상인 한 게이트 신호와 무관하게 도통을 유지하는 래칭(latching) 특성을 가지므로, 게이트 전류를 1/2로 줄여도 주회로 전류는 그대로 20A로 흐른다.

  • '40A'는 전류가 증가한다고 본 것으로 래칭 특성과 맞지 않는다.
  • '10A'는 게이트 전류 비율만큼 주전류도 줄어든다고 본 오해에서 나온 값이다.
  • '5A'도 같은 오해에서 나올 수 있는 값으로 SCR의 턴온 후 특성과 맞지 않는다.
문제 4
정격전류가 55A인 전동기 1대와 정격전류 10A인 전동기 5대에 전력을 공급하는 간선의 허용전류의 최소값은 몇 A인가?
194.5
2105.5
3115.5
4131.3
정답 및 해설

이 간선의 허용전류 최소값은 115.5A이다.

전동기 정격전류의 합은 Im=55+10×5=105 AI_m = 55 + 10 \times 5 = 105\ \text{A}이며, 이 합이 50A를 초과하므로 Ia=Im×1.1=105×1.1=115.5 AI_a = I_m \times 1.1 = 105 \times 1.1 = 115.5\ \text{A}로 계산된다.

  • '94.5'는 위 계산값과 다르다.
  • '105.5'는 정격전류 합계 105A에 가깝지만 1.1배를 적용한 값이 아니다.
  • '131.3'은 105A에 1.25배를 곱했을 때 나오는 값으로, 50A 초과 구간의 배율과 맞지 않는다.
문제 5
변압기의 내부저항과 누설 리액턴스의 % 강하율은 2%, 3%이다. 부하의 역률이 80%일 때 이 변압기의 전압변동률은 몇 %인가?
11.6
21.8
33.4
44.0
정답 및 해설

이 변압기의 전압변동률은 3.4%이다.

지상역률 0.8(cosθ), sinθ=0.6일 때 전압변동률은 ε=pcos⁡θ+qsin⁡θ=2×0.8+3×0.6=1.6+1.8=3.4 %\varepsilon = p\cos\theta + q\sin\theta = 2 \times 0.8 + 3 \times 0.6 = 1.6 + 1.8 = 3.4\ \%로 계산된다.

  • '1.6'은 저항강하분(p cosθ) 만을 고려한 값이다.
  • '1.8'은 리액턴스강하분(q sinθ) 만을 고려한 값이다.
  • '4.0'은 위 계산 결과와 다르다.
문제 6
동기전동기의 위상특성곡선에서 횡축은 무엇을 나타내는가?
1역률
2효율
3계자전류
4전기자전류
정답 및 해설

동기전동기 위상특성곡선(V곡선)의 횡축은 계자전류이다.

V곡선은 일정 출력에서 계자전류를 가로축, 전기자전류를 세로축에 놓고 그린 곡선으로, 각 곡선의 최저점이 역률 1인 지점이다.

  • '전기자전류'는 이 곡선의 세로축(종축)에 해당한다.
  • '역률'은 축이 아니라 계자전류에 따라 달라지는 값으로, 곡선의 최저점에서 1이 된다.
  • '효율'도 이 곡선의 축으로 쓰이지 않는다.
문제 7
저압 연접인입선은 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 넘지 않는 지역에 시설하고 폭 몇 m를 초과하는 도로를 횡단하지 않아야 하는가?
14
25
36
47
정답 및 해설

저압 연접인입선은 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단할 수 없다.

연접인입선은 분기점에서 100m를 넘지 않는 지역에 시설하고, 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단하지 않아야 한다는 규정에 따른 것이다.

  • '4'는 규정상 기준 폭보다 작다.
  • '6'은 규정상 기준 폭보다 크다.
  • '7'도 규정상 기준 폭보다 크다.
문제 8
정전압 송전방식에서 전력 원선도 작성 시 필요한 것으로 모두 옳은 것은?
1조상기용량, 수전단 전압
2송전단 전압, 수전단 전류
3송·수전단 전압, 선로의 일반회로정수
4송·수전단 전류, 선로의 일반회로정수
정답 및 해설

전력원선도를 작성하려면 송·수전단 전압과 선로의 일반회로정수가 필요하다.

전력원선도는 송수전단 전압의 크기와 선로의 일반회로정수(A, B, C, D)를 이용해 그리며, 송수전단의 전류 값 자체는 원선도 작성에 직접 쓰이는 값이 아니다.

  • '조상기용량, 수전단 전압'은 원선도 작성에 필요한 값 조합이 아니다.
  • '송전단 전압, 수전단 전류'는 전류값을 포함하고 있어 필요한 조합이 아니다.
  • '송·수전단 전류, 선로의 일반회로정수'도 전압 대신 전류를 사용하고 있어 맞지 않는다.
문제 9
저압 옥내배선 공사에서 금속관 공사로 시공 할 경우 특징이 아닌 것은?
1전선은 연선일 것
2전선은 절연전선 일 것
3전선은 금속관 안에서 접속점이 없을 것
4콘크리트에 매설하는 것은 관의 두께가 1.2mm 이하 일 것
정답 및 해설

금속관 공사의 특징으로 옳지 않은 것은 콘크리트에 매설하는 관의 두께에 관한 서술이다.

콘크리트에 매입하는 금속관은 정해진 최소 두께 이상이어야 하는데, 이 보기는 '관의 두께가 1.2mm 이하 일 것'이라고 반대 방향으로 서술하고 있어 틀리다.

  • '전선은 연선일 것'은 금속관 공사의 올바른 특징이다.
  • '전선은 절연전선 일 것'도 올바른 특징이다.
  • '전선은 금속관 안에서 접속점이 없을 것'도 올바른 특징이다.
문제 10
3상 유도전동기의 회전력은 단자전압과 어떤 관계가 있는가?
1단자전압에 무관하다.
2단자전압에 비례한다.
3단자전압의 2제곱에 비례한다.
4단자전압의 1/2제곱에 비례한다.
정답 및 해설

3상 유도전동기의 회전력(토크)은 단자전압의 2제곱에 비례한다.

유도전동기의 토크는 2차 유기기전력의 제곱에 비례하고 2차 유기기전력은 단자전압에 비례하므로, 결과적으로 토크는 T∝V2T \propto V^2의 관계를 가진다.

  • '단자전압에 무관하다.'는 위 비례관계와 맞지 않는다.
  • '단자전압에 비례한다.'는 1제곱 비례로 실제보다 낮은 차수다.
  • '단자전압의 1/2제곱에 비례한다.'도 실제 차수와 다르다.
문제 11
동기발전기의 권선을 분포권으로 할 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?
1집중권에 비하여 합성 유기기전력이 커진다.
2전기자 반작용이 증가한다.
3권선의 리액턴스가 좋아진다.
4기전력의 파형이 좋아진다.
정답 및 해설

동기발전기 권선을 분포권으로 하면 기전력의 파형이 좋아진다.

분포권은 집중권에 비해 합성 유기기전력의 크기는 분포계수만큼 다소 줄어들지만, 고조파 성분이 줄어들어 기전력의 파형이 개선되는 장점이 있다.

  • '집중권에 비하여 합성 유기기전력이 커진다.'는 분포권의 실제 특성과 반대다.
  • '전기자 반작용이 증가한다.'는 분포권의 주된 효과가 아니다.
  • '권선의 리액턴스가 좋아진다.'는 리액턴스에 관한 서술로, 이 문항이 묻는 분포권의 대표 효과인 파형 개선에 해당하지 않는다.
문제 12
3상 회로에서 2개의 전력계를 사용하여 평형부하의 역률을 측정하고자 한다. 전력계의 지시가 각각 2kW 및 8kW라 할 때 이 회로의 역률은 약 몇 % 인가?
149
259
369
479
정답 및 해설

2전력계법으로 측정한 이 회로의 역률은 약 69%이다.

두 전력계 지시값이 2kW, 8kW이므로 cos⁡θ=P1+P22P12+P22−P1P2=1024+64−16=10252≈0.693\cos\theta = \dfrac{P_1+P_2}{2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}} = \dfrac{10}{2\sqrt{4+64-16}} = \dfrac{10}{2\sqrt{52}} \approx 0.693으로 약 69%가 된다.

  • '49'는 위 계산값보다 낮다.
  • '59'도 계산값과 차이가 있다.
  • '79'는 계산값보다 높다.
문제 13
그림에서 1차 코일의 자기인덕턴스 L1, 2차 코일의 자기인덕턴스 L2, 상호인덕턴스를 M이라 할 때 LA의 값으로 옳은 것은?
1L1+L2+2M
2L1-L2+2M
3L1+L2-2M
4L1-L2-2M
정답 및 해설

그림의 결선은 두 코일에 전류가 서로 반대 방향으로 흐르는 차동 접속이므로 LA=L1+L2−2ML_A = L_1 + L_2 - 2M이다.

그림에서 LA 는 L1 왼쪽 단자와 L2 왼쪽 단자 사이이고, L1 오른쪽 단자는 아래로 내려가 교차선을 건너 L2 오른쪽 단자에 이어진다. 따라서 전류는 L1 을 왼쪽→오른쪽, L2 를 오른쪽→왼쪽으로 지나 두 코일의 자속이 서로 상쇄된다.

직렬 합성 인덕턴스는 L=L1+L2±2ML = L_1 + L_2 \pm 2M 이고, 자속이 합쳐지는 가동 접속이면 +2M, 상쇄되는 차동 접속이면 −2M 이다.

  • "L 1 +L 2 +2M"은 두 코일을 같은 방향으로 지나는 가동 접속의 값으로, 그림의 교차 결선과 맞지 않는다.
  • "L 1 -L 2 +2M"은 직렬 합성에서 항상 더해지는 두 자기인덕턴스 중 하나를 뺀 형태라 성립하지 않는다.
  • "L 1 -L 2 -2M"도 자기인덕턴스 L2 를 뺀 형태여서 직렬 합성식에 해당하지 않는다.
문제 14
3상 송전선로 1회선의 전압이 22kV, 주파수가 60㎐로 송전시 무부하 충전전류는 약 몇 A인가? (단, 송전선의 길이는 20km이고, 1선 1km당 정전용량은 0.5㎌이다.)
148
236
324
412
정답 및 해설

이 송전선로의 무부하 충전전류는 약 48A이다.

선로 전체의 정전용량은 C=0.5×20=10 μFC = 0.5 \times 20 = 10\ \mu\text{F}이고 상전압은 E=22,0003≈12,702 VE = \dfrac{22{,}000}{\sqrt{3}} \approx 12{,}702\ \text{V}이므로, 충전전류는 Ic=2πfCE=2π×60×10×10−6×12,702≈48 AI_c = 2\pi f C E = 2\pi \times 60 \times 10\times10^{-6} \times 12{,}702 \approx 48\ \text{A}로 계산된다.

  • '36'은 위 계산값 약 48A보다 작다.
  • '24'는 위 계산값의 절반 수준으로 맞지 않는다.
  • '12'도 위 계산값보다 훨씬 작다.
문제 15
저압 가공 인입선의 금속관 공사에서 앤트런스캡의 주된 사용 장소는?
1전선관의 끝 부분
2부스 덕트의 마감재
3케이블 헤드의 끝부분
4케이블 트레이의 마감재
정답 및 해설

앤트런스캡은 저압 가공 인입선의 금속관 공사에서 전선관의 끝 부분에 사용한다.

앤트런스캡은 인입구 배관의 관 끝에 씌워 빗물 등의 침입을 막는 부속으로, 부스덕트나 케이블 트레이, 케이블 헤드용 부속과는 다른 용도다.

  • '부스 덕트의 마감재'는 앤트런스캡의 용도가 아니다.
  • '케이블 헤드의 끝부분'도 앤트런스캡이 쓰이는 자리가 아니다.
  • '케이블 트레이의 마감재' 역시 앤트런스캡과 무관하다.
문제 16
3상 송전선로에서 지름 5mm의 경동선을 간격 1m로 정삼각형 배치를 한 가공전선의 1선1km당의 작용 인덕턴스는 약 몇 mH/km 인가?
11.0
21.25
31.5
42.0
정답 및 해설

이 가공전선로의 1선1km당 작용 인덕턴스는 약 1.25mH/km이다.

전선 반지름 r=0.25cm, 정삼각형 배치의 등가 선간거리 D=100cm를 대입하면 L=0.05+0.4605log⁡10Dr=0.05+0.4605log⁡101000.25≈1.25 mH/kmL = 0.05 + 0.4605\log_{10}\dfrac{D}{r} = 0.05 + 0.4605\log_{10}\dfrac{100}{0.25} \approx 1.25\ \text{mH/km}로 계산된다.

  • '1.0'은 위 계산값보다 작다.
  • '1.5'는 계산값보다 크다.
  • '2.0'은 계산값보다 크게 벗어난다.
문제 17
출퇴근 표시등 회로에 전기를 공급하기 위한 1차측 전로의 대지 전압과 2차측 전로의 사용전압이 몇 V 이하인 절연 변압기를 사용하여야 하는가?
1200 V, 40 V
2220 V, 60 V
3300 V, 40 V
4300 V, 60 V
정답 및 해설

출퇴근 표시등 회로는 1차측 대지전압 300V, 2차측 사용전압 60V 이하의 절연변압기를 사용해야 한다.

이 회로는 절연변압기를 통해 공급하되, 1차 전로의 대지전압과 2차 전로의 사용전압 상한이 각각 정해져 있어 위 조합이 이를 만족한다.

  • '200 V, 40 V'는 규정된 상한값과 다르다.
  • '220 V, 60 V'는 1차 대지전압 기준과 맞지 않는다.
  • '300 V, 40 V'는 2차 사용전압 기준과 맞지 않는다.
문제 18
가공전선로에 사용하는 애자가 갖춰야 하는 구비 조건이 아닌 것은?
1가해지는 외력에 기계적으로 견딜 수 있을 것
2전기적, 기계적 성능이 저하되지 않을 것
3표면 저항을 가지고 누설전류가 클 것
4코로나 방전을 일으키지 않을 것
정답 및 해설

가공전선로용 애자의 구비조건이 아닌 것은 누설전류가 클 것이라는 서술이다.

애자는 표면 저항이 크고 누설전류가 작아야 절연 성능을 유지할 수 있으므로, 이 보기는 요구되는 방향과 반대로 서술되어 있다.

  • '가해지는 외력에 기계적으로 견딜 수 있을 것'은 애자의 올바른 구비조건이다.
  • '전기적, 기계적 성능이 저하되지 않을 것'도 올바른 구비조건이다.
  • '코로나 방전을 일으키지 않을 것'도 올바른 구비조건이다.
문제 19
500kV 단상변압기 4대를 사용하여 과부하가 되지 않게 사용할 수 있는 3상 최대전력은 몇 kVA 인가?
1500√3
21500
31000√3
42000
정답 및 해설

이 단상변압기 4대로 과부하 없이 공급할 수 있는 3상 최대전력은 1000√3 kVA이다.

발문의 '500kV'는 변압기 용량이므로 500kVA로 보아야 보기와 단위가 맞는다. 단상변압기 4대는 V결선 2조로 운전하는 것이 최대이며, V결선 1조의 출력이 3×500 kVA\sqrt{3} \times 500\ \text{kVA}이므로 P=2×3×500=10003≈1732 kVAP = 2 \times \sqrt{3} \times 500 = 1000\sqrt{3} \approx 1732\ \text{kVA}가 된다.

  • '500√3'은 V결선 1조만의 출력에 해당한다.
  • '1500'은 3대를 Δ결선하고 1대를 쓰지 않을 때의 출력으로, V결선 2조의 약 1732kVA보다 작다.
  • '2000'은 4대 용량을 단순 합산한 값으로, V결선의 출력 제한을 반영하지 않았다.
문제 20
그림과 같은 전기회로에서 전류 I1은 몇 A 인가?
11
22
33
46
정답 및 해설

2Ω 에 흐르는 전류 I1 은 2A이다.

그림은 3A 전류원에 2Ω 과 4Ω 이 병렬로 연결된 회로이므로, 전류는 저항에 반비례해 나뉜다(분류 법칙).
I1=I×42+4=3×46=2 AI_1 = I \times \dfrac{4}{2+4} = 3 \times \dfrac{4}{6} = 2\ \text{A}
나머지 1A 가 4Ω 으로 흐르며, 두 저항의 전압은 2×2=4×1=4 V2 \times 2 = 4 \times 1 = 4\ \text{V} 로 같다.

  • "1"은 4Ω 쪽 전류로, 분류 비율을 거꾸로 적용한 값이다.
  • "3"은 전류원 전류 전체로, 이 경우 4Ω 에는 전류가 흐르지 않아야 하므로 병렬 회로에서 성립하지 않는다.
  • "6"은 전원 전류 3A 보다 커서 한 가지(분기) 전류가 될 수 없다.
문제 21
그림과 같은 블록선도에서 C/R을 구하면?
1
2
3
4
정답 및 해설

C/R 은 G1G21+G1G2G3G4\dfrac{G_1G_2}{1+G_1G_2G_3G_4}이다.

그림은 R(s) 가 가합점(+)을 거쳐 G1→G2 로 C(s) 가 되고, C(s) 가 G4→G3 를 지나 가합점에 −로 되먹임되는 부궤환 구조이다.

부궤환 전달함수는 CR=G1+GH\dfrac{C}{R} = \dfrac{G}{1+GH} 에서 전향 경로 G=G1G2G = G_1G_2, 궤환 경로 H=G3G4H = G_3G_4 를 대입해 얻는다.

  • 분자가 G1G2 이고 분모가 1+G1G2+G3G4 인 보기는 루프 이득을 곱이 아닌 합으로 둔 것으로, 네 블록이 한 루프에 직렬로 있으므로 루프 이득은 G1G2G3G4 이다.
  • 분자가 G3G4 이고 분모가 1+G1G2+G3G4 인 보기는 분자에 궤환 경로를 넣었고 루프 이득도 합으로 잡았다.
  • 분자가 G3G4 이고 분모가 1+G1G2G3G4 인 보기는 분모는 맞지만 R 에서 C 로 가는 전향 경로가 G1G2 이므로 분자가 틀렸다.
문제 22
단상 회로에 교류 전압 220 V를 가한 결과 위상이 45° 뒤진 전류가 15 A 흘렀다. 이 회로의 소비전력은 약 몇 W 인가?
11335
22333
33335
44333
정답 및 해설

이 회로의 소비전력은 약 2333W이다.

전압 220V, 전류 15A, 위상차 45˚이므로 P=VIcos⁡θ=220×15×cos⁡45∘≈2333 WP = VI\cos\theta = 220 \times 15 \times \cos45^\circ \approx 2333\ \text{W}로 계산된다.

  • '1335'는 위 계산값보다 작다.
  • '3335'는 계산값보다 크게 벗어난다.
  • '4333'도 계산값보다 크게 벗어난다.
문제 23
스위칭 주기(T)에 대한 스위치의 온(On) 기간 (ton)의 비인 듀티비를 D라 하면 정상상태에서 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)의 입력전압 (VS)대 출력 전압 (V0)의 비 V0/VS를 나타낸 것으로 올바른 것은?
1D-1
21-D
3D/(1-D)
4D/(1+D)
정답 및 해설

정상상태 벅-부스트 컨버터의 입출력 전압비는 D/(1-D)이다.

스위치 온 구간에는 인덕터에 입력전압이, 오프 구간에는 출력전압이 걸리므로 한 주기 동안 인덕터 전압의 평균이 0이 되는 전압-초 평형 조건에서 VSDT=V0(1−D)TV_S D T = V_0 (1-D) T이고, 따라서 V0VS=D1−D\dfrac{V_0}{V_S} = \dfrac{D}{1-D}가 된다(출력 극성은 입력과 반대).

  • 'D-1'은 위 관계식과 형태가 다르다.
  • '1-D'는 위 관계식과 다르다.
  • 'D/(1+D)'도 분모의 부호가 달라 위 관계식과 맞지 않는다.
문제 24
3상 권선형 유도전동기에서 2차측 저항을 2배로 할 경우 최대 토크의 변화는?
12배로 된다.
21/2로 줄어든다.
3√2배가 된다.
4변하지 않는다.
정답 및 해설

권선형 유도전동기의 2차저항을 2배로 해도 최대토크는 변하지 않는다.

비례추이 원리에 따라 2차저항을 바꾸면 최대토크가 발생하는 슬립의 위치만 이동할 뿐, 최대토크의 크기 자체는 2차저항 값과 무관하게 일정하게 유지된다.

  • '2배로 된다.'는 최대토크가 2차저항에 비례해 커진다고 본 것으로 비례추이 원리와 맞지 않는다.
  • '1/2로 줄어든다.'도 위 원리와 반대다.
  • '√2배가 된다.'도 최대토크가 2차저항에 따라 변한다고 본 것으로 맞지 않는다.
문제 25
그림과 같은 논리회로를 1개의 게이트로 표현하면?
1NOT
2OR
3AND
4NOR
정답 및 해설

이 회로는 OR 게이트 1개와 같다.

그림에서 앞단 NAND 게이트 2개는 각각 두 입력을 한데 묶어 한 단자로 받으므로 NOT(인버터)으로 동작하고, 그 출력 A‾\overline{A}, B‾\overline{B} 가 뒷단 NAND 로 들어간다.
Y=A‾⋅B‾‾=A+BY = \overline{\overline{A}\cdot\overline{B}} = A + B (드모르간 정리)

  • "NOT"은 입력이 하나인 게이트여서 두 입력을 받는 이 회로를 나타낼 수 없다.
  • "AND"는 A=1, B=0 에서 0 을 내지만, 이 회로는 1+0=11+0=1 을 출력한다.
  • "NOR"는 A=B=0 에서 1 을 내지만, 이 회로는 0+0=00+0=0 을 출력한다.
문제 26
서지보호장치(SPD)를 기능에 따라 분류할때 포함되지 않는 것은?
1복합형 SPD
2전압 제한형 SPD
3전압 스위칭형 SPD
4전류 스위칭형 SPD
정답 및 해설

SPD의 기능별 분류에는 전류 스위칭형이라는 종류가 포함되지 않는다.

SPD는 동작 특성에 따라 전압 스위칭형, 전압 제한형, 그리고 두 특성을 함께 가진 복합형으로 분류되며, 전류를 기준으로 한 스위칭형 분류는 존재하지 않는다.

  • '복합형 SPD'는 실제 분류에 포함된다.
  • '전압 제한형 SPD'도 실제 분류에 포함된다.
  • '전압 스위칭형 SPD'도 실제 분류에 포함된다.
문제 27
그림과 같이 단상 반파 정류 회로에서 저항 R에 흐르는 전류는 약 몇 A 인가? (단, v=200√2 sin wt[V], R=10√2[Ω]이다.)
13.18
26.37
39.26
412.74
정답 및 해설

저항 R 에 흐르는 평균 전류는 약 6.37A이다.

그림은 다이오드 1개와 저항 R 이 직렬인 단상 반파 정류 회로이다. 최대값 Vm=2002 VV_m = 200\sqrt{2}\ \text{V} 이므로 직류(평균) 전압은 Vd=VmπV_d = \dfrac{V_m}{\pi} 이다.
Id=VmπR=2002π×102=20π≈6.37 AI_d = \dfrac{V_m}{\pi R} = \dfrac{200\sqrt{2}}{\pi \times 10\sqrt{2}} = \dfrac{20}{\pi} \approx 6.37\ \text{A}

  • "3.18"은 10π\dfrac{10}{\pi} 로, 반파 평균값을 한 번 더 절반으로 나눈 값이다.
  • "9.26"은 반파 평균 20π\dfrac{20}{\pi} 와 전파 평균 40π\dfrac{40}{\pi} 사이 값인데, 반파 평균 전류는 전파 평균 12.74A 의 정확히 절반이어야 하므로 반파 결과가 될 수 없다.
  • "12.74"는 2VmπR=40π\dfrac{2V_m}{\pi R} = \dfrac{40}{\pi} 로, 두 반주기를 모두 쓰는 전파 정류의 평균 전류이다.
문제 28
직렬회로에서 저항 6 Ω, 유도리액턴스 8 Ω의 부하에 비정현파 전압 v=200√2 sin wt+100√2 sin3wt[V]를 가했을때, 이 회로에서 소비되는 전력은 약 몇 W 인가?
12456
22498
32534
42563
정답 및 해설

이 비정현파 회로에서 소비되는 전력은 약 2498W이다.

기본파는 Z1=62+82=10 Ω, I1=20010=20 AZ_1=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \Omega,\ I_1=\dfrac{200}{10}=20\ \text{A}이고, 3고조파는 리액턴스가 3배가 되어 Z3=62+242≈24.74 Ω, I3=10024.74≈4.04 AZ_3=\sqrt{6^2+24^2}\approx24.74\ \Omega,\ I_3=\dfrac{100}{24.74}\approx4.04\ \text{A}이다. 저항에서만 유효전력이 소비되므로 P=I12R+I32R=202×6+4.042×6≈2400+98=2498 WP = I_1^2R + I_3^2R = 20^2\times6 + 4.04^2\times6 \approx 2400+98 = 2498\ \text{W}로 계산된다.

  • '2456'은 위 계산값보다 작다.
  • '2534'는 계산값보다 크게 벗어난다.
  • '2563'도 계산값보다 크게 벗어난다.
문제 29
동기발전기를 병렬운전 하고자 하는 경우의 조건에 해당되지 않는 것은?
1기전력의 위상이 같을 것
2기전력의 파형이 같을 것
3발전기의 주파수가 같을 것
4기전력의 임피던스가 같을 것
정답 및 해설

동기발전기 병렬운전 조건에 해당되지 않는 것은 기전력의 임피던스가 같을 것이라는 항목이다.

병렬운전 조건은 기전력의 크기·위상·파형·주파수가 같아야 한다는 것이며, 각 발전기 내부 임피던스가 같아야 한다는 조건은 포함되지 않는다.

  • '기전력의 위상이 같을 것'은 실제 병렬운전 조건에 해당한다.
  • '기전력의 파형이 같을 것'도 실제 조건에 해당한다.
  • '발전기의 주파수가 같을 것'도 실제 조건에 해당한다.
문제 30
반도체 소자 다이오드를 병렬로 접속하는 주된 목적은?
1고전압화
2고주파화
3대용량화
4저손실화
정답 및 해설

다이오드를 병렬로 접속하는 주된 목적은 대용량화이다.

다이오드를 병렬로 연결하면 각 소자에 흐르는 전류를 분담시켜 더 큰 전류를 처리할 수 있게 되며, 전압을 분담해 내압을 높이는 목적은 직렬 접속에 해당한다.

  • '고전압화'는 직렬 접속의 목적에 해당한다.
  • '고주파화'는 병렬 접속의 목적이 아니다.
  • '저손실화'도 병렬 접속의 주된 목적으로 보기 어렵다.
문제 31
전력변환 방식 중 직류전압을 높은 전압에서 낮은 전압으로 변환하는 장치는?
1인버터
2반파정류
3벅 컨버터
4부스트 컨버터
정답 및 해설

직류전압을 높은 전압에서 낮은 전압으로 변환하는 장치는 벅 컨버터이다.

벅 컨버터는 강압형 DC-DC 변환기로 입력전압보다 낮은 출력전압을 내며, 반대로 부스트 컨버터는 승압형으로 출력전압이 입력전압보다 높다.

  • '인버터'는 직류를 교류로 바꾸는 장치다.
  • '반파정류'는 교류를 직류로 바꾸는 정류 방식이다.
  • '부스트 컨버터'는 낮은 전압에서 높은 전압으로 바꾸는 승압형 장치다.
문제 32
220/380 V 겸용 3상 유도 전동기의 리드선은 몇 가닥을 인출하는가?
13
24
36
48
정답 및 해설

220/380V 겸용 3상 유도전동기는 리드선을 6가닥 인출한다.

Y결선과 Δ결선을 전환해 220V·380V 겸용으로 사용하려면 각 상 권선의 양 끝을 모두 인출해야 하므로 3상 권선에서 총 6가닥의 리드선이 나온다.

  • '3'가닥은 결선을 바꿀 수 없는 단일 결선 방식의 인출 수다.
  • '4'가닥도 겸용 결선 전환에 필요한 인출 수보다 적다.
  • '8'가닥은 필요한 인출 수보다 많다.
문제 33
송전선로에서 코로나 임계전압(kV)의 식은? (단, d 및 r은 전선의 지름 및 반지름, D는 전선의 평균 선간거리, 단위는 ㎝이며 다른 조건은 무시한다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

코로나 임계전압은 E0=24.3 dlog⁡10Dr [kV]E_0 = 24.3\,d\log_{10}\dfrac{D}{r}\ \text{[kV]}로, 분자에 d 가 곱해지고 로그 안이 D/r 인 보기이다.

일반식 E0=24.3 m0m1δ dlog⁡10DrE_0 = 24.3\,m_0 m_1 \delta\, d \log_{10}\dfrac{D}{r} 에서 표면계수·날씨계수·상대공기밀도를 무시하면 이 식이 된다. 전선 지름 d 가 클수록 임계전압이 높아지고, 선간거리 D 가 전선 반지름 r 보다 훨씬 크므로 D/r > 1 이어서 로그값이 양수이다.

  • d 에 log⁡10rD\log_{10}\dfrac{r}{D} 를 곱한 보기는 r < D 라서 로그값이 음수가 되어 임계전압이 음수로 나온다.
  • 24.3 을 dlog⁡10rDd\log_{10}\dfrac{r}{D} 로 나눈 보기는 분모의 로그가 음수여서 값이 음수가 되고, d 가 커질수록 임계전압이 작아지는 꼴이다.
  • 24.3 을 dlog⁡10Drd\log_{10}\dfrac{D}{r} 로 나눈 보기는 로그 안은 맞지만 d 가 분모에 있어 지름이 커질수록 임계전압이 낮아지는 꼴이 되어 식의 관계와 반대이다.
문제 34
다음 논리회로의 논리식 Z의 출력을 간략화 하면?
1
2
3
4
정답 및 해설

Z 를 간략화하면 B‾+C\overline{B}+C이다.

그림의 식은 Z=A‾ B‾ C‾+A‾ B‾C+AB‾ C‾+A‾BC+AB‾C+ABCZ = \overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C}+\overline{A}\,\overline{B}C+A\overline{B}\,\overline{C}+\overline{A}BC+A\overline{B}C+ABC 로 최소항 000·001·100·011·101·111 (ABC 순) 6개의 합이다. 빠진 조합은 010·110 두 개뿐이고, 둘 다 BC‾B\overline{C} 이다.
Z=BC‾‾=B‾+CZ = \overline{B\overline{C}} = \overline{B}+C

  • A‾+BC\overline{A}+BC 보기는 ABC=100 에서 0 이 되지만, 원래 식에는 AB‾ C‾A\overline{B}\,\overline{C} 항이 있어 Z=1 이다.
  • A‾ B‾+AC‾\overline{A}\,\overline{B}+A\overline{C} 보기는 ABC=011 에서 0 이 되지만, 원래 식에는 A‾BC\overline{A}BC 항이 있어 Z=1 이다.
  • A‾(B+C)\overline{A}(B+C) 보기는 ABC=000 에서 0 이 되지만, 원래 식에는 A‾ B‾ C‾\overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C} 항이 있어 Z=1 이다.
문제 35
직류 분권 전동기에서 전압의 극성을 반대로 공급하였을 때 다음 중 옳은 것은?
1회전 방향은 변하지 않는다.
2회전 방향이 반대로 된다.
3회전하지 않는다.
4발전기로 된다.
정답 및 해설

직류 분권전동기는 전원 극성을 반대로 걸어도 회전 방향이 변하지 않는다.

극성을 반대로 하면 계자권선과 전기자권선에 흐르는 전류가 동시에 반대로 바뀌어 토크의 방향(회전방향)은 그대로 유지된다.

  • '회전 방향이 반대로 된다.'는 계자와 전기자 전류가 함께 반전된다는 점을 반영하지 않은 결과다.
  • '회전하지 않는다.'는 극성 반전과 무관하게 전동기가 정상 동작하는 것과 맞지 않는다.
  • '발전기로 된다.'도 이 상황에서 나타나는 현상이 아니다.
문제 36
전기공급설비 및 전기사용 설비에서 전선의 접속법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1접속부분은 접속관, 기타의 기구를 사용한다.
2전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 않는다.
3전선의 전기저항이 증가되도록 접속하여야 한다.
4접속부분은 절연전선의 절연물과 동등이상의 절연 효력이 있도록 충분히 피복한다.
정답 및 해설

전선 접속법 설명 중 틀린 것은 전기저항이 증가되도록 접속해야 한다는 서술이다.

전선 접속부는 오히려 전기저항이 증가되지 않도록 접속해야 하므로, 이 보기는 요구 방향과 반대로 서술되어 있다.

  • '접속부분은 접속관, 기타의 기구를 사용한다.'는 올바른 설명이다.
  • '전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 않는다.'도 올바른 설명이다.
  • '접속부분은 절연전선의 절연물과 동등이상의 절연 효력이 있도록 충분히 피복한다.'도 올바른 설명이다.
문제 37
22.9kV 배전선로 가선공사에서 주상의 경완금(경완철)에 전선을 가선작업 할 때 필요 없는 금구류 또는 자재는 다음 중 어느 것인가?
1앵커쇄클
2현수애자
3소켓아이
4데드엔드크램프
정답 및 해설

경완금(경완철)에 전선을 가선하는 작업에 필요 없는 자재는 앵커쇄클이다.

경완철에서는 현수애자를 완철에 걸고, 애자 아래쪽에 소켓아이와 데드엔드크램프를 차례로 연결해 전선을 잡는다. 앵커쇄클은 ㄱ형 완철에 현수애자를 걸 때 쓰는 금구로, 경완철 가선에는 쓰이지 않는다.

  • '현수애자'는 전선을 완철에 매다는 데 쓰이는 자재다.
  • '소켓아이'는 현수애자와 데드엔드크램프를 잇는 금구다.
  • '데드엔드크램프'는 전선을 인류(고정)하는 데 쓰이는 자재다.
문제 38
동기 전동기의 전기자 권선을 단절권으로 하는 이유는?
1역률을 좋게 한다.
2절연을 좋게 한다.
3고조파를 제거한다.
4기전력의 크기가 높아진다.
정답 및 해설

동기전동기 전기자 권선을 단절권으로 하는 이유는 고조파를 제거하기 위함이다.

단절권은 코일 간격을 극 간격보다 짧게 감아 특정 고조파 성분을 상쇄시켜 기전력 파형을 좋게 만들고 동선량도 절약하는 권선법이다.

  • '역률을 좋게 한다.'는 단절권의 주된 목적으로 보기 어렵다.
  • '절연을 좋게 한다.'도 단절권과 직접 관련된 효과가 아니다.
  • '기전력의 크기가 높아진다.'는 오히려 단절권에서는 기전력 크기가 다소 줄어드는 것과 반대된다.
문제 39
동기전동기 12극, 60㎐ 회전자계의 속도는 몇 m/s 인가? (단, 회전자계의 극 간격은 1m 이다.)
160
290
3120
4180
정답 및 해설

이 회전자계의 속도는 약 120m/s이다.

극 간격이 1m이므로 회전자계는 1주기 동안 극간격 2개분, 즉 2m를 이동하며, 주파수 60Hz를 곱하면 v=2×1×60=120 m/sv = 2 \times 1 \times 60 = 120\ \text{m/s}가 된다.

  • '60'은 극 간격 1개분만 이동한 것으로 본 값이다.
  • '90'은 위 계산값과 다르다.
  • '180'은 위 계산값보다 크다.
문제 40
400V 미만인 저압용의 계기용 변성기에 있어서 그 철심 외함에 적당한 접지공사는?
1제1종 접지공사
2제2종 접지공사
3제3종 접지공사
4특별 제3종 접지공사
정답 및 해설

400V 미만 저압용 계기용변성기의 철심 외함에는 제3종 접지공사를 적용한다.

저압 기기의 철대·외함 접지는 사용전압 400V를 기준으로 구분되며, 400V 미만인 경우에는 제3종 접지공사를 적용한다.

  • '제1종 접지공사'는 고압·특고압 기기에 적용하는 접지공사다.
  • '제2종 접지공사'는 변압기의 중성점 등에 적용하는 접지공사다.
  • '특별 제3종 접지공사'는 400V 이상의 저압 기기에 적용하는 접지공사다.
문제 41
자기용량 10kVA의 단권변압기를 이용해서 배전전압 3000V를 3300V로 승압하고 있다. 부하역률이 80% 일 때 공급할 수 있는 부하 용량은 약 몇 kW 인가? (단, 단권변압기의 손실은 무시한다.)
158
268
378
488
정답 및 해설

이 단권변압기가 공급할 수 있는 부하 용량은 약 88kW이다.

단권변압기의 자기용량과 부하용량(2차 회로용량)의 비는 승압분과 2차전압의 비와 같으므로 P2=10×33003300−3000=10×3300300=110 kVAP_2 = 10 \times \dfrac{3300}{3300-3000} = 10 \times \dfrac{3300}{300} = 110\ \text{kVA}이고, 역률 0.8을 곱하면 110×0.8=88 kW110 \times 0.8 = 88\ \text{kW}가 된다.

  • '58'은 위 계산값보다 작다.
  • '68'은 계산값과 차이가 있다.
  • '78'도 계산값과 차이가 있다.
문제 42
송전선로에 코로나가 발생하였을 때 장점은?
1송전선로의 전력 손실을 감소시킨다.
2전력선 반송 통신설비에 잡음을 감소시킨다.
3송전선로에서의 이상전압 진행파를 감소시킨다.
4중성점 직접접지 방식의 송전선로 부근의 통신선에 유도장해를 감소시킨다.
정답 및 해설

코로나 방전은 선로에 침입한 이상전압 진행파의 파고값을 완화시켜 송전선로에서의 이상전압 진행파를 감소시키는 효과가 있다.

코로나는 공기 절연이 국부적으로 파괴되면서 에너지를 흡수하므로 진행파의 파두 급준도를 낮추는 완충 작용을 한다.

  • 송전선로의 전력 손실을 감소시킨다는 것은 사실과 반대로, 코로나는 코로나 손실을 발생시켜 오히려 전력 손실을 늘린다.
  • 전력선 반송 통신설비에 잡음을 감소시킨다는 것도 반대로, 코로나는 고주파 잡음을 발생시켜 통신설비에 잡음을 증가시킨다.
  • 중성점 직접접지 방식의 송전선로 부근의 통신선에 유도장해를 감소시킨다는 것 역시 반대로, 코로나는 통신선 유도장해를 늘리는 요인이다.
문제 43
변압기의 누설 리액턴스를 감소시키는데 가장 효과적인 방법은?
1권선을 동심 배치시킨다.
2코일을 분할하여 조립한다.
3코일의 단면적을 크게 한다.
4철심의 단면적을 크게 한다.
정답 및 해설

코일을 분할하여 조립하는 방법이 변압기의 누설 리액턴스를 감소시키는데 가장 효과적이다.

권선을 여러 조각으로 나누어 1차·2차 권선을 교대로 배치하면 두 권선의 자기적 결합이 좋아져 누설 자속이 줄어들기 때문이다.

  • 권선을 동심 배치시킨다는 것은 권선의 기본 배치 방식에 해당하며, 가장 효과적인 방법으로 꼽히는 것은 권선을 분할·교대 배치하는 것이다.
  • 코일의 단면적을 크게 한다는 것은 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법에 해당하지 않는다.
  • 철심의 단면적을 크게 한다는 것도 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법에 해당하지 않는다.
문제 44
그림과 같은 전기회로에서 단자 a-b에서 본 합성저항은 몇 Ω 인가? (단, 저항 R은 3Ω 이다.)
11.0
21.5
33.0
44.5
정답 및 해설

a-b 사이 합성저항은 4.5Ω이다.

그림은 R 12개가 2×2 격자를 이루고 a·b 가 대각 모서리에 있는 회로이다. a-b 대각선에 대해 대칭이므로 대칭 위치의 마디(c 와 d, a 에 이웃한 두 마디, b 에 이웃한 두 마디)는 전위가 같아 한 점으로 묶을 수 있다.
묶으면 a→이웃 마디: R 2개 병렬 = R/2, 그다음 두 갈래(c·d 경유, 가운데 마디 경유)가 각각 R/2+R/2 = R 이고 이 둘이 병렬이라 R/2, 마지막 b 쪽 이웃 마디→b: R/2 이다.
Rab=R2+R2+R2=1.5R=1.5×3=4.5 ΩR_{ab} = \dfrac{R}{2} + \dfrac{R}{2} + \dfrac{R}{2} = 1.5R = 1.5 \times 3 = 4.5\ \Omega

  • "1.0"은 a·b 에 각각 R 2개씩만 붙어 있으므로 내부 마디를 모두 단락해도 R/2+R/2=3 ΩR/2 + R/2 = 3\ \Omega 이 하한이어서 불가능하다.
  • "1.5"도 같은 하한 3Ω 보다 작아 불가능하다.
  • "3.0"은 내부 마디를 모두 단락했을 때의 하한값으로, 실제 내부 마디들은 전위가 달라 이보다 커야 한다.
문제 45
콘덴서 인가 전압이 20V일 때 콘덴서에 800μC이 축적되었다면 이 때 축적되는 에너지는 몇 J 인가?
10.008
20.016
30.08
40.16
정답 및 해설

정전 에너지는 0.008 J이다.

W=12QV=12×(800×10−6C)×(20V)=0.008JW=\dfrac{1}{2}QV=\dfrac{1}{2}\times(800\times10^{-6}\text{C})\times(20\text{V})=0.008\text{J}

  • 0.016은 에너지식에서 2분의 1 계수를 빠뜨리고 W=QV로 계산한 값이다.
  • 0.08은 위 정전 에너지 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
  • 0.16도 위 정전 에너지 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
문제 46
동기발전기에서 발생하는 자기여자 현상을 방지하는 방법이 아닌 것은?
1단락비를 감소시킨다.
2발전기를 2대 이상을 병렬로 모선에 접속시킨다.
3송전선로의 수전단에 변압기를 접속시킨다.
4수전단에 부족 여자를 갖는 동기 조상기를 접속시킨다.
정답 및 해설

단락비를 감소시키는 것은 동기발전기의 자기여자현상을 방지하는 방법이 아니다.

자기여자현상은 무부하 장거리 송전선의 충전전류(진상전류)에 의해 발전기 전압이 상승하는 현상이므로, 방지하려면 오히려 단락비를 크게 해야 한다.

  • 발전기를 2대 이상을 병렬로 모선에 접속시킨다는 것은 발전기 측의 충전 용량을 키워 자기여자를 억제하는 대책이다.
  • 송전선로의 수전단에 변압기를 접속시킨다는 것은 변압기의 여자전류(지상전류)로 진상 충전전류를 일부 상쇄하는 대책이다.
  • 수전단에 부족 여자를 갖는 동기 조상기를 접속시킨다는 것은 조상기가 리액터처럼 지상전류를 흘려 충전전류를 상쇄하는 대책이다.
문제 47
아래 논리회로에서 출력 F로 나올 수 없는 것은?
1AB
2A+B
3
4
정답 및 해설

출력 F 로 나올 수 없는 것은 AB+A‾ B‾AB+\overline{A}\,\overline{B}(배타적 NOR)이다.

그림은 4입력 멀티플렉서로, S1·S0 가 고르는 입력 중 하나가 F 가 된다. 입력 0 = OR 게이트 A+BA+B, 입력 1 = XOR 게이트 A⊕BA\oplus B, 입력 2 = AND 게이트 ABAB, 입력 3 = A 를 NOT 게이트에 넣은 A‾\overline{A} 이다.

따라서 F 는 이 네 식만 될 수 있고, 배타적 NOR 은 어느 입력에도 없다.

  • "AB"는 AND 게이트 출력으로 입력 2 에 들어가 있다.
  • "A+B"는 OR 게이트 출력으로 입력 0 에 들어가 있다.
  • A‾B+AB‾\overline{A}B+A\overline{B} 보기는 XOR 게이트 출력으로 입력 1 에 들어가 있다.
문제 48
전기회로에서 전류에 의해 만들어지는 자기장의 자력선의 방향을 나타내는 법칙은?
1암페어의 오른나사 법칙
2플레밍의 왼손 법칙
3가우스의 법칙
4렌츠의 법칙
정답 및 해설

암페어의 오른나사 법칙이 전류에 의해 만들어지는 자기장의 자력선 방향을 나타낸다.

전류가 흐르는 방향으로 오른나사를 돌릴 때 나사가 회전하는 방향이 자력선의 방향이 되는 법칙이기 때문이다.

  • 플레밍의 왼손 법칙은 자기장 속의 도체에 작용하는 힘(전자력)의 방향을 정하는 법칙으로 자력선의 방향과는 무관하다.
  • 가우스의 법칙은 전하와 전속(전기장)의 관계를 다루는 법칙으로 전류에 의한 자력선 방향과는 무관하다.
  • 렌츠의 법칙은 유도기전력이 자속 변화를 방해하는 방향으로 발생함을 정하는 법칙으로 전류에 의한 자력선 방향 자체를 정하는 법칙이 아니다.
문제 49
RC 직렬회로에서 t=0일 때 직류전압 10V를 인가하면 t=0.1 sec 일 때 전류는 약 몇 mA인가? (단, R=1000 Ω, C=50 ㎌ 이고, 초기 정전용량은 0이다.)
12.25
21.85
31.55
41.35
정답 및 해설

0.1초 시점의 전류는 약 1.35mA이다.

τ=RC=(1000 Ω)×(50×10−6F)=0.05s, i(t)=VRe−t/τ=10V1000 Ω×e−0.1/0.05≈1.35×10−3A\tau=RC=(1000\ \Omega)\times(50\times10^{-6}\text{F})=0.05\text{s},\ i(t)=\dfrac{V}{R}e^{-t/\tau}=\dfrac{10\text{V}}{1000\ \Omega}\times e^{-0.1/0.05}\approx1.35\times10^{-3}\text{A}

  • 2.25는 위 지수 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
  • 1.85는 위 지수 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
  • 1.55는 위 지수 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
문제 50
어떤 정현파 전압의 평균값이 220V이면 최댓값은 약 몇 V 인가?
1282
2315
3345
4445
정답 및 해설

최댓값은 평균값 220V로부터 약 345V로 계산된다.

Vm=π2×Vavg=π2×220V≈345.6VV_m=\dfrac{\pi}{2}\times V_{avg}=\dfrac{\pi}{2}\times220\text{V}\approx345.6\text{V}

  • 282는 평균값과 최댓값의 관계식을 만족하지 않는 값이다.
  • 315는 평균값과 최댓값의 관계식을 만족하지 않는 값이다.
  • 445는 평균값과 최댓값의 관계식을 만족하지 않는 값이다.
문제 51
345kV의 가공송전선을 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 산지에 시설하는 경우 가공 송전선의 지표상 높이는 최소 몇 m 인가?
15.28
26.28
37.28
48.28
정답 및 해설

산지 등 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 곳에서 345kV 가공송전선의 지표상 최소 높이는 약 7.28m이다.

h=5m+⌈345−16010⌉×0.12m=5m+19×0.12m=7.28mh=5\text{m}+\left\lceil\dfrac{345-160}{10}\right\rceil\times0.12\text{m}=5\text{m}+19\times0.12\text{m}=7.28\text{m}

  • 5.28은 기준 높이 이후 가산되는 값이 위 계산과 일치하지 않는 값이다.
  • 6.28도 기준 높이 이후 가산되는 값이 위 계산과 일치하지 않는 값이다.
  • 8.28은 산지 등의 기준 높이 5m 대신 일반 시설 기준인 6m를 기준으로 계산했을 때 나오는 값이다.
문제 52
전기공사시 정부나 공공기관에서 발주하는 물량 산출시 전기재료의 할증률 중 옥외 케이블은 일반적으로 몇 % 이내로 하여야 하는가?
11
23
35
410
정답 및 해설

물량 산출 시 옥외 케이블의 할증률은 3% 이내로 한다.

전기재료 할증률은 전선과 케이블, 옥외와 옥내에 따라 달리 적용하며, 옥외 전선 5%, 옥내 전선 10%, 옥외 케이블 3%, 옥내 케이블 5%이다.

  • 1%는 옥외 케이블의 할증률에 해당하지 않는다.
  • 5%는 옥외 전선 또는 옥내 케이블에 적용하는 할증률이다.
  • 10%는 옥내 전선에 적용하는 할증률이다.
문제 53
전력변환 장치에서 턴온(Turn On) 및 턴오프(Turn Off) 제어가 모두 가능한 반도체 스위칭 소자가 아닌 것은?
1GTO
2SCR
3IGBT
4MOSFET
정답 및 해설

SCR은 턴온과 턴오프를 모두 게이트로 제어할 수 있는 소자가 아니다.

SCR은 게이트 신호로 턴온은 가능하지만 턴오프는 게이트로 이루어지지 않고 애노드 전류를 유지전류 이하로 낮추는 전류 소호(전류 차단) 방식에 의존한다.

  • GTO는 게이트에 역방향 신호를 가해 턴온과 턴오프를 모두 게이트로 제어할 수 있는 소자다.
  • IGBT는 게이트 전압으로 턴온과 턴오프를 모두 제어할 수 있는 소자다.
  • MOSFET도 게이트 전압으로 턴온과 턴오프를 모두 제어할 수 있는 소자다.
문제 54
3상 유도 전동기의 1차 접속을 Δ결선에서 Y결선으로 바꾸면 기동 시의 1차 전류는?
11/3로 감소한다.
21/√3로 감소한다.
33배로 증가한다.
4√3배로 증가한다.
정답 및 해설

1차 접속을 Δ결선에서 Y결선으로 바꾸면 기동 시 1차 전류는 1/3로 감소한다.

IL,YIL,Δ=VL/(3 Z)3×(VL/Z)=13\dfrac{I_{L,Y}}{I_{L,\Delta}}=\dfrac{V_L/(\sqrt3\,Z)}{\sqrt3\times(V_L/Z)}=\dfrac{1}{3}

  • 1/√3로 감소한다는 것은 상전압만 √3배 낮아지는 효과만 반영하고 Δ결선에서 선전류와 상전류의 관계(√3배)를 함께 반영하지 않은 값이다.
  • 3배로 증가한다는 것은 변화 방향이 반대로 서술된 값이다.
  • √3배로 증가한다는 것도 변화 방향이 반대로 서술된 값이다.
문제 55
표준시간을 내경법으로 구하는 수식으로 맞는 것은?
1표준시간=정미시간-여유시간
2표준시간=정미시간×(1-여유율)
3표준시간=정미시간×(1/(1-여유율))
4표준시간=정미시간×(1/(1+여유율))
정답 및 해설

내경법에서는 표준시간을 정미시간 × 1/(1-여유율)로 구한다.

ST=NT×11−aST=NT\times\dfrac{1}{1-a}의 형태로, 여유시간이 차지하는 비율(여유율)을 분모에서 빼는 방식으로 표준시간을 정미시간보다 늘려 계산한다.

  • 표준시간=정미시간-여유시간이라는 식은 여유율 개념을 반영하지 않고 시간을 단순히 빼는 방식이라 내경법 산식이 아니다.
  • 표준시간=정미시간×(1-여유율)이라는 식은 오히려 정미시간보다 표준시간을 줄이는 결과가 되어 여유시간을 더해야 하는 개념과 맞지 않는다.
  • 표준시간=정미시간×(1/(1+여유율))이라는 식은 분모의 부호가 내경법과 반대로 되어 있다.
문제 56
검사특성곡선(OC Curve)에 관한 설명으로 틀린 것은? (단, N : 로트의 크기, n : 시료의 크기, c : 합격판정개수이다.)
1N, n이 일정할 때 c가 커지면 나쁜 로트의 합격률은 높아진다.
2N, c가 일정할 때 n이 커지면 좋은 로트의 합격률은 낮아진다.
3N/n/c의 비율이 일정하게 증가하거나 감소하는 퍼센트 샘플링 검사 시 좋은 로트의 합격률은 영향이 없다.
4일반적으로 로트의 크기 N이 시료 n에 비해 10배 이상 크다면, 로트의 크기를 증가 시켜도 나쁜 로트의 합격률은 크게 변화하지 않는다.
정답 및 해설

로트 크기 N과 시료 크기 n의 비율을 일정하게 유지하는 퍼센트샘플링검사에서는 로트 크기가 달라지면 검사특성곡선(OC curve) 자체가 달라져 좋은 로트의 합격률도 변한다. 따라서 영향이 없다는 설명은 틀렸다.

이런 이유로 퍼센트샘플링검사는 로트 크기에 따라 합격 판정의 엄격도가 들쭉날쭉해져 품질보증 관점에서 바람직하지 않은 방식으로 평가된다.

나머지 설명은 OC곡선의 일반적 성질과 일치한다. 합격판정개수 c가 커지면 나쁜 로트의 합격률이 높아지고, 시료 크기 n이 커지면 변별력이 강해져 좋은 로트의 합격률이 낮아지며, N이 n보다 10배 이상 크면 로트 크기를 늘려도 나쁜 로트의 합격률은 크게 변하지 않는다.

문제 57
품질특성에서 X관리도로 관리하기에 가장 거리가 먼 것은?
1볼펜의 길이
2알코올 농도
31일 전력소비량
4나사길이의 부적합품 수
정답 및 해설

X 관리도(계량형 관리도)는 길이, 농도, 전력소비량처럼 연속적으로 측정되는 계량형 데이터를 관리하는 데 사용된다.

반면 나사길이의 부적합품 수는 개수로 세는 계수형 데이터이므로 np관리도나 c관리도 등 계수형 관리도의 대상이며, X 관리도로 관리하기에는 가장 거리가 멀다.

문제 58
다음 데이터로부터 통계량을 계산한 것 중 틀린 것은?
1범위(R) = 7.6
2제곱합(S) = 7.59
3중앙값(Me) = 24.3
4시료분산(s2) = 8.988
정답 및 해설

데이터 21.5, 23.7, 24.3, 27.2, 29.1에서 평균은 (21.5+23.7+24.3+27.2+29.1)/5=125.8/5=25.16(21.5+23.7+24.3+27.2+29.1)/5=125.8/5=25.16이다. 범위는 R=29.1−21.5=7.6R=29.1-21.5=7.6으로 옳다. 중앙값은 크기순 중앙값인 24.3으로 옳다. 편차제곱합은 S=∑(xi−xˉ)2=(21.5−25.16)2+(23.7−25.16)2+(24.3−25.16)2+(27.2−25.16)2+(29.1−25.16)2S=\sum(x_i-\bar{x})^2=(21.5-25.16)^2+(23.7-25.16)^2+(24.3-25.16)^2+(27.2-25.16)^2+(29.1-25.16)^2
=13.3956+2.1316+0.7396+4.1616+15.5236=35.952=13.3956+2.1316+0.7396+4.1616+15.5236=35.952로 계산되어 S=7.59가 아니라 약 35.95이므로 틀렸다. 시료분산은 s2=S/(n−1)=35.952/4=8.988s^2=S/(n-1)=35.952/4=8.988로 옳으므로, 오답은 제곱합 값이다.

문제 59
다음 그림의 AOA(Activity-on-Arc)네트워크에서 E 작업을 시작하려면 어떤 작업들이 완료되어야 하는가?
1B
2A, B
3B, C
4A, B, C
정답 및 해설

그림에서 A와 B는 같은 노드로 들어가 D작업으로 이어지고, 그 노드에서 점선(더미 작업)이 E작업이 시작되는 노드로 연결된다. 또한 C작업도 E작업이 시작되는 노드로 직접 연결된다. 따라서 A, B가 끝나야 더미작업을 거쳐 E 시작 노드에 도달하고, C 역시 완료되어야 하므로 E작업을 시작하려면 A, B, C 모두 완료되어야 한다.

문제 60
브레인스토밍(Brainstorming)과 가장 관계가 깊은 것은?
1특성요인도
2파레토도
3히스토그램
4회귀분석
정답 및 해설

브레인스토밍은 문제의 원인을 자유롭게 나열하고 그룹화하는 기법으로, 결과 특성과 그에 영향을 주는 요인들을 나뭇가지 모양으로 정리하는 특성요인도 작성에 가장 밀접하게 활용된다.

전기기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
17년 2회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
히스테리시스 곡선에서 종축은 무엇을 나타내는가?
1자계의 세기
2자속밀도
3기자력
4자속
정답 및 해설

히스테리시스 곡선의 종축은 자속밀도를 나타낸다.

히스테리시스 곡선은 가로축에 자계의 세기 H를, 세로축에 자속밀도 B를 두고 자화 이력을 나타내는 B-H 곡선이다.

  • '자계의 세기'는 가로축(횡축)에 해당한다.
  • '기자력'은 히스테리시스 곡선의 축으로 사용되지 않는다.
  • '자속'도 이 곡선의 축이 아니라 자속밀도와 단면적의 곱으로 얻어지는 별개의 양이다.
문제 2
그림과 같은 논리회로에서의 출력식은?
1ABC
2A+B+C
3AB+C
4(A+B)C
정답 및 해설

이 논리회로의 출력식은 AB+C 이다.

앞단은 A·B 입력 다이오드의 캐소드가 입력 쪽을 향하고, 접속점이 저항 R을 거쳐 +Vcc 에 연결된 다이오드 AND 회로이다. 입력 중 하나라도 0이면 그 다이오드가 도통해 접속점이 0이 되므로 접속점은 AB이다.

뒷단은 AB 접속점과 C 입력에서 출력 쪽으로 향하는 다이오드 두 개가 출력에서 만나고, 출력이 R을 거쳐 −Vcc 에 연결된 다이오드 OR 회로이므로 출력은 AB+C 이다.

  • "ABC"는 A=B=0, C=1 을 대입하면 0이지만, 회로는 C 다이오드가 도통해 출력이 1이다.
  • "A+B+C"는 A=1, B=0, C=0 을 대입하면 1이지만, 회로는 AND 접속점이 0이라 출력이 0이다.
  • "(A+B)C"는 A=B=1, C=0 을 대입하면 0이지만, 회로는 AND 접속점이 1이라 출력이 1이다.
문제 3
전력변환 장치의 반도체 소자 SCR이 턴온(Turn On)되어 20A의 전류가 흐를 때 게이트 전류를 1/2로 줄이면 SCR의 애노드와 캐소드에 흐르는 전류는?
140A
220A
310A
45A
정답 및 해설

SCR이 한번 턴온되면 게이트 전류를 줄이거나 없애도 애노드-캐소드 전류는 변하지 않고 20A로 유지된다.

SCR은 턴온 후에는 부하전류가 유지전류 이상인 한 게이트 신호와 무관하게 도통을 유지하는 래칭(latching) 특성을 가지므로, 게이트 전류를 1/2로 줄여도 주회로 전류는 그대로 20A로 흐른다.

  • '40A'는 전류가 증가한다고 본 것으로 래칭 특성과 맞지 않는다.
  • '10A'는 게이트 전류 비율만큼 주전류도 줄어든다고 본 오해에서 나온 값이다.
  • '5A'도 같은 오해에서 나올 수 있는 값으로 SCR의 턴온 후 특성과 맞지 않는다.
문제 4
정격전류가 55A인 전동기 1대와 정격전류 10A인 전동기 5대에 전력을 공급하는 간선의 허용전류의 최소값은 몇 A인가?
194.5
2105.5
3115.5
4131.3
정답 및 해설

이 간선의 허용전류 최소값은 115.5A이다.

전동기 정격전류의 합은 Im=55+10×5=105 AI_m = 55 + 10 \times 5 = 105\ \text{A}이며, 이 합이 50A를 초과하므로 Ia=Im×1.1=105×1.1=115.5 AI_a = I_m \times 1.1 = 105 \times 1.1 = 115.5\ \text{A}로 계산된다.

  • '94.5'는 위 계산값과 다르다.
  • '105.5'는 정격전류 합계 105A에 가깝지만 1.1배를 적용한 값이 아니다.
  • '131.3'은 105A에 1.25배를 곱했을 때 나오는 값으로, 50A 초과 구간의 배율과 맞지 않는다.
문제 5
변압기의 내부저항과 누설 리액턴스의 % 강하율은 2%, 3%이다. 부하의 역률이 80%일 때 이 변압기의 전압변동률은 몇 %인가?
11.6
21.8
33.4
44.0
정답 및 해설

이 변압기의 전압변동률은 3.4%이다.

지상역률 0.8(cosθ), sinθ=0.6일 때 전압변동률은 ε=pcos⁡θ+qsin⁡θ=2×0.8+3×0.6=1.6+1.8=3.4 %\varepsilon = p\cos\theta + q\sin\theta = 2 \times 0.8 + 3 \times 0.6 = 1.6 + 1.8 = 3.4\ \%로 계산된다.

  • '1.6'은 저항강하분(p cosθ) 만을 고려한 값이다.
  • '1.8'은 리액턴스강하분(q sinθ) 만을 고려한 값이다.
  • '4.0'은 위 계산 결과와 다르다.
문제 6
동기전동기의 위상특성곡선에서 횡축은 무엇을 나타내는가?
1역률
2효율
3계자전류
4전기자전류
정답 및 해설

동기전동기 위상특성곡선(V곡선)의 횡축은 계자전류이다.

V곡선은 일정 출력에서 계자전류를 가로축, 전기자전류를 세로축에 놓고 그린 곡선으로, 각 곡선의 최저점이 역률 1인 지점이다.

  • '전기자전류'는 이 곡선의 세로축(종축)에 해당한다.
  • '역률'은 축이 아니라 계자전류에 따라 달라지는 값으로, 곡선의 최저점에서 1이 된다.
  • '효율'도 이 곡선의 축으로 쓰이지 않는다.
문제 7
저압 연접인입선은 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 넘지 않는 지역에 시설하고 폭 몇 m를 초과하는 도로를 횡단하지 않아야 하는가?
14
25
36
47
정답 및 해설

저압 연접인입선은 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단할 수 없다.

연접인입선은 분기점에서 100m를 넘지 않는 지역에 시설하고, 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단하지 않아야 한다는 규정에 따른 것이다.

  • '4'는 규정상 기준 폭보다 작다.
  • '6'은 규정상 기준 폭보다 크다.
  • '7'도 규정상 기준 폭보다 크다.
문제 8
정전압 송전방식에서 전력 원선도 작성 시 필요한 것으로 모두 옳은 것은?
1조상기용량, 수전단 전압
2송전단 전압, 수전단 전류
3송·수전단 전압, 선로의 일반회로정수
4송·수전단 전류, 선로의 일반회로정수
정답 및 해설

전력원선도를 작성하려면 송·수전단 전압과 선로의 일반회로정수가 필요하다.

전력원선도는 송수전단 전압의 크기와 선로의 일반회로정수(A, B, C, D)를 이용해 그리며, 송수전단의 전류 값 자체는 원선도 작성에 직접 쓰이는 값이 아니다.

  • '조상기용량, 수전단 전압'은 원선도 작성에 필요한 값 조합이 아니다.
  • '송전단 전압, 수전단 전류'는 전류값을 포함하고 있어 필요한 조합이 아니다.
  • '송·수전단 전류, 선로의 일반회로정수'도 전압 대신 전류를 사용하고 있어 맞지 않는다.
문제 9
저압 옥내배선 공사에서 금속관 공사로 시공 할 경우 특징이 아닌 것은?
1전선은 연선일 것
2전선은 절연전선 일 것
3전선은 금속관 안에서 접속점이 없을 것
4콘크리트에 매설하는 것은 관의 두께가 1.2mm 이하 일 것
정답 및 해설

금속관 공사의 특징으로 옳지 않은 것은 콘크리트에 매설하는 관의 두께에 관한 서술이다.

콘크리트에 매입하는 금속관은 정해진 최소 두께 이상이어야 하는데, 이 보기는 '관의 두께가 1.2mm 이하 일 것'이라고 반대 방향으로 서술하고 있어 틀리다.

  • '전선은 연선일 것'은 금속관 공사의 올바른 특징이다.
  • '전선은 절연전선 일 것'도 올바른 특징이다.
  • '전선은 금속관 안에서 접속점이 없을 것'도 올바른 특징이다.
문제 10
3상 유도전동기의 회전력은 단자전압과 어떤 관계가 있는가?
1단자전압에 무관하다.
2단자전압에 비례한다.
3단자전압의 2제곱에 비례한다.
4단자전압의 1/2제곱에 비례한다.
정답 및 해설

3상 유도전동기의 회전력(토크)은 단자전압의 2제곱에 비례한다.

유도전동기의 토크는 2차 유기기전력의 제곱에 비례하고 2차 유기기전력은 단자전압에 비례하므로, 결과적으로 토크는 T∝V2T \propto V^2의 관계를 가진다.

  • '단자전압에 무관하다.'는 위 비례관계와 맞지 않는다.
  • '단자전압에 비례한다.'는 1제곱 비례로 실제보다 낮은 차수다.
  • '단자전압의 1/2제곱에 비례한다.'도 실제 차수와 다르다.
문제 11
동기발전기의 권선을 분포권으로 할 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?
1집중권에 비하여 합성 유기기전력이 커진다.
2전기자 반작용이 증가한다.
3권선의 리액턴스가 좋아진다.
4기전력의 파형이 좋아진다.
정답 및 해설

동기발전기 권선을 분포권으로 하면 기전력의 파형이 좋아진다.

분포권은 집중권에 비해 합성 유기기전력의 크기는 분포계수만큼 다소 줄어들지만, 고조파 성분이 줄어들어 기전력의 파형이 개선되는 장점이 있다.

  • '집중권에 비하여 합성 유기기전력이 커진다.'는 분포권의 실제 특성과 반대다.
  • '전기자 반작용이 증가한다.'는 분포권의 주된 효과가 아니다.
  • '권선의 리액턴스가 좋아진다.'는 리액턴스에 관한 서술로, 이 문항이 묻는 분포권의 대표 효과인 파형 개선에 해당하지 않는다.
문제 12
3상 회로에서 2개의 전력계를 사용하여 평형부하의 역률을 측정하고자 한다. 전력계의 지시가 각각 2kW 및 8kW라 할 때 이 회로의 역률은 약 몇 % 인가?
149
259
369
479
정답 및 해설

2전력계법으로 측정한 이 회로의 역률은 약 69%이다.

두 전력계 지시값이 2kW, 8kW이므로 cos⁡θ=P1+P22P12+P22−P1P2=1024+64−16=10252≈0.693\cos\theta = \dfrac{P_1+P_2}{2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}} = \dfrac{10}{2\sqrt{4+64-16}} = \dfrac{10}{2\sqrt{52}} \approx 0.693으로 약 69%가 된다.

  • '49'는 위 계산값보다 낮다.
  • '59'도 계산값과 차이가 있다.
  • '79'는 계산값보다 높다.
문제 13
그림에서 1차 코일의 자기인덕턴스 L1, 2차 코일의 자기인덕턴스 L2, 상호인덕턴스를 M이라 할 때 LA의 값으로 옳은 것은?
1L1+L2+2M
2L1-L2+2M
3L1+L2-2M
4L1-L2-2M
정답 및 해설

그림의 결선은 두 코일에 전류가 서로 반대 방향으로 흐르는 차동 접속이므로 LA=L1+L2−2ML_A = L_1 + L_2 - 2M이다.

그림에서 LA 는 L1 왼쪽 단자와 L2 왼쪽 단자 사이이고, L1 오른쪽 단자는 아래로 내려가 교차선을 건너 L2 오른쪽 단자에 이어진다. 따라서 전류는 L1 을 왼쪽→오른쪽, L2 를 오른쪽→왼쪽으로 지나 두 코일의 자속이 서로 상쇄된다.

직렬 합성 인덕턴스는 L=L1+L2±2ML = L_1 + L_2 \pm 2M 이고, 자속이 합쳐지는 가동 접속이면 +2M, 상쇄되는 차동 접속이면 −2M 이다.

  • "L 1 +L 2 +2M"은 두 코일을 같은 방향으로 지나는 가동 접속의 값으로, 그림의 교차 결선과 맞지 않는다.
  • "L 1 -L 2 +2M"은 직렬 합성에서 항상 더해지는 두 자기인덕턴스 중 하나를 뺀 형태라 성립하지 않는다.
  • "L 1 -L 2 -2M"도 자기인덕턴스 L2 를 뺀 형태여서 직렬 합성식에 해당하지 않는다.
문제 14
3상 송전선로 1회선의 전압이 22kV, 주파수가 60㎐로 송전시 무부하 충전전류는 약 몇 A인가? (단, 송전선의 길이는 20km이고, 1선 1km당 정전용량은 0.5㎌이다.)
148
236
324
412
정답 및 해설

이 송전선로의 무부하 충전전류는 약 48A이다.

선로 전체의 정전용량은 C=0.5×20=10 μFC = 0.5 \times 20 = 10\ \mu\text{F}이고 상전압은 E=22,0003≈12,702 VE = \dfrac{22{,}000}{\sqrt{3}} \approx 12{,}702\ \text{V}이므로, 충전전류는 Ic=2πfCE=2π×60×10×10−6×12,702≈48 AI_c = 2\pi f C E = 2\pi \times 60 \times 10\times10^{-6} \times 12{,}702 \approx 48\ \text{A}로 계산된다.

  • '36'은 위 계산값 약 48A보다 작다.
  • '24'는 위 계산값의 절반 수준으로 맞지 않는다.
  • '12'도 위 계산값보다 훨씬 작다.
문제 15
저압 가공 인입선의 금속관 공사에서 앤트런스캡의 주된 사용 장소는?
1전선관의 끝 부분
2부스 덕트의 마감재
3케이블 헤드의 끝부분
4케이블 트레이의 마감재
정답 및 해설

앤트런스캡은 저압 가공 인입선의 금속관 공사에서 전선관의 끝 부분에 사용한다.

앤트런스캡은 인입구 배관의 관 끝에 씌워 빗물 등의 침입을 막는 부속으로, 부스덕트나 케이블 트레이, 케이블 헤드용 부속과는 다른 용도다.

  • '부스 덕트의 마감재'는 앤트런스캡의 용도가 아니다.
  • '케이블 헤드의 끝부분'도 앤트런스캡이 쓰이는 자리가 아니다.
  • '케이블 트레이의 마감재' 역시 앤트런스캡과 무관하다.
문제 16
3상 송전선로에서 지름 5mm의 경동선을 간격 1m로 정삼각형 배치를 한 가공전선의 1선1km당의 작용 인덕턴스는 약 몇 mH/km 인가?
11.0
21.25
31.5
42.0
정답 및 해설

이 가공전선로의 1선1km당 작용 인덕턴스는 약 1.25mH/km이다.

전선 반지름 r=0.25cm, 정삼각형 배치의 등가 선간거리 D=100cm를 대입하면 L=0.05+0.4605log⁡10Dr=0.05+0.4605log⁡101000.25≈1.25 mH/kmL = 0.05 + 0.4605\log_{10}\dfrac{D}{r} = 0.05 + 0.4605\log_{10}\dfrac{100}{0.25} \approx 1.25\ \text{mH/km}로 계산된다.

  • '1.0'은 위 계산값보다 작다.
  • '1.5'는 계산값보다 크다.
  • '2.0'은 계산값보다 크게 벗어난다.
문제 17
출퇴근 표시등 회로에 전기를 공급하기 위한 1차측 전로의 대지 전압과 2차측 전로의 사용전압이 몇 V 이하인 절연 변압기를 사용하여야 하는가?
1200 V, 40 V
2220 V, 60 V
3300 V, 40 V
4300 V, 60 V
정답 및 해설

출퇴근 표시등 회로는 1차측 대지전압 300V, 2차측 사용전압 60V 이하의 절연변압기를 사용해야 한다.

이 회로는 절연변압기를 통해 공급하되, 1차 전로의 대지전압과 2차 전로의 사용전압 상한이 각각 정해져 있어 위 조합이 이를 만족한다.

  • '200 V, 40 V'는 규정된 상한값과 다르다.
  • '220 V, 60 V'는 1차 대지전압 기준과 맞지 않는다.
  • '300 V, 40 V'는 2차 사용전압 기준과 맞지 않는다.
문제 18
가공전선로에 사용하는 애자가 갖춰야 하는 구비 조건이 아닌 것은?
1가해지는 외력에 기계적으로 견딜 수 있을 것
2전기적, 기계적 성능이 저하되지 않을 것
3표면 저항을 가지고 누설전류가 클 것
4코로나 방전을 일으키지 않을 것
정답 및 해설

가공전선로용 애자의 구비조건이 아닌 것은 누설전류가 클 것이라는 서술이다.

애자는 표면 저항이 크고 누설전류가 작아야 절연 성능을 유지할 수 있으므로, 이 보기는 요구되는 방향과 반대로 서술되어 있다.

  • '가해지는 외력에 기계적으로 견딜 수 있을 것'은 애자의 올바른 구비조건이다.
  • '전기적, 기계적 성능이 저하되지 않을 것'도 올바른 구비조건이다.
  • '코로나 방전을 일으키지 않을 것'도 올바른 구비조건이다.
문제 19
500kV 단상변압기 4대를 사용하여 과부하가 되지 않게 사용할 수 있는 3상 최대전력은 몇 kVA 인가?
1500√3
21500
31000√3
42000
정답 및 해설

이 단상변압기 4대로 과부하 없이 공급할 수 있는 3상 최대전력은 1000√3 kVA이다.

발문의 '500kV'는 변압기 용량이므로 500kVA로 보아야 보기와 단위가 맞는다. 단상변압기 4대는 V결선 2조로 운전하는 것이 최대이며, V결선 1조의 출력이 3×500 kVA\sqrt{3} \times 500\ \text{kVA}이므로 P=2×3×500=10003≈1732 kVAP = 2 \times \sqrt{3} \times 500 = 1000\sqrt{3} \approx 1732\ \text{kVA}가 된다.

  • '500√3'은 V결선 1조만의 출력에 해당한다.
  • '1500'은 3대를 Δ결선하고 1대를 쓰지 않을 때의 출력으로, V결선 2조의 약 1732kVA보다 작다.
  • '2000'은 4대 용량을 단순 합산한 값으로, V결선의 출력 제한을 반영하지 않았다.
문제 20
그림과 같은 전기회로에서 전류 I1은 몇 A 인가?
11
22
33
46
정답 및 해설

2Ω 에 흐르는 전류 I1 은 2A이다.

그림은 3A 전류원에 2Ω 과 4Ω 이 병렬로 연결된 회로이므로, 전류는 저항에 반비례해 나뉜다(분류 법칙).
I1=I×42+4=3×46=2 AI_1 = I \times \dfrac{4}{2+4} = 3 \times \dfrac{4}{6} = 2\ \text{A}
나머지 1A 가 4Ω 으로 흐르며, 두 저항의 전압은 2×2=4×1=4 V2 \times 2 = 4 \times 1 = 4\ \text{V} 로 같다.

  • "1"은 4Ω 쪽 전류로, 분류 비율을 거꾸로 적용한 값이다.
  • "3"은 전류원 전류 전체로, 이 경우 4Ω 에는 전류가 흐르지 않아야 하므로 병렬 회로에서 성립하지 않는다.
  • "6"은 전원 전류 3A 보다 커서 한 가지(분기) 전류가 될 수 없다.
문제 21
그림과 같은 블록선도에서 C/R을 구하면?
1
2
3
4
정답 및 해설

C/R 은 G1G21+G1G2G3G4\dfrac{G_1G_2}{1+G_1G_2G_3G_4}이다.

그림은 R(s) 가 가합점(+)을 거쳐 G1→G2 로 C(s) 가 되고, C(s) 가 G4→G3 를 지나 가합점에 −로 되먹임되는 부궤환 구조이다.

부궤환 전달함수는 CR=G1+GH\dfrac{C}{R} = \dfrac{G}{1+GH} 에서 전향 경로 G=G1G2G = G_1G_2, 궤환 경로 H=G3G4H = G_3G_4 를 대입해 얻는다.

  • 분자가 G1G2 이고 분모가 1+G1G2+G3G4 인 보기는 루프 이득을 곱이 아닌 합으로 둔 것으로, 네 블록이 한 루프에 직렬로 있으므로 루프 이득은 G1G2G3G4 이다.
  • 분자가 G3G4 이고 분모가 1+G1G2+G3G4 인 보기는 분자에 궤환 경로를 넣었고 루프 이득도 합으로 잡았다.
  • 분자가 G3G4 이고 분모가 1+G1G2G3G4 인 보기는 분모는 맞지만 R 에서 C 로 가는 전향 경로가 G1G2 이므로 분자가 틀렸다.
문제 22
단상 회로에 교류 전압 220 V를 가한 결과 위상이 45° 뒤진 전류가 15 A 흘렀다. 이 회로의 소비전력은 약 몇 W 인가?
11335
22333
33335
44333
정답 및 해설

이 회로의 소비전력은 약 2333W이다.

전압 220V, 전류 15A, 위상차 45˚이므로 P=VIcos⁡θ=220×15×cos⁡45∘≈2333 WP = VI\cos\theta = 220 \times 15 \times \cos45^\circ \approx 2333\ \text{W}로 계산된다.

  • '1335'는 위 계산값보다 작다.
  • '3335'는 계산값보다 크게 벗어난다.
  • '4333'도 계산값보다 크게 벗어난다.
문제 23
스위칭 주기(T)에 대한 스위치의 온(On) 기간 (ton)의 비인 듀티비를 D라 하면 정상상태에서 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)의 입력전압 (VS)대 출력 전압 (V0)의 비 V0/VS를 나타낸 것으로 올바른 것은?
1D-1
21-D
3D/(1-D)
4D/(1+D)
정답 및 해설

정상상태 벅-부스트 컨버터의 입출력 전압비는 D/(1-D)이다.

스위치 온 구간에는 인덕터에 입력전압이, 오프 구간에는 출력전압이 걸리므로 한 주기 동안 인덕터 전압의 평균이 0이 되는 전압-초 평형 조건에서 VSDT=V0(1−D)TV_S D T = V_0 (1-D) T이고, 따라서 V0VS=D1−D\dfrac{V_0}{V_S} = \dfrac{D}{1-D}가 된다(출력 극성은 입력과 반대).

  • 'D-1'은 위 관계식과 형태가 다르다.
  • '1-D'는 위 관계식과 다르다.
  • 'D/(1+D)'도 분모의 부호가 달라 위 관계식과 맞지 않는다.
문제 24
3상 권선형 유도전동기에서 2차측 저항을 2배로 할 경우 최대 토크의 변화는?
12배로 된다.
21/2로 줄어든다.
3√2배가 된다.
4변하지 않는다.
정답 및 해설

권선형 유도전동기의 2차저항을 2배로 해도 최대토크는 변하지 않는다.

비례추이 원리에 따라 2차저항을 바꾸면 최대토크가 발생하는 슬립의 위치만 이동할 뿐, 최대토크의 크기 자체는 2차저항 값과 무관하게 일정하게 유지된다.

  • '2배로 된다.'는 최대토크가 2차저항에 비례해 커진다고 본 것으로 비례추이 원리와 맞지 않는다.
  • '1/2로 줄어든다.'도 위 원리와 반대다.
  • '√2배가 된다.'도 최대토크가 2차저항에 따라 변한다고 본 것으로 맞지 않는다.
문제 25
그림과 같은 논리회로를 1개의 게이트로 표현하면?
1NOT
2OR
3AND
4NOR
정답 및 해설

이 회로는 OR 게이트 1개와 같다.

그림에서 앞단 NAND 게이트 2개는 각각 두 입력을 한데 묶어 한 단자로 받으므로 NOT(인버터)으로 동작하고, 그 출력 A‾\overline{A}, B‾\overline{B} 가 뒷단 NAND 로 들어간다.
Y=A‾⋅B‾‾=A+BY = \overline{\overline{A}\cdot\overline{B}} = A + B (드모르간 정리)

  • "NOT"은 입력이 하나인 게이트여서 두 입력을 받는 이 회로를 나타낼 수 없다.
  • "AND"는 A=1, B=0 에서 0 을 내지만, 이 회로는 1+0=11+0=1 을 출력한다.
  • "NOR"는 A=B=0 에서 1 을 내지만, 이 회로는 0+0=00+0=0 을 출력한다.
문제 26
서지보호장치(SPD)를 기능에 따라 분류할때 포함되지 않는 것은?
1복합형 SPD
2전압 제한형 SPD
3전압 스위칭형 SPD
4전류 스위칭형 SPD
정답 및 해설

SPD의 기능별 분류에는 전류 스위칭형이라는 종류가 포함되지 않는다.

SPD는 동작 특성에 따라 전압 스위칭형, 전압 제한형, 그리고 두 특성을 함께 가진 복합형으로 분류되며, 전류를 기준으로 한 스위칭형 분류는 존재하지 않는다.

  • '복합형 SPD'는 실제 분류에 포함된다.
  • '전압 제한형 SPD'도 실제 분류에 포함된다.
  • '전압 스위칭형 SPD'도 실제 분류에 포함된다.
문제 27
그림과 같이 단상 반파 정류 회로에서 저항 R에 흐르는 전류는 약 몇 A 인가? (단, v=200√2 sin wt[V], R=10√2[Ω]이다.)
13.18
26.37
39.26
412.74
정답 및 해설

저항 R 에 흐르는 평균 전류는 약 6.37A이다.

그림은 다이오드 1개와 저항 R 이 직렬인 단상 반파 정류 회로이다. 최대값 Vm=2002 VV_m = 200\sqrt{2}\ \text{V} 이므로 직류(평균) 전압은 Vd=VmπV_d = \dfrac{V_m}{\pi} 이다.
Id=VmπR=2002π×102=20π≈6.37 AI_d = \dfrac{V_m}{\pi R} = \dfrac{200\sqrt{2}}{\pi \times 10\sqrt{2}} = \dfrac{20}{\pi} \approx 6.37\ \text{A}

  • "3.18"은 10π\dfrac{10}{\pi} 로, 반파 평균값을 한 번 더 절반으로 나눈 값이다.
  • "9.26"은 반파 평균 20π\dfrac{20}{\pi} 와 전파 평균 40π\dfrac{40}{\pi} 사이 값인데, 반파 평균 전류는 전파 평균 12.74A 의 정확히 절반이어야 하므로 반파 결과가 될 수 없다.
  • "12.74"는 2VmπR=40π\dfrac{2V_m}{\pi R} = \dfrac{40}{\pi} 로, 두 반주기를 모두 쓰는 전파 정류의 평균 전류이다.
문제 28
직렬회로에서 저항 6 Ω, 유도리액턴스 8 Ω의 부하에 비정현파 전압 v=200√2 sin wt+100√2 sin3wt[V]를 가했을때, 이 회로에서 소비되는 전력은 약 몇 W 인가?
12456
22498
32534
42563
정답 및 해설

이 비정현파 회로에서 소비되는 전력은 약 2498W이다.

기본파는 Z1=62+82=10 Ω, I1=20010=20 AZ_1=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \Omega,\ I_1=\dfrac{200}{10}=20\ \text{A}이고, 3고조파는 리액턴스가 3배가 되어 Z3=62+242≈24.74 Ω, I3=10024.74≈4.04 AZ_3=\sqrt{6^2+24^2}\approx24.74\ \Omega,\ I_3=\dfrac{100}{24.74}\approx4.04\ \text{A}이다. 저항에서만 유효전력이 소비되므로 P=I12R+I32R=202×6+4.042×6≈2400+98=2498 WP = I_1^2R + I_3^2R = 20^2\times6 + 4.04^2\times6 \approx 2400+98 = 2498\ \text{W}로 계산된다.

  • '2456'은 위 계산값보다 작다.
  • '2534'는 계산값보다 크게 벗어난다.
  • '2563'도 계산값보다 크게 벗어난다.
문제 29
동기발전기를 병렬운전 하고자 하는 경우의 조건에 해당되지 않는 것은?
1기전력의 위상이 같을 것
2기전력의 파형이 같을 것
3발전기의 주파수가 같을 것
4기전력의 임피던스가 같을 것
정답 및 해설

동기발전기 병렬운전 조건에 해당되지 않는 것은 기전력의 임피던스가 같을 것이라는 항목이다.

병렬운전 조건은 기전력의 크기·위상·파형·주파수가 같아야 한다는 것이며, 각 발전기 내부 임피던스가 같아야 한다는 조건은 포함되지 않는다.

  • '기전력의 위상이 같을 것'은 실제 병렬운전 조건에 해당한다.
  • '기전력의 파형이 같을 것'도 실제 조건에 해당한다.
  • '발전기의 주파수가 같을 것'도 실제 조건에 해당한다.
문제 30
반도체 소자 다이오드를 병렬로 접속하는 주된 목적은?
1고전압화
2고주파화
3대용량화
4저손실화
정답 및 해설

다이오드를 병렬로 접속하는 주된 목적은 대용량화이다.

다이오드를 병렬로 연결하면 각 소자에 흐르는 전류를 분담시켜 더 큰 전류를 처리할 수 있게 되며, 전압을 분담해 내압을 높이는 목적은 직렬 접속에 해당한다.

  • '고전압화'는 직렬 접속의 목적에 해당한다.
  • '고주파화'는 병렬 접속의 목적이 아니다.
  • '저손실화'도 병렬 접속의 주된 목적으로 보기 어렵다.
문제 31
전력변환 방식 중 직류전압을 높은 전압에서 낮은 전압으로 변환하는 장치는?
1인버터
2반파정류
3벅 컨버터
4부스트 컨버터
정답 및 해설

직류전압을 높은 전압에서 낮은 전압으로 변환하는 장치는 벅 컨버터이다.

벅 컨버터는 강압형 DC-DC 변환기로 입력전압보다 낮은 출력전압을 내며, 반대로 부스트 컨버터는 승압형으로 출력전압이 입력전압보다 높다.

  • '인버터'는 직류를 교류로 바꾸는 장치다.
  • '반파정류'는 교류를 직류로 바꾸는 정류 방식이다.
  • '부스트 컨버터'는 낮은 전압에서 높은 전압으로 바꾸는 승압형 장치다.
문제 32
220/380 V 겸용 3상 유도 전동기의 리드선은 몇 가닥을 인출하는가?
13
24
36
48
정답 및 해설

220/380V 겸용 3상 유도전동기는 리드선을 6가닥 인출한다.

Y결선과 Δ결선을 전환해 220V·380V 겸용으로 사용하려면 각 상 권선의 양 끝을 모두 인출해야 하므로 3상 권선에서 총 6가닥의 리드선이 나온다.

  • '3'가닥은 결선을 바꿀 수 없는 단일 결선 방식의 인출 수다.
  • '4'가닥도 겸용 결선 전환에 필요한 인출 수보다 적다.
  • '8'가닥은 필요한 인출 수보다 많다.
문제 33
송전선로에서 코로나 임계전압(kV)의 식은? (단, d 및 r은 전선의 지름 및 반지름, D는 전선의 평균 선간거리, 단위는 ㎝이며 다른 조건은 무시한다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

코로나 임계전압은 E0=24.3 dlog⁡10Dr [kV]E_0 = 24.3\,d\log_{10}\dfrac{D}{r}\ \text{[kV]}로, 분자에 d 가 곱해지고 로그 안이 D/r 인 보기이다.

일반식 E0=24.3 m0m1δ dlog⁡10DrE_0 = 24.3\,m_0 m_1 \delta\, d \log_{10}\dfrac{D}{r} 에서 표면계수·날씨계수·상대공기밀도를 무시하면 이 식이 된다. 전선 지름 d 가 클수록 임계전압이 높아지고, 선간거리 D 가 전선 반지름 r 보다 훨씬 크므로 D/r > 1 이어서 로그값이 양수이다.

  • d 에 log⁡10rD\log_{10}\dfrac{r}{D} 를 곱한 보기는 r < D 라서 로그값이 음수가 되어 임계전압이 음수로 나온다.
  • 24.3 을 dlog⁡10rDd\log_{10}\dfrac{r}{D} 로 나눈 보기는 분모의 로그가 음수여서 값이 음수가 되고, d 가 커질수록 임계전압이 작아지는 꼴이다.
  • 24.3 을 dlog⁡10Drd\log_{10}\dfrac{D}{r} 로 나눈 보기는 로그 안은 맞지만 d 가 분모에 있어 지름이 커질수록 임계전압이 낮아지는 꼴이 되어 식의 관계와 반대이다.
문제 34
다음 논리회로의 논리식 Z의 출력을 간략화 하면?
1
2
3
4
정답 및 해설

Z 를 간략화하면 B‾+C\overline{B}+C이다.

그림의 식은 Z=A‾ B‾ C‾+A‾ B‾C+AB‾ C‾+A‾BC+AB‾C+ABCZ = \overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C}+\overline{A}\,\overline{B}C+A\overline{B}\,\overline{C}+\overline{A}BC+A\overline{B}C+ABC 로 최소항 000·001·100·011·101·111 (ABC 순) 6개의 합이다. 빠진 조합은 010·110 두 개뿐이고, 둘 다 BC‾B\overline{C} 이다.
Z=BC‾‾=B‾+CZ = \overline{B\overline{C}} = \overline{B}+C

  • A‾+BC\overline{A}+BC 보기는 ABC=100 에서 0 이 되지만, 원래 식에는 AB‾ C‾A\overline{B}\,\overline{C} 항이 있어 Z=1 이다.
  • A‾ B‾+AC‾\overline{A}\,\overline{B}+A\overline{C} 보기는 ABC=011 에서 0 이 되지만, 원래 식에는 A‾BC\overline{A}BC 항이 있어 Z=1 이다.
  • A‾(B+C)\overline{A}(B+C) 보기는 ABC=000 에서 0 이 되지만, 원래 식에는 A‾ B‾ C‾\overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C} 항이 있어 Z=1 이다.
문제 35
직류 분권 전동기에서 전압의 극성을 반대로 공급하였을 때 다음 중 옳은 것은?
1회전 방향은 변하지 않는다.
2회전 방향이 반대로 된다.
3회전하지 않는다.
4발전기로 된다.
정답 및 해설

직류 분권전동기는 전원 극성을 반대로 걸어도 회전 방향이 변하지 않는다.

극성을 반대로 하면 계자권선과 전기자권선에 흐르는 전류가 동시에 반대로 바뀌어 토크의 방향(회전방향)은 그대로 유지된다.

  • '회전 방향이 반대로 된다.'는 계자와 전기자 전류가 함께 반전된다는 점을 반영하지 않은 결과다.
  • '회전하지 않는다.'는 극성 반전과 무관하게 전동기가 정상 동작하는 것과 맞지 않는다.
  • '발전기로 된다.'도 이 상황에서 나타나는 현상이 아니다.
문제 36
전기공급설비 및 전기사용 설비에서 전선의 접속법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1접속부분은 접속관, 기타의 기구를 사용한다.
2전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 않는다.
3전선의 전기저항이 증가되도록 접속하여야 한다.
4접속부분은 절연전선의 절연물과 동등이상의 절연 효력이 있도록 충분히 피복한다.
정답 및 해설

전선 접속법 설명 중 틀린 것은 전기저항이 증가되도록 접속해야 한다는 서술이다.

전선 접속부는 오히려 전기저항이 증가되지 않도록 접속해야 하므로, 이 보기는 요구 방향과 반대로 서술되어 있다.

  • '접속부분은 접속관, 기타의 기구를 사용한다.'는 올바른 설명이다.
  • '전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 않는다.'도 올바른 설명이다.
  • '접속부분은 절연전선의 절연물과 동등이상의 절연 효력이 있도록 충분히 피복한다.'도 올바른 설명이다.
문제 37
22.9kV 배전선로 가선공사에서 주상의 경완금(경완철)에 전선을 가선작업 할 때 필요 없는 금구류 또는 자재는 다음 중 어느 것인가?
1앵커쇄클
2현수애자
3소켓아이
4데드엔드크램프
정답 및 해설

경완금(경완철)에 전선을 가선하는 작업에 필요 없는 자재는 앵커쇄클이다.

경완철에서는 현수애자를 완철에 걸고, 애자 아래쪽에 소켓아이와 데드엔드크램프를 차례로 연결해 전선을 잡는다. 앵커쇄클은 ㄱ형 완철에 현수애자를 걸 때 쓰는 금구로, 경완철 가선에는 쓰이지 않는다.

  • '현수애자'는 전선을 완철에 매다는 데 쓰이는 자재다.
  • '소켓아이'는 현수애자와 데드엔드크램프를 잇는 금구다.
  • '데드엔드크램프'는 전선을 인류(고정)하는 데 쓰이는 자재다.
문제 38
동기 전동기의 전기자 권선을 단절권으로 하는 이유는?
1역률을 좋게 한다.
2절연을 좋게 한다.
3고조파를 제거한다.
4기전력의 크기가 높아진다.
정답 및 해설

동기전동기 전기자 권선을 단절권으로 하는 이유는 고조파를 제거하기 위함이다.

단절권은 코일 간격을 극 간격보다 짧게 감아 특정 고조파 성분을 상쇄시켜 기전력 파형을 좋게 만들고 동선량도 절약하는 권선법이다.

  • '역률을 좋게 한다.'는 단절권의 주된 목적으로 보기 어렵다.
  • '절연을 좋게 한다.'도 단절권과 직접 관련된 효과가 아니다.
  • '기전력의 크기가 높아진다.'는 오히려 단절권에서는 기전력 크기가 다소 줄어드는 것과 반대된다.
문제 39
동기전동기 12극, 60㎐ 회전자계의 속도는 몇 m/s 인가? (단, 회전자계의 극 간격은 1m 이다.)
160
290
3120
4180
정답 및 해설

이 회전자계의 속도는 약 120m/s이다.

극 간격이 1m이므로 회전자계는 1주기 동안 극간격 2개분, 즉 2m를 이동하며, 주파수 60Hz를 곱하면 v=2×1×60=120 m/sv = 2 \times 1 \times 60 = 120\ \text{m/s}가 된다.

  • '60'은 극 간격 1개분만 이동한 것으로 본 값이다.
  • '90'은 위 계산값과 다르다.
  • '180'은 위 계산값보다 크다.
문제 40
400V 미만인 저압용의 계기용 변성기에 있어서 그 철심 외함에 적당한 접지공사는?
1제1종 접지공사
2제2종 접지공사
3제3종 접지공사
4특별 제3종 접지공사
정답 및 해설

400V 미만 저압용 계기용변성기의 철심 외함에는 제3종 접지공사를 적용한다.

저압 기기의 철대·외함 접지는 사용전압 400V를 기준으로 구분되며, 400V 미만인 경우에는 제3종 접지공사를 적용한다.

  • '제1종 접지공사'는 고압·특고압 기기에 적용하는 접지공사다.
  • '제2종 접지공사'는 변압기의 중성점 등에 적용하는 접지공사다.
  • '특별 제3종 접지공사'는 400V 이상의 저압 기기에 적용하는 접지공사다.
문제 41
자기용량 10kVA의 단권변압기를 이용해서 배전전압 3000V를 3300V로 승압하고 있다. 부하역률이 80% 일 때 공급할 수 있는 부하 용량은 약 몇 kW 인가? (단, 단권변압기의 손실은 무시한다.)
158
268
378
488
정답 및 해설

이 단권변압기가 공급할 수 있는 부하 용량은 약 88kW이다.

단권변압기의 자기용량과 부하용량(2차 회로용량)의 비는 승압분과 2차전압의 비와 같으므로 P2=10×33003300−3000=10×3300300=110 kVAP_2 = 10 \times \dfrac{3300}{3300-3000} = 10 \times \dfrac{3300}{300} = 110\ \text{kVA}이고, 역률 0.8을 곱하면 110×0.8=88 kW110 \times 0.8 = 88\ \text{kW}가 된다.

  • '58'은 위 계산값보다 작다.
  • '68'은 계산값과 차이가 있다.
  • '78'도 계산값과 차이가 있다.
문제 42
송전선로에 코로나가 발생하였을 때 장점은?
1송전선로의 전력 손실을 감소시킨다.
2전력선 반송 통신설비에 잡음을 감소시킨다.
3송전선로에서의 이상전압 진행파를 감소시킨다.
4중성점 직접접지 방식의 송전선로 부근의 통신선에 유도장해를 감소시킨다.
정답 및 해설

코로나 방전은 선로에 침입한 이상전압 진행파의 파고값을 완화시켜 송전선로에서의 이상전압 진행파를 감소시키는 효과가 있다.

코로나는 공기 절연이 국부적으로 파괴되면서 에너지를 흡수하므로 진행파의 파두 급준도를 낮추는 완충 작용을 한다.

  • 송전선로의 전력 손실을 감소시킨다는 것은 사실과 반대로, 코로나는 코로나 손실을 발생시켜 오히려 전력 손실을 늘린다.
  • 전력선 반송 통신설비에 잡음을 감소시킨다는 것도 반대로, 코로나는 고주파 잡음을 발생시켜 통신설비에 잡음을 증가시킨다.
  • 중성점 직접접지 방식의 송전선로 부근의 통신선에 유도장해를 감소시킨다는 것 역시 반대로, 코로나는 통신선 유도장해를 늘리는 요인이다.
문제 43
변압기의 누설 리액턴스를 감소시키는데 가장 효과적인 방법은?
1권선을 동심 배치시킨다.
2코일을 분할하여 조립한다.
3코일의 단면적을 크게 한다.
4철심의 단면적을 크게 한다.
정답 및 해설

코일을 분할하여 조립하는 방법이 변압기의 누설 리액턴스를 감소시키는데 가장 효과적이다.

권선을 여러 조각으로 나누어 1차·2차 권선을 교대로 배치하면 두 권선의 자기적 결합이 좋아져 누설 자속이 줄어들기 때문이다.

  • 권선을 동심 배치시킨다는 것은 권선의 기본 배치 방식에 해당하며, 가장 효과적인 방법으로 꼽히는 것은 권선을 분할·교대 배치하는 것이다.
  • 코일의 단면적을 크게 한다는 것은 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법에 해당하지 않는다.
  • 철심의 단면적을 크게 한다는 것도 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법에 해당하지 않는다.
문제 44
그림과 같은 전기회로에서 단자 a-b에서 본 합성저항은 몇 Ω 인가? (단, 저항 R은 3Ω 이다.)
11.0
21.5
33.0
44.5
정답 및 해설

a-b 사이 합성저항은 4.5Ω이다.

그림은 R 12개가 2×2 격자를 이루고 a·b 가 대각 모서리에 있는 회로이다. a-b 대각선에 대해 대칭이므로 대칭 위치의 마디(c 와 d, a 에 이웃한 두 마디, b 에 이웃한 두 마디)는 전위가 같아 한 점으로 묶을 수 있다.
묶으면 a→이웃 마디: R 2개 병렬 = R/2, 그다음 두 갈래(c·d 경유, 가운데 마디 경유)가 각각 R/2+R/2 = R 이고 이 둘이 병렬이라 R/2, 마지막 b 쪽 이웃 마디→b: R/2 이다.
Rab=R2+R2+R2=1.5R=1.5×3=4.5 ΩR_{ab} = \dfrac{R}{2} + \dfrac{R}{2} + \dfrac{R}{2} = 1.5R = 1.5 \times 3 = 4.5\ \Omega

  • "1.0"은 a·b 에 각각 R 2개씩만 붙어 있으므로 내부 마디를 모두 단락해도 R/2+R/2=3 ΩR/2 + R/2 = 3\ \Omega 이 하한이어서 불가능하다.
  • "1.5"도 같은 하한 3Ω 보다 작아 불가능하다.
  • "3.0"은 내부 마디를 모두 단락했을 때의 하한값으로, 실제 내부 마디들은 전위가 달라 이보다 커야 한다.
문제 45
콘덴서 인가 전압이 20V일 때 콘덴서에 800μC이 축적되었다면 이 때 축적되는 에너지는 몇 J 인가?
10.008
20.016
30.08
40.16
정답 및 해설

정전 에너지는 0.008 J이다.

W=12QV=12×(800×10−6C)×(20V)=0.008JW=\dfrac{1}{2}QV=\dfrac{1}{2}\times(800\times10^{-6}\text{C})\times(20\text{V})=0.008\text{J}

  • 0.016은 에너지식에서 2분의 1 계수를 빠뜨리고 W=QV로 계산한 값이다.
  • 0.08은 위 정전 에너지 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
  • 0.16도 위 정전 에너지 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
문제 46
동기발전기에서 발생하는 자기여자 현상을 방지하는 방법이 아닌 것은?
1단락비를 감소시킨다.
2발전기를 2대 이상을 병렬로 모선에 접속시킨다.
3송전선로의 수전단에 변압기를 접속시킨다.
4수전단에 부족 여자를 갖는 동기 조상기를 접속시킨다.
정답 및 해설

단락비를 감소시키는 것은 동기발전기의 자기여자현상을 방지하는 방법이 아니다.

자기여자현상은 무부하 장거리 송전선의 충전전류(진상전류)에 의해 발전기 전압이 상승하는 현상이므로, 방지하려면 오히려 단락비를 크게 해야 한다.

  • 발전기를 2대 이상을 병렬로 모선에 접속시킨다는 것은 발전기 측의 충전 용량을 키워 자기여자를 억제하는 대책이다.
  • 송전선로의 수전단에 변압기를 접속시킨다는 것은 변압기의 여자전류(지상전류)로 진상 충전전류를 일부 상쇄하는 대책이다.
  • 수전단에 부족 여자를 갖는 동기 조상기를 접속시킨다는 것은 조상기가 리액터처럼 지상전류를 흘려 충전전류를 상쇄하는 대책이다.
문제 47
아래 논리회로에서 출력 F로 나올 수 없는 것은?
1AB
2A+B
3
4
정답 및 해설

출력 F 로 나올 수 없는 것은 AB+A‾ B‾AB+\overline{A}\,\overline{B}(배타적 NOR)이다.

그림은 4입력 멀티플렉서로, S1·S0 가 고르는 입력 중 하나가 F 가 된다. 입력 0 = OR 게이트 A+BA+B, 입력 1 = XOR 게이트 A⊕BA\oplus B, 입력 2 = AND 게이트 ABAB, 입력 3 = A 를 NOT 게이트에 넣은 A‾\overline{A} 이다.

따라서 F 는 이 네 식만 될 수 있고, 배타적 NOR 은 어느 입력에도 없다.

  • "AB"는 AND 게이트 출력으로 입력 2 에 들어가 있다.
  • "A+B"는 OR 게이트 출력으로 입력 0 에 들어가 있다.
  • A‾B+AB‾\overline{A}B+A\overline{B} 보기는 XOR 게이트 출력으로 입력 1 에 들어가 있다.
문제 48
전기회로에서 전류에 의해 만들어지는 자기장의 자력선의 방향을 나타내는 법칙은?
1암페어의 오른나사 법칙
2플레밍의 왼손 법칙
3가우스의 법칙
4렌츠의 법칙
정답 및 해설

암페어의 오른나사 법칙이 전류에 의해 만들어지는 자기장의 자력선 방향을 나타낸다.

전류가 흐르는 방향으로 오른나사를 돌릴 때 나사가 회전하는 방향이 자력선의 방향이 되는 법칙이기 때문이다.

  • 플레밍의 왼손 법칙은 자기장 속의 도체에 작용하는 힘(전자력)의 방향을 정하는 법칙으로 자력선의 방향과는 무관하다.
  • 가우스의 법칙은 전하와 전속(전기장)의 관계를 다루는 법칙으로 전류에 의한 자력선 방향과는 무관하다.
  • 렌츠의 법칙은 유도기전력이 자속 변화를 방해하는 방향으로 발생함을 정하는 법칙으로 전류에 의한 자력선 방향 자체를 정하는 법칙이 아니다.
문제 49
RC 직렬회로에서 t=0일 때 직류전압 10V를 인가하면 t=0.1 sec 일 때 전류는 약 몇 mA인가? (단, R=1000 Ω, C=50 ㎌ 이고, 초기 정전용량은 0이다.)
12.25
21.85
31.55
41.35
정답 및 해설

0.1초 시점의 전류는 약 1.35mA이다.

τ=RC=(1000 Ω)×(50×10−6F)=0.05s, i(t)=VRe−t/τ=10V1000 Ω×e−0.1/0.05≈1.35×10−3A\tau=RC=(1000\ \Omega)\times(50\times10^{-6}\text{F})=0.05\text{s},\ i(t)=\dfrac{V}{R}e^{-t/\tau}=\dfrac{10\text{V}}{1000\ \Omega}\times e^{-0.1/0.05}\approx1.35\times10^{-3}\text{A}

  • 2.25는 위 지수 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
  • 1.85는 위 지수 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
  • 1.55는 위 지수 계산 결과와 일치하지 않는 값이다.
문제 50
어떤 정현파 전압의 평균값이 220V이면 최댓값은 약 몇 V 인가?
1282
2315
3345
4445
정답 및 해설

최댓값은 평균값 220V로부터 약 345V로 계산된다.

Vm=π2×Vavg=π2×220V≈345.6VV_m=\dfrac{\pi}{2}\times V_{avg}=\dfrac{\pi}{2}\times220\text{V}\approx345.6\text{V}

  • 282는 평균값과 최댓값의 관계식을 만족하지 않는 값이다.
  • 315는 평균값과 최댓값의 관계식을 만족하지 않는 값이다.
  • 445는 평균값과 최댓값의 관계식을 만족하지 않는 값이다.
문제 51
345kV의 가공송전선을 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 산지에 시설하는 경우 가공 송전선의 지표상 높이는 최소 몇 m 인가?
15.28
26.28
37.28
48.28
정답 및 해설

산지 등 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 곳에서 345kV 가공송전선의 지표상 최소 높이는 약 7.28m이다.

h=5m+⌈345−16010⌉×0.12m=5m+19×0.12m=7.28mh=5\text{m}+\left\lceil\dfrac{345-160}{10}\right\rceil\times0.12\text{m}=5\text{m}+19\times0.12\text{m}=7.28\text{m}

  • 5.28은 기준 높이 이후 가산되는 값이 위 계산과 일치하지 않는 값이다.
  • 6.28도 기준 높이 이후 가산되는 값이 위 계산과 일치하지 않는 값이다.
  • 8.28은 산지 등의 기준 높이 5m 대신 일반 시설 기준인 6m를 기준으로 계산했을 때 나오는 값이다.
문제 52
전기공사시 정부나 공공기관에서 발주하는 물량 산출시 전기재료의 할증률 중 옥외 케이블은 일반적으로 몇 % 이내로 하여야 하는가?
11
23
35
410
정답 및 해설

물량 산출 시 옥외 케이블의 할증률은 3% 이내로 한다.

전기재료 할증률은 전선과 케이블, 옥외와 옥내에 따라 달리 적용하며, 옥외 전선 5%, 옥내 전선 10%, 옥외 케이블 3%, 옥내 케이블 5%이다.

  • 1%는 옥외 케이블의 할증률에 해당하지 않는다.
  • 5%는 옥외 전선 또는 옥내 케이블에 적용하는 할증률이다.
  • 10%는 옥내 전선에 적용하는 할증률이다.
문제 53
전력변환 장치에서 턴온(Turn On) 및 턴오프(Turn Off) 제어가 모두 가능한 반도체 스위칭 소자가 아닌 것은?
1GTO
2SCR
3IGBT
4MOSFET
정답 및 해설

SCR은 턴온과 턴오프를 모두 게이트로 제어할 수 있는 소자가 아니다.

SCR은 게이트 신호로 턴온은 가능하지만 턴오프는 게이트로 이루어지지 않고 애노드 전류를 유지전류 이하로 낮추는 전류 소호(전류 차단) 방식에 의존한다.

  • GTO는 게이트에 역방향 신호를 가해 턴온과 턴오프를 모두 게이트로 제어할 수 있는 소자다.
  • IGBT는 게이트 전압으로 턴온과 턴오프를 모두 제어할 수 있는 소자다.
  • MOSFET도 게이트 전압으로 턴온과 턴오프를 모두 제어할 수 있는 소자다.
문제 54
3상 유도 전동기의 1차 접속을 Δ결선에서 Y결선으로 바꾸면 기동 시의 1차 전류는?
11/3로 감소한다.
21/√3로 감소한다.
33배로 증가한다.
4√3배로 증가한다.
정답 및 해설

1차 접속을 Δ결선에서 Y결선으로 바꾸면 기동 시 1차 전류는 1/3로 감소한다.

IL,YIL,Δ=VL/(3 Z)3×(VL/Z)=13\dfrac{I_{L,Y}}{I_{L,\Delta}}=\dfrac{V_L/(\sqrt3\,Z)}{\sqrt3\times(V_L/Z)}=\dfrac{1}{3}

  • 1/√3로 감소한다는 것은 상전압만 √3배 낮아지는 효과만 반영하고 Δ결선에서 선전류와 상전류의 관계(√3배)를 함께 반영하지 않은 값이다.
  • 3배로 증가한다는 것은 변화 방향이 반대로 서술된 값이다.
  • √3배로 증가한다는 것도 변화 방향이 반대로 서술된 값이다.
문제 55
표준시간을 내경법으로 구하는 수식으로 맞는 것은?
1표준시간=정미시간-여유시간
2표준시간=정미시간×(1-여유율)
3표준시간=정미시간×(1/(1-여유율))
4표준시간=정미시간×(1/(1+여유율))
정답 및 해설

내경법에서는 표준시간을 정미시간 × 1/(1-여유율)로 구한다.

ST=NT×11−aST=NT\times\dfrac{1}{1-a}의 형태로, 여유시간이 차지하는 비율(여유율)을 분모에서 빼는 방식으로 표준시간을 정미시간보다 늘려 계산한다.

  • 표준시간=정미시간-여유시간이라는 식은 여유율 개념을 반영하지 않고 시간을 단순히 빼는 방식이라 내경법 산식이 아니다.
  • 표준시간=정미시간×(1-여유율)이라는 식은 오히려 정미시간보다 표준시간을 줄이는 결과가 되어 여유시간을 더해야 하는 개념과 맞지 않는다.
  • 표준시간=정미시간×(1/(1+여유율))이라는 식은 분모의 부호가 내경법과 반대로 되어 있다.
문제 56
검사특성곡선(OC Curve)에 관한 설명으로 틀린 것은? (단, N : 로트의 크기, n : 시료의 크기, c : 합격판정개수이다.)
1N, n이 일정할 때 c가 커지면 나쁜 로트의 합격률은 높아진다.
2N, c가 일정할 때 n이 커지면 좋은 로트의 합격률은 낮아진다.
3N/n/c의 비율이 일정하게 증가하거나 감소하는 퍼센트 샘플링 검사 시 좋은 로트의 합격률은 영향이 없다.
4일반적으로 로트의 크기 N이 시료 n에 비해 10배 이상 크다면, 로트의 크기를 증가 시켜도 나쁜 로트의 합격률은 크게 변화하지 않는다.
정답 및 해설

로트 크기 N과 시료 크기 n의 비율을 일정하게 유지하는 퍼센트샘플링검사에서는 로트 크기가 달라지면 검사특성곡선(OC curve) 자체가 달라져 좋은 로트의 합격률도 변한다. 따라서 영향이 없다는 설명은 틀렸다.

이런 이유로 퍼센트샘플링검사는 로트 크기에 따라 합격 판정의 엄격도가 들쭉날쭉해져 품질보증 관점에서 바람직하지 않은 방식으로 평가된다.

나머지 설명은 OC곡선의 일반적 성질과 일치한다. 합격판정개수 c가 커지면 나쁜 로트의 합격률이 높아지고, 시료 크기 n이 커지면 변별력이 강해져 좋은 로트의 합격률이 낮아지며, N이 n보다 10배 이상 크면 로트 크기를 늘려도 나쁜 로트의 합격률은 크게 변하지 않는다.

문제 57
품질특성에서 X관리도로 관리하기에 가장 거리가 먼 것은?
1볼펜의 길이
2알코올 농도
31일 전력소비량
4나사길이의 부적합품 수
정답 및 해설

X 관리도(계량형 관리도)는 길이, 농도, 전력소비량처럼 연속적으로 측정되는 계량형 데이터를 관리하는 데 사용된다.

반면 나사길이의 부적합품 수는 개수로 세는 계수형 데이터이므로 np관리도나 c관리도 등 계수형 관리도의 대상이며, X 관리도로 관리하기에는 가장 거리가 멀다.

문제 58
다음 데이터로부터 통계량을 계산한 것 중 틀린 것은?
1범위(R) = 7.6
2제곱합(S) = 7.59
3중앙값(Me) = 24.3
4시료분산(s2) = 8.988
정답 및 해설

데이터 21.5, 23.7, 24.3, 27.2, 29.1에서 평균은 (21.5+23.7+24.3+27.2+29.1)/5=125.8/5=25.16(21.5+23.7+24.3+27.2+29.1)/5=125.8/5=25.16이다. 범위는 R=29.1−21.5=7.6R=29.1-21.5=7.6으로 옳다. 중앙값은 크기순 중앙값인 24.3으로 옳다. 편차제곱합은 S=∑(xi−xˉ)2=(21.5−25.16)2+(23.7−25.16)2+(24.3−25.16)2+(27.2−25.16)2+(29.1−25.16)2S=\sum(x_i-\bar{x})^2=(21.5-25.16)^2+(23.7-25.16)^2+(24.3-25.16)^2+(27.2-25.16)^2+(29.1-25.16)^2
=13.3956+2.1316+0.7396+4.1616+15.5236=35.952=13.3956+2.1316+0.7396+4.1616+15.5236=35.952로 계산되어 S=7.59가 아니라 약 35.95이므로 틀렸다. 시료분산은 s2=S/(n−1)=35.952/4=8.988s^2=S/(n-1)=35.952/4=8.988로 옳으므로, 오답은 제곱합 값이다.

문제 59
다음 그림의 AOA(Activity-on-Arc)네트워크에서 E 작업을 시작하려면 어떤 작업들이 완료되어야 하는가?
1B
2A, B
3B, C
4A, B, C
정답 및 해설

그림에서 A와 B는 같은 노드로 들어가 D작업으로 이어지고, 그 노드에서 점선(더미 작업)이 E작업이 시작되는 노드로 연결된다. 또한 C작업도 E작업이 시작되는 노드로 직접 연결된다. 따라서 A, B가 끝나야 더미작업을 거쳐 E 시작 노드에 도달하고, C 역시 완료되어야 하므로 E작업을 시작하려면 A, B, C 모두 완료되어야 한다.

문제 60
브레인스토밍(Brainstorming)과 가장 관계가 깊은 것은?
1특성요인도
2파레토도
3히스토그램
4회귀분석
정답 및 해설

브레인스토밍은 문제의 원인을 자유롭게 나열하고 그룹화하는 기법으로, 결과 특성과 그에 영향을 주는 요인들을 나뭇가지 모양으로 정리하는 특성요인도 작성에 가장 밀접하게 활용된다.