[9급 서울시 전기이론] 23년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

〈보기〉와 같은 저항 소자를 통해 0초부터 2초까지 +2A의 일정한 전류가, 2초부터 3초까지 −1A의 일정한 전류가, 3초부터 6초까지 +0.5A의 일정한 전류가 흘렀다. 0초부터 6초까지 A지점에서 B지점으로 이동한 총 알짜 전하량[C]은? (단, 양의 전류는 A지점에서 B지점으로 흐르는 전류이다.)
〈보기〉

+4.5

+5.5

−4.5

−5.5

10$\mu$F의 용량을 갖는 커패시터에 1ms 동안 0V에서 10V로 증가하는 입력전압이 가해졌을 때의 전류의 값[A]은?

0.01

0.05

0.1

0.2

〈보기〉의 회로에 대한 쌍대회로로 가장 옳은 것은?
〈보기〉

[그림]

[그림]

[그림]

[그림]

〈보기〉와 같은 상자에 대전된 2개의 공이 들어있다. 해당 상자의 표면에서 $\oiint \vec{D}\cdot d\vec{S}$을 계산한 결과가 +10C이라고 한다. 2개 중 공 A는 대전된 전하량의 절댓값이 3C이고 극성은 모른다고 한다. 공 A와 공 B 사이에 인력이 발생한다면, 공 B의 전하량[C]은?
〈보기〉

+7

−7

−13

+13

〈보기〉와 같이 A, B 2개의 지점에 점전하가 위치해 있다. A지점에 위치한 점전하의 전하량(+4C)만 알고 B지점에 위치한 점전하의 전하량은 모르고 있는 상태이다. 이때 A와 B 사이에, 두 지점으로부터의 거리가 같은 중앙선에서 계측 장비를 통하여 중앙선에 수직한 전기장 성분 $\mathrm{E_n}$의 크기를  측정해본 결과, 중앙선의 모든 위치에서 0V/m의 값을 가진다는 사실을 확인하였다. 이와 같은 상황일 때, B지점에 위치한 점전하의 전하량[C]은? (단, 공간에는 A, B 2개 지점의 점전하를 제외하고는 어떤 외부전하도 존재하지 않는다.)
〈보기〉

+2

+4

0

−4

〈보기〉와 같이 자속밀도 2.4T인 자계 속에서 자계의 방향과 직각으로 놓여진 길이 50cm의 도체가 자계와 30° 방향으로 10m/s의 속도로 운동한다면 도체에 유도되는 기전력[V]은?
〈보기〉

4

5

6

7

〈보기〉에서 점 P(0, 0, 0)에서의 자계의 크기가 0.5A/m가 되게 하는 부채꼴 도선에 흐르는 전류 $I$의 값[A]은? (단, 점 P에서 자계의 방향은 지면 앞이다.)
〈보기〉

8

16

32

64

〈보기〉와 같이 시간영역으로 표현된 정현파 전압, 전류 파형이 있다. 이 전압, 전류를 페이저 영역으로 변환할 때 가장 적절히 변환된 페이저 영역 표현과 페이저도는? (단, 회전방향은 $\omega$이며, 페이저도의 $x$축은 실수축, $y$축은 허수축이고, 페이저 영역 표현에서 전압과 전류의 크기는 각각 $V_m$, $I_m$으로 표현한다.)
〈보기〉

페이저 영역 표현 페이저도 표현

$V_m\angle 0^\circ$
$I_m\angle\phi$
[그림]

$V_m\angle 0^\circ$
$I_m\angle(-\phi)$
[그림]

$V_m\angle 0^\circ$
$I_m\angle(-\phi)$
[그림]

$V_m\angle 0^\circ$
$I_m\angle\phi$
[그림]

〈보기〉의 교류 전압 파형에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
〈보기〉

평균값은 $\dfrac{20}{\pi}$[V]이다.

파형의 주파수는 10[Hz]이다.

실횻값은 $\dfrac{10}{\sqrt{2}}$[V]이다.

최댓값은 20[V]이다.

〈보기〉와 같은 회로의 합성 임피던스[Ω]는?
〈보기〉

2.5+$j$

1.5+$j$1.5

2.5+$j$1.5

1.5+$j$

〈보기〉와 같은 4단자 회로망(two port network)의 Z 파라미터 중 $\mathrm{Z_{22}}$의 값[Ω]은?
〈보기〉

0.5

1

2

3

〈보기〉의 회로를 노드전압법(Node-Voltage Method)으로 회로해석할 때, 생성할 수 있는 식으로 가장 옳지 않은 것은?
〈보기〉

$\dfrac{V_1-10}{R_1}+\dfrac{V_1}{R_2}+\dfrac{V_2}{R_4}+\dfrac{V_2-V_3}{R_5}=0$

$\dfrac{V_3-V_2}{R_5}+\dfrac{V_3-5}{R_6}-6=0$

$R_5(V_2-V_1)=5(V_2-V_3)$

$\dfrac{V_1-V_2}{R_3}+5i_\phi-\dfrac{V_2}{R_4}+\dfrac{V_3-V_2}{R_5}=0$

〈보기〉의 회로에서 스위치가 $t=0$인 시점에 개방이 된다고 가정한다. $t=$20ms가 될 때 커패시터의 전압값[V]은? (단, $e^{-1}=0.37$, $e^{-2}=0.14$, $e^{-3}=0.05$로 한다.)
〈보기〉

0.10

0.28

0.74

1.18

인덕턴스가 각각 $L_1=\dfrac{160}{3}\,\mathrm{mH}$, $L_2=\dfrac{15}{2}\,\mathrm{mH}$인 두 개의 코일이 직렬 연결되어 있다. 자속을 강화시키는 경우와 자속을 감소시키는 경우로 직렬 연결할 때, 결합계수를 0.6으로 가정하면 각각의 연결에 대한 총 인덕턴스[mH]의 근삿값은?
자속을 강화시키는 경우 자속을 감소시키는 경우

84.8    36.8

78.4    30.4

90.2    42.2

67.6    19.6

임의의 평면을 둘러싼 폐곡선에 대해서 벡터자위(vector magnetic potential)를 선적분하였을 때 얻어지는 물리량으로 가장 옳은 것은?

전류

자계

자속밀도

자속

〈보기〉는 이상적인 연산증폭기를 사용하는 회로이다. 두 입력 $v_1$, $v_2$를 인가할 때, 출력전압 $v_o$는?
〈보기〉

$-0.5v_1-0.5v_2$

$-v_1-0.5v_2$

$-2v_1-v_2$

$-0.5v_1-v_2$

〈보기〉와 같은 회로의 a-b단자에 최대전력이 전달되도록 저항 $R_L$을 연결하였다고 가정할 때 저항 $R_L$에서 소비되는 전력[W]은?
〈보기〉

16

20

24

32

〈보기〉에서 원점에 위치한 +2C의 점전하가 있다. 주변 공간에 〈보기〉와 같은 경로를 따라서 −0.5C의 점전하를 a점에서 b점으로 이동시킬 때, 50J의 에너지가 발생한다면, b점에서 c점을 지나 d점으로 +0.5C의 점전하를 이동시킬 때 발생 혹은 입력되는 에너지[J]는? (단, +에너지는 에너지의 발생을, −에너지는 에너지의 입력을 의미하며, 각 지점 및 지점 간 경로는 〈보기〉의 점선으로 표시된 축을 기준으로 대칭적이다. 더불어서 해당 공간에 자기장은 존재하지 않는다.)
〈보기〉

0

−50

+50

−100

평균 둘레 길이가 1m인 환상 원형 철심에 권선을 100회 감고 1A의 전류를 인가했을 때, 철심 내 자속밀도가 $0.04\pi\,\mathrm{Wb/m^2}$가 되게 하는 철심의 비투자율은? (단, 자유공간의 투자율은 $\mu_0=4\pi\times10^{-7}\,\mathrm{H/m}$이며, 누설자속은 없다.)

1000

2500

5000

10000

$v(t)=100\sqrt{2}\sin\left(1000t+\dfrac{\pi}{3}\right)$[V]의 교류전원을 R=10[Ω]과 C=100[$\mu$F]으로 구성된 직렬부하에 인가하였을 때, $i(t)=I_m\cos(1000t+\theta)$[A]의 부하전류가 측정되었다. $I_m$[A]과 $\theta$[rad]의 값을 옳게 짝지은 것은?
$I_m$ $\theta$

$5\sqrt{2}$    $\dfrac{\pi}{12}$

10    $\dfrac{\pi}{12}$

$5\sqrt{2}$    $\dfrac{7\pi}{12}$

10    $\dfrac{7\pi}{12}$