[9급 서울시 전기이론] 22년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

(+)$x$ 방향으로 3kV/m, (+)$y$ 방향으로 5kV/m인 전기장이 있다. 시간 $t=0$일 때 원점에 있는 전하 $Q=4\text{nC}$를 띤 질량 $m=4\text{mg}$인 입자가 (+)$x$ 방향으로 4m/s, (+)$y$ 방향으로 10m/s로 움직일 경우 1초 후에 이 입자 가속도의 (+)$x$ 방향 및 (+)$y$ 방향의 값[m/s2]은?
(+)$x$ 방향 (+)$y$ 방향

1 3

3 3

1 5

3 5

자기 인덕턴스(self-inductance), $L=1\text{H}$인 코일에 교류 전류 $i=\sqrt{2}\sin(120\pi t)\text{A}$가 흐른다고 할 때, 코일의 전압의 실횻값[V]은?

1

$60\pi$

$120\pi$

$\sqrt{2}(120\pi)$

어떤 도선에 5A의 직류전류가 10초간 흘렀다면, 도체 단면을 통과한 전자의 개수는? (단, 전자의 전하량은 $-1.6\times10^{-19}\text{C}$으로 계산한다.)

$3.125\times10^{20}$

50

$1.6\times10^{-19}$

$6.25\times10^{18}$

〈보기〉의 회로에서 $R_1=10\Omega$, $R_2=5\Omega$, $R_3=15\Omega$일 때, 이 회로에 흐르는 전류 $I$와 전원 $V$ 사이의 관계로 옳은 것은?
〈보기〉

$V$[V]=11/30[Ω]·$I$[A]

$V$[V]=30/11[Ω]·$I$[A]

$V$[V]=11[Ω]·$I$[A]

$V$[V]=30[Ω]·$I$[A]

〈보기〉의 빈 칸에 들어갈 숫자는?
〈보기〉
공기 중에 평행한 두 도선의 길이와 도선 사이의 거리가 각각 두 배가 되고, 각 도선에 흐르는 전류가 반으로 줄어들면, 도선 사이에 작용하는 힘은 ＿＿＿배가 된다. 단, 도선은 충분히 길다고 가정한다.

$\frac{1}{8}$

$\frac{1}{4}$

$\frac{1}{2}$

1

〈보기〉 $RLC$ 직렬회로의 $L=10\text{mH}$, $C=100\mu\text{F}$이며, 정현파 교류 전원 $V$의 최댓값(amplitude)이 일정할 때, $R_L$에 공급되는 전력을 최대로 하는 전원 $V$의 주파수[kHz]는?
〈보기〉

$\frac{1}{2\pi}$

$2\pi$

1

1,000

〈보기〉와 같은 평형 3상 회로의 역률은? (단, 3상의 위상순서는 $a-b-c$이다.)
〈보기〉

cos20°(지상)

cos20°(진상)

cos80°(지상)

cos80°(진상)

〈보기〉의 회로에서 정현파 전류 $i_R$과 $i_C$의 실횻값이 각각 4A와 3A일 때, 전류 $i$의 최댓값[A]은?
〈보기〉

5

7

$5\sqrt{2}$

$7\sqrt{2}$

〈보기〉의 회로에서 양단에 교류전압 $v=100\sqrt{2}\sin(10t)\text{V}$인 정현파를 가할 때, 저항 $R_1$에 흐르는 전류의 실횻값이 10A였다면, 저항값 $R$[Ω]은?
〈보기〉

1

6

9

12

라플라스 함수 $F(s)=\frac{1.5s+3}{s^3+2s^2+s}$일 때, 역변환 함수 $f(t)$의 최종값은?

1.5

2

3

4.5

〈보기〉와 같은 전압파형이 2H의 인덕터에 인가되었을 때, $t=10\text{s}$인 시점에서 인덕터에 저장된 자계 에너지[J]는? (단, 인덕터 초기전류는 0A이다.)
〈보기〉

121

130

144

169

〈보기〉와 같이 10mH의 인덕터에 최대치 10V, 60Hz의 구형파 전압을 가할 때, 인덕터에 흐르는 전류의 3고조파 성분의 최댓값 $I_3$[A]와 기본파 성분의 최댓값 $I_1$[A]의 비, 즉 $\frac{I_3}{I_1}$는?
〈보기〉

$\frac{1}{3}$

$\frac{1}{5}$

$\frac{1}{7}$

$\frac{1}{9}$

〈보기〉와 같이 $t=0$에서 회로의 스위치를 닫을 때, 회로의 시정수[ms]와 인덕터에 흐르는 전류 $i_L$의 최종값[A]은?
〈보기〉

시정수 전류

0.2 0.5

0.4 0.5

0.2 1

0.4 1

〈보기〉와 같은 $RLC$ 직렬회로에 $v=10\sqrt{2}\sin(10t)\text{V}$의 교류 전압을 가할 때, 유효전력이 6W였다면, $C$의 값[F]은? (단, 전체 부하는 유도성 부하이다.)
〈보기〉

0.01

0.05

0.1

1

〈보기〉와 같은 $RC$ 직렬회로에서 소비되는 유효전력을 50% 감소하기 위한 방법으로 가장 옳은 것은?
〈보기〉

전압 $v(t)$를 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배 한다.

전압 $v(t)$를 0.5배 한다.

저항 $R$을 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배 한다.

저항 $R$을 0.5배 한다.

유전율이 $\epsilon_0$이고, 극판 사이의 간격이 $d$인 커패시터가 있다. 〈보기〉와 같이 극판 사이에 평행으로 유전율이 $\epsilon$인 물질을 $\frac{d}{2}$ 두께를 갖도록 삽입했을 때, 커패시터의 합성 정전용량이 1.6배가 되었다. 이때 삽입한 유전체의 비유전율은?
〈보기〉

1.5

2

3

4

두 개의 코일로 구성된 이상적인 변압기(ideal transformer)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

두 코일 간의 결합계수는 무한대이다.

두 코일의 자기 인덕턴스는 무한대이다.

두 코일의 저항은 0[Ω]이다.

변압기의 철손은 0[W]이다.

〈보기〉의 연산증폭기 회로에 $5\sin(3t)\text{mV}$ 입력이 주어졌을 때, 출력 신호의 진폭[mV]은? (단, 연산증폭기는 이상적이다.)
〈보기〉

15

45

50

55

〈보기〉의 회로를 A-B터미널에서 바라본 하나의 등가 커패시터로 나타낸다고 할 때 그 커패시턴스[μF]는?
〈보기〉

1

1.5

2

2.5

권선비 3:1인 이상적인 변압기(ideal transformer)의 2차측 권선에 대해 $N_{21}:N_{22}=2:1$의 위치에 탭을 이용하여 〈보기〉와 같은 회로를 구성하였다. 1차측 전압의 실횻값이 9V라면 1차측 전류의 실횻값[A]은?
〈보기〉

$\frac{4}{3}$

$\frac{10}{3}$

$\frac{4}{9}$

$\frac{10}{9}$