[소방설비기사(전기) 필기] 신출대비 2과목 소방전기일반 (30) 해설 페이지
신출예상 · 옴의 법칙
저항 20Ω에 5A의 전류가 흐를 때, 이 저항 양단의 전압[V]은?
4
25
0.25
100
옴의 법칙 V = IR = 5A × 20Ω = 100V.
신출예상 · 전력
저항 10Ω에 200V의 전압을 인가할 때 소비전력[W]은?
4000
400
2000
20
P = V²/R = 200²/10 = 40000/10 = 4000W.
신출예상 · 전력량·열량
1kW의 전열기를 2시간 사용할 때 소비전력량[kWh]은?
0.5
7200
500
2
전력량 W = P × t = 1kW × 2h = 2kWh.
신출예상 · 저항의 직렬접속
3Ω, 6Ω의 두 저항을 직렬로 접속했을 때 합성저항[Ω]은?
9
4.5
2
18
직렬 합성저항 R = 3 + 6 = 9Ω.
신출예상 · 저항의 병렬접속
6Ω, 3Ω의 두 저항을 병렬로 접속했을 때 합성저항[Ω]은?
18
4.5
9
2
병렬 합성저항 R = (6×3)/(6+3) = 18/9 = 2Ω.
신출예상 · 저항률·도체저항
도체의 전기저항에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
단면적에 반비례한다.
길이에 비례한다.
고유저항(저항률)에 비례한다.
도체의 단면적이 클수록 저항이 커진다.
R = ρL/A. 단면적 A가 클수록 저항은 작아진다. 저항은 단면적에 반비례한다.
신출예상 · 콘덴서 정전용량
정전용량 4μF와 4μF의 콘덴서를 병렬로 접속했을 때 합성 정전용량[μF]은?
2
4
8
16
콘덴서 병렬 합성은 단순 합. C = 4 + 4 = 8μF (저항과 반대).
신출예상 · 콘덴서 직렬
정전용량 6μF와 3μF의 콘덴서를 직렬로 접속했을 때 합성 정전용량[μF]은?
4.5
2
9
18
콘덴서 직렬 합성 C = (6×3)/(6+3) = 2μF (콘덴서 직렬은 저항 병렬 공식과 같음).
신출예상 · 콘덴서 축적에너지
정전용량 C에 전압 V를 가했을 때 콘덴서에 축적되는 에너지 W는?
W = CV
W = ½CV²
W = ½C²V
W = CV²
콘덴서 축적에너지 W = ½CV² [J].
신출예상 · 쿨롱의 법칙
진공 중 두 점전하 사이에 작용하는 정전기력에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
두 전하의 곱에 비례한다.
두 전하 사이 거리에 정비례한다.
같은 부호는 반발력, 다른 부호는 흡인력이 작용한다.
거리의 제곱에 반비례한다.
쿨롱의 법칙 F = k·Q₁Q₂/r². 거리 r의 제곱에 반비례하며, 거리에 정비례하지 않는다.
신출예상 · 자기저항·자속
자기회로에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
기자력은 코일의 권수와 전류의 곱(NI)으로 나타낸다.
자속은 기자력에 비례하고 자기저항에 반비례한다.
투자율이 클수록 자기저항이 커진다.
자기저항은 자로의 길이에 비례하고 단면적에 반비례한다.
자기저항 Rm = L/(μA). 투자율 μ가 클수록 자기저항은 작아진다.
신출예상 · 플레밍 법칙
플레밍의 오른손·왼손 법칙에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
왼손 법칙과 오른손 법칙은 완전히 동일한 현상을 설명한다.
플레밍 오른손 법칙은 유도기전력(발전기)의 방향을 나타낸다.
엄지·검지·중지는 각각 힘·자속·전류(또는 운동) 방향을 나타낸다.
플레밍 왼손 법칙은 전자력(전동기)의 방향을 나타낸다.
왼손 법칙은 전자력(전동기 원리), 오른손 법칙은 유도기전력(발전기 원리)으로 서로 다른 현상을 설명한다.
신출예상 · 전자유도·렌츠
전자유도 및 렌츠의 법칙에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
유도기전력은 자속의 시간변화율에 비례한다.
렌츠의 법칙은 유도전류가 자속변화를 방해하는 방향으로 흐른다는 것이다.
유도기전력은 자속이 일정할 때 가장 크다.
코일의 권수가 많을수록 유도기전력이 커진다.
유도기전력 e = -N(dΦ/dt). 자속이 일정하면 변화율이 0이므로 유도기전력도 0이다. 변화가 클수록 커진다.
신출예상 · 교류 실효값
최댓값이 141.4V인 정현파 교류전압의 실효값[V]은 약 얼마인가?
70.7
200
141.4
100
실효값 = 최댓값/√2 = 141.4/1.414 ≈ 100V.
신출예상 · 용량리액턴스
정현파 교류회로에서 용량리액턴스(Xc)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
Xc = 1/(2πfC)이다.
주파수가 높을수록 용량리액턴스가 커진다.
정전용량이 클수록 용량리액턴스가 작아진다.
주파수가 높을수록 용량리액턴스가 작아진다.
Xc = 1/(2πfC). 주파수 f가 커질수록 Xc는 작아진다. 반면 유도리액턴스 XL = 2πfL은 주파수에 비례한다.
신출예상 · RLC 임피던스
저항 R=8Ω, 유도리액턴스 XL=6Ω이 직렬로 연결된 회로의 임피던스[Ω]는?
2
14
10
48
Z = √(R² + XL²) = √(64+36) = √100 = 10Ω.
신출예상 · 역률
교류회로의 역률에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
역률은 피상전력에 대한 유효전력의 비이다.
역률은 cosθ로 나타낸다.
역률이 1에 가까울수록 전력 이용효율이 좋다.
역률이 낮을수록 같은 부하에 대해 전류가 작아진다.
역률이 낮으면 같은 유효전력을 공급하는 데 더 큰 전류가 필요하여 손실이 커진다. 역률 개선(콘덴서)으로 전류를 줄인다.
신출예상 · 3상 결선
3상 교류의 Y결선(성형결선)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
선간전압은 상전압의 √3배이다.
선전류는 상전류의 √3배이다.
선간전압이 상전압보다 30° 앞선다.
선전류와 상전류가 같다.
Y결선에서 선전류 = 상전류(같음), 선간전압 = √3·상전압이다. 선전류가 상전류의 √3배인 것은 Δ(델타)결선이다.
신출예상 · 변압기 권수비
1차 권수 200회, 2차 권수 50회인 변압기에서 1차 전압이 400V일 때 2차 전압[V]은? (이상변압기)
25
1600
800
100
권수비 a = N₁/N₂ = V₁/V₂. V₂ = V₁ × N₂/N₁ = 400 × 50/200 = 100V.
신출예상 · 변압기 원리
변압기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
전자유도 작용을 이용해 전압을 변성한다.
이상변압기에서 1차 전력과 2차 전력은 같다.
변압기는 직류를 그대로 변압하는 데 사용된다.
권수비에 따라 전압과 전류가 반비례로 변환된다.
변압기는 자속 변화(전자유도)로 동작하므로 직류(자속 변화 없음)는 변압할 수 없고 교류에만 동작한다.
신출예상 · 유도전동기
3상 유도전동기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
슬립이 0일 때 전동기 회전자가 동기속도로 회전하며 정격운전한다.
슬립은 동기속도와 회전속도의 차를 나타낸다.
3상 전원선 중 2선을 바꾸면 회전방향이 반대가 된다.
회전자계에 의해 회전자가 회전한다.
유도전동기는 슬립이 있어야 회전자에 유도전류가 흘러 토크가 발생한다. 슬립 0(동기속도)에서는 토크가 0이므로 실제 부하운전에서는 슬립이 존재한다.
신출예상 · 동기속도
극수 4극, 주파수 60Hz인 3상 유도전동기의 동기속도[rpm]는?
1800
1200
900
3600
동기속도 Ns = 120f/P = 120×60/4 = 1800rpm.
신출예상 · 직류기
직류발전기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정류자와 브러시로 교류를 직류로 변환한다.
직류발전기는 정류자 없이 교류를 그대로 출력한다.
분권·직권·복권 등으로 분류된다.
계자·전기자·정류자로 구성된다.
직류발전기는 정류자·브러시로 전기자에서 발생한 교류를 직류로 정류하여 출력한다. 정류자가 없으면 직류를 얻을 수 없다.
신출예상 · 정류회로
정류회로에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
다이오드를 이용해 교류를 직류로 변환한다.
브리지(전파) 정류는 반파 정류보다 맥동률이 작다.
반파 정류가 전파 정류보다 직류 출력이 크고 효율이 높다.
평활회로(콘덴서 등)로 맥동을 줄인다.
전파(브리지) 정류가 반파보다 직류 평균값이 크고 맥동률이 작아 효율이 높다.
신출예상 · 반도체 소자
전력용 반도체 소자에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
다이오드는 한 방향으로만 전류를 흐르게 한다.
다이오드는 게이트 단자로 도통 시점을 제어하는 3단자 소자이다.
트랜지스터는 증폭·스위칭에 사용된다.
SCR(사이리스터)은 게이트 신호로 도통시키는 소자이다.
다이오드는 애노드·캐소드의 2단자 소자로 게이트가 없다. 게이트로 제어하는 3단자 소자는 SCR(사이리스터)이다.
신출예상 · 불대수
불대수(Boolean algebra)에서 A + A·B 를 간소화하면?
B
A
A·B
A + B
흡수법칙: A + A·B = A(1 + B) = A·1 = A.
신출예상 · 논리회로
논리회로에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
NAND 게이트는 모든 입력이 1일 때만 출력이 1이다.
OR 게이트는 입력 중 하나라도 1이면 출력이 1이다.
NOT 게이트는 입력을 반전시킨다.
AND 게이트는 모든 입력이 1일 때만 출력이 1이다.
NAND는 AND의 부정으로, 모든 입력이 1일 때만 출력이 0이고 그 외에는 1이다. '모든 입력 1일 때 1'은 AND이다.
신출예상 · 시퀀스 제어
유접점 시퀀스 제어회로에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
자기유지회로는 순시접점으로 릴레이 동작을 유지시킨다.
인터록회로는 두 동작이 동시에 이루어지지 않게 한다.
b접점은 평상시 열려 있고 동작 시 닫힌다.
a접점은 평상시 열려 있고 동작 시 닫힌다.
b접점(브레이크 접점)은 평상시 닫혀 있고 동작 시 열린다. 평상시 열려 있는 것은 a접점이다.
신출예상 · 자동제어
피드백(폐루프) 자동제어에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
피드백 제어는 출력을 검출하지 않는 개루프 방식이다.
제어량을 일정하게 유지하는 정치제어 등이 있다.
외란에 대한 보정이 가능하다.
출력을 검출하여 목표값과 비교·수정한다.
피드백(폐루프) 제어는 출력을 검출해 입력과 비교하는 방식이다. 출력을 검출하지 않는 것은 개루프(open loop) 제어이다.
신출예상 · 전달함수·블록선도
제어계의 전달함수 및 블록선도에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
블록선도에서 병렬결합은 각 전달함수의 곱으로 나타낸다.
직렬결합의 합성 전달함수는 각 전달함수의 곱이다.
피드백 결합에서 폐루프 전달함수는 G/(1±GH) 형태이다.
전달함수는 초기값 0에서 출력의 라플라스 변환을 입력의 라플라스 변환으로 나눈 것이다.
병렬결합의 합성 전달함수는 각 전달함수의 합(±)이다. 곱으로 나타나는 것은 직렬결합이다.