[전기기능사 필기] 15년 3회차 기출문제 해설 페이지

정전용량은 $C=\dfrac{Q}{V}=\varepsilon\dfrac{A}{d}$로 정의된다. 극판 간격 d가 커지면 C는 오히려 작아지므로 정전용량은 극판 간격에 반비례하며, 이동 전하량과 극판 넓이에는 비례한다. 따라서 "간격에 비례한다"는 설명이 틀린 것이다.

콘덴서에 축적되는 정전에너지는 $W=\dfrac{1}{2}CV^2$로 구한다. 정전용량과 전압의 제곱에 비례하는 이 식을 나타내는 보기가 정답이다.

등전위면은 전위가 같은 점들을 이은 면이고, 전기력선은 전위가 감소하는 방향을 따라 그려진다. 두 선은 항상 서로 직각(90°)으로 교차한다.

패러데이의 전기분해 법칙에 따르면 전극에서 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량(전류×시간)과 그 물질의 화학당량의 곱에 비례한다.

평형 3상 Y결선에서 선간전압은 상전압의 √3배이다. $V_l=\sqrt{3}\,V_p$이며 위상은 상전압보다 30° 앞선다.

2전력계법에서 3상 부하전력은 두 전력계 지시값의 합으로 구한다. $P=P_1+P_2=200+200=400\,\mathrm{W}$이다.

전력은 일을 시간으로 나눈 값이다. 20분은 1200초이므로 $P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{876000\,\mathrm{J}}{1200\,\mathrm{s}}=730\,\mathrm{W}=0.73\,\mathrm{kW}$이다.

전류가 만드는 자기장의 방향을 간단히 알아내는 방법은 앙페르의 오른나사 법칙이다. 전류가 흐르는 방향으로 오른나사를 진행시킬 때 나사가 돌아가는 방향이 자기력선의 방향이다.

유도리액턴스는 $X_L=2\pi f L=2\pi\times60\times0.03\approx11.31\,\Omega$이고, 임피던스는 $Z=\sqrt{R^2+X_L^2}=\sqrt{5^2+11.31^2}\approx12.37\,\Omega$이다. 따라서 전류는 $I=\dfrac{V}{Z}=\dfrac{200}{12.37}\approx16.17\,\mathrm{A}$이다.

무한 길이 솔레노이드는 내부에 균일한 자계가 형성되지만, 이상적인 무한 솔레노이드의 외부 자계는 0이 된다.

그림의 RL 병렬회로에서는 코일에도 전원전압 200V가 그대로 걸리므로 코일 전류는 $I_L=\dfrac{V}{\omega L}$로 구한다. 그림에 주어진 $\omega L=\dfrac{100}{3}\,\Omega$을 대입하면 $I_L=\dfrac{200}{100/3}=200\times\dfrac{3}{100}=6.0\,\mathrm{A}$이다. 병렬접속이므로 $R=25\,\Omega$은 코일 전류에 영향을 주지 않는다.

전압(V)은 1C의 전하를 옮기는 데 1J의 일이 필요한 전위차로 정의되므로 $1\,\mathrm{V}=1\,\mathrm{J/C}$이다.

그림에서 $R_1$은 전원과 직렬로 놓여 전체 전류가 그대로 흐르고, $R_2$·$R_3$·$R_4$는 서로 병렬로 접속되어 있다. 병렬 가지에서는 전류가 저항에 반비례해 나뉘므로 저항이 클수록 전류가 적게 흐른다. $R_1>R_2>R_3>R_4$에서 병렬부 중 가장 큰 저항은 $R_2$이므로 전류가 최소로 흐르는 저항은 $R_2$이다.

자유전자는 원자핵의 구속력을 벗어나 물질 내부를 자유로이 이동할 수 있는 전자로, 도체의 전기 전도를 담당한다.

유도기전력은 $e=N\dfrac{d\Phi}{dt}$로 구한다. $e=150\times\dfrac{1\,\mathrm{Wb}}{2\,\mathrm{s}}=75\,\mathrm{V}$이다.

복소수 A=a+jb는 크기와 위상(방향)을 함께 나타내는 벡터적인 양이며, 단순한 스칼라 양이 아니다. 따라서 "스칼라 양으로 표시한다"는 설명이 틀린 것이다.

두 코일이 자속을 서로 돕는 방향(가동접속)으로 직렬 연결되면 상호인덕턴스가 더해지므로 합성 인덕턴스는 $L=L_1+L_2+2M$이 된다.

저항체에 전류가 흐를 때 발생하는 열량이 전류의 제곱, 저항, 시간에 비례한다는 법칙은 줄의 법칙이다.

RL 직렬회로의 위상각은 저항과 유도리액턴스의 비로 구해지며 $\theta=\tan^{-1}\dfrac{X_L}{R}=\tan^{-1}\dfrac{\omega L}{R}$로 나타낸다.

그림은 같은 값 r인 저항 5개가 마름모꼴로 이어진 회로로, a·b는 좌우 꼭짓점에, c·d는 위·아래 꼭짓점에 연결되어 있다. a-b 사이는 위·아래가 대칭이어서 중앙 r에는 전류가 흐르지 않으므로 $R_{ab}=\dfrac{2r\times2r}{2r+2r}=r$이고, c-d 사이는 중앙 r과 좌·우로 도는 2r 두 개가 병렬이므로 $R_{cd}=\dfrac{1}{\dfrac{1}{r}+\dfrac{1}{2r}+\dfrac{1}{2r}}=\dfrac{r}{2}$이다. 따라서 $\dfrac{R_{ab}}{R_{cd}}=\dfrac{r}{r/2}=2$배이다.

임피던스 전압은 변압기 2차를 단락한 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 인가하는 전압으로, 이는 정격전류가 흐를 때 변압기 내부(누설임피던스)에서 발생하는 전압강하와 같다.

위상제어 회로에서 교류 양방향을 도통·차단시켜 전동기 속도를 제어하는 데 쓰이는 소자는 트라이액(TRIAC)이다.

단락비는 정격전류에 대한 지속단락전류의 비이므로 단락전류는 $I_s=K_s\times I_n=1.3\times500=650\,\mathrm{A}$이다.

병렬운전 중인 두 동기발전기에서 A기의 여자전류를 증가시키면 A기의 무효전력 부담이 늘어 역률이 낮아지고, 그만큼 B기의 무효전력 부담이 줄어 역률이 높아진다.

정류 말기(브러시 후단)에서 전류 변화가 급격해 리액턴스 전압이 충분히 상쇄되지 못하면 불꽃이 발생하는데, 이러한 상태를 부족정류라 한다.

유도전동기의 토크는 공급전압의 제곱에 비례하므로, 슬립이 일정할 때 전압이 1/2로 감소하면 토크는 $\left(\dfrac{1}{2}\right)^2=\dfrac{1}{4}$로 줄어든다.

권선형 유도전동기는 2차 회로에 저항을 삽입해 토크-슬립 특성을 비례추이시켜 기동전류를 줄이고 기동토크를 크게 하는 2차 저항기동법을 사용한다.

역률각이 90° 늦은(지상) 전기자전류가 흐르면 전기자 반작용은 계자자속을 감소시키는 방향으로 작용하는 감자작용이 된다.

구리손은 1차(고정자) 및 2차(회전자) 권선의 저항에 의해 발생하는 저항손을 말하며, 손실 중 큰 비중을 차지한다.

분상 기동형 단상유도전동기의 회전방향은 기동권선이나 운전권선 중 한 권선의 단자접속을 반대로 하여 바꿀 수 있다. 원심력스위치는 기동권선을 회로에서 끊고 넣는 역할만 할 뿐 회전방향과는 무관하므로, 이를 개폐하는 것은 역회전 방법이 아니다.

그림의 1차측은 T1 권선의 끝이 T2 권선의 시작에, T2의 끝이 T3의 시작에 이어져 U-V-W가 닫힌 고리를 이루므로 △결선이다. 2차측은 T1·T2·T3 권선의 한쪽 끝이 모두 한 점(중성점)에 모이고 다른 쪽 끝이 각각 U·V·W로 나가므로 Y결선이다. 따라서 1차 △, 2차 Y인 △-Y 결선이다.

그림에서 계자권선 F가 전기자 A와 나란히 전원 양단에 접속되어 전원전류가 $I=I_a+I_f$로 갈라지므로 계자와 전기자가 병렬인 분권 전동기이다. 직권 전동기는 계자권선이 전기자와 직렬이어서 $I=I_a=I_f$가 되고, 타여자 전동기는 계자가 별도 전원을 쓰므로 그림과 다르다.

변압기 내부에서 권선 단락 등의 고장이 발생하면 1차·2차 전류 사이에 차(비율차)가 생기는데, 이를 검출해 동작하는 계전방식이 차동계전기이다.

평복권 발전기는 직권계자권선을 가지고 있어 병렬운전 시 부하 분담이 불안정해질 수 있으므로, 안정된 병렬운전을 위해 두 발전기 사이에 균압선을 설치해야 한다.

변압기의 극성은 1차와 2차 권선에 유기되는 전압의 순시 방향이 서로 같을 때 감극성이라 하며, 서로 반대일 때는 가극성이라 한다. 따라서 "극성이 서로 반대이면 감극성"이라는 설명은 틀린 것이다.

애벌런치 항복은 온도가 상승하면 결정격자의 진동이 커져 캐리어의 평균자유행로가 짧아지므로, 항복(파괴)에 필요한 전압이 온도 상승에 따라 증가한다.

유도전동기는 용량이 작을수록 권선저항 손실 비중이 커서 슬립이 크며, 소용량 유도전동기의 전부하 슬립은 대체로 5~10% 범위이다.

동기속도는 $N_s=\dfrac{120f}{P}$이므로 극수는 $P=\dfrac{120\times60}{1200}=6$극이다.

변압기를 △(1차)-Y(2차)로 결선하면 델타 결선과 성형 결선 사이의 위상차로 인해 1, 2차 간에 30°의 위상차가 발생한다.

저압 연접인입선은 수용가 옥내를 관통할 수 없고, 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단할 수 없으며, 분기점으로부터 100m를 초과할 수 없고 지름 2.6mm 이상의 경동선을 사용해야 한다. 제시된 보기 중 분기점으로부터 90m 지점에 시설하는 것만 이 규정을 모두 충족한다.

사람이 쉽게 접촉하는 장소에 시설하는 누전차단기는 사용전압이 50V를 초과하는 저압 전로에 적용하도록 KEC에서 규정하고 있다.

전선접속 시 전선의 세기(인장하중)를 20% 이상 감소시키지 않아야 한다, 즉 접속 후에도 원래 세기의 80% 이상을 유지해야 한다. "세기를 80% 이상 감소시키지 않아야 한다"는 표현은 이 기준을 잘못 나타낸 것이다.

특고압 계기용변성기(PT)의 2차측 전로에는 제1종 접지공사를 시설하도록 되어 있었다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되어 목적별 접지저항 기준으로 통합되었다.

화약류 저장소 내에 백열전등·형광등 등을 시설하는 경우 폭발 위험을 낮추기 위해 전로의 대지전압은 300V 이하로 제한된다.

연피 없는 케이블을 직각으로 구부릴 때(L형)는 케이블 손상을 막기 위해 곡률반지름을 케이블 바깥지름의 6배 이상으로 하여야 한다.

전동기가 포함된 분기회로의 과전류차단기 정격전류는 전동기 정격전류 합계의 3배에 다른 전기기계기구의 정격전류 합계를 더한 값으로 정한다. $I=20\times3+5\times3=60+15=75\,\mathrm{A}$이다.

접지저항은 교류 브리지의 일종인 콜라우시 브리지를 이용하여 측정하는 것이 대표적인 방법이다.

콘크리트 벽 등에 구멍을 뚫지 않고 화약의 힘으로 드라이브 핀을 경제적으로 박아 고정하는 전용 공구는 드라이브이트 툴이다.

정·역운전용 전자접촉기 2개가 동시에 여자되면 전원이 상간 단락될 위험이 있으므로, 한쪽이 동작 중일 때 다른 쪽이 동작할 수 없도록 상호 구속하는 인터록회로를 구성한다.

특별 제3종 접지공사의 접지저항값은 10Ω 이하로 하여야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되었다.

버스덕트에는 피더 버스덕트, 플러그인 버스덕트, 트롤리 버스덕트 등이 있으며, "플로어 버스덕트"라는 명칭의 버스덕트 종류는 존재하지 않는다.

정격전류 63A 이하인 배선용차단기는 정격전류의 2배(이 경우 50A)에 해당하는 전류가 흘렀을 때 2분 이내에 자동으로 동작하도록 규정되어 있다.

지지물에서 다른 지지물을 거치지 않고 곧바로 수용장소의 인입선 접속점까지 이어지는 가공전선을 가공인입선이라 한다.

합성수지관 상호간 및 박스와의 접속 시 삽입 깊이는 관 바깥지름의 1.2배 이상(접착제 사용 시 0.8배 이상)으로 하여야 하므로, "1.5배 이상"이라는 설명은 틀린 것이다.

표준부하 20 VA/㎡을 적용하는 건축물은 기숙사, 여관, 호텔, 병원, 학교, 음식점 등이다. 교회·극장은 10 VA/㎡, 은행·상점은 30 VA/㎡, 아파트는 40 VA/㎡가 적용되어 이들과 구분된다.

지중전선로를 직접매설식으로 시설할 때 차량 등 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설깊이는 KEC 개정에 따라 1.0m 이상으로 규정되어 있다(중량물 압력이 없는 장소는 0.6m 이상).

동전선의 직선접속에서 단선과 연선에 공통으로 적용할 수 있는 접속 방법은 직선맞대기용 슬리브를 이용한 압착접속이다.

금속관공사에서 콘크리트에 매설하는 금속관은 두께 1.2mm 이상으로 하여야 하며, 그 밖의 노출 장소 등에서는 1.0mm 이상으로 한다.

전기담요·전기장판과 같은 전열기구는 과열로 인한 화재를 막기 위해 온도퓨즈를 보호소자로 사용한다.