[전기기능사 필기] 13년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

히스테리시스 곡선에서 세로축(B축)과 만나는 점은 잔류자기이고, 가로축(H축)과 만나는 점은 잔류자기를 없애는 데 필요한 역방향 자계인 보자력이다.

1[Ah]는 1A의 전류가 3600초(1시간) 동안 흘렀을 때의 전기량이므로 $1\times3600=3600\,\mathrm{C}$이다.

피상전력의 단위는 [VA]이며, 유효전력은 [W], 무효전력은 [Var]로 구분해 표시한다.

10μF 두 개를 병렬접속하면 $C_p=10+10=20\,\mu F$, 직렬접속하면 $C_s=\dfrac{10\times10}{10+10}=5\,\mu F$이다. 따라서 $\dfrac{C_p}{C_s}=4$배로 늘어난다.

납축전지의 전해액은 묽은 황산(H2SO4)이다.

점전하 Q=2×10-8C에서 $V=\dfrac{kQ}{r}$($k=9\times10^9$)이므로 $V_Q=\dfrac{9\times10^9\times2\times10^{-8}}{1}=180\,\mathrm{V}$, $V_P=\dfrac{9\times10^9\times2\times10^{-8}}{2}=90\,\mathrm{V}$이다. 전위차는 $V_Q-V_P=180-90=90\,\mathrm{V}$이다.

사인파의 평균값은 최댓값의 $2/\pi$배이므로 $V_m=\dfrac{\pi}{2}\times191\approx300\,\mathrm{V}$이다.

Δ결선에서는 선간전압과 상전압이 같고($V_l=V_p$), 선전류는 상전류의 √3배($I_l=\sqrt3\,I_p$)가 된다.

변압기 2대로 V결선했을 때의 이용률은 $\dfrac{\sqrt3}{2}\times100\approx86.6\%$이다.

유기기전력은 $e=N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}=50\times\dfrac{0.2-0.1}{0.5}=10\,\mathrm{V}$이다.

i1=8√2 sin(ωt), i2=4√2 sin(ωt+180°)=-4√2 sin(ωt)이므로 두 전류의 차는 $i_1-i_2=12\sqrt2\sin(\omega t)$가 되어 실효값은 $\dfrac{12\sqrt2}{\sqrt2}=12\,\mathrm{A}$이다.

제벡효과는 두 금속의 접합점에 온도차를 주어 기전력을 얻는 현상이다. 전자냉동기·전자온풍기는 이와 반대 원리인 펠티에 효과를 응용한 것이므로 이 설명이 틀렸다.

그림의 구형파는 주기 T=10ms이므로 기본주파수는 $f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{10\times10^{-3}}=100\,\mathrm{Hz}$이고, 제3고조파는 $3\times100=300\,\mathrm{Hz}$이다.

전하보존법칙에 의해 총전하 Q1이 두 콘덴서에 정전용량 비율로 분배되므로 C2가 분배받는 전기량은 $\dfrac{C_2}{C_1+C_2}Q_1$이다.

원형코일 중심의 자계는 $H=\dfrac{NI}{2r}=\dfrac{10\times0.1}{2\times0.5}=1\,\mathrm{AT/m}$이다.

직류전압을 인가했으므로 리액턴스는 작용하지 않고 저항만으로 전력이 소비된다. $R=\dfrac{V^2}{P}=\dfrac{100^2}{500}=20\,\Omega$이다.

도체가 받는 힘은 $F=BI\ell\sin\theta$로 도체의 길이 ℓ에 비례하므로 "도체의 길이에 반비례"라는 설명이 틀렸다.

진공 중 자극에서 나오는 자력선의 총수는 $N=\dfrac{m}{\mu_0}$개이며 단순히 m개가 아니므로 이 설명이 틀렸다.

합성임피던스는 $Z=Z_1+Z_2=(12+j16)+(8+j24)=20+j40$이고 $|Z|=\sqrt{20^2+40^2}\approx44.7\,\Omega$이다. 전류는 $I=\dfrac{200}{44.7}\approx4.47\,\mathrm{A}$이다.

전자의 운동에너지는 $W=eV=1.6\times10^{-19}\times100=1.6\times10^{-17}\,\mathrm{J}$이다.

동기전동기를 무여자에 가까운 상태로 운전하며 계자전류를 조정해 송전선의 전압조정 및 역률개선에 이용하는 것을 동기조상기라 한다.

변압기의 자속은 $\Phi=\dfrac{V}{4.44fN}$이므로 전압에는 비례하고 주파수에는 반비례한다.

정전이 되면 자동으로 개방되어 핸들을 기동위치로 되돌려 놓아, 전압이 회복될 때 안전하게 재기동할 수 있도록 하는 것이 무전압계전기이다.

워드레오나드 방식, 일그너 방식, 직·병렬 제어는 모두 전기자의 단자전압을 변화시켜 속도를 제어하는 방식이지만, 계자 제어는 계자자속을 변화시키는 방식이므로 여기에 해당하지 않는다.

거리계전기는 154kV·345kV 송전선로와 변압기의 후비보호에 주로 쓰이지만, 모선보호에는 통상 전류차동계전방식이 사용되므로 "모선보호에 주로 사용한다"는 설명이 틀렸다.

전압을 일정하게 유지(정전압)하기 위한 용도로 사용되는 다이오드는 제너 다이오드이다.

무효순환전류는 $I_{cc}=\dfrac{\Delta E}{2Z_s}=\dfrac{100}{2\times5}=10\,\mathrm{A}$이다.

정격전류는
$I=\dfrac{P}{\sqrt3\,V}=\dfrac{66000\times10^3}{\sqrt3\times22900}\approx1664\,\mathrm{A}$이다.

저압권선을 철심에 가까운 쪽에 배치하는 이유는 고압권선과의 절연거리를 확보하기 위한 절연 문제 때문이다.

매극매상당 슬롯수는 $q=\dfrac{\text{총슬롯수}}{\text{극수}\times\text{상수}}=\dfrac{36}{6\times3}=2$이다.

동기속도는 $N_s=\dfrac{120f}{p}$이므로 극수는 $p=\dfrac{120\times60}{3600}=2$극이다.

SCR은 게이트 단자를 포함한 3단자 소자이고, DIAC·SSS·다이오드는 모두 2단자 소자이므로 2단자 사이리스터가 아닌 것은 SCR이다.

슬립은 무부하 시 0에 가깝다가 출력(부하)이 커질수록 함께 커지므로, 그림에서 원점 부근에서 시작해 출력에 따라 완만히 증가하는 곡선 4가 슬립곡선이다.

변압기 운전에서 지켜야 할 정격은 정격전류·정격전압·정격용량이며, "정격저항"이라는 정격 항목은 존재하지 않는다.

직권전동기는 불포화 영역에서 자속이 전기자전류에 비례하고 $N\propto\dfrac{1}{\phi}$이므로, 토크는 $\tau\propto\phi^2\propto\dfrac{1}{N^2}$인 반비례(쌍곡선형) 관계를 갖는다.

변압기 권선의 층간(권선상호) 절연상태를 확인하기 위해 정격주파수의 2배가 넘는 전압을 유도시켜 시험하는 것이 유도시험이다.

정류 중인 코일에 유기되는 리액턴스전압을 상쇄해 전압정류가 잘 이루어지도록 돕는 자극이 보극이다.

직류 복권발전기의 직권계자권선은 분권계자권선과 함께 같은 주자극 철심에 감아 설치한다.

가정용 선풍기·세탁기 등에는 콘덴서를 상시 연결해 두는 영구콘덴서 전동기(콘덴서 런형)가 많이 쓰인다.

변압기 내부고장 보호에는 1차·2차 전류의 차이를 검출하는 비율차동 계전기가 가장 널리 사용된다.

금속덕트공사에서 전광표시장치·출퇴표시장치 등 제어회로용 배선만 넣는 경우 절연전선의 단면적은 덕트 내 단면적의 50% 이하여야 한다.

주상작업 시 안전허리띠용 로프는 추락 시 충격을 줄이도록 허리 부분보다 10~15° 정도 위쪽으로 걸어야 가장 안전하다.

저압가공인입선의 인입구나 금속관공사 끝부분에서 빗물이 침입하는 것을 막는 데는 엔트런스캡을 사용한다.

분전반에서 최종부하까지의 배선거리는 통상 30m 이내로 하는 것이 바람직하므로 "40m 이내"라는 기준이 틀렸다.

합성수지제 전선관의 호칭은 관 굵기의 짝수인 안지름[mm]으로 표시한다.

단면적 6mm² 이하인 가는 단선을 직선접속할 때는 트위스트 접속을 사용한다.

전선 2.5mm² 6가닥(접지선 포함)을 넣을 때 필요한 제2종 가요전선관의 최소 굵기는 내선규정의 배관굵기 선정표에 따라 24mm이다.

지선을 시설하는 가공전선로의 직선부분은 수평각도 5° 이내인 경우를 말한다(2021년 개정 KEC 규정 적용).

리노테이프는 접착력은 떨어지지만 절연성·내온성·내유성이 좋아 연피케이블의 접속부 보호에 사용된다.

누설전류 한도는 최대공급전류의 1/2000이므로 $I_{leak}=\dfrac{500}{2000}=0.25\,\mathrm{A}$이고, 최소 절연저항은 $R=\dfrac{415}{0.25}=1660\,\Omega$이다.

간선에서 분기하여 분기 과전류차단기를 거쳐 부하에 이르는 사이의 배선을 분기회로라 한다.

저압옥내간선으로부터 분기하는 곳에는 과전류차단기를 설치해야 한다.

간선에 접속하는 전동기 등의 정격전류 합계가 50A를 초과하는 경우, 그 정격전류 합계의 1.1배 이상인 허용전류의 전선을 사용해야 한다.

현행 기준: 무대·무대마루 밑·오케스트라 박스·영사실 등의 저압 옥내배선·전구선·이동전선은 사용전압 400 V 이하여야 한다(KEC 242.6.2). 현행 전시회·쇼 및 공연장 규정(242.6)에는 콘센트·박스 외함의 접지 종별을 정한 문장이 없다.
아래 정답은 개정 전 기준이다. 2021년 1월 1일 KEC 시행으로 접지공사 종별(제1종·제2종·제3종·특별 제3종)과 종별 접지저항·접지선 굵기 체계가 폐지되었다.
개정 전에는 흥행장 무대용 콘센트·박스의 금속제 외함은 사용전압이 400 V 미만이므로 제3종 접지공사로 충분했고, 특별 제3종 접지공사를 하라고 한 설명이 틀렸다.

전등 1개를 2개소에서 점멸하려면 3로 스위치가 최소 2개 필요하다.

코일에 흡인되는 가동철편이 힌지(경첩)를 축으로 회동하고 스프링으로 복귀하는 이 구조는 힌지형 전자계전기이다.

해안지방은 염분에 의한 부식이 심하므로 송전용 나전선으로는 내식성이 뛰어난 동선이 가장 적당하다.

사용전압 400V 미만인 케이블공사에서 케이블을 넣는 방호장치의 금속제 부분과 전선접속함은 제3종 접지공사를 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되었다.

표준부하 20VA/m²는 학교·음식점 등에 적용하는 기준이며, 교회·극장은 10VA/m², 은행·상점·아파트 등은 30VA/m² 수준의 표준부하를 적용한다.

성냥을 제조하는 공장처럼 폭발·인화 위험이 있는 곳에는 금속관·케이블·합성수지관공사가 가능하지만, 금속몰드공사는 이러한 위험장소에 적당하지 않다.