[전기기능사 필기] 12년 3회차 기출문제 해설 페이지

세 저항이 직렬이므로 전류는 공통이며 $I = \dfrac{30}{10} = 3\ \mathrm{A}$이다. 전전압은 합성저항 $30\ \Omega$에 이 전류를 곱한 $V = 3 \times 30 = 90\ \mathrm{V}$이다.

배율기는 전압계에 직렬로 큰 저항을 접속하여 측정 범위를 넓히는 데 사용한다. 전류계의 측정 범위를 넓히는 것은 분류기이다.

유전체 단위 체적당 축적 에너지는 $w = \dfrac{1}{2}ED$로 구한다. $w = \dfrac{1}{2} \times 50 \times 100 = 2500\ \mathrm{J/m^3}$이다.

임피던스는 $Z=\sqrt{R^2+X_L^2}=\sqrt{12^2+16^2}=20\ \Omega$이다. 역률은 $\cos\theta = \dfrac{R}{Z} = \dfrac{12}{20} = 0.6$, 즉 60[%]이며 선간전압 값은 역률 계산에 영향을 주지 않는다.

SCR을 턴온시키려면 게이트-캐소드 접합에 순방향(애노드측 전원에서 게이트로 전류가 흘러드는 방향)으로 트리거 전류가 공급되도록 결선해야 한다. 정답 회로는 저항을 통해 게이트에 정방향 전류가 흐르도록 구성되어 있어 정상적으로 통전이 가능하다.

비오-사바르 법칙에 의해 미소 전류 요소가 만드는 자기장은 $\Delta H = \dfrac{I\Delta \ell \sin\theta}{4\pi r^2}$로 표현된다. 이 식이 거리의 제곱에 반비례하고 각도에 따라 사인함수로 변하는 관계를 정확히 나타낸다.

PN 접합은 순방향으로는 저항이 작아 전류가 잘 흐르고, 역방향으로는 저항이 매우 커서 전류가 거의 흐르지 못한다. 이러한 비대칭 저항 특성 때문에 한쪽 방향으로만 전류를 통과시키는 정류 작용을 한다.

유도기전력은 $e = L\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$로 구한다. $e = 0.05 \times \dfrac{2}{0.05} = 2\ \mathrm{V}$이다.

자기회로의 자기저항은 전기저항과 같은 형태로 $R_m = \dfrac{\ell}{\mu A}$로 나타난다. 자로의 길이에 비례하고 투자율과 단면적에 반비례한다.

두 자극 사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙과 같은 형태로 $F = \dfrac{m_1 m_2}{4\pi\mu_0 r^2}$이므로 자극 간 거리의 제곱에 반비례한다.

자화력(자기장의 세기)은 코일의 권수와 전류의 곱을 자로의 길이로 나눈 $H=\dfrac{NI}{\ell}$로 표시되며, 이는 단위 길이당 기자력을 의미한다.

줄의 법칙에 의한 발열량은 $H=0.24I^2Rt$이다. $H = 0.24 \times 3^2 \times 2 \times 60 \approx 259\ \mathrm{cal}$이다.

평형 3상 △결선에서는 각 변이 그대로 상이 되므로 선간전압과 상전압의 크기가 같다, 즉 $V_\ell = V_p$이다.

전류가 만드는 자기장의 방향은 앙페르의 오른나사 법칙으로 간단히 구할 수 있다. 오른손 엄지를 전류 방향으로 하면 나머지 손가락이 감아쥐는 방향이 자기력선의 방향이다.

유도 리액턴스는 $X_L=2\pi f L = 2\pi \times 60 \times 0.005 \approx 1.885\ \Omega$이다. 전류는 $I=\dfrac{V}{X_L}=\dfrac{220}{1.885}\approx 117\ \mathrm{A}$이다.

망간 건전지는 충전하여 재사용할 수 없는 1차 전지이다. 납축전지, 니켈카드뮴전지, 리튬이온전지는 모두 충전이 가능한 2차 전지이다.

저항은 $R=\rho\dfrac{\ell}{A}$이므로 길이를 $n$배, 단면적을 $\dfrac{1}{n}$배로 하면 $R' = \rho\dfrac{n\ell}{A/n}=n^2\rho\dfrac{\ell}{A}=n^2R$이 되어 원래보다 $n^2$배가 된다.

검류계 지시가 0이면 휘트스톤 브리지가 평형이므로 마주보는 변의 저항 곱이 같다. 그림의 값 $P=100\Omega$, $Q=10\Omega$, $R=40\Omega$을 평형조건 $P\cdot R=Q\cdot X$에 대입하면 $X=\dfrac{P\cdot R}{Q}=\dfrac{100\times40}{10}=400\Omega$이다.

정전용량 $C_1$, $C_2$를 병렬로 접속하면 극판 면적이 늘어난 것과 같은 효과이므로 합성 정전용량은 단순히 더한 $C=C_1+C_2$가 된다.

전압식이 $e=100\sqrt{2}\sin\left(100\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)\mathrm{V}$이므로 각주파수는 $\omega=100\pi\,\text{rad/s}$이다. 주파수는 $f=\dfrac{\omega}{2\pi}=\dfrac{100\pi}{2\pi}=50\mathrm{Hz}$이다. 314는 $100\pi$의 값일 뿐 주파수가 아니다.

평복권 발전기는 부하전류에 의한 감자·전압강하분을 직권 계자권선이 보상하도록 설계되어 무부하 시와 전부하 시의 단자전압이 거의 같게 유지되는 특성을 가진다.

동기 전동기는 회전자속과 항상 같은 속도로 회전하는 정속도 전동기이므로 속도 제어가 원활하다는 설명은 옳지 않다. 나머지는 역률 조정, 분쇄기 등 용도, 난조 발생 가능성 모두 동기전동기의 실제 특징이다.

동기발전기의 병렬운전 조건은 기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같아야 하는 것이며, 극수가 다르면 회전수가 달라도 주파수만 같으면 병렬운전이 가능하므로 회전수가 같아야 한다는 것은 조건이 아니다.

정류자는 전기자권선에서 발생한 교류 기전력을 브러시를 통해 외부로 내보낼 때 직류로 바꾸어 주는 부분이다.

이 전동기는 회전계자뿐 아니라 전기자(고정자)도 2중 베어링 구조로 함께 회전할 수 있게 만들어 부하를 건 상태에서 기동·운전이 가능한 초동기 전동기이다.

단상 전파정류회로의 직류 출력전압은 $E_d = 0.9E$로 계산된다. $E_d = 0.9 \times 100 = 90\ \mathrm{V}$이다.

셰이딩 코일형 전동기는 구조가 간단하지만 기동 토크가 매우 작고 역률과 효율이 낮아 선풍기, 전축 등 수 kW 이하의 소형 부하에 주로 사용된다.

직류 전동기(회전기)의 절연저항은 옛 판단기준에 따라 사용전압을 1000으로 나눈 값[MΩ] 이상이 되어야 한다는 형태의 식으로 표시된다. ※ 현행 KEC 기준으로는 절연저항 판정 기준표가 개정되어 전압 구간별 최소 절연저항값(0.5~1.0MΩ 이상)으로 통일되었다.

농형 회전자의 홈을 축과 비스듬하게(사구) 만들면 고정자와 회전자 슬롯 사이의 자기적 맥동이 줄어들어 전자기적 소음과 진동을 줄일 수 있다.

전압제어는 계자를 일정하게 유지한 채 전기자에 가하는 전압만을 바꾸므로 정토크 특성을 유지하면서 속도를 원활하고 효율적으로 제어할 수 있다(워드 레오나드 방식 등).

3상 반파 정류회로의 맥동 주파수는 상수(3)에 전원 주파수를 곱한 값이다. $f_{ripple}=3\times 60=180\ \mathrm{Hz}$이다.

단상변압기 2대의 V결선 출력은 △결선 3대 출력의 $\dfrac{1}{\sqrt3}\approx 57.7\%$에 불과하여 △결선 출력과 크기가 같지 않다. 나머지 설명은 V결선의 실제 특징이다.

부하에 최대전력을 공급하려면 전원측 내부 임피던스에 의한 손실이 최소가 되어야 하므로, 직렬로 들어간 저항 R과 콘덴서의 리액턴스(C)를 모두 최소로 하는 것이 유리하다.

권선형 유도전동기의 회전자에 저항을 삽입하면 기동전류가 감소하고 비례추이에 의해 기동 토크가 증가하며 역률도 개선된다. 다만 기동전압(공급전압) 자체는 그대로이므로 증가한다는 설명은 틀리다.

포트 전동기는 유도전동기의 극수나 저항을 바꾸는 대신 공급 주파수를 변환시켜 연속적으로 속도를 제어하는 방식(주파수 변환 제어)을 사용한다.

배선 시험은 극성 확인, 결선 상태 확인, 직류전압을 이용한 입력배선 검사 등으로 이루어지며, 내부 단자와 나사 조임 상태 점검은 배선(결선) 시험이 아니라 기계적 점검에 해당하므로 옳지 않다.

직권 전동기는 전기자와 계자 권선이 직렬로 연결되어 있어 전원 극성을 반대로 하면 전기자 전류와 계자 자속의 방향이 동시에 반대가 되므로 회전방향(토크의 방향)은 변하지 않는다.

분권 발전기의 단자전압은 유도기전력에서 전기자 저항강하를 뺀 값이다. $V = E - I_a R_a = 110.4 - 104 \times 0.1 = 100\ \mathrm{V}$이다.

단상 반파 정류회로의 직류 평균전압은 $E_d = 0.45E$이다. $E_d = 0.45 \times 200 = 90\ \mathrm{V}$이고, 부하전류는 $I=\dfrac{90}{20}=4.5\ \mathrm{A}$이다.

동기발전기의 전기자 반작용은 전기자전류가 만드는 자속이 주자속에 영향을 주는 현상으로 감자작용·증자작용·교차자화작용이 이에 해당하며, 포화작용은 철심 자체의 비선형 특성이지 전기자 반작용의 한 형태가 아니다.

합성수지관 공사에서 관의 지지점 간 거리는 전기설비기준에 따라 최대 1.5[m] 이하로 하여야 한다.

사람이 상시 통행하는 터널 내 저압배선은 애자사용, 금속제 가요전선관, 합성수지관 공사가 인정되나, 라이팅덕트 배선은 노출된 접속부 구조상 이러한 장소에 적절하지 않다.

폴리에틸렌 절연 비닐 시스 케이블의 약호는 절연물(E, 폴리에틸렌)과 시스(V, 비닐)를 조합한 EV이다.

0.6/1kV EP 고무절연 클로로프렌 캡타이어 케이블을 옥내 이동전선으로 사용전압 400V 이상에 쓸 때는 단면적 0.75[mm²] 이상의 것을 사용해야 한다.

흥행장 저압공사에서 무대용 콘센트 박스, 스위치 등 금속제 부분은 제3종 접지공사를 하도록 되어 있다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사의 종별 구분이 폐지되고 접지시스템으로 통합되었다.

가요전선관과 가요전선관을 상호 접속할 때는 스플릿 커플링을 사용한다(가요전선관과 금속관 접속은 콤비네이션 커플링을 사용한다).

특고압 전로에 시설하는 피뢰기는 낮은 접지저항이 요구되므로 제1종 접지공사를 하도록 되어 있다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사의 종별 구분이 폐지되고 접지시스템으로 통합되었다.

방수형 콘센트는 일반 콘센트 심벌에 방수형임을 나타내는 표시(빗금 또는 방수 표시)가 추가된 기호로 나타낸다.

가연성 가스가 체류할 우려가 있는 위험장소의 저압 옥내전기설비는 스파크 발생 우려가 있는 접속부를 완전히 밀폐할 수 있는 금속관 공사로 시설하여야 한다.

분전반은 유지보수를 위해 배선과 기구를 모두 전면에 배치하도록 하여야 하며, 배선을 분전반 이면(뒤쪽)으로 하는 것은 점검이 어려워 옳지 않은 방법이다.

궁지선은 장력이 비교적 작고 다른 종류의 지선을 시설하기 어려운 경우, 지선용 근가를 지지물 근원 가까이 매설하여 활 모양으로 시설하는 지선이다.

가공전선에 케이블을 사용하고 조가용선에 행거로 조가할 때, 사용전압이 고압인 경우 행거의 간격은 50[㎝] 이하로 하여야 한다.

절연전선을 금속덕트에 넣을 때, 전선 피복절연물을 포함한 단면적의 총합계는 덕트 내부 단면적의 20[%] 이하가 되도록 하여야 한다(제어회로 전용인 경우는 50[%]까지 허용).

사용전압 400V 이하 옥내배선의 절연저항 측정에는 500V 메거를 사용하는 것이 일반적이다. ※ 현행 KEC 기준으로는 절연저항 판정 기준표가 전압 구간별 최소값(0.5~1.0MΩ 이상)으로 개정되었다.

폭발성 분진이 있는 위험장소의 금속관 공사에서는 관 상호간 및 관과 박스 등의 접속을 5턱 이상의 나사 조임으로 견고하게 시공하여야 한다.

고압 가공인입선이 일반적인 도로를 횡단하는 경우 노면상 6[m] 이상의 높이로 시설하여야 한다.

합성수지 전선관은 금속관에 비해 절연성과 내식성이 우수하고 가벼워 배관 작업이 쉬우나, 열에 약해 온도 변화에 따른 신축이나 연화의 우려가 있으므로 열에 강하다는 설명은 틀리다.

폭연성 분진이 있는 장소에서 전동기 접속부와 같이 가요성이 필요한 부분에는 분진방폭형 플렉시블 피팅을 사용하여야 한다.

물건을 내릴 때 전동기가 발전기로 동작하며 얻어지는 전력을 전원측으로 되돌려 보내는 방식은 회생제동이다.

트위스트 직선접속은 굵기가 굵지 않은 6[mm²] 이하의 가는 단선을 서로 꼬아서 접속하는 방법에 적용된다.