[전기기능사 필기] 12년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

단상변압기 2대를 V결선하면 출력은 변압기 1대 용량의 $\sqrt3$배가 된다. $P_V = \sqrt3 \times 100 \approx 173.2\ \mathrm{kVA}$이다.

정현파의 평균값은 최댓값의 $\dfrac{2}{\pi}$배이다.
$V_a = \dfrac{2}{\pi}\times 220 \approx 140.1\ \mathrm{V}$로 약 140.1V이다.

콘덴서에 저장되는 에너지는 $W=\dfrac{1}{2}QV$로 구한다. $W = \dfrac{1}{2}\times 800\times10^{-6}\times 20 = 0.008\ \mathrm{J}$이다.

진공 중 두 자극 사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙과 같은 형태인 $F=\dfrac{m_1 m_2}{4\pi\mu_0 r^2}$로 나타난다.

직렬연결 시 전류가 같으므로 저항이 큰 100W 전구에서 소비전력($I^2R$)이 더 커 더 밝게 빛난다.
정격전압 220V에서 저항은 $R=\dfrac{V^2}{P}$이므로 100W 전구가 $484\ \Omega$, 200W 전구가 $242\ \Omega$으로 100W 전구의 저항이 더 크다.

한쪽 코일의 전류 변화로 인접한 다른 코일에 기전력이 유도되는 현상을 상호유도라 한다.

전기량은 $Q=It$로 구한다. $Q = 5 \times (10\times60) = 3000\ \mathrm{C}$이다.

자유전자가 과잉된 상태는 전자(음전하)가 더 많은 상태이므로 (-) 대전상태이다.

기본파 임피던스는 $Z_1=\sqrt{4^2+3^2}=5\Omega$로 $I_1=100/5=20\mathrm{A}$, 3고조파는 리액턴스가 3배인 $X_{L3}=9\Omega$이므로 $Z_3=\sqrt{4^2+9^2}\approx9.85\Omega$로 $I_3\approx3.05\mathrm{A}$이다. 전력은 $P=I_1^2R+I_3^2R \approx 20^2\times4+3.05^2\times4 \approx 1637\ \mathrm{W}$이다.

교류 브리지가 평형이면 마주보는 변의 임피던스 곱이 같으므로 $R_2\cdot\dfrac{1}{j\omega C_s}=R_1\cdot\dfrac{1}{j\omega C_x}$, 정리하면 $C_x=\dfrac{R_1}{R_2}C_s$이다. 그림의 $R_1=200\Omega$, $R_2=50\Omega$, $C_s=0.1\mu\mathrm{F}$을 대입하면 $C_x=\dfrac{200}{50}\times0.1=0.4\mu\mathrm{F}$이다.

전지 $n$개를 직렬로 연결하면 기전력과 내부저항이 모두 $n$배가 되므로 전체 내부저항은 $nr$이다.

△결선에서는 선간전압과 상전압이 같으므로 $V_l=200\mathrm{V}$이고, 선전류는 상전류의 $\sqrt3$배이므로 $I_l=30\sqrt3\ \mathrm{A}$이다.

바리콘(가변 콘덴서)은 극판 사이 간격이나 겹치는 면적을 조절하여 용량을 자유롭게 변화시킬 수 있는 콘덴서이다.

결합계수는 $k=\dfrac{M}{\sqrt{L_1L_2}}$로 구한다. $k=\dfrac{60}{\sqrt{200\times450}}=\dfrac{60}{300}=0.2$이다.

R이 L에 직렬로 연결된 병렬 공진회로의 공진 임피던스는 $Z_0=\dfrac{L}{CR}$로 나타난다.

자기력선은 N극에서 나와 S극으로 들어가며 서로 교차하지 않는 성질을 가지므로, 자기력선이 상호간에 교차한다는 설명은 옳지 않다.

줄의 법칙에 따른 발열량은 $H=I^2Rt[\mathrm{J}]$로 표시된다.

플레밍의 왼손법칙에서는 엄지가 힘(운동방향), 검지가 자속(자기장), 중지가 전류의 방향을 나타낸다.

코일이 받는 회전력은 $\tau=NBIA\sin\theta$로 구한다.
$\tau = 5\times0.2\times2\times(2\times1)\times\sin30^\circ = 2\ \mathrm{N\cdot m}$이다.

두 전압계가 직렬접속되었으므로 250V가 내부저항 $15\mathrm{k}\Omega$과 $10\mathrm{k}\Omega$의 비로 분배된다. $V_1=250\times\dfrac{15}{25}=150\mathrm{V}$, $V_2=250\times\dfrac{10}{25}=100\mathrm{V}$이다.

직류기의 손실 중 풍손은 회전에 따른 공기 마찰로 발생하는 기계손이다. 와전류손과 히스테리시스손은 철손, 표유부하손은 부하손에 속한다.

정류자는 전기자 권선에서 발생한 교류 기전력을 브러시를 통해 외부로 낼 때 직류로 바꾸어 주는 부분이다.

브흐홀츠 계전기는 변압기 내부고장 시 발생하는 기름·가스의 흐름 변화를 검출해야 하므로 변압기 본체와 컨서베이터를 연결하는 파이프 도중에 설치한다.

터빈 발전기는 2극으로 설계되는 것이 일반적이며 $N=\dfrac{120f}{p}=\dfrac{120\times60}{2}=3600\ \mathrm{rpm}$이 최고 속도이다.

분상기동형 단상유도전동기의 원심개폐기는 회전자 속도가 동기속도의 약 60~80[%]에 이르면 기동권선 회로를 개방하도록 작동한다.

동기전동기를 자기기동법으로 기동할 때는 계자권선의 고전압 유도에 의한 절연파괴를 막기 위해 계자회로를 저항을 통해 단락시킨 상태로 기동한다.

직류 복권 발전기를 병렬 운전할 때는 직권 계자권선 때문에 부하 분담이 불안정해질 수 있어 균압선을 반드시 설치하여야 한다.

슬립은 2차 동손을 2차 입력으로 나눈 값과 같다($s=\dfrac{P_{c2}}{P_2}$)는 관계가 성립하며 이는 유도전동기의 실제 특성이다.

동기전동기는 계자전류를 조정해 진상·지상 역률을 자유롭게 조정할 수 있는 것이 장점이므로 역률 조정이 힘들다는 설명은 옳지 않다.

타여자기는 계자권선이 전기자와 전기적으로 접속되지 않고 별도의 외부 전원에서 여자전류를 공급받는 직류기이다.

동기기를 병렬운전할 때 두 기전력의 위상이 어긋나면 그 위상차에 의해 순환전류(동기화전류)가 흐른다.

비스무트는 정류 특성이 없는 금속으로 정류소자로 사용할 수 없다. 게르마늄, 실리콘, 산화구리는 모두 정류 작용이 있어 정류소자로 사용된다.

유도성 부하에서 전류가 연속인 단상 전파 정류전압은 $E_d=\dfrac{2\sqrt2}{\pi}E\cos\alpha$로 구한다. $E_d = 0.9\times100\times\cos60^\circ = 90\times0.5=45\ \mathrm{V}$이다.

변압기 철심은 철손(히스테리시스손)을 줄이기 위해 철 함유량이 약 96~97[%]인 규소강판을 사용한다.

전기자 반작용은 실제로는 자기포화 때문에 증자되는 부분보다 감자되는 부분이 더 커져 주자속의 평균치를 감소시키므로, 자속의 평균치가 증가한다는 설명은 전기자 반작용의 영향이 아니다.

두 동기발전기의 기전력 위상에 차이가 있을 때 그 위상차를 없애려는 방향으로 동기화전류가 흐른다.

속도변동률은 $\varepsilon=\dfrac{N_0-N}{N}\times100$이다. $N_0 = N(1+\varepsilon) = 1500\times1.03 = 1545\ \mathrm{rpm}$이다.

3상 유도전동기는 전동기로 동작하는 구간에서 슬립이 $0\lt s\lt 1$ 범위를 가진다.

단상 전파 정류회로의 직류전압 평균값은 $E_d=0.9E$로 나타난다.

직류 발전기의 전기자는 자속이 통하는 전기자 철심과 기전력이 유기되는 전기자 권선으로 구성된다.

도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 5[m] 이상이어야 한다.

약호 CN-CV-W는 동심 중성선(CN)과 가교폴리에틸렌 절연 비닐시스(CV) 구조의 수밀형(W) 케이블, 즉 동심 중성선 수밀형 전력케이블을 나타낸다.

제1종 금속제 가요전선관의 두께는 최소 0.8[mm] 이상이어야 한다.

플로어 덕트는 제3종 접지공사를 하여야 하며, 특별제3종 접지공사를 하여야 한다는 설명은 옳지 않다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사의 종별 구분이 폐지되고 접지시스템으로 통합되었다.

차단기 정격전류는 $I=\dfrac{P}{\sqrt3\,V\cos\theta}$로 구한다. $I=\dfrac{500000}{\sqrt3\times24000\times0.8}\approx15\ \mathrm{A}$이다.

전선 접속 시 전선의 세기는 20[%] 이상 감소시키지 않아야 하는 것이 원칙이며, 30[%] 이상 감소시키지 않아야 한다는 설명은 기준 수치가 틀렸다.

굵은 전선을 절단할 때는 클리퍼(cable cutter)를 사용한다.

무대·오케스트라 박스 등 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 장소의 저압 옥내배선, 전구선, 이동전선은 사용전압이 400[V] 미만이어야 한다.

전반조명은 광원을 일정한 간격으로 고르게 배치하여 실내 전체를 균일하게 밝히는 방식으로 공장, 학교, 사무실 등에 널리 쓰인다.

그림의 심벌은 피뢰기를 나타내는 도면기호이다.

금속몰드 배선은 사용전압 400[V] 미만인 경우에만 시설할 수 있다.

네온 변압기를 넣는 금속함은 제3종 접지공사를 하여야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사의 종별 구분이 폐지되고 접지시스템으로 통합되었다.

캡타이어 케이블을 조영재의 옆면을 따라 시설하는 경우 지지점 간의 거리는 1[m] 이하로 하여야 한다.

전로의 절연체 내부·표면이나 공간을 통해 선간 또는 대지 사이로 새어 흐르는 전류를 누설전류라 한다.

컷아웃스위치(COS)는 배전용 변압기의 1차측에 설치하여 변압기 내부 고장 시 회로를 차단하는 단락 보호용으로 사용된다.

덕트는 금속덕트 공사에 사용되는 별도의 공사방식이며, 새들·로크너트·링리듀서는 모두 금속관 공사에 쓰이는 부속품이다.

구리 전선과 기계기구 단자를 접속할 때 진동 등으로 헐거워질 우려가 있는 경우에는 스프링 와셔를 끼워 조임 상태를 유지시킨다.

화약류 저장소의 전용 개폐기에서 저장소 인입구까지는 케이블을 사용한 지중 전선로로 시설하여야 한다.

전력퓨즈가 한 상만 용단되어 결상이 생기는 것을 방지하기 위해 전력퓨즈와 조합하여 사용하는 것이 부하 개폐기이다.

합성수지관 상호 및 관과 박스의 접속 시 접착제를 사용하지 않는 경우 삽입 깊이는 관 바깥지름의 1.2배 이상으로 하여야 한다.