[전기기능사 필기] 11년 3회차 기출문제 해설 페이지

직렬 공진 주파수는 $f = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$로 구하며, $f = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{0.035\times300\times10^{-6}}} \approx 49\ \mathrm{Hz}$로 약 50[Hz]에 해당한다.

그림에서 4Ω과 6Ω이 병렬이므로 $R_p=\dfrac{4\times6}{4+6}=2.4\Omega$이고, 2.6Ω과 직렬이므로 전체 저항은 $R=2.4+2.6=5\Omega$이다. 전전류는 $I=\dfrac{10}{5}=2\mathrm{A}$이고, 병렬부에서 전류는 저항에 반비례하여 나뉘므로 $I_{4\Omega}=2\times\dfrac{6}{4+6}=1.2\mathrm{A}$이다.

같은 전기량으로 여러 화합물을 전기분해할 때 석출되는 물질의 양이 그 물질의 화학당량에 비례한다는 것은 전기분해에 관한 패러데이의 법칙이다.

바리콘(가변 콘덴서)은 두 극판이 겹치는 면적을 조절하여 정전용량을 연속적으로 변화시킬 수 있는 콘덴서이다.

상호 유도 회로의 결합계수는 $k = \dfrac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$로 정의되며, 이 식을 나타낸 것이 정답이다.

교류전압계는 일반적으로 실효값을 지시하도록 눈금이 매겨져 있다.

진공 중 두 점전하 사이에 작용하는 정전기력은 쿨롱의 법칙에 따라 $F = \dfrac{Q_1 Q_2}{4\pi\varepsilon_0 r^2}$로 표현되며, 이 식을 나타낸 것이 정답이다.

코일의 리액턴스 $X_L=\omega L$은 주파수가 증가할수록 커져 전류가 줄어드는 반면, 콘덴서의 리액턴스 $X_C=\dfrac{1}{\omega C}$는 주파수가 증가할수록 작아져 전류가 더 잘 흐르므로 콘덴서 쪽에 전류가 잘 흐르게 된다.

임피던스는 $Z=\dfrac{V}{I}=\dfrac{50}{8+j6}=\dfrac{50(8-j6)}{8^2+6^2}=\dfrac{50(8-j6)}{100}=4-j3\ \Omega$로 구해진다.

전하는 같은 종류끼리는 서로 반발하고 다른 종류끼리는 흡인하는데, "같은 종류의 전하는 흡인하고 다른 종류는 반발한다"는 설명은 이와 반대로 서술되어 틀린 내용이다.

서미스터는 온도가 오르면 저항이 줄어드는 부(-)의 온도계수를 가지는 반도체 소자이며, 경동선·백금선·텅스텐과 같은 금속선은 온도가 오르면 저항이 커지는 정(+)의 온도계수를 가진다.

맴돌이 전류(와전류) 손실은 철심을 두꺼운 판 하나로 쓰지 않고 얇은 강판을 여러 장 겹쳐(성층하여) 사용함으로써 저감할 수 있다.

원형 코일 중심의 자장의 세기는 $H = \dfrac{NI}{2r}$로 구하며, $H = \dfrac{100\times15}{2\times0.05} = 15000\ \mathrm{AT/m}$이다.

코일에 축적되는 에너지는 $W=\dfrac{1}{2}LI^2$이므로 $W=\dfrac{1}{2}\times0.2\times5^2=2.5\ \mathrm{J}$이다.

단상 변압기 2대를 V결선하여 얻을 수 있는 3상 최대출력은 $P_V=\sqrt{3}\,P_1$이므로, $P_V=\sqrt{3}\times100\approx173.2\ \mathrm{kVA}$가 되어 이에 해당하는 값이 정답이다.

비정현파는 자기포화, 히스테리시스, 전기자반작용 등으로 자속 분포가 왜곡되어 발생하며, 옴의 법칙은 전압·전류·저항 사이의 비례 관계를 나타낼 뿐 파형 왜곡의 원인이 되지 않는다.

누설자속은 공극이 있거나 철심이 자기포화되는 등 자기회로의 자기저항이 커질수록 잘 발생하므로, 반대로 자기회로의 자기저항이 작은 경우에는 대부분의 자속이 주자로를 통해 흘러 누설자속이 발생하기 어렵다.

같은 방향의 전기력선은 서로 나란히 밀어내는(반발하는) 성질을 가지므로, "같은 전기력선은 서로 끌어당긴다"는 설명은 전기력선의 성질과 반대로 서술되어 틀린 내용이다.

평형 3상 회로의 전체 소비전력은 각 상의 소비전력을 모두 더한 값이므로, 1상의 소비전력이 P이면 전체 소비전력은 3P이다.

접지저항이나 전해액저항처럼 직류로 측정하면 분극작용의 영향을 받는 저항은 콜라우시 브리지를 이용해 교류로 측정한다.

운전 중인 전동기의 회전 방향을 반대로 바꾸어 급속히 제동하는 방식을 역상제동(플러깅)이라 한다.

무부하 포화곡선에서 정격전압에 해당하는 수평선 b를 그으면 공극선(직선)과 만나는 점이 c′, 포화곡선과 만나는 점이 c이다. 포화계수(포화율)는 자기포화 때문에 여자전류가 얼마나 더 필요한지를 나타내는 값으로 $\delta=\dfrac{\overline{cc'}}{\overline{bc'}}$로 정의된다. 즉 공극선 기준 여자전류 $\overline{bc'}$에 대한 추가분 $\overline{cc'}$의 비이다.

부흐홀츠 계전기는 변압기 내부 고장으로 발생하는 가스나 유류의 흐름을 검출하기 위해 변압기 주 탱크와 콘서베이터를 잇는 배관 도중에 설치한다.

파권 발전기의 유기기전력은 $E=\dfrac{PZ\varPhi N}{60a}$(파권이므로 $a=2$)로 구하며, $E=\dfrac{6\times220\times0.01\times1500}{60\times2}=165\ \mathrm{V}$이다.

분권전동기는 계자저항기로 여자전류를 조정하면 자속이 변하여 회전속도를 손쉽게 조정할 수 있다. 반면 직권전동기는 부하가 줄면 오히려 속도가 급격히 상승하고, 분권전동기 자체는 부하 변화에 따른 속도 변화가 작은 정속도 전동기이다.

실제 다이오드는 순방향으로 도통할 때에도 PN 접합의 전위장벽 때문에 약간의 순방향 전압강하가 발생하므로, "전압강하가 발생하지 않는다"는 설명은 실제 다이오드 특성과 어긋나 옳지 않다.

3상 유도전동기의 토크는 2차 유기기전력의 제곱에 비례하는 관계로 나타난다.

접지극(전지 전극)과 대지 사이의 저항을 접지저항이라 한다.

직권전동기는 계자권선이 전기자와 직렬이어서 부하전류가 곧 계자전류가 되고, $N \propto \dfrac{V-I_a(R_a+R_f)}{\phi} \propto \dfrac{1}{I_a}$ 관계가 되어 부하전류가 커지면 속도가 급격히 낮아진다. 그림의 네 곡선 중 부하전류가 작을 때 매우 높은 속도에서 출발해 쌍곡선 모양으로 급강하한 뒤 완만해지는 것이 ⓒ이므로 직권전동기의 속도 특성이다. 부하전류가 변해도 거의 수평인 ⓐ는 속도변동률이 작은 분권(타여자)전동기의 곡선이다.

낙뢰, 수목 접촉, 일시적 섬락 등 순간적인 사고로 분리된 구간을 신속히 계통에 재투입하여 안정도를 높이고 정전 시간을 줄이는 계전기를 재폐로 계전기라 한다.

보극이 없는 직류기는 부하전류에 의한 전기자반작용으로 중성점 위치가 이동하는데, 무부하 상태에서는 전기자반작용이 나타나지 않으므로 중성점 위치가 변하지 않는다.

그림의 회로는 TR1·TR3가 직류 입력의 위쪽에, TR2·TR4가 아래쪽에 놓이고 두 중점 사이에 전동기 M이 걸린 H브리지형 회로이다. 전동기에 전류를 흘리려면 서로 대각선으로 마주 보는 트랜지스터를 짝지어 도통시켜야 하므로, 컬렉터 전류 파형 ⓐ 구간은 TR1과 TR4가, 반대 방향인 ⓑ 구간은 TR2와 TR3가 켜진다. TR1과 TR2처럼 같은 변의 두 개를 동시에 켜면 직류 입력이 단락되므로 그런 조합은 쓸 수 없다.

변압기의 유기기전력은 $E=4.44fN\varPhi$로 자속에 비례하므로, 자속과 비례 관계에 있는 것은 전압이다.

비돌극형 동기발전기의 1상 출력은 $P=\dfrac{EV}{X_s}\sin\delta$로 표현되며, 이 식을 나타낸 것이 정답이다.

3상 동기전동기의 자기동법에서는 기동 시 지나치게 큰 돌입전류가 흐르지 않도록 변압기 탭을 이용해 정격전압의 약 30~50% 정도로 감압하여 기동하므로, 80% 정도로 감압한다는 설명은 실제 기동전압 수준과 맞지 않아 틀린 내용이다.

3상 유도전동기의 고정자 권선은 일반적으로 2층 중권을 사용하므로, "고정자 권선은 단층 파권이다"는 설명은 실제 권선법과 맞지 않아 틀린 내용이다.

동기기의 제동권선은 부하 급변 시 발생하는 난조(속도의 주기적 흔들림)를 방지하는 역할을 한다.

동기속도 $N_s=\dfrac{120f}{P}$에서 극수는 $P=\dfrac{120f}{N_s}=\dfrac{120\times60}{900}=8$극이다.

반도체는 온도가 오르면 자유전자·정공이 늘어나 저항값이 오히려 감소하므로, 저항값은 온도에 반비례하는 특성을 가진다.

전부하 효율은 $\eta=\dfrac{P}{P+P_i+P_c}\times100$으로 구하며, 출력을 100[%]로 두면 $\eta=\dfrac{100}{100+1+2}\times100\approx97\ \%$이다.

정션 박스 내에서 절연전선을 쥐꼬리 접속한 후에는 접속부의 절연과 고정을 위해 와이어 커넥터를 씌운다.

케이블공사에서 케이블을 조영재의 아랫면 또는 옆면을 따라 붙이는 경우 전선의 지지점 간 거리는 2[m] 이하로 하여야 한다.

분전반 및 배전반은 전기회로를 쉽게 조작할 수 있는 장소에 설치하여야 유지·보수와 개폐 조작이 편리하다.

합성수지몰드공사는 사용전압 400[V] 미만인 저압 옥내배선에 한하여 시설할 수 있다. ※ 현행 KEC에서는 저압의 구분이 교류 1,000V 이하로 개편되면서 400V를 기준으로 한 별도 제한 규정은 사라졌다.

천장에 작은 구멍을 뚫고 그 속에 등기구를 매입하여 건축 공간을 그대로 활용할 수 있게 하는 조명방식을 다운라이트방식이라 한다.

직선 맞대기용 슬리브(B형)에 의한 압착접속은 두 전선을 일직선으로 잇는 직선접속 방법이며, 전선의 끝을 마무리하는 종단접속 방법에는 해당하지 않는다.

가연성 가스가 존재하는 장소의 저압 옥내배선은 폭발 위험을 막기 위해 금속관공사 또는 케이블공사에 의하여야 하므로, 가요전선관·합성수지관·금속몰드 공사는 적합하지 않다.

가연성 위험물이 있는 장소에 합성수지관배선을 시설할 때 사용하는 합성수지관은 두께 2[㎜] 이상이어야 하므로, "2[㎜] 미만의 관을 사용한다"는 설명은 규정에 맞지 않는다.

라이팅덕트공사에서 덕트의 지지점 간 거리는 2[m] 이하로 하여야 한다.

가연성 분진이 존재하는 장소에서는 전선이 노출되는 애자사용공사를 시설할 수 없고, 케이블공사·금속관공사·합성수지관공사에 의하여야 한다.

지중전선로를 직접매설식으로 시설할 때 차량 등의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서는 현행 KEC 기준으로 매설 깊이를 1.0[m] 이상으로 하여야 한다.

접지는 대지전압을 낮추고 보호계전기의 동작을 확실히 하며 감전을 방지하기 위해 시설하는 것으로, 오히려 이상전압을 억제하는 역할을 하므로 "이상전압의 발생"은 접지의 목적에 해당하지 않는다.

가요전선관 공사에서는 전선 단면적이 일정 기준(동 10[㎟], 알루미늄 16[㎟])을 넘으면 연선을 사용해야 하므로, 절연전선 10[㎟]의 연선을 사용하는 것은 규정에 맞는 시설 방법이다.

노출 금속관 공사에서 관을 직각으로 구부리는 곳에는 유니버설엘보를 사용한다.

설계하중 6.8kN 이하이고 전장이 15m를 초과하는 지지물의 매설깊이는 2.5m 이상으로 하여야 하므로, 전장 16m인 지지물의 최소 매설깊이도 2.5m이다.

한 수용장소의 인입선 접속점에서 분기하여 지지물을 거치지 않고 다른 수용장소의 인입선 접속점에 이르는 전선을 연접인입선이라 한다.

가공전선로의 지선 중간에는 전기적으로 절연하면서도 강도를 유지할 수 있도록 구형애자(옥애자)를 삽입한다.

전기공사에서 접지저항을 측정할 때는 어스테스터(접지저항계)를 사용한다.

옥내배선 그림기호에서 점멸기는 검은 원으로 나타내고 극수·종류는 원 옆에 첨자로 적으며, 3로 스위치는 숫자 3을 붙여 나타낸다. 따라서 검은 원 옆에 3이 표기된 기호가 3로 스위치이다. 나머지 보기의 EX는 방폭형, 2P는 2극 스위치, 15A는 정격전류 15[A]를 뜻하는 표기이다.

중성점 직접접지식 전로로서 60kV를 초과하는 경우 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 0.72배이므로, $70000\times0.72=50400\ \mathrm{V}$이다.