[전기기능사 필기] 09년 3회차 기출문제 해설 페이지

임피던스의 크기는 $|Z| = \sqrt{3^2+4^2} = 5\ \Omega$이고, Δ결선은 상전압과 선간전압이 같으므로 상전류는 $I_p = \dfrac{200}{5} = 40\ \mathrm{A}$이다.

콘덴서는 전기를 저장하고 직류를 차단·교류를 통과시키며 공진회로를 구성하는 소자이나, 상호 유도작용은 코일(인덕터)의 특성이다. 따라서 상호 유도작용은 콘덴서의 기능이 아니다.

콘덴서를 직렬로 접속하면 합성 정전용량은 $\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{C_1}+\dfrac{1}{C_2}+\cdots$로 각 용량의 역수합이 되어 개별 용량보다 작아진다. 반대로 병렬 접속은 용량이 커진다.

같은 자극 세기 m에 대해 자기장의 세기는 $H = \dfrac{m}{4\pi\mu r^2}$로 투자율 μ에 반비례한다. 구리는 강자성체인 니켈·페라이트·초합금과 달리 투자율이 진공과 거의 같이 낮으므로 같은 조건에서 자기장의 세기가 가장 크다.

원형 코일 중심의 자기장 세기는 $H = \dfrac{NI}{2r}$이며, $H = \dfrac{1\times1}{2\times0.1} = 5\ \mathrm{AT/m}$이다.

쿨롱의 법칙 $F = k\dfrac{Q_1 Q_2}{r^2}$에서 $F = 9\times10^{9} \times \dfrac{10\times10^{-6}\times20\times10^{-6}}{1^2} = 1.8\ \mathrm{N}$이다.

전압계의 측정 범위를 넓히기 위해 전압계에 직렬로 접속하는 고저항을 배율기(multiplier)라 한다. 분류기는 전류계 병렬 저항으로 전류 측정 범위를 넓히는 것이다.

임피던스는 $Z = \sqrt{8^2+6^2} = 10\ \Omega$이므로 전류는 $I = \dfrac{200}{10} = 20\ \mathrm{A}$, 역률은 $\cos\theta = \dfrac{R}{Z} = \dfrac{8}{10} = 80\%$이다.

회로의 한 접속점에서 유입 전류의 합과 유출 전류의 합이 같다는 법칙은 키르히호프의 제1법칙(전류법칙)이다. 제2법칙은 폐회로의 기전력과 전압강하의 관계를 다룬다.

비사인파는 기본파, 여러 고조파, 직류분의 합으로 구성된다. 삼각파는 그 자체가 하나의 파형이지 비사인파를 구성하는 성분이 아니다.

Y결선을 등가 Δ결선으로 바꾸면 각 상의 임피던스는 3배가 된다(Δ→Y는 반대로 1/3배). 따라서 Y의 임피던스에 3을 곱해야 한다.

복소수의 차는 실수부와 허수부를 각각 빼면 되므로 $A = A_1 - A_2 = (a_1-a_2)+j(b_1-b_2)$이다.

물을 데우는 데 필요한 열량은 $Q = 100\times1\times(40-20) = 2000\ \mathrm{kcal}$이고, 이를 $860\ \mathrm{kcal/kWh}$로 나누고 시간과 효율을 반영하면 $P = \dfrac{2000/860}{2\times0.6} \approx 1.938\ \mathrm{kW}$이다.

전력량(에너지)의 정의상 $1\ \mathrm{J} = 1\ \mathrm{W}\cdot\mathrm{s}$이며, 이는 일률과 시간의 곱이 에너지가 된다는 관계에서 나온다.

감극제는 전지 방전 중 양극 부근에 발생하는 수소 기체로 인한 분극작용을 막아 기전력 저하를 방지하기 위해 사용된다.

두 코일이 완전 결합(k=1)되어 자속이 서로 가해지는 방향으로 직렬 접속되면 $M = \sqrt{L_1 L_2}$이고, 합성 인덕턴스 최댓값은 $L = L_1+L_2+2M = 0.25+0.23+2\sqrt{0.25\times0.23} \approx 0.96\ \mathrm{H}$이다.

상호 유도 기전력 $e_2 = M\dfrac{di_1}{dt}$에서 $M = \dfrac{e_2}{di_1/dt} = \dfrac{60}{150} = 0.4\ \mathrm{H}$이다.

그림의 저항들을 직렬·병렬로 정리하여 합성하면 약 7.4[Ω]이 된다. 병렬 구간은 역수의 합으로, 직렬 구간은 단순 합으로 순차 계산한다.

비정현파(비사인파)를 기본파와 여러 고조파의 합으로 분해하는 방법을 푸리에 분석(급수)이라 한다.

자기력선은 N극에서 나와 S극으로 들어가며 서로 교차하지 않는다. 따라서 “자기력선은 상호간에 교차한다”는 설명이 옳지 않다.

무부하 시에는 여자전류(무효분) 비중이 커서 역률이 낮지만, 부하가 걸리면 유효 전류 성분이 증가하여 전류 중 유효분 비중이 커지므로 역률이 높아진다.

입력은 $P_{in} = \dfrac{10}{0.85} \approx 11.76\ \mathrm{kW}$이고, 전류는 $I = \dfrac{P_{in}}{\sqrt{3}\,V\cos\theta} = \dfrac{11760}{1.732\times200\times0.85} \approx 40\ \mathrm{A}$이다.

SCR 2개를 역병렬로 접속하면 양방향 전류 제어가 가능한 TRIAC과 동일한 기능을 하며, 그 기호도 TRIAC을 나타낸다.

낙뢰나 수목 접촉 등 순간적 사고로 분리된 구간을 신속히 재투입하여 정전시간을 줄이고 계통 안정도를 높이는 계전기는 재폐로 계전기이다.

변압기의 무부하손은 여자전류에 의한 철심의 히스테리시스손과 와류손, 즉 철손이 대부분을 차지한다. 동손은 부하손이다.

동기속도 $N_s = \dfrac{120f}{P}$에서 $f = \dfrac{N_s P}{120} = \dfrac{1800\times4}{120} = 60\ \mathrm{Hz}$이다.

잔류자속으로 생긴 잔류전압이 여자전류를 흘려 자속을 키우는 정궤환이 반복되며 단자전압이 점차 상승해 안정점에 이르는 현상을 전압 확립이라 한다.

파권(a=2)의 유기기전력은 $E = \dfrac{pZ\phi N}{60a}$이며, $E = \dfrac{6\times400\times0.01\times600}{60\times2} = 120\ \mathrm{V}$이다.

병렬 운전 중인 두 동기발전기의 기전력 크기가 서로 다르면 두 발전기 사이에 무효 순환전류(무효횡류)가 흐른다. 위상차는 유효 횡류(동기화 전류)를 유발한다.

변압기 권수비는 $a = \dfrac{V_1}{V_2} = \dfrac{3300}{220} = 15$이다.

그림의 결선은 계자 권선이 별도의 독립 전원에 연결되고 전기자와 전기적으로 분리된 형태로, 타여자 전동기의 접속을 나타낸다.

Δ-Y 결선에서 1차·2차 선간전압의 위상차는 60°가 아니라 30°이므로 이 설명이 옳지 않다. 제3고조파는 Δ측에서 순환하여 장해가 적고, Y측 중성점은 접지가 가능하다.

2차 동손은 슬립과 회전자(2차) 입력의 곱으로 구해지며, $P_{c2} = sP_2 = 0.04\times10 = 0.4\ \mathrm{kW}$이다.

브러시는 정류자 표면과 접촉하여 전기자 권선과 외부 회로 사이에서 전류를 주고받는 역할을 한다.

전압 변동률은 $\varepsilon = \dfrac{V_0-V_n}{V_n}\times100 = \dfrac{253-220}{220}\times100 = 15\%$이다.

유기기전력 실효값은 $E = 4.44f N\phi$이며, $E = 4.44\times60\times100\times0.02 \approx 533\ \mathrm{V}$이다.

외함 기름을 펌프로 순환시켜 외부 냉각장치를 거쳐 다시 공급하는 방식은 유입송유식이며, 냉각효과가 커서 30000[kVA] 이상의 대용량 변압기에 사용된다.

토크는 $T = 9.55\dfrac{P}{N} = 9.55\times\dfrac{3000}{1500} \approx 19.1\ \mathrm{N\cdot m}$이다.

유도전동기 속도 제어에 사용하는 전압·주파수 가변 인버터 장치는 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)이다.

SCR은 게이트에 트리거 신호를 가해야만 도통(턴온)되는 소자이다. DIAC·UJT 등은 게이트 없이 브레이크오버 전압으로 동작한다.

굵은 알루미늄 전선을 박스 안에서 접속할 때는 압착 슬리브가 아닌 C형 접속기(슬리브)를 사용해 전기적 부식 없이 견고하게 접속하는 방법이 적합하다.

2종 금속 몰드 공사에서 몰드 내 전선(피복 포함) 단면적의 총합은 몰드 내면 단면적의 20[%] 이하로 하여야 한다.

녹아웃 지름이 관 지름보다 커서 틈이 생길 때, 그 틈을 메워 관을 박스에 견고히 고정하는 부속은 링 리듀서이다.

PVC(경질비닐) 전선관의 표준 규격 1본의 길이는 4.0[m]이다.

그림기호는 벽이나 천장 속에 매입하여 시설하는 배선을 나타내는 천장 은폐배선의 기호이다.

전선을 접속할 때는 전선의 세기(인장강도)를 20[%] 이상 감소시키지 않아야 한다.

1종 가요전선관을 구부릴 때 곡률 반지름은 관 안지름의 6배 이상으로 하여야 굴곡부에서 전선 손상을 막을 수 있다.

변류비 100/5인 CT는 실제전류를 1/20로 축소하므로, 전류계 지시 4[A]에 해당하는 실제 부하전류는 $4\times\dfrac{100}{5} = 80\ \mathrm{A}$이다.

저압과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때 상호 이격거리는 50[cm] 이상이어야 한다.

가요전선관이 직각으로 꺾여 박스에 연결될 때는 앵글 박스 커넥터를 사용해 각도에 맞게 접속한다.

설계하중 6.8[kN] 이하이고 길이 16[m]인 철근콘크리트주는 땅에 묻히는 표준깊이가 최소 2.5[m] 이상이어야 한다(길이 15[m]를 초과하는 전주에 적용되는 깊이 기준). ※ 이 매설깊이 기준은 현행 규정에서도 유사하게 유지된다.

조명기구 표기에서 F는 형광등(Fluorescent lamp)을 뜻하므로 F40은 형광등 40[W]를 의미한다.

사용전압 400[V] 미만인 경우 가요전선관 및 그 부속품은 제3종 접지공사를 하여야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되고 통합접지 방식으로 규정되며, 저압 기준도 교류 1,000[V] 이하로 상향되었다.

금속덕트는 먼지·이물 유입과 감전 위험을 막기 위해 끝부분을 반드시 막아야 하므로, “끝부분은 열어 놓을 것”이라는 설명이 옳지 않다.

애자사용공사에서 건조한 장소, 사용전압 400[V] 미만인 경우 전선과 조영재 사이의 이격거리는 2.5[㎝] 이상이어야 한다.

교통신호등 제어장치의 사용전압은 통상 400[V] 미만이므로 그 금속제 외함은 제3종 접지공사를 하여야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분 없이 통합접지로 규정된다.

가연성 분진이 있는 장소는 금속관·케이블·합성수지관 공사가 가능하나, 개방된 통로 구조인 플로어 덕트 공사는 분진 침투와 폭발 위험이 있어 적절하지 않다.

과전류 차단기는 회로를 보호하기 위해 간선의 전원측 전선에 설치한다. 접지선이나 다선식 전로의 중성선, 접지측 전선에는 원칙적으로 설치하지 않는다.

금속전선관에 나사산을 내는 작업(나사내기)에는 오스터를 사용한다. 리머는 관 절단면을 다듬는 공구이다.

지선에 사용하는 연선은 소선 3가닥 이상이어야 하며, 소선의 지름은 1.6[㎜]가 아니라 2.6[㎜] 이상의 금속선이어야 하므로 이 설명이 맞지 않다.