[전기기능사 필기] 07년 3회차 기출문제 해설 페이지

투자율 μ는 자속밀도와 자계의 세기의 비로 정의되는 양으로 단위는 H/m(헨리 매 미터)이다. AT/m은 자계의 세기, Wb/m²는 자속밀도, AT/Wb는 자기저항의 단위이다.

원형 코일 중심의 자계의 세기는 $H=\dfrac{NI}{2r}$이다. $H=\dfrac{10\times15}{2\times0.05}=1500\,\mathrm{AT/m}$으로 계산된다.

정현파 교류의 최대값은 실효값의 $\sqrt2$배이다. $V_m=\sqrt2\times100\approx141\,\mathrm{V}$로 계산된다.

코일의 자체 인덕턴스는 $L=\dfrac{N\Phi}{I}$이다. $L=\dfrac{200\times0.025}{5}=1\,\mathrm{H}$로 계산된다.

누설계수는 코일에서 나오는 전자속(누설자속+유효자속)과 실제 일에 쓰이는 유효자속의 비로 정의되며, $\text{누설계수}=\dfrac{\text{누설자속}+\text{유효자속}}{\text{유효자속}}$이다. 누설이 없으면 1이 되고 누설이 클수록 1보다 커진다.

대칭 Y결선을 등가 Δ결선으로 바꾸면 각 변의 저항은 Y결선 저항의 3배가 된다. $R_\Delta=3R_Y=3\times15=45\,\Omega$이다.

열량과 전기에너지의 환산관계에서 1cal는 4.186J에 해당하며, 이는 열의 일당량(줄의 법칙)에 따른 값이다.

두 저항 $R_1, R_2$를 병렬로 접속하면 합성저항은 각 저항의 곱을 합으로 나눈 값, 즉 $R=\dfrac{R_1R_2}{R_1+R_2}$이다. 이 식과 일치하는 보기가 정답이다.

히스테리시스 곡선에서 횡축(자계 H축)과 만나는 점은 자속밀도를 0으로 만드는 데 필요한 반대방향 자계의 크기, 즉 보자력이다. 종축(자속밀도 B축)과 만나는 점은 잔류자기이다.

전류가 전압에 비례하고 저항에 반비례하는 관계는 $I=\dfrac{V}{R}$로 표현되는 옴의 법칙 그 자체이다.

코일에 저장되는 에너지는 $W=\dfrac12LI^2$이다. $W=\dfrac12\times0.02\times20^2=4\,\mathrm{J}$로 계산된다.

전하에 작용하는 힘은 $F=QE$이므로 전하량은 $Q=\dfrac{F}{E}=\dfrac{0.1}{10}=10^{-2}\,\mathrm{C}$이다.

직렬회로의 합성 임피던스는 $Z=R+j(X_L-X_C)=4+j(8-5)=4+j3\,\Omega$이므로 $|Z|=5\,\Omega$이다. 역률은 $\cos\theta=\dfrac{R}{|Z|}=\dfrac{4}{5}=0.8$이다.

원자핵의 구속력을 벗어나 물질 내부를 자유로이 이동하는 전자를 자유전자라 하며, 전기전도 현상은 이 자유전자의 이동으로 일어난다.

같은 방향으로 전류가 흐르는 두 평행 도체 사이에는 서로 끌어당기는 흡인력이 작용한다. 전류의 방향이 서로 반대이면 반발력이 작용한다.

그림에서 10[A]의 전류가 2[Ω]과 3[Ω]의 병렬회로로 들어가므로, 각 가지에는 저항에 반비례하여 전류가 나뉜다. 2[Ω]에 흐르는 전류는 $I_2=10\times\dfrac{3}{2+3}=6\,\mathrm{A}$이다.

전지 10개를 직렬접속하면 합성기전력은 $E=1.5\times10=15\,\mathrm{V}$, 합성 내부저항은 $r=0.1\times10=1\,\Omega$이다. 전류는 $I=\dfrac{E}{R+r}=\dfrac{15}{2+1}=5\,\mathrm{A}$이다.

부하 임피던스는 $|Z|=\sqrt{8^2+6^2}=10\,\Omega$이고, Y결선의 상전압은 $V_p=\dfrac{380}{\sqrt3}\approx219\,\mathrm{V}$이다. 선전류는 상전류와 같으므로 $I=\dfrac{219}{10}\approx22\,\mathrm{A}$이다.

비사인파는 직류분, 기본파, 고조파의 합으로 구성된다. 삼각파는 그 자체가 하나의 비사인파일 뿐 비사인파를 이루는 일반적 구성요소는 아니다.

전류가 흐르는 도체에서 발생하는 열량은 전류의 제곱과 저항, 시간에 비례하며, 이는 줄의 법칙($H=I^2Rt$)에 의한 발열작용이다.

복권발전기를 병렬운전할 때 직권 계자권선 쪽에 순환전류가 흘러 부하 분담이 안정되도록 두 발전기의 전기자와 직권권선 접속점을 잇는 도선이 균압선이다.

직류전동기와 같이 입력을 실측하여 효율을 구하는 기기의 규약효율은 $\eta=\dfrac{\text{입력}-\text{손실}}{\text{입력}}\times100\%$로 정의된다. 반대로 발전기는 출력을 기준으로 규약효율을 정의한다.

절연물의 최고허용온도는 Y종 90℃, A종 105℃, E종 120℃, B종 130℃ 순으로 높아지며, E종은 120℃이다.

동기속도는 $N_s=\dfrac{120f}{p}=\dfrac{120\times50}{8}=750\,\mathrm{rpm}$이므로 슬립은 $s=\dfrac{750-720}{750}=0.04$이다. 2차효율은 $\eta_2=(1-s)\times100=96\%$이다.

브리더, 컨서베이터, 불활성 질소 봉입은 모두 변압기유가 공기와 접촉해 산화·열화되는 것을 막는 설비이다. 부싱은 권선 인출용 절연관통 부품으로 열화방지와는 관계가 없다.

역전제동은 전동기의 회전방향과 반대되는 토크를 발생시켜 급격히 정지시키는 방법으로, 제동력이 강력하여 급정지에 가장 적합하다.

파권 권선은 극수와 관계없이 병렬회로수가 항상 $a=2$이다.

동기기의 자극면에 설치하는 제동권선은 부하급변이나 부하각 진동 발생 시 이를 억제해 운전을 안정시키는 난조방지 목적으로 사용된다.

동기조상기를 부족여자로 운전하면 뒤진(지상) 무효전력을 흡수하는 리액터로 작용한다. 반대로 과여자로 운전하면 콘덴서로 작용해 진상 무효전력을 공급한다.

변압기의 1차·2차 전류 차동(불평형) 성분을 검출해 동작하는 차동계전기가 내부 고장 보호에 가장 적합하다.

무부하 유기기전력보다 위상이 90도 뒤진 전기자전류가 흐르면 전기자 반작용은 계자자속을 약화시키는 감자작용으로 나타난다.

전기자전압을 일정하게 유지한 채 계자전류를 조정해 자속을 변화시켜 속도를 제어하는 방법이 계자제어법이며, 정출력 특성의 속도제어에 적합하다.

전동발전기 기동 시 전동기 쪽은 계자저항을 최소로 하여 자속을 크게 함으로써 충분한 기동토크를 확보하고, 발전기 쪽은 계자저항을 최대로 하여 기동 초기의 과도한 전압 발생을 억제한다.

단상 반파정류회로의 직류전압은 $E_d=\dfrac{\sqrt2}{\pi}E=0.45\times200\approx90\,\mathrm{V}$이다. 부하전류는 $I_d=\dfrac{E_d}{R}=\dfrac{90}{10}=9\,\mathrm{A}$이다.

전압변동률은 $\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta$로 나타나며, 이를 $\theta$에 대해 최대로 하는 조건을 구하면 $\cos\theta_m=\dfrac{p}{\sqrt{p^2+q^2}}$가 된다. 이 식과 일치하는 보기가 정답이다.

2차 저항기법은 회전자 슬립링을 통해 외부저항을 접속하는 방식으로 권선형 유도전동기 전용 기동법이며, 회전자가 농형 구조인 농형유도전동기에는 적용할 수 없다.

동기발전기의 병렬운전 조건은 기전력의 크기, 위상, 주파수, 파형이 서로 같아야 한다는 것이지 파형이 작아야 한다는 것이 아니다.

주파수는 주기의 역수이므로 $f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{1\times10^{-3}}=1000\,\mathrm{Hz}$이다.

사이리스터 등을 이용한 제어정류기는 위상제어를 통해 교류 입력을 가변 직류 출력으로 변환하는 장치이다.

단락비가 큰 기기는 동기임피던스가 작아 전기자 반작용이 작고, 단락전류가 크며 공극이 커서 전압변동률이 작다. 따라서 '전기자 반작용이 크다'는 설명이 옳지 않다.

고압 가공전선로에서 전선의 조수가 3조인 경우 완금의 표준 길이는 1800㎜이다(2조인 경우는 1400㎜).

합성수지관공사에서 관의 지지점 간 거리는 1.5m 이하로 하여야 하므로 '3m 이상으로 한다'는 설명은 옳지 않다. 나머지 방습장치, 삽입 깊이, 접속점 배제 규정은 옳은 설명이다.

비닐절연 비닐외장 케이블은 Vinyl insulated Vinyl sheathed cable의 약자로 VV로 표기한다.

진동 등으로 접속부가 헐거워질 우려가 있는 곳에서는 스프링 와셔나 이중너트 등을 끼워 풀림을 방지한다.

접지저항을 측정하는 전용 계측기는 어스테스터(접지저항계)이다.

폭발성 분진이 있는 장소의 금속관공사에서 관 상호 및 관과 박스 등의 접속은 완전한 전기적 접속과 기밀성을 확보하기 위해 5턱 이상의 나사조임으로 접속하여야 한다.

접지선으로 사용하는 절연전선은 다른 극성의 전선과 구분되도록 특별한 경우를 제외하고 녹색으로 표시한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 전선 색상이 IEC 방식으로 개정되어 보호도체(접지선)는 녹색-노란색(GN/YE) 조합색으로 표시한다.

셀룰로이드, 성냥, 석유류 등 가연성 위험물을 제조·저장하는 장소의 배선은 금속관공사, 케이블공사, 합성수지관공사만 허용되며, 플로어덕트공사는 이러한 위험물 존재 장소의 배선 방법으로 인정되지 않는다.

저압 가공인입선이 건물 벽을 관통하여 인입되는 부분에는 빗물 등의 침입을 막기 위한 엔트런스캡을 사용한다.

가스차단기(GCB)는 소호 성능이 우수하고 불연성인 육불화황(SF₆) 가스를 소호 매질로 사용한다.

2종 가요전선관의 표준 호칭 굵기에는 10, 12, 15, 17, 24㎜ 등이 있으나 16㎜는 이에 해당하지 않는다.

지름 2.6mm 이하의 가는 단선을 직선접속할 때는 트위스트접속으로, 이보다 굵은 전선은 브리타니아접속으로 접속한다.

금속전선관공사에는 파이프바이스, 리머, 오스터 등이 주로 사용된다. 스트리퍼는 전선의 피복을 벗기는 공구로 금속관공사의 전용 공구는 아니다.

사용전압 400V 미만인 저압용 기계기구의 금속제 외함에는 제3종 접지공사를 시행하므로 380V 유도전동기 외함도 제3종 접지공사 대상이다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되고 접지시스템(공통접지·통합접지 등)으로 일원화되었다.

습기가 많은 곳에서 사람이 접촉할 우려가 있는 바닥 위에 시설하는 사용전압 400V 미만의 전구선·이동전선은 단면적 0.75mm² 이상의 코드나 캡타이어케이블을 사용하여야 한다.

변류기는 Current Transformer의 약자로 CT로 표기한다.

전동기의 정격전류 합계가 50A 이하인 경우 저압 옥내간선의 허용전류는 그 정격전류 합계의 1.25배 이상이어야 한다. $40\times1.25=50\,\mathrm{A}$로 계산된다.

배선용 차단기의 그림기호는 사각형(또는 원) 틀 안에 문자 B를 표기한 심벌로 나타낸다.

금속덕트공사에서는 덕트 내부로 먼지나 물기가 들어가지 않도록 덕트의 말단을 반드시 막아야 하므로 '덕트의 말단은 열어 놓을 것'이라는 설명은 옳지 않다.

합성수지몰드공사는 사용전압 400V 미만인 저압 옥내배선에만 시설할 수 있다.