[전기기능사 필기] 05년 2회차 기출문제 해설 페이지

자기 인덕턴스에 유도되는 기전력의 크기는 $e=L\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$이다. $e=0.2\times\dfrac{3}{0.01}=60\ \mathrm{V}$이다.

전장 안의 전하가 받는 힘은 $F=QE$이므로 $Q=\dfrac{F}{E}$이다. $Q=\dfrac{0.1}{10}=0.01=10^{-2}\ \mathrm{C}$이다.

전열선 1개의 저항을 $R$이라 하면 직렬 시 소비전력은 $P_s=\dfrac{V^2}{2R}$, 병렬 시는 $P_p=\dfrac{V^2}{R/2}=\dfrac{2V^2}{R}$이다. 따라서 $\dfrac{P_s}{P_p}=\dfrac{1}{4}$로 직렬이 병렬의 $\dfrac14$배이다.

옴의 법칙에 의해 $V=IR=2\times10=20\ \mathrm{V}$이다.

같은 값의 저항 2개를 병렬로 접속하면 합성저항은 $\dfrac{R\times R}{R+R}=\dfrac{R}{2}$이 되어 저항 하나의 절반이 된다.

패러데이의 전자유도법칙에서 유기기전력은 $e=-N\dfrac{d\phi}{dt}$로, 쇄교 자속수 자체가 아니라 그 변화율에 비례한다. 자속이 아무리 커도 변하지 않으면 기전력은 유도되지 않는다.

전류가 흐르는 도선의 미소 부분 $\Delta\ell$이 거리 $r$인 점에 만드는 자기장의 세기를 $\Delta H=\dfrac{I\Delta\ell\sin\theta}{4\pi r^2}$로 나타내는 것이 비오-사바르의 법칙이다. 렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향을 규정하는 법칙이므로 전류에 의한 자기장의 세기와는 다르다.

콘덴서의 전위차는 $V=\dfrac{Q}{C}$이다. $V=\dfrac{12\times10^{-6}}{0.02\times10^{-6}}=600\ \mathrm{V}$이다.

△결선에서는 상전압이 선간전압과 같으므로 상전류는 $I_P=\dfrac{V_P}{Z}$이다. $|Z|=\sqrt{3^2+4^2}=5\ \Omega$이므로 $I_P=\dfrac{200}{5}=40\ \mathrm{A}$이다.

피상전력은 역률과 무관하게 $P_a=VI$로 구한다. $P_a=100\times5=500\ \mathrm{VA}$이다(역률 70%를 곱한 350W는 유효전력이다).

정현파 교류의 평균값은 $I_{av}=\dfrac{2}{\pi}I_m$이다. $I_{av}=\dfrac{2}{\pi}\times10\approx6.37\ \mathrm{A}$이다.

전해질이 물에 녹아 양이온과 음이온으로 나뉘는 현상을 전리(이온화)라 한다. 전해(전기분해)는 전류를 흘려 물질을 분해하는 것이고, 석출은 전극에 물질이 달라붙는 현상이므로 구분된다.

열의 일당량 관계에서 $1\ \mathrm{cal}=4.186\ \mathrm{J}$이다. 반대로 $1\ \mathrm{J}=0.24\ \mathrm{cal}$이다.

애노드·캐소드·게이트의 3단자를 가지며 게이트 신호로 도통 시점을 조절해 위상제어에 쓰이는 소자는 SCR(실리콘 제어 정류기)이다. 다이오드는 게이트가 없어 제어가 불가능하다.

막대자석의 자기 모멘트는 $M=m\ell$이다. $M=15\times0.4=6\ \mathrm{Wb\cdot m}$이다(길이는 [m] 단위로 환산한다).

공기(진공)의 비투자율은 $\mu_s=1$이며, 비유전율도 마찬가지로 1로 취급한다.

히스테리시스 곡선의 가로축은 자기장의 세기 $H$이므로, 곡선이 가로축과 만나는 점은 자속밀도를 0으로 만드는 데 필요한 반대방향 자기장의 세기, 즉 보자력이다. 세로축과 만나는 점이 잔류자기이다.

콘덴서를 직렬로 접속하면 두 콘덴서에 같은 전하 $Q$가 축적되므로 $V=\dfrac{Q}{C}$에 따라 전압은 정전용량에 반비례하여 분배된다. 합성용량 $C=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}$에서 $Q=CV$를 구해 대입하면 $V_1=\dfrac{Q}{C_1}=\dfrac{C_2}{C_1+C_2}V$가 되며, 보기 중 이 식이 옳다.

합성수지관 상호 및 관과 박스의 접속 시 삽입 깊이는 관 바깥지름의 1.2배 이상으로 한다(접착제를 사용하는 경우에는 0.8배 이상으로 완화된다).

연피 케이블 접속부에는 점착성과 절연성이 좋고 기름에 강한 리노 테이프를 반드시 사용한다. 비닐 테이프나 면 테이프는 연피 접속부의 방수·내유 성능을 확보하지 못한다.

전선관 내 전선을 여러 가닥 넣으면 방열이 나빠져 허용전류에 감소계수를 곱한다. 동일 관내 전선수 3가닥 이하는 0.70, 4가닥은 0.63, 5~6가닥은 0.56, 7~15가닥은 0.49이므로 4선일 때는 0.63이다.

연동선은 경동선을 풀림(어닐링)하여 만든 것으로 가요성이 크고 도전율이 높아(저항이 작아) 옥내배선용으로 널리 쓰인다. 경동선은 인장강도가 커서 주로 가공 전선로에 사용한다.

근가(전주 근가)를 전주에 고정하는 U-볼트는 근가 길이에 따라 규격이 정해지며, 길이 1.0[m]용 근가에는 270×500[mm] 규격의 U-볼트를 표준으로 사용한다.

출제 당시 판단기준에서 전기기계기구의 철대 및 금속제 외함은 사용전압 400[V] 미만이면 제3종, 400[V] 이상 저압이면 특별 제3종 접지공사를 하여야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되고 접지시스템으로 통합되었다.

금속관의 호칭은 박강 전선관은 바깥지름(외경)에 가까운 홀수 [mm], 후강 전선관은 안지름(내경)에 가까운 짝수 [mm]로 표시한다.

저압 연접인입선의 제한사항은 분기점에서 100[m]를 넘지 말 것, 폭 5[m]를 넘는 도로를 횡단하지 말 것, 다른 수용가의 옥내를 관통하지 말 것이다. 전선 굵기는 이러한 연접인입선 고유의 제한사항이 아니라 인입선 일반 규정에서 정하는 사항이다.

트위스트 접속은 두 단선을 서로 꼬아 접속하는 방법으로, 단면적 6[mm²] 이하(지름 2.6[mm] 이하)의 가는 단선 직선접속에 사용한다. 굵은 단선은 브리타니아 접속, 연선은 권선 접속이나 슬리브 접속을 쓴다.

펌프 플라이어는 물림 폭을 단계적으로 조절할 수 있는 공구로 펜치처럼 쓰이며, 금속관 공사에서 로크 너트를 조이거나 슬리브 접속에 사용한다. 히키는 금속관을 구부리는 벤더 계열 공구이다.

그림의 결선도에서 배선기구를 붙여야 할 곳은 전원 측 나이프스위치(K-S) 1개소와 점멸기 S1 1개소이며, 여기에 저항 R로 가는 가지가 갈라지는 상·하 분기점 2개소에 박스기구를 붙여야 한다. 따라서 기구를 붙일 개소는 $1+1+2=4$개소이다.

수중조명등처럼 물속에 시설하는 조명등의 용기 및 방호장치 금속부분에는 감전 위험이 크므로 출제 당시 기준으로 특별 제3종 접지공사를 하여야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되고 접지시스템으로 통합되었다.

코드선의 허용전류는 단면적 0.75[mm²]가 7[A], 1.25[mm²]가 12[A], 2.0[mm²]가 17[A]이다. 따라서 1.25[mm²]는 12[A]이다.

네온전선 기호에서 N은 네온전선, R은 고무절연, V는 비닐시스를 뜻하므로 7.5[kV] N-RV는 7.5[kV] 고무절연 비닐시스 네온전선이다. 클로로프렌시스라면 시스 기호가 C로 표기된다.

애자는 충분한 절연내력과 기계적 강도를 갖고 누설전류가 적어야 하며, 옥외에서 장기간 사용되므로 내구력은 오히려 커야 한다. 따라서 내구력이 작을 것이라는 조건은 잘못이다.

접지는 감전 방지, 이상전압 억제, 보호계전기의 확실한 동작을 목적으로 하며, 기기 외함이나 전로의 대지전압 상승을 억제하는 것이 목적이다. 대지전압을 상승시키는 것은 접지의 목적과 정반대이다.

열동계전기는 과부하 전류에 의한 열로 열팽창률이 다른 두 금속을 붙인 바이메탈이 휘어지면서 접점을 개방하여 회로를 차단한다.

연선의 총 소선수는 중심 소선을 뺀 층수를 $n$이라 할 때 $N=3n(n+1)+1$이다. $N=3\times4\times5+1=61$가닥이다.

배전전압을 400[V]로 높이면 같은 전력에서 전류가 줄어 전압강하·전력손실이 작아지고 전선 굵기(재료)도 절감된다. 그러나 변압기 용량은 부하의 피상전력으로 결정되므로 전압을 높여도 설비용량은 줄지 않는다.

차단기의 정격전압은 공칭전압에 $\dfrac{1.2}{1.1}$을 곱한 값이다. $3.3\times\dfrac{1.2}{1.1}=3.6\ \mathrm{kV}$이다.

한 수용가의 인입구에서 분기하여 다른 지지물을 거치지 않고 다른 수용가의 인입구에 이르는 전선을 연접인입선이라 한다. 가공인입선은 지지물에서 수용장소 인입구까지의 전선이다.

주상 작업에서 공구나 자재를 올리고 내리는 심부름 로프는 매듭이 조여져도 풀기 쉽고 전주에 확실히 고정되는 꼬리묶음으로 묶는다.

출제 당시 판단기준에서 제1종 접지공사의 접지선은 공칭단면적 6[mm²] 이상의 연동선을 사용하며, 이는 단선 지름으로 2.6[mm]에 해당한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별 구분이 폐지되고 접지도체 굵기는 고장전류 조건으로 정한다.

소맥분·전분 등 가연성 분진이 존재하는 장소의 저압 옥내배선은 금속관 공사, 케이블 공사, 합성수지관 공사(두께 2[mm] 이상)로 시설하여야 한다. 애자사용공사는 전선이 노출되어 분진 착화 위험이 있으므로 인정되지 않는다.

수용률은 수용설비의 총 용량 가운데 실제로 최대 얼마만큼이 동시에 쓰였는지를 나타내는 값으로 $\text{수용률}=\dfrac{\text{최대수용전력}}{\text{수용설비용량}}\times 100\,\%$로 정의한다. 보기 중 최대수용전력을 수용설비용량으로 나눈 식이 이에 해당한다. 평균전력과 최대전력의 비는 부하율이므로 수용률과 혼동하지 않아야 한다.

직접접지식은 중성점을 임피던스 없이 대지에 직접 연결하므로 지락 시 대지를 통해 흐르는 고장전류가 가장 크다. 반대로 소호리액터 접지는 병렬공진으로 지락전류를 거의 0으로 만든다.

순한시성 계전기는 정정값 이상의 전류가 흐르면 시간 지연 없이 즉시 동작하는 고속도 계전기이다. 정한시성은 전류 크기와 무관하게 일정 시간 후, 반한시성은 전류가 클수록 빨리 동작한다.

카르노 사이클은 등온 팽창·단열 팽창·등온 압축·단열 압축으로만 구성된 가역 사이클로 같은 온도 범위에서 이론상 최고 효율을 내는 이상적인 열사이클이다. 랭킨 사이클은 이를 증기원동소에 실제 적용한 기본 사이클이다.

전선의 이도는 $D=\dfrac{WS^2}{8T}$로 구한다. $D=\dfrac{0.2\times100^2}{8\times250}=\dfrac{2000}{2000}=1.0\ \mathrm{m}$이다.

케이블 고장점 탐색에는 머레이 루프법, 펄스(레이더)법, 수색코일법, 정전용량법 등이 사용된다. 콜라우시 브리지법은 접지저항이나 전해액 저항을 측정하는 방법이므로 고장점 탐색법이 아니다.

절대기압 1[ata]는 $1.0332\ \mathrm{kg/cm^2}$에 해당하므로 $\dfrac{174}{1.0332}\approx168.5$이다. 따라서 174[kg/cm²]는 약 168.5기압이다.

동기속도는 $N_s=\dfrac{120f}{p}=\dfrac{120\times60}{20}=360\ \mathrm{rpm}$이다. 무부하가 되면 속도변동률만큼 상승하므로 $N_{max}=360\times(1+0.25)=450\ \mathrm{rpm}$이다.

연료가 완전연소하면 탄소는 CO2, 수소는 H2O가 되고 공기 중의 질소와 과잉 산소가 그대로 배출되므로 연도가스는 CO2, O2, N2, H2O 등으로 구성된다. 수소(H2)가 그대로 남아 있다면 완전연소가 아니다.

단상 3선식은 중성선을 기준으로 두 회로에 부하를 나누어 쓰는데, 양쪽 부하가 다르면 각 상의 전압이 서로 달라지는 전압불평형이 생긴다. 이 때문에 저압 밸런서를 설치하여 불평형을 완화한다.

복수기는 터빈 배기 증기를 냉각수로 응축시켜 내부를 진공으로 만들고, 이로써 터빈 열낙차를 키워 열효율을 높이는 장치이다. 조속기는 속도 조정, 탈기기는 급수 중 용존 기체 제거용이다.

중거리 송전선로(50~100[km])는 저항·인덕턴스에 정전용량까지 고려한 T형 또는 π형 회로로 해석하며, 누설컨덕턴스는 값이 매우 작아 무시한다. 단거리 선로에서는 정전용량까지 무시한다.

프란시스 수차는 반동수차로 케이싱(차실), 안내날개, 러너, 흡출관으로 구성된다. 디플렉터는 펠턴 수차에서 노즐의 분사류를 러너 밖으로 돌려 수격작용을 막는 장치이므로 프란시스 수차의 설비가 아니다.

연피손(시스손)은 케이블 도체에 교류가 흐를 때 생기는 자속이 연피(금속 시스)에 와전류와 히스테리시스 손실을 일으켜 발열하는 손실이다. 유전체손은 절연체에서, 저항손은 도체 자체 저항에서 발생한다.

배전선로 전압강하 조정에는 변압기 탭 조정, 승압기 설치, 유도전압조정기 설치 등이 쓰인다. 밸런서는 단상 3선식의 부하 불평형에 의한 전압불평형을 줄이는 설비이므로 전압강하 조정 방법이 아니다.

조상설비(전력용 콘덴서, 분로리액터, 동기조상기)는 무효전력을 공급하거나 흡수하여 역률을 개선함으로써 전압을 조정하고 전력손실을 줄인다. 이상전압 보호는 피뢰기, 전압·전류 변성은 계기용 변성기의 역할이다.

배전전력이 같으면 전력손실은 전압의 제곱에 반비례한다. $\left(\dfrac{3300}{5700}\right)^2\approx0.335\approx\dfrac{1}{3}$이므로 손실은 약 $\dfrac13$로 줄어든다.

수조(상수조·헤드탱크)는 수로에서 흘러온 물의 토사를 침전시키고 부유물을 제거하며, 여수로를 통해 수위의 이상상승을 방지한다. 공동현상(캐비테이션) 완화는 흡출관 높이 조정이나 수차 설계와 관련된 문제로 수조의 역할이 아니다.