[전기기능사 필기] 03년 1회차 기출문제 해설 페이지

평행 평판 사이에 작용하는 정전흡인력은 $F=\dfrac{1}{2}\varepsilon E^2 S=\dfrac{\varepsilon S V^2}{2d^2}$이므로 전압의 제곱에 비례한다. 극판 간격의 제곱에는 반비례하고 면적에는 1승으로 비례하므로 나머지 설명은 옳지 않다.

콘덴서의 전위차는 $V=\dfrac{Q}{C}$이므로 $V=\dfrac{20\times10^{-6}}{0.2\times10^{-6}}=100\ \mathrm{V}$이다.

환상 철심 코일의 자체 인덕턴스는 $L=\dfrac{N\Phi}{I}=\dfrac{\mu A N^2}{\ell}$이다. 투자율과 단면적, 권수의 제곱에 비례하고 자로의 길이에 반비례한다.

결합계수는 $k=\dfrac{M}{\sqrt{L_1L_2}}$로 정의되므로 $k=1$이면 $M=\sqrt{L_1L_2}$가 된다. 누설자속이 전혀 없는 완전결합 상태를 뜻하며, 이 관계를 나타낸 보기가 정답이다.

전력에 시간을 곱한 값은 에너지(일)이므로 $1\ \mathrm{W\cdot s}=1\ \mathrm{J}$이다.

Y결선에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배이므로 $V_\ell=\sqrt{3}\times173\approx300\ \mathrm{V}$이다. 이때 선전류는 상전류와 같다.

비정현파의 실효값은 각 주파수 성분 실효값의 제곱합의 제곱근이므로 $E=\sqrt{\left(\dfrac{10}{\sqrt{2}}\right)^2+\left(\dfrac{20}{\sqrt{2}}\right)^2}=\sqrt{50+200}=\sqrt{250}\approx15.8\ \mathrm{V}$이다.

도체의 저항은 $R=\rho\dfrac{\ell}{A}$이므로 길이를 2배, 단면적을 $\dfrac{1}{2}$로 하면 $R'=\rho\dfrac{2\ell}{A/2}=4R$이 되어 4배가 된다.

서로 다른 두 금속으로 폐회로를 만들고 두 접점의 온도를 다르게 하면 기전력이 생겨 전류가 흐르는데, 이를 열전현상(제벡 효과)이라 하며 열전대 온도계에 이용된다.

전열기의 소비전력은 $P=\dfrac{V^2}{R}$이므로 $R=\dfrac{V^2}{P}=\dfrac{100^2}{1000}=10\ \Omega$이다.

LC 병렬 공진에서는 코일 전류와 콘덴서 전류가 크기가 같고 위상이 반대라 서로 상쇄되어 합성 어드미턴스가 0이 된다. 따라서 임피던스는 이론상 무한대가 되고 전원에서 흘러드는 전류는 최소가 된다.

자계 중의 자극에 작용하는 힘은 $F=mH$이므로 $F=5\times10^{-5}\times4=2\times10^{-4}\ \mathrm{N}$이다.

절연저항은 전류가 절연물을 통해 새어 나가는 것을 막는 성능이므로 값이 클수록 좋다. 접지저항·도체저항·접촉저항은 모두 작을수록 좋은 값이다.

도체가 자계 안에서 운동할 때 생기는 유도기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙으로 정한다. 엄지는 운동 방향, 검지는 자속 방향, 중지는 기전력 방향이며, 전동기의 힘 방향을 정하는 것은 왼손 법칙이다.

자기차폐는 비투자율이 매우 큰 강자성체로 공간을 둘러싸 자속이 그 재료 쪽으로만 지나가게 하여 내부에 자계가 침입하지 못하게 하는 것이다. 비투자율이 1에 가까운 물질은 자속을 모으지 못해 차폐 효과가 없다.

히스테리시스손은 $P_h=\eta f B_m^{1.6}$으로 표시된다. 따라서 최대 자속밀도의 1.6승에 비례하고 주파수에는 1승으로 비례한다.

정전용량은 $C=\varepsilon\dfrac{A}{d}$이므로 용량을 크게 하려면 극판 면적을 크게, 극판 간격을 작게 하고 비유전율이 큰 유전체를 쓴다. 극판 면적을 작게 하면 오히려 용량이 줄어든다.

유도 리액턴스만의 회로에서는 $i=\dfrac{V_m}{\omega L}\sin\left(\omega t-\dfrac{\pi}{2}\right)$가 되어 전류가 전압보다 $\dfrac{\pi}{2}$[rad], 즉 90° 뒤진다. 전류를 90° 앞서게 하는 것은 용량 리액턴스이다.

코드의 심선 중 접지선(보호도체)은 다른 심선과 확실히 구별되도록 녹색으로 정해져 있다. ※ 현행 KEC 기준으로는 보호도체를 녹색-노란색 줄무늬로 표시한다.

DV는 Drop wire Vinyl의 약호로 인입용 비닐절연전선을 뜻한다. VV는 비닐절연 비닐시스 케이블, CV는 가교폴리에틸렌절연 비닐시스 케이블, MI는 미네랄인슐레이션 케이블이다.

합성수지제 가요전선관(CD관)의 호칭은 14, 16, 22, 28, 36, 42[mm]로 정해져 있으므로 43[mm]는 존재하지 않는다.

수용률은 $\dfrac{\text{최대수용전력}}{\text{설비용량}}\times100$이므로 $\dfrac{600}{2000}\times100=30\ \%$이다.

풀박스는 전선의 인입·접속·교체를 쉽게 하기 위해 두는 것이므로 나중에 점검할 수 있는 장소에 시설해야 하며, 조영재에 은폐시켜 시공하면 안 된다.

소선 한 가닥의 단면적은 $\dfrac{\pi}{4}\times2.6^2\approx5.31\ \mathrm{mm^2}$이고 19가닥이므로 $5.31\times19\approx100.9\ \mathrm{mm^2}$가 되어 공칭 단면적은 100[mm²]이다.

과전압계전기는 Over Voltage relay의 머리글자를 딴 OV(OVR)로 표시한다. 부족전압계전기는 UV로 나타낸다.

클리퍼는 지렛대 원리를 이용해 굵은 전선을 절단하는 공구다. 파이프커터는 관 절단, 녹아웃펀치는 배전반·분전함에 구멍을 뚫는 데, 토크렌치는 볼트를 규정 토크로 조이는 데 쓴다.

도로·하천 등으로 보통지선을 땅에 박을 수 없을 때는 전주와 전주 사이 또는 전주와 지주 사이에 수평지선을 시설한다.

무대·영사실 등 사람이나 무대도구가 접촉할 우려가 있는 장소의 저압 옥내배선은 감전 위험이 크므로 사용전압을 400[V] 미만으로 제한한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 같은 규정이 400[V] 이하로 표현되어 있다.

주택 옥내에 시설하는 대지전압 150[V] 초과 300[V] 이하의 저압전로 인입구에는 인체감전보호용 누전차단기를 시설해야 한다. ※ 현행 KEC 기준으로는 주택 인입구 등에 정격감도전류 30[mA] 이하, 동작시간 0.03초 이내의 누전차단기를 시설하도록 규정한다.

설계하중 700[kg] 이하이고 전장이 15[m] 이하인 지지물의 표준 근입 깊이는 전장의 $\dfrac{1}{6}$ 이상이므로 $15\times\dfrac{1}{6}=2.5\ \mathrm{m}$이다.

단상 부하의 역률은 $\cos\theta=\dfrac{P}{VI}$로 구하므로 전압계·전류계·전력계 세 계기가 필요하다. 절연저항계나 회로계로는 유효전력을 잴 수 없다.

행거밴드는 철근콘크리트주에 주상변압기를 매달아 고정하는 데 쓰는 밴드다. 암밴드는 완금을, 지선밴드는 지선을, 암타이밴드는 암타이를 전주에 붙이는 데 사용한다.

심야전력기기(축열식 온수기·전기온돌 등)는 정해진 심야 시간대에만 전원이 들어오고 그 밖의 시간에는 차단되어야 하므로 타임스위치로 개폐를 조정한다.

접지선, 다선식 전로의 중성선, 접지측 전선에는 과전류차단기를 시설하면 안 된다. 끊어지면 접지 기능이 상실되어 오히려 위험해지기 때문이며, 3상 3선식 저압선측처럼 접지와 무관한 전선에는 시설한다.

철탑은 그 자체 구조로 하중을 견디도록 설계되므로 지선으로 보강해서는 안 된다. 목주와 A종·B종 철근콘크리트주는 지선으로 보강할 수 있다.

변압기의 1·2차 권선이 절연 파괴로 혼촉되면 저압측에 고압이 걸려 매우 위험하므로, 2차측에 접지공사를 하여 혼촉 시 저압측 전위 상승을 억제한다. 출제 당시에는 이를 제2종 접지공사라 하였다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별이 폐지되고 계통접지(중성점 접지)로 규정한다.

굵기가 다른 절연전선을 같은 금속관에 넣을 때는 절연피복을 포함한 전선 총 단면적이 관 내 단면적의 32[%] 이하가 되어야 한다. 같은 굵기 전선 3가닥 이하일 때는 48[%] 이하로 완화된다.

금속관을 구부릴 때 안쪽 반지름은 관 안지름의 6배 이상으로 해야 관 단면이 심하게 찌그러지지 않고 전선 피복도 손상되지 않는다.

3상 3선식·3상 4선식에서는 각 상의 부하가 치우치면 전압 불평형이 생기므로 설비불평형률을 30[%] 이하로 하는 것을 원칙으로 한다. 단상 3선식은 40[%] 이하이다.

진동이 있는 기계기구의 단자는 볼트가 풀리기 쉬우므로 스프링와셔를 끼워 죔이 헐거워지지 않도록 한다.

접속부에 감는 절연테이프는 원래 전선 피복과 같은 수준 이상의 절연을 확보해야 하므로 피복 두께 이상으로 감아야 한다. 피복보다 얇게 감으면 절연이 부족해 부적당하다.

사용전압 400[V] 이상인 저압 전선관·금속덕트의 금속부분에는 특별 제3종 접지공사(접지저항 10[Ω] 이하)를 한다. 400[V] 미만이면 제3종 접지공사이다. ※ 현행 KEC 기준으로는 접지공사 종별이 폐지되고 보호도체 굵기 선정 기준으로 대체되었다.

변성기(CT·PT)의 2차측(저압측)에 접속되는 부하를 부담(burden)이라 하며 [VA]로 나타낸다. 부담이 정격을 넘으면 변성기의 오차가 커진다.

제한전압은 피뢰기가 방전하여 뇌전류를 대지로 흘리는 동안 피뢰기 단자에 남는 전압의 파고치를 말한다. 이 값이 낮을수록 뒤에 있는 기기를 잘 보호한다.

소호리액터는 1선 지락 시 대지정전용량으로 흐르는 진상 충전전류를 지상전류로 상쇄해 아크를 소멸시키므로, 그 용량은 3선 일괄의 대지충전용량과 같게 잡는다.

반한시성 계전기는 동작전류가 작을수록 동작시간이 길고 전류가 커질수록 빨리 동작한다. 순한시는 크기와 관계없이 즉시, 정한시는 크기와 관계없이 일정 시간 뒤에 동작한다.

수차발전기는 회전속도가 낮고 손실 발열이 비교적 적어 공기를 밀폐 순환시키는 폐쇄통풍형 냉각이 주로 채용된다. 수소냉각(전폐형 수소순환형)은 대용량 터빈발전기에 쓰인다.

일부하율은 $\dfrac{\text{평균전력}}{\text{최대수용전력}}\times100$이다. 평균전력이 $\dfrac{600}{24}=25\ \mathrm{kW}$이므로 $\dfrac{25}{50}\times100=50\ \%$이다.

등가 선간거리는 세 선간거리의 기하평균이다. 수직 배열에서 각 선간거리가 40, 40, 80[m]이므로 $D=\sqrt[3]{40\times40\times80}=\sqrt[3]{2\times40^3}=40\sqrt[3]{2}\ \mathrm{m}$이다.

선로의 정전용량 때문에 진상 충전전류가 흘러 무부하 또는 경부하일 때 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 페란티 현상이라 하며, 분로리액터로 억제한다.

단상 3선식은 같은 전력을 2배의 전압으로 보내므로 전류가 절반이 되고, 전선 굵기도 그만큼 줄어든다. 중성선을 포함해 3가닥이 되므로 전선 총 중량은 단상 2선식의 $\dfrac{3}{8}=37.5\ \%$가 된다.

근가(뿌리받침)는 전주가 넘어지려는 힘, 즉 전선로와 직각 방향으로 작용하는 하중에 버티도록 전선로 방향과 평행하게 묻는다.

지지물 사이에 가설한 전선이 자체 무게로 늘어지며 그리는 곡선을 현수선(카테너리) 곡선이라 한다. 딥(이도)은 그 처짐의 크기를 나타내는 값이다.

공동현상은 물의 압력이 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생겼다가 터지며 수차를 침식시키는 현상이다. 흡출수두를 크게 하면 러너 출구 압력이 더 낮아져 오히려 공동현상이 심해지므로, 흡출수두는 지나치게 크게 하지 않고 작게 잡아야 한다.

랭킨 사이클은 급수펌프의 단열압축(부피 변화가 거의 없는 압력 상승) → 보일러의 정압 가열(수평 팽창) → 터빈의 단열팽창(압력이 곡선으로 하강) → 복수기의 정압 방열(수평 복귀) 순으로 진행된다. 이 순서로 그려진 P-V 선도가 정답이다.

1기압에서 물 1[kg]이 100℃에서 증기로 바뀔 때 필요한 기화(증발)잠열은 약 539[kcal/kg]이다. 얼음이 물로 되는 융해잠열 약 80[kcal/kg]과 구별해야 한다.

터빈발전기의 급유펌프는 멈추면 곧바로 베어링이 손상되어 발전기 전체가 중대 손상을 입으므로 반드시 예비기를 갖추어 둔다.

댐퍼는 연도에 설치한 판 모양의 간단한 밸브로, 그 열림 정도를 조절해 보일러의 통풍량을 조정한다.

기력발전소의 증기 흐름은 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기 순이다. 과열기에서 건조된 과열증기는 곧바로 터빈에 공급되어 열에너지를 회전 동력으로 바꾼다.

펠턴수차는 노즐에서 분사된 물의 운동에너지(충동력)로 버킷을 미는 충동수차로, 300[m] 이상의 고낙차에 사용한다. 프란시스·프로펠러·카플란수차는 모두 반동수차로 중·저낙차용이다.