[전기기능사 필기] 17년 1회차 기출문제 해설 페이지

유도기전력은 $e = L\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$로 구하며, $e = 0.04 \times \dfrac{10}{0.2} = 2\ \mathrm{V}$이다.

사인파의 평균값은 $V_{av} = \dfrac{2}{\pi}V_m$이므로 $V_{av} = 0.637 \times 100 = 63.7\ \mathrm{V}$이다.

전기분해 석출량 공식 $w = kIt$에서 전류는 $I = \dfrac{w}{kt} = \dfrac{120.7}{0.001118 \times 36000} \approx 3\ \mathrm{A}$로 구해진다.

실효값은 최대값의 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$이므로 순시값과 실효값이 같으려면 $\sin \omega t = \dfrac{1}{\sqrt{2}}$가 되어야 하고, 이는 $\omega t = 45^\circ$일 때 성립한다.

자기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례하여 $H \propto \dfrac{1}{r^2}$이므로, 세기를 $\dfrac{1}{2}$로 줄이려면 거리를 $\sqrt{2}$배로 늘려야 한다.

임피던스가 모두 같은 Δ결선을 등가 Y결선으로 바꾸면 한 상의 임피던스는 $Z_Y = \dfrac{Z}{3}$가 되므로, 이에 해당하는 값이 정답이다.

R과 $X_L$이 직렬로 연결된 회로의 임피던스는 두 성분이 서로 90° 위상차를 가지므로 $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$로 계산된다.

전지 n개를 직렬로 연결하면 기전력과 내부저항이 모두 n배가 되므로 전체 내부저항은 $nr$이다.

쿨롱의 법칙 $F = k\dfrac{Q_1 Q_2}{r^2}$에서 $F = 9\times10^{9} \times \dfrac{10\times10^{-6}\times20\times10^{-6}}{1^2} = 1.8\ \mathrm{N} = 18\times10^{-1}\ \mathrm{N}$이다.

동일한 저항 R로 이루어진 Δ결선을 Y결선으로 환산하면 한 상의 저항은 $\dfrac{R}{3}$이 된다.

배율기 저항 $R_m$은 측정 범위를 n배로 넓힐 때 $R_m = (n-1)R_v$로 구해지므로, 측정 범위를 10배로 하려면 전압계 내부저항의 $9$배가 필요하다.

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

주어진 파형식의 각속도가 $\omega = 377\ \mathrm{rad/s}$이므로 주파수는 $f = \dfrac{\omega}{2\pi} = \dfrac{377}{2\pi} \approx 60\ \mathrm{Hz}$이다.

역률은 $\cos\theta = \dfrac{P}{VI} = \dfrac{500}{100\times7} \approx 0.71$로 계산된다.

그림의 RL 병렬회로에서는 코일에도 전원전압 200V가 그대로 걸리므로 코일 전류는 $I_L=\dfrac{V}{\omega L}$로 구한다. 그림에 주어진 $\omega L=\dfrac{100}{3}\,\Omega$을 대입하면 $I_L=\dfrac{200}{100/3}=200\times\dfrac{3}{100}=6.0\,\mathrm{A}$이다. 병렬접속이므로 $R=25\,\Omega$은 코일 전류에 영향을 주지 않는다.

임피던스는 $Z = R - jX_C = 6 - j8\ \Omega$이므로 전압은 $V = IZ = 10\times(6-j8) = 60 - j80\ \mathrm{V}$이다.

코일에 저장되는 에너지는 $W = \dfrac{1}{2}LI^2$이므로 $I = \sqrt{\dfrac{2W}{L}} = \sqrt{\dfrac{2\times25}{2}} = 5\ \mathrm{A}$이다.

발전기에서 유도되는 기전력의 방향은 자속, 도체의 운동 방향, 기전력 방향의 관계로 결정되며 이를 플레밍의 오른손 법칙이라 한다. 패러데이의 법칙은 유도기전력의 크기를 설명하는 법칙이므로 방향 결정과는 관계가 없다.

휘트스톤 브리지의 평형 조건은 서로 마주 보는 변의 저항 곱이 같은 것이다. $10 \times X = 20 \times 30 = 600$이므로 $X = 60[\Omega]$. 검산: $10 \times 60 = 600 = 20 \times 30$으로 평형 성립.
[근거] 휘트스톤 브리지 평형 조건(대변 저항곱 상등)

키르히호프의 제1법칙: 접속점에 유입되는 전류의 합 = 유출되는 전류의 합. $7 + 3 = 4 + I$이므로 $I = 6[\mathrm{A}]$. 검산: 유입 $10[\mathrm{A}]$ = 유출 $4+6=10[\mathrm{A}]$.
[근거] 키르히호프 제1법칙(KCL)

접지선, 접지측 전선, 다선식 전로의 중성선에 과전류차단기를 설치하면 지락 시 보호기능이 상실되므로 이러한 곳에는 차단기 설치가 금지된다. 반면 간선의 전원측 전선은 오히려 과전류차단기를 설치해야 하는 곳이므로 설치 금지 대상에 해당하지 않는다.

변압기의 절연내력 시험에는 유도시험, 가압시험, 충격전압시험 등이 있으며, 단락시험은 임피던스전압과 동손을 구하기 위한 시험으로 절연내력 시험과는 관련이 없다.

단락비가 큰 동기기는 동기임피던스가 작아 전기자반작용과 전압변동률이 작고 안정도가 높은 대신, 기계의 체적과 중량은 오히려 커진다.

전기자 주변속도는 $v = \dfrac{\pi D N}{60} = \dfrac{\pi \times 0.2 \times 1800}{60} \approx 18.84\ \mathrm{m/s}$로 계산된다.

무대용 콘센트박스와 같이 감전 위험이 큰 시설은 접지저항을 낮게 유지해야 하므로 제3종접지공사를 적용한다.

단상유도전동기 중 콘덴서 기동형은 기동권선에 콘덴서를 직렬로 연결해 전류의 위상차를 크게 만들어 기동토크뿐 아니라 역률도 다른 방식보다 우수하다.

점호각이 0°인 정류 회로로 동작하므로 입력 전원의 극성이 반주기마다 바뀌어도 전동기에는 항상 일정한 방향의 전류가 흐르며, 그 방향은 A에서 B이다.

직류와 교류를 모두 사용할 수 있는 소용량 전동기는 단상 직권 정류자전동기(유니버설 모터)이다.

슬립은 $s = \dfrac{N_s - N}{N_s}$로 정의되므로 회전자 속도 N이 증가할수록 슬립은 오히려 감소한다. 따라서 회전속도가 증가할수록 슬립이 증가한다는 설명은 틀린 내용이다.

한 개의 전등을 두 곳에서 점멸하려면 3로 스위치 2개를 사용하고 두 스위치 사이를 공통단자와 전환단자용 도선으로 연결해야 하며, 이러한 결선을 나타낸 그림이 정답이다.

KEC 132에 따라 전선과 대지 사이의 절연저항은 옥내배선에 접속된 전기사용기계기구를 사용상태 그대로 둔 채 측정하는 것이 원칙이므로, 기기를 분리한 상태에서 측정한다는 설명은 틀린 내용이다.

그림의 심벌은 사각 단면의 배선용 덕트를 나타내는 금속덕트 기호이다.

직권전동기는 무부하 상태가 되면 회전속도가 급격히 상승하는 특성이 있어, 벨트가 벗겨져 갑자기 무부하 상태가 되면 위험한 고속 회전에 이를 수 있으므로 벨트 구동을 금지한다.

타여자 발전기처럼 전압변동률이 작으면서도 별도의 여자전원이 필요 없고 계자저항기로 전압 조정이 가능한 자여자 발전기는 분권 발전기이다.

절연물에 전압을 가했을 때 절연을 통해 미소하게 흐르는 전류를 누설전류라 한다.

분권전동기는 계자자속이 거의 일정하게 유지되어 부하가 변하여도 회전속도의 변화가 작은 정속도 전동기에 해당한다.

역회전은 기동권선 또는 운전권선 중 한 권선의 접속을 반대로 하여 만드는데, 원심력스위치는 기동권선을 회로에서 분리하는 역할만 할 뿐 상의 방향을 바꾸지 못하므로 역회전 방법이 될 수 없다.

설계하중 6.8kN 이하이고 전장이 15m 이하인 지지물의 매설깊이는 전장의 $\dfrac{1}{6}$ 이상이어야 하므로 $10 \times \dfrac{1}{6} \approx 1.7\ \mathrm{m}$가 된다.

유도원판형 과전류계전기에서 탭은 계전기가 동작을 시작하는 최소 동작 전류(전류 정정값)를 정하고, 레버(타임 다이얼)는 동작 시간을 조정한다. 탭=전류, 레버=시간으로 구분해 기억한다.
[근거] 보호계전기 정정 일반이론(유도원판형 OCR의 탭·레버)

선택지락계전기는 접지형 계기용변압기(GPT)에서 얻은 영상전압과 영상변류기(ZCT)에서 얻은 영상전류를 함께 입력받아, 두 양의 위상 관계로 지락이 발생한 회선만 선택하여 동작한다.
[근거] 보호계전 일반이론(SGR=영상전압+영상전류 입력)

진동 등으로 접속부가 헐거워질 우려가 있는 곳에는 이완을 방지하기 위해 스프링 와셔를 끼워 접속한다.

경질비닐관은 구부리기, S형·반오프셋 만들기, 커플링·부싱 가공 등이 가능하지만, 2호 박스 커넥터는 금속관을 박스에 접속할 때 사용하는 부속이므로 경질비닐관 가공에 해당하지 않는다.

금속관 공사에서 전선의 피복이 관 끝단에 긁히거나 손상되지 않도록 관 끝에 끼우는 부속은 부싱이다.

3선이 일직선상에 있지 않은 배치에서 등가선간거리는 각 선간 거리의 기하평균으로 구하므로 $D_e = \sqrt[3]{D_1 D_2 D_3}$로 나타내는 식이 정답이다.

고압 가공전선로의 지지물로 철탑을 사용하는 경우 표준경간은 600m 이하로 제한된다.

일정 값 이상의 전류가 흐를 때 동작하는 계전기는 과전류계전기(OCR)이며, OVR은 과전압, UVR은 부족전압, GR은 지락 시 동작하는 계전기이다.

연선의 총 소선수는 중심 소선을 포함하여 $N = 3n(n+1) + 1$로 구하며, 층수 $n=2$를 대입하면 $N = 3\times2\times3 + 1 = 19$가 된다.

금속제 가요전선관을 조영재 측면에 새들 등으로 수평 지지할 때 지지점 간의 거리는 1m 이하로 하여야 한다.

1종 금속몰드 배선공사에서 동일 몰드 내에 넣는 전선의 수는 최대 3본 이하로 제한된다.

발전량은 $W = \dfrac{Q \times \eta}{860}$로 구하며, $W = \dfrac{5000 \times 0.344}{860} \approx 2.0\ \mathrm{kWh}$가 된다.

유니온 커플링은 금속관 자체를 돌릴 수 없거나 관이 이미 고정되어 있는 상태에서 관 상호간을 접속할 때 사용하는 부속이다.

배전반 및 분전반을 넣는 강판제 함의 두께는 1.2mm 이상이어야 한다.

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

우리나라 수력발전소에서 가장 많이 채용되는 댐의 형식은 콘크리트 중력댐이다.

접지저항은 콜라우시 브리지법 또는 접지저항계(어스테스터)로 측정한다. 휘트스톤 브리지는 중저항, 켈빈 더블 브리지는 굵은 도체 등의 저저항 정밀 측정에 사용되므로 접지저항 측정에는 부적합하다.
[근거] 콜라우시 브리지법(접지저항 측정 일반)

KEC 203에서 계통접지는 TN 계통, TT 계통, IT 계통의 3가지로 구분한다. TC 계통이라는 방식은 존재하지 않는다. 구 판단기준의 제1종~제3종 접지공사 체계는 폐지되고 현행 KEC의 TN/TT/IT 접지계통 체계로 전환되었다.
[근거] KEC 203(계통접지의 방식)

저압 옥내배선의 전선은 단면적 2.5mm² 이상의 연동선이 원칙이나, 전광표시장치·제어회로 등의 배선에는 단면적 1.5mm² 이상의 연동선을 사용할 수 있다(KEC 231.3.1).
[근거] KEC 231.3.1(저압 옥내배선의 사용전선)

KEC 142.3.2 표에 따라 상도체 단면적 S가 16mm² 이하이면 보호도체는 S, 16mm² 초과 35mm² 이하이면 16mm², 35mm² 초과이면 S/2 이상으로 한다. 70mm²는 35mm² 초과이므로 70/2 = 35mm² 이상이다.
[근거] KEC 142.3.2(보호도체의 최소 단면적)

DS(Disconnecting Switch)는 단로기로, 무부하 상태에서 회로를 분리하여 기기의 점검·수리 시 전원으로부터 확실히 분리하는 데 사용한다. 차단기는 CB, 피뢰기는 LA, 전력퓨즈는 PF로 표시한다.
[근거] 수변전설비 표준 문자기호(약호)

폐쇄식 배전반(큐비클)은 기기 구성 방식에 따라 조립형과 장갑형으로 구분한다. 라이브 프런트식(수직형)·데드 프런트식은 큐비클과 구별되는 개방형 계열 배전반의 분류이다.
[근거] 배전반의 종류(개방식·데드프런트식·폐쇄식) 일반 지식