[설비보전산업기사 필기] 18년 1회차 기출문제 해설 페이지

공학기압 1 at는 1 $\mathrm{kgf/cm^2}$로 정의되며, 이는 $10000\ \mathrm{kgf/m^2}$이자 약 10 mAq(수주 10 m)에 해당한다.
반면 1 bar는 약 1.02 $\mathrm{kgf/cm^2}$이므로 10 bar는 약 10.2 $\mathrm{kgf/cm^2}$로, 1 at의 약 10배에 해당해 다른 세 값과 크기가 다르다.

부하 관성이 큰 상태에서 오일 공급을 차단하면 모터가 즉시 멈추지 않는다. 관성으로 계속 돌아가는 모터가 펌프처럼 작동해 유압유를 밀어내고, 이 유압유가 릴리프 밸브를 통해 설정압으로 배출되면서 제동력이 걸려 얼마간 회전을 지속하다가 정지하게 된다.
릴리프 밸브를 이용한 브레이크 회로는 급격한 정지 충격을 완화하기 위한 것이므로, 즉시 정지하거나 계속 고정 상태를 유지하는 것과는 거리가 멀다.

2압 밸브는 두 개의 입구에 모두 압력 신호가 들어와야 출력이 나오는 논리곱(AND) 기능을 수행하여 연동제어·안전제어(예: 양손조작)에 사용된다.
셔틀 밸브는 두 입력 중 먼저 들어오거나 높은 쪽 신호를 통과시키는 OR 기능의 밸브로, 2압 밸브와는 반대되는 논리를 수행한다.

실린더 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}d^2=\dfrac{\pi}{4}\times(3.2\ \mathrm{cm})^2 \approx 8.04\ \mathrm{cm^2}$이며, 속도 10 mm/s는 1 cm/s이다.
따라서 필요 유량은 $Q=A\times v \approx 8.04\ \mathrm{cm^2}\times 1\ \mathrm{cm/s}=8.04\ \mathrm{cm^3/s}$이고, 이를 분당으로 환산하면 $8.04\times 60 \approx 482\ \mathrm{cm^3/min}\approx 0.48\ \mathrm{\ell/min}$이 된다.

일반적인 압축공기 생산·준비 계통은 압축기 → 애프터 쿨러(후냉각기) → 저장탱크(리시버) → 건조기 → 서비스 유닛의 순서로 구성된다. 압축 직후 뜨거운 공기를 애프터 쿨러로 식히고, 저장탱크에서 압력을 안정시킨 뒤 건조기로 수분을 제거하고, 최종적으로 서비스 유닛(필터·감압·윤활)을 거쳐 사용처로 공급한다.
건조기나 서비스 유닛을 저장탱크보다 앞에 두면 아직 냉각·저장이 안 된 습하고 불안정한 공기를 처리하게 되어 비효율적이므로 옳지 않다.

다단 실린더, 단동 실린더, 복동 실린더는 모두 피스톤이 직선으로 왕복 운동하는 액추에이터이다.
요동 실린더(로터리 액추에이터)는 축을 중심으로 일정 각도 범위 내에서 회전·요동 운동을 하는 것으로, 직선왕복운동이 아니라 회전운동을 수행하는 액추에이터이다.

그림의 기호는 사각형 3칸이 나란히 붙어 있으므로 3위치 밸브이고, 좌우 양끝에는 지그재그 모양의 복귀용 스프링 기호가 달려 있다(스프링 센터). 각 칸에는 위쪽 2개·아래쪽 2개의 접속선이 붙어 있어 접속구 수는 4포트다.
가운데 칸을 보면 위아래를 잇는 세로선 두 개가 가로선과 접속점(●)으로 서로 연결되어 있다. 중립 위치에서 네 포트가 모두 통해 있는 오픈 센터(open center)라는 뜻이다. 좌우 칸은 각각 평행 화살표와 X자 교차 화살표로 유로가 정방향·역방향으로 바뀌는 것을 나타낸다.
이처럼 기호에서는 위치 수, 포트 수, 중립형식(유로 형태), 조작·복귀 방식 같은 기능 정보를 읽어낼 수 있다. 그러나 가스켓은 밸브를 서브플레이트나 매니폴드에 부착할 때 쓰는 실링 부품으로 회로 기능과 무관하므로 밸브 기호에는 전혀 표시되지 않는다.

제어선도는 각 신호발생요소(리밋스위치, 센서 등)가 시퀀스의 각 단계에서 어떤 상태(온/오프)에 있는지를 나타낸 도면으로, 이를 통해 신호가 중첩되거나 서로 간섭을 일으키는 구간을 시각적으로 판별할 수 있다.
변위단계선도는 액추에이터(실린더)의 이동 상태를 단계별로 나타낸 것이고, 논리도나 내부결선도는 회로의 논리 구성이나 배선을 나타낼 뿐 신호요소의 단계별 작동 상태나 간섭 여부를 직접 보여주지는 않는다.

유압펌프에서 압력이 오르지 않을 때는 언로드 회로가 잘못 작동해 유량이 탱크로 빠지고 있는지, 릴리프 밸브의 설정압이 낮게 잡혀 있는지, 펌프 축이나 카트리지 등이 손상되어 내부 누설이 발생하는지를 점검해야 한다.
유량조절밸브는 유량(속도)을 조절하는 요소로 회로의 압력 형성 자체와는 직접적인 관련이 적어, 압력 미상승 문제의 점검사항으로는 해당되지 않는다.

무부하 밸브(언로딩 밸브)는 펌프가 더 이상 압유를 필요로 하지 않는 구간에서 펌프 송출유를 저압으로 탱크에 되돌려 보내, 불필요한 고압 유지에 따른 동력 손실과 유압 상승을 막는 역할을 한다.
이는 회로 전체의 동력 절감과 관련된 것이지, 실린더에 걸리는 부하 자체를 직접 감소시키는 기능은 아니므로 해당 설명은 틀린 내용이다.

MASK ROM은 제조 단계에서 반도체 마스크를 이용해 프로그램(데이터)을 회로에 직접 새겨 넣는 방식으로, 제작 완료 후에는 사용자가 내용을 변경할 수 없고 기록된 프로그램을 그대로 판독하여 실행한다.
PROM, EPROM, EEPROM은 모두 사용자(또는 별도 장비)가 나중에 데이터를 기록하거나 지우고 다시 쓸 수 있는 메모리로, 제작사가 미리 내용을 새겨 넣는 방식과는 차이가 있다.

그림은 밸브 몸체(오른쪽 사각형)의 옆면에 삼각형 기호가 붙은 형태다. 공유압 기호에서 삼각형은 유체 압력에 의한 조작(파일럿 조작)을 뜻한다.
판정 기준은 삼각형 꼭짓점이 향하는 방향이다. 꼭짓점이 밸브 몸체 쪽을 향하면 압력을 걸어 작동시키는 가압 작동이고, 그림처럼 꼭짓점이 밸브 반대쪽(바깥)을 향하고 파일럿 선이 그 꼭짓점에 접속되어 있으면 걸려 있던 압력을 빼서 작동시키는 감압 작동이다.
레버 작동은 끝에 손잡이가 달린 꺾인 선으로, 롤러 레버 작동은 그 끝에 롤러를 뜻하는 작은 원을 덧붙여 그리므로 삼각형 기호와는 모양부터 다르다. 압축공기를 걸어 작동시키는 경우라면 삼각형 꼭짓점이 밸브 쪽을 향해야 하므로, 꼭짓점이 바깥을 향한 이 기호와는 구별된다.

충격 실린더는 피스톤을 짧은 행정에서 고속으로 가속시켜 큰 운동에너지를 얻도록 설계된 실린더로, 리벳팅·펀칭·프레싱 등 순간적으로 큰 타격력이 필요한 작업에 사용된다.
양로드 실린더나 텔레스코프형 실린더는 각각 양방향 로드 출력이나 긴 행정 확보가 목적이고, 쿠션 내장형 실린더는 행정 끝단의 충격을 완화하는 구조이므로 큰 운동에너지 확보와는 목적이 다르다.

설비의 상태를 관찰하며 필요한 시기에 필요한 보전을 하는 방식은 상태기준보전(CBM)에 해당하며, 개량보전(CM)은 고장이 잘 나는 부분을 설계·재질 등을 개선하여 고장 자체를 줄이는 활동을 말한다. 따라서 상태감시 보전을 개량보전이라고 설명한 것은 틀린 내용이다.
유지보수비 지출을 최소화해 생산원가를 낮춘다는 점, 예비부품 보유량을 보관비용과 고장빈도·손실금액을 고려해 정한다는 점, 고장 전에 정기적으로 수리해 돌발고장을 줄이는 것이 예방보전(PM)이라는 점은 모두 올바른 설명이다.

미터-아웃 방식은 실린더 출구(배출) 측 관로에 교축(유량제어) 요소를 두므로, 부하를 미는 배압이 항상 걸려 있어 끄는 힘(부하가 실린더를 당기려는 힘)에 강하게 저항할 수 있고, 교축에서 발생한 열도 곧바로 탱크로 빠져나간다.
다만 이 방식은 실린더 양쪽 챔버가 모두 높은 압력을 받으므로 압력을 받는 유압유의 양이 많아져 압축성의 영향이 커진다. 따라서 유압유의 압축성 측면에서 미터-인 방식보다 유리하다는 설명은 옳지 않으며, 낮은 속도 영역의 조절에서도 미터-인 방식이 상대적으로 유리하다.

검출 물체가 센서의 감지영역에 들어온 시점부터 센서의 출력이 실제로 변화하기까지 걸리는 시간 지연을 응답시간이라 한다.
복귀시간은 물체가 감지영역을 벗어난 뒤 출력이 원래 상태로 돌아오기까지의 시간이고, 동작주기는 센서가 반복적으로 신호를 처리할 수 있는 주기를 의미하므로, 이 문항이 설명하는 지연 개념과는 구분된다.

리졸버, 엔코더, 타코미터는 각각 회전각(위치), 회전각(위치), 회전속도를 검출하는 센서로, 서보 시스템에서 위치·속도 피드백에 사용되는 대표적인 서보센서이다.
서미스터는 온도 변화에 따라 저항이 크게 변하는 온도 센서로, 위치나 속도 피드백과는 관계가 없어 서보센서로 분류되지 않는다.

메모리 제어는 입력 신호에 의해 한 번 출력이 발생하면, 그 입력 신호가 사라지더라도 별도의 해제 신호가 들어오기 전까지는 발생한 출력 상태를 그대로 유지하는 제어 방식으로, 자기유지 회로가 대표적인 예이다.
순서제어(센서로 완료 여부를 확인 후 다음 단계를 수행하는 제어)나 되먹임제어(지령치와 비교하여 수정을 가하는 제어)는 입력 신호가 사라지면 그에 따라 출력도 변화할 수 있다는 점에서 메모리 제어와는 다른 개념이다.

스테핑 모터의 스텝각은 로터 피치를 상(phase) 수로 나눈 값과 같다. 로터 피치가 60°이고 4상이므로 $\theta_s=\dfrac{60^\circ}{4}=15^\circ$이다.
회전자 치수로도 같은 값을 확인할 수 있다. 회전자 치수가 6이면 로터 피치가 $\dfrac{360^\circ}{6}=60^\circ$로 주어진 조건과 일치하고, 스텝각은 $\dfrac{360^\circ}{4\times 6}=15^\circ$가 되어 결과가 동일하다.

진동 차단기(방진기)는 차단하려는 진동의 최저 주파수보다 충분히 낮은 고유 진동수를 가져야 한다. 전달률(투과율)이 1보다 작아지려면 가진 주파수가 차단기 고유 진동수의 약 √2배 이상이 되어야 하므로, 고유 진동수가 낮을수록 넓은 주파수 대역에서 효과적으로 진동을 차단할 수 있다.
따라서 고유 진동수가 차단 대상 진동의 최저 주파수보다 커야 한다는 설명은 방진의 기본 원리와 반대된다. 온습도·화학적 변화에 견뎌야 한다는 점, 강성이 대상체 구조 강성보다 작아야 한다는 점, 하중을 지지하면서도 충분히 작은 강성을 가져야 한다는 점은 모두 옳은 요구조건이다.

와전류형, 정전용량형, 전자광학형(레이저 등)은 모두 대상물과의 거리·간격 변화를 직접 측정하는 대표적인 변위 센서이다.
압전형(피에조형) 소자는 힘이나 가속도에 의해 발생하는 전하량 변화를 이용하는 것으로, 주로 진동 가속도나 힘을 측정하는 데 사용되며 변위를 직접 검출하는 센서로는 분류되지 않는다.

PM분석은 현상을 물리적 원리에 따라 명확히 규명하기 위한 절차로, 현상을 구체화하고 이를 원리·원칙 관점에서 물리적으로 해석하며, 성립조건을 나열하고 조사방법을 검토하여 이상(불량) 요인을 찾아내는 단계로 구성된다.
'최적 조건을 파악'하는 것은 이상 요인을 모두 찾아낸 뒤 개선안을 세우고 실행·확인하는 국면에 가까운 내용으로, PM분석의 단계별 절차 항목으로는 제시되지 않는다.

진동 센서를 스터드 볼트로 나사 고정하면 측정 대상과 가장 강체에 가깝게 밀착되어 접촉 강성이 높아지므로, 측정 가능한 주파수 영역이 가장 넓고 진동 측정 정확도도 가장 우수하다.
밀랍 고정이나 마그네틱 고정, 특히 손으로 프로브를 대는 방식은 접촉 강성이 낮아 고주파 영역에서 감쇠·왜곡이 커지므로 나사 고정보다 정확도와 주파수 대역이 떨어진다.

설비가 정지하거나 성능이 유해한 수준으로 저하되는 상태를 사전에 찾아내기 위해 정기적으로 실시하는 검사·점검 활동은 예방보전(PM)에 해당한다.
사후보전은 고장이 발생한 뒤에 수리하는 방식이고, 개량보전은 고장이 재발하지 않도록 설비 자체를 개선하는 활동이며, 보전예방은 설계·제작 단계에서부터 보전이 필요 없도록 만드는 활동이므로 정기적 사전 검사와는 성격이 다르다.

그림은 공장장 → 보전부장 → 보전과장 → 현장계장으로 이어지는 하나의 지휘계통 아래에 현장계장 셋이 나란히 매달린 형태다. 즉 보전 요원과 보전 업무의 지휘·감독 권한이 보전부문 한 곳에 모여 있다.
이렇게 모든 보전 인원을 보전부문장이 직접 관리하고 필요할 때 각 현장으로 내보내는 방식을 집중보전이라 한다. 인원·공구·기술을 한데 모아 쓰므로 인원 배치의 유연성이 크고 설비·공구의 중복 투자가 적으며 기술 축적과 교육훈련에 유리한 반면, 현장과 거리가 있어 작업 지시부터 착수까지 시간이 걸리고 현장 실정 파악이 늦다는 단점이 있다.
보전 요원을 구역별로 나누어 배치하면 지역보전, 제조부문 등 각 부문장 밑에 소속시키면 부문보전, 정기·중정비는 집중 조직이 맡고 일상보전은 현장에 맡기는 혼합형은 절충보전이다. 그림처럼 보전부장 한 계통으로만 뻗어 있으면 집중형으로 본다.

검사, 정비, 수리 등 보전작업을 수행하는 방법과 그에 소요되는 작업 시간의 표준을 정한 것은 보전 작업표준이다.
설비 성능표준은 설비가 갖춰야 할 성능 기준을, 일상 점검표준·설비 점검표준은 점검 항목과 주기·기준을 규정한 것으로, 작업 방법과 소요 시간 자체를 표준화한 보전 작업표준과는 초점이 다르다.

회전축의 흔들림(런아웃, 축 중심 이동)과 같이 저주파수 영역에서 나타나는 큰 진폭의 움직임은 변위를 직접 측정하는 것이 적합하며, 주로 근접(와전류) 센서를 이용해 비접촉으로 측정한다.
캐비테이션 진동이나 베어링·기어의 홈에서 발생하는 진동은 고주파 성분이 강한 미세하고 빠른 충격성 진동이므로, 변위보다는 속도나 가속도로 측정하는 것이 적합하다.

그림은 공무부 아래에 기계과·전기과·계장과·토건과가 나란히 배치된 조직도다. 하위 단위를 나눈 기준이 담당 설비나 제품이 아니라 기계·전기·계장·토건이라는 기술 분야라는 점이 핵심이다.
이처럼 같은 전문기술을 가진 인원끼리 묶어 부서를 구성한 형태를 전문기술별 조직이라 한다. 기술별로 인력과 장비가 모이므로 기술 수준 향상과 기능 전수·교육에 유리하고 특수 공구를 중복 보유하지 않아도 된다는 장점이 있으나, 한 설비를 여러 과가 나누어 손대게 되어 책임 소재가 흐려지기 쉽다.
대상별 조직은 담당할 설비·라인·제품별로 나눈 형태, 기능별 조직은 계획·실시·검사처럼 업무 기능별로 나눈 형태, 매트릭스 조직은 두 기준을 세로·가로로 교차시킨 형태여서 그림과 다르다.

팽창식 체임버형 소음기의 면적비(팽창비)는 소음 감쇠 원리인 단면적 급변에 의한 반사 효과를 나타내는 값으로, 팽창실(체임버)의 단면적을 연결 덕트(관)의 단면적으로 나눈 값으로 정의된다.
이 비율이 클수록 관로와 체임버 사이의 단면 변화가 커져 저주파 소음 감쇠 효과가 커지는 특성을 가진다.

보전자재는 사용 빈도가 낮고 소비 속도가 느린 품목이 많아 정확한 구입 시기·수량 계획을 세우기 어렵고, 보전 기술 수준과 관리 수준에 따라 적정 재고량이 크게 달라지는 특징이 있다.
설비 개조·폐기 등 예측이 어려운 수요 특성 때문에 보전자재는 오히려 불용재고(사용되지 않고 남는 자재)가 발생할 가능성이 높은 편이며, 이를 발생 가능성이 적다고 설명하는 것은 실제 특징과 반대된다.

설비의 소요 면적을 결정하는 방법으로는 실제 치수를 근거로 산출하는 계산법, 기존 설비가 점유한 면적을 기준으로 환산하는 변환법, 생산량 등의 변화 경향 비율을 반영하는 비율 경향법 등이 사용된다.
이분법은 구간을 절반씩 나누며 해를 찾아가는 수치 탐색 기법으로, 설비배치의 소요 면적을 산정하는 방법으로는 제시되지 않는다.

기어·베어링 등 고속 회전체에서 발생하는 충격력과 같이 힘의 크기(임팩트)가 문제가 되는 이상 진단에는, 힘과 비례 관계에 있고 고주파 성분을 잘 반영하는 가속도를 측정변수로 사용하는 것이 일반적이다.
변위는 저주파의 큰 움직임을, 속도는 중간 주파수 대역의 진동 에너지를 평가하는 데 적합해, 순간적인 충격력 평가에는 가속도만큼 민감하지 않다.

정현파 신호에서 반주기 동안의 평균값은 피크값에 $\dfrac{2}{\pi}$를 곱한 값(약 0.637배)으로 정의되므로, 피크값의 2/π인 값은 평균값에 해당한다.
편진폭은 파형의 중심에서 피크까지의 크기, 양진폭은 최대값에서 최소값까지의 전체 크기, 실효값은 피크값의 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$(약 0.707배)로 정의되어 평균값과는 서로 다른 값이다.

그리스는 반고체 상태로 급유 부위에 오래 머무르기 때문에, 액체 상태인 오일에 비해 씰이나 틈새를 통한 누설이 적다는 장점이 있다.
반면 그리스는 유동성이 낮아 냉각 작용이 오일보다 떨어지고, 급유 계통을 통한 자동 순환 공급이 어려우며, 한 번 이물질이 혼입되면 오일처럼 씻어내기 어려워 제거가 곤란하다는 단점이 있다.

제품의 크기·무게 등으로 인해 제품을 이동시키기 어려운 경우, 제품은 고정된 채로 자재·공구·장비·작업자가 제품이 있는 위치로 이동하여 작업을 수행하는 배치 형태를 제품 고정형 배치라 한다. 선박이나 대형 구조물 조립 등이 대표적인 예이다.
공정별 배치는 유사한 기능의 설비를 그룹으로 모아 배치하는 방식이고, 제품별 배치는 제품의 생산 흐름 순서대로 설비를 배열하는 방식이므로, 제품이 고정되고 자원이 이동하는 형태와는 반대된다.

TPM(종합적 생산보전)의 핵심 활동은 계획보전체제 확립, 설비에 관계하는 전 부문·전원의 참가, 그리고 설비 효율을 저해하는 로스(loss)의 제거이다.
다만 TPM에서 작업자에게 요구하는 것은 일상점검·청소·급유·조임과 같은 자주보전 능력을 갖추는 것이지, 작업자를 별도의 전문 보전요원으로 전환·활용하는 것은 TPM 활동의 취지와 거리가 멀다.

설비관리 조직에서 지역이나 제품, 공정 등을 기준으로 설비를 나누고 각 구역의 담당자가 그 범위의 보전을 책임지는 방식을 지역 분업이라 한다.
이는 업무 기능별로 나누는 기능 분업이나 전문 기술 분야별로 나누는 전문기술 분업과 구분되는 조직 형태이다.

개량보전(CM)은 설비의 약점이나 취약 부위를 개선하여 동일한 고장이 재발하지 않도록 설비 자체의 체질을 개선하는 보전활동이다.
예방보전은 고장 발생 전에 미리 점검·정비하는 활동이고, 고장보전은 고장 발생 후 사후적으로 수리하는 활동으로, 설비 자체의 개선을 목적으로 하는 개량보전과는 성격이 다르다.

음파가 밀도나 온도 등이 다른 매질의 경계를 지날 때 진행 속도가 달라지면서 진행 방향이 꺾이는 현상을 굴절이라 한다.
반사는 경계면에서 음파가 되돌아오는 현상, 간섭은 둘 이상의 파동이 겹쳐 세기가 변하는 현상, 마스킹은 큰 소리 때문에 작은 소리가 들리지 않게 되는 현상으로 구분된다.

코일의 유도리액턴스는 $X_L = 2\pi f L$로 구한다.
주어진 값을 대입하면 $X_L = 2\pi \times 60 \times 0.1 \approx 37.7\ \Omega$이 되어 해당 값이 정답이다.

네 기호는 모두 위아래에 고정접점(작은 원)이 있고 그 사이를 가동접점(세로 막대)이 잇는 형태로 그려져 있다. 가동접점이 두 고정접점에 닿아 있으면 평상시 닫힌 상태이므로 b접점(브레이크 접점)이고, 옆으로 비껴 떨어져 있으면 평상시 열린 a접점(메이크 접점)이다.
또 가동접점 옆으로 가로 조작선이 뻗어 있는 기호는 누름버튼·리밋 스위치처럼 외부에서 직접 밀어 움직이는 조작 기구가 달려 있다는 표시다. 계전기 접점은 코일의 전자력으로 동작하므로 이런 조작 기구 표시를 붙이지 않는다.
따라서 가동접점이 두 고정접점을 이어 닫혀 있으면서 조작 기구 표시가 없는 기호가 계전기의 b접점이다. 코일이 여자되면 이 접점이 열려 회로를 끊으므로 정지(OFF) 회로나 인터록 회로에 주로 쓰인다.

셰이딩 코일형 전동기는 구조가 간단하지만 효율이 낮고 기동 토크가 매우 작다는 특성이 있다.
보조(셰이딩) 코일의 위치가 고정되어 있어 자속의 이동 방향이 한쪽으로 정해지므로, 회전 방향을 임의로 바꿀 수 없다는 점이 이 전동기의 한계이며 이는 이 전동기의 특성이 아니다.

제어밸브는 밸브 바디(시트)의 구조 형식에 따른 분류와, 조작부를 움직이는 조작신호(구동방식)에 따른 분류로 나눌 수 있다.
격막밸브·글로브밸브·게이트밸브는 모두 밸브 시트의 구조 형식에 따른 분류에 해당하고, 자력식밸브는 공기식·전동식·유압식 등과 함께 조작신호(구동 방식)에 따른 분류에 속한다.

그림은 전위차계(포텐쇼미터) 방식의 전압 측정 회로다. 기준 전원 ES가 분압용 저항에 일정 전류 I = 3 A를 흘리고, 미지전압 EX는 검류계(G)를 거쳐 저항 중 R = 5 Ω 구간의 양단에 마주 보도록 접속되어 있다.
검류계 지침이 0을 가리킨다는 것은 검류계 가지에 전류가 전혀 흐르지 않는다는 뜻이며, 이는 EX와 그 저항 구간의 전압강하가 크기는 같고 극성은 반대여서 평형을 이루었음을 의미한다. 평형 상태에서는 미지전원이 전류를 전혀 공급하지 않으므로 내부저항의 영향 없이 참값이 측정된다.
따라서 옴의 법칙으로 EX = I × R = 3 A × 5 Ω = 15 V가 된다.

전기자 철심을 얇은 강판을 겹쳐 만든 성층 철심으로 하는 이유는 회전 시 발생하는 와류를 억제하여 철손을 줄이기 위함이다.
동손은 권선의 저항에 의한 손실, 풍손·기계손은 회전체의 공기저항·마찰에 의한 손실로 철심의 적층 구조와는 직접 관련이 없다.

옴의 법칙은 $V = IR$로 표현되며, 저항이 일정할 때 전압은 전류에 비례한다.
따라서 전압이 전류에 반비례하거나 전류의 제곱에 비례한다는 설명, 저항에 반비례한다는 설명은 모두 옳지 않다.

그림의 3상 유도전동기는 단자가 6개이고, 원 안의 세 권선이 각각 U-X, V-Y, W-Z로 짝지어져 있다. 앞 문자(U, V, W)가 권선의 시작, 뒤 문자(X, Y, Z)가 그 권선의 끝이다.
△(델타) 결선은 한 상 권선의 끝을 다음 상 권선의 시작에 차례로 이어 세 권선이 하나의 닫힌 삼각형 고리를 이루게 하는 결선이다. X와 W, Z와 V, Y와 U를 이으면 U→X-W→Z-V→Y→U 순으로 세 권선이 모두 같은 방향으로 직렬 고리를 이루어 완전한 삼각형이 된다. 이를 단자로 표기하면 U와 Y, V와 Z, W와 X를 연결하는 것이다.
참고로 X·Y·Z를 한 점에 모두 묶고 U·V·W에 전원을 넣으면 Y(성형) 결선이 되고, 시작끼리·끝끼리 섞어서 이으면 한 상의 극성이 뒤집혀 폐회로에 큰 순환전류가 흐르므로 정상적인 △ 결선이 되지 않는다.

비례제어(P제어)는 편차에 비례하여 조작량을 결정하는 방식으로 구조가 간단하지만, 목표값과 제어량 사이에 정상상태 오차인 잔류편차(offset)가 남는다는 한계가 있다.
이 잔류편차를 없애려면 적분제어를 추가해야 하며, 미분제어는 응답 속도 개선에, 온/오프 제어는 단순 개폐 제어에 사용된다.

벨로스, 다이어프램, 부르동관은 외부 압력을 받아 탄성체 자체가 기계적으로 휘거나 늘어나는 변위를 이용해 압력을 검출하는 방식이다.
반면 스트레인 게이지는 탄성체의 미세한 변형에 따라 게이지의 전기저항이 변하는 것을 검출하는 원리로, 기계적 변위 자체를 직접 이용하는 검출기와는 원리가 다르다.

연산증폭기(OP-Amp)의 회로 기호는 오른쪽으로 뾰족한 삼각형이며, 밑변 쪽에 반전 입력(−)과 비반전 입력(+) 두 개의 입력이 들어가고 꼭짓점 쪽에서 출력이 나온다. 보기 중 삼각형에 두 입력선이 들어가면서 각각 −와 +로 구분 표시된 기호가 여기에 해당한다.
나머지는 모두 논리 게이트 기호다. 입력 쪽이 직선이고 출력 쪽이 D자 모양으로 둥근 것은 AND 게이트, 입력 쪽 변이 오목하게 휜 방패 모양은 OR 게이트, 삼각형 꼭짓점에 작은 동그라미(반전 표시)가 붙은 것은 NOT(인버터)이다.
NOT도 삼각형이라 가장 헷갈리는데, 입력이 하나뿐이고 출력에 반전용 동그라미가 있다는 점이 두 입력에 극성 표시가 붙는 연산증폭기와 구분되는 결정적 차이다.

그림은 시퀀스(래더) 회로로, 누름버튼 PB1과 PB2가 모두 a접점(NO 접점)이며 두 접점이 직렬로 이어진 뒤 릴레이 코일 K에 연결되어 있다.
직렬 접속이므로 코일에 전류가 흐르려면 두 접점이 동시에 닫혀야 한다. PB1만 누르거나 PB2만 눌러서는 나머지 접점에서 회로가 끊긴 채 남아 코일 K가 여자되지 않고, 둘을 함께 눌렀을 때만 출력이 ON 된다.
이처럼 모든 입력이 ON일 때만 출력이 ON이 되는 논리를 AND라 하며 논리식으로는 K = PB1 · PB2로 쓴다. 참고로 두 a접점을 병렬로 놓으면 어느 하나만 눌러도 동작하는 OR 회로, a접점 대신 b접점을 직렬로 놓으면 NOR 계열 동작이 된다.

타여자발전기는 독립된 외부 여자전원으로 계자를 여자시키므로 전압 조정이 안정적이어서 고전압 발전기, 전기화학용 저전압 대전류 발전기, 동기발전기의 주여자기 등에 널리 쓰인다.
반면 승압기(booster)는 부하전류가 증가할수록 전압이 함께 상승하는 직권 특성을 이용하는 것이 적합하므로 직권발전기가 사용되며, 타여자발전기의 용도로는 적당하지 않다.

PLC 제어반은 유닛(모듈) 단위로 교환하여 수리할 수 있고, 프로그램을 통해 복잡한 제어 기능도 비교적 쉽게 설계·구현할 수 있다.
또한 하드웨어를 그대로 두고 프로그램만 바꾸면 다른 설비에도 적용할 수 있는 범용성이 큰 장점이므로, 완성된 장치를 다른 곳에서 사용할 수 없다는 설명은 PLC의 특징과 반대된다.

불 대수의 항등 법칙에 따르면 어떤 변수에 1을 AND 하면 그 변수 자신이 그대로 남는다. 즉 a · 1 = a이다.
진리표로 확인해도 같다. a = 0이면 0 · 1 = 0, a = 1이면 1 · 1 = 1이므로 결과는 언제나 입력 a와 일치한다. AND 연산에서 1은 항등원이어서 상대 입력을 그대로 통과시키는 문(gate)처럼 작동하는 셈이다.
혼동하기 쉬운 인접 법칙으로 a · 0 = 0(0은 흡수원), a + 1 = 1, a + 0 = a가 있으며, a의 부정(a 위에 보수 표시를 씌운 값)은 a · 1과 전혀 다른 값이므로 구분해야 한다.

JFET는 드레인-소스 전압을 0에서부터 서서히 높이면 처음에는 전류가 전압에 비례해 증가하지만, 채널이 좁아짐에 따라 전류 증가가 멈추고 일정한 값을 유지하기 시작한다.
이때의 전압을 핀치오프 전압(Pinch-off Voltage)이라 하며, 이후 전류는 게이트 전압에 의해서만 제어되는 포화 영역으로 들어간다.

다이어프램 밸브는 공기압으로 격막(다이어프램)을 눌러 밸브를 움직이는 대표적인 공기식 조작기이다.
전자밸브, 전동밸브, 서보전동기는 모두 전기 신호로 구동되는 전기식 조작기에 해당한다.

프로세스(공정) 제어는 압력, 유량, 온도, 액위와 같이 화학·물리적 상태량을 제어량으로 다루는 제어이다.
자세(자세각) 제어는 항공기나 로봇 등에서 위치와 방향을 다루는 서보기구 제어의 영역으로, 프로세스 제어의 범주에 속하지 않는다.

이미터 접지 증폭회로의 전압증폭도는 $A_v = -\dfrac{h_{fe} \times R_L}{h_{ie}}$로 구할 수 있다.
주어진 값을 대입하면 $A_v = -\dfrac{100 \times 5\mathrm{k\Omega}}{10\mathrm{k\Omega}} = -50$이 되어 해당 값이 정답이다.

전자 유량계는 패러데이의 전자유도법칙을 이용하는 방식으로, 측정 대상 유체가 전기전도성을 가져야 정상적으로 측정이 가능하다.
따라서 도전성 유체의 유속·유량 측정에 가장 적합하며, 차압식·와류식·초음파식 유량계는 유체의 전도성 여부와 관계없이 사용할 수 있는 방식이다.

축에 보스를 가열 끼워맞춤할 때 지나치게 높은 온도로 가열하면 재질의 조직이나 경도가 변화될 우려가 있다.
따라서 통상 200~250℃ 이하의 범위로 가열하여 충분히 팽창시킨 뒤 삽입하는 것이 적당한 온도로 다루어진다.

유로 방향의 통로 수에 따라 콕은 이방(2방향) 콕, 삼방(3방향) 콕, 사방(4방향) 콕 등으로 분류한다.
오방 콕은 이러한 표준 분류에 속하지 않는 형식이다.

마이크로미터는 나사의 회전 운동을 스핀들의 직선 운동으로 바꾸는 측정기다. 스핀들 나사가 1회전하면 스핀들은 나사의 피치 p[mm]만큼 이동하고, 1회전은 각도로 2π[rad]에 해당한다.
따라서 회전각 α[rad]가 1회전에서 차지하는 비율은 α / 2π이고, 이동거리는 이 비율에 피치를 곱한 값이 된다. 정리하면 x = p·α / 2π [mm]이다.
검산해 보면 피치 0.5 mm인 나사를 반 바퀴(α = π rad) 돌렸을 때 x = 0.5 × π / 2π = 0.25 mm로, 반 회전에 피치의 절반만큼 이동한다는 상식과 일치한다. 피치 p를 분모에 둔 식은 단위가 1/mm가 되어 애초에 길이가 될 수 없고, 회전각 α를 분모에 둔 식은 많이 돌릴수록 오히려 덜 이동한다는 모순이 생긴다. 분모가 π인 식은 한 바퀴(α = 2π) 돌렸을 때 이동거리가 피치의 두 배가 되어 맞지 않는다.

코터 이음에서 코터가 빠지는 것을 막기 위해서는 코터에 구멍을 뚫고 분할핀을 끼워 조립하는 방법이 표준적으로 사용된다.
용접은 분해·재조립을 전제로 하는 코터 이음의 목적에 어긋나고, 편구배 가공은 코터를 박아 넣기 위한 쐐기 형상에 관한 것이며, 나사 가공은 코터의 일반적인 빠짐 방지 수단으로 다루어지지 않는다.

축의 굽음, 캐비테이션 발생, 볼 베어링의 손상은 모두 회전체의 불균형이나 충격적 압력변동을 일으켜 직접적인 진동의 원인이 된다.
반면 회전수 저하는 유량이나 양정과 같은 펌프 성능을 떨어뜨릴 수는 있지만, 그 자체가 진동을 유발하는 직접적인 원인으로 보기는 어렵다.

펌프의 축동력은 $L_s[\mathrm{PS}] = \dfrac{\gamma Q H}{75 \times 60 \times \eta}$ (Q의 단위는 m³/min)로 구할 수 있다.
주어진 값을 대입하면 $L_s = \dfrac{1000 \times 1 \times 25}{75 \times 60 \times 0.78} \approx 7.1\ \mathrm{PS}$가 되어 해당 값이 정답이다.

캐비테이션은 펌프 흡입측 압력이 유체의 포화증기압 이하로 낮아질 때 발생한다.
단 흡입 펌프 대신 양 흡입 펌프를 사용하면 흡입 유량이 분산되어 흡입측 유속과 압력강하가 줄어들므로 캐비테이션 방지에 유리하다.
흡입양정과 회전속도는 오히려 낮추어야 하고, 유효흡입수두(NPSHa)는 필요흡입수두(NPSHr)보다 크게 유지해야 캐비테이션을 막을 수 있다.

축 마모부의 수리방법을 결정할 때는 수리 후의 강도, 사용상의 신뢰성, 수리에 드는 비용과 시간을 종합적으로 고려해야 한다.
단순한 외관은 수리방법 선택을 좌우하는 본질적인 판단기준이 되지 않는다.

축에 급유가 원활하지 않으면 축과 맞물린 부품 사이의 마찰이 커져 기어의 마모와 소음이 증가하는 현상으로 나타난다.
조립 불량, 축의 굽힘, 강도 부족은 급유 상태와 직접적인 인과관계가 있는 현상으로 보기 어렵다.

현장에서 굽은 축을 수리하여 재사용하려면 회전속도가 낮고(예: 500rpm 이하) 베어링 사이의 간격이 길어 휨의 영향이 상대적으로 작은 경우에 적용할 수 있다.
고속·중하중용 회전축이거나 단 달림부처럼 급격하게 휘어진 부위는 현장 수리로 원래의 정밀도를 회복하기 어려워 일반적인 현장 수리의 대상으로 보지 않는다.

송풍기는 임펠러 흡입구의 형태에 따라 편 흡입형, 양 흡입형, 양쪽 흐름 다단형 등으로 분류한다.
구름체 흡입형은 이러한 표준 분류에 속하지 않는 용어이다.

방청유는 성상과 용도에 따라 기호로 구분되며, 이 가운데 페트롤라텀(바셀린)계 방청유는 KP-4, KP-5, KP-6의 세 가지로 나뉜다.
따라서 나머지 하나인 KP-7은 페트롤라텀계 방청유의 분류에 포함되지 않는다.

수격현상으로 인한 압력상승을 억제하는 방법으로는 토출측 밸브를 서서히 여닫아 유속 변화를 완만하게 하는 밸브제어, 규정 압력을 넘을 때 유체를 방출시키는 안전밸브, 역류를 차단해 압력파의 발생을 막는 체크밸브 등이 사용된다.
반면 흡수조는 펌프가 물을 빨아올리기 위한 흡입측 저수 설비일 뿐, 관로 내 압력상승을 완화하기 위한 장치가 아니다.

V벨트는 단면 크기에 따라 M, A, B, C, D, E의 6가지로 규격화되어 있다.
V벨트는 벨트 옆면과 풀리 홈 사이의 마찰력으로 동력을 전달하므로 마찰이 없다는 설명은 옳지 않고, 풀리 홈의 크기도 벨트 단면 크기에 맞추어 달라진다. 또한 벨트의 단면 형상은 마름모꼴이 아니라 사다리꼴이며 그 각도는 40°를 기준으로 한다.

베어링 열박음 시에는 깨끗한 기름 속에서 90~120℃ 정도로 가열하고, 경도 저하를 막기 위해 가열온도가 120℃를 넘지 않도록 하며, 냉각 중 축 방향으로 밀려나지 않도록 지그로 고정하는 것이 올바른 방법이다.
반면 축과 베어링 사이에 틈새가 생겼다고 해서 널링(요철) 가공 후 억지로 끼워맞추는 것은 접촉 상태를 불균일하게 만들어 베어링 수명을 오히려 저하시키는 잘못된 방법으로, 열박음 시 지켜야 할 주의사항이 아니다.

전동기 베어링부의 발열은 벨트 장력 과대, 베어링 조립불량, 커플링 중심내기 불량과 같이 마찰이나 하중이 비정상적으로 걸리는 기계적 요인이 주된 원인이다.
전동기 입력전압의 변동은 권선(코일)의 발열이나 회전 특성에는 영향을 줄 수 있어도 베어링부 발열의 직접적인 원인으로 보기는 어렵다.

축의 고장은 재질 불량, 휘어진 축으로 인한 진동 발생, 풀리·베어링 등 끼워맞춤 불량과 같이 축 자체 또는 축과 연결된 부품의 상태에서 비롯된다.
원동기의 회전불량은 동력을 공급하는 구동원 쪽의 문제로, 축 자체의 고장 원인으로 분류하기는 어렵다.

명판에 적힌 값은 INPUT RPM 1720, RATIO 1 : 30, INPUT POWER 0.5 kW, TYPE TE71이다. 여기서 RATIO는 감속기의 감속비로, 입력축이 30회전할 때 출력축이 1회전한다는 뜻이다.
감속기의 출력회전수는 입력회전수를 감속비로 나눈 값이므로 N출력 = 1720 ÷ 30 ≒ 57.3 rpm이 된다.
감속기는 회전수를 낮추고 토크를 키우는 장치이므로 출력회전수는 반드시 입력회전수보다 작아야 한다. 감속비를 곱해 버린 값이나 입력값을 그대로 답하는 실수를 주의한다. 명판의 0.5 kW는 전달 동력이어서 회전수 계산에는 쓰이지 않는다.

펌프축 베어링의 이상현상은 윤활유 부족, 축 추력의 발생, 베어링 끼워맞춤 불량과 같이 정상 상태를 벗어난 결함에서 비롯된다.
축 중심이 정확히 일치하는 것은 오히려 정상적으로 유지되어야 할 바람직한 상태이므로, 베어링 이상현상을 일으키는 원인이 될 수 없다.

헬리컬 기어는 잇줄이 축에 대해 경사각(비틀림각)을 이루는 기어로, 여러 개의 이가 동시에 맞물리기 때문에 물림이 원활하고 진동·소음이 작으며 큰 동력을 고속으로 전달하는 데 적합하다. 다만 이가 비스듬히 물리는 구조상 축방향 반력(스러스트)이 발생한다는 특징도 함께 나타난다.
반면 이 끝이 직선이고 축과 나란하게 배치되어 축방향 반력이 발생하지 않는 원통형 기어는 평기어(스퍼기어)의 특징이다. 헬리컬 기어는 잇줄이 경사져 있어 이 설명은 헬리컬 기어와 맞지 않는다.