[승강기기사 필기] 21년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

카의 위치 변화에 따라 달라지는 이동케이블과 로프의 무게 불균형을 보상하기 위해 설치하는 것은 균형 체인(또는 균형 로프)이다.
카가 상승하면 카 쪽 로프 길이는 줄고 균형추 쪽 로프 길이는 늘어나는데, 이때 매다는 로프와 이동케이블의 무게 분포가 카 위치에 따라 달라진다.
균형 체인은 이 무게 변화를 반대편에서 보상해 권상기에 걸리는 부하 편차를 줄여주는 반면, 균형추는 카와 적재하중 자체의 무게를 상쇄하는 역할을 한다.

역으로 카측과 균형추측 장력비가 커질수록 Capstan 방정식을 만족하기 어려워져 미끄러지기 쉬우므로, "장력비가 작을수록 미끄러지기 쉽다"는 표현이 잘못되었다.
로프와 도르래 사이의 미끄러짐은 Capstan 방정식 $T_2 = T_1 e^{\mu\beta}$ (여기서 $T_2$는 큰 장력, $T_1$은 작은 장력, $\mu$는 마찰계수, $\beta$는 권부각)으로 설명된다.
권부각이 작으면 지수 값이 작아져 같은 장력비 유지가 어려워져 미끄러지기 쉽다는 점에서 정확하다.
가속·감속 시 카측 장력이 증가하여 장력비가 커져 미끄러짐 조건이 악화되므로 정확하다.
마찰계수가 작으면 $e^{\mu\beta}$ 값이 작아져 같은 장력비를 만족하기 어려워지므로 정확하다.

디딤판의 깊이 y1은 0.38 m 이상, 높이 x1은 0.24 m 이하여야 한다.
그림에서 y1은 발을 딛는 면의 앞뒤 방향 치수(깊이)이고, x1은 위아래로 이어지는 디딤판 사이의 단 높이를 가리킨다.
깊이는 발이 충분히 놓이도록 최솟값으로, 높이는 오르내릴 때 걸려 넘어지지 않도록 최댓값으로 규정한다는 방향성이 핵심이다. 깊이 0.28·0.36·0.42 m 나 높이 0.18·0.22·0.28 m 는 기준값이 아니다(출제 당시 안전기준 기준).

균형추의 오버밸런스율을 적절히 설정하는 주된 이유는 트랙션비를 개선하여 와이어로프가 권상 도르래에서 미끄러지지 않도록 하기 위함이다.
오버밸런스율은 균형추가 카의 자중에 정격하중의 일정 비율을 더한 무게가 되도록 정하는 값으로, 이 비율에 따라 카 쪽과 균형추 쪽 로프 장력의 차이, 즉 트랙션비가 결정된다.
트랙션비가 지나치게 크면 도르래 홈에서 로프가 미끄러질 위험이 커지므로, 오버밸런스율 최적화는 이 미끄럼을 방지하기 위한 설계 요소이다.

에스컬레이터의 정지거리 기준은 KS B 6215(에스컬레이터 안전 기준)에서 규정하며, 하강방향 공칭속도 0.65m/s에서 전기적 정지장치 작동 시 정지거리는 0.3m 이상 1.3m 이하를 만족해야 한다. 이는 승객 안전을 보장하기 위해 정지 시간이 너무 짧거나 길지 않도록 제한하는 기준으로, 정지거리가 0.3m 미만이면 급정지로 인한 부상 위험이 있고, 1.3m를 초과하면 안전성이 저하되기 때문이다.

정전 시 작동하는 비상등은 5lx 이상의 조도로 1시간 이상 점등되어야 한다는 것이 출제 당시 기준이다.
이는 정전으로 카 내부가 완전히 어두워졌을 때 승객이 최소한의 시야를 확보하고, 구조가 이루어질 때까지 조명이 유지되도록 하기 위한 안전 요건이다.
안전기준 수치는 개정될 수 있으므로 실제 적용 시에는 현행 기준을 확인해야 한다.

간접식과 비교했을 때 직접식 유압 엘리베이터의 특징은 승강로의 평면 치수를 작게 할 수 있다는 점이다.
직접식은 실린더가 카를 직접 받치는 구조로 로프나 시브(도르래)가 필요하지 않아, 이를 위한 여유 공간을 승강로에 두지 않아도 된다.
반면 실린더가 지하에 매설되어 점검이 어렵고 보호관이 필요하며, 부하에 의한 카바닥의 빠짐은 로프를 사용하는 간접식에서 더 크게 나타난다.

튀어오름 방지장치(제동 또는 록다운 장치)는 정격속도가 3.5m/s를 초과하는 엘리베이터에 설치해야 한다는 것이 기준이다.
정격속도가 빠를수록 완충기 충돌 시 균형추 쪽에서도 큰 운동에너지가 발생해 튀어오름 위험이 커지므로, 고속 엘리베이터에는 균형추의 튀어오름을 억제하는 장치가 추가로 요구된다.
이 수치는 안전기준에 따른 값으로, 출제 당시 기준임을 감안해야 한다.

유체의 수위를 쉽게 확인할 수 있어야 한다는 조건은 에너지 분산형 완충기(유입식 완충기)에 요구되는 것이므로, 이를 에너지 축적형 완충기의 조건으로 서술한 것은 틀린 내용이다.
에너지 축적형 완충기는 스프링처럼 충격에너지를 탄성으로 저장했다가 되돌려주는 방식이어서 유체를 사용하지 않는다. 반면 에너지 분산형 완충기는 오일이 좁은 통로를 지날 때의 저항으로 에너지를 소산시키므로, 유체가 규정량 들어 있는지 확인할 수 있는 구조가 필요하다.
에너지 분산형 완충기는 정격속도와 무관하게 사용할 수 있고 작동 후 영구변형이 없어야 하며, 정격속도 60m/min 이하의 저속 엘리베이터에는 선형·비선형 특성의 에너지 축적형 완충기가 적합하다는 나머지 설명은 옳은 내용이다.

보통 꼬임은 소선이 외부와 닿는 길이가 짧아 국부적인 마모가 생기므로 랭 꼬임보다 수명이 다소 짧다. 스트랜드와 로프의 꼬는 방향이 반대이면 보통 꼬임, 같으면 랭 꼬임이다. 랭 꼬임은 풀리려는 성질이 강해 보통 꼬임보다 킹크가 잘 생긴다.

자동차용이나 대형 화물용 엘리베이터에서 카실을 완전히 열 필요가 있을 때 사용하는 개폐방식은 상승 개폐(UP)이다.
상승 개폐 방식은 문짝이 위로 열려 출입구 폭 전체를 개방할 수 있어, 차량이나 대형 화물을 옆에서 그대로 실을 수 있는 구조를 만들어 준다.
중앙 개폐나 측면 개폐는 승객용 엘리베이터에서 흔히 쓰이는 방식으로, 문짝 일부가 겹치거나 옆으로 이동하므로 완전 개방에는 적합하지 않다.

트랙션 권상기는 로프와 시브 사이의 마찰력으로 카를 움직인다. 그래서 미끄러짐과 로프·시브의 마모가 생길 수 있으며, 이는 장점이 아니다. 균형추를 쓰므로 소요 동력이 작고, 로프를 드럼에 감지 않아 승강 행정의 제한이 적으며 권과가 일어나지 않는다.

"가장 가까이 있는 카가 응답한다"는 설명은 실제 군관리 방식의 운영과 맞지 않는다. 군관리 시스템은 단순히 거리만 고려하는 것이 아니라 각 카의 현재 상태(운행 중인지, 정지 중인지, 현재 층의 위치, 목적지 등)를 종합적으로 판단하여 가장 효율적인 응답 카를 선택하기 때문이다.
군관리 방식은 여러 대의 엘리베이터를 하나의 통합 제어 시스템으로 운영하는 방식이다.
3~8대 병설 시 개개의 카를 합리적으로 운행·관리하는 방식이라는 설명은 정의에 부합한다.
군관리 엘리베이터에서 위치표시기 대신 홀랜턴(홀 신호등)을 사용할 수 있다.
트래픽 분석에 따라 서비스 층을 분할하는 것이 가능하다.

체크밸브는 오일을 한 방향으로만 흐르게 하는 밸브로, 펌프가 멈췄을 때 실린더의 오일이 역류해 카가 내려가는 것을 막는다. 실린더 입구에 설치해 배관·호스가 파손되었을 때 카의 추락을 막는 밸브는 럽처밸브(rupture valve)이다. 사이렌서, 릴리프 밸브, 스트레이너 설명은 옳다.

구조가 간단하지만 착상오차가 커서 대략 정격속도 30m/min 이하의 저속 엘리베이터에 적용하는 속도제어방식은 교류 1단 속도제어이다.
교류 1단 속도제어는 하나의 권선만으로 기동부터 정지까지 일정한 속도로 운전한 뒤 전원을 차단해 감속시키므로, 착상 위치를 정밀하게 맞추기 어렵다.
이 때문에 승강기 층수가 적고 속도가 낮은 소규모 건물용 엘리베이터에 주로 적용된다.

과속스위치가 과속을 검출해 동력전원을 차단하고 전자 브레이크로 조속기 도르래의 회전을 멈춘 뒤, 도르래 홈과 로프 사이의 마찰력으로 비상정지시키는 방식은 마찰정지형 과속조절기이다.
이 방식은 조속기 자체를 기계적으로 급정지시켜, 그 회전이 멈춘 도르래와 로프 사이에 생기는 마찰력을 이용해 로프를 붙잡음으로써 추락방지안전장치를 작동시킨다.
디스크형이나 플라이볼형은 원심력을 이용해 직접 캐치를 작동시키는 방식이라는 점에서 이와 구분된다.

제동거리는 0.45 m이다.
제동거리는 정격속도에서 정지할 때까지 선형감속하는 동안 이동한 거리를 구하는 문제다. 먼저 정격속도를 초당 속도로 변환하면
180 m/분 = 180 ÷ 60 = 3 m/s이다.
속도가 선형적으로 감소하므로 제동 구간은 등가속도 운동이며, 제동거리는 평균속도 × 제동시간 또는 $s = \frac{1}{2}(v_0 + v_f) \times t$ 공식을 적용한다.
여기서 초속도 $v_0 = 3 \text{ m/s}$, 최종속도 $v_f = 0 \text{ m/s}$, 제동시간 $t = 0.3 \text{ s}$이므로
$s = \frac{1}{2}(3 + 0) \times 0.3 = \frac{1}{2} \times 3 \times 0.3 = \frac{0.9}{2} = 0.45 \text{ m}$이다.

운행 중인 카 문을 카 내부에서 개방하려면 최소 50N 이상의 힘이 필요하도록 규정되어 있다.
이는 운행 중 승객이 부주의로 또는 고의로 문을 쉽게 열어 추락 등의 사고가 발생하는 것을 막기 위한 최소 저항력 기준이다.
이 수치는 출제 당시 안전기준에 따른 것으로, 실제 적용 시 현행 규정을 확인해야 한다.

소방구조용 엘리베이터의 운행 속도는 1m/s 이상이어야 하므로, 0.8m/s 이상이면 된다는 설명은 옳지 않다.
소방구조용 엘리베이터는 소방관이 조작해 문이 닫힌 후 60초 이내에 가장 먼 층에 도착해야 하고, 정전에 대비한 보조 전원공급장치로 2시간 이상 운행할 수 있어야 하며, 소방운전 시 모든 승강장 출입구에 정지할 수 있어야 한다.
이러한 다른 조건들은 옳은 설명이므로, 속도 기준을 낮게 서술한 항목만 틀린 내용이 된다.

단일 승강로에 두 대의 카를 설치해 각각 독립적으로 운행하는 방식은 트윈 엘리베이터이다.
하나의 승강로를 두 대가 나누어 쓰므로 승강로 점유 면적을 늘리지 않고도 수송능력을 높일 수 있어 고효율 방식으로 분류되며, 두 카가 충돌하지 않도록 최소 이격거리를 유지하는 별도의 제어가 필요하다.
더블데크 엘리베이터는 두 개의 카가 상하로 붙어 하나처럼 함께 움직이는 방식이고, 조닝방식은 건물을 여러 층 구역으로 나누어 그룹별로 담당하게 하는 운행 방식이라는 점에서 구분된다.

엘리베이터 피트 바닥은 전 부하 상태의 카가 완충기에 작용했을 때 완충기 지지대 아래에 걸리는 정하중의 최소 4배를 지지할 수 있어야 한다.
이는 완충기가 충격을 흡수하는 순간 피트 바닥에 순간적으로 큰 하중이 전달되기 때문에, 정적 하중보다 충분히 여유 있는 강도로 피트 바닥을 설계하도록 요구하는 안전기준이다.

자동 동력 작동식 수평 개폐문이 닫힐 때, 각종 안전장치가 정상 작동하는 상태에서의 운동에너지는 10J 이하여야 한다.
이는 문이 닫히는 과정에서 사람이나 물체가 끼였을 때 가해지는 충격을 안전한 수준으로 제한하기 위한 기준이다.

1층에서 10층까지 주행하는 데 걸리는 시간은 약 32초이다.
총 주행거리는 층고 3.5m에 9개 층을 곱한 $9\times3.5 = 31.5\ \mathrm{m}$이고, 정격속도는 $90\ \mathrm{m/min} = 1.5\ \mathrm{m/s}$이므로, 정속 구간만으로 계산한 시간은 $\dfrac{31.5}{1.5} = 21\ \mathrm{s}$이다.
여기에 예상정지수 5회 각각에서 가감속으로 인해 추가되는 시간 $2.2\ \mathrm{s}$를 더하면 $21 + 5\times2.2 = 32\ \mathrm{s}$가 된다.

움직도르래 두 개에 각각 두 가닥씩, 모두 4가닥의 로프가 하중 W를 나누어 지지하므로 4:1 로핑이며 P = W/4이다.
그림의 로프는 천장에 고정된 뒤 아래 왼쪽 움직도르래를 감아 올라가 위쪽 고정도르래를 넘고, 다시 내려와 오른쪽 움직도르래를 감은 다음 오른쪽 고정도르래를 지나 P로 내려온다. W는 두 움직도르래에 함께 매달려 있다.
움직도르래마다 2가닥이 걸리므로 지지 가닥 수는 4이고, 힘은 $P=\dfrac{W}{4}$로 줄어든다. 대신 P를 4만큼 내려야 W가 1만큼 올라가므로 하강거리 : 상승거리 = 4 : 1 이 된다.

엘리베이터의 속도는 약 90 m/min이다.
엘리베이터의 속도는 전동기 회전수 × 감속비 역수 × 도르래 둘레로 구한다.
먼저 전동기 회전수를 구하면, 동기 회전수 = $(120 \times f) / P = (120 \times 60) / 4 = 1800 \text{ rpm}$이다.
감속비가 45:1이므로 도르래 회전수는 $1800 / 45 = 40 \text{ rpm}$이다.
도르래 둘레는 $\pi \times 0.72 = 0.72\pi \text{ m}$이다.
로핑 1:1은 도르래가 1회 회전할 때 엘리베이터가 1칸 올라가므로 속도는
$40 \times 0.72\pi = 28.8\pi \approx 90.48 \text{ m/min}$이다.

권상구동식 엘리베이터는 주행로의 최상부 및 최하부에 설치하지만, 유압식 엘리베이터는 주행로의 최상부에만 설치되고 최하부 설치는 요구하지 않는다. 따라서 권상구동식과 유압식을 동일하게 취급한 설명이 틀렸다.
유압식은 유압의 특성상 하강 시 백프레셔(역압)로 자동 감속되므로 최상부 리미트만 필수이기 때문이다.
파이널 리미트는 완충기 충돌 이전에 작동해야 하므로 정확하다.
파이널 리미트와 일반 종단정지는 독립 회로여야 하므로 정확하다.
우발적 작동 위험 없이 최상·최하층에 근접하여 설치되므로 정확하다.

인장을 받는 균일 단면 봉의 세로탄성계수는 $E=\dfrac{W\ell}{A\lambda}$로 나타난다.
후크의 법칙은 응력과 변형률이 비례한다는 것이므로 $\sigma=E\varepsilon$이고, 여기서 응력은 $\sigma=\dfrac{W}{A}$, 변형률은 $\varepsilon=\dfrac{\lambda}{\ell}$이다.
두 값을 대입하면 $\dfrac{W}{A}=E\cdot\dfrac{\lambda}{\ell}$이 되고, 신장량에 대해 풀면 $\lambda=\dfrac{W\ell}{AE}$가 된다.
이를 E에 대해 정리하면 분자에 하중과 길이, 분모에 단면적과 신장량이 오는 $E=\dfrac{W\ell}{A\lambda}$ 형태가 옳으며, A와 λ가 분자로 올라간 식은 단위 관계부터 성립하지 않는다.

엘리베이터 피트의 피난공간 높이는 자세에 따라 서 있는 자세는 2m, 웅크린 자세는 1m 이상이 기준이다(주택용 엘리베이터 제외).
이는 점검이나 구조 작업 시 피트 안으로 대피한 작업자가 카 하부와 충돌하지 않고 안전하게 머무를 수 있는 최소 공간을 확보하기 위한 것으로, 자세가 낮을수록 필요한 여유 공간도 줄어든다.
안전기준 수치는 개정될 수 있으므로 출제 당시 기준임에 유의해야 한다.

양단 단순지지보의 중앙에 집중하중 W가 작용할 때 중앙 처짐량은 재료역학의 표준 공식으로 $\delta = \dfrac{WL^3}{48EI}$이다. 이는 카 틀 상부체대를 단순보로 이상화하고 중앙에 도르래 하중이 걸리는 경우에 그대로 적용되므로, 해당 식과 일치하는 3번 보기가 정답이다.

과속조절기 로프는 점검·시험 시 분리할 수 있어야 하므로, 추락방지안전장치로부터 쉽게 분리되지 않아야 한다는 설명은 실제 기준과 반대되는 내용이다.
과속조절기 로프의 최소 파단하중은 마찰계수 0.2를 고려해 작동 시 발생하는 인장력에 대해 8 이상의 안전율을 가져야 하며, 도르래 피치 직경과 로프 공칭 직경의 비는 30 이상이어야 한다.
또한 추락방지안전장치 작동 중 제동거리가 길어지더라도 로프와 관련 부품이 손상되지 않아야 한다.

소방구조용 엘리베이터의 비상구출문 이중천장을 여는 데 필요한 힘은 250N 이하여야 한다.
이는 소방관이 카 지붕의 비상구출문을 통해 갇힌 사람을 구조할 때, 무리한 힘을 들이지 않고도 이중천장을 열 수 있도록 하기 위한 기준이다.
이 수치는 출제 당시 안전기준에 따른 값이다.

외접기어의 중심거리는 두 기어의 피치원 반지름의 합이다. 피치원 반지름 r = (잇수 × 모듈) / 2이므로, 피치원 반지름은 작은 기어 r₁ = (30 × 4) / 2 = 60mm, 큰 기어 r₂ = (60 × 4) / 2 = 120mm이다. 따라서 중심거리 = r₁ + r₂ = 60 + 120 = 180mm이다.

정격 동력 11 kW에서 정격 전류를 먼저 구한다.
$P = \sqrt{3} \times V \times I \times \cos\phi$이므로
$11,000 = \sqrt{3} \times 380 \times I \times 0.55$,
$I = \frac{11,000}{1.732 \times 380 \times 0.55} = \frac{11,000}{361.8} \approx 30.4\text{ A}$이다.
최대 가속전류는 정격전류의 2.8배이므로 $30.4 \times 2.8 \approx 85.1\text{ A}$이다.
가속 시 필요한 용량은 $\sqrt{3} \times 380 \times 85.1 = 1.732 \times 380 \times 85.1 \approx 56.1\text{ kVA}$이고, 예비전원 소요 용량은 가속 시 용량의 1.6배를 적용하므로
$56.1 \times 1.6 \approx 89.8 \approx 90\text{ kVA}$가 된다.

공칭회로 전압이 500V를 초과하는 경우, 절연저항값은 1.0MΩ 이상이어야 한다.
절연저항 측정 기준은 회로 전압이 높아질수록 요구되는 최소 절연저항값도 커지도록 정해져 있으며, 500V 초과 구간에서는 1.0MΩ 이상을 만족해야 감전 및 누전 사고를 예방할 수 있다.

장애인용 엘리베이터의 승강장 바닥과 카 바닥 사이의 틈새는 최대 30mm 이하여야 한다.
일반 엘리베이터보다 더 좁은 틈새 기준을 적용함으로써, 휠체어 바퀴나 지팡이 끝이 틈에 끼이는 사고를 방지한다.

기동과 주행은 고속권선으로, 감속과 착상은 저속권선으로 속도를 전환해 제어하는 방식은 교류 2단 속도제어이다.
교류 1단 속도제어는 하나의 권선만 사용해 착상오차가 크지만, 교류 2단 속도제어는 저속권선을 감속 구간에 별도로 사용해 착상 정밀도를 높인다.
직류 방식은 별도의 직류 전동기와 제어장치를 이용하는 방식으로 이 문항의 교류 권선 전환 방식과는 구분된다.

유도전동기는 슬립에 의한 회전속도 변화가 작아서 속도 제어성이 본질적으로 제한적이며, 넓은 범위의 속도 제어를 요구하는 엘리베이터 운전(정지→가속→정속→감속)에서는 추가적인 제어 장치(인버터, 기어박스 등)가 필수적으로 필요하다. 따라서 속도 제어성 자체는 유도전동기가 엘리베이터용으로 선택되는 주요 이유가 될 수 없다.
유도전동기가 엘리베이터 동력용으로 광범위하게 사용되는 이유는 구조가 간단하고 견고하며, 고장이 적고 가격이 저렴하고, 취급이 용이하기 때문이다.

에너지 분산형 완충기의 총 행정은 정격속도 115%에 해당하는 중력 정지거리인 $0.0674v^2$(m) 이상이어야 한다.
$v = 120/60 = 2\,\text{m/s}$이므로 $0.0674\times2^2 = 0.2696\,\text{m} \approx$270 mm 이상이다.

정격속도 150m/min은 $\dfrac{150}{60} = 2.5\,\mathrm{m/s}$이다.
과속조절기 작동속도의 하한은 정격속도의 115% 이상이므로 $1.15 \times 2.5 = 2.875\,\mathrm{m/s}$이다.
정격속도가 1m/s를 초과하는 점차 작동형 추락방지안전장치의 상한은 $1.25V + \dfrac{0.25}{V}$ 미만이므로 $1.25 \times 2.5 + \dfrac{0.25}{2.5} = 3.125 + 0.1 = 3.225\,\mathrm{m/s}$이다.
따라서 작동 속도 구간은 2.875m/s 이상 3.225m/s 미만이다.

그림은 밸브 캠(로브)의 형상을 나타낸 것으로, ⓐ는 캠의 기초원(base circle)에서 노즈 끝까지의 높이, 즉 캠이 밸브를 밀어 올리는 최대 이동량을 의미하는 부분이다. 이 치수가 바로 캠 양정(리프트, lift)이며, ⓑ는 캠 전체 높이, ⓒ는 캠의 폭(너비)을 나타낸다. 캠 로브는 캠 전체의 돌출된 형상 자체를, 캠 노즈는 캠의 뾰족한 끝부분을 가리키므로 ⓐ의 치수 개념과는 구분된다.

V벨트의 유효 마찰계수는 $\mu'=\dfrac{\mu}{\sin\frac{\alpha}{2}+\mu\cos\frac{\alpha}{2}}$이다.
값을 대입하면 $\mu'=\dfrac{0.4}{\sin20^\circ+0.4\cos20^\circ}=\dfrac{0.4}{0.342+0.376}=\dfrac{0.4}{0.718}\approx$0.557이다.

펌프의 회전수를 높이면 흡입양정이 증가하여 흡입측 압력이 더욱 낮아져 캐비테이션이 오히려 악화되므로 방지대책이 아니다.
펌프의 캐비테이션은 흡입측의 압력이 액체의 포화증기압보다 낮아져 액체가 증발하면서 기포가 발생하는 현상이다. 캐비테이션을 방지하려면 흡입측 압력을 높이거나 포화증기압 발생 조건을 피해야 한다.
펌프를 낮게 설치하여 흡입양정을 감소시켜 흡입측 압력을 높이는 방법이다.
단 흡입을 양쪽 모두에서 흡입하는 구조로 바꿔 각 측의 흡입양정을 절반으로 줄이는 방법이다.
펌프 대수를 늘려 개별 펌프의 회전수를 낮출 수 있고 흡입양정을 분산시키는 효과가 있다.

소성가공은 재료에 소성변형을 주어 원형과 다른 제품을 만드는 가공법으로, 보기 1은 정의상 참이다. 보기 3은 열간가공이 재결정 온도 이상에서 실시되어 가공 중 재결정이 일어나므로 참이고, 보기 4는 압연, 압출, 인발, 판금, 전조 등이 소성가공의 주요 종류로 맞다. 보기 2는 소성가공이 오히려 대량생산에 유리하고 정밀한 제품을 균일하게 생산할 수 있다는 점에서 틀렸다.

브레이크 용량은 단위 시간당 제거할 수 있는 열량으로, 마찰력 × 원주 속도로 정의된다. 마찰력은 μ × p × A(마찰계수 × 압력 × 접촉면적)이고, 브레이크 용량 = μ × p × A × v이다. 단위 접촉면적당 브레이크 용량을 구하면 μpv가 되며, 이는 단위 면적·단위 시간당 제거되는 열에너지를 나타낸다.

원형 단면 단순보의 균일분포하중(q)에 의한 최대 처짐량 공식은 $y_{max} = \frac{5qL^4}{384EI}$이다. 이 식에서 처짐량은 q에 비례(1번 참)하고, L의 4승에 비례(2번 참)하며, E(세로 탄성계수)에 반비례(3번 참)한다. 반면 4번의 경우, 처짐량은 단면관성모멘트 I에 반비례하지만 1제곱(1승)에만 반비례하므로, "4승에 반비례"는 오류다.

스크레이퍼는 공작기계로 가공된 평면이나 원통면 등을 사람이 손으로 눌러 깎아 정밀하게 다듬질하는 수공구이다.
다이스는 수나사(볼트)를 절삭하는 공구이다.
정은 재료의 불필요한 부분을 쳐서 잘라내는 절단용 공구이다.
탭은 암나사(구멍 안쪽)를 절삭하는 공구이다.

밸브의 개폐 특성을 설명하는 압력 용어 중, 입구쪽 압력이 강하하면서 밸브가 닫히기 시작하여 누설량이 규정 기준까지 감소한 시점의 압력을 리시트 압력이라 한다.
KS B 0120(유압 및 공기압 용어)에서 리시트 압력(reseat pressure)은 밸브가 완전히 닫혀 누설이 허용 기준 이하로 내려가는 압력을 의미하며, 크랭킹 압력(개방 시 최소 필요 압력)보다 낮고, 서지 압력(과도한 압력 변동)이나 파일럿 압력(제어용 보조 압력)과는 구분된다.

일반 주철은 압축강도가 인장강도보다 훨씬 크다는 특성을 가지므로, 인장강도가 압축강도보다 크다는 설명은 옳지 않다.
주철은 Fe-C 합금에서 탄소 함량이 약 2.11~6.68%인 재료이며, 마찰저항이 크고 절삭성이 좋고, 용융점이 낮고 유동성이 좋아 주조에 적합한 것은 모두 맞는 설명이다.

회로 내 압력이 설정값에 도달하면 오일의 일부 또는 전부를 배출구로 되돌려 회로 내 압력을 일정하게 유지시키는 밸브는 릴리프 밸브이다.
리듀싱 밸브는 1차측 압력을 낮춰 2차측 압력을 일정하게 감압하는 밸브이다.
시퀀스 밸브는 정해진 순서에 따라 각 액추에이터를 순차적으로 작동시키는 밸브이다.
언로더 밸브는 설정압력 도달 시 펌프를 무부하 상태로 회송시키는 밸브이다.

원형 단면 봉의 비틀림각은 $\theta = \dfrac{TL}{GJ}$이고 극단면 2차모멘트 $J = \dfrac{\pi d^4}{32}$이므로, 비틀림각은 축 지름의 4승에 반비례한다.
축 길이 L에는 반비례가 아니라 비례한다.
전단탄성계수 G에는 비례가 아니라 반비례한다.
비틀림 모멘트 T에는 반비례가 아니라 비례한다.

키의 전단응력에 의한 최대전달동력은 약 774kW이다.
전단력은 $F = \tau \times b \times l = 32\,\mathrm{MPa} \times 28\,\mathrm{mm} \times 300\,\mathrm{mm} = 268{,}800\,\mathrm{N}$이다.
전달 토크는 $T = F \times \dfrac{d}{2} = 268{,}800\,\mathrm{N} \times 0.055\,\mathrm{m} = 14{,}784\,\mathrm{N\cdot m}$이다.
동력은 $P = T\omega = T \times \dfrac{2\pi N}{60} = 14{,}784 \times \dfrac{2\pi \times 500}{60} \approx 774{,}000\,\mathrm{W} = 774\,\mathrm{kW}$이다.

타이타늄 합금은 합금원소 첨가로 크리프강도와 피로강도가 높아지는 특성을 가진다.
또한 비중이 약 4.5 정도로 강보다 가볍고, 장시간 가열에도 열 안정성이 우수하며, 이러한 고강도·내열성 덕분에 항공기나 자동차 엔진 재료로 널리 사용된다.

제강법은 철광석에서 불순물을 제거하여 강을 만드는 제강 공정 자체로서, 표면만 선택적으로 경화시키는 표면경화법이 아니라 강재 전체의 성질을 결정하는 기본 제조공정이다.
표면경화법은 강재의 표면층만 경화시켜 내마모성을 높이면서 내부는 인성을 유지하는 열처리 공정이며, 다음은 모두 표면경화 공정이다.
침탄법(Carburizing)은 탄소를 표면에 침투시켜 경화층을 형성한다.
질화법(Nitriding)은 질소를 침투시켜 표면을 경화시킨다.
청화법(Cyaniding)은 탄소와 질소를 동시에 침투시킨다.

나사의 효율은 $\eta=\dfrac{\tan\lambda}{\tan(\lambda+\rho)}$이다.
마찰이 없다면 축방향 하중 W를 밀어 올리는 데 필요한 회전력은 $W\tan\lambda$이지만, 실제로는 마찰각 ρ가 리드각에 더해져 $W\tan(\lambda+\rho)$의 힘이 필요하다.
효율은 마찰이 없을 때의 일과 실제 투입한 일의 비이므로 $\eta=\dfrac{W\tan\lambda}{W\tan(\lambda+\rho)}=\dfrac{\tan\lambda}{\tan(\lambda+\rho)}$로 정리된다.
분모의 각이 항상 분자보다 크므로 효율은 반드시 1보다 작다. 분자·분모가 뒤집힌 식이나 $\lambda-\rho$가 들어간 식은 이 조건을 만족하지 못한다.

세로탄성계수를 푸아송의 수 m으로 나타내면 $E=\dfrac{2G(m+1)}{m}$이므로, $E=\dfrac{m}{2G(m+1)}$로 쓴 식은 분자와 분모가 뒤바뀐 틀린 관계이다.
기본식 $G=\dfrac{E}{2(1+\mu)}$에 푸아송의 수와 비의 관계 $\mu=\dfrac{1}{m}$을 대입하면 $G=\dfrac{mE}{2(m+1)}$, 즉 $E=\dfrac{2G(m+1)}{m}$이 얻어진다.
나머지 세 관계식은 모두 옳다.
$G=\dfrac{E}{2(1+\mu)}$ — 가로탄성계수와 세로탄성계수의 정의 관계 그대로이다.
$m=\dfrac{2G}{E-2G}$ — $Em=2Gm+2G$를 m에 대해 풀면 그대로 나온다.
$K=\dfrac{E}{3(1-2\mu)}$ — 체적탄성계수의 표준 관계식이다.

언더컷은 용접전류가 지나치게 높을 때 발생하기 쉬우므로, 용접전류를 높이는 것은 언더컷 방지법이 아니라 오히려 언더컷을 유발하는 조치이다.
용접속도를 낮추는 것은 용융금속이 충분히 채워지도록 하여 언더컷을 방지한다.
짧은 아크 길이를 유지하는 것은 아크 집중도를 안정시켜 언더컷을 방지한다.
모재 두께·폭에 적합한 용접봉을 선택하는 것도 언더컷 방지에 도움이 된다.

미세한 숫돌가루(랩제)를 이용하여 표면을 매끈하게 만드는 가공법은 래핑이다.
선반은 공작물을 회전시켜 바이트로 절삭하는 가공법이다.
호빙은 호브 공구로 기어의 이를 절삭하는 가공법이다.
밀링은 회전하는 커터로 평면·홈 등을 절삭하는 가공법이다.

양 끝이 고정된 봉 내부에 생기는 열응력은 약 45.4MPa이다.
열응력은 $\sigma = E \alpha \Delta T$로 구한다.
대입하면 $\sigma = 210{,}000\,\mathrm{MPa} \times 1.2\times10^{-5}/^\circ\mathrm{C} \times (40-22)^\circ\mathrm{C}$이다.
계산하면 $\sigma \approx 45.4\,\mathrm{MPa}$이다.

열풍로(hot air furnace)는 금속을 용융시키기 위한 가열 장비로 주형 제작 과정의 선행 단계에 사용되지만, 탕구계 자체의 구성요소가 아니다.
탕구계(gating system)는 용융된 금속을 주형 내 캐비티로 안내하는 통로 시스템으로, 주입구(pouring cup), 탕도(runner), 게이트(gate), 라이저(riser) 등으로 구성된다.
주입구는 용융 금속이 처음 유입되는 부분이다.
탕도는 이를 주형의 여러 부분으로 분산시키는 채널이다.
라이저는 응고 시 수축으로 인한 공동 생성을 방지하기 위해 용융 금속을 공급하는 저수조 역할을 한다.

각속도는 1회전(2π rad)을 시간으로 나눈 값이다. 1초 동안 50회전하므로 총 회전각은 50 × 2π = 100π rad이고, 이를 시간 1초로 나누면 각속도는 $\omega = \frac{100\pi}{1} = 100\pi \text{ rad/s}$이다.

전하량은 $Q = I \times t$ 공식으로 구한다. 주어진 조건에서 전류 $I = 5\text{ A}$, 시간 $t = 10\text{ 분} = 10 \times 60 = 600\text{ s}$이므로, $Q = 5 \times 600 = 3000\text{ C}$이다.

주어진 조건 중 응답속도가 빨라야 한다는 점과 전압, 전류, 주파수 등 물리량을 주로 제어한다는 점, 그리고 정전압장치·발전기·조속기의 제어라는 구체적 용도가 자동조정(automatic control)의 특징을 명확히 나타낸다.
자동조정은 피드백을 통해 측정값과 설정값의 편차를 실시간으로 감지하고 신속하게 보정하는 폐루프 제어로서, 전력 시스템의 순간적 변화에 대응해야 하는 상황에서 응답시간이 매우 짧아야 한다. 나머지는 각각 다른 목적을 가지므로 문항의 조건과 맞지 않는다.
서보기구는 기계적 위치 제어를 목적으로 한다.
비율제어는 입력과 출력의 비례 관계 유지를 목적으로 한다.
프로세스제어는 온도·압력·유량 등 화학공정 변수 제어를 목적으로 한다.

t=0 직후의 출력은 1/3이다.
블록선도에서 전달함수는 $\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{s^2}{1+3s^2}$이다.
입력이 계단함수 $R(s)=1/s$이므로 $C(s)=\dfrac{s^2}{1+3s^2}\cdot\dfrac{1}{s}=\dfrac{s}{1+3s^2}$이다.
최종값 정리를 적용하면 $\lim_{t\to\infty}c(t)=\lim_{s\to0}sC(s)=\lim_{s\to0}\dfrac{s^2}{1+3s^2}=0$이 되어 정상상태 출력은 0이지만, 문제에서 요구하는 것은 t=0 직후의 초기값이다.
초기값 정리를 적용하면 $c(0^+)=\lim_{s\to\infty}sC(s)=\lim_{s\to\infty}\dfrac{s^2}{1+3s^2}=\dfrac{1}{3}$이다.

변압기의 최대 효율은 철손과 동손이 같을 때 발생한다. 철손 Pc = 1kW(상수)이고, 전 부하 시 동손 Pcu = 4kW이므로, 부하율 x에서 동손은 $x^2 \times 4$kW가 된다. 최대 효율 조건은 $P_c = x^2 \times P_{cu}$이므로 $1 = x^2 \times 4$, $x^2 = 0.25$, $x = 0.5$이다. 따라서 최대 효율은 정격용량의 50%인 $150 \times 0.5 = 75\text{ kVA}$에서 나타난다.

시스템 간소화 및 비용 감소는 피드백 제어의 실제 효과와 반대인데, 피드백 제어시스템은 센서, 비교기, 제어기 등 추가 장비가 필요하므로 오히려 시스템이 복잡해지고 비용이 증가한다.
대역폭 증가는 폐루프 시스템에서 루프 이득이 증가하면서 대역폭이 확장되는 효과를 나타낸다.
정확도 개선은 오차신호를 피드백하여 시스템 출력을 목표값에 가깝게 조정하는 효과이다.
외부 조건의 변화에 대한 영향 감소는 부하 변화, 온도, 습도 등 외란에 대한 시스템의 민감도를 줄이는 효과다.

절연저항을 측정하는 데 사용되는 계측기는 메거(megger)이다.
저항계는 일반적인 저항값을 측정하는 계측기이다.
켈빈브리지는 저저항을 정밀하게 측정하는 계측기이다.
휘스톤브리지는 중간 크기의 저항을 정밀 측정하는 계측기이다.

유도전동기의 토크를 구하기 위해 먼저 동기속도를 구한다.
동기속도 = (120 × f) / P = (120 × 60) / 8 = 900 rpm이다.
주어진 전부하 회전수 855 rpm에서 슬립은 s = (900 - 855) / 900 = 0.05이다.
유도전동기의 토크 공식은 $T = \frac{P}{2\pi n / 60} = \frac{P \times 60}{2\pi n}$이며, 여기서 P는 와트 단위 출력이고 n은 rpm이다.
주어진 8200W에서 $T = \frac{8200 \times 60}{2\pi \times 855} = \frac{492000}{5369.4} \approx 91.6 \text{ N·m}$이다.
이를 kg·m로 변환하면 1 kg·m = 9.81 N·m이므로
$T = \frac{91.6}{9.81} \approx 9.34 \text{ kg·m}$이다.

교류는 시간에 따라 크기와 방향이 계속 변하므로, 임의의 순간에서의 크기를 나타내는 값이 필요하다. 순시값은 교류 파형에서 특정 시각 t에서의 순간적 크기를 나타내며, 일반식으로 $i(t) = I_m \sin(\omega t + \phi)$ 형태로 표현된다. 최대값은 파형의 최댓값, 평균값과 실효값은 한 주기 동안의 특성값으로서 특정 순간의 값이 아니다. 따라서 임의의 순간 크기를 나타내는 것은 순시값이다.

RC 직렬회로에서 C에 걸리는 전압이 출력이므로 전압분배법칙을 적용한다. $E_i(s) = I(s)\left(R+\dfrac{1}{Cs}\right)$, $E_o(s) = I(s)\cdot \dfrac{1}{Cs}$이므로 $\dfrac{E_o(s)}{E_i(s)} = \dfrac{\frac{1}{Cs}}{R+\frac{1}{Cs}} = \dfrac{1}{RCs+1}$이 되어, 이는 1차 저역통과 필터 형태의 전달함수이다.

이 회로의 논리식은 [(A1+A2+A3)×A4+A5]×A6이다.
그림에서 A1·A2·A3 세 접점은 위쪽 전원선과 같은 하나의 절점 사이에 나란히 걸린 병렬(OR) 연결이므로 A1+A2+A3가 되고, 그 합류 절점 아래에 A4가 직렬(AND)로 이어져 (A1+A2+A3)×A4가 된다.
A5는 위쪽 전원선에서 곧바로 아래로 내려와 A4를 지난 경로와 아래쪽 절점에서 만나므로, 이 둘은 서로 병렬이 되어 (A1+A2+A3)×A4+A5가 된다.
마지막으로 그 절점과 출력 단자 사이에는 A6 하나만 직렬로 놓여 있으므로 전체 식은 [(A1+A2+A3)×A4+A5]×A6가 되어, A6가 열리면 어떤 경로도 도통하지 않는다.

사용전압 380V인 전로는 전로와 대지 사이의 절연저항이 1MΩ 이상이어야 한다.
저압전로의 절연성능 기준에서 SELV·PELV는 0.5MΩ, FELV 및 500V 이하는 1MΩ, 500V 초과는 1MΩ으로 정해져 있으며, 380V는 500V 이하 구간에 해당한다.

피드백 제어계에서 제어동작 신호를 받아 조작량으로 바꾸는 역할을 하는 것은 제어요소이다.
설정부는 목표값을 설정하는 부분이다.
비교부는 목표값과 검출값을 비교하는 부분이다.
검출부는 제어량을 검출하는 부분이다.

세라믹 콘덴서의 3자리 코드 표시는 첫 두 자리는 유효숫자, 세 번째 자리는 10의 거듭제곱을 의미한다. 103K에서 10은 유효숫자이고 3은 ×10³을 뜻하므로 용량은 10 × 10³ = 10,000pF이다. 단위를 변환하면 10,000pF = 10,000 ÷ 1,000,000㎌ = 0.01㎌이다(1㎌ = 1,000,000pF). 마지막 K는 공차 기호로 ±10% 오차 범위를 나타낸다.

줄의 법칙(Joule's law)은 저항에서 발생하는 열량을 직접 설명하는 법칙으로, 열작용과 가장 밀접한 관계가 있다. 줄의 법칙에 따르면 저항에서 단위 시간당 발생하는 열량은 $Q = I^2Rt$ 또는 $Q = \frac{V^2}{R}t$로 표현되어 전류와 저항에 의한 열 발생을 정량화한다.
쿨롱의 법칙은 전하 간 정전기력을, 옴의 법칙은 전압·전류·저항의 관계를 나타내며, 페러데이의 법칙은 전자기 유도를 다루므로 직접적인 열작용 설명과는 거리가 있다.

Y결선 3상회로에서 상당 임피던스는 Z = R + jX = 40 + j30 Ω이다. 선간전압이 100√3 V일 때 상전압은
$V_p = \frac{100\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = 100 \text{ V}$이다.
상당 전류는
$I_p = \frac{V_p}{|Z|} = \frac{100}{\sqrt{40^2 + 30^2}} = \frac{100}{50} = 2 \text{ A}$이고, 상당 복소전력은
$S_p = V_p \times I_p^* \times Z = 100 \times 2 \times (40 + j30) = 8000 + j6000 \text{ VA}$이다.
3상 전체 복소전력은
$S_{total} = 3 \times S_p = 3 \times (100 \times 2^2) \times \frac{Z}{|Z|^2} \times |Z|^2$를 다시 정리하면,
$S_{total} = 3 \times I_p^2 \times Z = 3 \times 4 \times (40 + j30) = 480 + j360 \text{ VA}$이다.

주어진 논리식을 전개하면 B 하나만 남는다.
분배법칙으로 풀면 $(A+B)(\overline{A}+B)=A\overline{A}+AB+\overline{A}B+BB$이고, $A\overline{A}=0$, $BB=B$이므로 $AB+\overline{A}B+B$가 된다.
B로 묶으면 $B(A+\overline{A}+1)=B\cdot 1=B$이므로, 결과는 A의 값과 무관하게 B와 같다.
실제로 A=0, B=1을 넣으면 원식은 (0+1)(1+1)=1이 되어 B의 값과 같지만, A만 남는 식이나 AB 형태의 식은 0이 되어 어긋난다.

다이오드의 방향이 캐소드(막대 방향)가 출력 Y 쪽을 향하고 있고, 저항 R이 전원 V에 풀업된 구조이다. 입력 A, B 중 하나라도 0(Low)이면 해당 다이오드가 순방향으로 도통되어 출력 Y가 낮은 전위로 끌려가고, A와 B 모두 1(High)일 때만 다이오드가 도통되지 않아 출력이 전원 V에 의해 High가 된다. 즉 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되는 AND 게이트 동작이다.

옴의 법칙은 교류회로에서도 V=IZ 형태로 확장되어 임피던스에 의한 전압강하를 설명할 수 있으므로, 설명할 수 없다는 서술은 옳지 않다.
옴의 법칙이 저항에 흐르는 전류와 전압·저항의 관계, 저항을 이용한 전류 크기 조절, 저항에 의한 전압강하를 설명해 준다는 나머지 설명은 모두 맞는 내용이다.

검출된 온도를 전압으로 변환하는 요소는 열전대이다.
전자석은 전류를 자기력으로 변환하는 요소이다.
벨로우즈는 압력을 변위로 변환하는 요소이다.
광전다이오드는 빛을 전류로 변환하는 요소이다.