[승강기기사 필기] 18년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

경사지지봉(Brace Rod)은 카틀의 상부체대와 하부체대를 대각선으로 연결하여 카 바닥의 전·후·좌·우 수평을 유지시키는 부재이다.
카틀은 카를 지지하는 틀 전체를, 상부체대와 하부체대는 각각 카틀의 위·아래 가로대를 가리키는 명칭으로 그 자체가 수평 유지 기능을 수행하는 부재는 아니다.

승합전자동식은 승강장과 카 내부의 호출에 따라 운행순서를 자동으로 결정하고 응답하는 조작방식으로, 일반 건물 엘리베이터에서 가장 널리 사용된다.
카스위치식은 운전자가 직접 속도를 조작하는 구식 방식이고, 단식자동방식은 한 번에 하나의 호출에만 응답하는 방식이며, 하강승합전자동식은 하강 방향 호출만 승합 운전하는 방식이어서 범용성이 떨어진다.

록다운(lock down) 비상정지장치는 정격속도 210m/min을 초과하는 고속 엘리베이터에 설치하는 장치이다.
고속기는 비상정지장치가 급격히 작동할 때 인장도르래 부근에서 조속기 로프가 튀어오르는 현상이 생길 수 있는데, 이를 눌러 잡아 카와 균형추의 비상정지장치가 확실히 작동하도록 하는 것이 설치 목적이다.
오래된 회차의 문제인 만큼 출제 당시 기준임에 유의해야 한다.

일반적인 경우 에스컬레이터의 경사도는 최대 30도 이하로 하여야 한다.
다만 층고와 속도 등 특정 조건을 만족하면 예외적으로 완화되는 경우가 있으며, 세부 조건은 안전기준에 따로 정한다. 오래된 회차의 문제인 만큼 출제 당시 기준임에 유의해야 한다.

즉시 작동식은 물리는 순간부터 이동 거리에 비례해 정지력이 계속 커지는, 원점에서 출발하는 직선 형태의 선도를 갖는다.
쐐기나 롤러가 가이드레일을 즉시 물고 파고들면 죔량이 이동한 거리만큼 커지고, 그에 따라 레일을 누르는 압착력과 마찰력이 곧바로 비례해서 커지기 때문이다. 그래서 완충 구간 없이 급격한 감속이 일어난다.
정지력이 어느 값에 이른 뒤 평탄하게 유지되는 선도는 감속도를 일정하게 유지하도록 만든 점차 작동식의 특성이다.
처음부터 일정한 정지력을 갖고 시작하거나, 일정 거리를 지난 뒤에야 정지력이 생기는 형태는 '즉시 물린다'는 전제와 맞지 않는다.

트랙션비는 카측 로프가 매달고 있는 중량과 균형추측 로프가 매달고 있는 중량의 비를 말하며, 권상기 시브와 로프 사이의 마찰력으로 카를 구동할 수 있는지를 판단하는 지표이다.
균형비와 밸러스율은 균형추와 관련된 다른 지표를 가리키는 용어이고, 부하율은 정격하중 대비 실제 적재하중의 비율을 뜻하므로 이 문제가 묻는 개념과는 다르다.

E종 와이어로프는 일반 와이어로프에 비해 소선의 탄소함유량이 적고 경도가 낮아 유연성과 굽힘 피로 저항성이 좋은 대신, 파단강도는 $135\,\mathrm{kgf/mm^2}$로 다른 등급보다 낮은 로프이다.
엘리베이터는 로프가 시브와 도르래를 반복적으로 감고 풀리므로 강도보다 유연성과 내피로성이 중요해 E종이 주로 사용된다.

권동식 로프이완 스위치는 로프가 느슨해져 장력이 낮아지는 것을 검출하면 전동기의 동력을 차단하는 안전장치이다.
정지스위치는 운전 중 임의로 정지시키는 스위치, 리미트스위치는 카의 운행 위치를 제한하는 스위치, 록다운 비상스위치는 록다운 비상정지장치와 연동되는 스위치로 로프 장력 저하를 검출하는 기능과는 다르다.

체크밸브는 기름을 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브로, 정전이나 그 밖의 원인으로 펌프의 토출 압력이 떨어졌을 때 실린더 내의 오일이 파워 유니트 쪽으로 역류하여 카가 급강하하는 것을 방지한다.
단순히 이물질을 점검하거나 하강 흐름만을 허용하는 기능이 아니라, 압력 저하 시의 역류·급강하 방지가 체크밸브의 핵심 역할이다.

카가 완전히 압축된 완충기 위에 있을 때, 피트에는 유지보수자를 위한 안전공간으로 최소 $0.5\,\mathrm{m}\times0.6\,\mathrm{m}\times1.0\,\mathrm{m}$ 크기의 장방형 블록을 수용할 수 있어야 한다.
이는 피트에서 작업하는 사람이 몸을 피할 수 있는 최소 공간을 확보하기 위한 안전기준으로, 오래된 회차의 문제인 만큼 출제 당시 기준임에 유의해야 한다.

교류 궤환제어는 케이지의 실제 속도(실속도)를 검출하여 지령속도와 비교하고, 그 오차에 따라 사이리스터의 점호각을 제어함으로써 유도전동기의 속도를 정밀하게 조정하는 방식이다.
정지 레오나드방식은 직류전동기를 사이리스터로 제어하는 방식이고, 교류 일단·이단 속도제어는 전동기의 극수를 전환해 한두 단계의 속도만 얻는 방식으로 실속도 궤환 비교를 통한 연속 제어와는 원리가 다르다.

에스컬레이터의 스커트와 스텝(또는 팔레트·벨트) 측면 사이의 수평 틈새는 각 측면에서 최대 4mm 이하이어야 한다.
이는 사람의 발이나 옷자락이 틈새에 끼이는 사고를 막기 위한 안전기준으로, 오래된 회차의 문제인 만큼 출제 당시 기준임에 유의해야 한다.

균형추 무게는 카 자체 무게에 오버밸런스율만큼의 적재하중을 더한 값으로 구한다.
$800\,\mathrm{kg}+0.45\times600\,\mathrm{kg}=800+270=1070\,\mathrm{kg}$
따라서 균형추 무게는 1070kg이다.

도어 머신은 모터의 회전을 감속시켜 암(arm)이나 로프 등을 구동함으로써 카 도어와 승강장 도어를 개폐하는 장치이다.
도어 클로저는 도어를 자동으로 닫히게 하는 보조장치, 도어 인터록은 문이 닫히지 않으면 운행되지 않도록 하는 안전장치, 도어 보호장치는 문 닫힘 중 장애물을 감지하는 장치로 각각 역할이 다르다.

소방운전으로 전환하는 것은 승강장에 설치된 지정된 소방운전스위치를 통해서만 가능하며, 소방수가 임의의 층에서 직접 소방운전상태로 진입할 수 있다는 설명은 틀린 내용이다.
실제 소방운전 제어에서는 카 문닫힘안전장치가 무효화되고, 2개 이상의 층이 동시에 등록되지 않으며, 카가 등록된 층에 도착하면 문이 닫힌 상태로 정지하도록 되어 있어 나머지 설명은 모두 맞는 내용이다.

스톱밸브는 유압 파워 유니트와 유압잭 사이의 압력배관 중간에 설치하여, 보수점검이나 수리 시 유압잭 쪽 배관을 차단함으로써 작동유가 불필요하게 흘러나오는 것을 막는 밸브이다.
체크밸브는 오일의 역류를 막는 밸브, 사이렌서는 소음을 줄이는 장치, 하강용 유량제어밸브는 하강 속도를 조절하는 밸브로 배관을 차단하는 기능과는 다르다.

카 가이드레일의 연장 길이는 균형추가 완전히 압축된 완충기 위에 있을 때를 기준으로 $0.1+0.035v^2$ (v는 m/s 단위의 정격속도) 공식으로 구한다.
정격속도 $90\,\mathrm{m/min}=1.5\,\mathrm{m/s}$를 대입하면 $0.1+0.035\times1.5^2=0.1+0.07875=0.17875\,\mathrm{m}$이다.
따라서 카 가이드레일은 최소 0.178m 이상 연장되어야 한다.

비상용 엘리베이터는 정전 시 60초 이내에 운행에 필요한 전력용량을 보조 전원공급장치로 자동 발생시켜야 하며, 이 전원으로 최소 2시간 이상 운행할 수 있어야 한다.
이는 화재 등 비상상황에서 소방대의 진압활동을 지원하기 위한 기준으로, 오래된 회차의 문제인 만큼 출제 당시 기준임에 유의해야 한다.

스트랜드의 꼬임 방향과 로프 전체의 꼬임 방향이 서로 반대이며 마모에는 다소 불리하지만 잘 풀리지 않는 방식은 보통꼬임(레귤러 레이)이고, 승강기용 와이어로프에는 통상 보통 Z꼬임이 널리 쓰인다.
보통꼬임은 소선과 로프 표면의 접촉선이 짧아 국부 마모 면에서는 다소 불리하지만, 스트랜드의 꼬임과 로프 전체 꼬임 방향이 반대이므로 하중을 받아도 꼬임이 풀리려는 경향이 작아 안정적이다.
반대로 두 꼬임 방향이 같은 랭꼬임은 소선의 접촉면이 길어 마모와 유연성 면에서는 유리하지만 꼬임이 잘 풀리는 단점이 있어 승강기용으로는 잘 쓰이지 않는다.

고층용과 저층용 엘리베이터가 서로 마주보는 2뱅크로 배치된 경우, 대면거리는 최소 6m 이상으로 한다.
마주보는 배치에서는 승객이 반대편에 도착한 카를 확인하고 건너가는 동선이 생기므로, 한 방향 배치보다 넓은 승강장 폭이 필요하다. 특히 고층용과 저층용이 섞여 있으면 서로 다른 목적층의 대기 인원이 같은 로비를 공유하게 되어 혼잡이 커지므로 대면거리를 더 크게 확보한다.

전기적 비상운전 스위치는 계속 누르고 있는 동안에만 작동을 유지해야 하므로, 버튼을 순간적으로 눌러도 작동해야 한다는 설명은 틀렸다.
비상운전 시 카 속도는 0.63m/s 이하로 제한된다.
비상운전 스위치가 작동하면 파이널 리미트스위치는 무효화되어 비상운전이 가능해진다.
점검운전 스위치가 조작되고 있는 동안에는 전기적 비상운전 기능이 무시되어야 한다. 즉 점검운전이 우선한다.
즉 조작자가 스위치를 계속 누르고 있어야만 비상운전이 유지되는 유지형(홀드-투-런) 방식이어야 하며, 순간 접촉만으로 작동되는 방식은 안전상 허용되지 않는다.

엘리베이터 기계실의 기계대를 콘크리트로 만들 경우 안전율은 최소 7 이상으로 한다.
기계대는 권상기와 카·균형추·로프의 하중을 모두 떠받는 부재이므로 큰 여유를 둔다. 특히 콘크리트는 강재에 비해 재질 편차가 크고 인장에 취약하므로, 같은 기계대라도 강재보다 높은 안전율을 적용한다.

카 비상정지장치가 작동될 때 무부하 또는 균등분포하중 상태의 카 바닥은 정상 위치에서 최대 5%를 넘어 기울어지지 않아야 한다.
이는 비상정지장치 작동 시 카가 급격히 기울어 탑승자의 안전이나 카 내부 설비에 지장을 주지 않도록 정한 허용 기울기 한계이며, 출제 당시 승강기 안전기준에 따른 값이다.

즉시 작동형 비상정지장치의 성능시험에서 흡수 총에너지는 $2K=(P+Q)_1 \times g_n \times h$ 의 관계로 나타낸다.
우변은 허용총중량 $(P+Q)_1$ 이 낙하거리 $h$ 만큼 떨어질 때 갖는 위치에너지 $(P+Q)_1 g_n h\,[\mathrm{N\cdot m}]$ 이고, 이 에너지를 비상정지장치가 흡수한다는 뜻이다. 흡수에너지 $K$ 의 2배로 두고 판정하는 것이 기준식의 형태다.
에너지는 중량 × 중력가속도 × 거리 꼴이어야 하므로 허용총중량을 4로 나누는 항은 기준식에 없다.
허용총중량에 제곱이 붙으면 에너지의 차원 자체가 성립하지 않는다.

모듈 4, 잇수 30과 60인 외접 스퍼기어의 중심거리는 180㎜이다.
두 기어의 피치원 지름은 $D_1=mZ_1=4\times30=120\,\mathrm{mm}$, $D_2=mZ_2=4\times60=240\,\mathrm{mm}$이다.
외접기어의 중심거리는 두 피치원 지름 합의 절반이므로 $C=\dfrac{D_1+D_2}{2}=\dfrac{120+240}{2}=180\,\mathrm{mm}$이다.

정격적재량 800㎏, 정격속도 60m/min, 오버밸런스율 45%, 총효율 60%인 권상기의 전동기 필요 출력은 약 7.2㎾이다.
승강기 전동기 출력은 $P=\dfrac{W\times V\times(1-b)}{6120\times\eta}$로 구하며, 균형추가 정격하중의 일부(오버밸런스율)를 상쇄하므로 나머지 (1-b) 비율만 실제 구동력으로 반영한다.
대입하면 $P=\dfrac{800\times60\times(1-0.45)}{6120\times0.6}=\dfrac{26400}{3672}\approx7.2\,\mathrm{kW}$이다.

파이널 리미트스위치는 일반 종단정지장치와 기능적으로 독립되어 작동해야 하므로, 두 장치가 서로 연동하여 작동해야 한다는 설명은 틀렸다.
파이널 리미트스위치는 카가 완충기에 충돌하기 전에 작동해 운행을 강제로 정지시킨다.
완충기가 압축되어 있는 동안에는 스위치의 작동 상태가 계속 유지되어야 한다.
작동 후에는 자동으로 정상운행 상태로 복귀하지 않아야 한다.
이는 일반 종단정지장치가 오작동하더라도 파이널 리미트스위치가 독립적인 최후의 안전장치로 기능하도록 하기 위함이다.

비상용 엘리베이터의 감시반에 반드시 갖추어야 하는 제어기능은 비상 호출 기능이다.
비상용 엘리베이터는 화재 등 비상시 소방대의 소화·구조 활동에 사용되므로, 감시반에서 카 내부와 즉시 연락을 주고받아 상황을 파악하고 구조를 요청할 수 있어야 한다. 표시나 복귀 기능은 운행 편의를 위한 부가 기능인 반면, 비상 호출은 인명 구조와 직결되는 필수 기능이다.

전기식엘리베이터의 점차 작동형 비상정지장치는 정격하중의 카가 자유낙하할 때 평균감속도가 0.2gn ~ 1gn 범위에 있어야 한다.
하한값(0.2gn)은 충분한 제동력을 확보하기 위한 최소 기준이고, 상한값(1gn)은 급격한 감속으로 인한 탑승자 충격을 제한하기 위한 값이다.

레일 브래킷의 간격은 레일 치수를 보고 정하는 것이 아니라, 건물의 층 구조와 승강로 조건에 따라 먼저 결정되고 그 간격에 맞추어 레일 치수를 선정하는 것이므로 브래킷 간격을 레일 치수를 고려하여 결정한다는 설명은 틀렸다. 인과 관계가 반대다.
지게차로 화물을 싣는 등 불균형한 큰 하중이 걸리는 경우는 레일에 큰 휨이 생기므로 설계 시 반드시 고려한다.
즉시 작동형 비상정지장치는 감속도가 커서 레일에 순간적으로 큰 힘을 주므로 점차 작동형보다 좌굴을 일으키기 쉽다.
연신율이 8% 미만인 재료는 취약성이 커 레일 재료로 사용하지 않는다.

화물용 승강기는 바닥면적 1㎡당 최소 250㎏으로 정격하중을 산정하므로, 바닥면적이 8㎡이면 최소 정격하중은 2000㎏이다.
$8\,\mathrm{m^2}\times250\,\mathrm{kg/m^2}=2000\,\mathrm{kg}$
화물용은 승객용과 달리 무거운 화물이 바닥 전체에 실릴 수 있으므로, 단위 면적당 하중을 크게 잡아 카 바닥과 로프·권상기 용량을 결정한다.

방범 경보장치는 버튼 조작에 의해서만 경보음이 시작되므로, 도어를 여닫을 때마다 경보음이 울린다는 설명은 틀렸다.
경보 버튼은 카 내부에 1개 설치한다.
경보기는 1층 로비 등에도 설치할 수 있다.
경보는 버튼 조작으로 울리기 시작해 관리실의 차단 조작으로 정지한다.
즉 경보는 이용자가 위급 상황에서 직접 버튼을 눌러야 작동하는 구조이며, 도어 개폐라는 정상 운행 동작과는 무관하다.

비상정지장치가 없는 균형추(평형추)의 T형 가이드레일에 대해 계산된 최대 허용 휨은 양방향으로 10㎜이다.
비상정지장치가 작동하는 레일은 제동 시 큰 힘을 받고 정지 성능에도 직접 영향을 주므로 허용 휨을 더 작게 제한하는 반면, 비상정지장치가 없는 균형추 레일은 안내 기능이 주목적이어서 상대적으로 완화된 값이 적용된다.

하강속도 200m/min에서 작동한 점차 작동형 비상정지장치의 평균감속도는 약 0.68gn이다.
$v=\dfrac{200}{60}\approx3.33\,\mathrm{m/s}$
$a=\dfrac{v}{t}=\dfrac{3.33}{0.5}\approx6.67\,\mathrm{m/s^2}$
$\dfrac{a}{g_n}=\dfrac{6.67}{9.81}\approx0.68$

인장응력 700㎏/cm², 변형률 0.0003인 재료의 종탄성계수(영률)는 약 2.3×10⁶ ㎏/cm²이다.
$E=\dfrac{\sigma}{\varepsilon}=\dfrac{700}{0.0003}\approx2.3\times10^{6}\,\mathrm{kg/cm^2}$

엘리베이터용 전동기는 기동·정지가 빈번하므로 회전부의 관성모멘트가 작아야 하며, 관성모멘트가 클 것을 요구한다는 설명은 틀렸다.
큰 기동토크는 정격하중을 신속히 기동시키기 위해 필요하다.
기동전류가 작아야 빈번한 기동에도 전원계통에 부담을 주지 않는다.
빈번한 기동·정지로 발열이 크므로 열적으로 견디는 내구성이 요구된다.
관성모멘트가 크면 가감속 응답이 느려져 정지 정밀도와 승차감이 나빠지므로, 승강기용 전동기는 오히려 관성모멘트가 작은 것이 유리하다.

두 축이 서로 교차하며 회전을 전달하는 기어는 베벨 기어이다.
평기어와 헬리컬 기어, 더블 헬리컬 기어는 모두 두 축이 평행한 경우에 사용되는 기어이며, 축이 교차하는 경우에는 원뿔 모양의 피치면을 갖는 베벨 기어가 사용된다.

전기식엘리베이터의 전기설비는 공칭회로전압 500V 이하일 때 절연저항이 0.5㏁ 이상이어야 한다.
이는 감전 및 누전 사고를 예방하기 위해 정한 최소 절연 기준으로, 회로전압이 높을수록 요구되는 절연저항 값도 함께 커진다. 출제 당시 검사기준에 따른 값이다.

전기식엘리베이터의 기계실 실온은 +5℃ ~ +40℃ 범위로 유지되어야 한다.
기계실 온도가 지나치게 낮거나 높으면 권상기, 제어반 등 전기·기계 장치의 성능과 수명에 악영향을 줄 수 있어 이를 방지하기 위한 기준이며, 출제 당시 검사기준에 따른 값이다.

내충격성과 성형성이 우수하고 도장이 쉬워 자동차 내외장 부품에 많이 쓰이는 고분자 재료는 ABS 수지이다.
NR(천연고무)과 SBR(스티렌부타디엔고무)은 탄성이 큰 고무계 재료로 외관 마무리성보다는 완충·내마모 용도에 쓰이는 반면, ABS는 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌의 공중합체로 강성과 표면 광택, 성형성을 모두 갖춰 자동차 부품에 널리 쓰인다.

아공석강 영역에서 탄소 함유량이 증가하면 경도는 증가하고 충격치는 감소한다.
탄소량이 늘수록 조직 중 펄라이트의 비율이 커져 강도와 경도는 높아지지만, 재료의 인성(충격 흡수 능력)은 반대로 낮아져 충격치가 감소하는 경향을 보인다.

회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 데 가장 적합한 기어는 래크와 피니언이다.
피니언(원형기어)이 회전하면서 직선 모양의 기어인 래크와 맞물려 이동하므로, 회전운동을 직선운동으로 변환하거나 그 반대로 변환하는 용도로 사용된다. 스크류 기어, 내접 기어, 하이포이드 기어는 모두 회전을 회전으로 전달하는 기어다.

블록 브레이크에 걸리는 제동 토크는 24 N·m 이다.
그림에서 레버는 왼쪽 벽의 힌지를 지점으로 하고, 힌지에서 블록까지 30cm, 힌지에서 300N이 작용하는 레버 끝까지 80cm이며 드럼의 직경은 30cm(반지름 0.15m)다. 마찰력의 작용선이 레버 축을 지나므로 지점에 대한 모멘트는 조작력과 블록 압력만으로 균형을 이룬다.
블록 압력: $P=\dfrac{F\times a}{b}=\dfrac{300\times 80}{30}=800\,\mathrm{N}$
마찰력: $f=\mu P=0.2\times 800=160\,\mathrm{N}$
제동 토크: $T=f\times \dfrac{D}{2}=160\times 0.15=24\,\mathrm{N\cdot m}$

최대굽힘응력은 $\sigma_{max}=\dfrac{6P\ell}{bh^2}$ 이다.
그림은 오른쪽이 벽에 고정되고 자유단에 집중하중 P가 작용하는 길이 ℓ의 외팔보이며, 단면은 폭 b·높이 h의 직사각형이다. 최대굽힘모멘트는 고정단에서 $M_{max}=P\ell$ 로 생긴다.
직사각형 단면의 단면계수는 $Z=\dfrac{bh^2}{6}$ 이므로
$\sigma_{max}=\dfrac{M_{max}}{Z}=\dfrac{P\ell}{bh^2/6}=\dfrac{6P\ell}{bh^2}$
분모에 $b^2h^2$ 이 오는 식은 단면계수의 차원이 맞지 않고, 계수 12는 단면 2차 모멘트 $I=\dfrac{bh^3}{12}$ 의 분모를 그대로 가져다 쓴 오류다.

줄 작업은 거친 줄에서 고운 줄 순서로 진행하므로 황목 → 중목 → 세목 → 유목 순서가 옳다.
황목(가장 거친 줄)으로 큰 요철을 먼저 제거한 뒤 중목, 세목으로 점차 다듬고, 마지막으로 가장 고운 유목으로 표면을 마무리하는 것이 일반적인 순서이다.

외경이 내경의 1.5배인 중공축이 중실축과 같은 비틀림모멘트를 전달할 때, 중공축과 중실축의 단면적 비는 약 0.64이다.
내경을 $d$, 외경을 $D=1.5d$라 하면 같은 비틀림모멘트를 전달하는 중실축 지름 $d_s$는 $d_s^{3}=\dfrac{D^{4}-d^{4}}{D}$를 만족한다.
대입하면 $d_s^{3}=\dfrac{(1.5d)^{4}-d^{4}}{1.5d}\approx2.71\,d^{3}$이므로 $d_s\approx1.39d$이다.
단면적 비는 $\dfrac{A_{hollow}}{A_{solid}}=\dfrac{D^{2}-d^{2}}{d_s^{2}}=\dfrac{(1.5d)^{2}-d^{2}}{(1.39d)^{2}}\approx0.64$이다.

체크밸브는 유체의 역류를 막는 방향제어밸브이므로 압력 제어 밸브가 아니다.
릴리프밸브, 시퀀스밸브, 압력조절밸브는 모두 회로 내 압력을 설정값 이하로 제한하거나 압력에 따라 순서를 제어하는 압력제어용 밸브이지만, 체크밸브는 압력의 크기와 무관하게 한쪽 방향으로만 흐름을 허용하는 기능을 한다.

연납과 경납의 구분은 용가재의 융점을 기준으로 하는데, 융점 약 450℃를 기준으로 그보다 낮은 것이 연납땜이므로 융점 600℃ 이상을 연납땜이라 한 설명은 틀렸다.
용가재의 종류에 따라 연납과 경납으로 나누는 것은 맞는 설명이다.
납땜의 성패가 모재와 땜납 사이의 친화력(젖음성)에 좌우된다는 것도 옳은 설명이다.
모재를 녹이지 않고 모재보다 융점이 낮은 용가재로 접합하는 것이 납땜의 정의라는 설명도 맞다.

재료에 압력을 가해 다이를 통과시켜 다이구멍과 같은 단면의 긴 제품을 얻는 가공법은 압출이다.
단조는 타격이나 가압으로 형상을 만드는 가공, 전조는 롤러나 다이 사이에서 나사·기어 등을 성형하는 가공, 압연은 회전하는 롤 사이로 재료를 통과시켜 판이나 형강을 만드는 가공으로, 다이구멍을 통해 일정 단면의 긴 제품을 뽑아내는 압출과는 구분된다.

축방향 인장하중을 받는 균일 단면봉에서 최대 전단응력은 최대 수직응력의 절반이므로 약 30MPa이다.
단축 인장에서는 축과 45° 를 이루는 단면에서 전단응력이 최대가 되며, 그 크기는 수직응력의 1/2이다.
$\tau_{max}=\dfrac{\sigma_{max}}{2}=\dfrac{60}{2}=30\,\mathrm{MPa}$

유동하는 액체의 압력이 국부적으로 낮아져 기포가 발생하는 현상은 공동현상(캐비테이션)이다.
압력이 그 온도에서의 포화증기압 이하로 떨어지면 액체 내에 증기나 용존 기체로 이루어진 기포가 생기고, 이 기포가 압력이 높은 곳으로 이동하며 급격히 붕괴할 때 소음·진동과 표면 손상을 일으킨다.

주물 균열은 주로 응고·냉각 과정에서 발생하는 열응력에서 비롯되므로, 급랭이나 두께 차이, 직각 모서리와 달리 탕구가 작다는 것은 균열의 직접적 원인과는 거리가 멀다.
주물을 급랭시키면 부위별 냉각 속도 차이로 열응력이 커져 균열이 생기기 쉽다.
살 두께 차이가 크면 두꺼운 부분과 얇은 부분의 응고·수축 속도가 달라 균열이 발생하기 쉽다.
모서리가 직각이면 그 부위에 응력이 집중되어 균열의 시작점이 되기 쉽다.
반면 탕구는 용탕이 주형에 채워지는 통로일 뿐이므로, 탕구가 작으면 주입 불량이나 미충전 같은 결함이 생길 뿐 균열의 주된 원인은 아니다.

리벳이음에서 강판의 효율은 $\dfrac{p-d}{p}$로 나타낸다.
피치 $p$ 구간의 강판에서 지름 $d$인 리벳 구멍을 뺀 나머지 폭이 실제 하중을 견디는 단면이므로, 강판의 효율은 $\eta=\dfrac{p-d}{p}$로 계산한다.

안장 키는 축에는 홈을 파지 않고 보스 쪽에만 홈을 내어 마찰력만으로 회전력을 전달하므로 큰 토크의 전달에는 곤란하다.
축을 가공하지 않으므로 축의 임의의 위치에 설치할 수 있다는 장점이 있지만, 키와 축 사이의 마찰력에만 의존하므로 전달할 수 있는 동력이 크지 않다는 한계가 있다.

정면 밀링 가공시간은 회전수와 이송속도를 구한 뒤 절삭 길이에 커터 지름만큼의 접근 거리를 더해 계산하며, 그 결과는 약 1분 29초이다.
회전수 $N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times100}{\pi\times80}\approx398\,\mathrm{rpm}$
테이블 이송속도 $f=f_z\,z\,N=0.08\times8\times398\approx255\,\mathrm{mm/min}$
정면밀링은 커터가 가공물을 완전히 지나가기까지 커터 지름만큼 더 이동해야 하므로 총 이동거리는 $300+80=380\,\mathrm{mm}$이고, 가공시간은 $t=\dfrac{380}{255}\approx1.49\,\mathrm{min}$, 즉 약 1분 29초이다.

실린더가 인장하중으로 끌려가는 것을 막기 위해 인장하중이 걸리는 쪽 배관에 설치하는 밸브는 카운터밸런스 밸브이다.
카운터밸런스 밸브는 부하 쪽 배압을 유지시켜 피스톤이 하중에 의해 끌려나가지 않고 일정한 저항을 받으며 움직이도록 한다. 리듀싱밸브는 압력을 낮추는 감압밸브, 시퀀스밸브는 순차 작동, 언로드밸브는 무부하 운전을 위한 밸브로 용도가 다르다.

인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이다.
단면적은 $A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi \times 10^2}{4} \approx 78.5\ \mathrm{mm^2}$이다.
따라서 응력은 $\sigma = \dfrac{P}{A} = \dfrac{785}{78.5} \approx 10\ \mathrm{N/mm^2}$이다.

축과 직각 방향(반경 방향)으로 작용하는 하중을 레이디얼 하중이라 하고, 이를 지지하는 베어링이 레이디얼 베어링이다.
피벗 베어링과 칼라 베어링은 축 방향(스러스트) 하중을 지지하는 베어링이다.
스러스트 베어링 역시 축 방향 하중을 지지하는 형식이다.

알루미늄의 비중은 약 2.7로 철(약 7.8)의 3분의 1 수준이며, 철의 절반인 4.5라는 설명은 사실과 다르다.
알루미늄은 용융점이 낮고 열전도율과 전기 전도성이 철보다 우수하다는 나머지 설명은 모두 옳다.

피드백제어는 출력을 입력 측으로 되돌려 오차를 줄이는 방식으로, 목표값 추종 정확도와 외란·특성 변화에 대한 강인성을 높이는 것이 장점이다.
반면 제어기를 구성하는 부품의 성능이 나쁠 경우 그 영향을 그대로 받는다는 점은 피드백제어의 단점에 해당하며 장점으로 볼 수 없다.

서보드라이브에서 펄스 수로 이동량(위치)을 지령하는 방식은 위치제어운전이다.
속도제어운전은 아날로그 전압이나 주파수로 속도를, 토크제어운전은 전류지령으로 토크를 지령하는 방식이라는 점에서 펄스 지령 방식과 구분된다.

부하(토크)가 커지면 속도가 낮아지면서도 출력이 대체로 일정하게 유지되는 특성은 직권전동기의 대표적 특성이다.
이 때문에 큰 기동토크가 필요한 전차, 기중기 등의 견인·권상용 전동기로 주로 사용된다.

두 전압 사이의 시간차는 약 0.63초다.
주어진 식에서 $v_1=10\cos 10t$ 는 각주파수 $\omega_1=10\,\mathrm{rad/s}$, $v_2=10\cos 5t$ 는 $\omega_2=5\,\mathrm{rad/s}$ 이다.
$T_1=\dfrac{2\pi}{\omega_1}=\dfrac{2\pi}{10}\approx 0.628\,\mathrm{s}$
$T_2=\dfrac{2\pi}{\omega_2}=\dfrac{2\pi}{5}\approx 1.257\,\mathrm{s}$
두 파형 모두 $t=0$ 에서 최댓값을 갖지만 다음 최댓값은 각각 0.628초, 1.257초 뒤에 나타나므로 서로 대응하는 점 사이의 시간차는 $T_2-T_1=\dfrac{\pi}{5}\approx 0.63$초가 된다.

제어의 대상이 되어 제어하려는 물리량 자체를 제어량이라 한다.
제어대상은 그 제어량을 발생시키는 기계·장치이고, 제어는 제어량을 목표값에 맞추기 위한 조작 행위를 뜻하므로 구분된다.

일정 부하로 운전하면 전동기 온도는 처음에 빠르게 오르다가 점차 완만해져 최종 온도에 수렴하는 지수함수 곡선을 그린다.
부하가 일정하면 발열량은 일정한데 방열량은 주위와의 온도차에 비례해 커진다. 온도가 오를수록 빠져나가는 열이 늘어 축적되는 열이 줄기 때문에 상승 기울기가 점점 완만해지고, 발열과 방열이 같아지는 지점에서 일정한 최종 온도(포화 온도)에 머문다. 온도 상승은 $\theta=\theta_m\left(1-e^{-t/T}\right)$ 형태다.
시간에 비례해 끝없이 직선으로 오르거나 갈수록 더 가팔라지는 형태는 방열이 커지는 효과를 반영하지 못한 것이다.
중간에 온도가 일정하게 유지되다가 다시 오르는 형태는 부하가 도중에 변한 경우이지 일정 부하 운전의 곡선이 아니다.

계통 전체의 전달함수는 $\dfrac{G_1G_2}{1+G_2+G_1G_2G_3}$ 이다.
그림에서 R은 첫 번째 가산점에 (+)로 들어가 $G_1$ 을 지나고, 두 번째 가산점을 거쳐 $G_2$ 를 통과해 C가 된다. $G_2$ 의 출력이 두 번째 가산점으로 되돌아오는 내측 부귀환과, C가 $G_3$ 를 지나 첫 번째 가산점으로 되돌아오는 외측 부귀환이 각각 (−)로 걸려 있다.
내측 루프를 먼저 등가로 묶으면 $\dfrac{G_2}{1+G_2}$ 이므로 전향경로는 $\dfrac{G_1G_2}{1+G_2}$ 가 된다.
여기에 외측 귀환 $G_3$ 를 적용하면
$\dfrac{C}{R}=\dfrac{\frac{G_1G_2}{1+G_2}}{1+\frac{G_1G_2}{1+G_2}G_3}=\dfrac{G_1G_2}{1+G_2+G_1G_2G_3}$

목표값이 미리 정해진 시간적 변화 패턴을 따르고, 이에 맞춰 제어량을 변화시키는 방식을 프로그램 제어라 한다.
정치제어는 목표값이 일정한 경우, 추종제어는 임의로 변화하는 목표값을 따라가는 경우, 비율제어는 다른 양과 일정한 비율을 유지하는 경우로 각각 구분된다.

제어되는 기계장치·프로세스·시스템 전체 또는 그 일부로서 제어량을 발생시키는 부분을 제어대상이라 한다.
제어장치는 제어대상에 신호를 보내는 쪽이고, 조작장치·검출장치는 각각 조작량을 만들거나 제어량을 검출하는 요소라는 점에서 구분된다.

평행하게 왕복(서로 반대 방향)으로 흐르는 두 도선 사이에는 반발력이 작용한다.
두 평행도선 사이의 전자력은 두 전류의 곱에 비례하고 도선 간 거리 r에는 반비례하므로, 1/r에 비례하는 반발력으로 나타난다.

전류계의 측정범위를 n배로 확대하려면 전류계에 분류기(shunt)를 병렬로 접속한다.
내부저항 r인 전류계에서 측정범위를 n배로 하기 위한 분류기 저항은 $R_s = \dfrac{r}{n-1}$로 구해진다.

A와 B 사이의 합성저항은 약 5.33 Ω 이다.
그림은 A–C 4Ω, C–B 4Ω, A–D 8Ω, D–B 8Ω 의 네 변에 C–D 사이 4Ω이 다리처럼 걸린 브리지 회로다.
브리지 평형 조건에 값을 넣으면 $\dfrac{R_{AC}}{R_{CB}}=\dfrac{4}{4}=1$, $\dfrac{R_{AD}}{R_{DB}}=\dfrac{8}{8}=1$ 로 서로 같다. 즉 C와 D의 전위가 같아 가운데 4Ω에는 전류가 흐르지 않으므로 떼어내고 계산할 수 있다.
남는 두 경로는 $4+4=8\,\Omega$ 과 $8+8=16\,\Omega$ 의 병렬이므로
$R=\dfrac{8\times 16}{8+16}=\dfrac{128}{24}\approx 5.33\,\Omega$

피드백제어계에서 제어장치가 만들어 제어대상에 가하는 신호, 즉 제어장치의 출력이자 동시에 제어대상의 입력이 되는 신호를 조작량이라 한다.
목표값은 외부에서 주어지는 희망값, 제어량은 제어대상이 실제로 내는 물리량, 동작신호는 목표값과 제어량의 편차 신호라는 점에서 구분된다.

이 D/A 변환기는 디지털 입력값과 출력 전압이 비례하는 구조이다.
3bit 입력 $011_{(2)}$(십진수 3)일 때 출력이 3V이므로, 입력 1당 출력 1V의 비례관계를 갖는다.
따라서 $101_{(2)}$(십진수 5)를 입력하면 출력은 5V가 된다.

손실이 없다고 할 때 필요한 열량은 $Q = m c \Delta T$로 구한다.
물 20ℓ는 20kg이고 비열은 1kcal/kg·℃이므로, $Q = 20 \times 1 \times (60-15) = 900\ \mathrm{kcal}$이다.

제어량을 원하는 상태로 만들기 위해 제어계에 주어지는 입력 신호를 제어명령이라 한다.
이는 제어계가 무엇을 목표로 동작해야 하는지를 지시하는 신호로, 작업명령이나 신호처리와는 개념상 구분되는 용어이다.

평행판 축전기의 정전용량은 $C = \dfrac{\varepsilon A}{d}$로, 판 간격 d에 반비례한다.
간격을 처음의 2배로 늘리면 정전용량은 처음의 1/2로 줄어든다.

이 접점회로의 논리식은 $(X+Y)Z$ 다.
그림에서 위쪽 마디가 두 갈래로 나뉘어 한 갈래는 X 접점과 Z 접점이 직렬로 이어지고, 다른 갈래는 Y 접점 하나만 놓인다. 두 갈래가 아래에서 합쳐진 뒤 다시 Z 접점을 하나 더 거쳐 출력 단자로 나간다.
따라서 회로식은 $(XZ+Y)\cdot Z$ 이고, 전개하면 $XZZ+YZ$ 인데 같은 접점끼리는 $Z\cdot Z=Z$ 이므로 $XZ+YZ$ 가 된다.
공통 인자 Z로 묶으면 $Z(X+Y)=(X+Y)Z$ 이다. 앞쪽 가지만 보고 $XZ+Y$ 로 끝내면 합류 뒤에 직렬로 붙은 Z 접점을 빠뜨린 것이다.

축전지처럼 기전력을 가진 소자의 내부저항을 측정할 때는 콜라우시 브리지를 사용한다.
휘트스톤 브리지는 중저항 측정에, 맥스웰 브리지는 인덕턴스, 캠벨 브리지는 상호인덕턴스 측정에 주로 쓰인다는 점에서 용도가 다르다.

진상보상회로가 되려면 a가 b보다 커야 한다.
전달함수 $G(s)=\dfrac{s+b}{s+a}$ 에서 영점은 $s=-b$, 극점은 $s=-a$ 다.
$s=j\omega$ 를 대입하면 위상은 $\angle G=\tan^{-1}\dfrac{\omega}{b}-\tan^{-1}\dfrac{\omega}{a}$ 이고, 출력 위상이 입력보다 앞서는 진상(lead) 특성이 되려면 이 값이 양(+)이어야 한다.
즉 $\dfrac{\omega}{b}>\dfrac{\omega}{a}$ 에서 $a>b$ 이며, 이는 영점이 극점보다 원점에 가깝다는 뜻이다. 반대로 $a$