전기기사 필기 기출문제복원 (2003-08-10)

전기기사 2003-08-10 필기 기출문제 해설

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전기기사
(2003-08-10 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 영구자석의 재료로 적당한 것은?

  1. 잔류 자속밀도가 크고 보자력이 작아야 한다.
  2. 잔류 자속밀도가 작고 보자력이 커야 한다.
  3. 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 작아야 한다.
  4. 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 커야 한다.
(정답률: 79%)
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2. 액체 유전체를 포함한 콘덴서 용량이 C[F]인 것에 V[V]의 전압을 가했을 경우에 흐르는 누설전류는 몇 A 인가? (단, 유전체의 유전률은 ε, 고유저항은 ρ[Ω.m]이다.)

(정답률: 77%)
  • 누설전류 $I$는 옴의 법칙 $I = \frac{V}{R}$을 이용하며, 유전체의 저항 $R$은 고유저항 $\rho$와 기하학적 구조에 의해 결정됩니다. 콘덴서 용량 $C = \epsilon \frac{S}{d}$와 저항 $R = \rho \frac{d}{S}$의 관계를 이용하면 $R = \frac{\rho}{\epsilon C}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R} = \frac{V}{\frac{\rho}{\epsilon C}}$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $I = \frac{CV}{\rho \epsilon}$
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3. W1과 W2의 에너지를 갖는 두 콘덴서를 병렬 연결한 경우의 총 에너지 W와의 관계로 옳은 것은? (단, W1≠W2 이다.)

  1. W1+W2 =W
  2. W1+W2 ＞W
  3. W1+W2 ＜W
  4. W1-W2=W
(정답률: 70%)
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4. 대지의 고유저항이 ρ[Ωㆍm]일 때 반지름 a[m]인 반구형 접지전극의 접지저항은 몇 Ω 인가?

  1. 2πρa
(정답률: 71%)
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5. z방향으로 진행하는 평면파로 맞지 않는 것은?

  1. z성분이 0 이다.
  2. x의 미분계수(도함수)가 0 이다.
  3. y의 미분계수가 0 이다.
  4. z의 미분계수가 0 이다.
(정답률: 61%)
  • z방향으로 진행하는 평면파는 전계와 자계가 z축 위치에 따라 변화하는 함수로 표현됩니다. 따라서 z위치에 따라 값이 변하므로 z의 미분계수는 0이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    z성분이 0 이다: 진행 방향 성분은 0입니다.
    x의 미분계수가 0 이다: x축 위치에 따라 값은 일정합니다.
    y의 미분계수가 0 이다: y축 위치에 따라 값은 일정합니다.
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6. 폐곡면으로부터 나오는 유전속(dielectric flux)의 수가 N일 때 폐곡면내의 전하량은 얼마인가?

  1. N
  3. εo N
(정답률: 36%)
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7. 100회 감은 코일과 쇄교하는 자속이 1/10 초 동안에 0.5Wb에서 0.3Wb로 감소했다. 이 때 유기되는 기전력은 몇 V인가?

  1. 20
  2. 80
  3. 200
  4. 800
(정답률: 72%)
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8. div E = 와 의미가 같은 식은? (단, E :전계, ρ:전하밀도, ε0 :진공의 유전률이다.)

  2. E = -gard V
  4. divㆍgrad V=0
(정답률: 49%)
  • 맥스웰 방정식 중 가우스 법칙의 미분형은 전계의 발산(div)이 전하밀도를 유전율로 나눈 값과 같음을 나타냅니다. 이를 적분형으로 변환하면 폐곡면을 통과하는 전속의 총합이 내부 전하량을 유전율로 나눈 값과 같다는 식과 동일한 의미가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{div} E = \frac{\rho}{\epsilon_0}$
    ② [숫자 대입] $\int_S E \cdot dS = \frac{Q}{\epsilon_0}$
    ③ [최종 결과]
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9. 유전률 ε인 유전체를 넣은 무한장 동축 케이블의 중심 도체에 q[C/m]의 전하를 줄 때 중심축에서 r[m](내외반지름의 중간점)의 전속밀도는 몇 C/m2 인가?

(정답률: 37%)
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10. 무한히 넓은 도체 평면판에 면밀도 σ[C/m2]의 전하가 분포되어 있는 경우 전력선은 면(面)에 수직으로 나와 평행하게 발산한다. 이 평면의 전계의 세기는 몇 V/m인가?

(정답률: 60%)
  • 무한히 넓은 도체 평면판에서 전하 밀도 $\sigma$에 의해 형성되는 전계의 세기는 가우스 법칙에 의해 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_{0}}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_{0}}$
    따라서 정답은 입니다.
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11. 평행 도선에 같은 크기의 왕복전류가 흐를 때 두 도선 사이에 작용하는 힘과 관계되는 것 중 옳은 것은?

  1. 간격의 제곱에 반비례한다.
  2. 간격의 제곱에 반비례하고, 투자율에 반비례한다.
  3. 전류의 제곱에 비례한다.
  4. 주위 매질의 투자율에 반비례한다.
(정답률: 70%)
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12. 정전유도에 의해서 고립도체에 유기되는 전하는?

  1. 정전하만 유기되며, 도체는 등전위이다.
  2. 정,부 동량의 전하가 유기되며, 도체는 등전위이다.
  3. 부전하만 유기되며, 도체는 등전위가 아니다.
  4. 정,부 동량의 전하가 유기되며, 도체는 등전위가 아니다.
(정답률: 39%)
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13. 반지름이 각각 r1[m], r2[m]이고 전위차가 V[V]인 동심 도체구가 있을 때 내구 표면의 전장의 세기의 최소치는 몇 V/m 인가?

(정답률: 30%)
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14. 전위함수에서 라플라스방정식을 만족하지 않는 것은?

  1. V=rcosθ+φ
  2. V=x2-y2+z2
  3. V=ρcosφ+z
(정답률: 54%)
  • 라플라스 방정식 $\nabla^{2}V = 0$을 만족하려면 각 성분의 2계 편미분 합이 0이어야 합니다.
    V=x2-y2+z2의 경우, $\frac{\partial^{2}V}{\partial x^{2}} = 2$, $\frac{\partial^{2}V}{\partial y^{2}} = -2$, $\frac{\partial^{2}V}{\partial z^{2}} = 2$가 되어 합이 $2$가 되므로 라플라스 방정식을 만족하지 않습니다.
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15. 단면적 S, 길이 ℓ , 투자율 μ인 자성체의 자기회로에 권선을 N회 감아서 I의 전류를 흐르게 할 때 자속은?

(정답률: 77%)
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16. N회의 권선에 최대값 1V, 주파수 f[Hz]인 기전력을 유기 시키기 위한 쇄교자속의 최대값은 몇 Wb 인가?

(정답률: 58%)
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17. 반지름 a, b인 두 구상 도체 전극이 도전률 K인 매질속에 중심거리 r만큼 떨어져 놓여 있다. 양 전극간의 저항은? (단, r≫a, b 이다.)

(정답률: 62%)
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18. 진공 중에 있어서의 전자파의 속도(단위: m/s)가 아닌것은?

(정답률: 52%)
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19. 단면적 s[m2], 단위 길이에 대한 권수가 n[회/m]인 무한히 긴 솔레노이드의 단위 길이당의 자기인덕턴스는 몇 H/m 인가?

  1. μsn
  2. μsn2
  3. μs2n2
  4. μs2n
(정답률: 78%)
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20. 공극을 가진 환상솔레노이드에서 총 권수 N회, 철심의 투자율 μ[H/m], 단면적 S[m2], 길이 ℓ [m]이고 공극의 길이가 δ[m]일 때 공극부에 자속밀도 B[Wb/m2]을 얻기 위해서는 몇 A 의 전류를 흘려야 하는가?

(정답률: 52%)
  • 자기회로의 옴의 법칙에 따라 필요한 기자력 $NI$는 총 자기저항 $R_{m}$과 자속 $\Phi$의 곱과 같습니다. 이때 총 자기저항은 철심의 저항과 공극의 저항의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{B}{N} ( \frac{\ell}{\mu} + \frac{\delta}{\mu_{0}} )$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $I = \frac{B}{N} ( \frac{\ell}{\mu} + \frac{\delta}{\mu_{0}} )$
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2과목: 전력공학

21. 송전계통의 한 부분이 그림에서와 같이 Y-Y로 3상 변압기가 결선되고 1차측은 비접지로 2차측은 접지로 되어 있을 경우 영상전류는?

  1. 1차측 선로에만 흐를 수 있다.
  2. 2차측 선로에만 흐를 수 있다.
  3. 1차 및 2차측 선로에 모두 다 흐를 수 있다.
  4. 1차 및 2차측 선로에 모두 다 흐를 수 없다.
(정답률: 30%)
  • 영상전류가 흐르기 위해서는 반드시 폐회로(귀로)가 형성되어야 합니다. 에서 1차측은 비접지 상태이므로 영상전류가 흐를 경로가 없으며, 2차측은 접지되어 있으나 Y-Y 결선 특성상 1차측으로 영상전류가 전달되지 못하고 임피던스가 매우 커져 결과적으로 1차 및 2차측 모두 영상전류가 흐를 수 없습니다.
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22. 옥내배선에 사용하는 전선의 굵기를 결정하는데 고려하지 않아도 되는 것은?

  1. 기계적 강도
  2. 전압강하
  3. 허용전류
  4. 절연저항
(정답률: 60%)
  • 전선의 굵기를 결정할 때는 전류가 흐를 때 발생하는 열을 견디는 허용전류, 전압 강하를 최소화하기 위한 전압강하, 그리고 외부 충격에 견디는 기계적 강도를 고려해야 합니다. 절연저항은 전선 피복의 성능과 관련된 요소이지 전선 도체 굵기를 결정하는 기준이 아닙니다.
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23. 직렬축전기를 선로에 삽입할 때의 이점이 아닌 것은?

  1. 선로의 인덕턴스를 보상한다.
  2. 수전단의 전압변동률을 줄인다.
  3. 정태안정도를 증가한다.
  4. 역률을 개선한다.
(정답률: 57%)
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24. A, B 및 C상 전류를 각각 I a , Ib 및 Ic라 할 때 으로 표시되는 Ix 는 어떤 전류인가?

  1. 정상전류
  2. 역상전류
  3. 영상전류
  4. 역상전류와 영상전류의 합
(정답률: 70%)
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25. 배전용 변전소의 주변압기로 주로 사용되는 것은?

  1. 단권변압기
  2. 삼권선변압기
  3. 체강변압기
  4. 체승변압기
(정답률: 56%)
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26. 배전방식에서 루프계통에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 배전변압기나 2차변전소에 대하여 1개의 공급회로를 가지고 있다.
  2. 계전방식이 비교적 간단하다.
  3. 공급의 계속성은 없으나 증설이 용이하며, 초기 설비비가 저렴하다.
  4. 전압 변동률이 방사상계통보다 좋고 부하를 균등히 할 수 있다.
(정답률: 50%)
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27. 배전계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적으로 다음중 가장 타당한 것은?

  1. 전력손실 감소
  2. 개폐기의 타단 능력 증대
  3. 고장시 영상전류 감소
  4. 변압기 손실 감소
(정답률: 65%)
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28. 직류 송전방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 케이블 송전일 경우 유전손이 없기 때문에 교류방식보다 유리하다.
  2. 선로의 절연이 교류방식보다 용이하다.
  3. 리액턴스 또는 위상각에 대해서 고려할 필요가 없다.
  4. 비동기 연계가 불가능하므로 주파수가 다른 계통간의 연계가 불가능하다.
(정답률: 66%)
  • 직류 송전은 주파수가 없으므로 주파수가 서로 다른 계통 간에도 연계가 가능한 비동기 연계가 가능하다는 것이 가장 큰 특징이자 장점입니다.

    오답 노트
    케이블 송전 시 유전손 없음: 직류는 전계 변화가 없어 유전손이 발생하지 않음
    절연 용이: 전압의 최댓값이 실효값과 같아 교류보다 절연 설계가 유리함
    리액턴스 무관: 주파수가 $0$이므로 $X = 2\pi fL$에 의해 리액턴스가 존재하지 않음
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29. 발전 전력량 E[kWh], 연료 소비량 W[kg], 연료의 발열량 C[kcal/kg]인 화력발전소의 열효율 η[%]는?

(정답률: 68%)
  • 열효율은 공급된 총 열량에 대해 실제로 발전된 전력량의 비율을 의미합니다. $1\text{kWh}$는 $860\text{kcal}$이므로 발전 전력량 $E$에 $860$을 곱해 열량 단위로 환산한 뒤, 연료 소비량 $W$와 발열량 $C$의 곱으로 나눕니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{860E}{WC} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{860E}{WC} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = \frac{860E}{WC} \times 100$
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30. "전선의 단위길이내에서 연간에 손실되는 전력량에 대한 전기요금과 단위길이의 전선값에 대한 금리, 감가상각비 등의 년간 경비의 합계가 같게 되는 전선 단면적이 가장 경제적인 전선의 단면적이다." 이것은 누구의 법칙인가?

  1. 뉴크의 법칙
  2. 켈빈의 법칙
  3. 플레밍의 법칙
  4. 스틸의 법칙
(정답률: 66%)
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31. 개폐 서지 이상전압의 발생을 억제 할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐저항기
(정답률: 73%)
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32. 인터록(interlock)에 대한 설명이 맞는 것은?

  1. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기와 단로기를 별도로 닫고, 열 수 있어야 한다.
  4. 조작자의 의중에 따라 개폐되어야 한다.
(정답률: 72%)
  • 인터록은 오조작으로 인한 사고를 방지하기 위해 특정 조건이 충족되어야만 동작하게 하는 제어 방식입니다.
    단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기가 열려 무부하 상태일 때만 단로기를 닫을 수 있도록 설정하여 아크 사고를 방지해야 합니다.
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33. 500kVA의 단상변압기 3대를 사용해서 △결선에 의하여 급전하고 있는 경우 1대의 변압기가 고장나 이것을 제거시키고 V결선으로 운전할 때, 이 때의 부하가 1000kVA라면 나머지 2대의 변압기는 약 몇 % 의 과부하가 되는가?

  1. 115
  2. 120
  3. 125
  4. 130
(정답률: 45%)
  • V결선 시 변압기 1대당 분담하는 부하율을 계산하는 문제입니다. V결선 시 전체 출력은 변압기 1대 용량의 $\sqrt{3}$배가 되며, 부하율은 실제 부하를 이 출력 용량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{부하율} = \frac{P}{\sqrt{3} \times P_1} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{부하율} = \frac{1000}{\sqrt{3} \times 500} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{부하율} = 115.47$
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34. 그림과 같은 회로에서 송전단의 전압 및 역률 E1, cosθ1, 수전단의 전압 및 역률 E2, cosθ2일 때 전류 I는?

(정답률: 34%)
  • 송전단 전력과 수전단 전력의 차이는 선로의 저항 $r$에 의한 전력 손실과 같다는 원리를 이용합니다.
    송전단 전력 $P_1 = E_1 I \cos \theta_1$, 수전단 전력 $P_2 = E_2 I \cos \theta_2$, 선로 손실 $P_{loss} = I^2 r$이므로 다음과 같이 정리됩니다.
    $$I^2 r = E_1 I \cos \theta_1 - E_2 I \cos \theta_2$$
    양변을 $I$로 나누어 전류 $I$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$I = \frac{E_1 \cos \theta_1 - E_2 \cos \theta_2}{r}$$
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35. 전력손실이 없는 송전선로에서 서지파(진행파)가 진행하는 속도는 어떻게 표시되는가? (단, L: 단위선로 길이당 인덕턴스, C: 단위선로 길이당 커패시턴스이다.)

(정답률: 62%)
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36. 송전선로의 중성점을 접지시키는 목적은?

  1. 동량의 절감
  2. 송전용량의 증가
  3. 이상전압의 방지
  4. 전압강하의 감소
(정답률: 68%)
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37. 6.6㎸, 60Hz, 3상3선식 비접지식에서 선로의 길이가 10km이고 1선의 대지정전용량이 0.005㎌/km일 때 1선 지락시의 고장전류 Ig[A]의 범위로 옳은 것은?

  1. Ig ＜ 1
  2. I ≤ Ig ＜ 2
  3. 2 ≤ Ig ＜ 3
  4. 3 ≤ Ig ＜ 4
(정답률: 50%)
  • 비접지 3상 선로에서 1선 지락 시 고장전류는 3배의 충전전류로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_g = 3 \times 2\pi f C E \times L$
    ② [숫자 대입] $I_g = 3 \times 2\pi \times 60 \times 0.005 \times 10^{-6} \times \frac{6600}{\sqrt{3}} \times 10$
    ③ [최종 결과] $I_g = 0.215$
    계산 결과 $0.215\text{ A}$이므로 $I_g < 1$ 범위에 해당합니다.
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38. 펠톤(Pelton)수차에 있어서 노즐로부터의 분출수의 속도를 v1, 버켓(bucket)의 주변속도를 u 라 할 때 이론상 수차의 효율이 최대로 되는 경우는?

(정답률: 25%)
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39. 그림과 같은 계통에서 송전선의 S점에 3상 단락고장이 발생하였다면 고장전력은 약 몇 MVA 인가? (단, 발전기 G1, G2의 %과도리액턴스 및 변압기의 %리액턴스는 각각 자기용량기준으로 25%, 25%, 10%이고 변압기에서 S점까지의 %리액턴스는 100MVA기준으로 5%라고 한다.)

  1. 82
  2. 133
  3. 154
  4. 250
(정답률: 42%)
  • 기준 용량을 $100\text{ MVA}$로 통일하여 각 소자의 %리액턴스를 환산한 후, 전체 %임피던스를 구해 단락용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{s} = \frac{100}{\%Z} \times P_{n}$
    ② [숫자 대입] $\%Z = \frac{100}{2} + \frac{100}{50} \times 10 + 5 = 50 + 20 + 5 = 75$
    ③ [최종 결과] $P_{s} = \frac{100}{75} \times 100 = 133.33 \text{ MVA}$
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40. 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 열용량이 작을 것
  2. 중성자의 흡수 단면적이 작을 것
  3. 냉각재와 접촉하는 재료를 부식하지 않을 것
  4. 중성자의 흡수 단면적이 큰 불순물을 포함하지 않을 것
(정답률: 58%)
  • 원자로 냉각재는 핵연료에서 발생하는 열을 효율적으로 제거해야 하므로, 많은 양의 열을 흡수하고 운반할 수 있도록 열용량이 커야 합니다.

    오답 노트
    중성자 흡수 단면적 작을 것: 중성자 손실 방지를 위해 필수적임
    부식 방지: 설비 수명 및 안전을 위해 필수적임
    불순물 포함 금지: 중성자 흡수 불순물은 연쇄 반응을 방해함
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3과목: 전기기기

41. 그림과 같은 변압기에서 1차 전류는 얼마인가?

  1. 0.8 [A]
  2. 8 [A]
  3. 10 [A]
  4. 20 [A]
(정답률: 51%)
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42. 일정한 전압으로 운전되고 있는 직류 발전기의 손실이 a +bI2으로 표시될 때 최대 효율이 되는 전류를 나타내는 것은? (단, a,b는 정수이다.)

  1. a/b
  2. b/a
(정답률: 49%)
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43. 기중차단기와 배선용 차단기의 보호협조시에 단락, 과전류 보호방식이 아닌 것은?

  1. 전용량차단방식
  2. 캐스케이드(Cascade)차단방식
  3. 선택차단방식
  4. 한류차단방식
(정답률: 29%)
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44. 변압기의 규약 효율 산출에 필요한 기본요건이 아닌 것은?

  1. 파형은 정현파를 기준으로 한다.
  2. 별도의 지정이 없는 경우 역률은 100 % 기준이다.
  3. 손실은 각권선의 부하손의 합과 무부하손의 합이다.
  4. 부하손은 40 ℃ 를 기준으로 보정한 값을 사용한다.
(정답률: 64%)
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45. 동기 발전기에서 앞선 전류가 흐를 때 어떤 작용을 하는 가?

  1. 감자작용
  2. 증자작용
  3. 교차 자화작용
  4. 아무 작용도 하지 않음
(정답률: 56%)
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46. 발전기의 단자부근에서 단락이 일어났다고 하면 단락전류는?

  1. 계속 증가한다.
  2. 발전기가 즉시 정지한다.
  3. 일정한 큰 전류가 흐른다.
  4. 처음은 큰 전류이나 점차로 감소한다.
(정답률: 70%)
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47. 유도전동기에서 2차전류 /2를 1차측으로 환산한 /2'는? (단, α 는 권수비, β 는 상수비이다.)

  2. α β /2
(정답률: 22%)
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48. 직류분권 발전기의 극수 8, 전기자 총도체수 600으로 매분 800회전할 때 유도기전력이 110[V]라 한다. 전기자 권선이 중권일 때 매극의 자속수[Wb]는?

  1. 0.03104
  2. 0.02375
  3. 0.01014
  4. 0.01375
(정답률: 59%)
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49. 역률100 % 일 때의 전압변동률 ε 은 어떻게 표시되는가?

  1. % 저항 강하
  2. % 리액턴스 강하
  3. % 서셉턴스 강하
  4. % 임피던스 전압
(정답률: 66%)
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50. 3상 동기발전기에 유기기전력 보다 90° 뒤진 전기자 전류가 흐를 때 전기자 반작용은?

  1. 교차 자화 작용한다.
  2. 증자작용을 한다.
  3. 자기여자 작용을 한다.
  4. 감자 작용을 한다.
(정답률: 57%)
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51. 6극, 단중파권, 전기자 도체수 250 의 직류 발전기가 1200[rpm]으로 회전할 때 유기기전력이 600[V]이면, 매극당 자속은?

  1. 0.019 [Wb]
  2. 0.002 [Wb]
  3. 0.04 [Wb]
  4. 0.12 [Wb]
(정답률: 56%)
  • 직류 발전기의 유기기전력 공식을 이용하여 매극당 자속 $\phi$를 산출합니다. 단중권이므로 병렬 회로수 $a$는 극수 $P$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\phi = \frac{60 a E}{P Z N}$
    ② [숫자 대입] $\phi = \frac{60 \times 6 \times 600}{6 \times 250 \times 1200}$
    ③ [최종 결과] $\phi = 0.04 \text{ Wb}$
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52. 변압기에서 콘서베이터의 용도는?

  1. 통풍장치
  2. 변압유의 열화방지
  3. 강제순환
  4. 코로나 방지
(정답률: 71%)
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53. 유도 전동기에 게르게스(Gorges)현상이 생기는 슬립은 대략 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.50
  3. 0.70
  4. 0.80
(정답률: 64%)
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54. 3상 유도전압 조정기의 동작원리는?

  1. 회전자계에 의한 유도작용을 이용하여 2차전압의 위상전압 조정에 따라 변화한다.
  2. 교번자계의 전자유도작용을 이용한다.
  3. 충전된 두 물체 사이에 작용하는 힘
  4. 두 전류 사이에 작용하는 힘
(정답률: 62%)
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55. 100[kW], 230[V] 자여자식 분권 발전기에서 전기자 회로저항이 0.05[Ω]이고 계자 회로저항이 57.5[Ω]이다. 이 발전기가 정격전압 전부하에서 운전할 때 유기전압을 계산하면?

  1. 232[V]
  2. 242[V]
  3. 252[V]
  4. 262[V]
(정답률: 51%)
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56. 동기조상기의 여자전류를 줄이면?

  1. 콘덴서로 작용
  2. 리액터로 사용
  3. 진상 전류로 됨
  4. 저항손의 보상
(정답률: 60%)
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57. 3상 유도 전동기에서 제 5고조파에 의한 기자력의 회전방향 및 속도가 기본파 회전자계에 대한 관계는?

  1. 기본파와 같은 방향이고 5배의 속도
  2. 기본파와 역방향이고 5배의 속도
  3. 기본파와 같은 방향이고 1/5배의 속도
  4. 기본파와 역방향이고 1/5배의 속도
(정답률: 35%)
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58. 어떤 정류회로의 부하전압이 200[V]이고 맥동률 4[%]이면 교류분은 몇 [V] 포함되어 있는가?

  1. 18
  2. 12
  3. 8
  4. 4
(정답률: 68%)
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59. 다음중 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 기동토크가 클 것
  2. 토크속도곡선이 수하특성을 가질 것
  3. 회전자를 굵고 짧게 할 것
  4. 전압이 0 이 되었을 때 신속하게 정지할 것
(정답률: 52%)
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60. 다음은 다이리스터의 래칭(latching)전류에 관한 설명이다. 옳은 것은?

  1. 다이리스터의 게이트를 개방한 상태에서 전압을 상승 시킬 때 흐르는 순시전류
  2. 다이리스터의 게이트와 캐소드 사이에 흐르는 순시전류
  3. 다이리스터의 턴온(turn-on)후 게이트의 전류가 0 이 되어도 온(on)를 유지하기 위한 최소전류
  4. 도통중인 다이리스터가 턴오프(turn-off)되는 전류
(정답률: 58%)
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 논리식 A+AB를 간단히 계산한 결과는?

  1. A
  4. A+B
(정답률: 54%)
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62. 대칭 좌표법에서 불평형율을 나타내는 것은?

(정답률: 68%)
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63. 그림과 같은 극좌표 선도를 갖는 계통의 전달함수는?

(정답률: 53%)
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64. 그림과 같은 회로에서 2[Ω ]의 단자 전압[V]은?

  1. 3
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 48%)
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65. 동작중 속응도와 정상 편차에서 최적 제어가 되는 것은?

  1. PI동작
  2. P동작
  3. PD동작
  4. PID동작
(정답률: 56%)
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66. 어떤 부하에 V=80+j60[V]의 전압을 가하여 I=4+j2[A]의 전류가 흘렀을 경우, 이 부하의 역률과 무효율은?

  1. 0.8, 0.6
  2. 0.894, 0.448
  3. 0.916, 0.401
  4. 0.984, 0.179
(정답률: 43%)
  • 복소 전력 $S = V^* I$를 통해 유효 전력과 무효 전력을 구하고, 이를 이용해 역률($\cos \theta$)과 무효율($\sin \theta$)을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S = V^* \times I$
    ② [숫자 대입] $S = (80 - j60) \times (4 + j2) = 440 - j80$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = \cos(\tan^{-1}(\frac{-80}{440})) = 0.984, \text{무효율} = \sin(\tan^{-1}(\frac{-80}{440})) = 0.179$
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67. 어떤 4단자망의 입력단자 1-1'사이의 영상 임피던스 Z01과 출력단자 2-2'사이의 영상 임피던스 Z02가 같게 되려면 4단자 정수 사이에 어떠한 관계가 있어야 하는가?

  1. BC=AD
  2. AB=CD
  3. B=C
  4. A=D
(정답률: 53%)
  • 4단자망의 입력측 영상 임피던스 $Z_{01}$과 출력측 영상 임피던스 $Z_{02}$가 같기 위해서는 4단자 정수 $A$와 $D$가 동일해야 하는 대칭 조건이 필요합니다.
    $\text{영상 임피던스 공식: } Z_{01} = \sqrt{\frac{AB}{CD}}, Z_{02} = \sqrt{\frac{BD}{AC}}$
    두 값이 같으려면 $\frac{AB}{CD} = \frac{BD}{AC}$가 성립해야 하며, 이를 정리하면 $A^2 = D^2$ 즉, $A=D$가 됩니다.
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68. 그림과 같은 회로에서 스위치 S 를 t=0 에서 닫을 때 t=0 에서의 전류 i(o) [A]는? (단, Vc(0)는 C의 초기전압이며 20[V]이다.)

  1. 0
  2. 4
  3. 5
  4. 10
(정답률: 29%)
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69. 다음은 s-평면에 극점(x)과 영점(o)을 도시한 것이다. 나이퀴스트 안정도 판별법으로 안정도를 알아내기 위하여 Z, P의 값을 알아야 한다. 이를 바르게 나타낸 것은?

  1. Z=3, P=3
  2. Z=1, P=2
  3. Z=2, P=1
  4. Z=1, P=3
(정답률: 30%)
  • 나이퀴스트 안정도 판별법에서 $Z$는 s-평면의 우반평면(Re > 0)에 존재하는 영점의 개수이고, $P$는 우반평면(Re > 0)에 존재하는 극점의 개수를 의미합니다.

    제시된 이미지의 s-평면 우반평면을 확인하면 영점(o)이 2개, 극점(x)이 1개 존재하므로 $Z=2, P=1$ 입니다.
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70. 무한장 무손실 전송선로에서 어느 지점의 전압이 10[V]이었다. 이 선로의 인덕턴스가 4[μH/m]이고, 캐패시턴스가 0.01[μF/m]일 때, 이 지점에서의 전류는 몇 [A]인가?

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1
  4. 2
(정답률: 50%)
  • 무손실 전송선로의 특성 임피던스 $Z_0$를 먼저 구한 뒤, 옴의 법칙을 적용하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}, \quad I = \frac{V}{Z_0}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \sqrt{\frac{4 \times 10^{-6}}{0.01 \times 10^{-6}}} = 20, \quad I = \frac{10}{20}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.5$
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71. 어떤 정현파 전압의 평균값이 191[V]이면 최대값[V]은?

  1. 약 300
  2. 약 400
  3. 약 500
  4. 약 600
(정답률: 45%)
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72. 다음의 상태방정식의 설명 중 옳은 것은?

  1. 이 시스템은 가제어이다.
  2. 이 시스템은 가제어가 아니다.
  3. 이 시스템은 가제어가 아니고 가관측이다.
  4. 가제어성 여부를 따질 수 없다.
(정답률: 26%)
  • 시스템의 가제어성(Controllability)은 가제어성 행렬 $M_c = [B \quad AB \quad A^2B]$의 행렬식(Determinant)이 0이 아닌지 확인하여 판단합니다.
    주어진 상태방정식 $\dot{x} = \begin{bmatrix} -1 & 1 & 0 \\ 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & -2 \end{bmatrix} X + \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix} U$에서 행렬 $A$와 $B$를 통해 가제어성 행렬을 구성하면 풀 랭크(Full Rank)를 가지며, 행렬식이 0이 아니므로 이 시스템은 가제어입니다.
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73. 전달함수가 G(s)H(s)= 인 K≥ 0의 근궤적에서 분지점은?

  1. -0.93
  2. -5.74
  3. -1.25
  4. -9.5
(정답률: 31%)
  • 근궤적의 분지점은 특성방정식을 $K$에 대해 정리한 후, $s$로 미분한 값이 0이 되는 지점입니다.
    전달함수 $\frac{K}{s(s+2)(s+8)}$에서 특성방정식은 $s(s+2)(s+8) + K = 0$이며, 이를 $K$에 대해 정리하면 $K = -(s^3 + 10s^2 + 16s)$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{dK}{ds} = -(3s^2 + 20s + 16) = 0$
    ② [숫자 대입] $s = \frac{-20 \pm \sqrt{20^2 - 4 \times 3 \times 16}}{2 \times 3}$
    ③ [최종 결과] $s \approx -0.93, -5.74$
    제시된 보기 중 해당 값은 -0.93입니다.
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74. 전원의 내부임피던스가 순저항 R과 리액턴스 X로 구성되고 외부에 부하저항 RL을 연결하여 최대전력을 전달하려면 RL의 값은?

  1. RL=R+X
  3. RL=R
(정답률: 58%)
  • 최대전력 전달 조건에 따르면, 부하 임피던스는 전원 내부 임피던스의 켤레 복소수여야 합니다. 하지만 부하가 순저항 $R_L$로만 구성된 경우, 부하 저항값은 전원 내부 임피던스의 크기와 같을 때 최대 전력이 전달됩니다.
    ① [기본 공식] $R_L = |Z| = \sqrt{R^2 + X^2}$
    ② [숫자 대입] $R_L = \sqrt{R^2 + X^2}$
    ③ [최종 결과]
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75. R=50[Ω], L=200[mH]의 직렬회로에 주파수 50[Hz]의 교류 전원에 대한 역률[%]은?

  1. 62.3
  2. 72.3
  3. 82.3
  4. 92.3
(정답률: 47%)
  • RL 직렬회로에서 역률은 전체 임피던스에 대한 저항의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{R}{\sqrt{R^2 + (2\pi f L)^2}}$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{50}{\sqrt{50^2 + (2 \times \pi \times 50 \times 200 \times 10^{-3})^2}}$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = 0.623$
    따라서 역률은 $62.3\%$ 입니다.
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76. 주파수를 제어하고자 하는 경우 이는 어느 제어에 속하는 가?

  1. 비율제어
  2. 추종제어
  3. 비례제어
  4. 정치제어
(정답률: 31%)
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77. 계단함수 us(t)에 상수 5를 곱해서 라플라스 변환식을 구하면?

  1. s/5
  4. 5/s
(정답률: 54%)
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78. 라플라스 변환함수 F(s)= 에 대한 역변환 함수 f(t)는?

  1. e-2t cos 3t
  2. e-3t sin 2t
  3. e3t cos 2t
  4. e2t sin 3t
(정답률: 51%)
  • 라플라스 변환의 기본 공식 중 $e^{-at} \cos \omega t$ 형태의 변환식을 이용합니다. 분모를 완전제곱식으로 변형하여 표준 형태로 만듭니다.
    $$\frac{s+2}{(s+2)^2 + 3^2}$$
    위 식은 $s$ 대신 $s+2$가 대입된 $\frac{s}{s^2 + 3^2}$ 형태이며, 이는 시간 영역에서 $e^{-2t} \cos 3t$로 역변환됩니다.
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79. 개루프 전달함수 G(s)H(s)= 의 근궤적이 jω 축과 교차하는 점은?

  1. ω =± 2.828[rad/sec]
  2. ω =± 1.414[rad/sec]
  3. ω =± 5.657[rad/sec]
  4. ω =± 14.14[rad/sec]
(정답률: 24%)
  • 근궤적이 $j\omega$ 축과 교차하는 점은 특성방정식 $1 + G(s)H(s) = 0$에서 $s = j\omega$를 대입했을 때 실수부가 0이 되는 지점입니다.
    특성방정식은 $s(s+2)(s+4) + K = 0$이며, 전개하면 $s^3 + 6s^2 + 8s + K = 0$이 됩니다. 루스-허위츠 판별법에 의해 $6 \times 8 = K \omega^2$ 관계에서 $\omega^2 = 48/K$가 아닌, $s^2$ 계수와 $s^0$ 계수의 관계에서 $\omega = \sqrt{8} \approx 2.828$ rad/sec가 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $s^3 + 6s^2 + 8s + K = 0$
    ② [숫자 대입] $(j\omega)^3 + 6(j\omega)^2 + 8(j\omega) + K = 0 \implies -j\omega^3 - 6\omega^2 + 8j\omega + K = 0$
    ③ [최종 결과] $\omega = \sqrt{8} = 2.828$
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80. 다음의 상태방정식으로 표시되는 제어계가 있다. 이 방정식의 값은 어떻게 되는가? (단, X(0)는 초기상태 벡터이다.)

  1. e-AtX(0)
  2. eAtX(0)
  3. Ae-AtX(0)
  4. AeAtX(0)
(정답률: 26%)
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 전로를 대지로부터 반드시 절연하여야 하는 것은?

  1. 전로의 중성점에 접지공사를 하는 경우의 접지점
  2. 계기용변성기의 2차측 전로에 접지공사를 하는 경우의 접지점
  3. 시험용변압기
  4. 저압 가공전선로의 접지측 전선
(정답률: 32%)
  • 전로의 안전을 위해 기본적으로 대지로부터 절연해야 하지만, 접지측 전선은 계통의 기준 전위 형성과 보호를 위해 의도적으로 접지하므로 절연 대상에서 제외되는 것이 아니라, 문제에서 묻는 '반드시 절연하여야 하는 것'의 맥락상 저압 가공전선로의 접지측 전선은 규정에 따라 적절한 절연 및 보호 조치가 필요합니다.
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82. 옥외 백열전등의 인하선으로 지표상의 높이 몇 m 미만의 부분은 전선에 지름 1.6mm의 연동선과 동등이상의 세기 및 굵기의 절연전선을 사용하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 3
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 37%)
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83. 용량이 몇 kVA 이상인 조상기에는 그 내부에 고장이 생긴 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 하여야 하는가?

  1. 3000
  2. 5000
  3. 10000
  4. 15000
(정답률: 55%)
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84. 사용전압이 25000V를 넘고 60000V이하인 특별고압 가공 전선로에서 전화선로의 길이 12km마다의 유도전류는 몇 μA를 넘지 아니하도록 하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 63%)
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85. 직류귀선은 귀선용 궤조와 궤조간 및 궤조의 바깥쪽 몇 cm 이내에 시설하는 부분 이외에는 대지로부터 절연하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 29%)
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86. 저압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공통신선을 횡단보도교의 위에 시설하는 경우에는 노면상 몇 m 이상의 높이로 시설하면 되는가? (단, 통신선은 절연전선과 동등 이상의 절연효력이 있는 것이라고 한다.)

  1. 3
  2. 3.5
  3. 4
  4. 4.5
(정답률: 33%)
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87. 고압 가공전선을 시가지외에 시설할 때, 전선으로 사용되는 경동선의 최소 굵기는 몇 mm 인가?

  1. 2.6
  2. 3.2
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 45%)
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88. 고압 지중케이블로서 직접 매설식에 의하여 견고한 트라프 기타 방호물에 넣지 않고 시설할 수 있는 케이블은? (단, "보기"항의 케이블은 개장(改裝)하지 않은 것임)

  1. 미네럴인슈레이션케이블
  2. 콤바인덕트케이블
  3. 클로로프렌외장케이블
  4. 고무외장케이블
(정답률: 57%)
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89. 사용전압이 220V인 경우의 애자사용공사에서 전선과 조영재사이의 이격거리는 몇 cm 이상인가?

  1. 2.5
  2. 4.5
  3. 6
  4. 8
(정답률: 42%)
  • 애자사용공사에서 전선과 조영재 사이의 이격거리는 장소의 상태에 따라 결정됩니다. 사용전압 $220\text{V}$ 기준, 건조한 장소나 점검 가능한 은폐 장소에서는 $2.5\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    습한 장소나 점검 불가능한 은폐 장소: $4.5\text{cm}$이상
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90. 고압 가공전선로의 전선으로 사용한 경동선은 안전률이 얼마 이상인 이도로 시설하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 52%)
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91. 수소냉각식 발전기의 시설기준을 잘못 설명한 것은?

  1. 발전기는 기밀구조의 것이고, 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것
  2. 발전기안의 수소온도를 계측하는 장치를 시설할 것
  3. 발전기안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
  4. 발전기안의 수소의 순도가 85%이상으로 상승하는 경우는 자동차단하는 장치를 시설할 것
(정답률: 47%)
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92. 최대사용전압이 7000V인 회전기의 절연내력시험은 몇 V의 시험전압을 권선과 대지간에 가하여 10분간 견디어야 하는가?

  1. 6440
  2. 7700
  3. 8750
  4. 10500
(정답률: 46%)
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1

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93. 345kV 가공전선이 154kV 가공전선과 교차하는 경우 이들 양 전선 상호간의 이격거리는 몇 m 이상인가?

  1. 4.48
  2. 4.96
  3. 5.48
  4. 5.82
(정답률: 49%)
  • 특고압 가공전선 상호간의 이격거리는 전압에 따라 결정되며, $60\text{kV}$를 초과하는 경우 기본 거리 $2\text{m}$에 전압 단수에 따른 가산 거리를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{이격거리} = 2 + (\text{단수} \times 0.12)$$
    $$\text{단수} = \frac{\text{전압} - 60}{10} \text{ (소수점 올림)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{단수} = \frac{345 - 60}{10} = 28.5 \rightarrow 29$$
    $$\text{이격거리} = 2 + (29 \times 0.12)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{이격거리} = 5.48$$
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94. 사용전압 22.9kV인 가공전선로의 중성선 다중접지식에 사용되는 접지선의 굵기는 지름 몇 mm 의 연동선 또는 이와 동등이상의 굵기로서 고장전류를 안전하게 통할 수 있는 것이어야 하는가? (단, 전로에 지기가 생긴 경우 2초안에 전로로부터 자동 차단하는 장치를 하였다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.0
  2. 2.6
  3. 3.2
  4. 4.0
(정답률: 30%)
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1

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95. 전자개폐기의 조작회로 또는 초인벨, 경보벨 등에 접속하는 전로로서 최대사용전압이 60V 이하인 것으로 대지 전압이 몇 V 이하인 강전류 전기의 전송에 사용하는 전로와 변압기로 결합되는 것을 소세력회로라 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 300
  4. 600
(정답률: 50%)
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96. "제2차 접근상태"라 함은 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 그 가공전선이 다른 시설물의 위쪽 또는 옆측에서 수평거리로 몇 m 미만인 곳에 시설되는 상태를 말하는가?

  1. 1.2
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 49%)
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97. 가공전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 병종풍압하중은 갑종풍압하중의 몇 % 를 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 80
  4. 110
(정답률: 57%)
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98. 저압 옥내배선공사를 할 때 반드시 절연전선이 아니라도 상관없는 공사는?

  1. 합성수지관공사
  2. 금속관공사
  3. 버스덕트공사
  4. 플로어덕트공사
(정답률: 44%)
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99. 교통신호등의 제어장치의 금속제 외함에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별제3종
(정답률: 58%)
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100. 전력계통의 운용에 관한 지시를 하는 곳은?

  1. 급전소
  2. 개폐소
  3. 변전소
  4. 발전소
(정답률: 51%)
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