전기기사 필기 2015년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

패러데이의 법칙에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

1. 정전유도에 의해 회로에 발생하는 기자력은 자속의 변화 방향으로 유도된다.

2. 정전유도에 의해 회로에 발생하는 기자력은 자속 쇄교수의 시간에 대한 증가율에 비례한다.

3. 정전유도에 의해 회로에 발생하는 기전력은 자속의 변화를 방해하는 반대 방향으로 기전력이 유도된다.

4. 정전유도에 의해 회로에 발생하는 기전력은 자속 쇄교수의 시간에 대한 변화율에 비례한다.

정답 4번

해설. 패러데이의 법칙은 전자유도에 의해 회로에 발생하는 기전력의 크기가 그 회로에 쇄교하는 자속의 시간에 대한 변화율에 비례한다는 정량적 법칙이다(방향에 대한 설명은 렌츠의 법칙에 해당).

2번

반지름 a, b (b>a) (m) 의 동심 구도체 사이에 유전율

(F/m)의 유전체가 채워졌을때 의 정전 용량은 몇 F인가?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 동심구 도체 사이에 유전체가 채워진 경우의 정전용량은 C=4πεab/(b-a) 형태로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

3번

맥스웰의 전자방정식 중 패러데이의 법칙에서 유도된 식은? (단, D:전속밀도,

: 공간 전하밀도, B : 자속밀도, E : 전계의 세기, J : 전류밀도, H : 자계의 세기 이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 패러데이의 법칙에서 유도된 맥스웰 방정식은 ∇×E=-∂B/∂t 형태이다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

4번

특성 임피던스가 각각

인 두 매질의 경계면에 전자파가 수직으로 입사할 때 전계가 무반사로 되기 위한 가장 알맞은 조건은?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 두 매질 경계면에서 전자파가 무반사가 되려면 두 매질의 고유임피던스(특성임피던스)가 같아야 한다(η1=η2). (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

5번

전기력선의 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?

1. 전기력선은 도체 표면과 직교한다.

2. 전기력선은 전위가 낮은 점에서 높은 점으로 향한다.

3. 전기력선은 도체 내부에 존재할 수 있다.

4. 전기력선은 등전위면과 평행하다.

정답 1번

해설. 전기력선은 도체 표면에 대해 항상 직교하며(도체 표면이 등전위면이므로), 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하고, 도체 내부에는 존재할 수 없으며, 등전위면과는 수직으로 만난다.

6번

반지름 a(m) 의 원형단면을 가진 도선에 전도 전류 가 흐를 때 변위 전류 밀도의 최대값 Jd는 몇 A/m2이 되는가? (단, 도전율은

(S/m) 이고 비유전율은

이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 변위전류밀도의 최대값은 전도전류밀도와 유전율·도전율의 비를 이용한 관계식으로 구한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

7번

자속밀도가 0.3Wb/m2인 평등자계 내에 5 A 의 전류가 흐르고 있는 길이 2m인 직선도체를 자계의 방향에 대하여 60˚의 각도로 놓았을 때 이 도체가 받는 힘은 약 몇 N 인가?

1. 1.3

2. 2.6

3. 4.7

4. 5.2

정답 2번

해설. 도체가 받는 힘 F=BIlsinθ=0.3×5×2×sin60°=0.3×5×2×0.866≈2.6N이다.

8번

무한 평면 도체로부터 거리 a(m)인 곳에 점전하 Q(C)가 있을 때 도체 표면에 유도되는 최대 전하밀도는 몇C/m2인가?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 무한평면도체에서 거리 a에 있는 점전하 Q에 의해 도체 표면(가장 가까운 점)에 유도되는 최대 전하밀도는 σmax=-Q/(2πa²) 형태로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

9번

2C의 점전하가 전계 및 자계 내에서 속도 로 운동하고 있을 때점전하에 작용하는 힘 F는 몇 N인가?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 점전하에 작용하는 힘은 로렌츠 힘 F=q(E+v×B)로 구하며, 주어진 전계·자계·속도 벡터를 대입하여 계산한다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

10번

비투자율 350 인 환상철심 중의 평균 자계의 세기가 280 AT/m 일 때 자화의 세기는 약 몇 Wb/m2 인가?

1. 0.12

2. 0.15

3. 0.18

4. 0.21

정답 1번

해설. 자화의 세기 J=μ0(μs-1)H=4π×10⁻⁷×(350-1)×280≈0.1228Wb/m²로 약 0.12Wb/m²이다.

11번

Q(C)의 전하를 가진 반지름 a(m)의 도체 구를 유전율

(F/m)의 기름탱크로부터 공기중으로 빼내는데 요하는 에너지는 몇J인가?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 절연유(유전율 ε) 속의 대전 도체구를 공기 중으로 꺼내는데 필요한 에너지는 매질별 정전에너지 차이로 구하며, 유전율비에 따른 공식으로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

12번

다음 설명 중 옳은 것은?

1. 자계 내의 자속밀도는 벡터포텐셜을 폐로선적분하여 구할 수 있다.

2. 벡터포텐셜은 거리에 반비례하며 전류의 방향과 같다.

3. 자속은 벡터포텐셜의 curl을 취하면 구할 수 있다.

4. 스칼라포텐셜은 정전계와 정자계에서 모두 정의되나 벡터포텐셜은 정전계에서만 정의된다.

정답 2번

해설. 벡터포텐셜 A는 전류소자에 의해 A=μI/(4πr) 형태로 나타나므로 거리에 반비례하며 그 방향은 전류의 방향과 같다. 나머지 설명들은 자속(스칼라량)과 자속밀도(벡터량)를 혼동하거나, 벡터포텐셜이 정자계에서 정의된다는 사실과 반대로 서술되어 틀렸다.

13번

한 변의 저항이 Ro 인 그림과 같은 무한히 긴 회로에서 AB간의 합성 저항은 어떻게 되겠는가?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. 한 변의 저항이 R0인 무한히 긴 사다리꼴(래더) 회로의 AB간 합성저항은 자기유사성을 이용한 방정식 Rab=R0+(R0×Rab)/(R0+Rab)를 풀어 구하는 값이다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

14번

평면 전자파가 유전율

, 투자율

인 유전체 내를 전파한다. 전계의 세기가 라면
자계의 세기 H(AT/m)는?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 유전체 내 평면 전자파에서 자계의 세기는 고유임피던스 관계식 H=E×√(ε/μ)를 이용해 구한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

15번

높은 전압이나, 낙뢰를 맞는 자동차 안에는 승객이 안전한 이유가 아닌 것은?

1. 도전선 용기 내부의 장은 외부 전하나 자장이 정지 상태에서 영(ZERO)이다.

2. 도전성 내부 벽에는 음(-)전하가 이동하여 외부에 같은 크기의 양(+)전하를 준다.

3. 도전성인 용기라도 속빈 경우에 그 내부에는 전기장이 존재하지 않는다.

4. 표면의 도전성 코팅이나 프레임 사이에 도체의 연결이 필요 없기 때문이다.

정답 4번

해설. 도전성 용기(패러데이 케이지) 내부는 정전차폐로 인해 전기장이 존재하지 않으며 내부 벽에 유도된 전하가 외부에 반대 전하를 형성하지만, '도전성 코팅이나 프레임 사이에 도체의 연결이 필요 없다'는 것은 실제로는 연속적인 도체 연결이 차폐 효과에 중요하므로 안전의 이유로 볼 수 없다.

16번

유도 기전력의 크기는 폐회로에 쇄교하는 자속의 시간적 변화율에 비례하는 정량적인 법칙은?

1. 노이만의 법칙

2. 가우스의 법칙

3. 암페어의 주회적분 법칙

4. 플레밍의 오른손 법칙

정답 1번

해설. 유도기전력의 크기가 폐회로에 쇄교하는 자속의 시간적 변화율에 비례한다는 정량적 법칙은 노이만의 법칙이다.

17번

전계 E(V/m)가 두 유전체의 경계면에 평행으로 작용하는 경우 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/m2 인가?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 유전체 경계면에 전계가 평행하게 작용하는 경우 단위면적당 작용하는 힘(맥스웰 응력)은 f=(1/2)(ε1-ε2)E² 형태로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

18번

지름 2mm, 길이 25m 인 동선의 내부 인덕턴스는 몇 μH 인가?

1. 1.25

2. 2.5

3. 5.0

4. 25

정답 1번

해설. 원형 도선의 내부 인덕턴스는 반지름과 무관하게 Li=(μ0/8π)×l=(4π×10⁻⁷/8π)×25=1.25×10⁻⁶H=1.25μH이다.

19번

아래의 그림과 같은 자기회로에서 A부분에만 코일을 감아서 전류를 인가할 떄의 자기저항과 B부분에만 코일을 감아서 전류를 인가할 때의 자기저항 (AT/Wb)을 각각 구하면 어떻게 되는가? (단, 자기 저항 R1 = 3 AT/Wb,R2 = 1 AT/Wb, R3 = 2 AT/Wb 이다.)

1. RA = 2.20, RB = 3.67

2. RA = 3.67, RB = 2.20

3. RA = 1.43, RB = 2.83

4. RA = 2.20, RB = 1.43

정답 2번

해설. 자기회로에서 A부분과 B부분에 코일을 감았을 때의 등가 자기저항은 R1,R2,R3의 직병렬 결합 관계에 따라 각각 RA≈3.67, RB≈2.20 AT/Wb로 계산된다. (이미지의 회로 구성 기준)

20번

5000㎌의 콘덴서를 60V로 충전시켰을 대 콘덴서에 축적되는 에너지는 몇 J인가?

1. 5

2. 9

3. 45

4. 90

정답 2번

해설. 콘덴서에 축적되는 에너지 W=(1/2)CV²=0.5×5000×10⁻⁶×60²=0.5×5×10⁻³×3600=9J이다.

21번

기력발전소 내의 보조기 중 예비기를 가장 필요로 하는 것은?

1. 미분탄송입기

2. 급수펌프

3. 강제통풍기

4. 급탄기

정답 2번

해설. 기력발전소 보조기 중 급수펌프가 정지하면 보일러 급수 공급이 끊겨 즉시 심각한 사고로 이어질 수 있으므로 예비기를 가장 필요로 한다.

22번

유량의 크기를 구분할 때 갈수량이란?

1. 하천의 수위 중에서 1년을 통하여 355일간 이보다 내려가지 않는 수위

2. 하천의 수위 중에서 1년을 통하여 275일간 이보다 내려가지 않는 수위

3. 하천의 수위 중에서 1년을 통하여 185일간 이보다 내려가지 않는 수위

4. 하천의 수위 중에서 1년을 통하여 95일간 이보다 내려가지 않는 수위

정답 1번

해설. 갈수량은 1년 중 355일간 이보다 내려가지 않는 하천의 유량(수위)을 말한다.

23번

송전선로에서 변압기의 유기 기전력에 의해 발생하는 고조파중 제 3고조파를 제거하기 위한 방법으로 가장 적당한 것은?

1. 변압기를 Δ결선한다.

2. 동기조상기를 설치한다.

3. 직렬 리액터를 설치한다.

4. 전력용 콘덴서를 설치한다.

정답 1번

해설. 변압기 여자전류에 포함되는 제3고조파는 변압기 권선을 Δ결선으로 하여 폐회로 내에서 순환시켜 제거하는 것이 가장 효과적이다.

24번

전압 V1(kV)에 대한 % 리액턴스 값이 Xp1 이고, 전압 V2(kV) 에 대한 % 리액턴스 값이 Xp2 일 때, 이들 사이의 관계로 옳은 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. %리액턴스는 기준전압의 제곱에 반비례하는 관계를 가지므로, Xp2=Xp1×(V1/V2)² 형태로 환산된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

25번

22.9 kV, Y 가공배전선로에서 주 공급선로의 정전사고 시 예비전원 선로로 자동 전환되는 개폐장치는?

1. 기중부하 개폐기

2. 고장구간 자동 개폐기

3. 자동선로 구분 개폐기

4. 자동부하 전환 개폐기

정답 4번

해설. 22.9kV Y가공배전선로에서 주 공급선로 정전 시 예비전원 선로로 자동 전환되는 개폐장치는 자동부하전환개폐기(ALTS)이다.

26번

보호계전기의 반한시 · 정한시 특성은?

1. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성

2. 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성

3. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성

4. 동작전류가 적은 동안에는 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지고 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성

정답 4번

해설. 반한시·정한시 특성은 동작전류가 적은 구간에서는 전류가 커질수록 동작시간이 짧아지다가, 일정 전류 이상에서는 전류 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성이다.

27번

송전계통의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

1. 속응 여자방식을 채택한다.

2. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.

3. 발전기나 변압기의 리액턴스를 크게 한다.

4. 고장전류를 줄이고 고속도 차단방식을 채용한다.

정답 3번

해설. 속응여자방식, 고속도 재폐로, 고속도 차단방식은 안정도 향상에 기여하지만, 발전기·변압기의 리액턴스를 크게 하면 오히려 안정도가 저하되므로 안정도 증진 방법이 아니다.

28번

송전계통의 중성점을 직접 접지할 경우 관계가 없는 것은?

1. 과도안정도 증진

2. 계전기 동작 확실

3. 기기의 절연수준 저감

4. 단절연변압기 사용 가능

정답 1번

해설. 중성점 직접접지는 계전기 동작 확실, 기기 절연수준 저감, 단절연변압기 사용 가능 등의 효과가 있으나, 지락전류가 커져 오히려 과도안정도에는 불리하게 작용하므로 과도안정도 증진과는 관계가 없다.

29번

송전선로의 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임피던스가 300Ω이고 수전단을 개방한 경우에는 900Ω일 때 이 선로의 특성임피던스 Z0(Ω)는 약 얼마인가?

1. 490

2. 500

3. 510

4. 520

정답 4번

해설. 특성임피던스 Z0=√(Zsc×Zoc)=√(300×900)=√270000≈520Ω이다.

30번

제 5고조파 전류의 억제를 위해 전력용 콘센서에 직렬로 삽입하는 유도 리액턴스의 값으로 적당한 것은?

1. 전력용 콘덴서 용량의 약 6% 정도

2. 전력용 콘덴서 용량의 약 12% 정도

3. 전력용 콘덴서 용량의 약 18% 정도

4. 전력용 콘덴서 용량의 약 24% 정도

정답 1번

해설. 제5고조파 전류 억제를 위한 직렬 리액터의 용량은 전력용 콘덴서 용량의 약 4~6% 정도로 설계한다.

31번

각 수용가의 수용률 및 수용가 사이의 부등률이 변화할 때 수용가군 총합의 부하율에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 수용률에 비례하고 부등률에 반비례한다.

2. 부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다.

3. 부등률과 수용률에 모두 반비례한다.

4. 부등률과 수용률에 모두 비례한다.

정답 2번

해설. 수용가군 총합의 부하율은 부등률에 비례하고 수용률에 반비례하는 경향을 가진다(부등률이 클수록 부하가 분산되어 부하율이 개선되고, 수용률이 클수록 최대수요가 설비용량에 근접해 부하율이 낮아짐).

32번

송전단전압이 3.4kV, 수전단전압이 3kV인 배전선로에서 수전단의 부하를 끊은 경우의 수전단전압이 3.2kV로 되었다면 이때의 전압변동률은 약 몇 % 인가?

1. 5.88

2. 6.25

3. 6.67

4. 11.76

정답 3번

해설. 전압변동률=(무부하전압-전부하전압)/전부하전압×100=(3.2-3.0)/3.0×100≈6.67%이다.

33번

전력계통에서 무효전력을 조정하는 조상설비 중 전력용 콘덴서를 동기조상기와 비교할 때 옳은 것은?

1. 전력손실이 크다.

2. 지상 무효전력분을 공급할 수 있다.

3. 전압조정을 계단적으로 밖에 못한다.

4. 송전선로를 시송전할 때 선로를 충전할 수 있다.

정답 3번

해설. 전력용 콘덴서는 동기조상기와 달리 진상 무효전력만 공급 가능하고 전압조정이 ON/OFF방식으로 계단적으로 밖에 되지 않는다는 단점이 있다.

34번

송전선로의 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

1. 전선의 높이를 가급적 낮게 한다.

2. 코로나 임계전압을 낮게 한다.

3. 선로의 절연을 강화한다.

4. 복도체를 사용한다.

정답 4번

해설. 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은 전선의 등가반지름을 키워 코로나 임계전압을 높이는 복도체(다도체) 사용이다.

35번

일반적으로 화력발전소에서 적용하고 있는 열사이클 중 가장 열효율이 좋은 것은?

1. 재생사이클

2. 랭킨사이클

3. 재열사이클

4. 재생재열사이클

정답 4번

해설. 화력발전 열사이클 중 재생사이클과 재열사이클의 장점을 모두 취한 재생재열사이클이 열효율이 가장 좋다.

36번

한류 리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

1. 충전전류의 제한

2. 접지전류의 제한

3. 누설전류의 제한

4. 단락전류의 제한

정답 4번

해설. 한류리액터는 사고 시 단락전류의 크기를 제한하기 위해 사용한다.

37번

송전계통의 절연협조에 있어 절연레벨을 가장 낮게 잡고 있는 기기는?

1. 차단기

2. 피뢰기

3. 단로기

4. 변압기

정답 2번

해설. 송전계통의 절연협조에서 피뢰기가 가장 낮은 절연레벨을 가져 다른 기기들을 보호하는 기준이 된다.

38번

송전계통에서 절연 협조의 기본이 되는 것은?

1. 애자의 섬락전압

2. 권선의 절연내력

3. 피뢰기의 제한전압

4. 변압기 부싱의 섬락전압

정답 3번

해설. 절연협조의 기본이 되는 것은 피뢰기의 제한전압이며, 다른 기기의 절연강도는 이보다 여유를 두고 결정한다.

39번

154kV 송전선로에서 송전거리가 154km라 할 때 송전용량 계수법에 의한 송전용량은 몇 kW인가? (단, 송전용량 계수는 1200 으로 한다.)

1. 61600

2. 92400

3. 123200

4. 184800

정답 4번

해설. 송전용량계수법 P=k×V²/L에서 P=1200×154²/154=1200×154=184,800kW이다.

40번

22.9kV, Y결선된 자가용 수전설비의 계기용변압기의 2차측 정격전압은 몇 V 인가?

1. 110

2. 190

3.

4.

정답 1번

해설. 22.9kV Y결선 계기용변압기(PT)의 2차측 정격전압은 상전압 기준 표준값인 110V이다.

41번

단상변압기의 1차 전압 E1, 1차저항 r1, 2차저항 r2, 1차 누설리액턴스 x1, 2차 누설리액턴스 x2, 권수비 a 라고 하면 2차 권선을 단락했으 때의 1차 단락 전류는?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 2차 권선을 단락했을 때의 1차 단락전류는 1차 전압을 1차 및 2차(권수비 환산) 임피던스의 합으로 나눈 형태 Isc=E1/√((r1+a²r2)²+(x1+a²x2)²)로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

42번

그림과 같이 180˚ 도통형 인버터의 상태일 때 u상과 v상의 상전압 및 u-v선갑전압은?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 180° 통전형 인버터의 각 상 전압 및 선간전압 파형은 스위칭 시퀀스에 따른 표준 계단파 형태로 나타난다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

43번

그림은 동기반전기의 구동개념도이다, 그림에서 2를 발전기라 할 때 3의 명칭으로 적합한 것은?

1. 전동기

2. 여자기

3. 원동기

4. 제동기

정답 2번

해설. 동기변환기(발전기-원동기) 구동 개념도에서 발전기의 계자에 여자전류를 공급하는 장치인 여자기가 3의 명칭에 해당한다.

44번

극수 6, 회전수 1200 rpm의 교류발전기와 병렬운전하는 극수 8의 교류발전기의 회전수(rpm)는?

1. 600

2. 750

3. 900

4. 1200

정답 3번

해설. 병렬운전하려면 주파수가 같아야 하므로, f=P1N1/120=6×1200/120=60Hz이고, 극수 8인 발전기의 회전수는 N2=120f/P2=120×60/8=900rpm이다.

45번

3상 동기반전기에서 그림과 같이 1상의 권선을 서로 똑같은 2조로 나누어서 그 1조의 권선전압을 E(V), 각 권선의 전류를 I(A)라 하고 지그재그 Y형 (zigzag star)으로 결선하는 경우, 선간전압 선전류 및 피상전력은?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 지그재그 Y형 결선에서 선간전압, 선전류, 피상전력은 각 권선전압 E, 전류 I를 이용한 표준 관계식으로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

46번

동기발전기에서 동기속도와 극수와의 관계를 표시한 것은? (단, N : 동기속도, P : 극수 이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. 동기속도와 극수의 관계는 Ns=120f/P로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

47번

4극, 60 HZ의 회전변류기가 있는데 회전전기자형이다. 이 회전변류기의 회전방향과 회전속도는 다음 중 어느 것인가?

1. 회전자계의 방향으로 1800 rpm속도로 회전한다.

2. 회전자계의 방향으로 1800 rpm이하의 속도로 회전한다.

3. 회전자계의 방향과 반대방향으로 1800 rpm속도로 회전한다.

4. 회전자계의 방향과 반대방향으로 1800 rpm이상의 속도로 회전한다.

정답 3번

해설. 회전전기자형 회전변류기는 직류측 정류자 극성 관계상 회전자계의 방향과 반대방향으로 동기속도(Ns=120×60/4=1800rpm)로 회전한다.

48번

변압기 단락시험에서 변압기의 임피던스 전압이란?

1. 여자 전류가 흐를 때의 2차측 단자 전압

2. 정격 전류가 흐를 때의 2차측 단자 전압

3. 2차 단락 전류가 흐를 때의 변압기 내의 전압 강하

4. 정격 전류가 흐를 때의 변압기 내의 전압 강하

정답 4번

해설. 변압기 단락시험에서의 임피던스 전압은 정격전류가 흐를 때 변압기 내부(권선 임피던스)에서 발생하는 전압강하를 의미한다.

49번

정격전압 100 V, 정격전류 50 A인 분권발전기의 유기기전력은 몇 V 인가? (단, 전기자 저항 0.2Ω, 계자전류 및 전기자 반작용은 무시한다.)

1. 110

2. 120

3. 125

4. 127.5

정답 1번

해설. 분권발전기의 유기기전력 E=V+IaRa=100+50×0.2=100+10=110V이다(계자전류 및 전기자반작용 무시로 Ia≈부하전류).

50번

권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하는 경우 그 동기속도는 어떤 전동기의 속도와 같은가?

1. 두 전동기 중 적은 극수를 갖는 전동기

2. 두 전동기 중 많은 극수를 갖는 전동기

3. 두 전동기의 극수의 합과 같은 극수를 갖는 전동기

4. 두 전동기의 극수의 차와 같은 극수를 갖는 전동기

정답 3번

해설. 권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하면 동기속도는 두 전동기 극수의 합에 해당하는 극수를 가진 전동기의 속도와 같아진다.

51번

사이리스터를 이용한 교류전압 크기 제어 방식은?

1. 정지 레오나드방식

2. 초퍼방식

3. 위상제어방식

4. TRC방식

정답 3번

해설. 사이리스터를 이용해 교류전압의 크기를 제어하는 방식은 위상제어방식(점호각 제어)이다.

52번

전체 도체수는 100, 단중 중권이며 자극수는 4, 자속수는 극당 0.628 Wb인 직률 분권전동기가 있다. 이 전동기의 부하시 전기자에 5A가 흐르고 있었다면 이때의 토크(N·m)는?

1. 12.5

2. 25

3. 50

4. 100

정답 3번

해설. 토크 T=ZΦIa/(2π)(단중 중권, a=P)=100×0.628×5/(2π)=314/6.283≈50N·m이다.

53번

변압기에서 콘서베이터의 용도는?

1. 통풍장치

2. 변압유의 열화방지

3. 강제순환

4. 코로나 방지

정답 2번

해설. 변압기의 콘서베이터는 변압유가 공기와 직접 접촉하는 것을 막아 변압유의 열화(산화)를 방지하는 용도로 사용된다.

54번

3상 농형 유도전동기의 기동방법으로 틀린 것은?

1. Y - Δ기동

2. 2차 저항에 의한 기동

3. 전전압 기동

4. 리액터 기동

정답 2번

해설. 2차저항에 의한 기동법은 권선형 유도전동기에서만 가능하며, 3상 농형 유도전동기의 기동방법(Y-Δ기동, 전전압기동, 리액터기동)에는 해당하지 않는다.

55번

스테핑모터에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 회전속도는 스테핑 주파수에 반비례한다.

2. 총 회전각도는 스텝각과 스텝수의 곱이다.

3. 분해능은 스텝각에 반비례한다.

4. 펄스구동방식의 전동기이다.

정답 1번

해설. 스테핑모터는 펄스구동방식이며 총 회전각도는 스텝각과 스텝수의 곱, 분해능은 스텝각에 반비례하지만, 회전속도는 스테핑 주파수에 비례하므로 '반비례한다'는 설명은 틀렸다.

56번

전기철도에 가장 적합한 직류전동기는?

1. 분권전동기

2. 직권전동기

3. 복권전동기

4. 자여자분권전동기

정답 2번

해설. 전기철도와 같이 기동토크가 크고 부하변동이 심한 용도에는 직권전동기가 가장 적합하다.

57번

3상 전원을 이용하여 2상 전압을 얻고자 할 때 사용하는 결선 방법은?

1. Scott 결선

2. Fork 결선

3. 환상 결선

4. 2중 3각 결선

정답 1번

해설. 3상 전원으로부터 2상 전압을 얻기 위한 결선 방법은 스코트(Scott) 결선이다.

58번

직류 분권발전기를 서서히 단락상태로 하면 어떤 상태로 되는가?

1. 과전류로 소손된다.

2. 과전압이 된다.

3. 소전류가 흐른다.

4. 운전이 정지된다.

정답 3번

해설. 자여자 분권발전기를 서서히 단락시키면 계자전류가 잔류자기에 의존하여 점차 감소하면서 소전류(작은 전류)만 흐르는 상태가 된다.

59번

권선형 유도전동기와 직류 분권전동기와의 유사한 점으로 가장 옳은 것은?

1. 정류자가 있고, 저항으로 속도조정을 할 수 있다.

2. 속도 변동률이 크고, 토크가 전류에 비례한다.

3. 속도 가변이 용이하며, 기동토크가 기동전류에 비례한다.

4. 속도 변동률이 적고, 저항으로 속도조정을 할 수 있다.

정답 4번

해설. 권선형 유도전동기와 직류 분권전동기는 모두 속도변동률이 적고, 외부(2차)저항 삽입을 통해 속도를 조정할 수 있다는 점에서 유사하다.

60번

동기 발전기에서 전기자 권선과 계자 권선이 모두 고정 되고 유도자가 회전하는 것은?

1. 수차 발전기

2. 고주파 발전기

3. 터빈 발전기

4. 엔진 발전기

정답 2번

해설. 전기자권선과 계자권선이 모두 고정되고 유도자(철심 돌극)가 회전하는 방식은 고주파발전기(유도자형)이다.

61번

전달함수의 크기가 주파수 0 에서 최대값을 갖는 저역통과 필터가 있다. 최대값의 70.7% 또는 -3dB로 되는 크기까지의 주파수로 정의되는 것은?

1. 공진주파수

2. 첨두공진점

3. 대역폭

4. 분리도

정답 3번

해설. 저역통과필터에서 이득이 최대값의 70.7%(-3dB)로 되는 주파수 범위를 대역폭(bandwidth)이라 한다.

62번

어떤 제어계의 전달함수 에서 안정성을 판정하면?

1. 임계상태

2. 불안정

3. 안정

4. 알 수 없다.

정답 3번

해설. 주어진 전달함수의 극점이 모두 s평면 좌반면에 위치하는 경우 안정으로 판정된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

63번

그림과 같은 신호흐름선도에서 C(s)/R(s)의 값은?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. 신호흐름선도에서 C(s)/R(s)는 메이슨 공식을 이용해 전방향경로 이득과 루프이득으로부터 구한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

64번

인 적분요소의 보드선도에서 이득곡선의 1decade 당 기울기는 몇 dB 인가?

1. 10

2. 20

3. -10

4. -20

정답 4번

해설. 적분요소 G(jω)=1/(jωT)의 보드선도 이득곡선은 주파수가 10배(1decade) 증가할 때마다 -20dB씩 감소하는 기울기를 가진다.

65번

자동제어계에서 과도응답 중 최종값의 10% 에서 90% 에 도달하는데 걸리는 시간은?

1. 정정시간(settling time)

2. 지연시간(delay time)

3. 상승시간(rising time)

4. 응답시간(response time)

정답 3번

해설. 과도응답에서 최종값의 10%에서 90%에 도달하는 데 걸리는 시간을 상승시간(rising time)이라 한다.

66번

연산 증폭기의 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 전압 이득이 매우 크다.

2. 입력 임피던스가 매우 작다.

3. 전력 이득이 매우 크다.

4. 출력 임피던스가 매우 작다.

정답 2번

해설. 이상적인 연산증폭기는 전압이득과 전력이득이 매우 크고 출력임피던스는 매우 작지만, 입력임피던스는 매우 커야 하므로 '입력 임피던스가 매우 작다'는 설명은 틀렸다.

67번

다음 중 온도를 전압으로 변환시키는 요소는?

1. 차동변압기

2. 열전대

3. 측온저항

4. 광전지

정답 2번

해설. 온도를 전압으로 변환시키는 요소는 열전대(thermocouple)이다.

68번

다음 블록선도의 전달함수는 ?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. 블록선도의 전달함수는 피드백 경로와 전향 경로의 이득을 등가변환 규칙에 따라 정리하여 구한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

69번

e(t)의 z변환을 E(z)라 했을 때 e(t)의 초기값은?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. z변환의 초기값 정리에 따라 e(t)의 초기값은 e(0)=lim(z→∞)E(z)로 구해진다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

70번

특성방정식이 s4 + s3 + 2s2 + 3s + 2 = 0인 경우 불안정한 근의 수는?

1. 0개

2. 1개

3. 2개

4. 3개

정답 3번

해설. 특성방정식 s⁴+s³+2s²+3s+2=0에 라우스-후르비츠 표를 작성하면 제1열의 부호가 1,1,-1,5,2로 2번 바뀌므로 불안정한(우반면) 근은 2개이다.

71번

3상 불평형 전압을 Va, Vb, Vc 라고 할 때 역상 전압 V2 는?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 3상 불평형 전압의 역상분 V2는 대칭좌표법에 따라 V2=(1/3)(Va+a²Vb+aVc) (a=1∠120°) 형태로 구해진다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

72번

단위 길이당 인덕턴스 및 커패시턴스가 각각 L 및 C 일 때 전송선로의 특성임피던스는? (단, 무손실 선로 임)

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 무손실 전송선로의 특성임피던스는 Z0=√(L/C)이다.

73번

그림과 같은 회로에서 주파수 60Hz, 교류전압 200V 의 전원이 인가되었다, R의 전력손실을 L=0 인 때의 1/2로 하면 L의 크기는 약 몇 H 인가? (단, R=600Ω 이다.)

1. 0.59

2. 1.59

3. 3.62

4. 4.62

정답 2번

해설. R만 있을 때의 전류에 비해 L 추가 시 전력손실이 1/2이 되려면 임피던스 크기가 √2배가 되어야 하므로 ωL=R, 즉 L=R/(2πf)=600/(2π×60)≈1.59H이다.

74번

다음 함수의 라플라스 역변환은?

1. e-t-e-2t

2. et-e-2t

3. e-t+e-2t

4. et+e-2t

정답 3번

해설. 주어진 유리함수 F(s)를 부분분수로 전개하여 라플라스 역변환을 구하면 f(t)=e⁻ᵗ+e⁻²ᵗ 형태가 된다. (이미지의 F(s) 기준)

75번

평형 3상 회로에서 그림과 같이 변류기를 접속하고 전류계를 연결하였을 때, A2 에 흐르는 전류(A)는?

1.

2.

3. 5

4. 0

정답 1번

해설. 평형 3상 회로에서 변류기 결선에 따라 A2에 흐르는 전류는 나머지 두 상 전류의 벡터합에 의해 결정되는 값으로 계산된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

76번

그림과 같은 전기회로의 전달함수는?( 단, ei(t) 입력전압, eo(t) 출력전압이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 그림 회로의 전달함수는 임피던스 소자의 라플라스 변환과 회로 방정식을 통해 구한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

77번

의 실효값(V)은?

1. 9.6

2. 10.6

3. 11.6

4. 12.6

정답 3번

해설. 주어진 파형의 실효값은 각 구간별 제곱평균의 제곱근으로 계산하여 구한다. (이미지의 파형 기준)

78번

RL 직렬회로에서 R=20 Ω, L=40mH이다. 이 회로의 시정수 (sec)는?

1. 2

2. 2 ×10-3

3.

4.

×10-3

정답 2번

해설. RL 직렬회로의 시정수 τ=L/R=0.04/20=0.002s=2×10⁻³s이다.

79번

0.1㎌의 콘덴서에 주파수 1kHz, 최대전압 2000V 를 인가할때 전류의 순시값(A)은?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 콘덴서에 흐르는 전류의 순시값은 i(t)=ωCVmcos(ωt+90°) 형태이며, 진폭 Im=ωCVm=2π×1000×0.1×10⁻⁶×2000≈1.26A이다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

80번

그림과 같은 직류회로에서 저항 R (Ω)의 값은?

1. 10

2. 20

3. 30

4. 40

정답 2번

해설. 그림의 직류회로에서 저항 R의 값은 회로방정식(전압·전류 관계식)을 풀어 20Ω으로 구해진다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

81번

시가지에 시설하는 특고압 가공전선로용 지지물로 사용될 수 없는 것은? (단, 사용전압이 170kV 이하의 전선로인 경우이다.)

1. 철근콘크리트주

2. 목주

3. 철탑

4. 철주

정답 2번

해설. 170kV 이하 시가지 특고압 가공전선로의 지지물로는 철근콘크리트주, 철탑, 철주를 사용할 수 있으나 목주는 사용할 수 없다.

82번

고압 및 특고압 전로의 절연내력시험을 하는 경우 시험전압을 연속하여 몇 분간 가하여 견디어야 하는가?

1. 1

2. 3

3. 5

4. 10

정답 4번

해설. 고압 및 특고압 전로의 절연내력시험은 시험전압을 연속하여 10분간 가하여 견디는지 확인한다.

83번

의료장소에서 전기설비 시설로 적합하지 않는 것은?

1. 그룹 0 장소는 TN 또는 TT 접지 계통 적용

2. 의료 IT 계통의 분전반은 의료장소의 내부 혹은 가까운 외부에 설치

3. 그룹 1 또는 그룹 2 의료장소의 수술등, 내시경 조명등은 정전 시 0.5초 이내 비상전원 공급

4. 의료 IT 계통의 누설전류 계측시 10mA에 도달하면 표시 및 경보하도록 시설

정답 4번

해설. 의료장소의 의료 IT계통 절연감시장치는 누설전류가 5mA에 도달하면 표시 및 경보하도록 시설하여야 하므로, '10mA에 도달하면'이라는 설명은 기준과 달라 틀렸다.

84번

전력용 콘덴서 또는 분로리액터의 내부에 고장 또는 과전류 및 과전압이 생긴 경우에 자동적으로 동작하여 전로로부터 자동차단하는 장치를 시설해야하는 뱅크용량은?

1. 500kVA를 넘고 7,500kVA 미만

2. 7,500kVA를 넘고 10,000kVA 미만

3. 10,000kVA를 넘고 15,000kVA 미만

4. 15,000kVA 이상

정답 4번

해설. 전력용 콘덴서 또는 분로리액터의 내부고장·과전류·과전압 시 자동차단장치를 시설해야 하는 뱅크용량은 15,000kVA 이상이다.

85번

가공전선로의 지지물로 볼 수 없는 것은?

1. 철주

2. 지선

3. 철탑

4. 철근콘크리트주

정답 2번

해설. 지선은 지지물을 보강하는 보조 설비이며, 가공전선로의 지지물 자체(철주, 철탑, 철근콘크리트주 등)에는 해당하지 않는다.

86번

전로(電路)와 대지 간 절연내력시험을 하고자할 때 전로의 종류와 그에 따른 시험전압의 내용으로 옳은 것은?

1. 7000V이하 - 2배

2. 60000V초과 중성점 비접지 - 1.5배

3. 60000V초과 중성점 접지 - 1.1배

4. 170000V초과 중성점 직접접지 - 0.72배

정답 3번

해설. 전로의 절연내력시험에서 60,000V를 초과하는 중성점 접지식 전로의 시험전압은 최대사용전압의 1.1배이다.

87번

특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기를 시설하여서는 안되는 것은?

1. 교류식 전기철도용 신호회로에 전기를 공급하기 위한 변압기

2. 1차전압이 22.9kV이고, 1차측과 2차측 권선이 혼촉한 경우에 자동적으로 전로로부터 차단되는 차단기가 설치된 변압기

3. 1차전압 66kV의 변압기로서 1차측과 2차측 권선사이에 제2종 접지공사를 한 금속제 혼촉방지판이 있는 변압기

4. 1차전압이 22kV이고 Δ결선된 비접지 변압기로서 2차측 부하설비가 항상 일정하게 유지되는 변압기

정답 4번

해설. 1차전압 22kV의 Δ결선 비접지 변압기로 자동차단장치나 혼촉방지판 등의 보호조치 없이 특고압을 직접 저압으로 변성하는 경우는 원칙적으로 시설이 금지된다.

88번

고압 이상의 전압조정기 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위하여 특히 필요한 경우에 그 권선에 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?

1. 제1종 접지공사

2. 제2종 접지공사

3. 제3종 접지공사

4. 특별제3종 접지공사

정답 1번

해설. 고압 이상의 전압조정기 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위해 특히 필요한 경우 그 권선에는 제1종 접지공사를 하여야 한다.

89번

제1종 특고압 보안공사로 시설하는 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 것은?

1. 철탑

2. B종 철주

3. B종 철근콘크리트주

4. 목주

정답 4번

해설. 제1종 특고압보안공사의 지지물로는 철탑, B종 철주, B종 철근콘크리트주를 사용할 수 있으나 목주는 사용할 수 없다.

90번

가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우, 소선(素線)은 몇 가닥이상이어야 하는가?

1. 2

2. 3

3. 5

4. 9

정답 2번

해설. 가공전선로 지지물의 지선에 연선을 사용하는 경우 소선은 3가닥 이상이어야 한다.

91번

교류전기철도에서는 단상부하를 사용하기 때문에 전압불평형이 발생하기 쉽다. 이때 전압불평형으로 인하여 전력기계 기구에 장해가 발생하게 되는데 다음 중 장해가 발생하지 않는 기기는?

1. 발전기

2. 조상설비

3. 변압기

4. 계기용 변성기

정답 4번

해설. 교류전기철도의 단상부하로 인한 전압불평형은 발전기, 조상설비, 변압기에 장해를 줄 수 있으나, 계측용인 계기용 변성기는 상대적으로 이러한 장해의 영향을 받지 않는다.

92번

가로등, 경기장, 공장 등의 일반조명을 위하여 시설하는 고압 방전등의 효율은 몇 ℓm/W 이상인가?

1. 10

2. 30

3. 50

4. 70

정답 4번

해설. 가로등·경기장·공장 등의 일반조명용 고압방전등의 효율은 70lm/W 이상이어야 한다.

93번

단상 2선식 220V로 공급하는 간선의 굵기를 결정할 때 근거가 되는 전류의 최소값은 몇 A인가? (단, 수용률 100%, 전등 부하의 합계 5A, 한 대의 정격전류 10A인 전열기 2대, 정격전류 40A인 전동기 1대 이다.)

1. 55

2. 65

3. 75

4. 130

정답 3번

해설. 전동기 전류(40A)가 다른 부하전류 합계(전등5A+전열기20A=25A)보다 크므로, 간선 굵기 결정전류=전동기전류×1.25+다른부하전류=40×1.25+25=75A이다.

94번

철재 물탱크에 전기부식방지 시설을 하였다. 수중에 시설하는 양극과 그 주위 1m 안에 있는 점과의 전위차는 몇 V 미만이며, 사용전압은 직류 몇 V 이하이어야 하는가?

1. 전위차 : 5, 전압 : 30

2. 전위차 : 10, 전압 : 60

3. 전위차 : 15, 전압 : 90

4. 전위차 : 20, 전압 : 120

정답 2번

해설. 철재 물탱크의 전기부식방지 시설에서 수중 양극과 그 주위 1m 지점의 전위차는 10V 미만, 사용전압은 직류 60V 이하이어야 한다.

95번

저·고압 가공전선과 가공약전류 전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우로 틀린 것은?

1. 가공전선을 가공약전류 전선 등의 위로하고 별개의 완금류에 시설할 것

2. 전선로의 지지물로 사용하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 1.5 이상일 것

3. 가공전선과 가공약전류 전선 등 사이의 이격거리는 저압과 고압 모두 75cm 이상일 것

4. 가공전선이 가공약전류 전선에 대하여 유도작용에 의한 통신상의 장해를 줄 우려가 있는 경우에는 가공전선을 적당한 거리에서 연가할 것

정답 3번

해설. 저·고압 가공전선과 가공약전류전선의 이격거리는 저압은 75cm 이상이지만 고압은 이보다 더 큰 이격거리가 요구되므로, '저압과 고압 모두 75cm 이상'이라는 설명은 틀렸다.

96번

가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공통신선의 높이에 대한 설명으로 적합한 것은?

1. 도로를 횡단하는 경우에는 지표상 5m 이상

2. 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 6.5m 이상

3. 횡단보도교 위에 시설하는 경우에는 그 노면상 3.5m 이상

4. 도로를 횡단하며 교통에 지장이 없는 경우에는 4.5m 이상

정답 2번

해설. 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우, 레일면상 6.5m 이상의 높이로 시설하여야 한다.

97번

동일 지지물에 저압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외)과 고압 가공전선을 시설하는 경우 저압 가공전선은?

1. 고압 가공전선의 위로 하고 동일 완금류에 시설

2. 고압 가공전선과 나란하게 하고 동일 완금류에 시설

3. 고압 가공전선의 아래로 하고 별개의 완금류에 시설

4. 고압 가공전선과 나란하게 하고 별개의 완금류에 시설

정답 3번

해설. 동일 지지물에 저압과 고압 가공전선을 시설하는 경우, 저압 가공전선은 고압 가공전선의 아래로 하고 별개의 완금류에 시설하여야 한다.

98번

지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 시설하는 경우 그 깊이는 몇 m 이상 인가?

1. 1

2. 1.2

3. 1.5

4. 2

정답 2번

해설. 지중전선로를 직접매설식으로 차량 등 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 시설하는 경우, 매설 깊이는 1.2m 이상이어야 한다.

99번

440V를 사용하는 전로의 절연저항은 몇 MΩ 이상 인가?

1. 0.1

2. 0.2

3. 0.3

4. 0.4

정답 4번

해설. 사용전압 440V(대지전압 400V 이상 구간)인 전로의 절연저항은 0.4MΩ 이상이어야 한다.

100번

옥내에 시설하는 전동기에 과부하 보호장치의 시설을 생략할 수 없는 경우는?

1. 정격출력이 0.75kW 인 전동기

2. 타인이 출입할 수 없고 전동기가 소손할 정도의 과전류가 생길 우려가 없는 경우

3. 전동기가 단상의 것으로 전원측 전로에 시설하는 배선용 차단기의 정격전류가 20A 이하인 경우

4. 전동기를 운전 중 상시 취급자가 감시 할 수 있는 위치에 시설한 경우

정답 1번

해설. 옥내 전동기의 정격출력이 0.75kW로 과부하보호장치 생략 예외조건(0.2kW 이하 등)에 해당하지 않는 경우에는 과부하보호장치의 시설을 생략할 수 없다.

전기기사 필기 2015년 3회 기출문제

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