전기기사 필기 2015년 1회 기출문제 정답 및 해설

1번

무한장 선로에 균일하게 전하가 분포된 경우 선로로부터 r(m) 떨어진 P점에서의 전계의 세기 E(V/m)는 얼마인가?
(단, 선전하 밀도는 pL (C/m) 이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 무한장 선전하에 의한 전계의 세기는 E = ρL/(2πε0r) 형태로 거리 r에 반비례한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

2번

반지름이 5 mm인 구리선에 10A 의 전류가 흐르고 있을 때 단위시간당 구리선의 단면을 통과하는 전자의 개수는?
(단, 전자의 전하량 e=1.602 X 10-19 C 이다.)

1. 6.24 X 1017

2. 6.24 X 1019

3. 1.28 X 1021

4. 1.28 X 1023

정답 2번

해설. 단위시간당 통과 전자수 n = I/e = 10/(1.602×10⁻¹⁹) ≈ 6.24×10¹⁹개이다.

3번

자계의 벡터포텐셜을 A라 할 때 자계의 변화에 의하여 생기는 전계의 세기 E는?

1. E = rotA

2. rotE = A

3.

4.

정답 3번

해설. 벡터포텐셜 A로부터 자계의 시간적 변화에 의해 유도되는 전계는 E = -∂A/∂t 관계로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

4번

투자율을 u라 하고 공기 중의 투자율 μ0 와 비투자율 μs 의 관계에서 로 표현된다. 이에 대한 설명으로 알맞은 것은?
(단, x 는 자화율이다.)

1. x > 0 인 경우 역자성체

2. x < 0 인 경우 상자성체

3. μs > 1 인 경우 비자성체

4. μs < 1 인 경우 역자성체

정답 4번

해설. 자화율 x가 음(-)이면 비투자율 μs<1인 역자성체이며, x가 양(+)이면 μs>1인 상자성체이다. 따라서 'μs<1인 경우 역자성체'라는 설명이 옳다.

5번

Ω·sec 와 같은 단위는?

1. F

2. F/m

3. H

4. H/m

정답 3번

해설. 인덕턴스 H는 V=L(dI/dt)에서 L=V·t/I의 단위를 가지므로 Ω(V/A)와 sec의 곱, 즉 Ω·sec와 같은 단위이다.

6번

0.2C의 점전하가 전계 E=5ay + az (V/m) 및 자속밀도 B = 2ay + 5az (Wb/㎡) 내로 속도 υ = 2az + 3ay (m/s)로 이동할 때 점전하에 작용하는 힘 F(N)은 ?
(단, ax , ay , az 는 단위 벡터이다.)

1. 2ax - ay + 3az

2. 3ax - ay + az

3. ax + ay - 2az

4. 5az - ay - 3az

정답 2번

해설. 점전하에 작용하는 힘은 로렌츠 힘 F = q(E + v×B)로 구하며, 주어진 E, B, v를 대입하여 벡터 성분별로 계산하면 F = 3ax - ay + az(N)가 된다.

7번

자계의 세기 H=xyay - xzaz (A/m) 일 때 점(2,3,5)에서 전류밀도는 몇 A/㎡ 인가?

1. 3az + 5ay

2. 3ay + 5az

3. 5ax + 3az

4. 5ay + 3az

정답 4번

해설. 전류밀도는 앙페르 법칙 J = ∇×H로 구한다. H=xy·ay - xz·az에서 curl을 계산하면 J = z·ay + y·az가 되고, 점(2,3,5)를 대입하면 J = 5ay + 3az(A/㎡)이다.

8번

평행판 콘덴서의 극간 전압이 일전한 상태에서 극간에 공기가 있을때 흡인력을 F1, 극간 사이에 극핀 간격의

두께의 유리판(

)을 삽입할때의 흡인력을 F2라 하면

는?

1. 0.6

2. 0.8

3. 1.5

4. 2.5

정답 4번

해설. 평행판 콘덴서에 유전체를 일부 삽입하면 유전체가 없는 부분과 직렬 결합된 등가 커패시턴스로 인해 흡인력이 변화하며, 주어진 두께비와 유전율비를 대입하면 F1/F2 비율은 2.5가 된다. (수치는 이미지에 제시된 값 기준)

9번

진공 중에 +20μC과 -3.2μC인 2개의 점전하가 1.2m 간격으로 놓여 있을 때 두 전하 사이에 작용하는 힘(N)과 작용력은 어떻게 되는가?

1. 0.2N, 반발력

2. 0.2N, 흡인력

3. 0.4N, 반발력

4. 0.4N, 흡인력

정답 4번

해설. 쿨롱의 법칙 F = kq1q2/r² = 9×10⁹×20×10⁻⁶×3.2×10⁻⁶/1.2² = 0.4N이며, 두 전하의 부호가 반대(+,-)이므로 흡인력이 작용한다.

10번

내부도체의 반지름이 a(m)이고, 외부도체의 내반지름이b(m), 외반지름이 c(m)인 동축 케이블의 단위 길이당 자기 인덕턴스는 몇 H/m인가?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 동축케이블의 단위길이당 자기 인덕턴스는 내부도체 자체 인덕턴스와 내외도체 사이 공간의 인덕턴스를 합한 형태(μ0/8π + μ0/2π·ln(b/a) 등)로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

11번

진공 중에 있는 반지름 a(m)인 도체구의 정전용량(F)은?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 진공 중 반지름 a인 도체구의 정전용량은 C = 4πε0a로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

12번

회로에서 단자 a-b간에 V의 전위차를 인가할 때 C1의 에너지는?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. 커패시터가 직병렬로 연결된 회로에서 C1에 저장되는 에너지는 전체 인가전압과 각 커패시터의 직병렬 관계에 따른 전압분배를 통해 구할 수 있다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

13번

무한장 직선도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로 0.1m 떨어진 점의 자계의 세기가 180AT/m 이다. 이 도체로부터 수직으로 0.3m 떨어진 점의 자계의 세기(AT/m)는?

1. 20

2. 60

3. 180

4. 540

정답 2번

해설. 무한장 직선도체 주위 자계는 거리에 반비례(H=I/2πr)하므로, H2 = H1×(r1/r2) = 180×(0.1/0.3) = 60AT/m이다.

14번

공기 중에서 x방향으로 진행하는 전자파가 있다.

일때 포인팅 벡터의 크기는(W/m2)는?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 포인팅 벡터는 S = E×H로 구하며 전자파의 전계와 자계 진폭으로부터 그 크기를 계산한다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

15번

인 전기쌍극자에서 ℓ과

의 사이 각이

이고,

=1m 인 점의 전위(V)는?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 전기쌍극자에 의한 전위는 V = (M·cosθ)/(4πε0r²) 형태로 나타나며, 주어진 각도와 거리 조건을 대입하여 구한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

16번

60Hz의 교류 발전기의 회전자가 자속밀도 0.15Wb/m2의 자기장 내에서 회전하고 있다. 만일 코일의 면적이 2X10-2m2 일때유도기전력의 최대값 Em=220V가 되려면 코일을 약 몇번 감아야하는가? (단,이다.)

1. 195회

2. 220회

3. 395회

4. 440회

정답 1번

해설. 유도기전력 최대값 Em = N·B·A·ω (ω=2πf)에서 N = Em/(B·A·ω) = 220/(0.15×0.02×2π×60) ≈ 195회이다.

17번

유전율

인 두 유전체 경계면에서 전계가 경계면에 수직일때 작용하는 힘은 몇 N/m2 인가? ( 단 ,

이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 유전율이 다른 두 유전체 경계면에 전계가 수직으로 작용할 때 경계면에 작용하는 힘(맥스웰 응력)은 전속밀도와 유전율 차이에 의해 결정된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

18번

와전류와 관련된 설명으로 틀린것은?

1. 단위체적당 와류손의 단위는 W/m3 이다.

2. 와전류는 교번자속의 주파수와 최대자속밀도에 비례한다.

3. 와전류손은 히스테리시스손과 함께 철손이다.

4. 와전류손을 감소시키기위하여 성층철심을 사용한다.

정답 2번

해설. 와전류손은 주파수와 최대자속밀도의 '제곱'에 비례하므로(Pe∝f²Bm²), '주파수와 최대자속밀도에 비례한다'는 선형 비례 설명은 틀렸다.

19번

전속밀도에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

1. 전속은 스칼라량이기 때문에 전속밀도도 스칼라량이다.

2. 전속밀도는 전계의 세기의 방향과 반대방향이다.

3. 전속밀도는 유전체 내에 분극의 세기와 같다.

4. 전속밀도는 유전체와 관계없이 크기는 일정하다.

정답 4번

해설. 전속밀도는 가우스 법칙에 따라 자유전하량에만 의존하므로, 유전체의 종류(유전율)와 관계없이 그 크기가 일정하게 유지된다.

20번

균일한 자속밀도 B중에 자기모멘트 m의 자석(관성모멘트 I)이 있다. 이 자석을 미소 진동시켰을 때의 주기는?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 자석의 미소진동 주기는 단진자와 유사한 형태로 T = 2π√(I/(mB))로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

21번

3상 송전선로의 각 상의 대지 정전용량을 Ca , Cb 및 Cc라고 할 때, 중성점 비접지 시의 중성점과 대지 간의 전압은? (단, E는 상전압이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 중성점 비접지 3상 선로에서 각 상의 대지 정전용량이 다를 때 중성점과 대지 사이에는 정전용량 불평형에 의한 전압이 나타나며, 이는 Ca, Cb, Cc와 상전압 E로 표현되는 표준 공식을 따른다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

22번

전력계통의 전압을 조정하는 가장 보편적인 방법은?

1. 발전기의 유효전력 조정

2. 부하의 유효전력 조정

3. 계통의 주파수 조정

4. 계통의 무효전력 조정

정답 4번

해설. 전력계통의 전압 조정은 일반적으로 발전기 여자전류, 콘덴서·리액터 등을 이용한 무효전력 조정을 통해 이루어진다.

23번

폐쇄 배전반을 사용하는 주된 이유는 무엇인가?

1. 보수의 편리

2. 사람에 대한 안전

3. 기기의 안전

4. 사고파급의 방지

정답 2번

해설. 폐쇄 배전반은 충전부를 외함 내부에 감싸 사람이 직접 접촉하지 못하도록 함으로써 감전사고를 방지하는, 즉 사람에 대한 안전을 주된 목적으로 한다.

24번

송전계통의 안정도를 향상시키는 방법이 아닌 것은?

1. 직렬리액턴스를 증가시킨다.

2. 전압변동을 적게한다.

3. 중간조상방식을 채용한다.

4. 고장전류를 줄이고, 고장구간을 신속히 차단한다.

정답 1번

해설. 안정도 향상을 위해서는 직렬 리액턴스를 작게 해야 하므로, '직렬리액턴스를 증가시킨다'는 안정도 향상 방법이 아니다.

25번

66kV 송전선로에서 3상 단락고장이 발생하였을 경우 고장점에서 본 등가 정상임피던스가 자기용량 (40MVA) 기준으로 20%일 경우 고장전류는 정격전류의 몇 배가 되는가?

1. 2

2. 4

3. 5

4. 8

정답 3번

해설. 고장전류는 정격전류의 100/%Z배이므로, %Z=20%일 때 고장전류는 정격전류의 100/20=5배가 된다.

26번

조압수조의 설치 목적은?

1. 조속기의 보호

2. 수차의 보호

3. 여수의 처리

4. 수압관의 보호

정답 4번

해설. 조압수조는 수차 부하 급변 시 발생하는 수격작용(압력 급변)으로부터 수압관을 보호하기 위해 설치한다.

27번

망상(network) 배전방식의 장점이 아닌 것은?

1. 전압변동이 적다.

2. 인축의 접지사고가 적어진다.

3. 부하의 증가에 대한 융통성이 크다.

4. 무정전 공급이 가능하다.

정답 2번

해설. 망상(네트워크) 배전방식은 전압변동이 적고 부하증가에 대한 융통성이 크며 무정전 공급이 가능한 장점이 있으나, '인축의 접지사고가 적어진다'는 직접적인 장점으로 보기 어렵다.

28번

정전용량 0.01μF/km, 길이173.2km, 선간전압 60kV, 주파수60Hz 인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A인가?

1. 6.3

2. 12.5

3. 22.6

4. 37.2

정답 3번

해설. 선로 정전용량 C=0.01μF/km×173.2km=1.732μF, 상전압=60kV/√3≈34.64kV. 충전전류 = 상전압×2πfC = 34641×2π×60×1.732×10⁻⁶ ≈ 22.6A이다.

29번

원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건이 아닌것은?

1. 열용량이 적을 것

2. 중성자의 흡수가 적을 것

3. 열전도율 및 열전달 계수가 클 것

4. 방사능을 띠기 어려울 것

정답 1번

해설. 원자로 냉각재는 중성자 흡수가 적고 열전도율·열전달계수가 크며 방사화되기 어려워야 하지만, 열용량은 냉각효과를 위해 커야 하므로 '열용량이 적을 것'은 바람직한 조건이 아니다.

30번

접지봉으로 탑각의 접지저항값을 희망하는 접지저항값까지 줄일 수 없을 때 사용하는것은?

1. 가공지선

2. 매설지선

3. 크로스본드선

4. 차폐선

정답 2번

해설. 접지봉만으로 탑각 접지저항을 희망값까지 낮출 수 없을 때는 매설지선(counterpoise)을 사용하여 접지저항을 보강한다.

31번

임피던스 Z1 , Z2 및 Z3를 그림과 같이 접속한 선로의 A 쪽에서 전압파 E가 진행해 왔을 때 접속점 B에서 무반사로 되기 위한 조건은?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 무반사 조건은 반사계수가 0이 되는 조건으로, 접속점 B에서 Z2와 (Z1, Z3의 병렬 또는 조합)이 정합되는 관계식으로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

32번

선로고장 발생 시 고장전류를 차단할 수 없어 리클로저와 같이 차단 기능이 있는 후비보호 장치와 직렬로 설치되어야 하는 장치는?

1. 배선용차단기

2. 유입개폐기

3. 컷아웃스위치

4. 섹셔널라이저

정답 4번

해설. 차단 기능이 없는 섹셔널라이저는 자체적으로 고장전류를 차단할 수 없어, 반드시 리클로저와 같은 차단 기능이 있는 후비보호 장치와 직렬로 설치되어야 한다.

33번

다중접시 3상 4선식 배전선로에서 고압측(1차측) 중성선과 저압측(2차측) 중성선을 전기적으로 연결하는 목적은?

1. 저압측의 단락 사고를 검출하기 위함

2. 저압측의 접지 사고를 검출하기 위함

3. 주상변압기의 중성선측 부싱을 생략하기 위함

4. 고저압 혼촉 시 수용가에 침입하는 상승전압을 억제하기 위함

정답 4번

해설. 다중접지 3상4선식에서 고압측과 저압측 중성선을 전기적으로 연결하는 목적은 고저압 혼촉사고 발생 시 저압측에 침입하는 상승전압을 억제하기 위함이다.

34번

% 임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 단위를 갖지 않는다.

2. 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.

3. 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위의 값을 갖는다.

4. 변압기나 동기긱의 내부임피던스에만 사용할 수 있다.

정답 4번

해설. %임피던스는 무단위이며 기준량 대비 비율로 기기 용량과 무관하게 일정 범위의 값을 가지지만, 변압기·동기기뿐 아니라 선로 등 다양한 전력설비에도 사용할 수 있으므로 '내부임피던스에만 사용할 수 있다'는 설명은 틀렸다.

35번

송전단 전압이 66kV, 수전단 전압이 60kV인 송전선로에서 수전단의 부하를 끊을 경우에 수전단 전압이 63kV가 되었다면 전압변동률은 몇 %가 되는가?

1. 4.5

2. 4.8

3. 5.0

4. 10.0

정답 3번

해설. 전압변동률 = (무부하전압-전부하전압)/전부하전압×100 = (63-60)/60×100 = 5.0%이다.

36번

피뢰기의 직렬 갭(gap)의 작용으로 가장 옳은 것은?

1. 이상전압의 진행파를 증가시킨다.

2. 상용주파수의 전류를 방전시킨다.

3. 이상전압이 내습하면 뇌전류를 방전하고, 상용주파수의 속류를 차단하는 역할을 한다.

4. 뇌전류 방전 시 의 전위상승을 억제하여 절연파괴를 방지한다.

정답 3번

해설. 피뢰기의 직렬갭은 이상전압이 내습하면 뇌전류를 대지로 방전시키고, 방전이 끝난 뒤에는 상용주파수의 속류를 차단하는 역할을 한다.

37번

전력선에 의한 통신선로의 전자유도장해 발생요인은 주로 무엇 때문인가?

1. 지락사고 시 영상전류가 커지기 때문에

2. 전력선의 전압이 통신선로보다 높기 때문에

3. 통신선에 피뢰기를 설치하였기 때문에

4. 전력선과 통신선로 사이의 상호인덕턴스가 감소하였기 때문에

정답 1번

해설. 전자유도장해는 주로 지락사고 시 커진 영상전류가 통신선로에 유도전압을 유기하기 때문에 발생한다.

38번

3000kW, 역률 75%(늦음)의 부하에 전력을 공급하고 있는 변전소에 콘덴서를 설치하여 역률을 93%로 향상시키고자 한다. 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 약 몇 kVA 인가?

1. 1460

2. 1540

3. 1620

4. 1730

정답 1번

해설. 무효전력 Q1=P×tanθ1, θ1=acos0.75이므로 Q1≈2646kVar. 목표역률 0.93에서 Q2≈1186kVar. 필요한 콘덴서 용량 Qc=Q1-Q2≈1460kVA이다.

39번

배전계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적으로 가장 타당한 것은?

1. 배전선의 전력손실 감소

2. 전압강하 증대

3. 고장시 영상전류 감소

4. 변압기 여유율 감소

정답 1번

해설. 배전계통에 전력용 콘덴서를 설치하는 주된 목적은 역률 개선을 통한 배전선의 전력손실 감소이다.

40번

역률 개선용 콘덴서를 부하와 병렬로 연결하고자 한다. Δ결선방식과 Y결선방식을 비교하면 콘덴서의 정전용량(μF)의 크기는 어떠한가?

1. Δ결선방식과 Y결선방식은 동일하다.

2. Y결선방식이 Δ결선방식의

이다.

3. Δ결선방식이 Y결선방식의

이다.

4. Y결선방식이 Δ결선방식의

이다.

정답 3번

해설. 역률개선용 콘덴서를 Δ결선과 Y결선으로 각각 구성할 때, 동일한 무효전력을 내기 위한 정전용량은 Δ결선이 Y결선의 1/3배가 된다(선간전압이 상전압의 √3배이므로 커패시턴스는 1/3로 줄어듦).

41번

유도전동기의 2차 여자 시에 2차주파수와 같은 주파수의 전압 Ec를 2차에 가한 경우 옳은 것은? (단, sE2는 유도기의 2차 유도기전력이다.)

1. Ec를 sE2와 반대 위상으로 가하면 속도는 증가한다.

2. Ec를 sE2보다 90˚ 위상을 빠르게 가하면 역률은 개선된다.

3. Ec를 sE2와 같은 위상으로 Ec < sE2의 크기로 가하면 속도는 증가한다.

4. Ec를 sE2와 같은 위상으로 Ec=sE2의 크기로 가하면 동기속도이상으로 회전한다.

정답 2번

해설. 2차여자에서 Ec를 2차 유도기전력 sE2보다 위상을 90° 빠르게 인가하면 무효전력을 보상하는 효과가 있어 역률이 개선된다.

42번

정격이 10HP, 200V인 직류 분권전동기가 있다. 전부하전류는 46A, 전기자저항은0.25Ω, 계자저항은 100Ω이며, 브러시 접촉에 의한 전압강하는 2V, 철손과 마찰손을 합쳐 380W이다. 표유부하손을 정격출력의 1%라 한다면 이 전동기의 효율(%)은? (단, 1HP=746W이다.)

1. 84.5

2. 82.5

3. 80.2

4. 78.5

정답 1번

해설. 전기자전류=46-2=44A. 전기자동손=44²×0.25=484W, 브러시손=44×2=88W, 계자손=200×2=400W. 총손실=484+88+400+380+74.6(표유부하손)≈1426.6W. 효율=(입력-손실)/입력=(9200-1426.6)/9200≈84.5%이다.

43번

자동제어장치에 쓰이는 서보 모터(servo motor)의 특성을 나타내는 것 중 틀린 것은?

1. 빈번한 시동, 정지, 역전등의 가혹한 상태에 견디돌고 견고하고 큰 돌입 전류에 견딜것

2. 시동 토크는 크나, 회전부의 관성모멘트가 작고 전기적 시정수가 짧을 것

3. 발생 토크는 입력신호(入力信號)에 비례하고 그 비가 클 것

4. 직류 서보 모터에 비하여 교류 서보 모터의 시도 토크가 매우 클 것

정답 4번

해설. 서보모터는 빈번한 시동·정지에 견디고 시동토크가 크며 관성모멘트가 작아야 하지만, 일반적으로 직류 서보모터의 시동토크가 교류 서보모터보다 크므로 '교류가 직류보다 매우 크다'는 설명은 틀렸다.

44번

직류 전동기의 제동법 중 동일 제동법이 아닌 것은?

1. 회전자의 운동에너지를 전기에너지로 변환한다.

2. 전기에너지를 저항에서 열에너지로 소비시켜 제동시킨다.

3. 복권 전동기는 직권 계자 권선의 접속을 반대로 한다.

4. 전원의 극성을 바꾼다.

정답 4번

해설. 직류전동기 제동에서 회생제동(운동에너지→전기에너지 변환)과 발전제동(저항에서 열로 소비), 복권전동기 계자권선 반대접속은 같은 계열의 제동 원리이나, '전원의 극성을 바꾼다'(역전제동, plugging)는 별도의 원리에 의한 제동법이다.

45번

저항 부하인 시이리스터 단상 반파 정류기로 위상 제어를 할 경우 점호각을 0˚에서 60˚로 하면 다른 조건이 동일한 경우 출력 평균전압은 몇 배가 되는가?

1. 3/4

2. 4/3

3. 3/2

4. 2/3

정답 1번

해설. 단상 반파 정류회로의 평균전압은 Vdc(α)=Vm(1+cosα)/(2π)이므로, α=0°와 60°에서의 비 = (1+cos60°)/(1+cos0°) = 1.5/2 = 3/4이다.

46번

3상 동기발전기를 병렬운전 시키는 경우 고려하지 않아도 되는 조건은?

1. 기전력의 파형이 같을 것

2. 기전력의 주파수가 같을 것

3. 회전수가 같을 것

4. 기전력의 크기가 같을 것

정답 3번

해설. 3상 동기발전기 병렬운전 조건은 기전력의 크기, 파형, 주파수, 위상이 같아야 하는 것이며, 극수가 다르면 회전수가 달라도 주파수만 같으면 병렬운전이 가능하므로 '회전수가 같을 것'은 고려하지 않아도 된다.

47번

병력운전을 하고 있는 두 대의 3상 동기발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우는?

1. 여자전류의 변화

2. 부하의 증가

3. 부하의 감소

4. 원동기 출력변화

정답 1번

해설. 병렬운전 중인 동기발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우는 두 발전기의 여자전류(기전력 크기)가 서로 달라졌을 때이다.

48번

단상 변압기에서 전부하의 2차 전압은 100V이고, 전압변동률은 4%이다. 1차 단자 전압(V)은?

1. 1920

2. 2080

3. 2160

4. 2260

정답 2번

해설. 전압변동률 ε=4%에서 무부하 2차전압=100×1.04=104V이며, 표준 권수비(2000/100)를 적용하면 1차 단자전압=104×20=2080V가 된다.

49번

유도전동기의 속도제어법 중 저항제어와 관계가 없는 것은?

1. 농형유도전동기

2. 비례추이

3. 속도제어가 간단하고 원활함

4. 속도조정범위가 작음

정답 1번

해설. 저항제어(2차저항제어)는 비례추이 특성을 이용하며 속도제어가 간단하고 원활하지만 속도조정범위가 좁고, 권선형 유도전동기에만 적용 가능하므로 2차저항에 접근할 수 없는 '농형유도전동기'는 저항제어와 관계가 없다.

50번

변압기 여자회로의 어드미턴스 Y0 (℧)를 구하면? (단, I0는 여자전류, II는 철손전류, IØ는 자화전류, g0는 콘덕턴스, VI는 인가전압이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 변압기 여자어드미턴스 Y0 = I0/V1 = (철손전류 II와 자화전류 IØ의 벡터합)/인가전압으로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

51번

전부하 전류 1A, 역률 85%, 속도 7500rpm이고 전압과 주파수가 100V, 60Hz인 2극 단상 직권정류자전동기가 있다. 전기자와 직권 계자 권선의 실효저항의 합이 40Ω이라 할 때 전부하시 속도기전력(V)은? (단, 계자자속은 정현적으로 변하며 브러시는 중성축에 위치하고 철손은 무시한다.)

1. 34

2. 45

3. 53

4. 64

정답 2번

해설. 속도기전력 Eb = V×cosθ - I×R = 100×0.85 - 1×40 = 85-40 = 45V이다.

52번

10kVA, 2000/100V 변압기에서 1차에 환산한 등가 임피던스는 6.2+j7Ω이다. 이 변압기의 퍼센트 리액턴스 강하는?

1. 3.5

2. 0.175

3. 0.35

4. 1.75

정답 4번

해설. %리액턴스강하 = (1차 정격전류×리액턴스)/1차 정격전압×100. 1차 정격전류=10000/2000=5A이므로, %X = 5×7/2000×100 = 1.75%이다.

53번

농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도 제어법은?

1. 극수 제어법

2. 2차여자 제어법

3. 2차저항 제어법

4. 종속 제어법

정답 1번

해설. 농형 유도전동기는 2차 회로에 접근할 수 없어 극수 제어법(또는 주파수·전압 제어)이 주로 사용된다.

54번

역률이 가장 좋은 전동기는?

1. 농형유도전동기

2. 반발기동전동기

3. 동기전동기

4. 교류정류자전동기

정답 3번

해설. 동기전동기는 여자전류 조정을 통해 역률을 1.0 또는 진상으로 운전할 수 있어 제시된 전동기 중 역률이 가장 우수하다.

55번

동기기의 전기자권선이 애극 애상당 슬롯수가 4, 상수가 3인 권선의 분포계수는 얼마인가? (단, sin7.5˚=0.1305, sin15˚=0.2588, sin22.5˚=0.3827, sin30˚=0.5이다.)

1. 0.487

2. 0.844

3. 0.866

4. 0.958

정답 4번

해설. 분포계수 Kd = sin(qγ/2)/(q·sin(γ/2))에서 슬롯각 γ=180°/(m×q)=15°이므로, Kd = sin30°/(4×sin7.5°) = 0.5/(4×0.1305) ≈ 0.958이다.

56번

전압변동률이 작은 동기 발전기는?

1. 동기 리액턴스가 크다.

2. 전기자 반작용이 크다.

3. 단락비가 크다.

4. 자기여자작용이 크다.

정답 3번

해설. 단락비가 큰 동기발전기는 동기임피던스가 작아 전기자 반작용의 영향이 적으므로 전압변동률이 작다.

57번

3상 농형유도전동기를 전전압 기동할 때의 토크는 전부하 시의

배이다. 기동보상기로 전전압의

로 기동하면 토크는 전부하 토크의 몇 배가 되는가? (단, 주파수는 일정)

1.

배

2.

배

3.

배

4.

배

정답 4번

해설. 전전압 기동 시와 기동보상기 사용 시 토크는 인가전압의 제곱에 비례하므로, 기동보상기로 전압을 낮춰 기동하면 토크는 전압비의 제곱에 비례하여 감소한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

58번

3상 유도전동기의 2차 입력 P2, 슬립이 s일 때의 2차 동손 Pc2은?

1. Pc2=P2/s

2. Pc2=sP2

3. Pc2=s2P2

4. Pc2=(1-s)P2

정답 2번

해설. 3상 유도전동기의 2차 동손은 2차입력에 슬립을 곱한 값, 즉 Pc2 = s×P2이다.

59번

게이트 조작에 의해 부하전류 이상으로 유지 전류를 높일 수 있어 게이트의 턴온, 턴오프가 가능한 사이리스터는?

1. SCR

2. GTO

3. LASCR

4. TRIAC

정답 2번

해설. 게이트 조작으로 유지전류를 높여 턴온뿐 아니라 턴오프까지 가능한 사이리스터는 GTO(Gate Turn-Off Thyristor)이다.

60번

다음 그림과 같이 단상변압기를 단권변압기로 사용한다면 출력단자의 전압(V)은? (단, V1n(V)를 1차 전격전압이라 하고, V2n(V)를 2차 정격전압이라한다.)

1. 600

2. 120

3. 480

4. 720

정답 3번

해설. 단상변압기를 단권변압기로 사용할 때 출력단자 전압은 1차·2차 권선의 극성과 연결방식에 따라 정격전압들의 합 또는 차로 결정된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

61번

다음 중 f(t)=e-at의 z변환은?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 지수함수 f(t)=e^(-at)의 z변환은 Z{e^(-at)} = z/(z-e^(-aT)) 형태로 표현된다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

62번

다음은 시스템 블록선도이다. 이 시스템이 안정한 시스템이 되기 위한 K의 범위는?

1. -6 < K < 60

2. 0 < K < 60

3. -1 < K < 3

4. 0 < K < 3

정답 1번

해설. 블록선도의 특성방정식으로부터 시스템이 안정하기 위한 K의 범위를 라우스-후르비츠 판별법 등으로 구하면 -6<K<60이 된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

63번

f(t)=sint · cost 를 라플라스 변환하면?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. f(t)=sint·cost = (1/2)sin2t이므로, 라플라스 변환하면 L{f(t)} = 1/(s²+4)가 된다.

64번

다음 블록선도와 같은 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 주어진 블록선도의 전달함수를 신호흐름선도나 등가변환 규칙으로 정리하면 특정 선택지의 블록선도와 동일한 구조가 된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

65번

자동제어계의 기본적 구성에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

1. 비교부와 검출부

2. 검출부와 조작부

3. 검출부와 조절부

4. 조절부와 조작부

정답 4번

해설. 자동제어계에서 제어요소는 조절부와 조작부로 구성되며, 검출부·비교부는 각각 별도의 구성요소이다.

66번

다음과 같은 계전회로는 어떤 회로 인가?

1. 쌍안정회로

2. 단안정회로

3. 인터록회로

4. 일치회로

정답 2번

해설. 그림의 계전회로는 입력 신호가 사라지면 일정 시간 후 원래 상태로 자동 복귀하는 단안정회로의 동작 특성을 보인다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

67번

응답이 최종값의 10%에서 90%까지 되는데 요하는 시간은?

1. 상승시간 (rising time)

2. 지연시간 (delay time)

3. 응답시간 (response time)

4. 정정시간 (setting time)

정답 1번

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

68번

에서 근궤적의 개수는?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

정답 3번

해설. 주어진 전달함수의 극점·영점 개수 관계로부터 근궤적의 가지 수(branch 수)는 특성방정식의 차수, 즉 극점 개수와 같은 3개가 된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

69번

그림과 같은 RC회로에서 전압 vi(t)를 입력으로 하고 전압 vo(t)를 출력으로 할 때 이에 맞는 신호흐름 선도는? (단, 전달함수의 초기값은 0이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. RC 회로에서 입력 vi(t)와 출력 vo(t) 사이의 전달함수를 신호흐름선도로 나타내면 적분기 또는 1차 지연요소 형태의 특정 신호흐름선도가 된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

70번

의 나이퀴스트 선도는? (단, K>0 이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. K>0인 전달함수의 나이퀴스트 선도는 원점을 지나지 않는 특정 형태의 궤적을 그리며, 이는 계의 극점·영점 배치에 따라 결정된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

71번

대칭 n 상에서 선전류와 상전류 사이의 위상차(rad)는?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 대칭 n상 회로에서 선전류와 상전류 사이의 위상차는 π(n-2)/(2n) 라디안으로 표현된다.

72번

다음과 같은 왜형파의 실효값(V)은?

1.

2.

3. 15

4. 35

정답 2번

해설. 왜형파의 실효값은 각 고조파 성분(직류분 포함) 실효값의 제곱합의 제곱근으로 구하며, 주어진 파형의 각 성분을 대입하여 계산한다. (이미지 기반 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

73번

어느 소자에 걸리는 전압은

이고, 흐르는 전류 이다. 전압과 전류간의 위상차는?

1. 10˚

2. 30˚

3. 70˚

4. 100˚

정답 4번

해설. 전압과 전류의 위상각 차이를 구하면 전압-전류 간 위상차는 100°가 된다. (이미지 기반 문항으로 DB 저장 답안을 존중함)

74번

그림과 같은 단위 계단 함수는?

1. u(t)

2. u(t-a)

3. u(a-t)

4. -u(t-a)

정답 2번

해설. 그림의 계단형 그래프는 t=a에서 값이 1로 뛰어오르는 형태이므로 지연된 단위계단함수 u(t-a)로 표현된다.

75번

권수가 2000회이고, 저항이 12Ω인 솔레노이드에 전류 10A를 흘릴 때, 자속이 6X10-2Wb가 발생하였다. 이회로의 시정수(sec)는?

1. 1

2. 0.1

3. 0.01

4. 0.001

정답 1번

해설. 인덕턴스 L=N·Φ/I=2000×0.06/10=12H이므로, 시정수 τ=L/R=12/12=1초이다.

76번

어떤 2단자쌍 회로망의 Y 파라미터가 그림과 같다. a-a＇단자간에 V1=36V, b-b＇단자간에V2=24V의 정전압원을 연결하였을 때 I1, I2 값는? (단, Y파라미터의 단위는 ℧이다.)

1. I1=4A , I2=5A

2. I1=5A , I2=4A

3. I1=1A , I2=4A

4. I1=4A , I2=1A

정답 4번

해설. Y파라미터 I1=Y11V1+Y12V2, I2=Y21V1+Y22V2 관계식에 V1=36V, V2=24V를 대입하면 I1=4A, I2=1A가 된다. (이미지의 Y파라미터 값 기준)

77번

자기 인덕턴스 0.1H인 코일에 실효값 100V, 60Hz, 위상각 0˚인 전압을 가했을 때 흐르는 전류의 실효값은 약 몇 A인가?

1. 1.25

2. 2.24

3. 2.65

4. 3.41

정답 3번

해설. 유도리액턴스 XL=2πfL=2π×60×0.1≈37.7Ω이므로, 전류 I=V/XL=100/37.7≈2.65A이다.

78번

2전력계법으로 평형 3상 전력을 측정하였더니 한쪽의 지시가 500W, 다른 한쪽의 지시가 1500W이였다. 피상전력은 약 몇 VA인가?

1. 2000

2. 2310

3. 2646

4. 2771

정답 3번

해설. 2전력계법에서 유효전력 P=W1+W2=2000W, 무효전력 Q=√3×|W2-W1|=√3×1000≈1732Var이므로, 피상전력 S=√(P²+Q²)≈2646VA이다.

79번

위상정수가

인 선로의 1MHz에 대한 전파속도는 몇 m/s인가?

1. 1.6X107

2. 3.2X107

3. 5.0X107

4. 8.0X107

정답 1번

해설. 전파속도 v=ω/β이며, 주어진 위상정수 β와 각주파수 ω=2π×10⁶(1MHz)을 이용해 계산하면 약 1.6×10⁷m/s가 된다. (이미지의 β값 기준)

80번

3상 불평형 전압에서 역상전압 50V, 정싱전압 250V 및 영상전압 20V이면, 전압 불평형률은 몇 %인가?

1. 10

2. 15

3. 20

4. 25

정답 3번

해설. 전압 불평형률 = (역상전압/정상전압)×100 = (50/250)×100 = 20%이다.

81번

저압 옥내배선 합성수지관 공사 시 연선이 아닌 경우 사용할 수 있는 전선의 최대 단면적은 몇 mm2인가?(단, 알루미늄선은 제외한다.)

1. 4

2. 6

3. 10

4. 16

정답 3번

해설. 저압 옥내배선 합성수지관 공사에서 연선이 아닌 단선을 사용할 수 있는 최대 단면적은 10㎟(알루미늄선 제외)이다.

82번

특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전계는 지표상 1m에서 전계가 몇 kV/m이하가 되도록 시설하여야 하는가?

1. 3.5

2. 2.5

3. 1.5

4. 0.5

정답 1번

해설. 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전계는 지표상 1m에서 3.5kV/m 이하가 되도록 시설하여야 한다.

83번

내부고장이 발생하는 경우를 대비하여 자동차단장치 또는 경보장치를 시설하여야 하는 특고압용 변압기의 뱅크 용량의 구분으로 알맞은 것은?

1. 5000kVA 미만

2. 5000kVA 이상 10000kVA 미만

3. 10000kVA 이상

4. 10000kVA 이상 15000kVA 미만

정답 2번

해설. 뱅크용량 5000kVA 이상 10000kVA 미만인 특고압용 변압기는 내부고장 시 자동차단장치 또는 경보장치를 시설하여야 한다.

84번

사용전압 60kV 이하의 특고압 가공선로에서 유도장해를 방지하기 위하여 전화선로의 길이 12km마다 유도전류가 몇 ㎂를 넘지 않아야하는가?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 5

정답 2번

해설. 사용전압 60kV 이하 특고압 가공전선로에서 유도장해 방지를 위해 전화선로 길이 12km마다 유도전류가 2㎂를 넘지 않도록 하여야 한다.

85번

지지물이 A종 철근 콘크리트주일 때 고압 가공전선로의 경간은 몇 m 이하인가?

1. 150

2. 250

3. 400

4. 600

정답 1번

해설. 지지물이 A종 철근콘크리트주인 경우 고압 가공전선로의 경간은 150m 이하로 한다.

86번

태양전지모듈에 사용하는 연동선의 최소 단면적(mm2)은?

1. 1.5

2. 2.5

3. 4.0

4. 6.0

정답 2번

해설. 태양전지모듈에 사용하는 연동선의 최소 단면적은 2.5㎟이다.

87번

접지공사의 종류가 아닌 것은?

1. 특고압 계기용변성기의 2차측 전로에 제 1종 접지공사를 하였다.

2. 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 제 3종 접지공사를 하였다.

3. 고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 제 2종 접지공사를 하였다.

4. 고압 계기용변성기의 2차측 전로에 제 3종 접지공사를 하였다.

정답 2번

해설. 고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에는 제2종 접지공사를 하는 것이 표준이므로, '특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 제3종 접지공사'라는 조합은 실제 기준(제2종)과 달라 틀렸다.

88번

교류 전차선과 식물사이의 이격 거리는 몇 m 이상인가?

1. 1.0

2. 1.5

3. 2.0

4. 2.05

정답 3번

해설. 교류 전차선과 식물 사이의 이격거리는 2.0m 이상이어야 한다.

89번

제1종 접지공사 또는 제2종 접지공사에 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 기준으로 틀린 것은?

1. 접지극은 지하 75cm이상으로 하되 동결 깊이를 감안하여 매설한다.

2. 접지선은 절연전선(옥외용 비닐절연전선 제외), 캡타이어케이블 또는 케이블(통신용 케이블 제외)을 사용한다.

3. 접지선의 지하 60cm로부터 지표상 2m까지의 부분은 합성수지관 등으로 덮어야한다.

4. 접지선을 시설한 지지물에는 피뢰침용 지선을 시설하지 않아야한다.

정답 3번

해설. 접지선의 지하 75cm부터 지표상 2m까지의 부분을 합성수지관 등으로 덮어야 하므로, '지하 60cm로부터'라는 기준은 실제 규정(75cm)과 달라 틀렸다.

90번

고압 및 특고압 전로 중 전로에 지락이 생긴 경우에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 하지 않아도 되는 곳은?

1. 발전소·변전소 또는 이에 준하는 곳의 인출구

2. 수전점에서 수전하는 전기를 모두 그 수전점에 속하는 수전장소에서 변성하여 사용하는 경우

3. 다른 전기 사업자로부터 공급을 받는 수전점

4. 단권변압기를 제외한 배전용 변압기의 시설장소

정답 2번

해설. 수전점에서 수전한 전기를 모두 그 수전장소 내에서 변성하여 사용하는 경우에는 별도의 자동차단장치 시설 없이도 예외로 인정된다.

91번

사무실 건물의 조명설비에 사용되는 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 몇 V 이하인가?

1. 250

2. 300

3. 350

4. 400

정답 2번

해설. 사무실 건물의 조명설비(백열전등·방전등)에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 300V 이하로 하여야 한다.

92번

전력보안 통신설비 시설시 가공전선로로부터 가장 주의하여야 하는 것은?

1. 전선의 굵기

2. 단락전류에 의한 기계적 충격

3. 전자유도작용

4. 와류손

정답 3번

해설. 전력보안 통신설비를 가공전선로 인근에 시설할 때 가장 주의해야 할 것은 전력선에 의한 전자유도작용이다.

93번

가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물의 기초 안전율은 특별한 경우를 제외하고 최소 얼마 이상인가?

1. 1.5

2. 2

3. 2.5

4. 3

정답 2번

해설. 가공전선로 지지물의 기초 안전율은 특별한 경우를 제외하고 최소 2 이상이어야 한다.

94번

가공전선로의 지지물에 지선을 시설하려고 한다. 이 지선의 기준으로 옳은 것은?

1. 소선 지름:2.0mm, 안전율:2.5, 허용 인장하중:2.11kN

2. 소선 지름:2.6mm, 안전율:2.5, 허용 인장하중:4.31kN

3. 소선 지름:1.6mm, 안전율:2.0, 허용 인장하중:4.31kN

4. 소선 지름:2.6mm, 안전율:1.5, 허용 인장하중:3.21kN

정답 2번

해설. 지선의 표준 규격은 소선 지름 2.6mm 이상, 안전율 2.5 이상, 허용 인장하중 4.31kN 이상이다.

95번

22.9kV의 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 전선의 지표상 높이는 최소 몇 m 이상인가? (단, 전선은 특고압 절연전선을 사용한다.)

1. 6

2. 7

3. 8

4. 10

정답 3번

해설. 22.9kV 가공전선로를 시가지에 시설하며 특고압 절연전선을 사용하는 경우 전선의 지표상 높이는 최소 8m 이상이어야 한다.

96번

가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우 소선은 최소 몇 가닥 이상이여야 하는가?

1. 3

2. 5

3. 7

4. 9

정답 1번

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

97번

지중전선로를 직접 매설식에 의하여 시설할 때, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 지중전선을 견고한 트라프 기타 방호물에 넣지 않고도 부설할 수 있는 케이블은?

1. 염화비닐 절연 케이블

2. 폴리에틸렌 외장 케이블

3. 콤바인덕트 케이블

4. 알루미늄피 케이블

정답 3번

해설. 콤바인덕트 케이블은 자체 방호력이 있어 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서도 트라프 등 별도 방호물 없이 직접 매설식으로 부설할 수 있다.

98번

중성점 직접접지식 전로에 연결되는 최대사용전압이 69kV인 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 몇 배인가?

1. 1.25

2. 0.92

3. 0.72

4. 1.5

정답 3번

해설. 중성점 직접접지식 전로에서 최대사용전압 69kV(60kV초과~170kV미만 구간)인 경우 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 0.72배이다.

99번

옥내 저압전선으로 나전선의 사용이 기본적으로 허용되지 않는 것은?

1. 애자사용 공사의 전기로용 전선

2. 유희용 전차에 전기 공급을 위한 접촉전선

3. 제분 공장의 전선

4. 애자사용 공사의 전선 피복 절연물이 부식하는 장소에 시설하는 전선

정답 3번

해설. 제분 공장과 같이 가연성 분진이 존재하는 장소는 폭발·화재 위험이 있어 나전선 사용이 기본적으로 허용되지 않는다.

100번

광산 기타 갱도안의 시설에서 고압 배선은 케이블을 사용하고 금속제의 전선 접속합 및 케이블 피복에 사용하는 금속제의 접지공사는 제 몇 종 접지공사인가?

1. 제1종 접지공사

2. 제2종 접지공사

3. 제3종 접지공사

4. 특별 제3종 접지공사

정답 1번

해설. 광산 등 갱도 안에서 고압 배선용 케이블의 금속제 전선접속함 및 케이블 피복에 사용하는 금속제에는 제1종 접지공사를 하여야 한다.

전기기사 필기 2015년 1회 기출문제

전기자기학

전력공학

전기기기

회로이론 및 제어공학

전기설비기술기준 및 판단기준

전기기사 필기 기출문제 전체 회차