전기기사 필기 2020년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

분극의 세기 P, 전계 E, 전속밀도 D의 관계를 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, ε0는 진공의 유전율이고, εr은 유전체의 비유전율이고, ε은 유전체의 유전율이다.)

1. P = ε0(ε+1)E

2.

3. P = D-ε0E

4. ε0 = D-E

정답 3번

해설. 분극의 세기, 전계, 전속밀도 사이에는 P=D-ε0E의 관계가 성립한다.

2번

그림과 같은 직사각형의 평면 코일이 인 자계에 위치하고 있다. 이 코일에 흐르는 전류가 5A일 때 z축에 있는 코일에서의 토크는 약 몇 N·m 인가?

1. 2.66×10-4ax

2. 5.66×10-4ax

3. 2.66×10-4az

4. 5.66×10-4az

정답 4번

해설. 직사각형 평면코일이 자계 내에서 받는 토크는 자기모멘트와 자계의 외적으로 계산된다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

3번

내부 장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부 자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 적합한 것은?

1. 비투자율이 1 보다 작은 역자성체

2. 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질

3. 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질

4. 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록이면 두꺼운 물질

정답 2번

해설. 자기차폐에는 강자성체 중에서도 비투자율이 큰 물질을 사용하는 것이 가장 효과적이다(자속을 물질 내부로 흡수·우회시켜 내부 공간을 보호).

4번

주파수가 100MHz 일 때 구리의 표피두께(skin depth)는 약 몇 mm 인가? (단, 구리의 도전율은 5.9×107 ℧/m 이고, 비투자율은 0.99 이다.)

1. 3.3 × 10-2

2. 6.6 × 10-2

3. 3.3 × 10-3

4. 6.6 × 10-3

정답 4번

해설. 표피두께 δ=√(1/(πfμσ))에 f=10⁸Hz, μ=4π×10⁻⁷×0.99, σ=5.9×10⁷을 대입하면 δ≈6.6×10⁻³mm이다.

5번

압전기 현상에서 전기 분극이 기계적 응력에 수직한 방향으로 발생하는 현상은?

1. 종효과

2. 횡효과

3. 역효과

4. 직접효과

정답 2번

해설. 압전효과에서 전기분극이 가해진 기계적 응력 방향에 수직으로 발생하는 현상을 횡효과라 한다.

6번

구리의 고유저항은 20℃에서 1.69×10-8Ω·m 이고 온도계수는 0.00393 이다. 단면적이 2mm2 이고 100m 인 구리선의 저항값은 40℃에서 약 몇 Ω 인가?

1. 0.91 × 10-3

2. 1.89 × 10-3

3. 0.91

4. 1.89

정답 3번

해설. 20℃ 저항 R20=ρl/A=1.69×10⁻⁸×100/(2×10⁻⁶)≈0.845Ω이며, 40℃에서 R40=R20(1+α·Δt)=0.845×(1+0.00393×20)≈0.91Ω이다.

7번

전위경도 V와 전계 E의 관계식은?

1. E = grad V

2. E = div V

3. E = -grad V

4. E = -div V

정답 3번

해설. 전위경도와 전계의 관계는 E=-grad V이다.

8번

정전계에서 도체에 정(+)의 전하를 주었을 때의 설명으로 틀린 것은?

1. 도체 표면의 곡률 반지름이 작은 곳에 전하가 많이 분포한다.

2. 도체 외측의 표면에만 전하가 분포한다.

3. 도체 표면에서 수직으로 전기력선이 출입한다.

4. 도체 내에 있는 공동면에도 전하가 골고루 분포한다.

정답 4번

해설. 정전하를 띤 도체에서는 곡률반경이 작은 곳에 전하가 많이 분포하고 표면에서 수직으로 전기력선이 출입하며 표면(외측)에만 전하가 존재하나, 도체 내부의 공동면에는 전하가 존재하지 않으므로 '공동면에도 전하가 골고루 분포한다'는 설명이 틀렸다.

9번

평행 도선에 같은 크기의 왕복 전류가 흐를 때 두 도선 사이에 작용하는 힘에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 흡인력이다.

2. 전류의 제곱에 비례한다.

3. 주위 매질의 투자율에 반비례한다.

4. 두 도선 사이 간격의 제곱에 반비례한다.

정답 2번

해설. 왕복전류가 흐르는 평행도선 사이에는 반발력이 작용하며, 그 크기는 전류의 제곱에 비례한다.

10번

비유전율 3, 비투자율 3인 매질에서 전자기파의 진행속도 v(m/s)와 진공에서의 속도 v0(m/s)의 관계는?

1.

2.

3. v = 3v0

4. v = 9v0

정답 2번

해설. 전자기파의 속도는 v=v0/√(εrμr)=v0/√(3×3)=v0/3이다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

11번

대지의 고유저항이 ρ(Ω·m)일 때 반지름이 a(m)인 그림과 같은 반구 접지극의 접지저항(Ω)은?

1. ρ/4πa

2. ρ/2πa

3. 2πρ/a

4. 2πρa

정답 2번

해설. 반구 접지극의 접지저항은 R=ρ/(2πa)이다.

12번

공기 중에서 2V/m의 전계의 세기에 의한 변위전류밀도의 크기를 2A/m2으로 흐르게 하려면 전계의 주파수는 약 몇 MHz가 되어야 하는가?

1. 9000

2. 18000

3. 36000

4. 72000

정답 2번

해설. 변위전류밀도 Jd=ε0ωE에서 2=ε0×2πf×2이므로 f=1/(2πε0)≈1.8×10¹⁰Hz≈18000MHz이다.

13번

2장의 무한 평판 도체를 4cm의 간격으로 놓은 후 평판 도체 간에 일정한 전계를 인가하였더니 평판 도체 표면에 2μC/m2의 전하밀도가 생겼다. 이 때 평행 도체 표면에 작용하는 정전응력은 약 몇 N/m2 인가?

1. 0.057

2. 0.226

3. 0.57

4. 2.26

정답 2번

해설. 정전응력 T=σ²/(2ε0)=(2×10⁻⁶)²/(2×8.854×10⁻¹²)≈0.226N/m²이다.

14번

자성체 내의 자계의 세기가 H(AT/m)이고 자속밀도가 B(Wb/m2)일 때, 자계 에너지 밀도(J/m3)는?

1. HB

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 자계 에너지밀도는 w=(1/2)BH로 표현된다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

15번

임의의 방향으로 배열되었던 강자성체의 자구가 외부 자기장의 힘이 일정치 이상이 되는 순간에 급격히 회전하여 자기장의 방향으로 배열되고 자속밀도가 증가하는 현상을 무엇이라 하는가?

1. 자기여효(magnetic aftereffect)

2. 바크하우젠 효과(Barkhausen effect)

3. 자기왜현상(magneto-striction effect)

4. 핀치 효과(Pinch effect)

정답 2번

해설. 강자성체의 자구가 임계 자기장 이상에서 급격히 회전하여 자속밀도가 급증하는 불연속적 현상을 바크하우젠 효과라 한다.

16번

반지름이 5mm, 길이가 15mm, 비투자율이 50인 자성체 막대에 코일을 감고 전류를 흘려서 자성체 내의 자속밀도를 50 Wb/m2으로 하였을 때 자성체 내에서의 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

1. 107/π

2. 107/2π

3. 107/4π

4. 107/8π

정답 3번

해설. H=B/(μ0μr)=50/(4π×10⁻⁷×50)=10⁷/(4π)A/m이다.

17번

반지름이 30cm인 원판 전극의 평행판 콘덴서가 있다. 전극의 간격이 0.1cm 이며 전극 사이 유전체의 비유전율이 4.0 이라 한다. 이 콘덴서의 정전용량은 약 몇 μF 인가?

1. 0.01

2. 0.02

3. 0.03

4. 0.04

정답 1번

해설. C=ε0εrA/d=8.854×10⁻¹²×4×π×0.3²/0.001≈0.01μF이다.

18번

한 변의 길이가 l(m)인 정사각형 도체 회로에 전류 I(A)를 흘릴 때 회로의 중심점에서의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 정사각형 도체 회로 중심의 자계는 H=2√2I/(πl)로 주어진다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

19번

정전용량이 각각 C1=1μF, C2=2μF인 도체에 전하 Q1=-5μC, Q2=2μC을 각각 주고 각 도체를 가는 철사로 연결하였을 때 C1에서 C2로 이동하는 전하 Q(μC)는?

1. -4

2. -3.5

3. -3

4. -1.5

정답 1번

해설. 두 도체를 연결하면 공통전위 V=(Q1+Q2)/(C1+C2)=(-5+2)/3=-1V가 되고, C1의 전하는 -1μC으로 변하므로 C1에서 C2로 이동한 전하는 -5-(-1)=-4μC이다.

20번

정전용량이 0.03μF인 평행판 공기 콘덴서의 두 극판 사이에 절반 두께의 비유전율 10인 유리판을 극판과 평행하게 넣었다면 이 콘덴서의 정전용량은 약 몇 μF이 되는가?

1. 1.83

2. 18.3

3. 0.055

4. 0.55

정답 3번

해설. 절반 두께는 공기(C=2C0=0.06μF), 나머지 절반은 εr=10 유전체(C=20C0=0.6μF)로 직렬 결합되며, 1/C=1/0.06+1/0.6에서 C≈0.055μF이다.

21번

3상 전원에 접속된 △결선의 커패시터를 Y결선으로 바꾸면 진상 용량 QY(kVA)는? (단, Q△는 △결선된 커패시터의 진상 용량이고, QY는 Y결선된 커패시터의 진상 용량이다.)

1. QY = √3 Q△

2.

3. QY = 3 Q△

4.

정답 2번

해설. △결선을 Y결선으로 변경하면 상전압이 1/√3로 줄어들어 진상용량은 Q△의 1/3이 된다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

22번

교류 배전선로에서 전압강하 계산식은 Vd = k(Rcosθ+Xsinθ)I로 표현된다. 3상 3선식 배전선로인 경우에 k는?

1. √3

2. √2

3. 3

4. 2

정답 1번

해설. 3상 3선식 배전선로의 전압강하 계수 k는 √3이다.

23번

송전선에서 뇌격에 대한 차폐 등을 위해 가선하는 가공지선에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 차폐각은 보통 15~30°정도로 하고 있다.

2. 차폐각이 클수록 벼락에 대한 차폐효과가 크다.

3. 가공지선을 2선으로 하면 차폐각이 적어진다.

4. 가공지선으로는 연동선을 주로 사용한다.

정답 3번

해설. 가공지선은 차폐각이 작을수록 차폐효과가 좋으며, 2가닥으로 시설하면 차폐범위가 넓어져 차폐각이 작아지는 효과가 있다.

24번

배전선의 전력손실 경감 대책이 아닌 것은?

1. 다중접지 방식을 채용한다.

2. 역률을 개선한다.

3. 배전 전압을 높인다.

4. 부하의 불평형을 방지한다.

정답 1번

해설. 역률 개선, 배전전압 상승, 부하 불평형 방지는 배전선 손실 경감 대책이나, 다중접지방식 채용은 주로 보호·안전 목적으로 손실 경감과 직접 관련이 없다.

25번

그림과 같은 이상 변압기에서 2차 측에 5Ω의 저항부하를 연결하였을 때 1차 측에 흐르는 전류(I)는 약 몇 A 인가?

1. 0.6

2. 1.8

3. 20

4. 660

정답 1번

해설. 이상변압기의 권수비와 2차 부하저항으로부터 1차 환산 전류를 계산하면 약 0.6A가 된다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

26번

전압과 유효전력이 일정할 경우 부하 역률이 70%인 선로에서의 저항 손실(P70%)은 역률이 90%인 선로에서의 저항 손실(P90%)과 비교하면 약 얼마인가?

1. P70% = 0.6P90%

2. P70% = 1.7P90%

3. P70% = 0.3P90%

4. P70% = 2.7P90%

정답 2번

해설. 동일 전력에서 저항손은 1/cos²θ에 비례하므로 P70%/P90%=(0.9/0.7)²≈1.7배이다.

27번

3상 3선식 송전선에서 L을 작용 인턱턴스라 하고, Le 및 Lm은 대지를 귀로로 하는 1선의 자기 인덕턴스 및 상호 인덕턴스라고 할 때 이들 사이의 관계식은?

1. L = Lm - Le

2. L = Le - Lm

3. L = Lm + Le

4. L = Lm/Le

정답 2번

해설. 3상3선식 대지귀로 인덕턴스 관계에서 작용인덕턴스는 L=Le-Lm(자기인덕턴스에서 상호인덕턴스를 뺀 값)이다.

28번

표피효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 표피효과는 주파수에 비례한다.

2. 표피효과는 전선의 단면적에 반비례한다.

3. 표피효과는 전선의 비투자율에 반비례한다.

4. 표피효과는 전선의 도전율에 반비례한다.

정답 1번

해설. 표피효과는 주파수가 높을수록 전류가 도체 표면으로 집중되어 커지므로 주파수에 비례한다.

29번

배전선로의 전압을 3kV에서 6kV로 승압하면 전압강하율(δ)은 어떻게 되는가? (단, δ3kV는 전압이 3kV일 때 전압강하율이고, δ6kV는 전압이 6kV일 때 전압강하율이고, 부하는 일정하다고 한다.)

1.

2.

3. δ6kV = 2δ3kV

4. δ6kV = 4δ3kV

정답 2번

해설. 전압강하율은 전압의 제곱에 반비례하므로 부하가 일정할 때 6kV로 승압하면 전압강하율은 3kV일 때의 1/4이 된다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

30번

계통의 안정도 증진대책이 아닌 것은?

1. 발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다.

2. 선로의 회선수를 감소시킨다.

3. 중간 조상 방식을 채용한다.

4. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.

정답 2번

해설. 리액턴스 감소, 중간조상방식, 고속도재폐로는 안정도 향상 대책이나, 선로 회선수를 감소시키면 오히려 안정도가 저하되므로 이는 안정도 증진대책이 아니다.

31번

1상의 대지 정전용량이 0.5㎌, 주파수가 60Hz인 3상 송전선이 있다. 이 선로에 소호리액터를 설치한다면, 소호리액터의 공진 리액턴스는 약 몇 Ω이면 되는가?

1. 970

2. 1370

3. 1770

4. 3570

정답 3번

해설. 소호리액터 공진 리액턴스는 3상 대지정전용량을 상쇄하기 위해 Xl=1/(3ωC)=1/(3×2π×60×0.5×10⁻⁶)≈1770Ω이다.

32번

배전선로의 고장 또는 보수 점검 시 정전구간을 축소하기 위하여 사용되는 것은?

1. 단로기

2. 컷아웃스위치

3. 계자저항기

4. 구분개폐기

정답 4번

해설. 배전선로 고장·점검시 정전구간을 축소하기 위해 구간별로 시설하는 개폐기는 구분개폐기이다.

33번

수전단 전력 원선도의 전력 방정식이 Pr2+(Qr+400)2=250000으로 표현되는 전력계통에서 가능한 최대로 공급할 수 있는 부하전력(Pr)과 이때 전압을 일정하게 유지하는데 필요한 무효전력(Qr)은 각각 얼마인가?

1. Pr = 500, Qr = -400

2. Pr = 400, Qr = 500

3. Pr = 300, Qr = 100

4. Pr = 200, Qr = -300

정답 1번

해설. Pr²+(Qr+400)²=500²의 원방정식에서 최대 Pr은 원의 반지름과 같은 500이며, 이때 중심인 Qr=-400이다.

34번

수전용 변전설비의 1차측 차단기의 차단용량은 주로 어느 것에 의하여 정해지는가?

1. 수전 계약용량

2. 부하설비의 단락용량

3. 공급측 전원의 단락용량

4. 수전전력의 역률과 부하율

정답 3번

해설. 수전용 변전설비 1차측 차단기의 차단용량은 주로 공급측 전원(계통)의 단락용량에 의해 결정된다.

35번

프란시스 수차의 특유속도(m·kW)의 한계를 나타내는 식은? (단, H(m)는 유효낙차이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 프란시스 수차의 특유속도 한계식은 유효낙차 H를 포함한 표준식으로 주어진다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

36번

정격전압 6600V, Y결선, 3상 발전기의 중성점을 1선 지락 시 지락전류를 100A로 제한하는 저항기로 접지하려고 한다. 저항기의 저항 값은 약 몇 Ω 인가?

1. 44

2. 41

3. 38

4. 35

정답 3번

해설. 상전압=6600/√3≈3810.5V이며, 지락전류를 100A로 제한하는 저항 R=3810.5/100≈38Ω이다.

37번

송전 철탑에서 역섬락을 방지하기 위한 대책은?

1. 가공지선의 설치

2. 탑각 접지저항의 감소

3. 전력선의 연가

4. 아크혼의 설치

정답 2번

해설. 역섬락 방지를 위해서는 철탑의 탑각 접지저항을 낮춰 낙뢰시 전위상승을 억제해야 한다.

38번

조속기의 폐쇄시간이 짧을수록 나타나는 현상으로 옳은 것은?

1. 수격작용은 작아진다.

2. 발전기의 전압 상승률은 커진다.

3. 수차의 속도 변동률은 작아진다.

4. 수압관 내의 수압 상승률은 작아진다.

정답 3번

해설. 조속기 폐쇄시간이 짧을수록 속도상승을 빠르게 억제할 수 있어 수차의 속도변동률이 작아진다.

39번

주변압기 등에서 발생하는 제5고조파를 줄이는 방법으로 옳은 것은?

1. 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 연결한다.

2. 변압기 2차측에 분로리액터를 연결한다.

3. 모선에 방전코일을 연결한다.

4. 모선에 공심 리액터를 연결한다.

정답 1번

해설. 제5고조파 억제를 위해 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 설치하여 고조파 확대·공진을 방지한다.

40번

복도체에서 2본의 전선이 서로 충돌하는 것을 방지하기 위하여 2본의 전선 사이에 적당한 간격을 두어 설치하는 것은?

1. 아모로드

2. 댐퍼

3. 아킹혼

4. 스페이서

정답 4번

해설. 복도체에서 두 전선이 서로 충돌하지 않도록 일정 간격을 유지시키는 장치는 스페이서이다.

41번

정격전압 120V, 60Hz인 변압기의 무부하 입력 80W, 무부하 전류 1.4A 이다. 이 변압기의 여자 리액턴스는 약 몇 Ω 인가?

1. 97.6

2. 103.7

3. 124.7

4. 180

정답 1번

해설. 철손전류 Ic=P0/V=80/120≈0.667A, 자화전류 Im=√(1.4²-0.667²)≈1.231A이며, 여자리액턴스 X0=V/Im=120/1.231≈97.6Ω이다.

42번

서보모터의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 발생토크는 입력신호에 비례하고, 그 비가 클 것

2. 직류 서보모터에 비하여 교류 서보모터의 시동 토크가 매우 클 것

3. 시동 토크는 크나 회전부의 관성모멘트가 작고, 전기력 시정수가 짧을 것

4. 빈번한 시동, 정지, 역전 등의 가혹한 상태에 견디도록 견고하고, 큰 돌입전류에 견딜 것

정답 2번

해설. 서보모터는 입력신호에 비례한 토크, 큰 시동토크와 작은 관성모멘트·짧은 시정수, 가혹한 기동·정지 조건에 견디는 특성을 가지나, 일반적으로 직류 서보모터가 교류 서보모터보다 시동토크 특성이 우수하므로 '교류가 직류보다 시동토크가 매우 크다'는 설명은 틀렸다.

43번

3상 변압기 2차측의 EW상만을 반대로 하고, Y-Y 결선을 한 경우, 2차 상전압이 EU = 70V, EV = 70V, EW = 70V 라면 2차 선간전압은 약 몇 V 인가?

1. VU-V = 121.2V, VV-W = 70V, VW-U = 70V

2. VU-V = 121.2V, VV-W = 210V, VW-U = 70V

3. VU-V = 121.2V, VV-W = 121.2V, VW-U = 70V

4. VU-V = 121.2V, VV-W = 121.2V, VW-U = 121.2V

정답 1번

해설. W상만 반대로 결선한 Y-Y 변압기에서 정상 연결된 U-V 선간전압은 √3×70≈121.2V가 되고, W상이 관련된 V-W, W-U 선간전압은 위상관계 변화로 상전압과 같은 70V가 된다.

44번

극수 8, 중권 직류기의 전기자 총 도체 수 960, 매극 자속 0.04Wb, 회전수 400 rpm 이라면 유기기전력은 몇 V 인가?

1. 256

2. 327

3. 425

4. 625

정답 1번

해설. 중권(a=P)이므로 유기기전력 E=ZφN/60=960×0.04×400/60=256V이다.

45번

3상 유도전동기에서 2차측 저항을 2배로 하면 그 최대토크는 어떻게 변하는가?

1. 2배로 커진다.

2. 3배로 커진다.

3. 변하지 않는다.

4. √2배로 커진다.

정답 3번

해설. 3상 유도전동기의 최대토크는 2차저항 값과 무관하므로, 2차저항을 2배로 해도 최대토크는 변하지 않고 다만 최대토크가 발생하는 슬립만 커진다.

46번

동기전동기에 일정한 부하를 걸고 계자전류를 0A에서부터 계속 증가시킬 때 관련 설명으로 옳은 것은? (단, Ia는 전기자전류이다.)

1. Ia는 증가하다가 감소한다.

2. Ia가 최소일 때 역률이 1 이다.

3. Ia가 감소상태일 때 앞선 역률이다.

4. Ia가 증가상태일 때 뒤진 역률이다.

정답 2번

해설. 동기전동기 V곡선 특성상 계자전류를 증가시키면 전기자전류 Ia는 부족여자에서 감소하다가 최소값(이때 역률=1)을 지나 과여자 영역에서 다시 증가한다.

47번

3kVA, 3000/200V의 변압기의 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W라 하면 %저항 강하는 몇 % 인가?

1. 1

2. 3

3. 5

4. 7

정답 3번

해설. %저항강하=(동손/정격용량)×100=(150/3000)×100=5%이다.

48번

정격출력 50kW, 4극 220V, 60Hz인 3상 유도전동기가 전부하 슬립 0.04, 효율 90%로 운전되고 있을 때 다음 중 틀린 것은?

1. 2차 효율 = 92%

2. 1차 입력 = 55.56 kW

3. 회전자 동손 = 2.08 kW

4. 회전자 입력 = 52.08 kW

정답 1번

해설. 2차효율은 (1-s)=1-0.04=0.96=96%이므로 '2차효율=92%'라는 설명이 틀렸다. (1차입력=50/0.9≈55.56kW, 회전자입력=50/0.96≈52.08kW, 회전자동손=52.08-50≈2.08kW는 모두 옳다.)

49번

단상 유도전동기를 2전동기설로 설명하는 경우 정방향 회전자계의 슬립이 0.2이면, 역방향 회전자계의 슬립은 얼마인가?

1. 0.2

2. 0.8

3. 1.8

4. 2.0

정답 3번

해설. 정방향 슬립 s=0.2일 때 역방향 회전자계에 대한 슬립은 2-s=2-0.2=1.8이다.

50번

직류 가동복권발전기를 전동기로 사용하면 어느 전동기가 되는가?

1. 직류 직권전동기

2. 직류 분권전동기

3. 직류 가동복권전동기

4. 직류 차동복권전동기

정답 4번

해설. 가동복권발전기를 전동기로 사용하면 전기자 전류 방향이 반전되어 직권자속이 분권자속과 반대로 작용하는 차동복권전동기가 된다.

51번

동기발전기를 병렬운전 하는데 필요하지 않은 조건은?

1. 기전력의 용량이 같을 것

2. 기전력의 파형이 같을 것

3. 기전력의 크기가 같을 것

4. 기전력의 주파수가 같을 것

정답 1번

해설. 동기발전기 병렬운전에는 기전력의 크기·위상·파형·주파수가 같아야 하나, 두 발전기의 용량이 같을 필요는 없다.

52번

단상 유도전동기를 2전동기설로 설명하는 경우 정방향 회전자계의 슬립이 0.2이면, 역방향 회전자계의 슬립은 얼마인가?

1. 0.2

2. 0.8

3. 1.8

4. 2.0

정답 3번

해설. 정방향 슬립 s=0.2일 때 역방향 회전자계에 대한 슬립은 2-s=2-0.2=1.8이다.

53번

유도전동기에서 공급 전압의 크기가 일정하고 전원 주파수만 낮아질 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

1. 철손이 감소한다.

2. 온도상승이 커진다.

3. 여자전류가 감소한다.

4. 회전속도가 증가한다.

정답 2번

해설. 전압 일정, 주파수만 낮아지면 자속(∝V/f)이 증가해 철손과 여자전류가 증가하고 이에 따라 온도상승이 커지며, 동기속도(∝f)가 낮아져 회전속도도 감소한다.

54번

용접용으로 사용되는 직류발전기의 특성 중에서 가장 중요한 것은?

1. 과부하에 견딜 것

2. 전압변동률이 적을 것

3. 경부하일 때 효율이 좋을 것

4. 전류에 대한 전압특성이 수하특성일 것

정답 4번

해설. 용접용 직류발전기는 전류가 증가해도 전압이 급격히 낮아지는 수하특성을 가져야 안정적인 정전류 용접이 가능하다.

55번

동기발전기에 설치된 제동권선의 효과로 틀린 것은?

1. 난조 방지

2. 과부하 내량의 증대

3. 송전선의 불평형 단락 시 이상전압 방지

4. 불평형 부하 시의 교류, 전압 파형의 개선

정답 2번

해설. 제동권선은 난조 방지, 불평형 단락시 이상전압 방지, 불평형 부하시 파형 개선 효과가 있으나 과부하 내량 증대와는 관련이 없다.

56번

3300/220V 변압기 A, B의 정격용량이 각각 400kVA, 300kVA이고, %임피던스 강하가 각각 2.4%, 3.6% 일 때 그 2대의 변압기에 걸 수 있는 합성부하용량은 몇 kVA 인가?

1. 550

2. 600

3. 650

4. 700

정답 2번

해설. 부하분담비는 (정격용량/%Z)의 비로 결정되며, A(400kVA/2.4%)와 B(300kVA/3.6%)의 비는 2:1이다. A가 정격 400kVA에 도달할 때 B는 200kVA를 분담하므로 합성부하용량은 400+200=600kVA이다.

57번

동작모드가 그림과 같이 나타나는 혼합브리지는?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 제시된 동작모드에 해당하는 혼합브리지 회로는 이미지의 스위칭 패턴과 일치하는 결선이다(이미지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

58번

동기기의 전기자 저항을 r, 전기자 반작용 리액턴스를 Xa, 누설 리액턴스를 Xℓ라고 하면 동기임피던스를 표시하는 식은?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. 동기임피던스는 전기자저항과 전기자반작용·누설리액턴스를 합한 동기리액턴스를 이용해 Zs=√(r²+(Xa+Xℓ)²)로 표현된다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

59번

단상 유도전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 반발 기동형 : 직류전동기와 같이 정류자와 브러시를 이용하여 기동한다.

2. 분상 기동형 : 별도의 보조권선을 사용하여 회전자계를 발생시켜 기동한다.

3. 커패시터 기동형 : 기동전류에 비해 기동토크가 크지만, 커패시터를 설치해야 한다.

4. 반발 유도형 : 기동 시 농형권선과 반발전동기의 회전자 권선을 함께 이용하나 운전 중에는 농형권선만을 이용한다.

정답 4번

해설. 반발기동형은 정류자·브러시를 이용해 기동하고 분상기동형은 보조권선으로 회전자계를 발생시키며 커패시터기동형은 큰 기동토크를 내지만, 반발유도형은 기동시 반발전동기의 회전자권선을 주로 이용하고 운전중에는 농형권선이 주로 작용하므로 제시된 순서가 반대로 서술되어 틀렸다.

60번

직류전동기의 속도제어법이 아닌 것은?

1. 계자 제어법

2. 전력 제어법

3. 전압 제어법

4. 저항 제어법

정답 2번

해설. 직류전동기의 대표적 속도제어법은 계자제어, 전압제어, 저항제어이며, '전력제어법'은 속도제어법으로 분류되지 않는다.

61번

그림과 같이 피드백제어 시스템에서 입력이 단위계단함수일 때 정상상태 오차상수인 위치상수(Kp)는?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 피드백제어 시스템의 위치상수 Kp는 개루프 전달함수에 s→0을 대입하여 구한다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

62번

적분 시간 4sec, 비례 감도가 4인 비례적분 동작을 하는 제어 요소에 동작신호 z(t) = 2t를 주었을 때 이 제어 요소의 조작량은? (단, 조작량의 초기 값은 0 이다.)

1. t2 + 8t

2. t2 + 2t

3. t2 - 8t

4. t2 - 2t

정답 1번

해설. PI 동작의 조작량 y(t)=Kp[z(t)+(1/Ti)∫z(t)dt]=4[2t+(1/4)(t²)]=8t+t²이다.

63번

시간함수 f(t) = sinωt의 z변환은? (단, T는 샘플링 주기이다.)

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. sin(ωt)의 z변환은 표준 대응표에 의해 결정된다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

64번

다음과 같은 신호흐름선도에서 C(s)/R(s)의 값은?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 신호흐름선도의 전달함수는 메이슨 공식을 적용하여 구한다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

65번

Routh-Hurwitz 방법으로 특성방정식이 s4+2s3+s2+4s+2=0인 시스템의 안정도를 판별하면?

1. 안정

2. 불안정

3. 임계안정

4. 조건부 안정

정답 2번

해설. 라우스표를 작성하면 s⁴:1,1,2 / s³:2,4 / s²:-1,2 / s¹:8 / s⁰:2가 되며, 제1열 부호가 두 번 바뀌므로(1→2→-1→8) 불안정이다.

66번

제어시스템의 상태방정식이 ,

,

일 때, 특성방정식을 구하면?

1. s2-4s-3=0

2. s2-4s+3=0

3. s2+4s+3=0

4. s2+4s-3=0

정답 2번

해설. 상태방정식으로부터 특성방정식은 |sI-A|=0을 계산하여 s²-4s+3=0이 된다(이미지 방정식 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

67번

어떤 제어시스템의 개루프 이득이 일 때 이 시스템이 가지는 근궤적의 가지(branch) 수는?

1. 1

2. 3

3. 4

4. 5

정답 3번

해설. 주어진 개루프 전달함수의 극·영점 수 중 큰 값이 근궤적의 가지 수가 되며, 이 경우 4개이다(이미지 전달함수 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

68번

다음 회로에서 입력 전압 v1(t)에 대한 출력 전압 v2(t)의 전달함수 G(s)는?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. 회로의 전달함수 G(s)=V2(s)/V1(s)는 회로소자 값으로부터 계산된다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

69번

특성방정식의 모든 근이 s평면(복소평면)의 jω축(허수축)에 있을 때 이 제어시스템의 안정도는?

1. 알 수 없다.

2. 안정하다.

3. 불안정하다.

4. 임계안정이다.

정답 4번

해설. 특성방정식의 모든 근이 jω축(허수축)에 있으면 시스템은 임계안정 상태이다.

70번

논리식 를 간단히 하면?

1. A + B

2.

3.

4. A + A·B

정답 1번

해설. 논리식 A+A'B는 부울대수 흡수법칙에 의해 A+B로 간단해진다(이미지 논리식 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

71번

선간 전압이 Vab(V)인 3상 평형 전원에 대칭 부하 R(Ω)이 그림과 같이 접속되어 있을 때, a, b 두 상간에 접속된 전력계의 지시 값이 W(W)라면 C상 전류의 크기(A)는?

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. 2전력계법 구성에서 C상 전류의 크기는 선간전압과 전력계 지시값 관계식으로부터 구해진다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

72번

불평형 3상 전류가 Ia = 15+j2(A), Ib = -20-j14(A), Ic = -3+j10(A)일 때, 역상분 전류 I2(A)는?

1. 1.91+j6.24

2. 15.74-j3.57

3. -2.67-j0.67

4. -8-j2

정답 1번

해설. 역상분 전류 I2=(1/3)(Ia+a²Ib+aIc)를 계산하면 약 1.91+j6.24가 된다.

73번

회로에서 20Ω의 저항이 소비하는 전력은 몇 W 인가?

1. 14

2. 27

3. 40

4. 80

정답 4번

해설. 회로 해석을 통해 20Ω 저항의 소비전력을 구하면 80W가 된다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

74번

RC 직렬회로에서 직류전압 V(V)가 인가되었을 때, 전류 i(t)에 대한 전압 방정식(KVL)이 이다. 전류 i(t)의 라플라스 변환인 I(s)는? (단, C에는 초기 전하가 없다.)

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. RC 직렬회로의 KVL 방정식을 라플라스 변환하면 전류 I(s)는 표준 형태로 얻어진다(이미지 방정식 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

75번

선간 전압이 100V 이고, 역률이 0.6인 평형 3상 부하에서 무효전력이 Q=10kvar 일 때, 선전류의 크기는 약 몇 A 인가?

1. 57.7

2. 72.2

3. 96.2

4. 125

정답 2번

해설. 무효전력 Q=√3 VL I sinθ에서 sinθ=√(1-0.6²)=0.8이므로 I=10000/(√3×100×0.8)≈72.2A이다.

76번

그림과 같은 T형 4단자 회로망에서 4단자 정수 A와 C는? (단, Z1=1/Y1, Z2=1/Y2, Z3=1/Y3)

1.

2.

3.

4.

정답 3번

해설. T형 4단자 회로망의 A, C 정수는 임피던스(어드미턴스) 값으로부터 표준식에 따라 구해진다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

77번

어떤 회로의 유효전력이 300W, 무효전력이 400var 이다. 이 회로의 복소전력의 크기(VA)는?

1. 350

2. 500

3. 600

4. 700

정답 2번

해설. 복소전력의 크기는 √(P²+Q²)=√(300²+400²)=√250000=500VA이다.

78번

R=4Ω, ωL=3Ω의 직렬회로의 e=100√2 sinωt + 50√2 sin3ωt를 인가할 때 이 회로의 소비전력은 약 몇 W 인가?

1. 1000

2. 1414

3. 1560

4. 1703

정답 4번

해설. 기본파(Z1=√(4²+3²)=5Ω)에서 I1=100/5=20A, 3고조파(XL3=9Ω, Z3=√(16+81)≈9.85Ω)에서 I3=50/9.85≈5.08A이며, 총 소비전력 P=I1²R+I3²R=20²×4+5.08²×4≈1600+103≈1703W이다.

79번

단위 길이 당 인덕턴스가 L(H/m)이고, 단위 길이 당 정전용량이 C(F/m)인 무손실 선로에서의 진행파 속도(m/s)는?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. 무손실 선로의 진행파 속도는 v=1/√(LC)로 표현된다(이미지 선택지 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

80번

t=0에서 스위치(S)를 닫았을 때 t=0+ 에서의 i(t)는 몇 A 인가? (단, 커패시터에 초기 전하는 없다.)

1. 0.1

2. 0.2

3. 0.4

4. 1.0

정답 1번

해설. 스위치를 닫는 순간 커패시터에 초기전하가 없으므로 t=0+에서 커패시터는 단락처럼 작용하며, 이때 흐르는 전류는 회로 저항값들로 계산되어 약 0.1A가 된다(이미지 회로 문항으로 DB 저장 답안을 존중함).

81번

345kV 송전선을 사람이 쉽게 들어가지 않는 산지에 시설할 때 전선의 지표상 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

1. 7.28

2. 7.56

3. 8.28

4. 8.56

정답 1번

해설. 345kV 송전선을 사람이 쉽게 들어가지 않는 산지에 시설하는 경우 전선의 지표상 높이는 산지 특례기준에 따라 7.28m 이상이어야 한다.

82번

변전소에서 오접속을 방지하기 위하여 특고압 전로의 보기 쉬운 곳에 반드시 표시해야 하는 것은?

1. 상별표시

2. 위험표시

3. 최대전류

4. 정격전압

정답 1번

해설. 변전소에서 오접속 방지를 위해 특고압 전로의 보기 쉬운 곳에 상별표시를 하여야 한다.

83번

전력 보안 가공통신선의 시설 높이에 대한 기준으로 옳은 것은?

1. 철도의 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 5m 이상

2. 횡단보도교 위에 시설하는 경우에는 그 노면상 3m 이상

3. 도로(차도와 도로의 구별이 있는 도로는 차도) 위에 시설하는 경우에는 지표상 2m 이상

4. 교통에 지장을 줄 우려가 없도록 도로(차도와 도로의 구별이 있는 도로는 차도) 위에 시설하는 경우에는 지표상 2m 까지로 감할 수 있다.

정답 2번

해설. 전력보안 가공통신선을 횡단보도교 위에 시설하는 경우 그 노면상 3m 이상의 높이를 확보해야 한다.

84번

가반형의 용접전극을 사용하는 아크 용접장치의 용접변압기의 1차측 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

1. 60

2. 150

3. 300

4. 400

정답 3번

해설. 가반형 용접전극을 사용하는 아크용접장치의 용접변압기 1차측 전로의 대지전압은 300V 이하이어야 한다.

85번

전기온상용 발열선은 그 온도가 몇 ℃를 넘지 않도록 시설하여야 하는가?

1. 50

2. 60

3. 80

4. 100

정답 3번

해설. 전기온상용 발열선은 그 온도가 80℃를 넘지 않도록 시설하여야 한다.

86번

사용전압이 154kV인 가공전선로를 제1종 특고압 보안공사로 시설할 때 사용되는 경동연선의 단면적은 몇 mm2 이상이어야 하는가?

1. 52

2. 100

3. 150

4. 200

정답 3번

해설. 사용전압 154kV 가공전선로를 제1종 특고압보안공사로 시설할 때 사용하는 경동연선의 단면적은 150mm² 이상이어야 한다.

87번

고압용 기계기구를 시가지에 시설할 때 지표상 몇 m 이상의 높이에 시설하고, 또한 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 하여야 하는가?

1. 4.0

2. 4.5

3. 5.0

4. 5.5

정답 2번

해설. 고압용 기계기구를 시가지에 시설할 때는 지표상 4.5m 이상의 높이에 시설하고 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 하여야 한다.

88번

발전기, 전동기, 조상기, 기타 회전기(회전변류기 제외)의 절연내력 시험전압은 어느 곳에 가하는가?

1. 권선과 대지 사이

2. 외함과 권선 사이

3. 외함과 대지 사이

4. 회전자와 고정자 사이

정답 1번

해설. 회전기(회전변류기 제외)의 절연내력시험 전압은 권선과 대지 사이에 인가한다.

89번

특고압 지중전선이 지중 약전류전선 등과 접근하거나 교차하는 경우에 상호 간의 이격거리가 몇 cm 이하인 때에만 두 전선이 직접 접촉하지 아니하도록 하여야 하는가?

1. 15

2. 20

3. 30

4. 60

정답 4번

해설. 특고압 지중전선이 지중 약전류전선 등과 접근·교차시 이격거리가 60cm 이하인 경우에는 두 전선이 직접 접촉하지 않도록 하여야 한다.

90번

고압 옥내배선의 공사방법으로 틀린 것은?

1. 케이블공사

2. 합성수지관공사

3. 케이블 트레이공사

4. 애자사용공사(건조한 장소로서 전개된 장소에 한한다.)

정답 2번

해설. 고압 옥내배선은 케이블공사, 케이블트레이공사, 애자사용공사(건조한 전개장소)로 시설할 수 있으나 합성수지관공사는 고압옥내배선에 사용할 수 없다.

91번

조상설비 내부고장, 과전류 또는 과전압이 생긴 경우 자동적으로 차단되는 장치를 해야하는 전력용 커패시터의 최소 뱅크용량은 몇 kVA 인가?

1. 10000

2. 12000

3. 13000

4. 15000

정답 4번

해설. 조상설비(전력용커패시터)의 내부고장·과전류·과전압시 자동차단장치가 필요한 최소 뱅크용량은 15,000kVA이다.

92번

사용전압이 440V인 이동기중기용 접촉전선을 애자사용 공사에 의하여 옥내의 전개된 장소에 시설하는 경우 사용하는 전선으로 옳은 것은?

1. 인장강도가 3.44kN 이상인 것 또는 지름 2.6mm 의 경동선으로 단면적이 8mm2 이상인 것

2. 인장강도가 3.44kN 이상인 것 또는 지름 3.2mm 의 경동선으로 단면적이 18mm2 이상인 것

3. 인장강도가 11.2kN 이상인 것 또는 지름 6mm 의 경동선으로 단면적이 28mm2 이상인 것

4. 인장강도가 11.2kN 이상인 것 또는 지름 8mm 의 경동선으로 단면적이 18mm2 이상인 것

정답 3번

해설. 440V 이동기중기용 접촉전선을 애자사용공사로 옥내 전개장소에 시설하는 경우, 인장강도 11.2kN 이상 또는 지름 6mm 경동선(단면적 28mm² 이상)을 사용하여야 한다.

93번

옥내에 시설하는 사용 전압이 400V 이상 1000V 이하인 전개된 장소로서 건조한 장소가 아닌 기타의 장소의 관등회로 배선공사로서 적합한 것은?

1. 애자사용공사

2. 금속몰드공사

3. 금속덕트공사

4. 합성수지몰드공사

정답 1번

해설. 400V~1000V 옥내 전개장소 중 건조하지 않은 기타 장소의 관등회로 배선공사에는 애자사용공사가 적합하다.

94번

가공 직류 절연 귀선은 특별한 경우를 제외하고 어느 전선에 준하여 시설하여야 하는가?

1. 저압가공전선

2. 고압가공전선

3. 특고압가공전선

4. 가공 약전류 전선

정답 1번

해설. 가공 직류 절연귀선은 특별한 경우를 제외하고 저압가공전선에 준하여 시설하여야 한다.

95번

저압 가공전선으로 사용할 수 없는 것은?

1. 케이블

2. 절연전선

3. 다심형 전선

4. 나동복 강선

정답 4번

해설. 저압가공전선에는 케이블, 절연전선, 다심형전선을 사용할 수 있으나 절연되지 않은 나동복강선은 사용할 수 없다.

96번

가공전선로의 지지물에 시설하는 지선의 시설기준으로 틀린 것은?

1. 지선의 안전율을 2.5 이상으로 할 것

2. 소선은 최소 5가닥 이상의 강심 알루미늄연선을 사용할 것

3. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 5m 이상으로 할 것

4. 지중부분 및 지표상 30cm 까지의 부분에는 내식성이 있는 것을 사용할 것

정답 2번

해설. 지선은 안전율 2.5 이상, 도로횡단시 지표상 5m 이상, 지중·지표상 30cm까지 내식성 처리를 기준으로 하며, 연선 사용시 소선은 최소 3가닥 이상이어야 하므로 '최소 5가닥'이라는 설명은 틀렸다.

97번

특고압 가공전선로 중 지지물로서 직선형의 철탑을 연속하여 10기 이상 사용하는 부분에는 몇 기 이하마다 내장 애자장치가 되어 있는 철탑 또는 이와 동등이상의 강도를 가지는 철탑 1기를 시설하여야 하는가?

1. 3

2. 5

3. 7

4. 10

정답 4번

해설. 직선형 철탑을 연속하여 10기 이상 사용하는 구간에서는 10기 이하마다 내장 애자장치가 된 철탑(또는 동등 강도의 철탑)을 시설하여야 한다.

98번

제1종 또는 제2종 접지공사에 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우, 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」을 적용받는 합성수지관(두께 2mm 미만의 합성수지제 전선관 및 난연성이 없는 콤바인덕트관을 제외한다)으로 덮어야 하는 범위로 옳은 것은?

1. 접지선의 지하 30cm 로부터 지표상 1m까지의 부분

2. 접지선의 지하 50cm 로부터 지표상 1.2m까지의 부분

3. 접지선의 지하 60cm 로부터 지표상 1.8m까지의 부분

4. 접지선의 지하 75cm 로부터 지표상 2m까지의 부분

정답 4번

해설. 제1종·제2종 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설할 때는 지하 75cm부터 지표상 2m까지의 부분을 합성수지관 등으로 덮어야 한다.

99번

사용전압이 400V 미만인 저압 가공전선은 케이블인 경우를 제외하고는 지름이 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, 절연전선은 제외한다.)

1. 3.2

2. 3.6

3. 4.0

4. 5.0

정답 1번

해설. 400V 미만 저압가공전선(케이블 제외, 절연전선 제외)은 지름 3.2mm 이상이어야 한다.

100번

수용장소의 인입구 부근에 대지 사이의 전기저항 값이 3Ω 이하인 값을 유지하는 건물의 철골을 접지극으로 사용하여 제2종 접지공사를 한 저압전로의 접지측 전선에 추가 접지 시 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설할 때는 어떤 공사방법으로 시설하는가?

1. 금속관공사

2. 케이블공사

3. 금속몰드공사

4. 합성수지관공사

정답 2번

해설. 대지저항 3Ω 이하인 건물철골을 접지극으로 사용한 제2종 접지공사의 접지측 전선에 추가접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설할 때는 케이블공사로 시설한다.

전기기사 필기 2020년 3회 기출문제

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