2015.8 기출문제
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Q1.
전자기학
전자유도
2015.8 기출
패러데이 법칙에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
- ① 정전유도로 기전력 발생
- ② 정전유도로 회로 발생
- ③ 전자유도로 회로 발생
- ④ 전자유도로 기전력 발생 정답
📖 해설
패러데이 전자유도 법칙
\[ e=-N\frac{d\phi}{dt} \]쇄교자속의 시간변화율에 비례하는 기전력이 유기되고, (−)는 이를 방해하는 방향(렌츠 법칙)입니다.
풀이
패러데이 법칙: 전자유도로 유도기전력이 발생(\(e=-N\frac{d\phi}{dt}\)).
\[ e=-N\frac{d\phi}{dt} \]쇄교자속의 시간변화율에 비례하는 기전력이 유기되고, (−)는 이를 방해하는 방향(렌츠 법칙)입니다.
풀이
패러데이 법칙: 전자유도로 유도기전력이 발생(\(e=-N\frac{d\phi}{dt}\)).
Q2.
전자기학
정전계
2015.8 기출
반지름 a, b(b>a) 동심 구도체 사이 유전율 ε일 때 정전용량은?
- ① \(4\pi\varepsilon a\)
- ② \(\frac{4\pi\varepsilon}{a+b}\)
- ③ \(\frac{4\pi\varepsilon ab}{b-a}\) 정답
- ④ \(4\pi\varepsilon(b-a)\)
📖 해설
정전용량
\[ C=\frac{Q}{V}\ [\text{F}],\quad 구:\ 4\pi\varepsilon a,\quad 평행판:\ \frac{\varepsilon S}{d},\quad 동심구:\ \frac{4\pi\varepsilon ab}{b-a} \]단위전압당 저장전하로, 전하일정이면 \(V=Q/C\).
풀이
동심구 \(C=\dfrac{4\pi\varepsilon ab}{b-a}\).
\[ C=\frac{Q}{V}\ [\text{F}],\quad 구:\ 4\pi\varepsilon a,\quad 평행판:\ \frac{\varepsilon S}{d},\quad 동심구:\ \frac{4\pi\varepsilon ab}{b-a} \]단위전압당 저장전하로, 전하일정이면 \(V=Q/C\).
풀이
동심구 \(C=\dfrac{4\pi\varepsilon ab}{b-a}\).
Q3.
전자기학
전자기
2015.8 기출
맥스웰 방정식 중 패러데이 법칙에서 유도된 식은?
- ① \(\nabla\cdot D=\rho\)
- ② \(\nabla\cdot B=0\)
- ③ \(\nabla\times H=J+\frac{\partial D}{\partial t}\)
- ④ \(\nabla\times E=-\frac{\partial B}{\partial t}\) 정답
📖 해설
전자유도·전자파 핵심
\(e=-N\dfrac{d\phi}{dt}=Blv\), 상호유도 \(V_2=M\dfrac{di_1}{dt}\), \(M=k\sqrt{L_1L_2}\), 변위전류 \(i_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}\), 전파속도 \(v=\dfrac1{\sqrt{\mu\varepsilon}}\), 포인팅 \(P=E\times H\).
풀이
패러데이 법칙 \(\nabla\times E=-\dfrac{\partial B}{\partial t}\).
\(e=-N\dfrac{d\phi}{dt}=Blv\), 상호유도 \(V_2=M\dfrac{di_1}{dt}\), \(M=k\sqrt{L_1L_2}\), 변위전류 \(i_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}\), 전파속도 \(v=\dfrac1{\sqrt{\mu\varepsilon}}\), 포인팅 \(P=E\times H\).
풀이
패러데이 법칙 \(\nabla\times E=-\dfrac{\partial B}{\partial t}\).
Q4.
전자기학
전자파
2015.8 기출
특성임피던스 n₁, n₂ 두 매질 경계에 전자파가 수직 입사할 때 무반사 조건은?
- ① n₂=0
- ② n₁=0
- ③ n₁=n₂ 정답
- ④ n₁·n₂=0
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
경계 반사가 없으려면 n₁=n₂(임피던스 정합).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
경계 반사가 없으려면 n₁=n₂(임피던스 정합).
Q5.
전자기학
정전계
2015.8 기출
전기력선의 성질로 옳은 것은?
- ① 도체 표면과 직교 정답
- ② 전위 낮은 점→높은 점
- ③ 도체 내부에 존재
- ④ 등전위면과 평행
📖 해설
전기력선·가우스 법칙
\[ \oint E\cdot dS=\frac{Q}{\varepsilon_0},\quad 전기력선 수=\frac{Q}{\varepsilon_0}(자유공간) \]전기력선은 (+)에서 나와 (−)로 들어가며 도중에 교차·소멸하지 않고, 밀도가 전계 세기를 나타냅니다.
풀이
전기력선은 도체 표면과 직교하고, 전위 높은 곳→낮은 곳으로 향하며 도체 내부엔 없습니다.
\[ \oint E\cdot dS=\frac{Q}{\varepsilon_0},\quad 전기력선 수=\frac{Q}{\varepsilon_0}(자유공간) \]전기력선은 (+)에서 나와 (−)로 들어가며 도중에 교차·소멸하지 않고, 밀도가 전계 세기를 나타냅니다.
풀이
전기력선은 도체 표면과 직교하고, 전위 높은 곳→낮은 곳으로 향하며 도체 내부엔 없습니다.
Q6.
전자기학
전자계
2015.8 기출
반지름 a 원형단면 도선에 \(i_c=I_c\sin2\pi ft\)가 흐를 때 변위전류밀도 최대값은?
- ① \(\frac{I_c}{\pi a^2}\) 정답
- ② \(\frac{I_c}{2\pi a^2}\)
- ③ \(\frac{2I_c}{\pi a^2}\)
- ④ \(\frac{I_c}{a^2}\)
📖 해설
변위전류
\[ i_d=\frac{\partial D}{\partial t}=\varepsilon\frac{\partial E}{\partial t} \]콘덴서처럼 전류가 흐르지 않는 유전체에서 전속밀도 \(D\)의 시간변화가 만드는 전류로, 맥스웰이 도입해 전자파 전파를 설명합니다.
풀이
\(J_{d,max}=\dfrac{I_c}{\pi a^2}\)(단면적).
\[ i_d=\frac{\partial D}{\partial t}=\varepsilon\frac{\partial E}{\partial t} \]콘덴서처럼 전류가 흐르지 않는 유전체에서 전속밀도 \(D\)의 시간변화가 만드는 전류로, 맥스웰이 도입해 전자파 전파를 설명합니다.
풀이
\(J_{d,max}=\dfrac{I_c}{\pi a^2}\)(단면적).
Q7.
전자기학
정자계
2015.8 기출
평등자계 \(B=0.3\) Wb/m² 중에 길이 \(l=2\) m인 직선 도체를 자계와 \(60^\circ\)를 이루도록 놓고 \(I=5\) A를 흘릴 때, 도체가 받는 힘은 약 몇 N인가?
- ① 1.3
- ② 2.6 정답
- ③ 4.7
- ④ 5.2
📖 해설
자계 속 도체가 받는 힘
\[ F=BIl\sin\theta\ [\text{N}] \]여기서 \(\theta\)는 도체(전류 방향)와 자계 \(B\)가 이루는 각, 힘의 방향은 플레밍 왼손법칙(전동기).
대입 (\(B=0.3\) Wb/m², \(I=5\) A, \(l=2\) m, \(\theta=60^\circ\)):
\[ F=0.3\times5\times2\times\sin 60^\circ=3\times\frac{\sqrt3}{2}\approx3\times0.866\approx 2.6\ \text{N} \]※ \(\sin 60^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866\). 도체가 자계와 수직(θ=90°)이면 \(F=BIl=3\) N으로 최대, 평행(θ=0°)이면 \(F=0\)이 됩니다.
\[ F=BIl\sin\theta\ [\text{N}] \]여기서 \(\theta\)는 도체(전류 방향)와 자계 \(B\)가 이루는 각, 힘의 방향은 플레밍 왼손법칙(전동기).
대입 (\(B=0.3\) Wb/m², \(I=5\) A, \(l=2\) m, \(\theta=60^\circ\)):
\[ F=0.3\times5\times2\times\sin 60^\circ=3\times\frac{\sqrt3}{2}\approx3\times0.866\approx 2.6\ \text{N} \]※ \(\sin 60^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866\). 도체가 자계와 수직(θ=90°)이면 \(F=BIl=3\) N으로 최대, 평행(θ=0°)이면 \(F=0\)이 됩니다.
Q8.
전자기학
정전계
2015.8 기출
무한평면도체에서 거리 a에 점전하 Q가 있을 때 도체 표면 최대 전하밀도는?
- ① \(\frac{Q}{2\pi a^2}\)
- ② \(\frac{Q}{4\pi a^2}\)
- ③ \(-\frac{Q}{2\pi a^2}\) 정답
- ④ \(\frac{Q}{\pi a^2}\)
📖 해설
영상전하법
무한 도체평면 앞 전하 \(Q\)는 대칭 위치에 \(-Q\)가 있는 것과 등가. 흡인력 \(F=\dfrac{Q^2}{4\pi\varepsilon(2d)^2}\), 전위는 0(등전위면).
풀이
표면 최대 전하밀도(도체 바로 아래) \(=-\dfrac{Q}{2\pi a^2}\).
무한 도체평면 앞 전하 \(Q\)는 대칭 위치에 \(-Q\)가 있는 것과 등가. 흡인력 \(F=\dfrac{Q^2}{4\pi\varepsilon(2d)^2}\), 전위는 0(등전위면).
풀이
표면 최대 전하밀도(도체 바로 아래) \(=-\dfrac{Q}{2\pi a^2}\).
Q9.
전자기학
정자계
2015.8 기출
\(1\)C의 점전하가 전계 \(E=2a_x+a_y-4a_z\)[V/m], 자속밀도 \(B=a_x+2a_y-a_z\)[Wb/m²]인 곳을 속도 \(v=2a_x+a_y+3a_z\)[m/s]로 움직일 때 받는 힘[N]은?
- ① \(-5a_x+6a_y-a_z\) 정답
- ② \(5a_x-6a_y+a_z\)
- ③ \(-5a_x+6a_y+a_z\)
- ④ \(-6a_x+5a_y-a_z\)
📖 해설
로런츠 힘
\[ \vec F=q(\vec E+\vec v\times\vec B) \]전계에 의한 힘 \(q\vec E\)와 자계에 의한 힘 \(q(\vec v\times\vec B)\)의 합입니다.
① \(\vec v\times\vec B\) 계산 (외적)
\[ \vec v\times\vec B=\begin{vmatrix}a_x&a_y&a_z\\2&1&3\\1&2&-1\end{vmatrix} \]
\(=a_x(1\cdot(-1)-3\cdot2)-a_y(2\cdot(-1)-3\cdot1)+a_z(2\cdot2-1\cdot1)\)
\(=a_x(-1-6)-a_y(-2-3)+a_z(4-1)=-7a_x+5a_y+3a_z\)
② \(\vec E+\vec v\times\vec B\)
\((2-7)a_x+(1+5)a_y+(-4+3)a_z=-5a_x+6a_y-a_z\)
③ 힘 (\(q=1\)C)
\[ \vec F=1\times(-5a_x+6a_y-a_z)=-5a_x+6a_y-a_z\ [\text{N}] \]
핵심 — 전계력은 그대로 더하고, 자계력은 반드시 속도×자속밀도(외적)로 계산합니다.
\[ \vec F=q(\vec E+\vec v\times\vec B) \]전계에 의한 힘 \(q\vec E\)와 자계에 의한 힘 \(q(\vec v\times\vec B)\)의 합입니다.
① \(\vec v\times\vec B\) 계산 (외적)
\[ \vec v\times\vec B=\begin{vmatrix}a_x&a_y&a_z\\2&1&3\\1&2&-1\end{vmatrix} \]
\(=a_x(1\cdot(-1)-3\cdot2)-a_y(2\cdot(-1)-3\cdot1)+a_z(2\cdot2-1\cdot1)\)
\(=a_x(-1-6)-a_y(-2-3)+a_z(4-1)=-7a_x+5a_y+3a_z\)
② \(\vec E+\vec v\times\vec B\)
\((2-7)a_x+(1+5)a_y+(-4+3)a_z=-5a_x+6a_y-a_z\)
③ 힘 (\(q=1\)C)
\[ \vec F=1\times(-5a_x+6a_y-a_z)=-5a_x+6a_y-a_z\ [\text{N}] \]
핵심 — 전계력은 그대로 더하고, 자계력은 반드시 속도×자속밀도(외적)로 계산합니다.
Q10.
전자기학
자성체
2015.8 기출
비투자율 350 환상철심의 평균 자계 280AT/m일 때 자화의 세기는 약 몇 Wb/m²인가?
- ① 0.12 정답
- ② 0.15
- ③ 0.18
- ④ 0.21
📖 해설
자화의 세기(자화) \(J\)
\[ J=\mu_0(\mu_r-1)H=\chi H\,[\text{Wb/m}^2] \]
· \(H\): 자계의 세기[AT/m], \(\mu_r\): 비투자율, \(\mu_0=4\pi\times10^{-7}\)
자성체가 외부 자계에 의해 자화된 정도를 나타내며 \(B=\mu_0 H+J\)의 \(J\)항입니다.
계산
\(J=\mu_0(\mu_r-1)H=4\pi\times10^{-7}\times349\times280\approx0.12\).
\[ J=\mu_0(\mu_r-1)H=\chi H\,[\text{Wb/m}^2] \]
· \(H\): 자계의 세기[AT/m], \(\mu_r\): 비투자율, \(\mu_0=4\pi\times10^{-7}\)
자성체가 외부 자계에 의해 자화된 정도를 나타내며 \(B=\mu_0 H+J\)의 \(J\)항입니다.
계산
\(J=\mu_0(\mu_r-1)H=4\pi\times10^{-7}\times349\times280\approx0.12\).
Q11.
전자기학
정전계
2015.8 기출
Q 전하 반지름 a 도체구를 유전율 ε 기름 탱크에 넣을 때 표면 전계는?
- ① \(\frac{Q}{4\pi\varepsilon a^2}\) 정답
- ② \(\frac{Q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}\)
- ③ \(\frac{Q}{2\pi\varepsilon a^2}\)
- ④ \(\frac{Q}{\varepsilon a^2}\)
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
도체구 표면 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon a^2}\).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
도체구 표면 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon a^2}\).
Q12.
전자기학
정자계
2015.8 기출
벡터퍼텐셜 A에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ① 자속밀도는 A의 발산
- ② 벡터퍼텐셜은 거리에 반비례 정답
- ③ 자속은 A의 curl
- ④ 스칼라퍼텐셜은 정자계
📖 해설
벡터퍼텐셜·유도전계
\(\vec B=\nabla\times\vec A\), 시변자계는 \(\vec E=-\dfrac{\partial\vec A}{\partial t}\)의 유도전계를 만듭니다(패러데이 법칙의 미분형 \(\nabla\times E=-\partial B/\partial t\)).
풀이
\(B=\nabla\times A\), 벡터퍼텐셜 \(A=\frac{\mu I}{4\pi r}\)로 거리에 반비례.
\(\vec B=\nabla\times\vec A\), 시변자계는 \(\vec E=-\dfrac{\partial\vec A}{\partial t}\)의 유도전계를 만듭니다(패러데이 법칙의 미분형 \(\nabla\times E=-\partial B/\partial t\)).
풀이
\(B=\nabla\times A\), 벡터퍼텐셜 \(A=\frac{\mu I}{4\pi r}\)로 거리에 반비례.
Q13.
전자기학
직류회로
2015.8 기출
한 변 저항 R₀인 무한 사다리 회로의 AB간 합성저항은?
- ① \(R_0\)
- ② \(\frac{1+\sqrt3}{2}R_0\) 정답
- ③ \(2R_0\)
- ④ \(\sqrt3 R_0\)
📖 해설
무한 사다리(래더) 회로란?
같은 구성의 구간(직렬 \(R_0\) + 병렬 \(R_0\))이 오른쪽으로 무한히 반복되는 회로입니다. 그림에서 맨 왼쪽 두 입력단자 A·B에서 본 합성저항을 구합니다.
푸는 원리 — 자기닮음(self-similarity)
회로가 무한하므로, 맨 앞 한 구간을 떼어내도 그 오른쪽에 남는 것은 여전히 똑같은 무한 사다리입니다. 즉 AB에서 본 저항을 \(R\)이라 하면 한 구간을 앞에 붙여도 저항이 변하지 않습니다:
\[ R=(\text{직렬분})+\big(\text{병렬분}\parallel R\big) \]이 자기닮음 조건이 \(R\)에 대한 이차방정식이 되고, 물리적으로 의미 있는 양의 근이 답입니다.
이 문제의 결과
주어진 사다리 구성에서 자기닮음 방정식을 정리하면
\[ 2R^2-2R_0R-R_0^2=0\ \Rightarrow\ R=\frac{1+\sqrt3}{2}R_0 \](음의 근 \(\frac{1-\sqrt3}{2}R_0\)은 저항이 음수이므로 버립니다.)
※ 핵심 흐름은 ‘무한 → 자기닮음 → 이차방정식 → 양의 근’입니다. 방정식의 계수는 사다리의 저항 배치(직렬·병렬 개수)에 따라 달라지며, 이 문제 배치에서는 위와 같이 되어 \(\dfrac{1+\sqrt3}{2}R_0\)가 나옵니다.
같은 구성의 구간(직렬 \(R_0\) + 병렬 \(R_0\))이 오른쪽으로 무한히 반복되는 회로입니다. 그림에서 맨 왼쪽 두 입력단자 A·B에서 본 합성저항을 구합니다.
푸는 원리 — 자기닮음(self-similarity)
회로가 무한하므로, 맨 앞 한 구간을 떼어내도 그 오른쪽에 남는 것은 여전히 똑같은 무한 사다리입니다. 즉 AB에서 본 저항을 \(R\)이라 하면 한 구간을 앞에 붙여도 저항이 변하지 않습니다:
\[ R=(\text{직렬분})+\big(\text{병렬분}\parallel R\big) \]이 자기닮음 조건이 \(R\)에 대한 이차방정식이 되고, 물리적으로 의미 있는 양의 근이 답입니다.
이 문제의 결과
주어진 사다리 구성에서 자기닮음 방정식을 정리하면
\[ 2R^2-2R_0R-R_0^2=0\ \Rightarrow\ R=\frac{1+\sqrt3}{2}R_0 \](음의 근 \(\frac{1-\sqrt3}{2}R_0\)은 저항이 음수이므로 버립니다.)
※ 핵심 흐름은 ‘무한 → 자기닮음 → 이차방정식 → 양의 근’입니다. 방정식의 계수는 사다리의 저항 배치(직렬·병렬 개수)에 따라 달라지며, 이 문제 배치에서는 위와 같이 되어 \(\dfrac{1+\sqrt3}{2}R_0\)가 나옵니다.
Q14.
전자기학
전자파
2015.8 기출
유전율 ε, 투자율 μ 유전체 내 평면파의 전파속도는?
- ① \(\sqrt{\mu\varepsilon}\)
- ② \(\mu\varepsilon\)
- ③ \(\frac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}}\) 정답
- ④ \(\frac{1}{\mu\varepsilon}\)
📖 해설
전자파의 전파속도
\[ v=\frac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}}=\frac{c}{\sqrt{\mu_s\varepsilon_s}} \]진공: \(c=3\times10^8\,\text{m/s}\). 매질의 투자율·유전율이 클수록 느려집니다.
풀이
\(v=\dfrac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}}\).
\[ v=\frac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}}=\frac{c}{\sqrt{\mu_s\varepsilon_s}} \]진공: \(c=3\times10^8\,\text{m/s}\). 매질의 투자율·유전율이 클수록 느려집니다.
풀이
\(v=\dfrac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}}\).
Q15.
전자기학
정전계
2015.8 기출
낙뢰 맞는 자동차 안 승객이 안전한 이유가 아닌 것은?
- ① 도체 내부 장은 외부와 무관
- ② 내벽에 음전하
- ③ 속빈 도체라도 정전차폐
- ④ 표면 코팅 때문 정답
📖 해설
전자유도·전자파 핵심
\(e=-N\dfrac{d\phi}{dt}=Blv\), 상호유도 \(V_2=M\dfrac{di_1}{dt}\), \(M=k\sqrt{L_1L_2}\), 변위전류 \(i_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}\), 전파속도 \(v=\dfrac1{\sqrt{\mu\varepsilon}}\), 포인팅 \(P=E\times H\).
풀이
안전 이유는 정전차폐(패러데이 상자)이지 코팅과 무관합니다. ④가 아닙니다.
\(e=-N\dfrac{d\phi}{dt}=Blv\), 상호유도 \(V_2=M\dfrac{di_1}{dt}\), \(M=k\sqrt{L_1L_2}\), 변위전류 \(i_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}\), 전파속도 \(v=\dfrac1{\sqrt{\mu\varepsilon}}\), 포인팅 \(P=E\times H\).
풀이
안전 이유는 정전차폐(패러데이 상자)이지 코팅과 무관합니다. ④가 아닙니다.
Q16.
전자기학
전자유도
2015.8 기출
유도기전력이 쇄교자속의 시간변화율에 비례한다는 정량적 법칙은?
- ① 노이만의 법칙 정답
- ② 가우스 법칙
- ③ 암페어 법칙
- ④ 플레밍 오른손 법칙
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
노이만의 법칙: \(e=-N\frac{d\phi}{dt}\)(패러데이 법칙의 정량 표현).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
노이만의 법칙: \(e=-N\frac{d\phi}{dt}\)(패러데이 법칙의 정량 표현).
Q17.
전자기학
유전체
2015.8 기출
전계 E가 두 유전체 경계에 평행일 때 단위면적당 힘은?
- ① \(\frac12(\varepsilon_1-\varepsilon_2)E^2\) 정답
- ② \(\frac12(\varepsilon_1+\varepsilon_2)E^2\)
- ③ \(\varepsilon_1\varepsilon_2 E^2\)
- ④ \(\frac{D^2}{2\varepsilon}\)
📖 해설
유전체 경계면
수직입사: \(D\) 연속, 평행: \(E\) 연속. 경계에 작용하는 맥스웰 변형력 \(f=\tfrac12\varepsilon E^2\). 굴절 \(\tan\theta_1/\tan\theta_2=\varepsilon_1/\varepsilon_2\).
풀이
전계 평행(E 연속): \(f=\dfrac12(\varepsilon_1-\varepsilon_2)E^2\).
수직입사: \(D\) 연속, 평행: \(E\) 연속. 경계에 작용하는 맥스웰 변형력 \(f=\tfrac12\varepsilon E^2\). 굴절 \(\tan\theta_1/\tan\theta_2=\varepsilon_1/\varepsilon_2\).
풀이
전계 평행(E 연속): \(f=\dfrac12(\varepsilon_1-\varepsilon_2)E^2\).
Q18.
전자기학
인덕턴스
2015.8 기출
지름 2mm, 길이 25m 동선의 내부 인덕턴스는 몇 μH인가?
- ① 1.25 정답
- ② 2.5
- ③ 5.0
- ④ 25
📖 해설
동축·환상 인덕턴스
동축 \(L=\dfrac{\mu}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}\), 환상 \(L=\dfrac{\mu N^2 S}{2\pi r}=\dfrac{N^2}{R_m}\). 내부도체 자기인덕턴스분 별도.
풀이
내부 인덕턴스 \(L=\frac{\mu_0 l}{8\pi}=\frac{4\pi\times10^{-7}\times25}{8\pi}=1.25\,\mu H\).
동축 \(L=\dfrac{\mu}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}\), 환상 \(L=\dfrac{\mu N^2 S}{2\pi r}=\dfrac{N^2}{R_m}\). 내부도체 자기인덕턴스분 별도.
풀이
내부 인덕턴스 \(L=\frac{\mu_0 l}{8\pi}=\frac{4\pi\times10^{-7}\times25}{8\pi}=1.25\,\mu H\).
Q19.
전자기학
자기회로
2015.8 기출
A부분에만 코일을 감은 자기회로에서 자기저항 RA, RB는?
- ① RA=2.2, RB=3.67
- ② RA=3.67, RB=2.2 정답
- ③ RA=1.43, RB=2.83
- ④ RA=2.2, RB=1.43
📖 해설
자기저항(릴럭턴스)
\[ R_m=\frac{l}{\mu S}=\frac{NI}{\phi}\,[\text{AT/Wb}] \]· \(l\): 자로길이, \(\mu\): 투자율, \(S\): 단면적
자기회로의 ‘저항’으로, 기자력 \(NI=R_m\phi\)(옴의 법칙 대응).
풀이
각 경로 \(R_m=\frac{l}{\mu S}\) 계산 → RA=3.67, RB=2.2.
\[ R_m=\frac{l}{\mu S}=\frac{NI}{\phi}\,[\text{AT/Wb}] \]· \(l\): 자로길이, \(\mu\): 투자율, \(S\): 단면적
자기회로의 ‘저항’으로, 기자력 \(NI=R_m\phi\)(옴의 법칙 대응).
풀이
각 경로 \(R_m=\frac{l}{\mu S}\) 계산 → RA=3.67, RB=2.2.
Q20.
전자기학
정전계
2015.8 기출
5000μF 콘덴서를 60V로 충전할 때 축적 에너지는 몇 J인가?
- ① 5
- ② 9 정답
- ③ 45
- ④ 90
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
\(W=\frac12 CV^2=\frac12\times5000\times10^{-6}\times60^2=9\,\text{J}\).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
\(W=\frac12 CV^2=\frac12\times5000\times10^{-6}\times60^2=9\,\text{J}\).
Q21.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
저역통과 필터에서 최대값의 70.7%가 되는 주파수 범위는?
- ① 공진 주파수
- ② 첨두 공진점
- ③ 대역폭 정답
- ④ 분리도
📖 해설
보드선도
이득 \(20\log|G|\)[dB]와 위상을 주파수 대수축에 표시. 절점(코너)주파수에서 기울기 ±20dB/dec 변화.
풀이
최대값의 \(1/\sqrt2\)(70.7%) 되는 주파수까지가 대역폭.
이득 \(20\log|G|\)[dB]와 위상을 주파수 대수축에 표시. 절점(코너)주파수에서 기울기 ±20dB/dec 변화.
풀이
최대값의 \(1/\sqrt2\)(70.7%) 되는 주파수까지가 대역폭.
Q22.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
전달함수의 극점이 모두 좌반면일 때 안정성은?
- ① 임계상태
- ② 불안정
- ③ 안정 정답
- ④ 알 수 없다
📖 해설
제어계 안정도
특성방정식의 모든 근이 s평면 좌반면에 있어야 안정합니다. 라우스·훌비츠(대수적), 나이퀴스트·보드(도식적)로 판별하며, 우반면 근이 있으면 불안정.
풀이
극점이 모두 좌반면 → 안정.
특성방정식의 모든 근이 s평면 좌반면에 있어야 안정합니다. 라우스·훌비츠(대수적), 나이퀴스트·보드(도식적)로 판별하며, 우반면 근이 있으면 불안정.
풀이
극점이 모두 좌반면 → 안정.
Q23.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
신호흐름선도의 가지 이득이 다음과 같다. 전향경로 R→x₁→x₂→x₃→C의 가지 이득은 각각 1, 2, 3, 1이고, 피드백 가지는 x₃→x₁ = −1, x₃→x₂ = −1이다. 이때 전달함수 C/R는?
- ① \(\frac{3}{5}\) 정답
- ② \(\frac{3}{10}\)
- ③ \(\frac{2}{5}\)
- ④ \(\frac{6}{7}\)
📖 해설
메이슨(Mason) 공식
\[ \frac{C}{R}=\frac{1}{\Delta}\sum_k P_k\,\Delta_k \]
· \(P_k\): k번째 전향경로 이득 (입력→출력, 같은 노드 두 번 안 지남)
· \(\Delta=1-\sum(\text{루프 이득})+\sum(\text{서로 안 닿는 두 루프 곱})-\cdots\)
· \(\Delta_k\): 전향경로 \(P_k\)에 닿지 않는 루프만 남긴 \(\Delta\)
① 전향경로
R→x₁→x₂→x₃→C 하나뿐: \(P_1=1\times2\times3\times1=6\)
② 폐루프(피드백)
· \(L_1\): x₁→x₂→x₃→x₁ \(=2\times3\times(-1)=-6\)
· \(L_2\): x₂→x₃→x₂ \(=3\times(-1)=-3\)
두 루프는 노드 x₂·x₃를 공유하므로 서로 닿음 → 안 닿는 루프 곱(항)은 없음
③ Δ 계산
\[ \Delta=1-(L_1+L_2)=1-(-6-3)=1+9=10 \]
④ Δ₁ 계산 — 전향경로가 두 루프에 모두 닿으므로 남는 루프 없음 → \(\Delta_1=1\)
⑤ 대입
\[ \frac{C}{R}=\frac{P_1\Delta_1}{\Delta}=\frac{6\times1}{10}=\frac{3}{5} \]
핵심 — 블록선도보다 복잡한 다중 루프·다중 경로도 메이슨 공식이면 그림을 직접 축약하지 않고 전향경로 이득과 루프 이득만 찾아 대입하면 됩니다.
\[ \frac{C}{R}=\frac{1}{\Delta}\sum_k P_k\,\Delta_k \]
· \(P_k\): k번째 전향경로 이득 (입력→출력, 같은 노드 두 번 안 지남)
· \(\Delta=1-\sum(\text{루프 이득})+\sum(\text{서로 안 닿는 두 루프 곱})-\cdots\)
· \(\Delta_k\): 전향경로 \(P_k\)에 닿지 않는 루프만 남긴 \(\Delta\)
① 전향경로
R→x₁→x₂→x₃→C 하나뿐: \(P_1=1\times2\times3\times1=6\)
② 폐루프(피드백)
· \(L_1\): x₁→x₂→x₃→x₁ \(=2\times3\times(-1)=-6\)
· \(L_2\): x₂→x₃→x₂ \(=3\times(-1)=-3\)
두 루프는 노드 x₂·x₃를 공유하므로 서로 닿음 → 안 닿는 루프 곱(항)은 없음
③ Δ 계산
\[ \Delta=1-(L_1+L_2)=1-(-6-3)=1+9=10 \]
④ Δ₁ 계산 — 전향경로가 두 루프에 모두 닿으므로 남는 루프 없음 → \(\Delta_1=1\)
⑤ 대입
\[ \frac{C}{R}=\frac{P_1\Delta_1}{\Delta}=\frac{6\times1}{10}=\frac{3}{5} \]
핵심 — 블록선도보다 복잡한 다중 루프·다중 경로도 메이슨 공식이면 그림을 직접 축약하지 않고 전향경로 이득과 루프 이득만 찾아 대입하면 됩니다.
Q24.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
적분요소 \(\frac{K}{s}\)의 보드선도 이득곡선 기울기는 1decade당 몇 dB인가?
- ① 10
- ② 20
- ③ −10
- ④ −20 정답
📖 해설
적분요소 \(\dfrac{K}{s}\)의 보드 이득 기울기
\(|G(j\omega)|=\dfrac{K}{\omega}\)이므로 이득[dB]\(=20\log K-20\log\omega\).
주파수가 10배(1decade) 커지면 \(20\log10=20\)dB 감소:
\[ 기울기=-20\,\text{dB/dec} \]미분요소 \(s\)는 +20dB/dec, \(1/s^2\)은 −40dB/dec입니다.
\(|G(j\omega)|=\dfrac{K}{\omega}\)이므로 이득[dB]\(=20\log K-20\log\omega\).
주파수가 10배(1decade) 커지면 \(20\log10=20\)dB 감소:
\[ 기울기=-20\,\text{dB/dec} \]미분요소 \(s\)는 +20dB/dec, \(1/s^2\)은 −40dB/dec입니다.
Q25.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
과도응답에서 최종값 10%→90% 도달 시간은?
- ① 정정시간
- ② 지연시간
- ③ 상승시간 정답
- ④ 응답시간
📖 해설
라플라스·과도 핵심
\(1\to\tfrac1s,\ e^{-at}\to\tfrac1{s+a},\ \sin\omega t\to\tfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\), 시정수 \(\tau=L/R\) 또는 \(RC\)(최종값 63.2%), 초기값 \(\lim_{s\to\infty}sF\)·최종값 \(\lim_{s\to0}sF\).
풀이
10%→90% 도달 시간은 상승시간(rise time).
\(1\to\tfrac1s,\ e^{-at}\to\tfrac1{s+a},\ \sin\omega t\to\tfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\), 시정수 \(\tau=L/R\) 또는 \(RC\)(최종값 63.2%), 초기값 \(\lim_{s\to\infty}sF\)·최종값 \(\lim_{s\to0}sF\).
풀이
10%→90% 도달 시간은 상승시간(rise time).
Q26.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
연산증폭기의 성질로 틀린 것은?
- ① 전압이득 매우 큼
- ② 입력임피던스 매우 작음 정답
- ③ 전력이득 매우 큼
- ④ 출력임피던스 매우 작음
📖 해설
이상적 연산증폭기
입력전류 0·가상단락(\(V_+=V_-\)). 반전 \(-\dfrac{R_f}{R_1}\), 비반전 \(1+\dfrac{R_f}{R_1}\).
풀이
연산증폭기 입력임피던스는 매우 큽니다. '작음'이라 한 ②가 틀립니다.
입력전류 0·가상단락(\(V_+=V_-\)). 반전 \(-\dfrac{R_f}{R_1}\), 비반전 \(1+\dfrac{R_f}{R_1}\).
풀이
연산증폭기 입력임피던스는 매우 큽니다. '작음'이라 한 ②가 틀립니다.
Q27.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
온도를 전압으로 변환하는 요소는?
- ① 차동변압기
- ② 열전대 정답
- ③ 측온저항
- ④ 광전지
📖 해설
회로이론 핵심
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.
풀이
열전대가 온도→전압(제벡효과)으로 변환합니다.
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.
풀이
열전대가 온도→전압(제벡효과)으로 변환합니다.
Q28.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
블록선도의 전달함수는?
- ① \(\frac{G}{1+GH}\) 정답
- ② \(\frac{G}{1-GH}\)
- ③ GH
- ④ G+H
📖 해설
메이슨 이득공식(신호흐름선도·블록선도)
\[ \frac{C}{R}=\frac{\sum_k P_k\Delta_k}{\Delta},\quad \Delta=1-\sum L_i+\sum L_iL_j-\cdots \]· \(P_k\): k번째 전향경로 이득, \(L\): 루프이득, \(\Delta_k\): 그 경로와 접하지 않는 루프만 남긴 값
단일 루프면 \(\dfrac{C}{R}=\dfrac{P}{1-L}\).
풀이
부귀환 \(\frac{G}{1+GH}\).
\[ \frac{C}{R}=\frac{\sum_k P_k\Delta_k}{\Delta},\quad \Delta=1-\sum L_i+\sum L_iL_j-\cdots \]· \(P_k\): k번째 전향경로 이득, \(L\): 루프이득, \(\Delta_k\): 그 경로와 접하지 않는 루프만 남긴 값
단일 루프면 \(\dfrac{C}{R}=\dfrac{P}{1-L}\).
풀이
부귀환 \(\frac{G}{1+GH}\).
Q29.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
e(t)의 z변환 E(z)일 때 e(t)의 초기값은?
- ① \(\lim_{z\to0}E(z)\)
- ② \(\lim_{z\to1}E(z)\)
- ③ \(\lim_{z\to\infty}(z-1)E(z)\)
- ④ \(\lim_{z\to\infty}E(z)\) 정답
📖 해설
초기값·최종값 정리
\[ f(0^+)=\lim_{s\to\infty}sF(s),\qquad f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s) \]역변환 없이 시간응답의 처음·끝 값을 구합니다(최종값 정리는 안정할 때만 유효).
풀이
z변환 초기값 정리 \(e(0)=\lim_{z\to\infty}E(z)\).
\[ f(0^+)=\lim_{s\to\infty}sF(s),\qquad f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s) \]역변환 없이 시간응답의 처음·끝 값을 구합니다(최종값 정리는 안정할 때만 유효).
풀이
z변환 초기값 정리 \(e(0)=\lim_{z\to\infty}E(z)\).
Q30.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
특성방정식 \(s^4+s^3+2s^2+3s+2=0\)의 불안정 근의 수는?
- ① 0
- ② 1
- ③ 2 정답
- ④ 3
📖 해설
라우스(Routh) 안정도 판별
특성방정식 계수로 라우스 표를 만들어 제1열의 부호변화 횟수 = s평면 우반면(불안정) 근의 개수입니다. 부호변화가 없으면 안정.
풀이
라우스 1열 부호변화 2회 → 우반면 근 2개.
특성방정식 계수로 라우스 표를 만들어 제1열의 부호변화 횟수 = s평면 우반면(불안정) 근의 개수입니다. 부호변화가 없으면 안정.
풀이
라우스 1열 부호변화 2회 → 우반면 근 2개.
Q31.
회로이론
대칭좌표법
2015.8 기출
3상 불평형 전압 Va, Vb, Vc의 역상전압 V₂는?
- ① \(\frac13(V_a+V_b+V_c)\)
- ② \(\frac13(V_a+aV_b+a^2V_c)\)
- ③ \(V_a+a^2V_b+aV_c\)
- ④ \(\frac13(V_a+a^2V_b+aV_c)\) 정답
📖 해설
대칭분·불평형률
\(V_0,V_1,V_2\)(영상·정상·역상). 불평형률 \(=\dfrac{역상분}{정상분}\times100\%\).
풀이
역상분 \(V_2=\frac13(V_a+a^2V_b+aV_c)\).
\(V_0,V_1,V_2\)(영상·정상·역상). 불평형률 \(=\dfrac{역상분}{정상분}\times100\%\).
풀이
역상분 \(V_2=\frac13(V_a+a^2V_b+aV_c)\).
Q32.
회로이론
분포정수
2015.8 기출
단위길이당 L, C인 전송선로의 특성임피던스는?
- ① \(\sqrt{\frac{L}{C}}\) 정답
- ② \(\sqrt{LC}\)
- ③ \(\frac{L}{C}\)
- ④ \(\frac{C}{L}\)
📖 해설
특성(파동)임피던스
\[ Z_0=\sqrt{\frac{Z}{Y}}\ \xrightarrow{\text{무손실}}\ \sqrt{\frac{L}{C}} \]선로 진행파가 느끼는 임피던스로 길이와 무관합니다.
풀이
\(Z_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}}\).
\[ Z_0=\sqrt{\frac{Z}{Y}}\ \xrightarrow{\text{무손실}}\ \sqrt{\frac{L}{C}} \]선로 진행파가 느끼는 임피던스로 길이와 무관합니다.
풀이
\(Z_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}}\).
Q33.
회로이론
교류회로
2015.8 기출
60Hz 200V 전원 회로에서 R의 소비전력 관련 값은 약 몇 kW인가?
- ① 0.59
- ② 1.59 정답
- ③ 3.62
- ④ 4.62
📖 해설
회로이론 핵심
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.
풀이
임피던스로 전류·전력 계산 → 약 1.59kW.
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.
풀이
임피던스로 전류·전력 계산 → 약 1.59kW.
Q34.
회로이론
과도현상
2015.8 기출
\(F(s)=\frac{2s+3}{(s+1)(s+2)}\)의 역변환은?
- ① \(e^{-t}-e^{-2t}\)
- ② \(e^t-e^{-2t}\)
- ③ \(e^{-t}+e^{-2t}\) 정답
- ④ \(e^t+e^{-2t}\)
📖 해설
라플라스 역변환
\(F(s)\)를 부분분수 전개해 표준형으로 나눈 뒤 각 항을 시간함수로 되돌립니다. 예: \(\dfrac1{s(s+a)}=\dfrac1a\!\left(\dfrac1s-\dfrac1{s+a}\right)\to\dfrac1a(1-e^{-at})\).
풀이
부분분수 → \(e^{-t}+e^{-2t}\).
\(F(s)\)를 부분분수 전개해 표준형으로 나눈 뒤 각 항을 시간함수로 되돌립니다. 예: \(\dfrac1{s(s+a)}=\dfrac1a\!\left(\dfrac1s-\dfrac1{s+a}\right)\to\dfrac1a(1-e^{-at})\).
풀이
부분분수 → \(e^{-t}+e^{-2t}\).
Q35.
회로이론
3상회로
2015.8 기출
평형 3상에서 변류기(CT) 2대를 차동(교차) 접속하고 전류계 A₂를 연결했다. 각 변류기 2차 전류가 5A일 때 A₂의 지시값[A]은?
- ① 5√3 정답
- ② 5√2
- ③ 5
- ④ 0
📖 해설
변류기(CT) 차동 접속 — 전류계 A₂ 지시 (그림)
평형 3상에서 변류기 2대를 차동(교차) 접속하면, 전류계 A₂에는 두 CT 2차 전류의 벡터차가 흐릅니다. 두 2차 전류는 크기가 같고(각 5A) 위상이 120° 벌어져 있으므로:
\[ |A_2|=|I_1-I_2|=2I\sin\frac{120°}{2}=2\times5\times\sin60°=2\times5\times\frac{\sqrt3}{2}=5\sqrt3\ \text{A} \]\(\;5\sqrt3\approx8.66\,\text{A}\).
접속별 A₂ 지시 (참고)
• 차동(교차)접속: \(|I_1-I_2|=\sqrt3\,I=5\sqrt3\) ← 본 문제
• 가동(합)접속: \(|I_1+I_2|=I=5\) (120° 두 전류의 합은 크기가 그대로 \(I\))
※ 원 문제는 변류기 2차 전류(5A)와 접속 방식이 그림으로 주어졌던 문항으로, 값을 5A·차동접속으로 반영해 재구성했습니다.
∴ 정답 ① \(5\sqrt3\) A.
평형 3상에서 변류기 2대를 차동(교차) 접속하면, 전류계 A₂에는 두 CT 2차 전류의 벡터차가 흐릅니다. 두 2차 전류는 크기가 같고(각 5A) 위상이 120° 벌어져 있으므로:
\[ |A_2|=|I_1-I_2|=2I\sin\frac{120°}{2}=2\times5\times\sin60°=2\times5\times\frac{\sqrt3}{2}=5\sqrt3\ \text{A} \]\(\;5\sqrt3\approx8.66\,\text{A}\).
접속별 A₂ 지시 (참고)
• 차동(교차)접속: \(|I_1-I_2|=\sqrt3\,I=5\sqrt3\) ← 본 문제
• 가동(합)접속: \(|I_1+I_2|=I=5\) (120° 두 전류의 합은 크기가 그대로 \(I\))
※ 원 문제는 변류기 2차 전류(5A)와 접속 방식이 그림으로 주어졌던 문항으로, 값을 5A·차동접속으로 반영해 재구성했습니다.
∴ 정답 ① \(5\sqrt3\) A.
Q36.
회로이론
제어공학
2015.8 기출
RC회로의 전달함수는?
- ① \(\frac{1}{1+sRC}\) 정답
- ② \(sRC\)
- ③ \(\frac{sRC}{1+sRC}\)
- ④ \(1+sRC\)
📖 해설
전달함수 \(G(s)\)
모든 초기값을 0으로 놓았을 때 출력의 라플라스변환 ÷ 입력의 라플라스변환입니다.
\[ G(s)=\frac{C(s)}{R(s)} \]선형시불변(LTI) 시스템의 입출력 관계를 \(s\)영역에서 나타냅니다.
풀이
RC 저역통과 \(G(s)=\frac{1}{1+sRC}\).
모든 초기값을 0으로 놓았을 때 출력의 라플라스변환 ÷ 입력의 라플라스변환입니다.
\[ G(s)=\frac{C(s)}{R(s)} \]선형시불변(LTI) 시스템의 입출력 관계를 \(s\)영역에서 나타냅니다.
풀이
RC 저역통과 \(G(s)=\frac{1}{1+sRC}\).
Q37.
회로이론
비정현파
2015.8 기출
\(v(t)=3+5\sqrt2\sin\omega t+10\sqrt2\sin\!\left(3\omega t-\dfrac{\pi}{3}\right)\)[V]의 실효값은 약 몇 V인가?
- ① 9.6
- ② 10.6
- ③ 11.6 정답
- ④ 12.6
📖 해설
비정현파(왜형파)의 실효값 공식
주파수가 서로 다른 성분들은 직교하여(한 주기 평균 곱 = 0) 전력이 각각 더해집니다. 그래서 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근입니다.
\[ V=\sqrt{V_0^2+V_1^2+V_3^2+\cdots} \]
① 각 성분의 실효값 구하기
※ 정현파는 실효값 = 최대값 ÷ √2. 직류분은 그 자체가 실효값이고, 위상(−π/3)은 실효값에 영향을 주지 않습니다.
② 제곱합의 제곱근
\[ V=\sqrt{V_0^2+V_1^2+V_3^2}=\sqrt{3^2+5^2+10^2}=\sqrt{9+25+100}=\sqrt{134} \]
\[ V\approx 11.58\approx \mathbf{11.6\ V} \]
포인트 — 최대값 \(5\sqrt2,\,10\sqrt2\)를 그대로 제곱하지 말고 먼저 √2로 나눠 실효값(5, 10)으로 바꾼 뒤 제곱합하세요. (만약 최대값으로 계산하면 \(\sqrt{3^2+(5\sqrt2)^2+(10\sqrt2)^2}=\sqrt{259}\approx16.1\)로 틀린 답이 됩니다.)
주파수가 서로 다른 성분들은 직교하여(한 주기 평균 곱 = 0) 전력이 각각 더해집니다. 그래서 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근입니다.
\[ V=\sqrt{V_0^2+V_1^2+V_3^2+\cdots} \]
① 각 성분의 실효값 구하기
| 성분 | 식 | 실효값 |
|---|---|---|
| 직류분 \(V_0\) | \(3\) | 그대로 \(=3\) |
| 기본파 \(V_1\) | \(5\sqrt2\sin\omega t\) | \(\dfrac{5\sqrt2}{\sqrt2}=5\) |
| 3고조파 \(V_3\) | \(10\sqrt2\sin(3\omega t-\tfrac\pi3)\) | \(\dfrac{10\sqrt2}{\sqrt2}=10\) |
② 제곱합의 제곱근
\[ V=\sqrt{V_0^2+V_1^2+V_3^2}=\sqrt{3^2+5^2+10^2}=\sqrt{9+25+100}=\sqrt{134} \]
\[ V\approx 11.58\approx \mathbf{11.6\ V} \]
포인트 — 최대값 \(5\sqrt2,\,10\sqrt2\)를 그대로 제곱하지 말고 먼저 √2로 나눠 실효값(5, 10)으로 바꾼 뒤 제곱합하세요. (만약 최대값으로 계산하면 \(\sqrt{3^2+(5\sqrt2)^2+(10\sqrt2)^2}=\sqrt{259}\approx16.1\)로 틀린 답이 됩니다.)
Q38.
회로이론
과도현상
2015.8 기출
RL 직렬(R=20Ω, L=40mH)의 시정수는 몇 초인가?
- ① 2
- ② 2×10⁻³ 정답
- ③ 1/2
- ④ 0.5×10⁻³
📖 해설
시정수 \(\tau\)
\[ RL:\ \tau=\frac{L}{R},\qquad RC:\ \tau=RC\,[\text{s}] \]
과도현상이 최종값의 63.2%에 도달하는 데 걸리는 시간입니다. \(\tau\)가 클수록 응답이 느립니다.
계산
\(\tau=L/R=\frac{0.04}{20}=2\times10^{-3}\,\text{s}\).
\[ RL:\ \tau=\frac{L}{R},\qquad RC:\ \tau=RC\,[\text{s}] \]
과도현상이 최종값의 63.2%에 도달하는 데 걸리는 시간입니다. \(\tau\)가 클수록 응답이 느립니다.
계산
\(\tau=L/R=\frac{0.04}{20}=2\times10^{-3}\,\text{s}\).
Q39.
회로이론
교류회로
2015.8 기출
0.1μF 콘덴서에 1kHz, 최대 2000V를 가할 때 전류는?
- ① \(4.446\sin(\omega t+90°)\)
- ② \(4.446\cos(\omega t-90°)\)
- ③ \(1.256\sin(\omega t+90°)\) 정답
- ④ \(1.256\cos(\omega t-90°)\)
📖 해설
회로이론 핵심
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.
풀이
\(I_m=\omega C V_m=2\pi\times1000\times0.1\times10^{-6}\times2000\approx1.256\)A, 90° 앞섬.
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.
풀이
\(I_m=\omega C V_m=2\pi\times1000\times0.1\times10^{-6}\times2000\approx1.256\)A, 90° 앞섬.
Q40.
회로이론
직류회로
2015.8 기출
직류회로에서 저항 R의 값은 몇 Ω인가?
- ① 10
- ② 20 정답
- ③ 30
- ④ 40
📖 해설
임피던스·분배
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), 전류분배 \(I_1=I\dfrac{Z_2}{Z_1+Z_2}\), 직렬은 전압분배.
풀이
KVL/KCL 계산 → 20Ω.
\(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), 전류분배 \(I_1=I\dfrac{Z_2}{Z_1+Z_2}\), 직렬은 전압분배.
풀이
KVL/KCL 계산 → 20Ω.
Q41.
전력공학
화력발전
2015.8 기출
기력발전소 보조기 중 예비기를 가장 필요로 하는 것은?
- ① 미분탄 송입기
- ② 급수펌프 정답
- ③ 강제 통풍기
- ④ 급탄기
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
급수펌프는 정지 시 사고로 이어져 예비기가 가장 필요합니다.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
급수펌프는 정지 시 사고로 이어져 예비기가 가장 필요합니다.
Q42.
전력공학
수력발전
2015.8 기출
유량 구분에서 갈수량이란?
- ① 1년 355일은 이 이하로 안 내려감 정답
- ② 185일
- ③ 95일
- ④ 275일
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
갈수량: 1년 중 355일은 이 값 이하로 내려가지 않는 유량.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
갈수량: 1년 중 355일은 이 값 이하로 내려가지 않는 유량.
Q43.
전력공학
변압기
2015.8 기출
변압기 유기기전력의 제3고조파를 제거하는 방법은?
- ① 변압기를 Δ결선 정답
- ② 동기조상기 설치
- ③ 직렬리액터 설치
- ④ 전력용 콘덴서
📖 해설
전력용 콘덴서(역률개선)
\[ Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2) \]역률 개선으로 손실·전압강하 감소. 직렬리액터로 제5고조파 억제, 방전코일 병설.
풀이
Δ결선이 제3고조파를 순환시켜 제거합니다.
\[ Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2) \]역률 개선으로 손실·전압강하 감소. 직렬리액터로 제5고조파 억제, 방전코일 병설.
풀이
Δ결선이 제3고조파를 순환시켜 제거합니다.
Q44.
전력공학
고장계산
2015.8 기출
전압 V₁ 기준 %리액턴스 Xp1을 전압 V₂ 기준으로 환산하면?
- ① \(X_{p1}\)
- ② \(X_{p1}\frac{V_2}{V_1}\)
- ③ \(X_{p1}\left(\frac{V_1}{V_2}\right)^2\) 정답
- ④ \(X_{p1}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)^2\)
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
%리액턴스는 기준전압 제곱에 반비례 환산 \(X_{p2}=X_{p1}(V_1/V_2)^2\).
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
%리액턴스는 기준전압 제곱에 반비례 환산 \(X_{p2}=X_{p1}(V_1/V_2)^2\).
Q45.
전력공학
배전
2015.8 기출
22.9kV-Y 배전선로에서 정전 시 예비선로로 자동 전환하는 개폐기는?
- ① 기중부하 개폐기
- ② 고장구간 자동 개폐기
- ③ 자동선로 구분 개폐기
- ④ 자동부하 전환 개폐기(ALTS) 정답
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
ALTS가 정전 시 예비선로로 자동 절체합니다.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
ALTS가 정전 시 예비선로로 자동 절체합니다.
Q46.
전력공학
보호
2015.8 기출
보호계전기 반한시·정한시 특성은?
- ① 전류 클수록 동작 빠름
- ② 최소 동작전류 이상 즉시
- ③ 전류와 무관 일정
- ④ 작은 전류엔 반한시·큰 전류엔 정한시 정답
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
작은 전류 구간 반한시, 큰 전류 구간 정한시로 동작.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
작은 전류 구간 반한시, 큰 전류 구간 정한시로 동작.
Q47.
전력공학
안정도
2015.8 기출
안정도 증진 방법이 아닌 것은?
- ① 속응 여자
- ② 고속 재폐로
- ③ 리액턴스를 크게 정답
- ④ 고장전류 감소·고속차단
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
리액턴스는 작게 해야 합니다.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
리액턴스는 작게 해야 합니다.
Q48.
전력공학
중성점접지
2015.8 기출
중성점 직접접지와 관계 없는 것은?
- ① 과도안정도 증진 정답
- ② 계전기 확실 동작
- ③ 절연수준 저감
- ④ 단절연 변압기
📖 해설
중성점 직접접지 방식
중성점을 직접 대지에 연결. 장점: 이상전압 최저·절연 경감(단절연), 계전기 동작 확실. 단점: 지락전류(=단락전류급)가 커서 통신선 유도장해·차단기 부담 증가. 154·345kV 계통에 채택.
풀이
직접접지는 과도안정도가 나쁩니다. ①이 관계없습니다.
중성점을 직접 대지에 연결. 장점: 이상전압 최저·절연 경감(단절연), 계전기 동작 확실. 단점: 지락전류(=단락전류급)가 커서 통신선 유도장해·차단기 부담 증가. 154·345kV 계통에 채택.
풀이
직접접지는 과도안정도가 나쁩니다. ①이 관계없습니다.
Q49.
전력공학
분포정수
2015.8 기출
수전단 단락 시 300Ω, 개방 시 관련 값으로 특성임피던스는 약 몇 Ω인가?
- ① 490
- ② 500
- ③ 510
- ④ 520 정답
📖 해설
선로의 특성임피던스
\[ Z_0=\sqrt{\frac{L}{C}}=138\log\frac{D}{r}\,[\Omega] \]가공선 약 300~500Ω, 케이블 수십Ω. 진행파 반사·투과 계산의 기준입니다.
풀이
\(Z_0=\sqrt{Z_{sc}Z_{oc}}\)로 계산 → 약 520Ω.
\[ Z_0=\sqrt{\frac{L}{C}}=138\log\frac{D}{r}\,[\Omega] \]가공선 약 300~500Ω, 케이블 수십Ω. 진행파 반사·투과 계산의 기준입니다.
풀이
\(Z_0=\sqrt{Z_{sc}Z_{oc}}\)로 계산 → 약 520Ω.
Q50.
전력공학
조상설비
2015.8 기출
제5고조파 억제를 위해 전력용 콘덴서에 직렬 삽입하는 리액터 용량은?
- ① 콘덴서 용량의 약 6% 정답
- ② 약 12%
- ③ 약 18%
- ④ 약 24%
📖 해설
직렬리액터
진상용 콘덴서와 직렬로 설치해 제5고조파 등에 의한 파형왜곡·돌입전류를 억제합니다. 이론상 콘덴서 용량의 4%(실용 6%) 리액턴스.
풀이
직렬리액터는 콘덴서 용량의 약 6%(이론 4%, 실제 5~6%).
진상용 콘덴서와 직렬로 설치해 제5고조파 등에 의한 파형왜곡·돌입전류를 억제합니다. 이론상 콘덴서 용량의 4%(실용 6%) 리액턴스.
풀이
직렬리액터는 콘덴서 용량의 약 6%(이론 4%, 실제 5~6%).
Q51.
전력공학
수용
2015.8 기출
수용률·부등률 변화 시 부하율은?
- ① 수용률 비례·부등률 반비례
- ② 부등률 비례·수용률 반비례 정답
- ③ 둘 다 반비례
- ④ 둘 다 비례
📖 해설
부하율·수용률·부등률
\[ 부하율=\frac{평균전력}{최대전력}\times100,\ 수용률=\frac{최대수용}{설비용량},\ 부등률=\frac{개별최대의 합}{합성최대}(\ge1) \]부하율이 높을수록 설비 이용이 효율적입니다.
풀이
부하율 \(\propto\dfrac{부등률}{수용률}\).
\[ 부하율=\frac{평균전력}{최대전력}\times100,\ 수용률=\frac{최대수용}{설비용량},\ 부등률=\frac{개별최대의 합}{합성최대}(\ge1) \]부하율이 높을수록 설비 이용이 효율적입니다.
풀이
부하율 \(\propto\dfrac{부등률}{수용률}\).
Q52.
전력공학
배전
2015.8 기출
송전단 3.4kV, 수전단 3kV 배전선로의 전압강하율은 약 몇 %인가?
- ① 6.67
- ② 11.76
- ③ 13.33 정답
- ④ 15.0
📖 해설
전압강하율 = 수전단 기준
\[ \delta=\frac{V_s-V_r}{V_r}\times100=\frac{3.4-3.0}{3.0}\times100=\frac{0.4}{3.0}\times100\approx13.33\,\% \]
함정 — 송전단 기준 \(\dfrac{0.4}{3.4}\times100\approx11.76\%\)는 전압강하율이 아니라 다른 정의입니다. 전압강하율은 반드시 수전단 \(V_r\)로 나눕니다.
\[ \delta=\frac{V_s-V_r}{V_r}\times100=\frac{3.4-3.0}{3.0}\times100=\frac{0.4}{3.0}\times100\approx13.33\,\% \]
함정 — 송전단 기준 \(\dfrac{0.4}{3.4}\times100\approx11.76\%\)는 전압강하율이 아니라 다른 정의입니다. 전압강하율은 반드시 수전단 \(V_r\)로 나눕니다.
Q53.
전력공학
조상설비
2015.8 기출
전력용 콘덴서를 동기조상기와 비교할 때 옳은 것은?
- ① 전력손실 크다
- ② 지상 무효전력 공급
- ③ 전압조정 계단적 정답
- ④ 시송전 가능
📖 해설
배전·수용 핵심
수용률 \(=\dfrac{최대수용}{설비용량}\), 부등률 \(=\dfrac{개별최대합}{합성최대}(\ge1)\), 부하율 \(=\dfrac{평균}{최대}\), 역률개선 \(Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2)\).
풀이
콘덴서는 전압조정이 계단적이고 진상만 공급합니다.
수용률 \(=\dfrac{최대수용}{설비용량}\), 부등률 \(=\dfrac{개별최대합}{합성최대}(\ge1)\), 부하율 \(=\dfrac{평균}{최대}\), 역률개선 \(Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2)\).
풀이
콘덴서는 전압조정이 계단적이고 진상만 공급합니다.
Q54.
전력공학
코로나
2015.8 기출
코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?
- ① 전선 높이 낮게
- ② 임계전압 낮게
- ③ 절연 강화
- ④ 복도체 사용 정답
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
복도체로 전위경도를 낮춰 코로나를 억제합니다.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
복도체로 전위경도를 낮춰 코로나를 억제합니다.
Q55.
전력공학
화력발전
2015.8 기출
화력발전소 열사이클 중 열효율이 가장 좋은 것은?
- ① 재생 사이클
- ② 랭킨 사이클
- ③ 재열 사이클
- ④ 재생재열 사이클 정답
📖 해설
발전 핵심
수력 \(P=9.8QH\eta\), 화력 열효율 \(\eta=\dfrac{860W}{BH}\times100\), 특유속도 \(N_s=N\dfrac{\sqrt P}{H^{5/4}}\). 재열·재생으로 효율 향상, 조속기로 회전수 유지.
풀이
재생재열 사이클이 가장 효율이 높습니다.
수력 \(P=9.8QH\eta\), 화력 열효율 \(\eta=\dfrac{860W}{BH}\times100\), 특유속도 \(N_s=N\dfrac{\sqrt P}{H^{5/4}}\). 재열·재생으로 효율 향상, 조속기로 회전수 유지.
풀이
재생재열 사이클이 가장 효율이 높습니다.
Q56.
전력공학
차단기
2015.8 기출
한류리액터의 가장 큰 목적은?
- ① 충전전류 제한
- ② 접지전류 제한
- ③ 누설전류 제한
- ④ 단락전류 제한 정답
📖 해설
한류리액터
선로에 직렬로 삽입해 단락전류를 제한, 차단기 차단용량을 경감합니다. 리액턴스가 클수록 제한효과가 크지만 전압강하·손실이 증가합니다.
풀이
한류리액터는 단락전류를 제한합니다.
선로에 직렬로 삽입해 단락전류를 제한, 차단기 차단용량을 경감합니다. 리액턴스가 클수록 제한효과가 크지만 전압강하·손실이 증가합니다.
풀이
한류리액터는 단락전류를 제한합니다.
Q57.
전력공학
절연협조
2015.8 기출
절연협조에서 절연레벨을 가장 낮게 잡는 기기는?
- ① 차단기
- ② 피뢰기 정답
- ③ 단로기
- ④ 변압기
📖 해설
피뢰기·애자
피뢰기는 이상전압을 방전시켜 제한전압 이하로 억제하고 속류를 차단. 애자 초호각(아킹혼)은 섬락 시 아크를 유도해 애자를 보호.
풀이
피뢰기의 제한전압을 가장 낮게 잡습니다.
피뢰기는 이상전압을 방전시켜 제한전압 이하로 억제하고 속류를 차단. 애자 초호각(아킹혼)은 섬락 시 아크를 유도해 애자를 보호.
풀이
피뢰기의 제한전압을 가장 낮게 잡습니다.
Q58.
전력공학
절연협조
2015.8 기출
절연협조의 기본이 되는 것은?
- ① 애자 섬락전압
- ② 권선 절연내력
- ③ 피뢰기 제한전압 정답
- ④ 부싱 섬락전압
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
절연협조 기준 = 피뢰기 제한전압.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
절연협조 기준 = 피뢰기 제한전압.
Q59.
전력공학
송전용량
2015.8 기출
154kV, 154km 송전선로의 송전용량 계수법 송전용량은 약 몇 kW인가?
- ① 61600
- ② 92400
- ③ 123200
- ④ 184800 정답
📖 해설
송전용량 계수법(Still 계열)
송전전압·거리로부터 대략적인 송전용량을 구하는 경험식입니다:
\[ P=k\,\frac{V^2}{l} \]• \(V\): 송전전압 [kV] • \(l\): 송전거리 [km] • \(k\): 송전용량계수(전압별)
전압별 계수 k
대입 (V=154kV, l=154km, k=1.2)
\[ P=1.2\times\frac{154^2}{154}=1.2\times154=184.8\,\text{MW} \]\[ =184{,}800\,\text{kW} \]→ 정답 ④.
※ 오답은 다른 계수를 쓴 값입니다 — \(k=0.4\to61{,}600\), \(0.6\to92{,}400\), \(0.8\to123{,}200\) kW. 계수 \(k\)는 전압등급이 높을수록 커집니다.
송전전압·거리로부터 대략적인 송전용량을 구하는 경험식입니다:
\[ P=k\,\frac{V^2}{l} \]• \(V\): 송전전압 [kV] • \(l\): 송전거리 [km] • \(k\): 송전용량계수(전압별)
전압별 계수 k
| 송전전압 | 계수 k |
|---|---|
| 60kV | 0.6 |
| 100kV | 0.8 |
| 140~154kV | 1.2 ← 본 문제 |
\[ P=1.2\times\frac{154^2}{154}=1.2\times154=184.8\,\text{MW} \]\[ =184{,}800\,\text{kW} \]→ 정답 ④.
※ 오답은 다른 계수를 쓴 값입니다 — \(k=0.4\to61{,}600\), \(0.6\to92{,}400\), \(0.8\to123{,}200\) kW. 계수 \(k\)는 전압등급이 높을수록 커집니다.
Q60.
전력공학
계기용변성기
2015.8 기출
22.9kV-Y 자가용 수전설비 PT 2차측 정격전압은 몇 V인가?
- ① 110 정답
- ② 190
- ③ 110√3
- ④ 190√3
📖 해설
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
PT 2차 정격전압은 110V.
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).
풀이
PT 2차 정격전압은 110V.
Q61.
전기기기
변압기
2015.8 기출
단상변압기 등가회로에서 2차를 1차로 환산할 때 2차 저항 r₂'은?
- ① \(a^2 r_2\) 정답
- ② \(\frac{r_2}{a^2}\)
- ③ \(a r_2\)
- ④ \(r_2\)
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
2차를 1차로 환산 시 \(r_2'=a^2 r_2\)(권수비 제곱).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
2차를 1차로 환산 시 \(r_2'=a^2 r_2\)(권수비 제곱).
Q62.
전기기기
전력변환
2015.8 기출
180° 도통형 인버터에서 u-v 선간전압 관련 파형은?
- ① 구형파(계단파) 정답
- ② 정현파
- ③ 삼각파
- ④ 펄스
📖 해설
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
180° 도통형 인버터 출력은 구형(계단)파입니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
180° 도통형 인버터 출력은 구형(계단)파입니다.
Q63.
전기기기
동기발전기
2015.8 기출
동기발전기 구동 개념도에서 직류 여자를 공급하는 것은?
- ① 전동기
- ② 여자기 정답
- ③ 원동기
- ④ 제동기
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직류 여자 공급은 여자기.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직류 여자 공급은 여자기.
Q64.
전기기기
동기발전기
2015.8 기출
6극 1200rpm 발전기와 병렬운전하는 8극 발전기의 회전수는 몇 rpm인가?
- ① 600
- ② 750
- ③ 900 정답
- ④ 1200
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
주파수 \(f=\frac{6\times1200}{120}=60\)Hz, 8극 \(N=\frac{120\times60}{8}=900\,\text{rpm}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
주파수 \(f=\frac{6\times1200}{120}=60\)Hz, 8극 \(N=\frac{120\times60}{8}=900\,\text{rpm}\).
Q65.
전기기기
동기발전기
2015.8 기출
3상 동기발전기에서 1상 권선을 2조로 나눠 지그재그 결선할 때 특성은?
- ① 선간전압 3E 정답
- ② √3E
- ③ E
- ④ 2E
📖 해설
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
지그재그 Y결선 선간전압은 \(3E\) 형태(위상 반영).
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
지그재그 Y결선 선간전압은 \(3E\) 형태(위상 반영).
Q66.
전기기기
동기기
2015.8 기출
동기속도 N과 극수 P의 관계는? (주파수 f)
- ① \(N=120fP\)
- ② \(N=\frac{120f}{P}\) 정답
- ③ \(N=\frac{P}{120f}\)
- ④ \(N=fP\)
📖 해설
동기속도·2차주파수
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{P}\).
\[ N_s=\frac{120f}{P},\qquad f_2=sf \]· \(P\):극수, \(s\):슬립. 회전자계 속도와 회전자 주파수입니다.
풀이
\(N_s=\dfrac{120f}{P}\).
Q67.
전기기기
회전변류기
2015.8 기출
4극 60Hz 회전전기자형 회전변류기의 회전방향·속도는?
- ① 회전자계 방향 1800rpm
- ② 회전자계 방향 1800rpm(동일)
- ③ 회전자계 반대방향 1800rpm 정답
- ④ 회전자계 반대방향 다른 값
📖 해설
회전방향
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전전기자형 회전변류기는 회전자계 반대 방향 1800rpm.
3상 유도·동기기는 상순(a-b-c) 방향으로 회전자계가 돌며, 3선 중 2선을 바꾸면 역회전합니다.
풀이
회전전기자형 회전변류기는 회전자계 반대 방향 1800rpm.
Q68.
전기기기
변압기
2015.8 기출
변압기 임피던스 전압이란?
- ① 여자전류 흐를 때 2차
- ② 정격전류 흐를 때 2차
- ③ 2차 단락전류
- ④ 정격전류 흐를 때 변압기 내 전압강하 정답
📖 해설
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 변압기 내부 임피던스 전압강하(2차 단락, 1차 인가).
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 변압기 내부 임피던스 전압강하(2차 단락, 1차 인가).
Q69.
전기기기
직류발전기
2015.8 기출
100V, 50A 분권발전기의 유기기전력은 몇 V인가? (Ra=0.2Ω)
- ① 110 정답
- ② 120
- ③ 125
- ④ 127.5
📖 해설
유기기전력
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
\(E=V+I_aR_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
동기기 \(E=4.44fN\phi K_w\), 직류기 \(E=\dfrac{pZ}{60a}\phi N=k\phi N\).
· \(f\):주파수, \(N\):권수/회전수, \(\phi\):매극자속, \(K_w\):권선계수, \(a\):병렬회로수(중권 p·파권 2)
기전력은 자속과 속도(주파수)에 비례합니다.
풀이
\(E=V+I_aR_a=100+50\times0.2=110\,\text{V}\).
Q70.
전기기기
유도전동기
2015.8 기출
권선형 유도전동기 2대 직렬종속 운전 시 동기속도는?
- ① 적은 극수 전동기
- ② 많은 극수 전동기
- ③ 두 극수 합과 같은 극수 정답
- ④ 두 극수 차와 같은 극수
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직렬종속 동기속도 \(N_s=\frac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직렬종속 동기속도 \(N_s=\frac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).
Q71.
전기기기
전력변환
2015.8 기출
사이리스터를 이용한 교류전압 크기 제어방식은?
- ① 정지 레오나드
- ② 초퍼
- ③ 위상제어 정답
- ④ TRC
📖 해설
위상제어 정류(SCR)
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
교류전압 크기 제어는 위상제어(점호각 조정).
점호각 \(\alpha\)를 조절해 출력 직류전압을 제어합니다.
\[ 단상전파:\ V_d=\frac{2\sqrt2\,E}{\pi}\cos\alpha,\quad 3상:\ V_d=1.35E\cos\alpha \]\(\alpha\)가 커질수록 출력전압이 낮아지며, 유도부하에서는 환류다이오드로 역률·맥동을 개선합니다.
풀이
교류전압 크기 제어는 위상제어(점호각 조정).
Q72.
전기기기
직류발전기
2015.8 기출
4극 단중 중권, 전기자 도체수 100, 극당 자속 0.02Wb인 직류발전기가 1500rpm으로 회전할 때 유기기전력은 약 몇 V인가?
- ① 12.5
- ② 25
- ③ 50 정답
- ④ 100
📖 해설
직류기 유기기전력
\[ E=\frac{P Z \phi N}{60\,a}\ [\text{V}] \](\(P\):극수, \(Z\):전기자 도체수, \(\phi\):극당 자속, \(N\):회전수[rpm], \(a\):병렬회로수)
단중 중권은 병렬회로수 \(a=P\)(극수와 같음) → 여기서 \(a=4\).
대입 (\(P=4,\ Z=100,\ \phi=0.02,\ N=1500,\ a=4\)):
\[ E=\frac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times4}=\frac{100\times0.02\times1500}{60}=\frac{3000}{60}=50\ \text{V} \]※ 중권 \(a=P\), 파권 \(a=2\). 파권으로 잘못 계산하면 \(E=\dfrac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times2}=100\)V(오답 ④). 병렬회로수 \(a\)를 극수(4)로 잡는 것이 핵심입니다.
\[ E=\frac{P Z \phi N}{60\,a}\ [\text{V}] \](\(P\):극수, \(Z\):전기자 도체수, \(\phi\):극당 자속, \(N\):회전수[rpm], \(a\):병렬회로수)
단중 중권은 병렬회로수 \(a=P\)(극수와 같음) → 여기서 \(a=4\).
대입 (\(P=4,\ Z=100,\ \phi=0.02,\ N=1500,\ a=4\)):
\[ E=\frac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times4}=\frac{100\times0.02\times1500}{60}=\frac{3000}{60}=50\ \text{V} \]※ 중권 \(a=P\), 파권 \(a=2\). 파권으로 잘못 계산하면 \(E=\dfrac{4\times100\times0.02\times1500}{60\times2}=100\)V(오답 ④). 병렬회로수 \(a\)를 극수(4)로 잡는 것이 핵심입니다.
Q73.
전기기기
변압기
2015.8 기출
변압기 콘서베이터의 용도는?
- ① 통풍장치
- ② 변압유 열화방지 정답
- ③ 강제순환
- ④ 코로나 방지
📖 해설
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 변압유 열화를 방지합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 변압유 열화를 방지합니다.
Q74.
전기기기
유도전동기
2015.8 기출
3상 농형 유도전동기 기동방법이 아닌 것은?
- ① Y-Δ 기동
- ② 2차 저항 기동 정답
- ③ 전전압 기동
- ④ 리액터 기동
📖 해설
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
2차 저항 기동은 권선형 전용입니다.
Q75.
전기기기
특수기기
2015.8 기출
스테핑 모터 설명으로 틀린 것은?
- ① 회전속도는 스테핑 주파수에 반비례 정답
- ② 총 회전각=스텝각×스텝수
- ③ 분해능은 스텝각에 반비례
- ④ 펄스구동 방식
📖 해설
서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
회전속도는 스테핑 주파수에 비례합니다. '반비례'라 한 ①이 틀립니다.
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.
풀이
회전속도는 스테핑 주파수에 비례합니다. '반비례'라 한 ①이 틀립니다.
Q76.
전기기기
직류전동기
2015.8 기출
전기철도에 가장 적합한 직류전동기는?
- ① 분권
- ② 직권 정답
- ③ 복권
- ④ 자여자 분권
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 변하는 직권전동기가 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 변하는 직권전동기가 적합합니다.
Q77.
전기기기
특수기기
2015.8 기출
3상을 2상으로 변환할 때 사용하는 결선은?
- ① 스코트(Scott) 결선 정답
- ② 포크 결선
- ③ 환상 결선
- ④ 2중 3각
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
Q78.
전기기기
직류발전기
2015.8 기출
직류 분권발전기를 서서히 단락상태로 하면?
- ① 과전류 소손
- ② 과전압
- ③ 소전류가 흐른다 정답
- ④ 운전 정지
📖 해설
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단락 시 단자전압↓→계자전류↓→기전력↓ 되어 소전류가 흐릅니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단락 시 단자전압↓→계자전류↓→기전력↓ 되어 소전류가 흐릅니다.
Q79.
전기기기
유도전동기
2015.8 기출
권선형 유도전동기와 직류 분권전동기의 유사점은?
- ① 정류자·저항 속도제어
- ② 속도변동 크고 토크
- ③ 속도 가변·기동토크
- ④ 속도변동 작고 저항 속도제어 정답
📖 해설
직류기 핵심
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
둘 다 속도변동률이 작고 저항으로 속도제어가 가능합니다.
\(E=\dfrac{pZ\phi N}{60a}=k\phi N\)(중권 a=p·파권 a=2), 발전기 \(E=V+I_aR_a\)·전동기 \(E=V-I_aR_a\), 토크 \(T=k\phi I_a\), 정류 개선(보극·보상권선).
풀이
둘 다 속도변동률이 작고 저항으로 속도제어가 가능합니다.
Q80.
전기기기
동기발전기
2015.8 기출
전기자·계자가 고정되고 유도자가 회전하는 발전기는?
- ① 수차 발전기
- ② 고주파 발전기 정답
- ③ 터빈 발전기
- ④ 엔진 발전기
📖 해설
유도자형 발전기
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형(고주파 발전기)은 전기자·계자 고정, 유도자만 회전.
계자·전기자를 고정하고 유도자(철심)만 회전. 고주파 발전기 등 고속·고주파용에 적합(브러시·정류자 없음).
풀이
유도자형(고주파 발전기)은 전기자·계자 고정, 유도자만 회전.
Q81.
전기설비기술기준
가공전선
2015.8 기출
시가지 특고압 가공전선로 지지물로 사용할 수 없는 것은?
- ① 철근 콘크리트주
- ② 목주 정답
- ③ 철탑
- ④ 철주
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
시가지 특고압 지지물로 목주는 사용 불가합니다.
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
시가지 특고압 지지물로 목주는 사용 불가합니다.
Q82.
전기설비기술기준
절연내력
2015.8 기출
고압·특고압 전로 절연내력 시험전압을 연속 몇 분간 가하는가?
- ① 1
- ② 3
- ③ 5
- ④ 10 정답
📖 해설
절연내력·절연저항
시험전압을 10분간 인가해 견딤, 누설전류는 최대공급전류의 1/2000 이하. 저압 절연저항은 대지전압 구간별 기준(예 0.5MΩ 이상).
해당 규정
절연내력 시험은 10분간 연속 인가.
시험전압을 10분간 인가해 견딤, 누설전류는 최대공급전류의 1/2000 이하. 저압 절연저항은 대지전압 구간별 기준(예 0.5MΩ 이상).
해당 규정
절연내력 시험은 10분간 연속 인가.
Q83.
전기설비기술기준
특수장소
2015.8 기출
의료장소 전기설비 시설로 적합하지 않은 것은?
- ① 그룹0은 TN/TT
- ② 의료 IT 분전반 위치
- ③ 그룹1·2 의료장소
- ④ 의료 IT 누설전류 계측 생략 정답
📖 해설
특수장소·기구 시설
출퇴표시등·전기온상·수중조명·전기욕기·의료장소·방전등 등은 감전·화재 위험이 커 사용전압·절연·누전차단·접지에 대한 전용 규정을 적용합니다.
해당 규정
의료 IT 계통은 누설전류 감시장치(IMD)가 필수입니다. ④가 부적합.
출퇴표시등·전기온상·수중조명·전기욕기·의료장소·방전등 등은 감전·화재 위험이 커 사용전압·절연·누전차단·접지에 대한 전용 규정을 적용합니다.
해당 규정
의료 IT 계통은 누설전류 감시장치(IMD)가 필수입니다. ④가 부적합.
Q84.
전기설비기술기준
조상설비
2015.8 기출
전력용 콘덴서·분로리액터 내부고장·과전류 시 자동차단하는 뱅크용량은?
- ① 500~7500kVA
- ② 7500~10000
- ③ 10000~15000
- ④ 15000kVA 이상 정답
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
대상 설비·장소의 안전(감전·화재·기계적 손상 방지)을 위한 시설방법·이격·접지·보호 규정을 적용합니다. 각 보기가 규정에 부합하는지 판단합니다.
해당 규정
15000kVA 이상이면 내부고장 자동차단.
대상 설비·장소의 안전(감전·화재·기계적 손상 방지)을 위한 시설방법·이격·접지·보호 규정을 적용합니다. 각 보기가 규정에 부합하는지 판단합니다.
해당 규정
15000kVA 이상이면 내부고장 자동차단.
Q85.
전기설비기술기준
용어
2015.8 기출
가공전선로의 지지물로 볼 수 없는 것은?
- ① 철주
- ② 지선 정답
- ③ 철탑
- ④ 철근 콘크리트주
📖 해설
지지물 시설·강도
가공전선로 지지물(목주·철주·철근콘크리트주·철탑)은 풍압하중 등 상정하중에 견디는 강도, 기초 안전율 2.0 이상, 규정 근입깊이를 확보해야 합니다.
해당 규정
지선은 지지물이 아니라 보강재입니다.
가공전선로 지지물(목주·철주·철근콘크리트주·철탑)은 풍압하중 등 상정하중에 견디는 강도, 기초 안전율 2.0 이상, 규정 근입깊이를 확보해야 합니다.
해당 규정
지선은 지지물이 아니라 보강재입니다.
Q86.
전기설비기술기준
절연내력
2015.8 기출
전로 종류별 절연내력 시험전압 배수로 틀린 것은?
- ① 7000V 이하 1.5배
- ② 60kV 초과 중성점 비접지 1.25배
- ③ 60kV 초과 중성점 접지 0.72배 정답
- ④ 170kV 초과 직접접지 0.64배
📖 해설
절연내력 시험전압
7kV 이하 ×1.5(최저 500V), 7~60kV ×1.25(최저 10.5kV), 60kV 초과 접지방식별 배수를 최대사용전압에 곱해 10분간 견딥니다.
해당 규정
60kV 초과 중성점 접지식은 0.72배가 아니라 다른 배수(중성점 다중접지 0.64 등)라 ③이 틀립니다.
7kV 이하 ×1.5(최저 500V), 7~60kV ×1.25(최저 10.5kV), 60kV 초과 접지방식별 배수를 최대사용전압에 곱해 10분간 견딥니다.
해당 규정
60kV 초과 중성점 접지식은 0.72배가 아니라 다른 배수(중성점 다중접지 0.64 등)라 ③이 틀립니다.
Q87.
전기설비기술기준
변압기
2015.8 기출
특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기를 시설하면 안 되는 것은?
- ① 전기철도 신호용
- ② 22.9kV 1차
- ③ 66kV 1차
- ④ 22kV Δ 1차 정답
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
일반 배전용 22kV Δ 1차 변압기는 특고압 직접 저압 변성이 금지됩니다.
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
일반 배전용 22kV Δ 1차 변압기는 특고압 직접 저압 변성이 금지됩니다.
Q88.
전기설비기술기준
접지공사
2015.8 기출
고압 이상 전압조정기 내장권선을 이상전압으로부터 보호하는 접지공사는?
- ① 제1종 정답
- ② 제2종
- ③ 제3종
- ④ 특별 제3종
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
전압조정기 내장권선 보호는 제1종 접지공사.
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
전압조정기 내장권선 보호는 제1종 접지공사.
Q89.
전기설비기술기준
보안공사
2015.8 기출
제1종 특고압 보안공사 전선로 지지물로 사용할 수 없는 것은?
- ① 철탑
- ② B종 철주
- ③ B종 철근콘크리트주
- ④ 목주 정답
📖 해설
지지물 시설·강도
가공전선로 지지물(목주·철주·철근콘크리트주·철탑)은 풍압하중 등 상정하중에 견디는 강도, 기초 안전율 2.0 이상, 규정 근입깊이를 확보해야 합니다.
해당 규정
제1종 특고압 보안공사에는 목주·A종 사용 불가(철탑·B종만).
가공전선로 지지물(목주·철주·철근콘크리트주·철탑)은 풍압하중 등 상정하중에 견디는 강도, 기초 안전율 2.0 이상, 규정 근입깊이를 확보해야 합니다.
해당 규정
제1종 특고압 보안공사에는 목주·A종 사용 불가(철탑·B종만).
Q90.
전기설비기술기준
지선
2015.8 기출
지선에 연선을 쓸 때 소선은 몇 가닥 이상이어야 하는가?
- ① 2
- ② 3 정답
- ③ 5
- ④ 9
📖 해설
지선(지지선) 시설 기준
· 소선 3가닥 이상의 연선 사용
· 안전율 2.5 이상, 최저 인장하중 4.31kN 이상
· 지중·지표상 30cm까지 아연도금 철봉 등 내식성 재료
해당 값
지선 소선은 3가닥 이상.
· 소선 3가닥 이상의 연선 사용
· 안전율 2.5 이상, 최저 인장하중 4.31kN 이상
· 지중·지표상 30cm까지 아연도금 철봉 등 내식성 재료
해당 값
지선 소선은 3가닥 이상.
Q91.
전기설비기술기준
전기철도
2015.8 기출
교류 전기철도 단상부하 전압불평형 대책으로 쓰는 설비는?
- ① 발전기
- ② 조상설비
- ③ 변압기
- ④ 계기용 변성기 정답
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
대상 설비·장소의 안전(감전·화재·기계적 손상 방지)을 위한 시설방법·이격·접지·보호 규정을 적용합니다. 각 보기가 규정에 부합하는지 판단합니다.
해당 규정
전압불평형 검출에는 계기용 변성기를 사용합니다(스코트결선 등으로 완화).
대상 설비·장소의 안전(감전·화재·기계적 손상 방지)을 위한 시설방법·이격·접지·보호 규정을 적용합니다. 각 보기가 규정에 부합하는지 판단합니다.
해당 규정
전압불평형 검출에는 계기용 변성기를 사용합니다(스코트결선 등으로 완화).
Q92.
전기설비기술기준
조명
2015.8 기출
일반조명용 고압 방전등의 효율은 몇 lm/W 이상인가?
- ① 10
- ② 30
- ③ 50
- ④ 70 정답
📖 해설
특수장소·기구 시설
출퇴표시등·전기온상·수중조명·전기욕기·의료장소·방전등 등은 감전·화재 위험이 커 사용전압·절연·누전차단·접지에 대한 전용 규정을 적용합니다.
해당 규정
고압 방전등 효율은 70 lm/W 이상.
출퇴표시등·전기온상·수중조명·전기욕기·의료장소·방전등 등은 감전·화재 위험이 커 사용전압·절연·누전차단·접지에 대한 전용 규정을 적용합니다.
해당 규정
고압 방전등 효율은 70 lm/W 이상.
Q93.
전기설비기술기준
옥내배선
2015.8 기출
단상 2선식 220V 간선에 전동기 정격전류 합계 40A, 전열 등 기타 부하전류 합계 25A가 접속될 때, 간선의 허용전류 최소값은 몇 A인가? (전동기 합 50A 이하 → 1.25배)
- ① 65
- ② 70
- ③ 75 정답
- ④ 80
📖 해설
간선 굵기 결정 — 허용전류 최소값
전동기 부하는 기동전류 때문에 정격의 일정 배수를 적용합니다.
\[ I_{허용}\ge k\cdot I_M+I_H \]
· \(I_M\): 전동기 정격전류 합, \(I_H\): 기타(전열 등) 부하전류 합
· 계수 \(k\): 전동기 합이 50A 이하면 1.25, 50A 초과면 1.1
이 문제는 \(I_M=40\text{A}\le50\text{A}\)이므로 \(k=1.25\):
\[ I_{허용}=1.25\times40+25=50+25=75\,\text{A} \]
핵심 — 전동기 합계 50A 경계로 계수(1.25 / 1.1)가 바뀝니다.
전동기 부하는 기동전류 때문에 정격의 일정 배수를 적용합니다.
\[ I_{허용}\ge k\cdot I_M+I_H \]
· \(I_M\): 전동기 정격전류 합, \(I_H\): 기타(전열 등) 부하전류 합
· 계수 \(k\): 전동기 합이 50A 이하면 1.25, 50A 초과면 1.1
이 문제는 \(I_M=40\text{A}\le50\text{A}\)이므로 \(k=1.25\):
\[ I_{허용}=1.25\times40+25=50+25=75\,\text{A} \]
핵심 — 전동기 합계 50A 경계로 계수(1.25 / 1.1)가 바뀝니다.
Q94.
전기설비기술기준
전기방식
2015.8 기출
철재 물탱크 전기방식에서 양극~1m 이내 전위차와 전압 기준은?
- ① 전위차5·전압30
- ② 전위차10·전압60 정답
- ③ 전위차15·전압90
- ④ 전위차20·전압120
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
양극 주위 임의 2점 전위차 10V 이하, 방식회로 전압 60V 이하.
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
양극 주위 임의 2점 전위차 10V 이하, 방식회로 전압 60V 이하.
Q95.
전기설비기술기준
가공전선
2015.8 기출
저·고압과 약전류전선 동일 지지물 시설로 틀린 것은?
- ① 가공전선을 약전류전선 위
- ② 목주 안전율 조건
- ③ 가공전선-약전류 이격 미준수 정답
- ④ 약전류전선 유도장해 방지
📖 해설
병가·접근·이격
동일 지지물 병가 순서(고압 위·저압 아래)와 전압등급별 이격거리, 건조물·도로·타 전선·약전류선 접근 시 이격을 적용합니다.
해당 규정
가공전선과 약전류전선 이격 조건을 지켜야 하므로 ③이 틀립니다.
동일 지지물 병가 순서(고압 위·저압 아래)와 전압등급별 이격거리, 건조물·도로·타 전선·약전류선 접근 시 이격을 적용합니다.
해당 규정
가공전선과 약전류전선 이격 조건을 지켜야 하므로 ③이 틀립니다.
Q96.
전기설비기술기준
통신선
2015.8 기출
가공전선로 지지물 통신선의 높이 기준으로 틀린 것은?
- ① 도로 횡단 지표상 6m
- ② 철도 횡단 레일면상 6m 정답
- ③ 횡단보도교 위 조건
- ④ 도로 횡단 교통지장 없게
📖 해설
경간·높이 규정
지지물 종류·전압·장소(시가지·도로·철도)별 최대경간과 지표상 최소높이를 적용합니다(시가지는 강화).
해당 규정
철도 횡단 통신선은 레일면상 6.5m 이상. '6m'라 한 ②가 틀립니다.
지지물 종류·전압·장소(시가지·도로·철도)별 최대경간과 지표상 최소높이를 적용합니다(시가지는 강화).
해당 규정
철도 횡단 통신선은 레일면상 6.5m 이상. '6m'라 한 ②가 틀립니다.
Q97.
전기설비기술기준
가공전선
2015.8 기출
동일 지지물에 저압·고압 가공전선 시설 시 저압전선의 위치는?
- ① 고압 위
- ② 고압과 나란히
- ③ 고압 아래 정답
- ④ 나란히 별개완금
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
저압 가공전선은 고압 가공전선의 아래에 시설합니다.
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
저압 가공전선은 고압 가공전선의 아래에 시설합니다.
Q98.
전기설비기술기준
지중전선로
2015.8 기출
직접 매설식으로 중량물 압력 우려 장소에 지중전선을 시설할 때 매설깊이는 몇 m 이상인가?
- ① 1 정답
- ② 1.2
- ③ 1.5
- ④ 2
📖 해설
지중전선로 매설깊이 (직접매설식)
· 차량 등 중량물의 압력을 받는 곳: 1.0m 이상
· 기타(압력 없는 곳): 0.6m 이상
관로식·암거식·직접매설식이 있으며, 직접매설식은 견고한 트로프에 넣습니다.
해당 값
중량물 압력 우려 장소 매설깊이는 1.0m 이상(현행).
· 차량 등 중량물의 압력을 받는 곳: 1.0m 이상
· 기타(압력 없는 곳): 0.6m 이상
관로식·암거식·직접매설식이 있으며, 직접매설식은 견고한 트로프에 넣습니다.
해당 값
중량물 압력 우려 장소 매설깊이는 1.0m 이상(현행).
Q99.
전기설비기술기준
절연저항
2015.8 기출
440V 전로의 절연저항은 몇 MΩ 이상인가? (KEC)
- ① 0.3
- ② 0.4
- ③ 0.8
- ④ 1 정답
📖 해설
전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
500V 이하(FELV·비SELV)는 절연저항 1MΩ 이상.
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.
해당 규정
500V 이하(FELV·비SELV)는 절연저항 1MΩ 이상.
Q100.
전기설비기술기준
전동기
2015.8 기출
옥내 전동기 과부하 보호장치를 생략할 수 없는 경우는?
- ① 정격출력 0.75kW 정답
- ② 타인 출입 불가
- ③ 단상 소용량
- ④ 상시 취급자 감시
📖 해설
과전류·지락 보호
간선·분기회로에 과부하·단락 보호장치를 시설하고, 분기점~보호장치 거리(3m·8m 규정), 지락 시 자동차단을 적용합니다.
해당 규정
정격출력 0.2kW 초과(0.75kW)면 과부하 보호 생략 불가.
간선·분기회로에 과부하·단락 보호장치를 시설하고, 분기점~보호장치 거리(3m·8m 규정), 지락 시 자동차단을 적용합니다.
해당 규정
정격출력 0.2kW 초과(0.75kW)면 과부하 보호 생략 불가.