학습 모드 | 기출문제

Q840 전자기학 방사밀도 📄 2008.5 기출

점 A에서 50kW 전자파를 구면파로 방사할 때 100km 떨어진 점의 전력밀도는 약 몇 W/m²인가?

① 3.98×10⁻⁷ ★ 정답

② 5×10⁻⁵

③ 1.6×10⁻⁶

④ 3.98×10⁻⁵

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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
\(P=\dfrac{W}{4\pi r^2}=\dfrac{50000}{4\pi(10^5)^2}\approx3.98\times10^{-7}\,\text{W/m}^2\).

Q841 전자기학 전자분극 📄 2008.5 기출

유전체에서 전자분극이 나타나는 이유로 가장 알맞은 것은?

① 전자운(구름)이 원자핵에 대해 상대적으로 변위 ★ 정답

② 이온 이동

③ 영구쌍극자 배향

④ 자유전자 이동

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정자계 핵심
직선 \(H=\dfrac{I}{2\pi r}\), 원형중심 \(H=\dfrac{I}{2a}\), 솔레노이드 \(H=nI\), \(B=\mu H\), 힘 \(F=BIl\sin\theta\), 자기저항 \(R_m=\dfrac{l}{\mu S}=\dfrac{NI}{\phi}\), 인덕턴스 \(L=\dfrac{N^2}{R_m}\).

풀이
전자분극은 전자운이 원자핵에 대해 변위하여 발생합니다.

Q842 전자기학 원형코일 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

반지름 1cm 원형코일에 10A가 흐를 때 중심축상 √3cm 떨어진 점의 자계는 약 몇 A/m인가?

① 62.5 ★ 정답

② 100

③ 125

④ 250

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원형코일·환상솔레노이드 자계
원형코일 중심 \(H=\dfrac{NI}{2a}\), 환상솔레노이드 내부 \(H=\dfrac{NI}{2\pi r}\). 앙페르 법칙으로 구합니다.

풀이
\(H=\dfrac{a^2 I}{2(a^2+x^2)^{3/2}}\)에 대입 → 약 62.5A/m.

Q843 전자기학 막대자석 회전력 📄 2008.5 기출

자극세기 8×10⁻⁶Wb, 길이 3cm 막대자석을 120AT/m 자계 중 30°로 놓을 때 회전력은?

① 2.88×10⁻⁶

② 1.44×10⁻⁶ ★ 정답

③ 1.44×10⁻⁵

④ 2.88×10⁻⁵

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자계 속 자석·코일의 회전력(토크)
\[ T=m\times H=MH\sin\theta\ (자석),\qquad T=NBIA\cos\alpha\ (코일) \]자기모멘트와 자계의 벡터곱으로, 자계와 나란해지려는 방향으로 작용합니다.

풀이
\(T=MH\sin\theta=(8\times10^{-6}\times0.03)\times120\times0.5=1.44\times10^{-6}\,\text{N·m}\).

Q844 전자기학 유도기전력 📄 2008.5 기출

폐회로에 유도되는 유도기전력에 관한 설명으로 가장 알맞은 것은?

① 자속에 비례

② 전류에 비례

③ 자속의 시간변화율에 비례 ★ 정답

④ 저항에 비례

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유도기전력
\[ e=-N\frac{d\phi}{dt}=-L\frac{di}{dt}=Blv \]쇄교자속(또는 전류) 변화율에 비례, (−)는 렌츠 법칙(방해 방향).

풀이
\(e=-N\dfrac{d\phi}{dt}\)로 자속 변화율에 비례.

Q845 전자기학 연속방정식 📄 2008.5 기출

\(\nabla\cdot J=-\dfrac{\partial\rho}{\partial t}\)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 전하 보존 법칙

② 정상전류는 발산 0

③ 전하 축적 시 발산≠0

④ 전하가 소멸한다 ★ 정답

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맥스웰 방정식
\[ \nabla\!\cdot\!D=\rho,\ \nabla\!\cdot\!B=0,\ \nabla\!\times\!E=-\tfrac{\partial B}{\partial t},\ \nabla\!\times\!H=J+\tfrac{\partial D}{\partial t} \]전자기 현상을 통합한 4개 방정식(변위전류 포함).

풀이
전하는 소멸하지 않고 보존됩니다.

Q846 전자기학 전자 이동 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

길이 1cm, 지름 5mm 동선에 1A를 흘릴 때 전자가 동선을 지나는 평균시간을 정하는 것은?

① \(t=\frac{l}{v_d}\)(드리프트 속도) ★ 정답

② 전압만

③ 저항만

④ 면적만

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전자가 도선을 지나는 평균 시간
평균 시간은 도선 길이를 전자의 드리프트 속도 \(v_d\)로 나눈 값입니다.
\[ t=\frac{l}{v_d},\qquad v_d=\frac{J}{ne}=\frac{I}{neA} \]
· \(l\): 도선 길이, \(J=I/A\): 전류밀도, \(n\): 자유전자 밀도, \(e\): 전자 전하, \(A\): 단면적

드리프트 속도는 전류가 클수록·단면적이 작을수록 커집니다. 따라서 평균 시간은 \(t=\dfrac{l}{v_d}=\dfrac{lneA}{I}\)로 결정됩니다.
핵심 — 전자의 실제 이동속도(드리프트)는 매우 느려(mm/s급), 길이/속도로 통과시간을 구합니다.

Q847 전자기학 법칙 📄 2008.5 기출

전자유도법칙과 관계가 가장 먼 것은?

① 패러데이 법칙

② 렌츠 법칙

③ 노이만 법칙

④ 쿨롱 법칙 ★ 정답

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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
쿨롱 법칙은 정전기력 법칙으로 전자유도와 무관합니다.

Q848 전자기학 감수율 📄 2008.5 기출

전지에 연결된 진공 콘덴서를 유전체로 채우니 충전전하가 2배가 되었다면 전기 감수율은?

① 0.5

② 1 ★ 정답

③ 2

④ 2.5

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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
\(\varepsilon_r=2\)이므로 감수율 \(\chi=\varepsilon_r-1=1\).

Q849 전자기학 정전 흡인력 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

간격 3cm, 면적 30cm² 평판콘덴서에 220V를 가할 때 극판 간 힘은 약 몇 N인가?

① 7.1×10⁻⁷ ★ 정답

② 1.4×10⁻⁶

③ 3.5×10⁻⁶

④ 7.1×10⁻⁵

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\(F=\frac12\varepsilon_0\left(\frac{V}{d}\right)^2 S=\frac12\times8.855\times10^{-12}\times(220/0.03)^2\times30\times10^{-4}\approx7.1\times10^{-7}\,\text{N}\).

Q850 전자기학 보존적 📄 2008.5 기출

전계 E가 보존적인 것과 관계되지 않는 것은?

① \(\nabla\times E=0\)

② \(\oint E\cdot dl=0\)

③ \(E=-\nabla V\)

④ \(\nabla\times E=-\frac{\partial B}{\partial t}\) ★ 정답

💡 해설 보기

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
시변자계가 있으면 \(\nabla\times E\neq0\)으로 비보존적입니다.

Q851 전자기학 전기력선 📄 2008.5 기출

전위 \(V=x^2+y^2\)일 때 전기력선의 방정식은? (A는 상수)

① \(y=Ax^2\)

② \(y=Ax\) ★ 정답

③ \(x^2+y^2=A\)

④ \(y=A/x\)

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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
\(E=-\nabla V=(-2x,-2y)\), \(\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{y}{x}\Rightarrow y=Ax\).

Q852 전자기학 자계 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

반지름 3cm 원형단면 환상 연철심에 코일을 감아 전류를 흘릴 때 철심 내 자계를 정하는 것은?

① \(H=\frac{NI}{2\pi r}\) ★ 정답

② \(H=NI\)

③ \(H=\frac{NI}{r}\)

④ \(H=\frac{I}{2\pi r}\)

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자계의 세기 \(H\)
무한직선 \(H=\dfrac{I}{2\pi r}\), 원형코일 중심 \(H=\dfrac{I}{2a}\), 솔레노이드 \(H=nI\). 앙페르 법칙 \(\oint H\cdot dl=I\)로 구합니다.

풀이
환상철심 \(H=\dfrac{NI}{2\pi r}\).

Q853 전자기학 변위전류 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

콘덴서(전극면적 S, 축적전하 q)에서 변위전류밀도는?

① \(\frac{1}{S}\frac{dq}{dt}\) ★ 정답

② \(\frac{q}{S}\)

③ \(Sq\)

④ \(\frac{S}{q}\)

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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
변위전류밀도 \(J_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}=\dfrac{1}{S}\dfrac{dq}{dt}\).

Q854 전자기학 자기차폐 📄 2008.5 기출

자기차폐에 가장 적합한 재료는?

① 강자성체(투자율 큰 물질) ★ 정답

② 상자성체

③ 반자성체

④ 절연체

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자기차폐
투자율이 큰 강자성체로 공간을 감싸면 자속이 차폐체 벽을 따라 흘러 내부로 거의 들어가지 않습니다(자기저항이 작은 경로 선택). 완전차폐는 불가.

풀이
자기차폐는 투자율이 큰 강자성체.

Q855 전자기학 무한솔레노이드 📄 2008.5 기출

무한 솔레노이드에 전류가 흐를 때에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

① 내부 균일·외부 0 ★ 정답

② 내부 0

③ 외부 균일

④ 거리에 비례

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솔레노이드 자계·자속·에너지
내부 \(H=nI\), \(B=\mu nI\), 자속 \(\phi=BS\), 저장에너지 \(W=\tfrac12LI^2=\tfrac12\mu H^2\cdot(부피)\). 무한 솔레노이드 외부 자계는 0.

풀이
무한 솔레노이드는 내부 균일, 외부 0.

Q856 전자기학 전속밀도 원천 📄 2008.5 기출

유전체 내 전속밀도를 정하는 원천은?

① 분극전하

② 속박전하

③ 진전하(자유전하) ★ 정답

④ 표면전하

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전하밀도·전속
가우스 법칙 \(\oint D\!\cdot\!dS=Q\), \(\nabla\!\cdot\!D=\rho\). 전속밀도 \(D=\varepsilon E\), 전속선의 원천은 (+)전하.

풀이
전속밀도는 \(\nabla\cdot D=\rho\)로 진전하가 원천.

Q857 전자기학 체적전하밀도 📄 2008.5 기출

전위 \(V=5x^2y+z\)일 때 점 (2,−2,2)에서 체적전하밀도 ρ는?

① 10ε₀

② −20ε₀

③ 20ε₀ ★ 정답

④ −10ε₀

💡 해설 보기

전하밀도·전속
가우스 법칙 \(\oint D\!\cdot\!dS=Q\), \(\nabla\!\cdot\!D=\rho\). 전속밀도 \(D=\varepsilon E\), 전속선의 원천은 (+)전하.

풀이
\(\rho=-\varepsilon_0\nabla^2 V=-\varepsilon_0(10y)=-\varepsilon_0\times(-20)=20\varepsilon_0\).

Q858 전자기학 파동방정식 📄 2008.5 기출

완전 유전체에서 전자 파동방정식으로 옳은 것은?

① \(\nabla^2 E=0\)

② \(\nabla^2 E=\mu\varepsilon\frac{\partial^2 E}{\partial t^2}\) ★ 정답

③ \(\nabla^2 E=\sigma E\)

④ \(\nabla E=0\)

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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
무손실 파동방정식 \(\nabla^2 E=\mu\varepsilon\dfrac{\partial^2 E}{\partial t^2}\).

Q859 전자기학 거리 관계 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

거리 r에 반비례하는 것은?

① 무한 직선전하의 전위(기준 상대) ★ 정답

② 점전하 전계

③ 점전하 전위

④ 무한 평면전하 전계

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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
무한 직선전하의 전계·전위는 \(\ln r\)/\(1/r\) 형태로 거리에 반비례하는 성분을 가집니다.

Q877 회로이론 공진 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

콘덴서 1개와 코일 2개가 직렬 접속된 회로가 300Hz에서 공진할 때 관계식은?

① \(L=C\)

② \(\omega L_{합}=\frac{1}{\omega C}\) ★ 정답

③ \(R=0\)

④ \(\omega=0\)

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공진·선택도
공진 \(f_0=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\), 선택도 \(Q=\dfrac{\omega_0L}{R}=\dfrac{f_0}{대역폭}\). Q 높을수록 선택적.

풀이
직렬공진 \(\omega L_{총}=\dfrac{1}{\omega C}\).

Q878 회로이론 RL 전류 📄 2008.5 기출

R=5Ω, L=1H 직렬에 직류 10V를 가할 때 전류식은?

① \(2e^{-5t}\)

② \(2(1+e^{-5t})\)

③ \(10(1-e^{-5t})\)

④ \(2(1-e^{-5t})\) ★ 정답

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교류회로의 전류
\[ I=\frac{V}{Z},\quad Z=\sqrt{R^2+(X_L-X_C)^2},\quad X_L=\omega L,\ X_C=\frac1{\omega C} \]전류는 임피던스 크기로 나눠 구하고, 위상은 \(\theta=\tan^{-1}\frac{X}{R}\)만큼 전압과 차이납니다.

풀이
\(i(t)=\dfrac{E}{R}(1-e^{-Rt/L})=2(1-e^{-5t})\,\text{A}\).

Q879 회로이론 실효값 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

\(v(t)=3+5\sqrt2\sin\omega t+10\sqrt2\sin\!\left(3\omega t-\dfrac{\pi}{3}\right)\)[V]의 실효값은 약 몇 V인가?

① 9.6

② 11.6 ★ 정답

③ 13.6

④ 15.6

💡 해설 보기

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

성분	식	실효값
직류분 \(V_0\)	\(3\)	그대로 \(=3\)
기본파 \(V_1\)	\(5\sqrt2\sin\omega t\)	\(\dfrac{5\sqrt2}{\sqrt2}=5\)
3고조파 \(V_3\)	\(10\sqrt2\sin(3\omega t-\tfrac\pi3)\)	\(\dfrac{10\sqrt2}{\sqrt2}=10\)

※ 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.)

Q880 회로이론 4단자 C 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

4단자 회로의 4단자 정수 C를 구하는 방법은?

① \(C=\frac{V_1}{V_2}\)

② \(C=\frac{V_1}{I_2}\)

③ \(C=\frac{I_1}{V_2}\big|_{I_2=0}\) ★ 정답

④ \(C=\frac{I_1}{I_2}\)

💡 해설 보기

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
\(C=\dfrac{I_1}{V_2}\Big|_{I_2=0}\)(출력 개방 전류/전압).

Q881 회로이론 라플라스 📄 2008.5 기출

\(f(t)=1-e^{-at}\)의 라플라스 변환은?

① \(\frac{1}{s+a}\)

② \(\frac{1}{s}\)

③ \(\frac{s}{s+a}\)

④ \(\frac{a}{s(s+a)}\) ★ 정답

💡 해설 보기

라플라스 변환
\[ F(s)=\int_0^\infty f(t)e^{-st}dt \]주요쌍: \(1\!\to\!\tfrac1s\), \(t\!\to\!\tfrac1{s^2}\), \(e^{-at}\!\to\!\tfrac1{s+a}\), \(\sin\omega t\!\to\!\tfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\), \(\cos\omega t\!\to\!\tfrac{s}{s^2+\omega^2}\). 미분방정식을 대수식으로 바꿔 회로·제어 해석에 씁니다.

풀이
\(\frac1s-\frac{1}{s+a}=\dfrac{a}{s(s+a)}\).

Q882 회로이론 대칭분 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

대칭 3상 \(V_b=a^2 V_a\), \(V_c=aV_a\)일 때 a상 기준 대칭분에서 정상분은?

① 0

② \(V_a\) ★ 정답

③ \(3V_a\)

④ \(a V_a\)

💡 해설 보기

대칭좌표법(대칭분)
불평형 3상을 영상·정상·역상 성분으로 분해:
\[ V_0=\tfrac13(V_a+V_b+V_c),\ V_1=\tfrac13(V_a+aV_b+a^2V_c),\ V_2=\tfrac13(V_a+a^2V_b+aV_c) \]\(a=1\angle120°\). 각 고장별로 대칭분 회로를 연결해 해석합니다.

풀이
완전 대칭이면 정상분 \(V_1=V_a\), 영상·역상분은 0.

Q883 회로이론 특성임피던스 📄 2008.5 기출

무손실 선로 L=96mH, C=0.6μF일 때 특성임피던스는 몇 Ω인가?

① 400 ★ 정답

② 300

③ 200

④ 500

💡 해설 보기

선로의 특성(파동)임피던스
\[ Z_0=\sqrt{\frac{Z}{Y}}=\sqrt{\frac{R+j\omega L}{G+j\omega C}}\ \xrightarrow{\text{무손실}}\ \sqrt{\frac{L}{C}} \]
· \(L\): 단위길이 인덕턴스, \(C\): 단위길이 정전용량
선로에 진행파가 느끼는 임피던스로, 길이와 무관하게 \(\sqrt{L/C}\)로 정해집니다.

계산
\(Z_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}}=\sqrt{\dfrac{0.096}{0.6\times10^{-6}}}=400\,\Omega\).

Q884 회로이론 임피던스 궤적 📄 2008.5 기출

저항 R과 커패시턴스 C 병렬회로에서 주파수가 변할 때 임피던스 궤적은?

① 직선

② 포물선

③ 반원(원의 일부) ★ 정답

④ 쌍곡선

💡 해설 보기

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
RC 병렬 임피던스 궤적은 반원을 그립니다.

Q885 회로이론 RC 저역 📄 2008.5 기출

RC 저역 여파기에서 \(\omega=\frac{1}{RC}\)일 때 |G(jω)|는?

① 1

② \(\frac{1}{\sqrt2}\) ★ 정답

③ \(\frac12\)

④ 0

💡 해설 보기

2차계 과도응답
\[ G=\frac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2} \]감쇠비 \(\zeta\)<1 부족제동(진동), =1 임계, >1 과제동. \(\omega_n\):고유주파수.

풀이
차단주파수에서 \(|G|=\dfrac{1}{\sqrt2}\)(−3dB).

Q886 회로이론 순저항 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

순저항 3상 회로에 대칭 3상 전압을 가할 때 각 선 전류가 같으려면 R의 조건은?

① 임의

② R이 모두 같을 것(평형) ★ 정답

③ R=0

④ R=∞

💡 해설 보기

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
각 상 저항이 모두 같으면(평형) 선전류가 같습니다.

Q887 회로이론 직류이득 📄 2008.5 기출

\(G(s)=\frac{10}{s^2+3s+2}\) 제어계통의 직류이득은?

① 10

② 2

③ 1

④ 5 ★ 정답

💡 해설 보기

제어계의 형(type)
개루프에 원점 극점(적분기) 수 = 형. 형이 높을수록 정상편차↓. 0형은 위치편차, 1형은 속도편차 유한.

풀이
직류이득 \(=G(0)=\dfrac{10}{2}=5\).

Q888 회로이론 상태방정식 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

상태방정식·출력방정식에 대한 설명으로 맞는 것은?

① A는 출력행렬

② B는 출력행렬

③ A는 시스템(계수)행렬 ★ 정답

④ C는 입력행렬

💡 해설 보기

상태방정식·특성방정식
\[ \dot x=Ax+Bu,\quad y=Cx \Rightarrow G(s)=C(sI-A)^{-1}B \]특성방정식은 \(|sI-A|=0\)(또는 전달함수 분모=0)이며, 그 근(극점)이 시스템 응답·안정도를 결정합니다.

풀이
A는 시스템(계수)행렬, B는 입력, C는 출력행렬.

Q889 회로이론 안정범위 📄 2008.5 기출

특성방정식 \(s^2+Ks+2K-1=0\)이 안정할 K의 범위는?

① K>0

② K>0.5 ★ 정답

③ K<0.5

④ K>1

💡 해설 보기

안정 이득범위
라우스 표 제1열이 모두 양수가 되는 \(K\)의 범위가 안정범위입니다. 경계값에서 임계안정(지속진동).

풀이
안정 조건 K>0, \(2K-1\gt 0\Rightarrow K\gt 0.5\).

Q890 회로이론 블록선도 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

블록선도에서 출력 C를 구하는 방법은?

① 직렬만

② 피드백 공식으로 축약 ★ 정답

③ 병렬만

④ 무관

💡 해설 보기

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
피드백 공식으로 순차 축약하여 C를 구합니다.

Q891 회로이론 임펄스응답 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

\(G(s)=\frac{2s+1}{s^2+s+1}\)인 계에 입력을 가했을 때 응답을 구하는 방법은?

① G(s)×입력의 라플라스 ★ 정답

② 시간영역 곱

③ G(s)만

④ 입력만

💡 해설 보기

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
출력 \(Y(s)=G(s)X(s)\)를 역변환하여 응답을 구합니다.

Q892 회로이론 1차 홀드 📄 2008.5 기출

샘플링된 신호를 다음 샘플 신호와 직선으로 연결하는 홀드는?

① 0차 홀드

② 1차 홀드 ★ 정답

③ 2차 홀드

④ 임펄스 홀드

💡 해설 보기

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
직선 보간은 1차 홀드.

Q893 회로이론 정상편차 📄 2008.5 기출

단위 부궤환계에서 개루프 이득이 클수록 정상편차는?

① 증가

② 감소 ★ 정답

③ 불변

④ 무한대

💡 해설 보기

정상상태 편차(오차)
\[ e_{ss}=\lim_{s\to0}\frac{sR(s)}{1+G(s)H(s)} \]· 계단입력 → 위치편차상수 \(K_p\), 램프 → 속도편차상수 \(K_v\), 포물선 → 가속도편차상수 \(K_a\)
제어계 형(type)이 높을수록 정상편차가 작아집니다.

풀이
개루프 이득이 클수록 정상편차가 감소합니다.

Q894 회로이론 근궤적 대칭 📄 2008.5 기출

특성방정식이 실수계수 유리함수일 때 근궤적은 어느 축에 대해 대칭인가?

① 실수축 ★ 정답

② 허수축

③ 원점

④ 45°선

💡 해설 보기

제어공학 핵심
전달함수 \(G=\dfrac{C}{R}\), 부궤환 \(\dfrac{G}{1+GH}\), 메이슨 \(\dfrac{\sum P_k\Delta_k}{\Delta}\), 라우스(1열 부호변화=우반면근), 정상편차 \(e_{ss}=\lim_{s\to0}\dfrac{sR}{1+GH}\), 2차계 감쇠비 \(\zeta\).

풀이
근궤적은 실수축에 대해 대칭입니다.

Q895 회로이론 제어요소 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

입력을 적분하여 출력하는 회로가 나타내는 것은?

① 미분요소

② 적분요소 ★ 정답

③ 비례요소

④ 1차지연

💡 해설 보기

제어요소·주파수응답
비례(P)·적분(I)·미분(D) 요소가 이득·위상에 미치는 영향을 봅니다. 적분 \(1/j\omega\)는 −90°, 미분 \(j\omega\)는 +90° 위상, 이득[dB]=\(20\log|G|\).

풀이
출력이 입력의 적분 → 적분요소.

Q896 회로이론 제어분류 📄 2008.5 기출

제어 목적에 의한 분류에 해당하는 것은?

① 프로세스제어

② 서보기구

③ 정치·추종·프로그램 제어 ★ 정답

④ 자동조정

💡 해설 보기

제어공학 핵심
전달함수 \(G=\dfrac{C}{R}\), 부궤환 \(\dfrac{G}{1+GH}\), 메이슨 \(\dfrac{\sum P_k\Delta_k}{\Delta}\), 라우스(1열 부호변화=우반면근), 정상편차 \(e_{ss}=\lim_{s\to0}\dfrac{sR}{1+GH}\), 2차계 감쇠비 \(\zeta\).

풀이
목적(목표값)에 의한 분류는 정치·추종·프로그램 제어.

Q871 전력공학 증진 📄 2008.5 기출

송전계통에서 안정도 증진과 관계 없는 것은?

① 속응여자

② 직렬리액턴스 감소

③ 중간조상

④ 부하율 개선 ★ 정답

💡 해설 보기

안정도 향상 대책
직렬리액턴스↓(복도체·직렬콘덴서·병행2회선), 전압변동↓(속응여자·계통연계), 고장 신속제거(고속차단·재폐로), 중간조상 설치.

풀이
부하율 개선은 안정도 증진과 직접 관계가 없습니다.

Q872 전력공학 분극 📄 2008.5 기출

유전체에서 전자분극이 나타나는 이유로 알맞은 것은?

① 전자운이 원자핵에 대해 변위 ★ 정답

② 이온 이동

③ 영구쌍극자 배향

④ 자유전자 이동

💡 해설 보기

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
전자분극은 전자운의 변위로 발생합니다.

Q873 전력공학 전자유도 📄 2008.5 기출

전력선에 의한 통신선로의 전자유도장해의 주된 발생요인은?

① 부하전류

② 충전전류

③ 영상전류(지락전류) ★ 정답

④ 고조파 전압

💡 해설 보기

전자유도장해
송전선 영상전류·지락전류가 통신선에 전자적으로 유도하는 장해. 유도전압 \(E_m=-j\omega M\cdot3I_0\cdot l\). 대책: 이격·연가·차폐선·중성점 저항접지.

풀이
전자유도장해는 지락 시 영상전류가 주요인.

Q874 전력공학 퍼센트리액턴스 📄 2008.5 기출

66kV 3상1회선에서 1선 리액턴스 22Ω, 전류 300A일 때 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 8.6

② 17.3 ★ 정답

③ 34.6

④ 5.8

💡 해설 보기

퍼센트 리액턴스 환산
\[ \%X=\frac{P_{\text{kVA}}\cdot X}{10\,V_{\text{kV}}^2}\,[\%] \]
· \(P\): 기준용량[kVA], \(X\): 리액턴스[Ω], \(V\): 기준(선간)전압[kV]
실제 임피던스를 기준용량·기준전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

계산
\(\%X=\dfrac{\sqrt3 IX}{V}\times100=\dfrac{\sqrt3\times300\times22}{66000}\times100\approx17.3\%\).

Q875 전력공학 냉각재 📄 2008.5 기출

원자로 냉각재의 구비조건으로 적절하지 않은 것은?

① 중성자 흡수가 클 것 ★ 정답

② 비열 클 것

③ 열전도 좋을 것

④ 화학적 안정

💡 해설 보기

원자로 냉각재·감속재
냉각재는 노심 열을 운반(경수·중수·CO₂·Na), 감속재는 중성자 감속. 흡수단면적이 작아야 유리.

풀이
냉각재는 중성자 흡수가 작아야 합니다.

Q876 전력공학 ALTS 📄 2008.5 기출

22.9kV 가공배전선로에서 주공급선 정전 시 예비선로로 자동 전환되는 개폐장치는?

① 기중부하개폐기

② 자동구분개폐기

③ 자동부하전환개폐기(ALTS) ★ 정답

④ 고장구간자동개폐기

💡 해설 보기

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.

Q877 전력공학 동기조상기 📄 2008.5 기출

동기조상기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

① 진상·지상 모두 공급

② 연속 조정

③ 시송전 가능

④ 손실이 작다 ★ 정답

💡 해설 보기

동기조상기
무부하 동기전동기. 계자를 조정해 과여자→진상(콘덴서 작용), 부족여자→지상(리액터 작용)으로 연속적 무효전력 조정. 진상·지상 양쪽 가능(콘덴서·리액터는 한쪽만).

풀이
동기조상기는 회전기라 손실이 큽니다.

Q878 전력공학 열효율 📄 2008.5 기출

40000kWh를 발전하는 데 발열량 5000kcal/kg 석탄을 20ton 사용했을 때 열효율은 약 몇 %인가?

① 28.7

② 30

③ 34.4 ★ 정답

④ 40

💡 해설 보기

화력발전소 열효율
\[ \eta=\frac{860\,W}{B\,H}\times100\,[\%] \]
· \(W\): 발전전력량[kWh], \(B\): 연료소비량[kg], \(H\): 발열량[kcal/kg]
· 860 = 1kWh를 열량으로 환산(1kWh=860kcal). 발생한 전기에너지 ÷ 투입 연료열량.

계산
\(\eta=\dfrac{860\times40000}{20000\times5000}\times100\approx34.4\%\).

Q879 전력공학 특유속도 📄 2008.5 기출

정격회전수 450rpm, 유효낙차 220m, 출력 6000kW 수차의 특유속도는 약 몇 rpm인가?

① 30

② 35

③ 41.2 ★ 정답

④ 55

💡 해설 보기

수력 발전
출력 \(P=9.8QH\eta\,[\text{kW}]\), 특유속도 \(N_s=N\dfrac{P^{1/2}}{H^{5/4}}\). 낙차·유량이 출력을 결정.

풀이
\(N_s=N\dfrac{\sqrt P}{H^{5/4}}=450\times\dfrac{\sqrt{6000}}{220^{1.25}}\approx41.2\).

Q880 전력공학 전선량 📄 2008.5 기출

단상 2선식 대비 3상 3선식의 총 전선량은 약 몇 %인가? (조건 동일)

① 75 ★ 정답

② 100

③ 50

④ 150

💡 해설 보기

전기방식별 소요 전선량(동량) 비교
동일 전력·전압·손실·거리 조건에서 단상 2선식을 100% 기준으로:

방식	전선량비
단상 2선식	100%
단상 3선식	37.5%
3상 3선식	75%
3상 4선식	33.3%

(3상3선:3상4선 = 3:4/3 = 9:4 → 4/9)
계산
3상3선식 전선량은 단상2선식의 약 75%.

Q881 전력공학 매설지선 📄 2008.5 기출

송전선로에 매설지선을 설치하는 목적은?

① 코로나 방지

② 역률 개선

③ 페란티 방지

④ 탑각 접지저항 저감(역섬락 방지) ★ 정답

💡 해설 보기

매설지선
철탑 탑각접지저항을 낮추기 위해 땅속에 매설하는 도체. 역섬락(철탑→전선 방전)을 방지해 뇌해를 줄입니다.

풀이
매설지선은 탑각 접지저항을 낮춰 역섬락을 방지합니다.

Q882 전력공학 캐스케이딩 방지 📄 2008.5 기출

저압 뱅킹에서 캐스케이딩을 방지하기 위해 인접 변압기 연락 저압선 중간에 설치하는 것은?

① 구분 퓨즈 ★ 정답

② 콘덴서

③ 리액터

④ 피뢰기

💡 해설 보기

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
저압선 중간에 구분 퓨즈를 두어 캐스케이딩을 방지합니다.

Q883 전력공학 직류송전 📄 2008.5 기출

직류 송전방식이 교류에 비해 유리한 점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 표피효과 없음

② 유전체손 없음

③ 안정도 문제 없음

④ 전압 변성이 쉽다 ★ 정답

💡 해설 보기

직류송전(HVDC)
장점: 무효전력·표피효과 없음, 안정도 무관·계통연계, 유전체손 없음, 절연 유리. 단점: 교직 변환설비 고가, 차단 곤란, 고조파.

풀이
직류는 전압 변성이 어렵습니다.

Q884 전력공학 송전전력 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

송전단 161kV, 수전단 154kV, 상차각 40°, 리액턴스 45Ω일 때 손실 무시 송전전력은 약 몇 MW인가?

① 254

② 300

③ 354 ★ 정답

④ 420

💡 해설 보기

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
\(P=\dfrac{V_s V_r}{X}\sin\delta=\dfrac{161\times154}{45}\sin40°\approx354\,\text{MW}\).

Q885 전력공학 유도전압 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

66kV, 60Hz 1선 지락으로 영상전류가 흐를 때 통신선 유도전압을 정하는 것은?

① 부하전류

② 상호인덕턴스·영상전류·병행길이

③ 역률

④ 정전용량만 ★ 정답

💡 해설 보기

전자유도장해
송전선 영상전류·지락전류가 통신선에 전자적으로 유도하는 장해. 유도전압 \(E_m=-j\omega M\cdot3I_0\cdot l\). 대책: 이격·연가·차폐선·중성점 저항접지.

풀이
전자유도전압 \(E_m=\omega M l\times3I_0\).

Q886 전력공학 등가반지름 📄 2008.5 기출

소도체 반지름 r, 간격 S인 2도체 복도체의 등가반지름은?

① \(\sqrt{rS}\) ★ 정답

② \(\sqrt{r^2 S}\)

③ \(rS\)

④ \(\sqrt[3]{rS^2}\)

💡 해설 보기

복도체의 등가반지름
복도체는 한 상을 여러 가닥의 소도체로 나눈 것으로, 전기적으로는 하나의 굵은 도체처럼 동작한다. 이때의 등가반지름 \(r_e\)는 소도체 반지름 \(r\)과 소도체 간 배치의 기하평균으로 구한다.

일반식(n도체, 소도체 간격 S)\[ r_e=\sqrt[n]{\,r\cdot S^{\,n-1}} \]
2도체 복도체 (n=2)\[ r_e=\sqrt[2]{\,r\cdot S^{\,2-1}}=\sqrt{r\,S} \]정답은 ① \(\sqrt{rS}\).

왜 복도체를 쓰나
등가반지름 \(r_e\)가 소도체 반지름보다 커지므로, 선로 인덕턴스가 감소하고 정전용량은 증가한다. 또한 전선 표면 전위경도가 낮아져 코로나 발생을 억제한다. (초고압 송전에 사용)

보기 검토
• ② \(\sqrt{r^2 S}\): \(n=2\) 식에서 \(r\)의 지수를 잘못 둔 형태
• ③ \(rS\): 제곱근(기하평균)을 취하지 않음
• ④ \(\sqrt[3]{rS^2}\): 이는 3도체(n=3) 복도체의 등가반지름 식

Q887 전력공학 선로개폐기 📄 2008.5 기출

무부하 시 충전전류 차단만 가능한 기기는?

① 차단기

② 단로기

③ 선로개폐기(LS) ★ 정답

④ 리클로저

💡 해설 보기

배전 보호기기
리클로저(재폐로차단)-섹셔널라이저(무전압 시 개방) 조합으로 순간고장 자동복구. 전력퓨즈는 후비보호·소형.

풀이
선로개폐기(LS)는 무부하 충전전류 개폐만 가능.

Q888 전력공학 임계전압 📄 2008.5 기출

코로나 임계전압에 직접 관계가 없는 것은?

① 상대공기밀도

② 전선 표면계수

③ 전선 굵기

④ 부하 역률 ★ 정답

💡 해설 보기

코로나 임계전압
\[ E_0=24.3\,m_0m_1\delta d\log\frac{D}{r}\,[\text{kV}] \]이 전압 이상에서 코로나 발생. 표면계수·상대공기밀도·전선 굵기·선간거리가 클수록 임계전압↑(코로나 억제).

풀이
임계전압은 공기밀도·전선상태·굵기와 관계되며 역률과 무관합니다.

Q889 전력공학 한류리액터 📄 2008.5 기출

한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

① 역률 개선

② 전압조정

③ 고조파 제거

④ 단락전류 제한 ★ 정답

💡 해설 보기

한류리액터
선로에 직렬로 삽입해 단락전류를 제한, 차단기 차단용량을 경감합니다. 리액턴스가 클수록 제한효과가 크지만 전압강하·손실이 증가합니다.

풀이
한류리액터는 단락전류를 제한합니다.

Q890 전력공학 변류기 📄 2008.5 기출

20kV 미만 옥내 변류기로 주로 사용되는 것은?

① 유입형

② 가스형

③ 건식(몰드형) ★ 정답

④ 공심형

💡 해설 보기

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
20kV 미만 옥내는 건식(몰드형) 변류기를 주로 사용합니다.

Q920 전기기기 최대효율 📄 2008.5 기출

교류발전기 손실이 \(P=P_o+\alpha I+\beta I^2\)일 때 효율이 최대가 되는 부하전류 조건은?

① \(P_o=\alpha I\)

② \(P_o=\beta I^2\) ★ 정답

③ \(\alpha I=\beta I^2\)

④ \(P_o=0\)

💡 해설 보기

변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.

풀이
고정손=가변손, 즉 \(P_o=\beta I^2\)에서 최대효율.

Q921 전기기기 IGBT 📄 2008.5 기출

IGBT에 관한 설명으로 잘못된 것은?

① 전압구동형

② 입력임피던스 큼

③ 고속 스위칭

④ 게이트로 소호 불가 ★ 정답

💡 해설 보기

전력변환 핵심
단상전파 \(V_d=0.9E\), 3상전파·6상반파 \(V_d=1.35E\), 위상제어 \(V_d\cos\alpha\), 맥동률(3상전파 최소), 역첨두전압 PIV, 인버터/컨버터/사이클로컨버터.

풀이
IGBT는 게이트 전압으로 턴온·턴오프가 가능합니다.

Q922 전기기기 단락시험 📄 2008.5 기출

변압기의 단락시험과 관계가 없는 것은?

① 동손

② %임피던스

③ 임피던스전압

④ 철손(여자전류) ★ 정답

💡 해설 보기

동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.

풀이
철손·여자전류는 무부하시험에서 구합니다.

Q923 전기기기 전전압 기동 📄 2008.5 기출

3상 유도전동기 전전압 기동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 소용량에 적용

② 기동전류 큼

③ 별도 기동장치 불필요

④ 기동전류가 작다 ★ 정답

💡 해설 보기

유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.

풀이
전전압(직입) 기동은 기동전류가 큽니다.

Q924 전기기기 균압선 📄 2008.5 기출

직류발전기 병렬운전에서 균압선을 설치하는 것은?

① 분권발전기

② 직권·복권발전기 ★ 정답

③ 타여자발전기

④ 모두 불필요

💡 해설 보기

균압선(균압환)
직류 복권·중권 발전기에서 병렬운전 시 순환전류·불평형을 막기 위해 등전위점을 연결하는 선입니다.

풀이
직권 특성이 있는 직권·복권 발전기에 균압선이 필요합니다.

Q925 전기기기 누설리액턴스 📄 2008.5 기출

변압기의 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법은?

① 권선 굵게

② 철심 크게

③ 권선을 분할·교호 배치 ★ 정답

④ 냉각 강화

💡 해설 보기

누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.

풀이
1·2차 권선을 분할·교호 배치하면 누설리액턴스가 감소합니다.

Q926 전기기기 출력변환 📄 2008.5 기출

3상 유도기에서 출력 변환식으로 옳은 것은? (2차입력 P₂, 슬립 s)

① \(P_0=(1-s)P_2\) ★ 정답

② \(P_0=sP_2\)

③ \(P_0=P_2\)

④ \(P_0=\frac{P_2}{s}\)

💡 해설 보기

전력변환 핵심
단상전파 \(V_d=0.9E\), 3상전파·6상반파 \(V_d=1.35E\), 위상제어 \(V_d\cos\alpha\), 맥동률(3상전파 최소), 역첨두전압 PIV, 인버터/컨버터/사이클로컨버터.

풀이
기계적 출력 \(P_0=(1-s)P_2\).

Q927 전기기기 전압변동률 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

3300/210V, 10kVA 변압기의 %저항강하 3%, %리액턴스강하 4%일 때 지상역률 80%의 전압변동률은?

① 3

② 4

③ 4.8 ★ 정답

④ 5.6

💡 해설 보기

변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).

풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=4.8\%\).

Q928 전기기기 슬립 📄 2008.5 기출

200V, 60Hz, 6극, 10kW 3상 유도전동기의 전부하 회전수가 1152rpm일 때 슬립은?

① 3%

② 4% ★ 정답

③ 5%

④ 6%

💡 해설 보기

슬립 \(s\)
\[ s=\frac{N_s-N}{N_s},\qquad N_s=\frac{120f}{P},\quad N=N_s(1-s) \]· \(N_s\): 동기속도, \(N\): 회전속도, \(P\): 극수
기동 시 \(s=1\), 무부하 시 \(s\approx0\). 2차주파수 \(f_2=sf\).

풀이
\(N_s=1200\), \(s=\dfrac{1200-1152}{1200}=0.04=4\%\).

Q929 전기기기 AC서보 📄 2008.5 기출

AC 서보전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 기동토크 크다

② 회전자 관성 작다

③ 응답 빠르다

④ 기동토크가 작다 ★ 정답

💡 해설 보기

전력변환 핵심
단상전파 \(V_d=0.9E\), 3상전파·6상반파 \(V_d=1.35E\), 위상제어 \(V_d\cos\alpha\), 맥동률(3상전파 최소), 역첨두전압 PIV, 인버터/컨버터/사이클로컨버터.

풀이
서보전동기는 기동토크가 커야 합니다.

Q930 전기기기 단락곡선 📄 2008.5 기출

동기기의 3상 단락곡선이 직선이 되는 이유는?

① 포화 때문

② 전기자 반작용(누설리액턴스)으로 자속이 억제되어 불포화 ★ 정답

③ 여자 때문

④ 속도 때문

💡 해설 보기

동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.

풀이
단락 시 전기자 반작용으로 자속이 억제되어 불포화(직선)가 됩니다.

Q931 전기기기 단락비 📄 2008.5 기출

단락비가 큰 동기기에 대한 설명으로 알맞은 것은?

① 전압변동률 크다

② 동기임피던스 크다

③ 전기자 반작용 크다

④ 안정도가 좋다(철기계) ★ 정답

💡 해설 보기

동기발전기 단락비 \(K_s\)
\[ K_s=\frac{I_{fs}}{I_{fn}}=\frac{I_s}{I_n}=\frac{100}{\%Z_s} \]무부하 정격전압 계자전류 ÷ 3상단락 정격전류 계자전류. 단락비가 큰 기계(철기계)는 %동기임피던스가 작고 전압변동률이 작으며 안정도가 높습니다(단, 크고 무거움).

풀이
단락비가 크면 안정도가 좋고 전압변동률이 작습니다(철기계).

Q932 전기기기 2차입력 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

4극, 7.5kW, 200V, 60Hz 유도전동기의 2차 입력이 7950W일 때 토크·효율 계산에 필요한 것은?

① 전압만

② 저항만

③ 동기와트(2차입력)와 동기속도 ★ 정답

④ 역률

💡 해설 보기

직류기·유도기 특성 관계
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.

풀이
토크 \(T=\dfrac{동기와트}{동기속도}\)로 구합니다.

Q933 전기기기 단절권 📄 2008.5 기출

기전력의 고조파를 줄여 파형을 개선하고 권선 리액턴스를 감소시키는 권선법은?

① 집중권

② 전절권

③ 단절권 ★ 정답

④ 단층권

💡 해설 보기

단절권·분포권 계수
분포계수 \(k_d=\dfrac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)}\), 단절계수 \(k_p=\sin\dfrac{\beta\pi}{2}\). 권선계수 \(k_w=k_dk_p\)로 고조파 억제·파형 개선.

풀이
단절권이 고조파를 줄이고 코일 리액턴스를 감소시킵니다.

Q934 전기기기 자속밀도 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

50kVA, 3300/210V, 60Hz(1차 권수 550) 변압기의 최대자속밀도를 정하는 것은?

① \(B_m=\frac{E_1}{4.44fN_1 S}\) ★ 정답

② \(B_m=4.44fN_1\)

③ \(B_m=\frac{E_1}{S}\)

④ \(B_m=N_1 S\)

💡 해설 보기

변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).

풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).

Q935 전기기기 규약효율 📄 2008.5 기출

직류전동기의 규약효율은?

① \(\frac{입력-손실}{입력}\) ★ 정답

② \(\frac{입력}{출력}\)

③ \(\frac{출력}{입력}\)

④ \(\frac{출력}{출력+손실}\)

💡 해설 보기

규약효율(規約效率, conventional efficiency)

실제 효율은 항상 \(\eta=\dfrac{출력}{입력}\)이지만, 회전기는 기계적 양(축동력)을 정확히 측정하기 어렵기 때문에, 측정이 쉬운 전기량을 기준으로 하고 손실을 규약으로 정해 계산합니다.

기기	규약효율	기준(측정 쉬운 쪽)
전동기	\(\dfrac{입력-손실}{입력}\) ← 본 문제	입력=전기(측정 쉬움)
발전기·변압기	\(\dfrac{출력}{출력+손실}\)	출력=전기(측정 쉬움)

왜 전동기는 (입력−손실)/입력인가
전동기는 입력이 전기(전압·전류로 정확히 측정), 출력은 기계동력(측정 어려움)입니다. 그래서 측정한 입력에서 손실을 빼 출력을 대신합니다: \(\eta=\dfrac{입력-손실}{입력}\).
(발전기는 반대로 출력이 전기라 \(\dfrac{출력}{출력+손실}\).)

오답 정리
• ④ \(\dfrac{출력}{출력+손실}\) — 발전기·변압기의 규약효율(전동기 아님)
• ③ \(\dfrac{출력}{입력}\) — 실측(진짜) 효율 정의이지 규약효율이 아님 · ② \(\dfrac{입력}{출력}\)은 역수(무의미)
∴ 정답 ① \(\dfrac{입력-손실}{입력}\).

Q936 전기기기 유도전압조정기 📄 2008.5 기출

단상·3상 유도전압조정기의 비교 설명으로 옳지 않은 것은?

① 단상은 교번자계

② 3상은 회전자계

③ 단상은 위상차 없음

④ 3상은 위상차 없음(회전자계라 위상변화) ★ 정답

💡 해설 보기

유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.

풀이
3상 유도전압조정기는 위상 변화가 발생합니다(회전자계).

Q937 전기기기 동기임피던스 📄 2008.5 기출

동기임피던스는? (전기자저항 r, 반작용 리액턴스 Xa, 누설 리액턴스 Xl)

① \(r+jX_a\)

② \(r+jX_l\)

③ \(jX_a\)

④ \(r+j(X_a+X_l)\) ★ 정답

💡 해설 보기

동기임피던스
\[ Z_s=\frac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\ (3상),\qquad \%Z_s=\frac{100}{K_s} \]무부하포화·3상단락 곡선으로 구하며, 단락비 \(K_s\)의 역수(백분율)입니다.

풀이
\(Z_s=r+j(X_a+X_l)\)(동기리액턴스 \(X_s=X_a+X_l\)).

Q938 전기기기 동기임피던스2 📄 2008.5 기출

여자전류 10A에서 단자전압 1000√3V, 3상 단락전류 50A인 동기발전기의 동기임피던스는 몇 Ω인가?

① 10

② 15

③ 20 ★ 정답

④ 25

💡 해설 보기

동기기 핵심
\(E=4.44fN\phi K_w\), 단락비 \(K_s=\dfrac{100}{\%Z_s}\), 동기임피던스 \(Z_s=\dfrac{V_{oc}/\sqrt3}{I_{sc}}\), V곡선(여자로 역률조정), 난조 방지 제동권선, 병렬운전(기전력·위상·주파수·파형).

풀이
\(Z_s=\dfrac{E_{상}}{I_s}=\dfrac{1000\sqrt3/\sqrt3}{50}=\dfrac{1000}{50}=20\,\Omega\).

Q939 전기기기 사이리스터 📄 2008.5 기출

사이리스터에서 게이트 전류가 흐르면 순방향 저지상태에서 ( ) 상태가 되고, 게이트를 제거해도 유지되는 상태는?

① 도통(ON) ★ 정답

② 차단

③ 역저지

④ 소호

💡 해설 보기

기동·전력변환 소자
유도기 기동: Y-Δ(전류 1/3)·리액터·기동보상기·2차저항. SCR(사이리스터)은 게이트로 점호각 \(\alpha\)를 제어해 정류·위상제어에 사용.

풀이
게이트로 점호되면 도통(ON)되고 게이트를 제거해도 유지됩니다.

Q870 전기설비기술기준 교통신호등 📄 2008.5 기출

교통신호등 회로의 사용전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

① 110

② 220

③ 300 ★ 정답

④ 440

💡 해설 보기

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
교통신호등 회로 사용전압 300V 이하.

Q871 전기설비기술기준 이격 📄 2008.5 기출

가공전선로 지지물에 시설하는 통신선과 고압 가공전선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상인가?

① 10

② 20

③ 30

④ 60 ★ 정답

💡 해설 보기

이격거리 규정
충전부·전선과 다른 시설물의 접촉·근접 사고를 막는 최소 간격으로, 대상물과 전압등급에 따라 정해집니다.

해당 규정
통신선-고압 가공전선 이격 60cm 이상.

Q872 전기설비기술기준 전기욕기 📄 2008.5 기출

전기욕기용 전원장치의 금속제 외함·전선을 넣는 금속관에 하는 접지공사는?

① 제1종

② 제2종

③ 제3종 ★ 정답

④ 특별 제3종

💡 해설 보기

특수장소·기구 시설
출퇴표시등·전기온상·수중조명·전기욕기·의료장소·방전등 등은 감전·화재 위험이 커 사용전압·절연·누전차단·접지에 대한 전용 규정을 적용합니다.

해당 규정
전기욕기 외함·금속관은 제3종 접지공사.

Q873 전기설비기술기준 제2차 접근 📄 2008.5 기출

가공전선이 다른 시설물의 위·옆쪽에서 수평거리 3m 미만인 곳에 시설되는 상태는?

① 제1차 접근

② 제2차 접근상태 ★ 정답

③ 이격상태

④ 교차상태

💡 해설 보기

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
수평거리 3m 미만 → 제2차 접근상태.

Q874 전기설비기술기준 누전차단기 📄 2008.5 기출

욕실 등 물을 사용하는 장소의 콘센트에 시설하는 누전차단기 기준은?

① 30mA·0.1초

② 정격감도 15mA 이하·0.03초 ★ 정답

③ 100mA

④ 무관

💡 해설 보기

누전차단기(ELB) 시설
금속제 외함을 가지는 사용전압 50V 초과 기계기구로 습기·물기 있는 장소 등에는 정격감도전류 30mA·동작시간 0.03초 이내 누전차단기를 시설합니다(인체 감전보호). 이중절연·절연변압기 등은 예외.

해당 규정
물 사용 장소는 정격감도 15mA 이하, 0.03초 누전차단기.

Q875 전기설비기술기준 산지 높이 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

154kV 특고압 가공전선을 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 산지에 시설할 때 지표상 높이는 몇 m 이상인가?

① 4

② 5 ★ 정답

③ 6

④ 6.5

💡 해설 보기

전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
산지 등 특고압 가공전선 지표상 5m 이상(케이블 등 조건).

Q876 전기설비기술기준 시설 금지 📄 2008.5 기출

특고압 전선로로 시설하여서는 안 되는 것은?

① 가공전선로

② 지중전선로

③ 케이블

④ 전선을 조영물에 직접 접촉 ★ 정답

💡 해설 보기

전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
전선을 조영물에 직접 접촉 시설할 수 없습니다.

Q877 전기설비기술기준 퓨즈 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

저압 전로용 30A 퓨즈를 수평 부착할 때 동작 특성으로 옳은 것은?

① 1.1배 견디고 1.6배 60분·2배 2분 ★ 정답

② 2배 즉시 용단

③ 정격에서 용단

④ 무관

💡 해설 보기

고압 컷아웃/퓨즈
과전류·단락 시 용단되어 회로를 보호. 포장퓨즈는 정격 1.3배에 견디고 2배에 120분 내 용단, 비포장은 1.25배 견딤·2배 2분 내 용단 등 규정이 있습니다.

해당 규정
저압 퓨즈는 정격의 1.1배에 견디고 규정 배수에서 규정 시간 내 용단됩니다.

Q878 전기설비기술기준 특고-지지물 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

사용전압 60000V 특고압 가공전선과 지지물·완금류·지선 사이 이격거리는 일반적으로 몇 cm 이상인가?

① 20

② 35 ★ 정답

③ 50

④ 60

💡 해설 보기

전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
60kV 이하 특고압 전선-지지물 이격 35cm 이상.

Q879 전기설비기술기준 시설 📄 2008.5 기출

지중전선로의 시설에 관한 사항으로 옳은 것은?

① 관로식·암거식·직접매설식으로 시설 ★ 정답

② 반드시 지상

③ 접지 불필요

④ 나전선 사용

💡 해설 보기

전기설비 시설기준(KEC)
설비의 안전(감전·화재·기계적 손상 방지)을 위한 시설방법·재료·이격·접지 등의 규정을 적용합니다. 각 보기가 해당 규정에 부합하는지 판단합니다.

해당 규정
지중전선로는 관로식·암거식·직접매설식으로 시설합니다.

Q880 전기설비기술기준 수도관 접지극 📄 2008.5 기출

금속제 수도관·철골 등을 접지극으로 사용한 제1·2종 접지공사의 접지선 시설방법은?

① 나전선만

② 방호 불필요

③ 임의

④ 지중·지표 부분을 방호·규정대로 시설 ★ 정답

💡 해설 보기

접지(KEC 계통접지)
TN·TT·IT 계통. 접지도체 굵기·접지저항 기준을 적용하고, 접지선은 손상 방지를 위해 방호합니다.

해당 규정
접지선은 사람 접촉 우려 부분을 방호하고 규정대로 시설합니다.

Q881 전기설비기술기준 발전소 📄 2008.5 기출

발전소 계측장치의 계측 사항에 포함되지 않는 것은?

① 발전기 전압·전류

② 발전기 베어링 온도

③ 발전기 역률 ★ 정답

④ 주요변압기 전력

💡 해설 보기

전선로·설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·시설물에 따른 시설방법·이격·굵기·격벽·접지 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
발전기 역률은 필수 계측 대상이 아닙니다.

Q882 전기설비기술기준 중성점 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

저압 전로의 중성점에 접지선으로 시설하는 연동선의 지름은 몇 mm 이상인가?

① 2.6

② 5 ★ 정답

③ 6

④ 10

💡 해설 보기

전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
저압 중성점 접지선 연동선 지름 5mm 이상(개정 전 기준).

Q883 전기설비기술기준 태양전지 📄 2008.5 기출

태양전지 모듈을 옥내에 시설할 때 공사방법에 포함되지 않는 것은?

① 금속관 공사

② 케이블 공사

③ 합성수지관 공사

④ 라이팅덕트 공사 ★ 정답

💡 해설 보기

태양광 발전설비 시설
· 충전부 노출 방지, 전선 공칭단면적 2.5mm² 이상
· 옥내·외 배선은 합성수지관·금속관·케이블 등, 과전류·지락 보호
· 어레이 지지물은 하중·부식 고려.

해당 규정
태양전지 옥내는 금속관·케이블·합성수지관 공사로 하며 라이팅덕트는 포함되지 않습니다.

Q884 전기설비기술기준 애자 이격 📄 2008.5 기출

사용전압 220V인 경우 애자사용공사에서 전선과 조영재 사이의 이격거리는 몇 cm 이상인가?

① 2.5 ★ 정답

② 4.5

③ 6

④ 2

💡 해설 보기

전선로·설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·시설물에 따른 시설방법·이격·굵기·격벽·접지 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
400V 미만 애자공사 전선-조영재 이격 2.5cm 이상.

Q885 전기설비기술기준 380V 📄 2008.5 기출

사용전압 380V 저압 전로의 전선 상호 간 절연저항은 몇 MΩ 이상인가? (개정 전)

① 0.2

② 0.4 ★ 정답

③ 0.1

④ 1.0

💡 해설 보기

전기설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·대상물에 따른 시설방법·이격·높이·굵기·접지·보호 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
대지전압 150~300V 초과(380V) 전로 절연저항 0.4MΩ 이상(개정 전).

Q886 전기설비기술기준 특고-고압 이격 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

66kV 가공전선과 6kV 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때 특고압 전선(케이블 제외)의 이격거리는?

① 1.2m

② 2m ★ 정답

③ 2.5m

④ 1.5m

💡 해설 보기

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
66kV 특고압-고압 동일 지지물 이격 2m 이상(케이블 제외).

Q887 전기설비기술기준 시방 📄 2008.5 기출

가공전선로 지지물의 지선 시방으로 옳은 것은?

① 안전율 1.5

② 소선 2가닥

③ 안전율 2.5·소선 3가닥 이상·지름 2.6mm 이상 ★ 정답

④ 전선 겸용

💡 해설 보기

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
지선 안전율 2.5, 소선 3가닥 이상·지름 2.6mm 이상.

Q888 전기설비기술기준 선택배류기 📄 2008.5 기출 ✎ 유사

금속제 지중관로 전식 장해 방지에 선택배류기를 사용할 때의 조건은?

① 귀선에서 지중관로로 역류 방지·규정 접속 ★ 정답

② 항상 통전

③ 절연만

④ 무조치

💡 해설 보기

전식(전기부식) 방지
전철 귀선 누설전류에 의한 지중금속 부식을 배류법(직접·선택·강제배류)으로 방지합니다.

해당 규정
선택배류기는 역류를 방지하고 규정대로 접속합니다.

Q889 전기설비기술기준 전선로 📄 2008.5 기출

터널 안 전선로의 시설방법으로 옳은 것은?

① 애자사용·케이블 등 규정 공사로 시설·높이 확보 ★ 정답

② 나전선 자유

③ 접지 생략

④ 높이 무관

💡 해설 보기

전선로·설비 시설기준(KEC)
전압등급·장소·시설물에 따른 시설방법·이격·굵기·격벽·접지 규정을 적용해 감전·화재·기계적 손상을 방지합니다.

해당 규정
터널 안 전선로는 애자사용·케이블 등 규정 공사로 하고 노면상 높이를 확보합니다.

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