학습 모드 | 기출문제

Q820 전자기학 표피효과 📄 2008.7 기출

도체에 교류가 흐를 때 표피효과에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

① 주파수 높을수록 심해져 전류가 표면에 집중 ★ 정답

② 주파수와 무관

③ 전류가 중심에 집중

④ 도체 굵을수록 약함

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표피효과
주파수가 높을수록 전류가 도체 표면에 집중돼 실효단면적이 줄고 저항이 커집니다. 침투깊이 \(\delta=\sqrt{\dfrac{2}{\omega\mu\sigma}}\)로, \(f,\mu,\sigma\)가 클수록 심해집니다.

풀이
표피효과는 주파수가 높을수록 심해져 전류가 표면에 집중됩니다.

Q821 전자기학 변위전류 📄 2008.7 기출

유전체에서의 변위전류에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 전도전류

② 저항손

③ 전속밀도의 시간변화 \(\partial D/\partial t\) ★ 정답

④ 자속 변화

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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
변위전류 \(J_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}\).

Q822 전자기학 상호 📄 2008.7 기출

환상철심에 A(N_A), B(N_B) 코일이 있고 A의 자기인덕턴스가 L_A일 때 상호인덕턴스는?

① \(L_A\)

② \(\frac{N_B}{N_A}L_A\) ★ 정답

③ \(N_A N_B L_A\)

④ \(\frac{N_A}{N_B}L_A\)

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상호인덕턴스
\[ M=k\sqrt{L_1L_2},\qquad V_2=M\frac{di_1}{dt} \]· \(k\): 결합계수(0~1), \(L_1,L_2\): 자기인덕턴스
한 코일 전류변화가 다른 코일에 유기하는 기전력의 비례상수입니다.

풀이
같은 자로 \(M=\dfrac{N_B}{N_A}L_A\).

Q823 전자기학 표면 전계 📄 2008.7 기출

대전 도체 표면의 전계의 세기는?

① \(\frac{\sigma}{\varepsilon_0}\) ★ 정답

② \(\frac{\sigma}{2\varepsilon_0}\)

③ \(\sigma\varepsilon_0\)

④ 0

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도체 표면 전계·전하밀도
\[ E=\frac{\sigma}{\varepsilon_0},\qquad 면전하 무한평판:\ E=\frac{\sigma}{2\varepsilon_0} \]도체 표면 전계는 표면전하밀도에 비례하고 표면에 수직입니다.

풀이
도체 표면 전계 \(E=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}\).

Q824 전자기학 흡인력 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

단면적 15cm² 자석 근처 철편을 통하는 자속이 3×10⁻⁴Wb일 때 흡인력을 정하는 것은?

① \(F=BIl\)

② \(F=\frac{B^2 S}{2\mu_0}\) ★ 정답

③ \(F=\frac{B}{S}\)

④ \(F=BS\)

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정전 흡인력·에너지
\[ f=\frac{\sigma^2}{2\varepsilon_0}=\frac12\varepsilon_0E^2\,[\text{N/m}^2],\quad W=\tfrac12CV^2=\tfrac12QV \]극판 단위면적당 흡인력은 전계 제곱에 비례합니다.

풀이
\(B=\phi/S=0.2\), 흡인력 \(F=\dfrac{B^2 S}{2\mu_0}\).

Q825 전자기학 자계 실효값 📄 2008.7 기출

진공 중 \(E=\sqrt2 E_e\sin\omega(t-x/c)\) 평면전자파의 자계 실효값은?

① \(377E_e\)

② \(\frac{E_e}{377}\) ★ 정답

③ \(E_e\)

④ \(\sqrt{377}E_e\)

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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
\(H_e=\dfrac{E_e}{377}\).

Q826 전자기학 일 📄 2008.7 기출

평면도체 표면에서 d 떨어진 점전하 Q를 무한원까지 운반하는 데 필요한 일은?

① \(\frac{Q^2}{4\pi\varepsilon_0 d}\)

② \(\frac{Q^2}{8\pi\varepsilon_0 d}\)

③ \(\frac{Q^2}{2\pi\varepsilon_0 d}\)

④ \(\frac{Q^2}{16\pi\varepsilon_0 d}\) ★ 정답

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전하 이동에 필요한 일
\[ W=QV=Q(V_B-V_A)\,[\text{J}] \]등전위면 상 이동은 일이 0. 전계에 거슬러 이동하면 (+)일.

풀이
\(W=\dfrac{Q^2}{16\pi\varepsilon_0 d}\).

Q827 전자기학 분극 📄 2008.7 기출

비유전율 5 유전체 중 전속밀도 4×10⁻⁴C/m²일 때 분극의 세기는 약 몇 C/m²인가?

① 1.6×10⁻⁴

② 2.4×10⁻⁴

③ 3.2×10⁻⁴ ★ 정답

④ 4×10⁻⁴

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유전체의 분극
\[ P=\varepsilon_0(\varepsilon_s-1)E=D-\varepsilon_0E \]외부 전계에서 유전체 내 쌍극자가 정렬해 생기는 단위체적당 쌍극자모멘트입니다. \(D=\varepsilon_0E+P\).

풀이
\(P=D(1-\frac{1}{\varepsilon_r})=4\times10^{-4}(1-0.2)=3.2\times10^{-4}\).

Q828 전자기학 자침 회전력 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

직선 도체 아래 10cm에 나란히 놓인 자침에 작용하는 회전력을 정하는 것은?

① 도체 전류에 의한 자계·자침 모멘트 ★ 정답

② 전압

③ 저항

④ 면적

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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
도체 전류가 만드는 자계 \(H=\frac{I}{2\pi r}\)와 자침 모멘트로 토크를 구합니다.

Q829 전자기학 도체구 용량 📄 2008.7 기출

반지름 1m 고립 도체구의 정전용량은 약 몇 pF인가?

① 55

② 89

③ 111 ★ 정답

④ 167

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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
\(C=4\pi\varepsilon_0 a=4\pi\times8.855\times10^{-12}\times1\approx111\,\text{pF}\).

Q830 전자기학 렌츠 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

환상철심에 1차(전지)·2차(검류계) 코일을 감을 때 스위치 개폐 순간 검류계에 흐르는 전류의 방향을 정하는 법칙은?

① 쿨롱

② 가우스

③ 렌츠의 법칙 ★ 정답

④ 앙페르

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전자유도·상호유도
\(e=-N\dfrac{d\phi}{dt}\)(렌츠 −부호), 운동기전력 \(e=Blv\), 상호유도 \(V_2=M\dfrac{di_1}{dt}\), \(M=k\sqrt{L_1L_2}\).

풀이
유도전류 방향은 렌츠의 법칙(자속 변화 방해)으로 결정됩니다.

Q831 전자기학 쿨롱력 📄 2008.7 기출

전하량 3×10⁻⁶C 두 대전체 사이 힘이 9×10⁻³N일 때 거리는 몇 m인가?

① 1

② 3 ★ 정답

③ 9

④ 0.3

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\(F=9\times10^9\dfrac{Q^2}{r^2}\Rightarrow r=\sqrt{\dfrac{9\times10^9\times9\times10^{-12}}{9\times10^{-3}}}=3\,\text{m}\).

Q832 전자기학 손실정접 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

도전율 4S/m, εr=81 바닷물에서 유전손실정접 tanδ가 1이 되는 주파수를 정하는 것은?

① \(\tan\delta=\frac{\sigma}{\omega\varepsilon}\) ★ 정답

② \(\tan\delta=\omega\varepsilon\sigma\)

③ \(\tan\delta=\sigma\varepsilon\)

④ 무관

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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
\(\tan\delta=\dfrac{\sigma}{\omega\varepsilon}=1\)이 되는 주파수를 구합니다.

Q833 전자기학 유도전계 📄 2008.7 기출

벡터퍼텐셜 A로 표현할 때 시변 자계에 의해 도체에 생기는 전계는?

① \(-\frac{\partial A}{\partial t}\) ★ 정답

② \(\nabla\times A\)

③ \(\nabla\cdot A\)

④ \(\frac{\partial A}{\partial t}\)

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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
\(E=-\dfrac{\partial A}{\partial t}\).

Q834 전자기학 전위 📄 2008.7 기출

평등전계 \(E=30\)V/m 내에서 전위가 60V인 점 A로부터 전계 방향으로 1C의 전하를 0.7m 이동시켰다. 이동한 점 B의 전위는 몇 V인가?<div style="margin:10px 0;text-align:center"><svg viewBox="0 0 360 150" style="max-width:340px;width:100%;height:auto;border:1px solid #e2e8f0;border-radius:8px;background:#fff"><defs><marker id="emq834fld" markerWidth="8" markerHeight="8" refX="6" refY="3" orient="auto"><path d="M0,0 L6,3 L0,6 Z" fill="#93c5fd"/></marker><marker id="emq834mv" markerWidth="10" markerHeight="10" refX="7" refY="3.5" orient="auto"><path d="M0,0 L7,3.5 L0,7 Z" fill="#dc2626"/></marker></defs><line x1="20" y1="30" x2="330" y2="30" stroke="#93c5fd" stroke-width="2" marker-end="url(#emq834fld)"/><line x1="20" y1="120" x2="330" y2="120" stroke="#93c5fd" stroke-width="2" marker-end="url(#emq834fld)"/><text x="340" y="26" font-size="12" fill="#2563eb" text-anchor="end">E = 30 V/m</text><line x1="70" y1="75" x2="290" y2="75" stroke="#cbd5e1" stroke-width="1.5" stroke-dasharray="4 3"/><line x1="70" y1="75" x2="285" y2="75" stroke="#dc2626" stroke-width="2.5" marker-end="url(#emq834mv)"/><circle cx="70" cy="75" r="6" fill="#0f172a"/><text x="70" y="98" font-size="12" fill="#0f172a" text-anchor="middle">A</text><text x="70" y="63" font-size="12" fill="#16a34a" text-anchor="middle" font-weight="bold">60 V</text><circle cx="290" cy="75" r="6" fill="#0f172a"/><text x="290" y="98" font-size="12" fill="#0f172a" text-anchor="middle">B</text><text x="290" y="63" font-size="12" fill="#b45309" text-anchor="middle" font-weight="bold">? V</text><text x="180" y="112" font-size="12" fill="#475569" text-anchor="middle">0.7 m (전계 방향으로 이동)</text></svg></div>

① 21

② 60

③ 39 ★ 정답

④ 81

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평등전계에서 전위 변화
전계는 전위가 높은 곳 → 낮은 곳 방향을 향합니다. 전계 방향으로 이동하면 전위가 감소합니다.
\[ V_B=V_A-E\cdot d \]
· \(V_A=60\)V, \(E=30\)V/m, \(d=0.7\)m
\[ V_B=60-30\times0.7=60-21=39\,\text{V} \]
보충
전계와 전위의 관계 \(E=-\dfrac{dV}{dx}\)에서, 평등전계는 거리에 따라 전위가 일정한 기울기(−30 V/m)로 변합니다. 전계에 거슬러(반대로) 이동하면 반대로 전위가 21V 증가해 81V가 됩니다. 전하량(1C)은 전위 계산에는 영향을 주지 않으며, 이동에 필요한 일 \(W=Q\Delta V\) 계산에만 쓰입니다.

Q835 전자기학 펠티에 📄 2008.7 기출

두 금속 폐회로에 전류를 흘리면 한쪽 접점은 발열, 다른 쪽은 흡열하는 현상은?

① 제벡효과

② 펠티에효과 ★ 정답

③ 톰슨효과

④ 홀효과

💡 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
전류에 의한 접점 발열·흡열 → 펠티에효과.

Q836 전자기학 원판 기전력 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

반지름 20cm 도체 원판이 2.4×10³AT/m 균일자계 중에서 회전할 때 기전력을 정하는 것은?

① \(e=\frac12 B\omega a^2\) ★ 정답

② \(e=B\omega a\)

③ \(e=BIl\)

④ \(e=0\)

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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
단극 유도 \(e=\frac12 B\omega a^2\).

Q837 전자기학 경계면 📄 2008.7 기출

두 유전체 경계면에 대한 설명으로 옳은 것은?

① E 접선 불연속

② D 법선 불연속

③ E 접선·D 법선 연속 ★ 정답

④ 모든 성분 불연속

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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
경계에서 E의 접선·D의 법선이 연속.

Q838 전자기학 전력 📄 2008.7 기출

자계 실효값 1mA/m 평면전자파가 수직 단면적 10m²를 통과할 때 전력은 약 몇 W인가?

① 1.88×10⁻³

② 3.77×10⁻³ ★ 정답

③ 7.54×10⁻³

④ 3.77×10⁻⁶

💡 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
\(P=EH\cdot S=377H^2 S=377\times(10^{-3})^2\times10\approx3.77\times10^{-3}\,\text{W}\).

Q839 전자기학 맥스웰응력 📄 2008.7 기출

전계 중 두 유전체가 경계면에서 받는 변형력을 무엇이라 하는가?

① 쿨롱력

② 맥스웰 응력(변형력) ★ 정답

③ 자기력

④ 마찰력

💡 해설 보기

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
전계에 의한 경계면 변형력은 맥스웰 응력.

Q857 회로이론 4단자 D 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

4단자망 회로의 4단자 정수 D를 구하는 방법은?

① \(D=\frac{V_1}{V_2}\)

② \(D=\frac{I_1}{I_2}\big|_{V_2=0}\) ★ 정답

③ \(D=B\)

④ \(D=C\)

💡 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
\(D=\dfrac{I_1}{I_2}\Big|_{V_2=0}\)(출력 단락 전류비).

Q858 회로이론 정상값 📄 2008.7 기출

전류가 \(i(t)=20-20e^{-200t}\)로 주어질 때 정상값은 몇 A인가?

① 0

② 10

③ −20

④ 20 ★ 정답

💡 해설 보기

3상 회로 핵심
Y: \(V_l=\sqrt3V_p,\ I_l=I_p\); Δ: \(V_l=V_p,\ I_l=\sqrt3I_p\). 전력 \(P=\sqrt3V_lI_l\cos\theta\), 2전력계 \(P=W_1+W_2\), 대칭분(영상·정상·역상).

풀이
\(t\to\infty\)에서 \(e^{-200t}\to0\)이므로 정상값 20A.

Q859 회로이론 역률 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

선간전압 200V 3상에 R=9Ω, 리액턴스 성분이 있는 대칭부하 접속 시 역률을 정하는 것은?

① \(\frac{R}{\sqrt{R^2+X^2}}\) ★ 정답

② \(\frac{X}{R}\)

③ \(\frac{R}{X}\)

④ \(\frac{X}{\sqrt{R^2+X^2}}\)

💡 해설 보기

역률
\[ \cos\theta=\frac{R}{Z}=\frac{P}{S}=\frac{유효전력}{피상전력} \]전압·전류 위상차의 코사인. 1에 가까울수록 유효전력 비중이 큽니다.

풀이
역률 \(\cos\theta=\dfrac{R}{\sqrt{R^2+X^2}}\).

Q860 회로이론 실효값 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

전압 순시값이 여러 정현파 합으로 주어질 때 실효값을 구하는 방법은?

① 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근 ★ 정답

② 최대값의 합

③ 평균값

④ 기본파만

💡 해설 보기

비정현파 실효값
\[ V=\sqrt{V_0^2+V_1^2+V_2^2+\cdots} \]직류분과 각 고조파 실효값(=최대값/√2)의 제곱합의 제곱근. 위상은 무관합니다.

풀이
실효값 \(=\sqrt{\sum V_n^2}\)(각 성분 실효값 제곱합의 제곱근).

Q861 회로이론 위상차 📄 2008.7 기출

대칭 n상에서 선전류와 상전류의 위상차는?

① \(\frac{\pi}{n}\)

② \(\frac{2\pi}{n}\)

③ \(\frac{\pi}{2}(1-\frac{1}{n})\)

④ \(\frac{\pi}{2}(1-\frac{2}{n})\) ★ 정답

💡 해설 보기

대칭 n상 위상차
인접 상 위상차 \(=\dfrac{2\pi}{n}\), 성형 결선 기전력 \(=2\sin\dfrac{\pi}{n}\times\)상전압.

풀이
위상차 \(=\dfrac{\pi}{2}\left(1-\dfrac{2}{n}\right)\).

Q862 회로이론 L·C 📄 2008.7 기출

60Hz에서 3Ω 리액턴스를 갖는 L과 C의 값은 약 얼마인가?

① 7.96mH · 442μF

② 3.98mH · 884μF

③ 7.96mH · 884μF ★ 정답

④ 3.98mH · 442μF

💡 해설 보기

\(L=\frac{X_L}{\omega}=\frac{3}{377}\approx7.96\text{mH}\), \(C=\frac{1}{\omega X_C}=\frac{1}{377\times3}\approx884\,\mu F\).

Q863 회로이론 중량함수 📄 2008.7 기출

자동제어계에서 '중량함수(weighting function)'라고도 불리는 것은?

① 계단응답

② 임펄스응답 ★ 정답

③ 경사응답

④ 정현응답

💡 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
임펄스응답을 중량함수라고도 합니다.

Q864 회로이론 무왜형 📄 2008.7 기출

분포정수 회로에서 무왜형 조건이 성립하면?

① 감쇠 증가

② 위상속도가 주파수에 따라 변함

③ 감쇠·위상속도가 주파수와 무관 ★ 정답

④ 전파 안 됨

💡 해설 보기

왜형률(THD)
\[ THD=\frac{\sqrt{\sum_{n\ge2}V_n^2}}{V_1}\times100\,[\%] \]기본파 대비 고조파 성분의 비율. 정현파는 0%, 클수록 파형이 일그러짐. 무왜형파는 고조파가 없는 파형.

풀이
무왜형(RC=LG)이면 감쇠정수·위상속도가 주파수와 무관합니다.

Q865 회로이론 유기기전력 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

\(i_1=I_m\sin\omega t\)일 때 개방된 2차 단자에 나타나는 유기기전력 V₂는?

① \(-M\frac{di_1}{dt}\)

② \(M i_1\)

③ \(\frac{M}{i_1}\)

④ \(M\omega I_m\cos\omega t\) ★ 정답

💡 해설 보기

상호유도(Mutual Induction)에 의한 2차 유기기전력
1차 코일에 흐르는 전류 \(i_1\)이 만든 자속이 2차 코일과 쇄교하면, 2차가 개방되어 있어도 패러데이 법칙에 의해 기전력이 유기됩니다.
\[ V_2=M\frac{di_1}{dt} \]

각 변수의 의미

기호	의미	단위
\(V_2\)	2차 개방단자에 유기되는 기전력	V
\(M\)	상호인덕턴스 — 1차 전류가 2차에 자속을 얼마나 걸어주는지 나타내는 결합계수 (\(M=k\sqrt{L_1L_2}\))	H
\(\dfrac{di_1}{dt}\)	1차 전류의 시간변화율 — 전류가 빠르게 변할수록 기전력이 큼	A/s

※ 2차가 개방이므로 \(i_2=0\) → 2차 자기유도분은 없고 상호유도항만 나타납니다.

풀이 — 미분 대입
주어진 1차 전류 \(i_1=I_m\sin\omega t\)를 시간 미분하면
\[ \frac{di_1}{dt}=\frac{d}{dt}\big(I_m\sin\omega t\big)=\omega I_m\cos\omega t \]
(\(\sin\)의 미분은 \(\cos\), 그리고 합성함수 미분으로 각속도 \(\omega\)가 계수로 튀어나옴)
\[ \therefore\ V_2=M\frac{di_1}{dt}=\boxed{M\omega I_m\cos\omega t}\,[\text{V}] \]

물리적 해석
· 크기(진폭) \(=M\omega I_m\) → 주파수(ω)가 높을수록, 결합(M)이 강할수록 유기전압이 큼
· 위상: 전류가 \(\sin\)이면 유기전압은 \(\cos\) → 전류보다 90° 앞섬(진상)
· 오답 \(-M\dfrac{di_1}{dt}\)의 (−)는 렌츠 법칙(유도전류의 방향)을 나타낸 것으로, 여기서는 크기·형태를 묻는 문제라 부호를 제외한 \(M\omega I_m\cos\omega t\)가 정답입니다.

Q866 회로이론 라플라스 📄 2008.7 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
\(\frac1s-\frac{1}{s+a}=\dfrac{a}{s(s+a)}\).

Q867 회로이론 z 사상 📄 2008.7 기출

s평면의 허수축은 z평면의 어느 부분에 사상되는가?

① 단위원 내부

② 단위원(경계) ★ 정답

③ 단위원 밖

④ 원점

💡 해설 보기

z 변환
\(z=e^{sT}\)로 s평면 좌반면 → z평면 단위원 내부에 사상. 단위원 안이면 안정. 역변환은 부분분수·나눗셈으로.

풀이
s평면 허수축 → z평면 단위원(경계).

Q868 회로이론 설명 📄 2008.7 기출

다음 설명 중 틀린 것은?

① 임펄스응답=중량함수

② 전달함수는 초기값 0

③ 적분요소 −20dB/dec

④ 1차지연은 고역통과 ★ 정답

💡 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
1차지연 \(\frac{1}{1+sT}\)은 저역통과입니다.

Q869 회로이론 근궤적 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

\(G(s)=\frac{K}{s(s+2)}\)에서 K가 −∞→+∞로 변할 때 근궤적에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 항상 실축

② K>0에서만 정의

③ K<0 구간 포함 전체 근궤적 존재 ★ 정답

④ 존재하지 않음

💡 해설 보기

근궤적(Root Locus)
이득 \(K\)를 0→∞로 변화시킬 때 특성방정식 근이 \(s\)평면에서 그리는 자취입니다. 극점(×)에서 출발해 영점(○) 또는 무한대로 이동하며, 가지 수 = 극점 수, 실축상 규칙·점근선으로 개형을 그립니다. 근이 우반면에 들어가는 \(K\)가 안정한계.

풀이
완전 근궤적은 K가 음수 구간까지 포함하여 그립니다.

Q870 회로이론 논리게이트 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

입력이 모두 1일 때만 출력 1이 되는 회로는 어느 게이트인가?

① AND ★ 정답

② OR

③ NOT

④ NOR

💡 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
모두 1일 때만 1 → AND.

Q871 회로이론 상태방정식 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

상태방정식 \(\dot x=Ax+Bu\), 출력 \(y=Cx\)에 대한 설명으로 옳은 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 출력행렬입니다.

Q872 회로이론 근궤적 출발·도착 📄 2008.7 기출

근궤적의 출발점·도착점과 관계되는 것은? (K>0)

① 출발=영점, 도착=극점

② 출발=극점, 도착=영점(또는 ∞) ★ 정답

③ 둘 다 극점

④ 둘 다 영점

💡 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 극점에서 출발, 영점(또는 무한대)에서 끝납니다.

Q873 회로이론 이득·위상 📄 2008.7 기출

\(G(j\omega)=\frac{1}{j100\omega}\)에서 ω=0.1일 때 이득과 위상은?

① −20dB, −90° ★ 정답

② 20dB, 90°

③ 0dB, 0°

④ 20dB, −90°

💡 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
\(|G|=\dfrac{1}{100\times0.1}=0.1\), \(20\log0.1=-20\text{dB}\), 위상 \(-90°\).

Q874 회로이론 1차지연 📄 2008.7 기출

전달함수 \(G(s)=\frac{1}{1+sT}\)인 제어계는 어떤 경우인가?

① 1차 지연요소 ★ 정답

② 미분요소

③ 적분요소

④ 2차계

💡 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
\(\dfrac{1}{1+sT}\)은 1차 지연요소.

Q875 회로이론 z-라플라스 📄 2008.7 기출

z변환 \(\frac{z}{z-e^{-aT}}\)에 대응되는 라플라스 변환과 시간함수는?

① \(\frac{1}{s},\ u(t)\)

② \(\frac{1}{s^2},\ t\)

③ \(s,\ \delta\)

④ \(\frac{1}{s+a},\ e^{-at}\) ★ 정답

💡 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
\(\dfrac{z}{z-e^{-aT}}\leftrightarrow\dfrac{1}{s+a}\leftrightarrow e^{-at}\).

Q876 회로이론 블록선도 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

입력 R과 외란 D가 가해질 때 출력 C를 구하는 방법은?

① R과 D를 각각 전달함수 곱해 중첩 ★ 정답

② R만

③ D만

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
선형계는 R·D를 각각 처리해 중첩합니다.

Q851 전력공학 모선방식 📄 2008.7 기출

다음 중 모선방식의 종류에 속하지 않는 것은?

① 단모선

② 2중모선

③ 환상모선

④ 방사모선(해당 없음) ★ 정답

💡 해설 보기

고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
모선방식은 단모선·2중모선·환상모선 등이며 '방사모선'은 배전 계통 용어입니다.

Q852 전력공학 설명 📄 2008.7 기출

송·배전 선로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 송전은 고전압 대전력

② 배전은 수용가 인근

③ 연가로 선로정수 평형

④ 배전전압이 송전전압보다 높다 ★ 정답

💡 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
배전전압은 송전전압보다 낮습니다.

Q853 전력공학 제어봉 📄 2008.7 기출

원자로 중성자 수를 유지하기 위한 제어봉의 재료로 알맞은 것은?

① 흑연

② 경수

③ 카드뮴·붕소·하프늄 ★ 정답

④ 우라늄

💡 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
제어봉은 중성자 흡수가 큰 카드뮴·붕소·하프늄.

Q854 전력공학 재열기 📄 2008.7 기출

화력발전소에서 재열기의 목적은?

① 급수 예열

② 공기 예열

③ 터빈 배기 증기 재가열(습분 저하·효율 향상) ★ 정답

④ 연료 건조

💡 해설 보기

재열 사이클·재열기
고압터빈을 지난 증기를 보일러로 되돌려 재가열 후 저압터빈으로 보냅니다. 열효율 향상·습분 감소(터빈 날개 보호) 효과.

풀이
재열기는 습분을 줄이고 열효율을 높입니다.

Q855 전력공학 내부고장 📄 2008.7 기출

발전기·변압기 내부고장 검출에 가장 많이 사용되는 계전기는?

① 과전류계전기

② 비율차동계전기 ★ 정답

③ 거리계전기

④ 부족전압계전기

💡 해설 보기

변압기 내부고장 보호
비율차동계전기(주보호), 부흐홀츠·충격압력·유온 계전기 등으로 권선 단락·층간단락을 검출합니다.

풀이
내부고장은 비율차동계전기.

Q856 전력공학 부하율 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

정격 10kVA 주상변압기의 하루 부하율을 구하는 방법은?

① 최대전력÷평균전력

② (평균전력÷최대전력)×100 ★ 정답

③ 설비용량÷최대전력

④ 부등률×수용률

💡 해설 보기

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 \(=\dfrac{평균전력}{최대전력}\times100\).

Q857 전력공학 구비조건 📄 2008.7 기출

피뢰기가 구비해야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

① 제한전압 낮을 것

② 속류 차단

③ 방전내량 클 것

④ 방전개시전압 높을 것 ★ 정답

💡 해설 보기

기기·재료의 구비조건
해당 기기의 사용 목적에 맞는 전기적(도전율·절연내력)·기계적(강도·내식)·경제적 특성을 종합적으로 만족해야 합니다. 각 보기의 성질이 그 목적에 부합하는지 판단합니다.

풀이
충격방전 개시전압은 낮아야 합니다.

Q858 전력공학 선택지락 📄 2008.7 기출

선택접지(지락)계전기의 용도를 옳게 설명한 것은?

① 과부하 보호

② 단락 보호

③ 다회선에서 지락 고장회선 선택 차단 ★ 정답

④ 과전압 보호

💡 해설 보기

고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
SGR은 여러 회선 중 지락 고장회선을 선택합니다.

Q859 전력공학 GCB 📄 2008.7 기출

현재 널리 사용되는 GCB(가스차단기)용 가스는?

① SF6 ★ 정답

② 공기

③ 질소

④ 수소

💡 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
GCB는 SF6 가스를 사용합니다.

Q860 전력공학 전선 구비조건 📄 2008.7 기출

가공전선의 구비조건으로 옳지 않은 것은?

① 도전율 클 것

② 기계적 강도 클 것

③ 비중이 클 것 ★ 정답

④ 가요성 클 것

💡 해설 보기

전선·정격
도전율 크고 인장강도 크며 비중 작고 값싼 전선(경동선·ACSR). 복도체 등가반지름 \(r_e=\sqrt[n]{r\cdot d^{n-1}}\).

풀이
전선은 비중(무게)이 작아야 합니다.

Q861 전력공학 비접지 결선 📄 2008.7 기출

중성점 비접지방식에서 가장 많이 사용되는 변압기 결선은?

① Y-Y

② Y-Δ

③ Δ-Y

④ Δ-Δ ★ 정답

💡 해설 보기

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
비접지 계통은 Δ-Δ 결선을 많이 사용합니다.

Q862 전력공학 전압변동률 📄 2008.7 기출

송전단 3.4kV, 수전단 3kV 배전선로에서 부하 차단 시 수전단이 3.15kV가 되면 전압변동률은?

① 3.3

② 5 ★ 정답

③ 6.6

④ 10

💡 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
\(\varepsilon=\dfrac{3.15-3}{3}\times100=5\%\).

Q863 전력공학 복도체 📄 2008.7 기출

송전선로에 복도체를 사용하는 가장 알맞은 이유는?

① 기계적 강도

② 건설비 절감

③ 코로나 방지 ★ 정답

④ 무효전력 공급

💡 해설 보기

복도체·다도체
한 상을 여러 가닥으로 나눔. 효과: 등가반지름↑ → 인덕턴스↓·정전용량↑ → 송전용량 증대, 코로나 임계전압 상승(코로나 억제). 단점: 소도체간 흡인력·페란티, 스페이서 필요.

풀이
복도체는 등가반지름을 키워 코로나를 방지합니다.

Q864 전력공학 직류송전 📄 2008.7 기출

교류에 비해 직류 송전방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 안정도 문제 없음

② 유전체손·표피효과 없음

③ 전압 변성이 쉽다 ★ 정답

④ 절연 유리

💡 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.

Q865 전력공학 인덕턴스 📄 2008.7 기출

파동임피던스 500Ω 가공송전선의 1km당 인덕턴스는 약 몇 mH/km인가?

① 1.72 ★ 정답

② 1.0

③ 2.0

④ 0.86

💡 해설 보기

가공선 작용인덕턴스
\[ L=0.05+0.4605\log\frac{D}{r}\,[\text{mH/km}] \]· \(D\):등가선간거리, \(r\):전선 반지름. 복도체는 등가반지름↑ → L↓.

풀이
\(Z_0=138\log\frac{D}{r}=500\Rightarrow\log\frac{D}{r}=3.62\), \(L=0.05+0.4605\times3.62\approx1.72\,\text{mH/km}\).

Q866 전력공학 발전출력 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

총낙차 80.9m, 사용수량 30m³/s 발전소(수로 3800m, 구배 1/2000)의 유효낙차·출력을 정하는 것은?

① 총낙차만

② 유효낙차=총낙차−손실낙차로 계산 ★ 정답

③ 수량만

④ 구배만

💡 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
유효낙차 \(=총낙차-손실낙차(수로구배)\)로 출력 \(P=9.8QH\eta\)를 구합니다.

Q867 전력공학 전선 길이 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

경간 200m 가공전선로에서 전선 길이는 경간보다 얼마 더 길게 하는가? (이도 D)

① \(\frac{8D^2}{3S}\) ★ 정답

② \(\frac{D^2}{S}\)

③ \(\frac{8D}{3S}\)

④ \(2D\)

💡 해설 보기

중거리 선로(T·π형)
선로정수를 집중해 4단자정수로 해석합니다. T형·π형 등가회로로 전압강하·충전전류를 계산.

풀이
전선 여유 길이 \(=\dfrac{8D^2}{3S}\).

Q868 전력공학 퍼센트리액턴스 📄 2008.7 기출

154kV 3상1회선 1선 리액턴스 25Ω, 전류 400A일 때 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 5.6

② 8.4

③ 11.25 ★ 정답

④ 22.5

💡 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
\(\%X=\dfrac{\sqrt3 IX}{V}\times100=\dfrac{\sqrt3\times400\times25}{154000}\times100\approx11.25\%\).

Q869 전력공학 차단 📄 2008.7 기출

부하전류의 차단에 사용되지 않는 것은?

① 차단기

② 개폐기

③ 전력퓨즈

④ 단로기 ★ 정답

💡 해설 보기

차단기 차단·소호
영전류점에서 아크를 소호. 매질별 유입·진공·SF6·가스. 재점호(용량성 소전류 차단 시), 재폐로(고장 후 자동 재투입)로 신뢰도 향상.

풀이
단로기는 부하전류를 차단할 수 없습니다.

Q870 전력공학 연가 📄 2008.7 기출

3상3선식 송전선로를 연가하는 주된 목적은?

① 코로나 방지

② 전압 상승

③ 손실 감소

④ 선로정수 평형·유도장해 경감 ★ 정답

💡 해설 보기

연가(transposition)
선로를 구간마다 위치 교대해 3상 선로정수(L·C)를 평형화. 통신선 유도장해·직렬공진을 방지합니다.

풀이
연가는 선로정수를 평형화하여 유도장해를 줄입니다.

Q900 전기기기 주파수 📄 2008.7 기출

변압기의 부하·전압이 일정하고 주파수가 낮아지면?

① 철손 감소

② 자속·철손 증가 ★ 정답

③ 여자전류 감소

④ 변화없음

💡 해설 보기

전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.

풀이
\(B_m\propto1/f\)로 주파수가 낮으면 자속·철손이 증가합니다.

Q901 전기기기 단상 기동법 📄 2008.7 기출

단상 유도전동기의 기동법이 아닌 것은?

① 분상 기동

② 콘덴서 기동

③ 반발 기동

④ 2차 저항 기동 ★ 정답

💡 해설 보기

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
2차 저항 기동은 3상 권선형 방식입니다.

Q902 전기기기 원선도 📄 2008.7 기출

유도전동기 원선도 작성에 필요한 시험으로 옳은 것은?

① 무부하·구속(단락)·저항 시험 ★ 정답

② 반환부하법

③ 슬립측정만

④ 토크측정만

💡 해설 보기

유도전동기 원선도(헤이랜드)
무부하·구속시험 자료로 원을 그려 전류·역률·효율·토크·출력을 도식적으로 구합니다.

풀이
원선도에는 무부하시험·구속시험·저항측정이 필요합니다.

Q903 전기기기 2차동손 📄 2008.7 기출

15kW 3상 유도전동기(기계손 350W, 전부하 슬립 3%)의 2차 동손은 약 몇 W인가?

① 300

② 350

③ 500

④ 475 ★ 정답

💡 해설 보기

유도전동기 전력 분배
\[ P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s) \]· \(P_2\):공극전력, \(P_{c2}=sP_2\):2차동손, \(P_o\):기계출력
2차동손은 슬립에 비례합니다.

풀이
\(P_2=\dfrac{15350}{0.97}\approx15825\)W, \(P_{c2}=sP_2\approx475\,\text{W}\).

Q904 전기기기 단락비 📄 2008.7 기출

10MVA, 6600V, 동기임피던스 3.6Ω 3상 동기발전기의 단락비는 약 얼마인가?

① 1.21 ★ 정답

② 0.83

③ 1.5

④ 2

💡 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
\(Z_{base}=\dfrac{6600^2}{10^7}=4.356\), \(K_s=\dfrac{Z_{base}}{Z_s}=\dfrac{4.356}{3.6}\approx1.21\).

Q905 전기기기 정류 전류계 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

가동코일형 전류계를 사용한 정류회로에서 전류계 지시값을 정하는 것은?

① 평균값(직류분) ★ 정답

② 실효값

③ 최대값

④ 순시값

💡 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
가동코일형 계기는 평균값(직류분)을 지시합니다.

Q906 전기기기 위상제어 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

상전압 200V 3상 반파 정류회로에서 SCR 제어각 60°일 때 직류 출력전압은 약 몇 V인가?

① 117 ★ 정답

② 135

③ 150

④ 200

💡 해설 보기

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
\(V_d=1.17\,E\cos\alpha=1.17\times200\times\cos60°\approx117\,\text{V}\).

Q907 전기기기 서보모터 📄 2008.7 기출

서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

① 기동토크 크다

② 회전자 관성 작다

③ 응답 빠르다

④ 기동토크 작다 ★ 정답

💡 해설 보기

서보·스테핑 모터
서보모터: 위치·속도 제어용, 기동토크 크고 응답 빠름, 관성 작음. 스테핑모터: 펄스 1개당 일정 각 회전 → 디지털 위치제어에 적합.

풀이
서보모터는 기동토크가 커야 합니다.

Q908 전기기기 분포권계수 📄 2008.7 기출

동기발전기 분포권계수를 나타내는 식은? (상수 m, 1극1상당 슬롯수 q)

① \(\sin\frac{\pi}{2m}\)

② \(q\sin\frac{\pi}{2mq}\)

③ \(\frac{1}{q}\)

④ \(\frac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}}\) ★ 정답

💡 해설 보기

권선계수
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.

풀이
분포권계수 \(k_d=\dfrac{\sin\frac{\pi}{2m}}{q\sin\frac{\pi}{2mq}}\).

Q909 전기기기 포트모터 📄 2008.7 기출

인견공장 포트모터의 속도제어법은?

① 저항제어

② 주파수 제어 ★ 정답

③ 2차 여자

④ 극수변환

💡 해설 보기

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
포트모터는 주파수 제어로 속도를 조정합니다.

Q910 전기기기 보상권선 📄 2008.7 기출

단상 직권 정류자전동기 개념도에서 C(보상권선)의 역할은?

① 여자

② 보상권선(전기자 반작용 상쇄) ★ 정답

③ 제동

④ 정류

💡 해설 보기

보상권선
전기자와 직렬로, 자극편 슬롯에 전기자 전류와 반대방향으로 감아 전기자 반작용을 상쇄합니다. 자속 왜형·중성축 이동을 막아 정류를 개선(대형·급변부하 직류기).

풀이
C는 보상권선으로 전기자 반작용을 상쇄합니다.

Q911 전기기기 정격전압 📄 2008.7 기출

무부하 전압 120V, 전압변동률 5%인 분권발전기의 정격전압은 약 몇 V인가?

① 120

② 126

③ 114 ★ 정답

④ 108

💡 해설 보기

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
\(V=\dfrac{V_0}{1+\varepsilon}=\dfrac{120}{1.05}\approx114\,\text{V}\).

Q912 전기기기 누설변압기 📄 2008.7 기출

누설 변압기에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 수하특성

② 누설리액턴스 큼

③ 정전류 특성

④ 전압변동률이 작다 ★ 정답

💡 해설 보기

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
누설변압기는 누설리액턴스가 커 전압변동률이 큽니다.

Q913 전기기기 특성 📄 2008.7 기출

유도발전기에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 동기속도 이상에서 발전

② 여자에 무효전력 필요

③ 단독운전 가능 ★ 정답

④ 구조 간단

💡 해설 보기

기기 특성
부하 변화에 따른 전압·속도·토크·효율의 관계를 나타냅니다. 각 기기의 결선·여자방식에 따른 고유 특성으로 보기를 판단합니다.

풀이
유도발전기는 단독운전이 불가(여자 전원 필요)합니다.

Q914 전기기기 사이리스터 📄 2008.7 기출

3단자 사이리스터가 아닌 것은?

① SCR

② GTO

③ TRIAC

④ DIAC ★ 정답

💡 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
DIAC은 2단자 소자입니다.

Q915 전기기기 단락전류 📄 2008.7 기출

임피던스 전압강하 5%인 변압기가 단락되면 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?

① 5

② 10

③ 15

④ 20 ★ 정답

💡 해설 보기

단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.

풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n=\dfrac{100}{5}=20\)배.

Q916 전기기기 반작용전동기 📄 2008.7 기출

반작용(릴럭턴스) 전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 돌극 이용

② 여자 불필요

③ 동기속도 운전

④ 기동토크가 매우 크다 ★ 정답

💡 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
반작용 전동기는 기동토크가 작습니다.

Q917 전기기기 중권 📄 2008.7 기출

직류기 전기자 권선을 중권으로 할 때 틀린 것은?

① 병렬회로수=극수

② 저전압 대전류

③ 균압선 필요

④ 고전압 소전류 ★ 정답

💡 해설 보기

권선계수
\[ k_w=k_d k_p,\quad k_d=\frac{\sin(\pi/2m)}{q\sin(\pi/2mq)},\quad k_p=\sin\frac{\beta\pi}{2} \]분포·단절로 고조파를 줄입니다.

풀이
중권은 저전압·대전류이며 고전압 소전류는 파권입니다.

Q918 전기기기 제3고조파 📄 2008.7 기출

변압기 결선에서 제3고조파 전압이 발생하는 결선은?

① Y-Y ★ 정답

② Δ-Δ

③ Δ-Y

④ Y-Δ

💡 해설 보기

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
Y-Y 결선은 제3고조파 순환 경로가 없어 제3고조파 전압이 나타납니다.

Q919 전기기기 증자작용 📄 2008.7 기출

3상 동기발전기(유기기전력 120V, 반작용 리액턴스 0.2Ω)에 90° 진상전류 20A가 흐를 때의 반작용은?

① 감자작용

② 교차자화

③ 횡축작용

④ 증자작용 ★ 정답

💡 해설 보기

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
진상전류(90° 앞섬)는 증자작용을 합니다.

Q850 전기설비기술기준 강관 철탑 📄 2008.7 기출

강관으로 구성된 철탑의 갑종 풍압하중은 수직투영 1m²당 몇 Pa를 기초로 하는가?

① 588

② 745

③ 1255 ★ 정답

④ 1039

💡 해설 보기

지지물 강도·시설
지지물 종별(목주·A종·B종·철탑) 강도·상정하중·기초 안전율 2.0, 이도 안전율, 발판볼트 지표상 1.8m 이상 등을 적용합니다.

해당 규정
강관 철탑 갑종 풍압 1255Pa.

Q851 전기설비기술기준 안테나 기초 📄 2008.7 기출

무선통신용 안테나·반사판을 지지하는 철근콘크리트주 기초의 안전율은 얼마 이상인가?

① 1.5 ★ 정답

② 2

③ 2.5

④ 3

💡 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
무선통신용 지지물 기초 안전율 1.5 이상.

Q852 전기설비기술기준 출퇴표시등 📄 2008.7 기출

출퇴표시등 회로용 변압기는 2차측 사용전압이 몇 V 이하인 절연변압기인가?

① 30

② 60 ★ 정답

③ 110

④ 220

💡 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
출퇴표시등 변압기 2차 사용전압 60V 이하.

Q853 전기설비기술기준 비포장퓨즈 📄 2008.7 기출

고압전로용 비포장 퓨즈는 정격전류의 1.25배에 견디고 2배 전류에서 몇 분 안에 용단되어야 하는가?

① 2 ★ 정답

② 30

③ 60

④ 120

💡 해설 보기

퓨즈 규정
포장퓨즈는 정격 1.3배 견딤·2배 120분 내 용단, 비포장은 1.25배 견딤·2배 2분 내 용단.

해당 규정
고압 비포장퓨즈는 2배 전류에서 2분 이내 용단.

Q854 전기설비기술기준 지선 금지 📄 2008.7 기출

지선을 사용하여 그 강도를 분담시켜서는 안 되는 지지물은?

① 철탑 ★ 정답

② 목주

③ A종 철주

④ A종 철근콘크리트주

💡 해설 보기

지지물 강도·시설
지지물 종별(목주·A종·B종·철탑) 강도·상정하중·기초 안전율 2.0, 이도 안전율, 발판볼트 지표상 1.8m 이상 등을 적용합니다.

해당 규정
철탑은 지선으로 강도를 분담시킬 수 없습니다.

Q855 전기설비기술기준 자계 실효값 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

진공 중 \(E=\sqrt2 E_e\sin\omega(t-x/c)\) 평면전자파의 자계 실효값을 정하는 것은?

① \(H_e=\frac{E_e}{377}\) ★ 정답

② \(H_e=377E_e\)

③ \(H_e=E_e\)

④ \(H_e=\sqrt2 E_e\)

💡 해설 보기

평면전자파 — E와 H의 관계(자유공간 고유임피던스) (그림)

자유공간(진공)을 진행하는 평면 전자파에서 전계 \(E\)와 자계 \(H\)는 서로 수직이고 진행방향(\(\vec S=\vec E\times\vec H\))에도 수직이며, 크기비가 일정합니다:
\[ \frac{E}{H}=\eta_0=\sqrt{\frac{\mu_0}{\varepsilon_0}}=120\pi\approx377\,\Omega \]이 \(\eta_0\)를 자유공간의 고유(파동) 임피던스라 합니다. 전계·자계가 동상이라 실효값에도 같은 관계가 성립:
\[ H_e=\frac{E_e}{\eta_0}=\frac{E_e}{377} \]→ 정답 ①.

오답 정리
• ② \(H_e=377E_e\) — 비율이 반대(E=377H이지 H=377E가 아님)
• ③ \(H_e=E_e\) · ④ \(H_e=\sqrt2 E_e\) — 고유임피던스 관계와 맞지 않음
∴ 정답 ① \(H_e=\dfrac{E_e}{377}\).

Q856 전기설비기술기준 금속관 📄 2008.7 기출

금속관 공사에 대한 기준으로 옳지 않은 것은?

① 절연전선(OW 제외) 사용

② 관 안 접속점 없게

③ 연선 사용

④ 관 안에서 전선 접속 ★ 정답

💡 해설 보기

배선공사·전선 규정
공사방법(금속관·가요전선관·금속덕트·케이블 등)별 시설조건과 전선 굵기·절연·접지 기준을 적용합니다. 저압·고압·특고압 및 장소(습기·전개 등)에 따라 허용 공사방법이 다릅니다.

해당 규정
금속관 관 안에서는 전선을 접속하지 않습니다.

Q857 전기설비기술기준 분기회로 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

저압 옥내간선에서 분기하여 기계기구에 이르는 전로에서 전선 길이가 3m 이하이면?

① 과전류차단기 필수 위치

② 분기점에만

③ 5m 이하 생략

④ 개폐기·과전류차단기 시설 위치 완화(생략) ★ 정답

💡 해설 보기

과전류·지락 보호
간선·분기회로에 과부하·단락 보호장치를 시설하고, 분기점~보호장치 거리(3m·8m 규정), 지락 시 자동차단을 적용합니다.

해당 규정
분기점에서 3m 이하는 개폐기·과전류차단기 시설을 완화(생략)합니다.

Q858 전기설비기술기준 제2종 📄 2008.7 기출

고압/특고압-저압을 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 시설하는 접지공사는?

① 제1종

② 제2종 ★ 정답

③ 제3종

④ 특별 제3종

💡 해설 보기

접지(구 종별 개념)
변압기 고·저압 혼촉 시 저압측 전위상승을 억제하는 접지가 핵심입니다. 현행 KEC는 계통접지(TN·TT·IT)로 통합되었으며, 접지저항·접지선 굵기 기준을 적용합니다.

해당 규정
혼촉방지를 위해 저압측 중성점에 제2종 접지공사.

Q859 전기설비기술기준 전동기 📄 2008.7 기출

최대사용전압 440V 전동기의 절연내력 시험전압은 몇 V인가?

① 330

② 500

③ 550

④ 660 ★ 정답

💡 해설 보기

전동기 보호
정격 0.2kW 초과 전동기에는 과부하(과전류) 보호장치를 시설합니다(과열·소손 방지). 단, 취급자 상시 감시·구조상 소손 우려 없는 경우 등은 생략 가능.

해당 규정
\(440\times1.5=660\,\text{V}\)(7kV 이하 회전기, 최저 500V).

Q860 전기설비기술기준 특고 케이블 📄 2008.7 기출

특고압 가공전선으로 케이블을 사용하여 시설하는 경우 기준에 적합하지 않은 것은?

① 조가선에 조가

② 조가선 접지

③ 지지간격 준수

④ 조가선 없이 직접 가선 ★ 정답

💡 해설 보기

특고압·전선 시설기준(KEC)
전압등급·대상물별 이격·절연·접지·굵기 규정과 누설전류(최대공급전류의 1/2000 이하) 등을 적용합니다.

해당 규정
특고압 케이블은 반드시 조가선에 조가합니다.

Q861 전기설비기술기준 수소냉각 📄 2008.7 기출

수소 냉각식 발전기 시설기준을 잘못 설명한 것은?

① 기밀 구조

② 수소 순도 저하 시 경보

③ 폭발 대비 방폭

④ 수소 누설 시 자연 방출 허용 ★ 정답

💡 해설 보기

수소냉각식 발전기
· 기밀구조, 수소 순도 85% 이하로 저하 시 경보
· 수소 압력·온도 감시, 폭발 대비 통풍·이상 시 자동경보
공기보다 냉각효과 크고 풍손이 작습니다.

해당 규정
수소 누설을 방치하면 안 되며 검출·차단 장치를 시설합니다.

Q862 전기설비기술기준 굵기 📄 2008.7 기출

고압 가공전선로 가공지선은 인장강도 5.25kN 이상 또는 지름 몇 mm 나경동선인가?

① 2.6

② 3.2

③ 4 ★ 정답

④ 5

💡 해설 보기

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

해당 규정
고압 가공지선 나경동선 지름 4mm 이상.

Q863 전기설비기술기준 제2차 접근 📄 2008.7 기출

'제2차 접근상태'의 정의로 옳은 것은?

① 3m 이내

② 다른 시설물 위·옆에서 수평거리 3m 미만으로 접근 ★ 정답

③ 1m 이내

④ 접촉 상태

💡 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
제2차 접근상태: 다른 시설물 위·옆에서 수평거리 3m 미만 접근.

Q864 전기설비기술기준 전선 📄 2008.7 기출

지중전선로의 전선으로 가장 알맞은 것은?

① 절연전선

② 나전선

③ OW전선

④ 케이블 ★ 정답

💡 해설 보기

배선공사·전선 규정
공사방법(금속관·가요전선관·금속덕트·케이블 등)별 시설조건과 전선 굵기·절연·접지 기준을 적용합니다. 저압·고압·특고압 및 장소(습기·전개 등)에 따라 허용 공사방법이 다릅니다.

해당 규정
지중전선로에는 케이블을 사용합니다.

Q865 전기설비기술기준 도로 횡단 📄 2008.7 기출

시가지 도로를 횡단하여 저압 가공전선을 시설할 때 지표상 높이는 몇 m 이상인가?

① 4

② 5

③ 6 ★ 정답

④ 6.5

💡 해설 보기

가공전선의 도로 횡단 높이
저압·고압·특고압 가공전선이 도로를 횡단할 때 지표상 6m 이상이어야 합니다(횡단보도교·철도는 별도).

해당 값
도로 횡단 저압 가공전선 지표상 6m 이상.

Q866 전기설비기술기준 애자 이격 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

점검 가능한 은폐·건조 장소의 애자사용공사(400V 이하)에서 전선-조영재 이격거리는?

① 2.5cm 이상 ★ 정답

② 4.5cm

③ 6cm

④ 1cm

💡 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 이하 애자공사 전선-조영재 이격 2.5cm 이상.

Q867 전기설비기술기준 특고-저압 이격 📄 2008.7 기출

35kV 이하 특고압 가공전선과 저압 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때 상호 이격거리는?

① 0.75m

② 1.2m ★ 정답

③ 2m

④ 1.5m

💡 해설 보기

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

해당 규정
35kV 이하 특고압-저압 동일 지지물 이격 1.2m 이상.

Q868 전기설비기술기준 강색차선 📄 2008.7 기출 ✎ 유사

일반적으로 강색 차선의 레일면상 높이는 몇 m 이상인가?

① 4 ★ 정답

② 4.4

③ 5

④ 6

💡 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
강색 차선(전차선) 레일면상 4m 이상.

Q869 전기설비기술기준 압축공기 📄 2008.7 기출

개폐기·차단기용 압축공기장치의 공기압축기는 최고사용압력의 몇 배 수압을 10분간 견뎌야 하는가?

① 1.1

② 1.5 ★ 정답

③ 2

④ 1.25

💡 해설 보기

발·변전소 설비
주요 기기(변압기·발전기·조상설비)의 자동차단 보호, 수소냉각(순도 85% 이하 경보), 압축공기장치 등 시설기준을 적용합니다.

해당 규정
압축공기장치 공기압축기는 최고사용압력의 1.5배 수압을 10분간 견딤.

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