학습 모드 | 기출문제

Q880 전자기학 쿨롱력 📄 2020.9 기출

같은 두 구도체에 동일 전하를 대전 후 20cm 떨어뜨렸더니 8.6×10⁻⁴N의 힘이 작용했다. 각 구의 전하는 약 몇 C인가?

① 3.1×10⁻⁸

② 6.2×10⁻⁸ ★ 정답

③ 1.2×10⁻⁷

④ 2.4×10⁻⁷

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쿨롱의 법칙 — 두 점전하 사이의 힘
\[ F=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Q_1Q_2}{r^2}=9\times10^9\frac{Q_1Q_2}{r^2}\,[\text{N}] \]
· \(Q_1,Q_2\): 전하[C], \(r\): 거리[m], 계수 \(9\times10^9=1/4\pi\varepsilon_0\)
부호가 같으면 척력, 다르면 인력이며 거리의 제곱에 반비례합니다.

계산
\(F=9\times10^9\frac{Q^2}{0.2^2}=8.6\times10^{-4}\Rightarrow Q\approx6.2\times10^{-8}\,\text{C}\).

Q881 전자기학 표면 전하밀도 📄 2020.9 기출

정전계 내 도체 표면에서 전계의 세기가 E일 때 도체 표면의 전하밀도 ρs는?

① \(\frac{E}{\varepsilon_0}\)

② \(\frac{E}{2\varepsilon_0}\)

③ \(\varepsilon_0 E\) ★ 정답

④ \(2\varepsilon_0 E\)

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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
도체 표면 \(\rho_s=\varepsilon_0 E\)(\(E=\rho_s/\varepsilon_0\)).

Q882 전자기학 영구자석 📄 2020.9 기출

영구자석 재료로 사용하기에 적합한 특성은?

① 잔류자기·보자력이 모두 클 것 ★ 정답

② 보자력이 작을 것

③ 투자율이 클 것

④ 히스테리시스 면적이 작을 것

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자성체·영구자석의 성질
영구자석 재료는 잔류자기 \(B_r\)와 보자력 \(H_c\)가 모두 큰(히스테리시스 면적 넓은) 경자성체. 전자석·철심은 보자력이 작은 연자성체를 씁니다.

풀이
영구자석은 잔류자기·보자력이 모두 커야 합니다.

Q883 전자기학 자기-전기회로 📄 2020.9 기출

자기회로와 전기회로에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 기자력↔기전력 대응

② 자속↔전류 대응

③ 자기저항↔전기저항 대응

④ 자속은 실제 흐름(손실 발생)이다 ★ 정답

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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
자속은 전류처럼 실제 흐르는 것이 아니며 줄손실이 없습니다.

Q884 전자기학 저항 변화 📄 2020.9 기출

저항 1Ω 전선의 체적을 일정하게 유지하며 길이를 2배로 늘이면 저항은?

① 2Ω

② 1/2Ω

③ 4Ω ★ 정답

④ 1/4Ω

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저항의 온도변화
\[ R_t=R_0(1+\alpha_0 t) \]· \(\alpha_0\):온도계수. 도체는 온도↑→저항↑(정특성).

풀이
길이 2배·단면적 1/2 → \(R=\rho\frac{l}{S}\)에서 \(2/(1/2)=4\)배 → 4Ω.

Q885 전자기학 도체 기전력 📄 2020.9 기출

자속밀도 10Wb/m² 자계에 길이 4cm 도체를 직각으로 놓고 0.4초 동안 1m 이동시킬 때 유기기전력은?

① 1 ★ 정답

② 2.5

③ 4

④ 10

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운동 도체의 유기기전력 (그림)

자속밀도 \(B\) 자계 속에서 길이 \(l\) 도체가 속도 \(v\)로 직각(수직)으로 움직일 때:
\[ e=B\,l\,v\,\sin\theta \]\(B\perp l\perp v\) (모두 수직, \(\theta=90°\))이면 \(\sin\theta=1\) → \(e=Blv\). 극성(방향)은 플레밍 오른손법칙(발전기).

대입
• 속도 \(v=\dfrac{이동거리}{시간}=\dfrac{1\,\text{m}}{0.4\,\text{s}}=2.5\,\text{m/s}\)
• 도체길이 \(l=4\,\text{cm}=0.04\,\text{m}\)
\[ e=B\,l\,v=10\times0.04\times2.5=1\,\text{V} \]
※ 단위 주의: \(l\)은 반드시 m로 환산(4cm→0.04m), 속도는 이동거리÷시간.
∴ 정답 ① 1 V.

Q886 전자기학 전파속도 📄 2020.9 기출

진공 중에서 전자파의 전파속도는 몇 m/s인가?

① 3×10⁸ ★ 정답

② 1.5×10⁸

③ 3×10⁶

④ 1×10⁸

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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
\(v=\dfrac{1}{\sqrt{\mu_0\varepsilon_0}}=3\times10^8\,\text{m/s}\).

Q887 전자기학 경계 수직력 📄 2020.9 기출

유전율 ε₁, ε₂ 경계면에 전계가 수직으로 작용할 때 단위면적당 힘은?

① \(\frac12(\varepsilon_1-\varepsilon_2)E^2\)

② \(\frac12(\varepsilon_2-\varepsilon_1)E^2\)

③ \(\frac12(\varepsilon_1+\varepsilon_2)E^2\)

④ \(\frac12\left(\frac{1}{\varepsilon_2}-\frac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2\) ★ 정답

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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
전계 수직(D 연속) \(f=\dfrac12\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2\).

Q888 전자기학 환상철심 자계 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

반지름 3cm 원형단면 환상 연철심에 코일을 감아 전류를 흘릴 때 철심 내 자계는?

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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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
환상철심 \(H=\dfrac{NI}{2\pi r}\).

Q889 전자기학 동축 콘덴서 📄 2020.9 기출

내반지름 a, 외반지름 b 동축 원통 콘덴서에 공기를 넣었을 때 단위길이 정전용량은?

① \(\frac{2\pi\varepsilon_0}{\ln(b/a)}\) ★ 정답

② \(\frac{\varepsilon_0}{\ln(b/a)}\)

③ \(\frac{4\pi\varepsilon_0 ab}{b-a}\)

④ \(2\pi\varepsilon_0\ln\frac{b}{a}\)

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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
동축 원통 \(C=\dfrac{2\pi\varepsilon_0}{\ln(b/a)}\).

Q890 전자기학 변위전류 📄 2020.9 기출

변위전류와 관계가 가장 깊은 것은?

① 전도전류

② 저항손

③ 자화

④ 유전체 내 전속밀도의 시간변화 ★ 정답

💡 해설 보기

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

Q891 전자기학 자기인덕턴스 📄 2020.9 기출

자기인덕턴스 L을 나타낸 식은? (권수 N, 전류 I, 자속 φ)

① \(\frac{I}{N\phi}\)

② \(\frac{\phi}{NI}\)

③ \(\frac{N\phi}{I}\) ★ 정답

④ \(NI\phi\)

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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
\(L=\dfrac{N\phi}{I}\).

Q892 전자기학 환상 자계 📄 2020.9 기출

환상 솔레노이드 철심 내부 자계의 세기는? (권수 N, 평균반지름 r)

① \(\frac{NI}{r}\)

② \(\frac{NI}{2\pi r}\) ★ 정답

③ \(NI\)

④ \(\frac{NI}{4\pi r}\)

💡 해설 보기

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

풀이
\(H=\dfrac{NI}{2\pi r}\).

Q893 전자기학 비오사바르 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

임의 형상 도선에 전류 I가 흐를 때 거리 r 점의 자계는?

① \(\frac{I dl\times a_r}{4\pi r^2}\) 적분(비오-사바르)

② \(\frac{I}{2\pi r}\)

③ \(\frac{I}{4\pi r}\) ★ 정답

④ \(NI\)

💡 해설 보기

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
비오-사바르 \(dH=\dfrac{I\,d\vec l\times\hat a_r}{4\pi r^2}\)를 적분합니다.

Q894 전자기학 관계식 📄 2020.9 기출

정전계에 관한 식 중 틀린 것은? (D 전속밀도, V 전위, ρ 체적전하밀도)

① \(\nabla\cdot D=\rho\)

② \(E=-\nabla V\)

③ \(\nabla^2 V=-\rho/\varepsilon\)

④ \(\nabla\times E=\rho\) ★ 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
\(\nabla\times E=0\)(정전계)이며 \(\rho\)와 같지 않습니다.

Q895 전자기학 막대 자화 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

길이 ℓ, 단면 반지름 a 원통이 축방향으로 균일 자화(세기 J)될 때 축상 자위와 관련된 것은?

① 자화의 세기 J ★ 정답

② 전류

③ 저항

④ 면적만

💡 해설 보기

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
균일 자화 원통의 자위는 자화의 세기 J로 표현됩니다.

Q896 전자기학 가속도 📄 2020.9 기출

질량 10⁻¹⁰kg, 전하 10⁻⁸C 전하가 전기장 E에서 가속될 때 가속도는?

① \(\frac{mE}{Q}\)

② \(QEm\)

③ \(\frac{QE}{m}\) ★ 정답

④ \(\frac{E}{Qm}\)

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전자의 운동
\[ F=qE=ma,\quad 자계 내:\ qvB=\frac{mv^2}{r}\Rightarrow r=\frac{mv}{qB} \]전계는 가속, 자계는 원운동(로런츠 구심력)을 시킵니다. 전자 1개 전하 \(e=1.602\times10^{-19}\)C.

풀이
\(a=\dfrac{QE}{m}\).

Q897 전자기학 직선 자계 📄 2020.9 기출

무한 직선도체에서 0.1m 떨어진 점의 자계가 1800AT/m일 때 도체 전류는 약 몇 A인가?

① 565

② 1130 ★ 정답

③ 900

④ 1800

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무한 직선도체가 만드는 자계
\[ H=\frac{I}{2\pi r}\,[\text{AT/m}] \]
· \(I\): 전류, \(r\): 도체로부터의 수직거리
자계는 거리에 반비례(\(H\propto1/r\))합니다. 거리가 2배면 자계는 1/2.

계산
\(I=2\pi rH=2\pi\times0.1\times1800\approx1130\,\text{A}\).

Q898 전자기학 구전극 저항 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

반지름 a, b인 두 구전극이 도전율 k 매질에서 거리 r일 때 저항은?

① \(4\pi k(a+b)\)

② \(\frac{k}{r}\)

③ \(\frac{1}{4\pi k}\left(\frac1a+\frac1b\right)\) ★ 정답

④ \(\frac{r}{k}\)

💡 해설 보기

접지저항
반구전극 \(R=\dfrac{\rho}{2\pi a}\), 구전극 \(R=\dfrac{\rho}{4\pi a}\). 대지저항률 \(\rho\)에 비례, 전극 크기에 반비례합니다.

풀이
\(R=\dfrac{1}{4\pi k}\left(\dfrac1a+\dfrac1b\right)\).

Q899 전자기학 평행도선 📄 2020.9 기출

2m 떨어진 두 무한 평행도선에 단위길이당 10⁻⁷N의 반발력이 작용할 때 각 도선의 전류는 몇 A인가?

① 0.5

② 2

③ 1 ★ 정답

④ √2

💡 해설 보기

평행도선 사이의 힘
\[ F=\frac{\mu_0 I_1I_2}{2\pi d}\,[\text{N/m}] \]같은 방향 전류는 흡인, 반대는 반발. 거리에 반비례.

풀이
\(f=\dfrac{\mu_0 I^2}{2\pi d}=\dfrac{2\times10^{-7}I^2}{2}=10^{-7}I^2=10^{-7}\Rightarrow I=1\,\text{A}\).

Q917 회로이론 직류이득 📄 2020.9 기출

\(G(s)=\frac{10}{s^2+3s+2}\) 제어시스템의 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 \(=G(0)=\dfrac{10}{2}=5\).

Q918 회로이론 천이행렬 📄 2020.9 기출

시스템 행렬 \(A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}\)의 상태천이행렬을 구하는 식은?

① \(e^{At}=\mathcal{L}^{-1}[(sI-A)^{-1}]\) ★ 정답

② \(At\)

③ \((sI-A)\)

④ \(e^{-At}\)

💡 해설 보기

상태천이행렬
\[ \phi(t)=e^{At}=\mathcal L^{-1}\{(sI-A)^{-1}\} \]초기상태로부터의 자유응답 \(x(t)=\phi(t)x(0)\)을 주며, \(\phi(0)=I\).

풀이
\(\phi(t)=e^{At}=\mathcal{L}^{-1}[(sI-A)^{-1}]\).

Q919 회로이론 라우스 📄 2020.9 기출

특성방정식 \(s^3+3s^2+3s+1+K=0\)이 안정하기 위한 K의 범위는?

① −1<K<8 ★ 정답

② K>8

③ K<−1

④ 0<K<8

💡 해설 보기

라우스(Routh) 안정도 판별
특성방정식 계수로 라우스 표를 만들어 제1열의 부호변화 횟수 = s평면 우반면(불안정) 근의 개수입니다. 부호변화가 없으면 안정.

풀이
라우스 조건: \(K\gt -1\) 이고 \(3\times3\gt (1+K)\Rightarrow K\lt 8\) → \(-1\lt K\lt 8\).

Q920 회로이론 근궤적 📄 2020.9 기출

근궤적의 성질 중 틀린 것은?

① 극점에서 출발

② 실축에 대칭

③ 가지 수=극점 수

④ 항상 허수축에서 끝난다 ★ 정답

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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
근궤적은 영점(또는 무한대)에서 끝납니다.

Q921 회로이론 속도상수 📄 2020.9 기출

단위 피드백계에서 속도편차상수 Kv를 구하는 식은?

① \(\lim_{s\to0}G(s)\)

② \(\lim_{s\to0}sG(s)\) ★ 정답

③ \(\lim_{s\to\infty}G(s)\)

④ \(\lim_{s\to\infty}sG(s)\)

💡 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
\(K_v=\lim_{s\to0}sG(s)\).

Q922 회로이론 신호흐름선도 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

신호흐름선도에서 C(s)/R(s)를 구하는 공식은?

① 라우스

② 메이슨 공식 ★ 정답

③ 보드

④ 나이퀴스트

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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
메이슨 공식.

Q923 회로이론 논리간략 📄 2020.9 기출

논리식 \(X=A+\bar A B\)를 간단히 하면?

① \(A\)

② \(A+B\) ★ 정답

③ \(AB\)

④ \(B\)

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논리식 간략화
불대수(분배·흡수 \(A+AB=A\), \(A+\bar AB=A+B\))·드모르간·카르노맵으로 최소화합니다.

풀이
\(A+\bar A B=A+B\).

Q924 회로이론 감쇠진동 📄 2020.9 기출

2차계 \(\frac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\)의 감쇠진동 주파수는?

① \(\omega_n\)

② \(\omega_n\sqrt{1-\zeta^2}\) ★ 정답

③ \(\omega_n\zeta\)

④ \(\omega_n\sqrt{1-2\zeta^2}\)

💡 해설 보기

2차계 극점과 감쇠진동 주파수 \(\omega_d\) (그림)

표준 2차계 \(G=\dfrac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\)의 특성방정식
\[ s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2=0 \]의 근(극점)은 근의공식으로:
\[ s=-\zeta\omega_n\pm j\,\omega_n\sqrt{1-\zeta^2}\quad(0<\zeta<1,\ 부족제동) \]• 실수부 \(-\zeta\omega_n\): 진폭이 줄어드는 감쇠 속도
• 허수부 \(\omega_n\sqrt{1-\zeta^2}\): 실제로 진동하는 각주파수 = 감쇠진동 주파수 \(\omega_d\)
\[ \therefore\ \omega_d=\omega_n\sqrt{1-\zeta^2} \]→ 정답 ②.

그림 관계: 극점은 원점에서 거리 \(\omega_n\)(고유주파수), 음의 실축과 이루는 각 \(\theta\)에서 \(\cos\theta=\zeta\). 허수부(높이)가 \(\omega_d\), 실수부(가로)가 \(\zeta\omega_n\).

감쇠비별: \(\zeta<1\) 부족제동(진동) · \(\zeta=1\) 임계제동(\(\omega_d=0\)) · \(\zeta>1\) 과제동(진동 없음).
※ 오답 ③ \(\omega_n\sqrt{1-2\zeta^2}\)는 공진주파수 \(\omega_r\)(주파수응답 이득이 최대인 곳)와 혼동한 것으로, 감쇠진동 주파수와 다릅니다.

Q925 회로이론 적분제어 📄 2020.9 기출

폐루프계에서 잔류편차(정상상태 오차)를 제거하기 위한 제어 기법은?

① 비례

② 미분

③ 적분(I) 제어 ★ 정답

④ 2위치

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제어요소(PID)
P: 응답↑·잔류편차, I: 편차 제거·응답느림, D: 응답 빠름·안정도↑. 진상보상은 위상여유·응답속도 개선.

풀이
적분 제어가 잔류편차를 제거합니다.

Q926 회로이론 초기값 📄 2020.9 기출

r(t)의 z변환이 E(z)일 때 e(t)의 초기값 e(0)는?

① \(\lim_{z\to1}E(z)\)

② \(\lim_{z\to\infty}E(z)\) ★ 정답

③ \(\lim_{z\to0}E(z)\)

④ \(\lim_{z\to\infty}(z-1)E(z)\)

💡 해설 보기

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
z 초기값 정리 \(e(0)=\lim_{z\to\infty}E(z)\).

Q927 회로이론 실효값 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

\(v=20+100\sin\omega t+40\sin(3\omega t+60°)+40\sin5\omega t\)를 RL에 가할 때 실효값 계산에 필요한 것은?

① 직류분+각 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근 ★ 정답

② 기본파만

③ 최대값 합

④ 평균값

💡 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 \(=\sqrt{V_{dc}^2+\sum(V_n/\sqrt2)^2}\).

Q928 회로이론 역률 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

대칭 3상 유도전동기에서 2전력계 지시로 역률을 구하는 방법은?

① \(\cos\theta=\frac{P_1+P_2}{2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}}\) ★ 정답

② \(\frac{P_1}{P_2}\)

③ \(P_1-P_2\)

④ \(P_1 P_2\)

💡 해설 보기

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

풀이
2전력계 역률 \(\cos\theta=\dfrac{P_1+P_2}{2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}}\).

Q929 회로이론 영상전류 📄 2020.9 기출

\(I_a=25+j4, I_b=-18-j16, I_c=7+j15\)일 때 영상전류 I₀는?

① \(4.7+j1\) ★ 정답

② \(14+j3\)

③ \(-6+j3\)

④ \(0\)

💡 해설 보기

영상 성분
3상 동상인 영상분(\(I_0=\tfrac13(I_a+I_b+I_c)\))에 대한 임피던스. 지락(1선지락) 시 \(3I_0\)가 대지로 흐르며 중성점 접지에 의존합니다.

풀이
\(I_0=\frac13(I_a+I_b+I_c)=\frac13(14+j3)\approx4.7+j1\,\text{A}\).

Q930 회로이론 단자전압 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

회로의 단자 a-b에 나타나는 전압 Vab를 구하는 방법은?

① 테브낭/전압분배 ★ 정답

② 패러데이

③ 가우스

④ 앙페르

💡 해설 보기

최대전력 전달
부하저항이 전원 내부저항(테브낭 저항)과 같을 때 부하에 최대전력이 전달됩니다.
\[ R_L=R_{th},\qquad P_{max}=\frac{V_{th}^2}{4R_{th}} \]

풀이
테브낭 등가·전압분배로 구합니다.

Q931 회로이론 4단자 📄 2020.9 기출

4단자 정수 A, B, C, D 중 전압이득 차원을 가진 것은?

① A ★ 정답

② B

③ C

④ D

💡 해설 보기

4단자망 파라미터
Z(임피던스)·Y(어드미턴스)·ABCD(전송)·H(하이브리드)로 입출력 전압·전류 관계를 표현합니다. 대칭·가역 조건에 따라 파라미터 간 관계가 있습니다.

풀이
\(A=\dfrac{V_1}{V_2}\)로 전압비(무차원 전압이득).

Q932 회로이론 특성임피던스 📄 2020.9 기출

분포정수회로에서 직렬 임피던스 Z, 병렬 어드미턴스 Y일 때 특성임피던스는?

① \(\sqrt{ZY}\)

② \(\sqrt{Z/Y}\) ★ 정답

③ \(ZY\)

④ \(\frac{Y}{Z}\)

💡 해설 보기

특성(파동)임피던스
\[ Z_0=\sqrt{\frac{Z}{Y}}\ \xrightarrow{\text{무손실}}\ \sqrt{\frac{L}{C}} \]선로 진행파가 느끼는 임피던스로 길이와 무관합니다.

풀이
\(Z_0=\sqrt{\dfrac{Z}{Y}}\).

Q933 회로이론 구동점 임피던스 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

회로의 구동점 임피던스를 구하는 방법은?

① 단자에서 본 합성 임피던스 ★ 정답

② 전달 임피던스

③ 단락전류

④ 개방전압

💡 해설 보기

구동점 임피던스
한 단자쌍에서 본 \(Z(s)=V(s)/I(s)\). 영점=단락(전류 무한), 극점=개방(전류 0)에 대응합니다.

풀이
구동점 임피던스는 단자에서 본 합성 임피던스.

Q934 회로이론 V결선 📄 2020.9 기출

Δ 운전 중 1대 고장으로 V결선 운전 시 공급할 수 있는 전력은 3대 정상 대비 몇 %인가?

① 57.7 ★ 정답

② 66.7

③ 86.6

④ 75

💡 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
V결선 출력비 \(=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx57.7\%\).

Q935 회로이론 브리지 평형 📄 2020.9 기출

교류 브리지 회로가 평형이 되는 조건은?

① 마주보는 팔 임피던스 곱이 서로 같음 ★ 정답

② 합이 같음

③ 차가 0

④ 비가 1

💡 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
브리지 평형 \(Z_1 Z_4=Z_2 Z_3\)(대각 곱이 같음).

Q936 회로이론 라플라스 📄 2020.9 기출

\(f(t)=t^n\)의 라플라스 변환은?

① \(\frac{n!}{s^{n+1}}\) ★ 정답

② \(\frac{n}{s^n}\)

③ \(\frac{1}{s^n}\)

④ \(\frac{n!}{s^n}\)

💡 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
\(L[t^n]=\dfrac{n!}{s^{n+1}}\).

Q911 전력공학 전력원선도 📄 2020.9 기출

전력 원선도에서 구할 수 없는 것은?

① 송·수전 전력

② 조상용량

③ 전압변동

④ 코로나 손실 ★ 정답

💡 해설 보기

전력 원선도(電力圓線圖)
송·수전단 전압 \(V_s,V_r\)과 선로 4단자정수 \(A,B,C,D\)로 작도하는 원으로, 가로축을 유효전력 \(P\), 세로축을 무효전력 \(Q\)로 잡고 반지름이 \(\dfrac{V_sV_r}{B}\)인 원이다. 운전점의 위치로부터 여러 값을 그래프에서 읽어낸다.

원선도에서 구할 수 있는 것
• 송전단·수전단 유효/무효 전력 (운전점 좌표)
• 최대 송전전력 (원의 최고점)
• 조상설비 용량(필요한 무효전력 보상량)
• 전압변동·전압강하 관련량, 선로 손실(송전전력−수전전력)과 역률

구할 수 없는 것 → 정답
• ④ 코로나 손실: 코로나는 전선 표면 전위경도·날씨(습도·비·눈)·전선 상태에 좌우되는 현상으로, 회로의 4단자정수·전압으로 결정되는 값이 아니다. 따라서 전력 원선도로는 구할 수 없다.

보기 검토
• ① 송·수전 전력·② 조상용량·③ 전압변동: 모두 원선도에서 직접 읽을 수 있는 값 → 정답 아님
• ④ 코로나 손실: 외부(기상) 조건에 의존 → 원선도로 구할 수 없음(정답)

Q912 전력공학 전선량 📄 2020.9 기출

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

① 50

② 75 ★ 정답

③ 100

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%.

Q913 전력공학 영상임피던스 📄 2020.9 기출

고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는?

① 3상 단락

② 선간 단락

③ 1선 지락 ★ 정답

④ 무부하

💡 해설 보기

영상임피던스
영상전류(\(I_0\), 3상 동상)에 대한 임피던스. 지락고장 해석에 필요하며, 중성점 접지상태·대지귀로 경로에 크게 의존합니다.

풀이
영상분이 관여하는 1선 지락에서 필요합니다.

Q914 전력공학 차단용량 📄 2020.9 기출

3상용 차단기의 정격 차단용량은?

① \(\sqrt3\times정격전압\times정격차단전류\) ★ 정답

② \(정격전압\times정격차단전류\)

③ \(3\times정격전압\times정격차단전류\)

④ \(\frac{정격전압\times정격차단전류}{\sqrt3}\)

💡 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
\(P_s=\sqrt3 V_n I_s\).

Q915 전력공학 역섬락 📄 2020.9 기출

송전선로의 역섬락을 방지하기 위한 가장 알맞은 방법은?

① 가공지선 증설

② 소호각 설치

③ 탑각 접지저항 저감(매설지선) ★ 정답

④ 피뢰기 증설

💡 해설 보기

진행파 반사·뇌해
반사계수 \(\rho=\dfrac{Z_2-Z_1}{Z_2+Z_1}\). 역섬락은 철탑전위 상승으로 철탑→전선 방전(매설지선으로 방지), 직격뢰는 가공지선으로 차폐.

풀이
매설지선으로 탑각 접지저항을 낮춰 역섬락을 방지합니다.

Q916 전력공학 인덕턴스 📄 2020.9 기출

반지름 0.6cm 경동선을 선간거리 2m 정삼각 배치한 3상선로의 1선당 작용인덕턴스는 약 몇 mH/km인가?

① 1.0

② 1.25 ★ 정답

③ 1.5

④ 2.0

💡 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
\(L=0.05+0.4605\log\dfrac{200}{0.6}\approx1.25\,\text{mH/km}\).

Q917 전력공학 부등률 📄 2020.9 기출

다음 중 그 값이 항상 1 이상인 것은?

① 부등률 ★ 정답

② 수용률

③ 부하율

④ 역률

💡 해설 보기

부등률
\[ 부등률=\frac{각 부하 최대전력의 합}{합성 최대전력}\ (\ge1) \]최대수요가 시간적으로 분산될수록 커지며, 설비용량을 줄일 수 있습니다.

풀이
부등률(≥1)만 1 이상.

Q918 전력공학 개폐저항기 📄 2020.9 기출

개폐서지 이상전압을 감쇄할 목적으로 설치하는 것은?

① 피뢰기

② 직렬리액터

③ 한류저항

④ 개폐저항기 ★ 정답

💡 해설 보기

개폐저항기
차단기 접점에 병렬로 저항을 삽입해 개폐 시 서지(개폐 이상전압)를 억제합니다.

풀이
개폐서지 억제는 차단기 개폐저항기.

Q919 전력공학 환상선로 📄 2020.9 기출

전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

① 방향거리계전기 ★ 정답

② 과전압계전기

③ 부족전류계전기

④ 비율차동

💡 해설 보기

환상(루프)선로
양방향 급전으로 신뢰도가 높습니다. 각 구간 전류는 키르히호프 법칙으로, 전위가 같아지는 점(전류 분기점)을 찾아 해석합니다.

풀이
양단 전원 환상선로는 방향거리계전기.

Q920 전력공학 투과 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

파동임피던스 Z₁=500Ω 선로에 Z₂=1500Ω 변압기가 접속될 때 투과계수는?

① 0.5

② 0.75

③ 1.5 ★ 정답

④ 0.25

💡 해설 보기

진행파의 전압 투과계수
파동임피던스가 다른 선로 접속점에서 전압 투과계수는
\[ \tau_v=\frac{2Z_2}{Z_1+Z_2} \]
\[ =\frac{2\times1500}{500+1500}=\frac{3000}{2000}=1.5 \]
· \(Z_1\): 입사측, \(Z_2\): 투과측 파동임피던스
주의 — 전압 투과계수는 \(Z_2\gt Z_1\)이면 1보다 커질 수 있습니다(전압 상승). 전류 투과계수 \(\tau_i=\dfrac{2Z_1}{Z_1+Z_2}=0.5\), 반사계수 \(\rho=\dfrac{Z_2-Z_1}{Z_1+Z_2}=0.5\)와 구분하세요.

Q921 전력공학 직렬리액터 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

전력용 콘덴서에 직렬리액터를 설치할 때 용량 결정식은? (제5고조파)

① \(\omega L=\frac{1}{\omega C}\)

② \(5\omega L=\frac{1}{5\omega C}\) ★ 정답

③ \(\omega L=\frac{1}{5\omega C}\)

④ \(5\omega L=\frac{1}{\omega C}\)

💡 해설 보기

직렬리액터
진상용 콘덴서와 직렬로 설치해 제5고조파 등에 의한 파형왜곡·돌입전류를 억제합니다. 이론상 콘덴서 용량의 4%(실용 6%) 리액턴스.

풀이
제5고조파 공진 \(5\omega L=\dfrac{1}{5\omega C}\).

Q922 전력공학 수전설비 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

66/22kV, 2000kVA 단상변압기 3대 1뱅크 변전소에서 공급받는 수전설비 용량 계산에 필요한 것은?

① 3상 뱅크용량(3×2000kVA) ★ 정답

② 단상만

③ 역률만

④ 주파수만

💡 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
3상 뱅크용량 \(=3\times2000=6000\,\text{kVA}\)를 기준으로 합니다.

Q923 전력공학 콘덴서 📄 2020.9 기출

부하 역률을 개선할 경우 배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 전력손실 감소

② 전압강하 감소

③ 공급능력 증대

④ 선로전류 증가 ★ 정답

💡 해설 보기

전력용 콘덴서(역률개선)
\[ Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2) \]역률 개선으로 손실·전압강하 감소. 직렬리액터로 제5고조파 억제, 방전코일 병설.

풀이
역률 개선 시 선로전류는 감소합니다.

Q924 전력공학 한류리액터 📄 2020.9 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.

Q925 전력공학 취수방법 📄 2020.9 기출

수력발전소를 취수방법에 따라 분류할 때 아닌 것은?

① 수로식

② 댐식

③ 유역변경식

④ 조정지식(운용방법 분류) ★ 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
조정지식은 운용방법에 따른 분류입니다.

Q926 전력공학 비접지 📄 2020.9 기출

3상3선식 비접지 방식을 채용할 때 나타나는 현상은?

① 지락전류 큼

② 1선 지락 시 건전상 전위 √3배 상승 ★ 정답

③ 통신장해 없음

④ 계전기 확실 동작

💡 해설 보기

중성점 비접지 방식
지락전류가 작아 통신선 유도장해 적고 1선지락 시 계속 송전 가능. 단점: 이상전압 높음, 지락검출 곤란. 저전압·단거리에 적용.

풀이
비접지 1선 지락 시 건전상 대지전압이 √3배 상승합니다.

Q927 전력공학 연계 📄 2020.9 기출

전력계통을 연계시켜 얻는 이득이 아닌 것은?

① 공급신뢰도 향상

② 경제급전

③ 예비력 절감

④ 단락용량 감소 ★ 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
계통 연계 시 단락용량이 증가합니다.

Q928 전력공학 비등수형 📄 2020.9 기출

원자력발전소 비등수형(BWR) 원자로에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 노심에서 직접 증기 발생

② 증기발생기 불필요

③ 방사성 증기가 터빈으로

④ 증기발생기(열교환기) 필요 ★ 정답

💡 해설 보기

비등수형 원자로(BWR)
원자로 내에서 직접 증기를 발생시켜 터빈 구동(열교환기 없음). 구조 단순·저압. 방사성 증기가 터빈으로 가는 단점.

풀이
BWR은 증기발생기가 없습니다(직접 증기 발생).

Q929 전력공학 퍼센트리액턴스 📄 2020.9 기출

선간전압 V(kV), 3상 정격용량 P(kVA), 리액턴스 X(Ω)일 때 %리액턴스는?

① \(\frac{PX}{V^2}\)

② \(\frac{PX}{10V^2}\) ★ 정답

③ \(\frac{10PX}{V^2}\)

④ \(\frac{PX}{V}\)

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(\%X=\dfrac{P_{kVA}X}{10V_{kV}^2}\).

Q930 전력공학 증기사이클 📄 2020.9 기출

증기 사이클에 대한 설명 중 틀린 것은?

① 재열로 습분 감소

② 재생으로 열효율 향상

③ 복수기 진공도 높을수록 효율↑

④ 과열은 열효율을 낮춘다 ★ 정답

💡 해설 보기

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
과열은 열효율을 높입니다.

Q960 전기기기 단절권 📄 2020.9 기출

동기발전기 단절권의 특징이 아닌 것은?

① 고조파 감소

② 파형 개선

③ 코일 단부 짧아짐

④ 유기기전력이 전절권보다 커짐 ★ 정답

💡 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
단절권은 유기기전력이 전절권보다 작아집니다.

Q961 전기기기 슬립 📄 2020.9 기출

50Hz, 4극 권선형 유도전동기가 전부하 1440rpm에서 회전할 때 슬립은? (동기 1500)

① 2%

② 4% ★ 정답

③ 6%

④ 8%

💡 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
\(N_s=1500\), \(s=\dfrac{1500-1440}{1500}=0.04=4\%\).

Q962 전기기기 유기전압 📄 2020.9 기출

단면적 10cm² 철심에 200회 감고 60Hz, 60V 교류를 인가할 때 최대자속밀도는 약 몇 Wb/m²인가?

① 0.9

② 1.13 ★ 정답

③ 1.5

④ 2.0

💡 해설 보기

변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).

계산
\(B_m=\dfrac{E}{4.44fNS}=\dfrac{60}{4.44\times60\times200\times10\times10^{-4}}\approx1.13\).

Q963 전기기기 안정도 📄 2020.9 기출

동기기의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

① 단락비 크게

② 동기리액턴스 작게

③ 속응여자

④ 동기리액턴스 크게 ★ 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
동기리액턴스는 작게 해야 안정도가 좋습니다.

Q964 전기기기 균압선 📄 2020.9 기출

직류발전기 병렬운전에서 균압모선이 필요한 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.

Q965 전기기기 도체 기전력 📄 2020.9 기출

자속밀도 10Wb/m² 자계에 길이 4cm 도체를 직각으로 0.4초 동안 1m 이동시킬 때 기전력은? (기기 응용)

① 1 ★ 정답

② 2.5

③ 4

④ 10

💡 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
\(e=Blv=10\times0.04\times2.5=1\,\text{V}\).

Q966 전기기기 전파속도 📄 2020.9 기출

진공 중 전자파의 전파속도는? (기기 응용)

① 3×10⁸ ★ 정답

② 1.5×10⁸

③ 3×10⁶

④ 1×10⁸

💡 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
\(v=3\times10^8\,\text{m/s}\).

Q967 전기기기 서보모터 📄 2020.9 기출

2상 교류 서보모터를 구동하는 데 필요한 2상 전압을 얻는 방법으로 널리 쓰이는 것은?

① 단상

② 3상 그대로

③ 콘덴서(위상분리) ★ 정답

④ 직류

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

풀이
콘덴서로 위상을 분리해 2상 전압을 만듭니다.

Q968 전기기기 소용량 전원 📄 2020.9 기출

취급 간단·기동시간 짧아 섬·선박 등 고립지역 소용량 전원용으로 쓰이는 발전은?

① 가스터빈 발전 ★ 정답

② 수력

③ 원자력

④ 화력 기력

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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
가스터빈이 기동이 빨라 고립지역·비상용에 적합합니다.

Q969 전기기기 직렬종속 📄 2020.9 기출

권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전할 때 동기속도는?

① 극수 합에 해당하는 속도 ★ 정답

② 극수 차

③ 적은 극수

④ 많은 극수

💡 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
직렬종속 \(N_s=\dfrac{120f}{P_1+P_2}\)(극수 합).

Q970 전기기기 GTO 📄 2020.9 기출

GTO 사이리스터의 특징으로 틀린 것은?

① 게이트로 턴온·턴오프

② 자기소호형

③ 고속 스위칭

④ 게이트로 소호 불가 ★ 정답

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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
GTO는 게이트로 소호(턴오프)가 가능합니다.

Q971 전기기기 병렬운전 📄 2020.9 기출

3상 변압기의 병렬운전 조건으로 틀린 것은?

① 극성·위상 일치

② 권수비 같을 것

③ %임피던스 같을 것

④ 용량이 반드시 같을 것 ★ 정답

💡 해설 보기

변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.

풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.

Q972 전기기기 영구자석 📄 2020.9 기출

영구자석 재료로 적합한 특성은? (기기 응용)

① 보자력 작음

② 잔류자기 작음

③ 투자율 큼

④ 잔류자기·보자력 모두 큼 ★ 정답

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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
영구자석은 잔류자기·보자력이 모두 커야 합니다.

Q973 전기기기 단락전류 📄 2020.9 기출

동기발전기 단자 부근에서 단락 시 순간(돌발) 단락전류를 제한하는 것은?

① 동기리액턴스

② 누설리액턴스(초기) ★ 정답

③ 전기자저항

④ 계자저항

💡 해설 보기

동기발전기 돌발(순간) 단락전류
단자 부근에서 갑자기 3상 단락이 발생하면 단락전류는 시간에 따라 감쇠합니다. 이때 전류를 제한하는 성분이 시점에 따라 달라집니다.

• 순간(돌발) 직후: 전기자 반작용(감자작용)이 아직 나타나지 못해, 전류를 제한하는 것은 누설리액턴스(엄밀히는 초기의 초과도·과도 리액턴스)입니다. → 초기 단락전류가 매우 큼.
• 지속(영구) 상태: 시간이 지나 전기자 반작용이 충분히 작용하면 동기리액턴스 \(X_s\)가 전류를 제한합니다. → 지속 단락전류는 작아짐.

따라서 순간(돌발) 단락전류를 제한하는 것은 누설리액턴스입니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]※ 오답 정리 — 동기리액턴스는 ‘지속’ 단락전류를 제한(순간이 아님). 전기자저항·계자저항은 값이 리액턴스에 비해 매우 작아 단락전류 제한의 주역이 아닙니다.
※ 시간 순서: 초기(누설·과도리액턴스, 작음 → 전류 큼) → 지속(동기리액턴스, 큼 → 전류 작음).

Q974 전기기기 회생 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

전력의 일부를 전원측에 반환할 수 있는 유도전동기의 속도제어법은?

① 1차 저항

② 2차 저항

③ 크레머(정지 세르비우스) ★ 정답

④ 리액터

💡 해설 보기

슬립전력 회수(2차 여자) 속도제어

유도전동기의 2차(회전자) 슬립전력 \(sP_2\)를 저항으로 열로 버리지 않고 회수하는 방식입니다. 슬립전력을 어디로 돌려주느냐로 나뉩니다:
• 세르비우스(정지 세르비우스): 슬립전력을 전기적으로 전원(계통)에 반환 ← ‘전원측 반환’
• 크레머: 슬립전력을 기계적 동력으로 바꿔 같은 축에 반환
→ 둘 다 슬립전력 회수 계열이며, 전원측에 전력을 반환하는 것은 정지 세르비우스 방식입니다. 보기 ③이 이 계열(크레머·정지 세르비우스)을 가리키므로 정답입니다.

오답 정리
• ① 1차 저항 · ② 2차 저항 — 저항으로 슬립전력을 열로 소비(회수·반환 없음)
• ④ 리액터 — 직렬 리액터로 전압을 낮추는 제어, 전원 반환과 무관
∴ 정답 ③ 크레머(정지 세르비우스).

Q975 전기기기 단권변압기 📄 2020.9 기출

1차 100V, 2차 110V 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는?

① 1/11 ★ 정답

② 1/10

③ 1/2

④ 10/11

💡 해설 보기

단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.

풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{10}{110}=\dfrac{1}{11}\).

Q976 전기기기 토크 📄 2020.9 기출

3상 유도전동기의 기계적 출력 P(kW), 회전수 N(rpm)일 때 토크(N·m)는?

① \(9550\frac{P}{N}\) ★ 정답

② \(974\frac{P}{N}\)

③ \(\frac{P}{N}\)

④ \(9.55PN\)

💡 해설 보기

유도전동기 토크
\[ T=974\frac{P[\text{kW}]}{N}[\text{kg·m}],\qquad T\propto V^2 \]토크는 공극전력 \(P_2\)에 비례하고 전압의 제곱에 비례합니다(\(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\)).

풀이
\(T=9550\dfrac{P[\text{kW}]}{N}\,[\text{N·m}]\).

Q977 전기기기 극성 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

210/105V 변압기를 결선하고 고압측에 200V를 가할 때 감극성이면 전압계 지시는 약 몇 V인가?

① 100 ★ 정답

② 200

③ 300

④ 400

💡 해설 보기

변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.

풀이
권수비 2, 2차 100V. 감극성 차동 접속 시 지시 \(=200-100=100\,\text{V}\).

Q978 전기기기 6상 반파 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

평형 6상 반파 정류회로에서 297V 직류전압을 얻으려면 입력 상전압은 약 몇 V인가?

① 220 ★ 정답

② 250

③ 270

④ 300

💡 해설 보기

6상 반파 정류회로의 직류전압
\[ V_d=1.35\,E \]
· \(V_d\): 직류 출력전압, \(E\): 입력 상전압(실효값)
직류전압 297V가 필요하므로 역으로 상전압을 구하면
\[ E=\frac{V_d}{1.35}=\frac{297}{1.35}=220\,\text{V} \]
정리 — 3상 전파·6상 반파 모두 \(V_d\approx1.35E\) 계수를 씁니다. 구하는 방향(정→역)만 주의하세요.

Q979 전기기기 분권 정류자 📄 2020.9 기출

3상 분권 정류자전동기에 속하는 것은?

① 시라게(Schrage) 전동기 ★ 정답

② 직권 정류자

③ 반발전동기

④ 스텝모터

💡 해설 보기

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
시라게 전동기가 3상 분권 정류자전동기입니다.

Q910 전기설비기술기준 빈칸 📄 2020.9 기출

( )에 들어갈 내용: 가공전선로의 전선을 지지하기 위한 철탑·철주 등을 무엇이라 하는가?

① 애자

② 지지물 ★ 정답

③ 완금

④ 지선

💡 해설 보기

규정 빈칸 채우기
해당 KEC 조문의 수치·용어를 규정에 맞게 적용합니다.

해당 규정
전선로를 지지하는 구조물은 지지물.

Q911 전기설비기술기준 표면 전하밀도 📄 2020.9 기출

정전계 내 도체 표면 전계 E일 때 표면 전하밀도 ρs는? (설비 응용)

① \(\varepsilon_0 E\) ★ 정답

② \(\frac{E}{\varepsilon_0}\)의 역수

③ \(2\varepsilon_0 E\)

④ 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
\(\rho_s=\varepsilon_0 E\).

Q912 전기설비기술기준 높이 📄 2020.9 기출

사람이 상시 통행하는 터널 안 배선을 애자사용공사로 할 때 노면상 높이는 몇 m 이상인가?

① 2.0

② 2.5 ★ 정답

③ 3.0

④ 4.0

💡 해설 보기

가공전선·통신선의 지표상 높이 (대표값)

구분	높이
도로 횡단	6m 이상
철도·궤도 횡단	레일면상 6.5m 이상
횡단보도교 위(저·고압)	노면상 3.5m 이상
일반 장소	5m 이상

해당 값
터널 애자공사 노면상 2.5m 이상.

Q913 전기설비기술기준 결합커패시터 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

전력선 반송통신용 결합장치의 보안장치에서 CC(결합커패시터)의 역할은?

① 반송파 결합·상용주파 저지 ★ 정답

② 전압 승압

③ 고조파 제거

④ 역률 개선

💡 해설 보기

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

해당 규정
결합커패시터는 반송주파는 통과, 상용주파는 저지합니다.

Q914 전기설비기술기준 케이블트레이 📄 2020.9 기출

케이블 트레이 공사에 사용하는 케이블 트레이 기준으로 틀린 것은?

① 금속제는 접지

② 수용 케이블 총 단면적 제한

③ 방식조치

④ 반드시 나전선 수용 ★ 정답

💡 해설 보기

케이블·고압 공사
케이블공사·트레이·지중 매설의 방호·이격·지지간격·접지 기준과 고압 기계기구 시설(울타리·높이) 규정을 적용합니다.

해당 규정
케이블트레이에는 절연·외장 케이블을 수용합니다.

Q915 전기설비기술기준 지중함 📄 2020.9 기출

지중전선로 지중함의 시설기준으로 틀린 것은?

① 견고·차량하중 견딤

② 물 고이지 않는 구조

③ 1m³ 이상 통풍장치

④ 반드시 밀폐(환기 금지) ★ 정답

💡 해설 보기

지중함 시설
· 견고하고 차량 등 압력에 견딜 것
· 물이 고이지 않는 구조, 고인 물 제거 가능
· 폭발성·가연성 가스가 침입할 우려가 있고 크기 1m³ 이상인 지중함은 통풍장치 등 시설
· 뚜껑은 임의로 열 수 없게.

해당 규정
1m³ 이상 지중함은 통풍장치 등을 하며 밀폐하지 않습니다.

Q916 전기설비기술기준 고압 📄 2020.9 기출

교량 윗면에 시설하는 고압 전선로는 전선 높이를 교량 노면상 몇 m 이상으로 하는가?

① 3

② 4

③ 5 ★ 정답

④ 6

💡 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
교량 노면상 고압 전선 높이 5m 이상.

Q917 전기설비기술기준 전기울타리 📄 2020.9 기출

목장 전기울타리를 시설할 때 전선은 인장강도가 몇 kN 이상이어야 하는가?

① 1.38 ★ 정답

② 2.0

③ 4.31

④ 5.26

💡 해설 보기

전기울타리
사람·가축 접촉 우려 장소 시설 제한. 사용전압은 250V 이하 전원(감전 방지), 위험표시, 다른 시설과 이격 등 규정을 따릅니다.

해당 규정
전기울타리 전선 인장강도 1.38kN 이상(지름 2mm 이상 경동선).

Q918 전기설비기술기준 누설전류 📄 2020.9 기출

저압 전로 절연부분의 전선-대지 간 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 얼마를 넘지 않아야 하는가?

① 1/1000

② 1/2000 ★ 정답

③ 1/3000

④ 1/5000

💡 해설 보기

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

해당 규정
누설전류는 최대 공급전류의 1/2000을 넘지 않아야 합니다.

Q919 전기설비기술기준 기초안전율 📄 2020.9 기출

가공전선로 지지물 기초의 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

① 1.5

② 2 ★ 정답

③ 2.5

④ 3

💡 해설 보기

지지물 기초 안전율
가공전선로 지지물(철탑 제외)의 기초 안전율은 2.0 이상이어야 합니다(상정하중의 2/3를 적용하는 이상 시에는 1.33까지). 지지물이 넘어지지 않도록 하는 기준.

해당 값
지지물 기초 안전율 2 이상.

Q920 전기설비기술기준 제2종 경간 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

제2종 특고압 보안공사에서 철탑 경간을 400m 초과로 하려면 전선은 단면적 몇 mm² 이상 경동연선인가?

① 55

② 95

③ 150 ★ 정답

④ 200

💡 해설 보기

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

해당 규정
경간 400m 초과 시 150mm² 이상 경동연선.

Q921 전기설비기술기준 누전차단기 📄 2020.9 기출

금속제 외함 저압 기계기구로 사람이 쉽게 접촉될 우려가 있는 곳에 시설할 때 지락 보호로 시설하는 것은?

① 과전류차단기

② 누전차단기 ★ 정답

③ 피뢰기

④ 콘덴서

💡 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
지락 시 누전차단기를 시설합니다.

Q922 전기설비기술기준 특고-약전류 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

35kV 이하 특고압 가공전선과 가공약전류전선을 동일 지지물에 시설할 때 특고압 전선은?

① 약전류 아래

② 약전류 위쪽·이격 확보 ★ 정답

③ 혼합

④ 임의

💡 해설 보기

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

해당 규정
특고압 전선은 약전류전선의 위쪽에 이격거리를 확보하여 시설.

Q923 전기설비기술기준 비포장퓨즈 📄 2020.9 기출

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

① 2 ★ 정답

② 30

③ 60

④ 120

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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.

Q924 전기설비기술기준 버스덕트 📄 2020.9 기출

버스덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 시설로 틀린 것은?

① 지지점 3m 이하

② 덕트 접지

③ 끝부분 폐쇄

④ 습기 많은 노출장소 자유 ★ 정답

💡 해설 보기

덕트·관 공사
버스덕트·플로어덕트·합성수지관·금속덕트 등 공사방법별 시설조건(전선 점유율, 지지간격, 접지, 습기·중량물 장소 제한)을 적용합니다.

해당 규정
습기·물기 있는 장소는 제한된 조건에서만 시설합니다.

Q925 전기설비기술기준 발전소 📄 2020.9 기출

발전소에 계측장치를 시설해야 하는 사항에 해당하지 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.

Q926 전기설비기술기준 집진장치 📄 2020.9 기출 ✎ 유사

특고압 전기집진장치에 전원 공급용 케이블을 사람 접촉 우려가 없게 시설할 때의 조치는?

① 절연 없이

② 접지 없이

③ 케이블·접지 등 규정대로 시설 ★ 정답

④ 임의

💡 해설 보기

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

해당 규정
규정된 케이블·접지 등으로 안전하게 시설합니다.

Q927 전기설비기술기준 회전기 📄 2020.9 기출

최대사용전압 7kV 초과 회전기의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 몇 배인가?

① 1.0

② 1.25 ★ 정답

③ 1.5

④ 2

💡 해설 보기

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

해당 규정
7kV 초과 회전기 시험전압 = 최대사용전압의 1.25배.

Q928 전기설비기술기준 수소냉각 📄 2020.9 기출

수소 냉각식 발전기·수소냉각장치 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 기밀 구조

② 순도 저하 시 경보

③ 방폭 구조

④ 수소 누설 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·차단합니다.

Q929 전기설비기술기준 굵기 📄 2020.9 기출

고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 지름 몇 mm 이상의 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.

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