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전기기사 2026년 1회 필기 후기복원 학습본

2026년 1회 전기기사 필기 CBT 공개 복원 자료를 바탕으로 구성한 대표 학습본 100문항입니다. PDF·CBT와 정답, 선지별 해설, 상세 근거 링크를 제공합니다.

후기복원 100문항 시험기간 2026-01-30 ~ 2026-03-03 근거 기준일 2026-09-06

전기기사 2026년 1회 필기 후기복원 학습본 안내

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전기기사 · 전기자기학

1. [학습용 변형] 진공 중 점 P(1, 2, 3)과 점 Q(2, 0, 5)에 각각 300 μC와 -100 μC의 점전하가 놓여 있다. -100 μC 점전하에 작용하는 힘은 몇 N인가? (좌표 단위는m, 쿨롱 상수는9.0×10⁹N·m²/C²이며 i,j,k는 각 축의 단위벡터이다.)

  1. 10i-20j+20k
  2. 10i+20j-20k
  3. -10i+20j+20k
  4. -10i+20j-20k
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 P의 +300μC와 Q의 -100μC를 직접 대입하여 쿨롱력의 크기 30N과 Q에서 P로 향하는 힘 (-10,20,-20)N을 구한 학습용 해설 도식
1번 정답 도식

정답: 4번 — -10i+20j-20k

조건 읽기: 좌표 단위는m, 힘을 받는 전하는 Q의-100μC이다. P의 양전하와 끌어당기므로 힘은 Q에서 P로 향한다.

원리 선택: 쿨롱 법칙으로 크기를 구한 뒤 단위방향벡터를 곱한다. 크기 공식에 절댓값을 썼다면 방향에서 부호를 다시 중복 적용하지 않는다.

풀이: 1) P-Q=(-1,2,-2)m, 거리 r=√(1+4+4)=3m, 방향 단위벡터=(-1,2,-2)/3. 2) F의 크기=9.0×10⁹×(300×10⁻⁶)×(100×10⁻⁶)/3²=30N. 3) F=30×(-1,2,-2)/3=(-10,20,-20)N. 크기를 다시 구하면√(100+400+400)=30N이다.

헷갈리기 쉬운 점: P에 작용하는 힘과 Q에 작용하는 힘은 서로 반대다. 문제에서 어느 전하에 작용하는 힘인지 먼저 표시한다.

적용 범위: 진공의 고정 점전하와 k=9.0×10⁹N·m²/C² 근사에 한정된다. 후기복원 학습 문항이지 공식 원문·공식 정답 확인은 아니다.

이 문제로 익힐 것

좌표 단위는m, 힘을 받는 전하는 Q의-100μC이다. P의 양전하와 끌어당기므로 힘은 Q에서 P로 향한다.

풀이 순서
  1. P-Q=(-1,2,-2)m, 거리 r=√(1+4+4)=3m, 방향 단위벡터=(-1,2,-2)/3.
  2. F의 크기=9.0×10⁹×(300×10⁻⁶)×(100×10⁻⁶)/3²=30N.
  3. F=30×(-1,2,-2)/3=(-10,20,-20)N. 크기를 다시 구하면√(100+400+400)=30N이다.

자주 하는 실수: P에 작용하는 힘과 Q에 작용하는 힘은 서로 반대다. 문제에서 어느 전하에 작용하는 힘인지 먼저 표시한다.

다른 문제에 적용: 힘을 받는 점에서 원인 전하로 향하는 단위벡터를 기준으로 정했다면, 인력은 그 방향, 척력은 반대 방향이다. 어떤 전하에 작용하는 힘인지와 두 전하의 부호를 함께 확인한다.

선지별 해설

  • 1번: (10,-20,20)은 정답의 세 성분 부호가 모두 반대다. 이는 인력이 아니라 Q에서 멀어지는 방향이다.
  • 2번: (10,20,-20)은 x성분만 반대다. Q의 x=2에서 P의 x=1로 당겨지므로 x성분은 음수다.
  • 3번: (-10,20,20)은 z성분만 반대다. Q의 z=5에서 P의 z=3으로 당겨지므로 z성분은 음수다.
  • 4번: (-10,20,-20)은 Q→P 방향이고 힘 크기도30N으로 일치한다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 기존①②③의 성분 부호 오류 설명을 모두 바로잡고 좌표 단위와 쿨롱 상수를 명시했다.

2. 진공 중 서로 떨어진 두 도체 A, B가 있다. A에만 1 C를 주었을 때 A, B의 전위가 각각 3 V, 2 V였다. A, B에 각각 3 C, 1 C를 주면 A의 전위는 몇 V인가?

  1. 9
  2. 10
  3. 11
  4. 12
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘11’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전위계수의 상반성으로 첫 조건에서 p₁₁=3, p₂₁=p₁₂=2이다. 두 번째 조건에서 A의 전위는 V_A=p₁₁Q_A+p₁₂Q_B=3×3+2×1=11 V이다.

이 문제로 익힐 것

전위계수의 상반성을 이용해 다른 도체의 전하가 만드는 전위까지 합산한다.

풀이 순서
  1. A에 1 C만 주었으므로 p11=VA/QA=3 V/C, p21=VB/QA=2 V/C를 읽는다.
  2. 전위계수의 상반성 p12=p21에 따라 p12=2 V/C로 둔다.
  3. VA=p11QA+p12QB=3×3+2×1=11 V를 계산한다.

자주 하는 실수: A의 자기 전위 3×3=9 V만 계산하면 B의 전하가 A에 만드는 2 V를 빠뜨린다.

다른 문제에 적용: 다도체계에서는 원하는 도체의 전위를 ‘각 전하×그 도체까지의 전위계수’의 합으로 쓴다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: A 자신의 전하가 만드는 9 V만 계산해 상호전위 2 V를 누락한 값이다.
  • 2번 · 오답: 상호전위 2 V 가운데 1 V만 더한 값으로 전위계수 p12=2를 반영하지 못했다.
  • 3번 · 정답: 자기전위 9 V와 B 전하가 만드는 상호전위 2 V를 모두 더한 값이다.
  • 4번 · 오답: 상호전위를 중복하거나 p12를 3으로 잘못 놓아 1 V를 더 크게 계산한 값이다.

정답 판정: 다도체계 전위계수식 V_i=Σp_ijQ_j와 p_ij=p_ji

상세 정답 근거: 전하가 (1,0)일 때 주어진 전위로 p11과 p21을 복원하고 p12=p21을 적용했다.

3. [학습용 변형] +z축 방향으로 10 A가 흐르는 긴 직선도체 위치의 자속밀도가 B=3x-4y Wb/m²일 때 도체가 받는 단위 길이당 힘은? (x,y,z는 각 축의 단위벡터이며 보기의 단위는N/m이다.)

  1. -40x+30y
  2. -30x+40y
  3. 30x+40y
  4. 40x+30y
정답과 해설 보기

정답: 4

정답: 4번 — 40x+30y

조건 읽기: 전류방향은+z이고 x,y는 좌표값이 아니라 단위벡터를 뜻한다. B의 단위 Wb/m²는T와 같다.

원리 선택: 단위 길이당 자기력은 I ẑ×B다. 전류와 자기장의 외적 순서를 유지한다.

풀이: 1) F/L=10ẑ×(3x̂-4ŷ). 2) ẑ×x̂=ŷ, ẑ×ŷ=-x̂이므로10(3ŷ+4x̂)=40x̂+30ŷ N/m. 3) B의 크기는5T이고 전류와 직각이므로 힘 크기는10×5=50N/m. 벡터 크기√(40²+30²)=50과 일치한다.

헷갈리기 쉬운 점: B×I 방향으로 외적 순서를 바꾸면 힘이 반대가 된다. 자기장과 힘이 같은 축 방향이라고 생각하지 않는다.

적용 범위: 주어진 도체 위치의 균일한 자기장과 곧은 도체 미소구간에 대한 단위 길이당 힘이다.

이 문제로 익힐 것

전류방향은+z이고 x,y는 좌표값이 아니라 단위벡터를 뜻한다. B의 단위 Wb/m²는T와 같다.

풀이 순서
  1. F/L=10ẑ×(3x̂-4ŷ).
  2. ẑ×x̂=ŷ, ẑ×ŷ=-x̂이므로10(3ŷ+4x̂)=40x̂+30ŷ N/m.
  3. B의 크기는5T이고 전류와 직각이므로 힘 크기는10×5=50N/m. 벡터 크기√(40²+30²)=50과 일치한다.

자주 하는 실수: B×I 방향으로 외적 순서를 바꾸면 힘이 반대가 된다. 자기장과 힘이 같은 축 방향이라고 생각하지 않는다.

다른 문제에 적용: 주어진 도체 위치의 균일한 자기장과 곧은 도체 미소구간에 대한 단위 길이당 힘이다.

선지별 해설

  • 1번: -40x+30y는 -4y 성분과 외적할 때 생기는 음수 두 개를 상쇄하지 못한 결과다.
  • 2번: -30x+40y는 성분 계수와 외적 방향 모두 일치하지 않는다.
  • 3번: 30x+40y는 계수3과4가 외적 후 붙는 축을 바꾸었다.
  • 4번: 40x+30y는 외적 전개와 크기50N/m 검산을 모두 만족한다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 좌표와 단위벡터의 혼동을 없애고 외적의 각 항 및 독립 크기 검산을 추가했다.

4. 두 종류 금속으로 된 폐회로에 전류를 흘릴 때 한 접속점의 온도는 올라가고 다른 접속점의 온도는 내려가는 현상은?

  1. 볼타 효과
  2. 제벡 효과
  3. 펠티에 효과
  4. 톰슨 효과
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘펠티에 효과’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 서로 다른 두 금속의 접합부에 전류를 흘릴 때 전류 방향에 따라 한 접합부가 흡열하고 다른 접합부가 발열하는 현상이 펠티에 효과다. 제벡 효과는 접합부 온도차가 기전력을 만드는 현상이다.

이 문제로 익힐 것

열전효과를 원인과 결과의 방향으로 구분한다.

풀이 순서
  1. 문제의 입력이 전류인지 온도차인지 확인한다.
  2. 전류를 흘렸을 때 서로 다른 두 접합부가 흡열·발열하므로 펠티에 효과로 판정한다.
  3. 온도차가 기전력을 만드는 제벡 효과와 반대 방향의 변환임을 비교한다.

자주 하는 실수: 제벡 효과와 펠티에 효과는 서로 역현상이라 원인과 결과를 바꾸어 외우기 쉽다.

다른 문제에 적용: ‘온도차→전압’은 제벡, ‘전류→접합부 열 이동’은 펠티에로 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 서로 다른 금속의 접촉전위와 관련된 명칭으로, 접합부의 가열·냉각 현상을 가리키지 않는다.
  • 2번 · 오답: 두 접합부의 온도차가 기전력을 만드는 효과이므로 문제의 인과관계가 반대다.
  • 3번 · 정답: 전류 방향에 따라 한 접합부가 흡열하고 다른 접합부가 발열하는 현상이다.
  • 4번 · 오답: 한 종류의 도체 내부에 온도구배와 전류가 함께 있을 때 열의 흡수·발생이 나타나는 효과다.

정답 판정: 펠티에 효과의 접합부 가열·냉각 정의

상세 정답 근거: ‘전류를 흘릴 때 접합부 온도가 변한다’는 정의를 기준으로 열전효과 네 종류를 구분했다.

5. 시간에 따라 변하는 자속으로 유도기전력과 유도전류가 생기는 원리를 발견한 사람은?

  1. 가우스
  2. 노이만
  3. 패러데이
  4. 플레밍
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘패러데이’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 폐회로를 지나는 자속쇄교수가 변하면 유도기전력이 생긴다는 전자유도 법칙은 패러데이가 발견했다. 식의 음의 부호는 렌츠 법칙이 나타내는 방향이다.

이 문제로 익힐 것

전자유도 법칙의 발견자와 방향 법칙의 이름을 구분한다.

풀이 순서
  1. 시간에 따른 자속쇄교수 변화가 유도기전력을 만든다는 현상을 확인한다.
  2. 이 현상과 e=-d(NΦ)/dt를 패러데이 법칙에 연결한다.
  3. 식의 음의 부호가 나타내는 방향은 별도의 렌츠 법칙임을 구분한다.

자주 하는 실수: 패러데이 법칙의 식을 정리한 노이만이나 방향을 정한 렌츠와 발견자를 혼동할 수 있다.

다른 문제에 적용: 인물 문제는 ‘현상 발견=패러데이, 방향=렌츠, 크기 식의 정리=노이만’으로 역할을 나눈다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 전기장·전속에 관한 가우스 법칙과 연결되는 인물로 전자유도 발견자가 아니다.
  • 2번 · 오답: 전자유도 기전력의 크기를 자속 변화율로 표현한 식과 관련되지만 발견자로 묻는 답은 아니다.
  • 3번 · 정답: 변하는 자속이 유도기전력과 전류를 만든다는 전자유도 현상을 발견했다.
  • 4번 · 오답: 발전기·전동기의 힘과 유도 방향을 정하는 왼손·오른손 법칙으로 구분한다.

정답 판정: 패러데이 전자유도 법칙 e=-d(NΦ)/dt

상세 정답 근거: 문장의 핵심어 ‘변하는 자속으로 유도기전력 발생’을 패러데이 전자유도 법칙에 대응시켰다.

6. 히스테리시스 곡선에서 히스테리시스 손실에 해당하는 것은?

  1. 보자력의 크기
  2. 잔류자기의 크기
  3. 보자력과 잔류자기의 곱
  4. 히스테리시스 곡선의 면적
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 B-H 히스테리시스 루프의 면적과 보자력 및 잔류자기를 구분한 학습 도식
6번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘히스테리시스 곡선의 면적’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 자성체를 한 주기 자화할 때 단위체적당 소비되는 에너지는 ∮H dB이며 B-H 히스테리시스 루프가 둘러싼 면적과 같다.

이 문제로 익힐 것

B-H 곡선의 면적이 자화 1주기당 에너지 손실임을 이해한다.

풀이 순서
  1. 가로축 H, 세로축 B인 폐곡선을 한 주기 따라간다고 본다.
  2. 단위체적당 에너지 변화 dW=H dB를 폐곡선 전체에 적분한다.
  3. 폐적분 ∮H dB가 루프 내부 면적이므로 히스테리시스 손실에 대응한다.

자주 하는 실수: 보자력 Hc와 잔류자속밀도 Br는 루프의 축 절편일 뿐 손실 그 자체가 아니다.

다른 문제에 적용: 재료 비교에서는 루프가 넓을수록 주기당 손실이 크고, 좁을수록 변압기 철심에 유리하다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 보자력은 B를 0으로 되돌리는 데 필요한 H축 절편으로 손실의 한 치수만 나타낸다.
  • 2번 · 오답: 잔류자기는 H=0에서 남는 B축 절편이며 한 주기 에너지의 적분값이 아니다.
  • 3번 · 오답: Hc×Br는 루프를 직사각형으로 근사한 값일 뿐 실제 폐곡선 면적과 일반적으로 같지 않다.
  • 4번 · 정답: 한 주기당 단위체적 에너지 ∮H dB가 B-H 루프가 둘러싼 면적과 같다.

정답 판정: 주기당 히스테리시스 에너지손실 w_h=∮H dB

상세 정답 근거: 단위체적당 1주기 손실이 폐곡선 적분 ∮H dB, 즉 B-H 루프의 면적인지 확인했다.

7. 다음 정전계 식 중 틀린 것은? (D: 전속밀도, V: 전위, ρ: 체적전하밀도, ε: 유전율)

  1. 가우스 정리: div D=ρ
  2. 포아송 방정식: ∇²V=ρ/ε
  3. 라플라스 방정식: ∇²V=0
  4. 발산 정리: ∮D·dS=∫div D dv
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘포아송 방정식: ∇²V=ρ/ε’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: E=-∇V이고 div D=ρ, D=εE이므로 균일 유전체에서는 -ε∇²V=ρ, 즉 ∇²V=-ρ/ε이다. 2번은 음의 부호가 없어 틀렸다.

이 문제로 익힐 것

가우스 법칙과 전위-전계 관계로 포아송 방정식의 부호를 유도한다.

풀이 순서
  1. 균일 유전체에서 D=εE와 div D=ρ를 결합해 ε div E=ρ로 둔다.
  2. E=-∇V를 대입하면 -ε∇²V=ρ가 된다.
  3. 따라서 ∇²V=-ρ/ε이므로 음의 부호가 없는 2번이 틀렸다고 판정한다.

자주 하는 실수: 포아송 방정식을 암기할 때 E=-∇V의 음의 부호를 빠뜨리기 쉽다.

다른 문제에 적용: 부호가 헷갈리면 공식을 외우지 말고 div D=ρ와 E=-∇V 두 식에서 즉시 유도한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 전속밀도의 가우스 법칙을 미분형으로 쓴 올바른 식이다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 올바른 식은 ∇²V=-ρ/ε이므로 음의 부호가 빠진 이 진술이 틀렸다.
  • 3번 · 옳은 진술: 전하가 없는 영역 ρ=0에서 포아송 방정식이 라플라스 방정식으로 줄어든다.
  • 4번 · 옳은 진술: 닫힌 면 적분과 체적 발산 적분을 연결하는 발산정리의 올바른 표현이다.

정답 판정: 가우스 법칙과 E=-∇V에서 유도한 포아송 방정식

상세 정답 근거: 문제가 ‘틀린 것’을 묻는다는 점과 포아송 방정식의 음의 부호를 함께 확인했다.

8. 비투자율이 서로 다른 두 자성체 경계면에 자하가 없을 때 미소 폐곡면에 출입하는 자속수를 나타낸 식은?

  1. ∮B·n dl=0
  2. ∮B·n dS=0
  3. ∫B dS=0
  4. ∫B·n sinθ dS=0
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘∮B·n dS=0’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 자기 단극자가 없으므로 div B=0이고, 가우스 정리를 미소 폐곡면에 적용하면 닫힌 면을 통과하는 순자속은 ∮B·n dS=0이다. 따라서 경계면 양쪽 B의 법선성분이 연속이다.

이 문제로 익힐 것

자속밀도의 가우스 법칙에서 경계면 법선성분의 연속조건을 이끌어 낸다.

풀이 순서
  1. 자기 단극자가 없으므로 div B=0을 출발식으로 둔다.
  2. 경계면을 가로지르는 아주 얇은 필박스에 발산정리를 적용한다.
  3. 닫힌 면의 순자속 ∮B·n dS=0에서 B1n=B2n을 얻는다.

자주 하는 실수: 폐곡선의 선적분 dl과 폐곡면의 면적분 dS를 혼동하면 1번을 고르기 쉽다.

다른 문제에 적용: ‘출입하는 자속수’는 면을 통과하는 양이므로 반드시 B·n dS 형태가 된다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: B의 플럭스는 선적분 dl이 아니라 면적분 dS로 계산해야 한다.
  • 2번 · 정답: 닫힌 미소면을 통과하는 순자속이 0이라는 가우스 자기법칙의 적분형이다.
  • 3번 · 오답: 법선벡터와 내적 및 닫힌 면 표시가 없어 방향 있는 순자속을 표현하지 못한다.
  • 4번 · 오답: 이미 B·n이 법선성분이므로 추가 sinθ를 곱하지 않으며 폐곡면 표시도 필요하다.

정답 판정: 자속에 대한 가우스 법칙 ∮B·dS=0

상세 정답 근거: 적분요소가 면적 dS이고 닫힌 면 전체의 순유출이 0인지 확인했다.

9. 공기 중 반지름 a m인 독립 금속구의 정전용량은 몇 F인가?

  1. 2πε₀a
  2. 4πε₀a
  3. 1/(2πε₀a)
  4. 1/(4πε₀a)
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘4πε₀a’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 구도체 표면전위는 V=Q/(4πε₀a)이므로 C=Q/V=4πε₀a이다.

이 문제로 익힐 것

고립 구도체의 표면전위에서 정전용량을 유도한다.

풀이 순서
  1. 반지름 a인 구 표면전위 V=Q/(4πε0a)를 쓴다.
  2. 정전용량 정의 C=Q/V에 표면전위를 대입한다.
  3. Q를 약분해 C=4πε0a를 얻는다.

자주 하는 실수: 구도체의 전위식을 정전용량 식으로 착각해 1/(4πε0a)를 고르기 쉽다.

다른 문제에 적용: 정전용량은 Q/V이므로 전위의 Q 앞 계수는 뒤집힌다는 점을 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정답의 절반으로, 무한 선전하나 다른 기하식의 계수를 혼동한 값이다.
  • 2번 · 정답: V=Q/(4πε0a)를 C=Q/V에 대입해 얻는 고립 구도체의 정전용량이다.
  • 3번 · 오답: 2πε0a를 다시 역수로 취한 형태로 차원도 F가 되지 않는다.
  • 4번 · 오답: 이는 전위 V에서 Q에 곱해지는 계수이며 정전용량은 그 역수 관계다.

정답 판정: 고립 구도체의 전위 V=Q/(4πε₀a)와 C=Q/V

상세 정답 근거: 결과가 반지름 a에 비례하고 단위가 F가 되는지 차원으로 검산했다.

10. 반지름 r m인 반원형 도선에 전류 I A가 흐를 때 반원의 중심 O에서 자계의 세기는?

  1. 2I/r
  2. I/r
  3. I/(2r)
  4. I/(4r)
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 반원형 전류 도선의 중심각과 중심 O에서의 자계 방향을 나타낸 도식
10번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘I/(4r)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 원호 중심의 자계는 H=Iθ/(4πr)이다. 반원은 θ=π이므로 H=I/(4r) AT/m이다.

이 문제로 익힐 것

원호의 중심 자계를 원호각에 비례하는 식으로 계산한다.

풀이 순서
  1. 원호 중심 자계 H=Iθ/(4πr)를 사용한다.
  2. 반원의 중심각 θ=π rad를 대입한다.
  3. π를 약분해 H=I/(4r) AT/m를 얻는다.

자주 하는 실수: 완전한 원의 H=I/(2r)를 그대로 적용하면 반원에서 2배 큰 값을 고른다.

다른 문제에 적용: 원호 문제는 완전원 값을 외우기보다 중심각 비율 θ/(2π)을 곱하면 안전하다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 완전원 자계보다 4배 큰 값으로 원호각 비율을 반대로 적용했다.
  • 2번 · 오답: 완전한 원 2π rad의 중심 자계로, 반원에는 절반을 적용해야 한다.
  • 3번 · 오답: 완전원 값에 다시 1/2을 곱하는 과정에서 분모 2를 누락한 값이다.
  • 4번 · 정답: 반원 θ=π를 H=Iθ/(4πr)에 대입한 값이다.

정답 판정: 원호 전류의 중심 자계 H=Iθ/(4πr)

상세 정답 근거: 반원은 완전원의 절반이므로 I/(2r)의 절반인 I/(4r)인지 확인했다.

11. 맥스웰의 전자방정식으로 틀린 것은?

  1. div B=Φ
  2. div D=ρ
  3. rot E=-∂B/∂t
  4. rot H=J+∂D/∂t
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘div B=Φ’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 자기 단극자가 존재하지 않으므로 자속밀도의 발산은 항상 div B=0이다. 나머지는 전속의 가우스 법칙, 패러데이 법칙, 앙페르-맥스웰 법칙이다.

이 문제로 익힐 것

맥스웰 방정식 네 식의 물리적 의미와 올바른 우변을 구분한다.

풀이 순서
  1. 자기 단극자가 관측되지 않는다는 물리적 사실을 떠올린다.
  2. 따라서 자속밀도의 발산은 div B=0이어야 한다.
  3. 나머지 식을 각각 전기 가우스·패러데이·앙페르-맥스웰 법칙과 대조한다.

자주 하는 실수: 전속 D의 발산에는 전하밀도 ρ가 있지만 자속 B의 발산에는 자속 Φ가 오지 않는다.

다른 문제에 적용: 맥스웰 네 식은 ‘전하 있음, 자기전하 없음, 변화 B가 E 생성, 전류·변화 D가 H 생성’으로 뜻을 묶는다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 자속밀도의 발산은 Φ가 아니라 0이므로 이 식이 틀렸다.
  • 2번 · 옳은 진술: 전하밀도가 전속밀도의 발산원이 된다는 전기 가우스 법칙이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 시간에 따라 변하는 자속밀도가 회전 전계를 만든다는 패러데이 법칙이다.
  • 4번 · 옳은 진술: 전도전류와 변위전류가 회전 자계를 만든다는 앙페르-맥스웰 법칙이다.

정답 판정: 맥스웰 방정식 div B=0

상세 정답 근거: ‘틀린 식’의 정답만 고른 뒤 나머지 세 식의 물리 의미도 각각 확인했다.

12. [학습용 변형] 정전평형 상태인 무한히 넓은 도체판의 관측점 쪽 한 표면에 면전하밀도ρ_s>0 C/m²가 분포한다. 그 표면 바깥 진공에서 R m 떨어진 점의 전기장 크기는? (ρ_s는 양면을 합한 총전하밀도가 아니다.)

  1. ρ_s/ε₀
  2. ρ_s/(2ε₀)
  3. ρ_s/(4πR²)
  4. ρ_s/(2R)
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 도체의 한 표면 전하밀도 ρ_s와 가우스 원통으로 E=ρ_s/ε₀를 구하고, 고립판 양면 총밀도와 구분하는 학습용 해설 도식
12번 정답 도식

정답: 1번 — ρ_s/ε₀

조건 읽기: ρ_s는 도체판의 관측점 쪽 한 표면에 실제 분포한 양의 면전하밀도이다. 판 양면을 합한 총전하/면적을 뜻하지 않는다.

원리 선택: 정전평형 도체 내부 E=0이다. 한 면을 가로지르는 가우스 원통을 잡으면 바깥쪽 면의 전기선속 EA=ρ_sA/ε₀이다.

풀이: 1) 도체 안쪽 면의 선속은E_inside=0이므로0. 옆면의 바깥쪽 법선벡터가 전기장과 수직이어서 E·n=0이다. 2) 남는 바깥 면에서 E=ρ_s/ε₀. 무한평면의 대칭 때문에 바깥쪽 거리R에 의존하지 않는다. 3) 만약 고립판 양면의 총전하/면적을ρ_s라고 정의하고 대칭으로 나뉜다면 각 면은ρ_s/2이므로 답이②로 바뀔 수 있다. 그래서 한 표면이라는 조건이 필요하다.

헷갈리기 쉬운 점: “도체판이므로항상σ/ε₀”라고만 외우지 말고 σ가 어느 면 또는 전체 전하를 나타내는지 확인한다.

적용 범위: 명확히 한 한 표면 밀도·진공·정전평형·무한평면 조건에서만 단일 정답이다. 원문의 불명확한 밀도 정의에는 의미상 모호성이 있었다.

이 문제로 익힐 것

ρ_s는 도체판의 관측점 쪽 한 표면에 실제 분포한 양의 면전하밀도이다. 판 양면을 합한 총전하/면적을 뜻하지 않는다.

풀이 순서
  1. ρ_s는 관측점 쪽 한 표면의 밀도이며, 정전평형 도체 내부의 전기장은 0이다.
  2. 남는 바깥 면에서 E=ρ_s/ε₀. 무한평면의 대칭 때문에 바깥쪽 거리R에 의존하지 않는다.
  3. 만약 고립판 양면의 총전하/면적을ρ_s라고 정의하고 대칭으로 나뉜다면 각 면은ρ_s/2이므로 답이②로 바뀔 수 있다. 그래서 한 표면이라는 조건이 필요하다.

자주 하는 실수: “도체판이므로항상σ/ε₀”라고만 외우지 말고 σ가 어느 면 또는 전체 전하를 나타내는지 확인한다.

다른 문제에 적용: ρ_s가 관측점 쪽 한 표면의 밀도인지, 고립판 양면을 합한 총전하/면적인지 먼저 구분한다. 한 면 밀도라면 E=ρ_s/ε₀이고 대칭 고립판의 총밀도라면 각 면에 절반씩 나뉜다.

선지별 해설

  • 1번: 한 표면의 면전하밀도로 정의한ρ_s에 대한 도체 바깥 전기장이다.
  • 2번: 비도체 무한 전하막에서 양쪽으로 선속을 나누거나, 고립 도체판 양면 총밀도를 주었을 때 가능한 값이다. 현재의 한 면 밀도 조건에는 맞지 않는다.
  • 3번: 거리의 역제곱은 점전하의 구대칭 관계다. 면밀도에 그대로 적용하면 단위도 전기장에 맞지 않는다.
  • 4번: 무한평면의 장은R에 반비례하지 않으며 진공 유전율도 빠져 있다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 원문에서 한 면 밀도와 양면 합산 밀도가 구분되지 않아①②가 조건에 따라 달라지는 문제를 편집 변형으로 해소했다.

13. 자계의 세기가 H AT/m인 코일을 진공 중에서 자화시키는 데 필요한 에너지 밀도는?

  1. LI²/2
  2. LI²
  3. μ₀H²/2
  4. μ₀H²
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘μ₀H²/2’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 선형매질의 자기 에너지밀도는 w=∫₀ᴴB dH이며 진공에서 B=μ₀H이므로 w=μ₀H²/2 J/m³이다. LI²/2은 코일 전체에 저장되는 에너지다.

이 문제로 익힐 것

선형 자기매질의 단위체적당 저장 에너지를 H로 표현한다.

풀이 순서
  1. 에너지밀도를 w=∫0^H B dH로 둔다.
  2. 진공의 선형관계 B=μ0H를 대입한다.
  3. 적분해 w=μ0H²/2 J/m³를 얻는다.

자주 하는 실수: LI²/2는 코일 전체 에너지이고, 이 문제는 공간의 단위체적당 에너지밀도를 묻는다.

다른 문제에 적용: ‘밀도’가 나오면 결과 단위가 J/m³인지 확인하고 B·H/2 형태를 우선 떠올린다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 코일 전체에 저장된 에너지이며 단위체적당 에너지밀도 식이 아니다.
  • 2번 · 오답: 코일 전체 에너지 식에서 필요한 1/2까지 빠진 형태다.
  • 3번 · 정답: 진공에서 B=μ0H를 w=BH/2에 대입한 올바른 에너지밀도다.
  • 4번 · 오답: 선형적으로 0부터 증가하는 B-H 면적의 삼각형 계수 1/2를 빠뜨렸다.

정답 판정: 자기 에너지밀도 w=BH/2=μ₀H²/2

상세 정답 근거: B=μ0H를 사용해 w=BH/2와 w=μ0H²/2가 같은지 확인했다.

14. 반지름 a m이고 투자율 μ인 자성체 구의 자화 세기가 J Wb/m²일 때 자기 모멘트 M은?

  1. (4/3)πa³J
  2. 4J/(3πa³)
  3. πa³/(4J)
  4. 1/(4πa³J)
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(4/3)πa³J’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 균일하게 자화된 물체의 자기모멘트는 자화 세기와 체적의 곱이다. 구의 체적이 4πa³/3이므로 M=(4/3)πa³J이다.

이 문제로 익힐 것

균일한 자화량과 물체 체적의 곱으로 총 자기모멘트를 구한다.

풀이 순서
  1. 반지름 a인 구의 체적 V=4πa³/3을 구한다.
  2. 균일 자화의 총 모멘트가 자화 세기 J와 체적의 곱이라는 출제 정의를 적용한다.
  3. M=JV=(4/3)πa³J로 정리한다.

자주 하는 실수: 반지름을 면적 πa²로만 처리하거나 J와 체적의 곱을 역수로 만들기 쉽다.

다른 문제에 적용: 균일한 ‘밀도·세기’에서 전체량을 묻는 문제는 먼저 해당 물체의 체적을 곱한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 구의 체적 4πa³/3에 자화 세기 J를 곱한 총 자기모멘트다.
  • 2번 · 오답: J를 체적으로 나눈 형태라서 물체가 커질수록 모멘트가 작아지는 잘못된 관계다.
  • 3번 · 오답: 체적과 J의 위치를 뒤집어 전체량이 밀도에 반비례하는 형태가 되었다.
  • 4번 · 오답: 차원과 비례관계가 모두 맞지 않는 역수형 선택지다.

정답 판정: 균일 자화체의 자기모멘트 M=J×체적

상세 정답 근거: 반지름이 커질수록 체적 a³에 비례해 자기모멘트가 증가하는지 확인했다.

15. 단면적 S, 자로 길이 l, 투자율 μ인 환상 솔레노이드 철심에 코일을 N회 감았을 때 자기 인덕턴스 설명으로 옳은 것은?

  1. 투자율 μ에 반비례한다.
  2. 권선수 N의 제곱에 비례한다.
  3. 자로 길이 l에 비례한다.
  4. 단면적 S에 반비례한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘권선수 N의 제곱에 비례한다.’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 환상 솔레노이드의 인덕턴스는 L=μN²S/l이다. 따라서 N², μ, S에 비례하고 l에 반비례한다.

이 문제로 익힐 것

환상 솔레노이드 인덕턴스 식에서 각 설계변수의 비례관계를 읽는다.

풀이 순서
  1. 자기저항 ℜ=l/(μS)를 쓴다.
  2. L=N²/ℜ에 대입해 L=μN²S/l을 얻는다.
  3. N은 제곱에 비례하고 μ·S에는 비례, l에는 반비례함을 판정한다.

자주 하는 실수: 권선수 N에 단순 비례한다고 생각하기 쉽지만 쇄교자속까지 N배가 되어 N²이 된다.

다른 문제에 적용: 비례관계 문제는 공식을 한 줄 적고 분자·분모 위치만 읽으면 부호 없는 실수를 줄일 수 있다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: μ는 분자에 있으므로 투자율이 커지면 L도 커진다.
  • 2번 · 정답: N이 자계 생성과 쇄교 횟수에 각각 기여해 L은 N²에 비례한다.
  • 3번 · 오답: 자로 길이 l은 자기저항을 키우므로 L은 l에 반비례한다.
  • 4번 · 오답: 단면적 S가 커지면 자기저항이 작아져 L은 S에 비례한다.

정답 판정: 환상 솔레노이드 인덕턴스 L=μN²S/l

상세 정답 근거: L=μN²S/l의 네 변수에 대한 증가·감소 방향을 모두 대조했다.

16. [학습용 변형] 정전용량 C인 평행판 공기 커패시터에 전극간격의 1/2 두께인 유리판을 평행하게 넣었다. 유리 비유전율이 ε_s일 때 정전용량은? (유리판은 전극의 전체 면적을 덮고 가장자리 효과는 무시한다.)

  1. 2ε_sC/(1+ε_s)
  2. ε_sC/(1+ε_s)
  3. (1+ε_s)C/(2ε_s)
  4. 3C/(1+1/ε_s)
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 평행판 사이 공기층과 유리층이 전계 방향으로 직렬 연결되는 복합유전체 도식
16번 정답 도식

정답: 1번 — 2ε_sC/(1+ε_s)

조건 읽기: 공기판 간격d, 면적A에서 유리가 전체 전극 면적을 덮고 두께d/2를 차지한다. 나머지d/2는 공기이며 가장자리 효과를 무시한다.

원리 선택: 장 방향으로 공기층과 유리층을 차례로 지나므로 두 커패시터의 직렬 연결과 같다. 면적을 나눠 나란히 넣는 병렬 모델과 구분한다.

풀이: 1) 원래 C=ε₀A/d. 공기층 C_air=ε₀A/(d/2)=2C. 2) 유리층 C_glass=ε_sε₀A/(d/2)=2ε_sC. 3) 1/C_eq=1/(2C)+1/(2ε_sC). 정리하면 C_eq=2ε_sC/(1+ε_s). 4) ε_s=1이면C, ε_s→∞이면2C가 되어 남은 공기층 한계와 일치한다.

헷갈리기 쉬운 점: 전극 간격을 반으로 채웠다고 전극 면적을 반으로 나눈 병렬식으로 계산하지 않는다.

적용 범위: 선형 유전체가 전극 전체 면적을 덮는 이상적인 평행판 모델이다. 일부 면적 삽입·가장자리장·유전손실은 제외한다.

이 문제로 익힐 것

공기판 간격d, 면적A에서 유리가 전체 전극 면적을 덮고 두께d/2를 차지한다. 나머지d/2는 공기이며 가장자리 효과를 무시한다.

풀이 순서
  1. 원래 C=ε₀A/d. 공기층 C_air=ε₀A/(d/2)=2C.
  2. 유리층 C_glass=ε_sε₀A/(d/2)=2ε_sC.
  3. 1/C_eq=1/(2C)+1/(2ε_sC). 정리하면 C_eq=2ε_sC/(1+ε_s).
  4. ε_s=1이면C, ε_s→∞이면2C가 되어 남은 공기층 한계와 일치한다.

자주 하는 실수: 전극 간격을 반으로 채웠다고 전극 면적을 반으로 나눈 병렬식으로 계산하지 않는다.

다른 문제에 적용: 선형 유전체가 전극 전체 면적을 덮는 이상적인 평행판 모델이다. 일부 면적 삽입·가장자리장·유전손실은 제외한다.

선지별 해설

  • 1번: 두 직렬 층의 역수 합을 정리한 식이다.
  • 2번: 정답의1/2이다. ε_s=1일 때 C/2가 되어 원래 커패시터로 돌아오지 않는다.
  • 3번: ε_s=1일 때만 맞지만 ε_s>1에서C보다 작아져 유전체 삽입의 결과와 어긋난다.
  • 4번: 3ε_sC/(1+ε_s)로 정답의1.5배이다. ε_s=1에서1.5C가 되어 틀린다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 전면적 삽입 조건을 명시하고 직렬 모델의 이유와 유전율 극한 검산을 추가했다.

17. 반사계수 Γ=0.8일 때 정재파비 S를 데시벨로 표시한 것은?

  1. 10log₁₀(1/9)
  2. 10log₁₀9
  3. 20log₁₀(1/9)
  4. 20log₁₀9
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘20log₁₀9’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 정재파비는 S=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)=1.8/0.2=9이다. 전압비의 데시벨 표시는 20log₁₀S이므로 20log₁₀9 dB이다.

이 문제로 익힐 것

반사계수에서 정재파비를 구하고 전압비의 데시벨 변환을 적용한다.

풀이 순서
  1. S=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)에 |Γ|=0.8을 넣어 S=9를 구한다.
  2. 정재파비는 전압 최대값/최소값의 비이므로 전압비다.
  3. 전압비의 dB=20log10S를 적용해 20log10 9를 얻는다.

자주 하는 실수: 전력비 공식 10log10을 사용하거나 분자·분모를 바꾸어 1/9로 만드는 실수가 많다.

다른 문제에 적용: 진폭·전압·전류비는 20log, 전력비는 10log를 적용한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: S를 1/9로 뒤집었고 전압비에 10log를 적용해 두 가지가 모두 틀렸다.
  • 2번 · 오답: S=9는 맞지만 전압비를 전력비처럼 10log로 변환했다.
  • 3번 · 오답: 20log는 맞지만 정재파비를 1/9로 역수 처리했다.
  • 4번 · 정답: S=9와 전압비 변환 20log10을 모두 올바르게 적용했다.

정답 판정: 정재파비 S=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)와 전압비 dB=20log₁₀S

상세 정답 근거: Γ=0이면 S=1, Γ가 1에 가까워질수록 S가 커지는 방향과도 일치한다.

18. 0°C에서 저항이 R₁, R₂이고 온도계수가 α₁, α₂인 두 저항선을 직렬로 연결할 때 합성저항 온도계수는?

  1. α₁R₂/(R₁+R₂)
  2. (α₁R₁+α₂R₂)/(R₁+R₂)
  3. (α₁R₁-α₂R₂)/(R₁+R₂)
  4. (α₁R₂+α₂R₁)/(R₁+R₂)
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(α₁R₁+α₂R₂)/(R₁+R₂)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 온도 t에서 합성저항은 R(t)=R₁(1+α₁t)+R₂(1+α₂t)이다. 이를 (R₁+R₂)(1+αt)와 비교하면 α=(α₁R₁+α₂R₂)/(R₁+R₂)이다.

이 문제로 익힐 것

직렬 저항의 온도계수를 저항값으로 가중평균한다.

풀이 순서
  1. 각 저항을 R1(1+α1t), R2(1+α2t)로 쓴다.
  2. 직렬 합을 (R1+R2)+(α1R1+α2R2)t로 정리한다.
  3. (R1+R2)(1+αt)와 계수를 비교해 α=(α1R1+α2R2)/(R1+R2)를 얻는다.

자주 하는 실수: 온도계수만 단순 평균하면 두 저항의 크기가 다른 경우 영향을 제대로 반영하지 못한다.

다른 문제에 적용: 합성 온도계수는 각 소자의 ‘초기 저항×온도계수’를 초기 합성저항으로 나눈 가중평균이다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: α1에 R2를 곱하고 α2 항을 빠뜨려 두 저항의 변화를 합산하지 못했다.
  • 2번 · 정답: 각 저항의 온도 증가분 αiRi를 모두 더한 뒤 전체 초기저항으로 나눈 값이다.
  • 3번 · 오답: 직렬 저항의 온도 증가분은 서로 빼지 않고 더해야 한다.
  • 4번 · 오답: 온도계수와 다른 저항을 교차 곱해 가중치의 대응을 바꾼 식이다.

정답 판정: 직렬저항의 온도변화식 R(t)=ΣR_i(1+α_it)

상세 정답 근거: α1=α2=α를 대입하면 합성 온도계수가 α(R1+R2)/(R1+R2)=α로 환원되는지 확인했다.

19. [학습용 변형] 정전용량 C인 커패시터가 전압 V로 충전돼 있을 때 정전용량 4C인 무충전 커패시터를 병렬 연결한 후 단자전압은? (충전 전원은 분리했고 외부 누설 없이 최종 정상상태에 도달한다.)

  1. V/5
  2. V/4
  3. 5V
  4. 4V
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 충전된 C와 무충전 4C 커패시터를 병렬 연결할 때 전하가 보존되는 과정 도식
19번 정답 도식

정답: 1번 — V/5

조건 읽기: 처음의 커패시터를 전원에서 분리한 후 무충전4C와 병렬 연결한다. 외부로 전하가 새지 않으며 충분히 지난 최종 상태를 묻는다.

원리 선택: 병렬 연결 후 두 커패시터는 같은 전압이 된다. 외부 전원 없는 계의 총전하 CV가 보존되므로 합성용량5C로 나눈다.

풀이: 1) 초기 총전하=CV+4C×0=CV. 2) 최종 두 양단 전압을V_f라 하면 총전하는(C+4C)V_f=5CV_f. 3) 5CV_f=CV에서V_f=V/5. 전하는 첫째CV/5, 둘째4CV/5로 나뉘어 합이CV이다.

헷갈리기 쉬운 점: 보존되는 것은 이 닫힌 계의 전하이다. 커패시터 전기장 에너지 자체가 보존된다고 두고 계산하면 틀린다. 연결 과도 중 손실·방사가 있을 수 있다.

적용 범위: 외부 전원 분리·누설 없음·정상상태 조건이다. 전압원이 연결된 채이면 전원이 전하를 공급해 답이 달라진다.

이 문제로 익힐 것

처음의 커패시터를 전원에서 분리한 후 무충전4C와 병렬 연결한다. 외부로 전하가 새지 않으며 충분히 지난 최종 상태를 묻는다.

풀이 순서
  1. 초기 총전하=CV+4C×0=CV.
  2. 최종 두 양단 전압을V_f라 하면 총전하는(C+4C)V_f=5CV_f.
  3. 5CV_f=CV에서V_f=V/5. 전하는 첫째CV/5, 둘째4CV/5로 나뉘어 합이CV이다.

자주 하는 실수: 보존되는 것은 이 닫힌 계의 전하이다. 커패시터 전기장 에너지 자체가 보존된다고 두고 계산하면 틀린다. 연결 과도 중 손실·방사가 있을 수 있다.

다른 문제에 적용: 외부 전원 분리·누설 없음·정상상태 조건이다. 전압원이 연결된 채이면 전원이 전하를 공급해 답이 달라진다.

선지별 해설

  • 1번: 전하 보존과 최종 공통 전압을 동시에 만족하는V/5이다.
  • 2번: V/4는 새4C만으로 나누어 기존C에 남는 전하를 빼먹었다.
  • 3번: 5V이면 최종 전하25CV로 초기CV와 모순된다.
  • 4번: 4V이면 최종 전하20CV로 초기CV와 모순된다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 누락된 전원 분리 조건을 보완하고 전하 보존과 에너지 보존의 혼동을 예방했다.

20. 전위 V=3xy+z+4일 때 전계 E는?

  1. 3x i+3y j+k
  2. 3y i+3x j+k
  3. 3x i-3y j-k
  4. -3y i-3x j-k
정답과 해설 보기

정답: 4

정답: 4번 — -3y i-3x j-k

조건 읽기: V는 스칼라 전위이고 i,j,k는 좌표축 단위벡터이다. 각 편미분에서는 나머지 좌표를 상수로 취급한다.

원리 선택: E=-∇V이므로 전위가 증가하는 방향의 반대로 전기장이 향한다. 전위 식을 그대로 벡터 성분으로 읽으면 안 된다.

풀이: 1) ∂V/∂x=3y, ∂V/∂y=3x, ∂V/∂z=1. 상수4는 미분하면0. 2) ∇V=3y i+3x j+k. 음수를 곱하면 E=-3y i-3x j-k. 3) 예를 들어x=2,y=5,z=7이면E=(-15,-6,-1)로 중앙차분 수치 미분 검사와 일치한다. 이 점 검사는 일반 편미분 전개를 보조하는 검산이다.

헷갈리기 쉬운 점: 3xy를 x로 미분하면3x가 아니라3y이다. 마지막의 상수4는 전기장에 영향을 주지 않는다.

적용 범위: 주어진 미분 가능한 정전위의 직교좌표계 관계이다. 시간에 따라 자기장이 변하는 비정전기장 전체를 이 전위만으로 표현한 것은 아니다.

이 문제로 익힐 것

V는 스칼라 전위이고 i,j,k는 좌표축 단위벡터이다. 각 편미분에서는 나머지 좌표를 상수로 취급한다.

풀이 순서
  1. ∂V/∂x=3y, ∂V/∂y=3x, ∂V/∂z=1. 상수4는 미분하면0.
  2. ∇V=3y i+3x j+k. 음수를 곱하면 E=-3y i-3x j-k.
  3. 예를 들어x=2,y=5,z=7이면E=(-15,-6,-1)로 중앙차분 수치 미분 검사와 일치한다. 이 점 검사는 일반 편미분 전개를 보조하는 검산이다.

자주 하는 실수: 3xy를 x로 미분하면3x가 아니라3y이다. 마지막의 상수4는 전기장에 영향을 주지 않는다.

다른 문제에 적용: 주어진 미분 가능한 정전위의 직교좌표계 관계이다. 시간에 따라 자기장이 변하는 비정전기장 전체를 이 전위만으로 표현한 것은 아니다.

선지별 해설

  • 1번: x·y 교차항의 미분에서 남는 변수를 잘못 잡았고 음의 기울기 부호도 없다.
  • 2번: 올바른 ∇V이지만 전기장은 그 음수이므로 반대다.
  • 3번: x·y 변수와 x성분 부호가 편미분 결과에 맞지 않는다.
  • 4번: 각 좌표 편미분 후 전체에 음수를 곱한 결과와 일치한다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 각 편미분과 부호를 생략 없이 보여 주고 상수 전위의 영향을 구분했다.

전기기사 · 전력공학

21. 유효낙차 100 m, 최대사용수량 20 m³/s, 수차효율 70%, 발전기효율 85%인 수력발전소의 연간 발전전력량은 약 몇 kWh인가?

  1. 2.5×10⁷
  2. 5×10⁷
  3. 10×10⁷
  4. 20×10⁷
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘10×10⁷’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 출력은 P=9.8QHη_tη_g=9.8×20×100×0.70×0.85=11662 kW이다. 이를 1년 8760시간 계속 운전하면 11662×8760≈1.02×10⁸ kWh이므로 10×10⁷ kWh에 가깝다.

이 문제로 익힐 것

수력발전기의 순간출력을 구한 뒤 운전시간을 곱해 연간 전력량으로 바꾼다.

풀이 순서
  1. 수차와 발전기의 종합효율을 0.70×0.85=0.595로 계산한다.
  2. P=9.8QHη에 대입해 P=11,662 kW를 얻는다.
  3. 1년 8,760 h를 곱해 W≈1.02×10^8 kWh로 계산한다.

자주 하는 실수: 출력 kW와 전력량 kWh를 구분하지 않거나 1년의 8,760시간을 빠뜨리기 쉽다.

다른 문제에 적용: 발전량 문제는 먼저 효율을 포함한 출력, 다음에 실제 운전시간을 곱하는 두 단계로 푼다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 계산된 출력에 약 4분의 1년만 곱한 수준으로, 연간 8,760시간 조건을 반영하지 못한다.
  • 2번 · 오답: 계산된 출력에 약 반년만 곱한 수준이라 연간 발전전력량보다 작다.
  • 3번 · 정답: 11,662 kW×8,760 h≈1.02×10^8 kWh와 가장 가까운 값이다.
  • 4번 · 오답: 낙차와 유량만으로 구한 수력에너지를 과대 적용한 값으로 두 효율을 반영한 결과가 아니다.

정답 판정: 수력발전 출력 P=9.8QHη_tη_g와 연간전력량 W=Pt

상세 정답 근거: 출력 단위 kW에 시간 h를 곱해 최종 단위가 kWh가 되는지 확인했다.

22. 3상 3선식 송전선로에서 부하전력 P_r, 수전단 선간전압 V, 1선당 저항 R, 부하역률 cosθ일 때 송전단전력은?

  1. P_r(1+P_r²/(Vcosθ))
  2. P_r(1+R/(V²cos²θ))
  3. P_r(1+P_rR/V²)
  4. P_r(1+P_rR/(V²cos²θ))
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘P_r(1+P_rR/(V²cos²θ))’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 선전류는 I=P_r/(√3Vcosθ)이고 3상 선로손실은 3I²R=P_r²R/(V²cos²θ)이다. 따라서 P_s=P_r+손실=P_r[1+P_rR/(V²cos²θ)]이다.

이 문제로 익힐 것

3상 부하전력에서 선전류와 동손을 유도해 송전단전력을 식으로 나타낸다.

풀이 순서
  1. P_r=√3VIcosθ에서 I=P_r/(√3Vcosθ)를 구한다.
  2. 3상 동손 3I²R에 대입해 P_loss=P_r²R/(V²cos²θ)를 얻는다.
  3. P_s=P_r+P_loss=P_r[1+P_rR/(V²cos²θ)]로 묶는다.

자주 하는 실수: 3상식의 √3은 동손의 3과 약분되며, 역률은 전류를 제곱하므로 cos²θ가 된다.

다른 문제에 적용: 송전단전력은 언제나 수전전력보다 선로손실만큼 크다는 물리적 관계로 식의 부호를 검산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 저항 R이 없어 선로손실을 나타낼 수 없고 괄호 안의 차원도 맞지 않는다.
  • 2번 · 오답: 손실항에 부하전력 P_r이 빠져 3I²R을 올바르게 치환하지 못한 식이다.
  • 3번 · 오답: 역률이 낮을수록 전류와 손실이 커지는 cos²θ 항을 빠뜨렸다.
  • 4번 · 정답: 수전전력에 P_r²R/(V²cos²θ)의 3상 동손을 더한 식이다.

정답 판정: 3상전력 P=√3VIcosθ와 동손 3I²R

상세 정답 근거: 괄호 안 P_rR/V²의 단위가 무차원이고 역률이 낮아지면 손실이 커지는지 확인했다.

23. 수력발전소에서 횡축에 1년 365일, 종축에 유량을 표시한 유황곡선이란?

  1. 유량이 적은 것부터 배열해 연결한 곡선
  2. 유량이 큰 것부터 배열해 연결한 곡선
  3. 월별 평균유량을 연결한 곡선
  4. 각 월의 최대유량만 연결한 곡선
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 일유량을 큰 순서로 배열한 유황곡선과 초과일수 읽는 방법을 보여주는 도식
23번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘유량이 큰 것부터 배열해 연결한 곡선’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 유황곡선은 일유량을 큰 값부터 작은 값 순으로 재배열하여 각 유량이 1년 중 며칠 이상 지속되는지를 보여준다.

이 문제로 익힐 것

유황곡선을 시간순 유량곡선과 구분하고 초과일수의 의미를 읽는다.

풀이 순서
  1. 365개의 일유량 자료를 실제 날짜 순서가 아니라 크기 순서로 다시 배열한다.
  2. 왼쪽에는 큰 유량, 오른쪽에는 작은 유량을 놓아 내림차순 곡선을 만든다.
  3. 어떤 점의 가로좌표를 그 유량 이상이 지속되는 일수로 해석한다.

자주 하는 실수: 유황곡선은 계절 변화를 보여주는 시간곡선이 아니라 지속가능한 유량을 읽는 순위곡선이다.

다른 문제에 적용: 횡축 n일의 점은 ‘그 유량이 정확히 n일 발생’이 아니라 ‘n일 이상 초과 또는 지속’한다는 뜻이다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 오름차순 배열은 초과일수를 바로 읽는 표준 유황곡선 방향과 반대다.
  • 2번 · 정답: 일유량을 큰 값부터 작은 값으로 배열해 지속일수를 나타내는 정의다.
  • 3번 · 오답: 월평균을 날짜 순으로 이으면 계절변동곡선이며 유황곡선이 아니다.
  • 4번 · 오답: 월별 최대값 12개만으로는 365일 유량의 지속성을 나타낼 수 없다.

정답 판정: 유황곡선의 초과일수-유량 정의

상세 정답 근거: 곡선이 왼쪽에서 오른쪽으로 감소하며 횡축 전체가 365일인지 확인했다.

24. 송전전압 154 kV인 2회선 선로의 길이가 240 km이고 작용정전용량이 0.02 μF/km일 때 자기여자 없이 충전하려면 최소 몇 MVA 이상의 발전기가 필요한가? (60 Hz)

  1. 78
  2. 86
  3. 89
  4. 95
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘86’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 회선당 한 상 정전용량은 0.02×240=4.8 μF이고 2회선은 9.6 μF이다. 3상 충전용량은 Q=ωCV_LL²=2π×60×9.6×10⁻⁶×(154×10³)²≈85.9 Mvar이다. 발전기용량은 이 이상이어야 하므로 약 86 MVA다.

이 문제로 익힐 것

2회선 송전선의 총 정전용량으로 충전 무효전력을 계산한다.

풀이 순서
  1. 회선당 상당 정전용량을 0.02 μF/km×240 km=4.8 μF로 구한다.
  2. 2회선이므로 총 상당 정전용량 C=9.6 μF를 사용한다.
  3. Q_c=ωCV_LL²=2π×60×9.6×10^-6×(154×10^3)²≈85.9 Mvar를 계산한다.

자주 하는 실수: 상전압을 쓰는 3C상V상² 식과 선간전압을 쓰는 CV선간² 식을 섞으면 3배 오차가 난다.

다른 문제에 적용: 문제에서 작용정전용량이 1선·1회선 기준인지 확인한 뒤 회선 수를 먼저 반영한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 주어진 2회선·60 Hz 조건을 모두 반영한 85.9 Mvar보다 작은 값이다.
  • 2번 · 정답: 계산값 85.9 Mvar를 감당하기 위한 최소 발전기 용량에 가장 가까운 값이다.
  • 3번 · 오답: 정전용량이나 주파수를 과대 반올림한 값으로 계산값보다 약 3 MVA 크다.
  • 4번 · 오답: 총 정전용량 또는 전압제곱 항을 과대 적용한 값이다.

정답 판정: 3상 선로 충전용량 Q_c=ωC_phase,total V_LL²

상세 정답 근거: Mvar 크기의 충전용량과 최소 발전기 정격 MVA를 같은 수치 기준으로 비교했다.

25. 전력계통에서 지상 무효전력 공급이 부족할 때의 대책으로 틀린 것은?

  1. 발전기의 지상 저역률 운전
  2. 수용가 역률개선용 콘덴서 개방
  3. 계통에 전력용 콘덴서 투입
  4. 동기조상기의 진상운전(과여자)
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘수용가 역률개선용 콘덴서 개방’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 전력용 콘덴서를 투입하거나 과여자 동기조상기를 운전하면 진상 무효전력을 공급해 지상 무효전력 부족을 보상한다. 이미 설치된 역률개선용 콘덴서를 개방하면 그 공급분이 사라져 부족을 악화한다.

이 문제로 익힐 것

지상 무효전력 부족 때 보상설비가 공급해야 할 무효전력의 방향을 판단한다.

풀이 순서
  1. 부하가 요구하는 지상 무효전력이 부족한 상황을 전압 저하 위험으로 해석한다.
  2. 분로콘덴서와 과여자 동기조상기가 진상 무효전력을 공급해 부족분을 상쇄함을 확인한다.
  3. 이미 공급 중인 역률개선용 콘덴서를 개방하면 보상량이 줄어 상황이 악화된다고 판정한다.

자주 하는 실수: ‘지상 무효전력을 공급한다’와 ‘지상 무효전력을 보상하기 위해 진상 무효전력을 공급한다’를 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 보상 대책은 부하 무효전력과 반대 부호의 무효전력을 계통에 넣는다고 생각한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 발전기를 적절히 과여자해 지상전류 조건으로 운전하면 계통에 무효전력을 공급할 수 있다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 콘덴서를 개방하면 진상 보상분이 사라져 부족을 악화하므로 대책이 아니다.
  • 3번 · 옳은 진술: 전력용 콘덴서 투입은 진상 무효전력을 공급해 역률과 전압을 개선한다.
  • 4번 · 옳은 진술: 과여자 동기조상기는 콘덴서처럼 진상 무효전력을 조절해 공급한다.

정답 판정: 무효전력 보상에서 분로콘덴서와 과여자 동기조상기의 진상 무효전력 공급

상세 정답 근거: 문제가 ‘대책으로 틀린 것’을 묻는다는 점과 각 설비의 무효전력 방향을 함께 확인했다.

26. 소호 원리에 따른 차단기 종류와 특성의 연결이 바르지 못한 것은?

  1. 가스차단기-SF₆를 소호매질로 사용하며 소호능력이 크다.
  2. 공기차단기-압축공기를 사용하며 압력이 높을수록 절연내력이 증가하고 차단 소음이 작다.
  3. 유입차단기-절연유로 아크를 소호하며 탱크형과 애자형이 있다.
  4. 진공차단기-진공 중에서 차단하며 절연내력이 높고 화재위험이 없으며 소형·경량이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘공기차단기-압축공기를 사용하며 압력이 높을수록 절연내력이 증가하고 차단 소음이 작다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 공기차단기는 압축공기를 아크에 분사해 소호하므로 차단 시 큰 소음이 발생하는 것이 단점이다. 따라서 '소음이 작다'는 설명이 틀렸다.

이 문제로 익힐 것

차단기의 소호매질별 장점과 단점을 구분한다.

풀이 순서
  1. 각 차단기 이름에서 소호매질인 SF6·압축공기·절연유·진공을 대응시킨다.
  2. 압축공기차단기는 고압 공기를 아크에 분사하므로 차단 시 소음이 큰 특성을 확인한다.
  3. 따라서 ‘소음이 작다’고 한 2번을 잘못된 연결로 고른다.

자주 하는 실수: 공기 자체가 깨끗한 매질이라는 장점과 압축공기 분사 때 발생하는 큰 소음을 혼동할 수 있다.

다른 문제에 적용: 기기 비교 문제는 소호능력뿐 아니라 소음·화재위험·크기·유지보수를 표로 묶어 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: SF6는 절연내력과 소호능력이 큰 가스로 가스차단기의 설명에 맞는다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 압축공기를 쓰는 것은 맞지만 차단 시 소음이 크므로 ‘소음이 작다’가 틀렸다.
  • 3번 · 옳은 진술: 절연유의 분해가스로 아크를 소호하며 탱크형과 애자형으로 구분하는 설명이 맞다.
  • 4번 · 옳은 진술: 진공차단기는 화재위험이 작고 소형·경량화에 유리하다는 설명이 맞다.

정답 판정: 공기차단기의 압축공기 아크 소호와 차단소음 특성

상세 정답 근거: 소호매질과 대표 단점을 각각 대조해 틀린 진술 하나만 남는지 확인했다.

27. 송전선로 1선 지락 시 지락전류가 가장 작은 중성점 접지방식은?

  1. 비접지 방식
  2. 직접접지 방식
  3. 저항접지 방식
  4. 소호리액터 접지 방식
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 소호리액터의 유도성 전류가 선로 대지정전용량의 지락전류를 상쇄하는 벡터 도식
27번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘소호리액터 접지 방식’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 소호리액터 접지는 중성점 리액터의 유도성 전류를 계통 대지정전용량의 용량성 지락전류와 공진시켜 상쇄하므로 1선 지락전류를 매우 작게 한다.

이 문제로 익힐 것

소호리액터 접지가 용량성 지락전류를 유도성 전류로 상쇄하는 원리를 이해한다.

풀이 순서
  1. 1선 지락 때 건전상 대지정전용량을 통해 용량성 전류가 흐름을 확인한다.
  2. 중성점 리액터의 유도성 전류가 용량성 전류와 위상 반대가 되도록 조정한다.
  3. 공진점에서 두 전류가 거의 상쇄되어 잔류 지락전류가 가장 작아진다고 판단한다.

자주 하는 실수: 비접지는 금속성 접지회로가 없지만 선로 대지정전용량을 통한 지락전류가 남는다.

다른 문제에 적용: ‘가장 작은 지락전류’는 단순히 접지하지 않는 방식보다 공진으로 전류를 상쇄하는 소호리액터 접지를 찾는다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 대지정전용량 전류가 남아 있어 공진 보상된 소호리액터 방식보다 작다고 할 수 없다.
  • 2번 · 오답: 중성점을 대지에 직접 연결해 큰 지락전류가 흘러 보호계전 동작은 확실하지만 최소 전류 방식은 아니다.
  • 3번 · 오답: 저항으로 지락전류를 제한하지만 용량성 전류를 공진 상쇄하지는 않는다.
  • 4번 · 정답: 피터슨 코일의 유도성 전류가 선로의 용량성 지락전류를 상쇄한다.

정답 판정: 피터슨 코일의 공진접지와 용량성 지락전류 보상

상세 정답 근거: 공진 조건에서 IL과 IC의 위상이 반대이고 잔류전류가 차가 되는지 확인했다.

28. 계통 안정도 증진대책이 아닌 것은?

  1. 발전기나 변압기의 리액턴스를 크게 한다.
  2. 고속도 재폐로방식을 채용한다.
  3. 속응여자방식을 채용한다.
  4. 중간조상방식을 채택한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘발전기나 변압기의 리액턴스를 크게 한다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 전력전송한계는 대체로 P_max∝1/X이므로 발전기·변압기 리액턴스를 크게 하면 전달전력이 줄고 안정도가 나빠진다. 고속재폐로, 속응여자, 중간조상은 안정도 향상대책이다.

이 문제로 익힐 것

전력각식과 고장 제거 관점에서 계통 안정도 대책을 판별한다.

풀이 순서
  1. 정상상태 전송한계 Pmax=EV/X에서 리액턴스 X의 영향을 본다.
  2. X가 커지면 Pmax가 작아지고 같은 전력을 보내는 부하각이 커져 안정 여유가 줄어든다.
  3. 고속재폐로·속응여자·중간조상은 고장시간 단축이나 전압 유지로 안정도를 높임을 확인한다.

자주 하는 실수: 단락전류를 줄이는 데 리액턴스 증가가 유리하다는 사실을 안정도 향상과 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 안정도 문제에서는 대책이 Pmax를 키우는지, 고장 제거를 빠르게 하는지, 전압을 지지하는지 묻는다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 리액턴스를 크게 하면 Pmax=EV/X가 감소하므로 안정도 증진대책이 아니다.
  • 2번 · 옳은 진술: 고장을 빠르게 제거하고 계통을 재연계해 가속 면적을 줄이는 안정도 대책이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 고장 중·후 발전기 내부전압을 빠르게 회복해 동기화력을 높인다.
  • 4번 · 옳은 진술: 선로 중간 전압을 지지하고 전송리액턴스의 효과를 줄여 안정도를 높인다.

정답 판정: 전력각식 P_max=EV/X와 고장 제거·전압 유지에 따른 안정도

상세 정답 근거: 문제가 ‘아닌 것’을 묻고 있으며 X 증가가 전송한계를 낮추는 방향인지 확인했다.

29. 영상전압과 영상전류를 이용하는 계전기는 어디에 이용되는가?

  1. 지락고장 회선의 선택차단
  2. 단선사고 예방
  3. 과부하 차단
  4. 전압강하 경감
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘지락고장 회선의 선택차단’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 영상전압과 영상전류는 대지로 귀로가 생기는 지락고장에서 나타난다. 두 양의 위상관계를 판별하면 다회선 중 지락회선을 선택하여 차단할 수 있다.

이 문제로 익힐 것

영상분이 지락고장을 검출하고 고장회선을 선택하는 데 쓰이는 이유를 설명한다.

풀이 순서
  1. 정상 평형상태에서는 세 상의 합이 0이라 영상전압·영상전류가 거의 없음을 확인한다.
  2. 대지 귀로가 생기는 지락고장에서는 3V0와 3I0가 나타난다.
  3. 두 영상량의 위상·방향을 비교해 어느 회선의 지락인지 선택한다.

자주 하는 실수: 영상분은 모든 불평형에 쓰이는 일반 검출량이 아니라 특히 대지 귀로가 있는 지락과 직접 연결된다.

다른 문제에 적용: ‘영상전압+영상전류’가 함께 나오면 선택지락계전기의 방향판별을 우선 떠올린다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 영상전압과 영상전류의 위상관계로 여러 회선 중 지락회선을 골라 차단하는 용도다.
  • 2번 · 오답: 단선은 역상분 등 불평형 분석 대상이지만 이 두 영상량의 대표 용도는 선택지락 보호다.
  • 3번 · 오답: 과부하는 주로 상전류 크기와 열적 시간특성으로 검출한다.
  • 4번 · 오답: 전압강하는 전압조정·무효전력 문제이며 영상량으로 경감하지 않는다.

정답 판정: 선택지락계전기의 영상전압·영상전류 방향판별

상세 정답 근거: 대지 귀로가 없는 선간단락에서는 I0=0이라는 반례로 용도를 확인했다.

30. 3상 차단기의 정격전압이 170 kV이고 정격차단전류가 50 kA일 때 정격차단용량은 약 몇 MVA인가?

  1. 5000
  2. 10000
  3. 15000
  4. 20000
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘15000’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 3상 차단용량은 √3VI이므로 √3×170×50=14722 MVA이다. 표준 보기 중 약 15000 MVA다.

이 문제로 익힐 것

3상 차단기의 정격전압과 정격차단전류로 차단용량을 계산한다.

풀이 순서
  1. 3상 피상전력식 S=√3VI를 선택한다.
  2. kV와 kA의 곱이 바로 MVA가 됨을 이용해 √3×170×50을 계산한다.
  3. 14,722 MVA를 보기의 약 15,000 MVA로 반올림한다.

자주 하는 실수: 단상식 VI를 쓰면 √3을 빠뜨려 약 8,500 MVA가 된다.

다른 문제에 적용: 차단용량 문제에서 전압이 선간전압이면 √3VI를 사용하고 kV·kA=MVA로 단위를 간단히 맞춘다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정격전압·전류의 곱보다도 작은 값으로 3상 계수와 주어진 수치를 반영하지 못했다.
  • 2번 · 오답: VI=8,500 MVA에 가까운 값을 거칠게 반올림한 수준으로 √3 적용이 불완전하다.
  • 3번 · 정답: √3×170 kV×50 kA=14,722 MVA와 가장 가까운 표준 보기다.
  • 4번 · 오답: 계산값보다 약 36% 큰 값으로 정격 조건에서 나오지 않는다.

정답 판정: 3상 차단용량 S=√3V_rated I_break

상세 정답 근거: 170 kV×50 kA=8,500 MVA에 √3을 곱하면 약 14.7 GVA인지 역산했다.

31. 장거리 송전선로의 4단자정수 특징으로 옳은 것은?

  1. B=C
  2. A=C
  3. A=D
  4. B=D
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘A=D’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 균일한 수동 상호선로는 송·수전단이 대칭이므로 A=D이며, 또한 AD-BC=1을 만족한다. B와 C는 차원이 달라 일반적으로 같지 않다.

이 문제로 익힐 것

대칭 장거리 선로의 4단자정수 관계를 구분한다.

풀이 순서
  1. 송전단과 수전단 관계를 [Vs; Is]=[A B; C D][Vr; Ir]로 둔다.
  2. 균일 분포정수선로에서 A=D=cosh(γl)임을 적용한다.
  3. B=Zc sinh(γl), C=(1/Zc)sinh(γl)라 차원이 다름을 확인한다.

자주 하는 실수: B와 C는 모양이 비슷하지만 각각 Ω과 S 차원을 가져 서로 같을 수 없다.

다른 문제에 적용: 4단자정수 선택지는 먼저 단위를 확인하면 B=C, A=C 같은 오답을 빠르게 제거할 수 있다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: B는 임피던스 차원, C는 어드미턴스 차원이라 일반적으로 같지 않다.
  • 2번 · 오답: A는 무차원이고 C는 어드미턴스 차원이므로 같은 양이 아니다.
  • 3번 · 정답: 대칭인 균일 장거리 선로에서 송·수전단 계수 A와 D가 같다.
  • 4번 · 오답: B는 임피던스 차원이고 D는 무차원이므로 같을 수 없다.

정답 판정: 분포정수선로 A=D=coshγl

상세 정답 근거: A=D와 함께 상호선로의 AD-BC=1 관계도 성립하는지 확인했다.

32. 154 kV 송전계통 절연협조에서 절연레벨이 낮은 순서는?

  1. 선로애자→결합콘덴서→피뢰기 제한전압→변압기 코일→기기부싱
  2. 결합콘덴서→변압기 코일→기기부싱→피뢰기 제한전압→선로애자
  3. 기기부싱→피뢰기 제한전압→선로애자→결합콘덴서→변압기 코일
  4. 피뢰기 제한전압→변압기 코일→기기부싱→결합콘덴서→선로애자
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 피뢰기 제한전압부터 선로애자까지 절연레벨이 단계적으로 높아지는 순서 도식
32번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘피뢰기 제한전압→변압기 코일→기기부싱→결합콘덴서→선로애자’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 보호기기인 피뢰기의 제한전압을 가장 낮게 두고, 가장 보호가 어려운 선로애자의 절연강도를 가장 높게 잡는다. 통상 순서는 피뢰기 제한전압<변압기 코일<기기부싱<결합콘덴서<선로애자다.

이 문제로 익힐 것

피뢰기에서 선로애자로 이어지는 절연협조의 보호수준 순서를 이해한다.

풀이 순서
  1. 피뢰기는 과전압을 제한해야 하므로 보호대상보다 가장 낮은 제한전압을 갖게 한다.
  2. 변압기 코일과 기기부싱은 피뢰기보다 높은 절연레벨로 단계적으로 협조한다.
  3. 외부에 노출되고 보호가 어려운 결합콘덴서와 선로애자 쪽으로 절연레벨이 높아지는 순서를 고른다.

자주 하는 실수: 절연레벨이 높을수록 먼저 방전하는 것이 아니라 더 큰 과전압까지 견딘다는 뜻이다.

다른 문제에 적용: 낮은 순서는 ‘피뢰기가 먼저 제한 → 값비싼 내부기기 보호 → 외부 선로 절연이 가장 높음’으로 이해한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 가장 높은 쪽인 선로애자에서 시작하고 피뢰기를 중간에 두어 보호협조 순서가 반대다.
  • 2번 · 오답: 피뢰기 제한전압을 기기 뒤에 두어 보호기기가 먼저 동작해야 한다는 원칙에 어긋난다.
  • 3번 · 오답: 기기부싱을 피뢰기보다 낮게 놓고 변압기 코일을 가장 높게 두어 단계가 뒤섞였다.
  • 4번 · 정답: 피뢰기 제한전압<변압기 코일<기기부싱<결합콘덴서<선로애자의 표준 배열이다.

정답 판정: 154kV 계통의 절연협조 보호수준과 기기 BIL 배열

상세 정답 근거: 피뢰기 제한전압이 가장 낮고 변압기 코일·기기부싱·결합콘덴서·선로애자 순으로 높아지는지 확인했다.

33. 파동임피던스가 300 Ω인 가공송전선의 1 km당 인덕턴스는? (저항과 누설컨덕턴스 무시)

  1. 1.0 mH/km
  2. 1.2 mH/km
  3. 1.5 mH/km
  4. 1.8 mH/km
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.0 mH/km’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 무손실선로에서 Z₀=√(L/C), 전파속도 v=1/√(LC)이므로 L=Z₀/v이다. 가공선의 v≈3×10⁸ m/s를 쓰면 L=300/(3×10⁸)=1×10⁻⁶ H/m=1.0 mH/km이다.

이 문제로 익힐 것

무손실 선로의 파동임피던스와 전파속도로 단위길이당 인덕턴스를 구한다.

풀이 순서
  1. Z0=√(L/C), v=1/√(LC)의 두 식을 곱해 Z0/v=L을 얻는다.
  2. 가공선의 전파속도를 약 3×10^8 m/s로 둔다.
  3. L=300/(3×10^8)=1×10^-6 H/m=1.0 mH/km로 변환한다.

자주 하는 실수: H/m에서 mH/km로 바꿀 때 10^3이 두 번 상쇄되어 수치가 같아지는 점을 놓치기 쉽다.

다른 문제에 적용: Z0와 v가 주어지면 L=Z0/v, C=1/(Z0v)를 한 쌍으로 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 1×10^-6 H/m를 km 기준으로 바꾼 1.0×10^-3 H/km, 즉 1.0 mH/km다.
  • 2번 · 오답: 전파속도를 2.5×10^8 m/s 정도로 잘못 가정해야 나오는 값이다.
  • 3번 · 오답: 단위 변환 또는 전파속도 적용을 과대 계산한 값이다.
  • 4번 · 오답: 주어진 Z0와 공기 중 전파속도에서 계산되는 값보다 80% 크다.

정답 판정: 무손실선로 Z₀=√(L/C), v=1/√(LC)

상세 정답 근거: C=1/(Z0v)를 함께 구해 √(L/C)=300 Ω으로 되돌아오는지 확인했다.

34. 송전선로의 코로나 임계전압이 높아지는 경우는?

  1. 기압이 낮아질 때
  2. 전선 지름이 클 때
  3. 온도가 높을 때
  4. 상대공기밀도가 작을 때
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘전선 지름이 클 때’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 코로나 임계전압은 공기밀도와 전선 반지름이 클수록 높아진다. 낮은 기압과 높은 온도는 상대공기밀도를 낮춰 임계전압을 낮춘다.

이 문제로 익힐 것

코로나 임계전압에 영향을 주는 공기밀도와 전선 반지름의 방향을 판단한다.

풀이 순서
  1. 피크식의 주요 비례관계 Vd∝δr ln(D/r)를 적는다.
  2. 기압 저하와 온도 상승은 상대공기밀도 δ를 낮춘다고 본다.
  3. 전선 지름 증가는 표면 전계집중을 완화해 임계전압을 높인다고 판단한다.

자주 하는 실수: 전선이 굵으면 전하가 많아져 코로나가 쉬워진다고 직관적으로 오해할 수 있지만 표면 전계는 완화된다.

다른 문제에 적용: 코로나를 억제하는 방향은 공기밀도 증가와 전선 굵기 증가다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 기압 저하는 상대공기밀도를 낮춰 공기 절연이 약해지므로 임계전압이 낮아진다.
  • 2번 · 정답: 전선 반지름이 커지면 표면 전계가 완화되어 코로나 시작전압이 높아진다.
  • 3번 · 오답: 온도 상승은 같은 기압에서 공기밀도를 낮춰 임계전압을 낮춘다.
  • 4번 · 오답: 상대공기밀도가 작으면 공기가 이온화되기 쉬워 임계전압이 낮아진다.

정답 판정: 피크의 코로나 임계전압 V_d∝δr ln(D/r)

상세 정답 근거: 보기 중 δ 또는 r을 증가시키는 방향은 전선 지름 증가뿐인지 확인했다.

35. 가공지선의 설치목적이 아닌 것은?

  1. 전압강하 방지
  2. 직격뢰 차폐
  3. 유도뢰 정전차폐
  4. 통신선 전자유도장해 경감
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘전압강하 방지’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 가공지선은 낙뢰를 차폐하고 접지로 방류하며 통신선 유도장해도 줄일 수 있다. 부하전류가 흐르는 전력선의 전압강하를 줄이는 장치는 아니다.

이 문제로 익힐 것

가공지선의 낙뢰 보호기능과 전력선의 전압강하 기능을 구분한다.

풀이 순서
  1. 가공지선이 전력선보다 위에서 직격뢰를 먼저 받아 차폐함을 확인한다.
  2. 철탑 접지를 통해 뇌전류를 대지로 방류하고 유도장해를 줄이는 효과를 정리한다.
  3. 정상 부하전류를 전달하는 선로의 전압강하를 줄이는 장치는 아님을 판정한다.

자주 하는 실수: ‘선로 성능 개선’이라는 넓은 표현 때문에 낙뢰 보호와 정상상태 전압조정을 섞기 쉽다.

다른 문제에 적용: 가공지선은 정상 운전 전류가 아니라 낙뢰·유도 전류의 안전한 경로라는 점을 기준으로 본다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 가공지선은 부하전류 경로의 저항·리액턴스를 줄이지 않으므로 전압강하 방지 목적이 아니다.
  • 2번 · 옳은 진술: 전력선 위에서 직격뢰를 받아 전력선을 차폐하는 핵심 목적이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 뇌운 전계에 의한 유도뢰를 정전 차폐하는 효과가 있다.
  • 4번 · 옳은 진술: 접지된 가공지선은 전자결합을 줄여 인근 통신선의 유도장해를 완화할 수 있다.

정답 판정: 가공지선의 직격뢰 차폐·접지 방류 기능

상세 정답 근거: 문제가 ‘설치목적이 아닌 것’을 묻고 정상상태 전압강하만 성격이 다른지 확인했다.

36. 송전철탑에서 역섬락을 방지하기 위한 대책은?

  1. 가공지선 설치
  2. 탑각 접지저항 감소
  3. 전력선 연가
  4. 아크혼 설치
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 낙뢰전류가 철탑 접지저항을 지나며 전위상승과 역섬락을 만드는 경로 도식
36번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘탑각 접지저항 감소’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 낙뢰전류가 철탑으로 흐를 때 탑각 접지저항이 크면 철탑 전위가 상승해 애자련을 역방향으로 섬락시킨다. 접지저항을 낮추면 전위상승 I_lR_t가 감소한다.

이 문제로 익힐 것

철탑의 전위상승과 애자련 역섬락의 관계로 방지대책을 고른다.

풀이 순서
  1. 낙뢰전류 Il이 철탑과 탑각 접지를 통해 대지로 흐르는 경로를 그린다.
  2. 철탑 전위상승을 대략 Vt≈IlRt로 본다.
  3. Rt를 낮추면 철탑과 전력선 사이 전압이 줄어 애자련 역섬락 가능성이 낮아진다고 판단한다.

자주 하는 실수: 가공지선은 직격뢰 차폐에는 중요하지만 철탑에 유입된 뇌전류로 생기는 역섬락의 직접 대책은 접지저항 저하다.

다른 문제에 적용: ‘역섬락’이 보이면 철탑전위 상승 IlRt를 줄이는 탑각 접지를 먼저 찾는다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 가공지선은 전력선 직격뢰를 줄이지만 철탑전위 상승을 직접 낮추는 답은 아니다.
  • 2번 · 정답: 탑각 접지저항을 낮추면 같은 낙뢰전류에서 철탑전위 상승이 작아져 역섬락을 억제한다.
  • 3번 · 오답: 연가는 상간 인덕턴스·정전용량 불평형을 줄이는 대책으로 낙뢰 역섬락과 무관하다.
  • 4번 · 오답: 아크혼은 섬락 경로를 제어해 애자를 보호하지만 역섬락 발생원인인 철탑전위 상승을 줄이지 않는다.

정답 판정: 역섬락 전위상승 V_t≈I_lightning R_t

상세 정답 근거: Vt≈IlRt에서 Rt 감소가 애자 양단 과전압 감소로 이어지는지 확인했다.

37. 전력원선도에서 알 수 없는 것은?

  1. 송수전 가능한 최대전력
  2. 선로손실
  3. 수전단 역률
  4. 코로나손
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘코로나손’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전력원선도는 주어진 선로정수와 전압에서 유·무효전력, 역률, 손실, 최대전력 등을 기하학적으로 구한다. 코로나손은 기상·전선표면·공기밀도에 좌우되는 별도 현상으로 원선도에서 구할 수 없다.

이 문제로 익힐 것

전력원선도로 구할 수 있는 전기량과 별도 물리현상인 코로나손을 구분한다.

풀이 순서
  1. 전력원선도가 일정 전압·선로정수에서 유효전력과 무효전력의 궤적임을 확인한다.
  2. 원선도의 위치·반경에서 최대전력, 역률, 선로손실을 읽을 수 있음을 정리한다.
  3. 기상·전선표면·공기밀도에 좌우되는 코로나손은 원선도 변수만으로 정해지지 않는다고 판정한다.

자주 하는 실수: 모든 송전선 손실을 원선도에서 구한다고 생각해 코로나손까지 포함시키기 쉽다.

다른 문제에 적용: 도구의 입력변수에 없는 기상·표면상태가 필요한 물리량은 그 도구에서 직접 구할 수 없다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 원선도의 전력한계점에서 송·수전 가능한 최대전력을 읽을 수 있다.
  • 2번 · 오답: 송전단과 수전단 유효전력 차 또는 원선도 관계로 선로손실을 구할 수 있다.
  • 3번 · 오답: 수전단 유효·무효전력 성분으로 역률을 판정할 수 있다.
  • 4번 · 정답: 코로나손은 기상과 전선 표면조건이 필요하므로 전력원선도만으로 알 수 없다.

정답 판정: 송전선 전력원선도의 유효·무효전력 궤적

상세 정답 근거: 문제가 ‘알 수 없는 것’을 묻고 원선도 좌표에 직접 나타나지 않는 양을 골랐다.

38. 동기조상기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동기전동기의 V곡선을 이용한다.
  2. 동기전동기를 과여자로 하여 콘덴서처럼 사용한다.
  3. 전부하로 운전되는 동기전동기로 역률을 개선한다.
  4. 송전계통 전압을 일정하게 유지하기 위한 설비다.
정답과 해설 보기

정답: 3

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 3번 ‘전부하로 운전되는 동기전동기로 역률을 개선한다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 동기조상기는 기계부하 없이 무부하 운전하는 동기전동기의 여자전류를 조정해 무효전력을 공급·흡수한다. 전부하로 운전한다는 3번이 틀렸다.

이 문제로 익힐 것

동기조상기의 기계부하 상태와 여자조절 기능을 이해한다.

풀이 순서
  1. 동기조상기를 축의 기계부하 없이 운전하는 동기전동기로 정의한다.
  2. 과여자 때 진상 무효전력을 공급하고 부족여자 때 흡수함을 확인한다.
  3. 전부하로 운전한다는 진술이 조상기 정의와 어긋난다고 판정한다.

자주 하는 실수: 공장 동기전동기가 부하를 구동하면서 역률을 개선하는 경우와 전용 동기조상기를 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 동기조상기는 ‘무부하 동기전동기+여자전류 조절’이라는 두 단어로 정의한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 계자전류에 따른 전기자전류의 V곡선을 이용해 무효전력을 조절한다.
  • 2번 · 옳은 진술: 과여자 운전 시 콘덴서처럼 진상 무효전력을 공급한다.
  • 3번 · 정답(틀린 진술): 동기조상기는 기계적 전부하가 아니라 원칙적으로 무부하 운전하므로 이 진술이 틀렸다.
  • 4번 · 옳은 진술: 무효전력을 연속 조절해 송전계통 전압을 유지하는 설비다.

정답 판정: 무부하 동기전동기형 조상기의 과여자·부족여자 운전

상세 정답 근거: ‘틀린 설명’의 선택지만 무부하라는 정의와 충돌하는지 확인했다.

39. 3상 동기발전기 단자 고장 시 영상전류 I₀, 정상전류 I₁, 역상전류 I₂가 같은 경우는?

  1. 1선 지락고장
  2. 2선 지락고장
  3. 선간 단락고장
  4. 3상 단락고장
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 1선 지락에서 정상분 역상분 영상분 회로가 직렬로 연결되어 전류가 같은 도식
39번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1선 지락고장’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 1선 지락에서는 정상·역상·영상 회로가 직렬로 연결되므로 I₀=I₁=I₂가 된다. 선간단락에는 영상전류가 없고 3상단락에는 정상분만 존재한다.

이 문제로 익힐 것

고장 종류별 대칭분 회로 연결과 영상전류 존재 여부를 판별한다.

풀이 순서
  1. 1선 지락은 한 상에서 대지로 전류가 흐르는 고장임을 확인한다.
  2. 이 고장에서는 정상·역상·영상 회로가 직렬 연결된다.
  3. 직렬 회로의 전류가 같으므로 I0=I1=I2가 된다고 결론낸다.

자주 하는 실수: 상전류 Ia와 대칭분 I0·I1·I2를 같은 값으로 착각하지 않는다. 1선 지락에서 Ia=3I0다.

다른 문제에 적용: 고장 해석은 ‘1선지락=세 회로 직렬, 선간단락=정상·역상, 3상단락=정상분만’으로 연결도를 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 정상·역상·영상 회로가 직렬이므로 세 대칭분 전류가 같다.
  • 2번 · 오답: 2선 지락은 세 회로가 더 복잡하게 병렬 결합되어 세 전류가 같지 않다.
  • 3번 · 오답: 선간단락은 대지 귀로가 없어 영상전류 I0가 0이다.
  • 4번 · 오답: 대칭 3상단락은 정상분만 존재하고 I2=I0=0이다.

정답 판정: 대칭좌표법 1선 지락의 정상·역상·영상 직렬접속

상세 정답 근거: 1선 지락 경계조건 Ib=Ic=0에서 Ia=3I0=3I1=3I2가 되는지 확인했다.

40. 특유속도가 가장 낮은 수차는?

  1. 사류수차
  2. 프로펠러수차
  3. 프란시스수차
  4. 펠톤수차
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 펠톤 프란시스 사류 프로펠러 수차를 특유속도와 낙차 순으로 배열한 도식
40번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘펠톤수차’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 고낙차·소유량 충동수차인 펠톤수차는 특유속도가 가장 낮다. 프란시스는 중간, 프로펠러·카플란은 저낙차·대유량으로 특유속도가 높다.

이 문제로 익힐 것

낙차와 유량에 따른 수차 형식별 특유속도의 상대적 크기를 구분한다.

풀이 순서
  1. 특유속도가 낮을수록 고낙차·소유량 수차에 대응한다고 본다.
  2. 펠톤수차가 고낙차용 충동수차임을 확인한다.
  3. 프란시스는 중간, 프로펠러·카플란은 저낙차·대유량으로 갈수록 특유속도가 높다고 배열한다.

자주 하는 실수: 회전속도가 빠르다는 일상적 의미와 형상·낙차를 나타내는 특유속도를 동일시하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 수차는 ‘펠톤(고낙차·낮은 Ns)→프란시스→사류→프로펠러/카플란(저낙차·높은 Ns)’ 축으로 정리한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 사류수차는 축류와 방사류의 중간 성격으로 펠톤보다 특유속도가 높다.
  • 2번 · 오답: 프로펠러수차는 저낙차·대유량에 적합해 특유속도가 매우 높다.
  • 3번 · 오답: 프란시스수차는 중낙차 영역으로 펠톤보다 특유속도가 높다.
  • 4번 · 정답: 고낙차·소유량 충동수차인 펠톤수차가 보기 중 특유속도가 가장 낮다.

정답 판정: 수차 형식별 특유속도 범위

상세 정답 근거: 특유속도 증가 방향이 낙차 감소·유량 증가 방향과 일치하는지 확인했다.

전기기사 · 전기기기

41. 사이리스터를 이용한 교류전압 크기 제어방식은?

  1. 정지 레오나드 방식
  2. 초퍼 방식
  3. 위상제어 방식
  4. TRC 방식
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 교류 정현파에서 사이리스터 점호각 알파 이후만 도통하는 위상제어 파형 도식
41번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘위상제어 방식’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 사이리스터의 점호각을 매 반주기 조절하면 부하에 인가되는 교류 파형의 도통구간과 실효값이 바뀐다. 이것이 교류전압의 위상제어 방식이다.

이 문제로 익힐 것

사이리스터의 점호각으로 교류 부하전압의 실효값을 조절하는 원리를 구분한다.

풀이 순서
  1. 사이리스터는 켜진 뒤 전류가 0이 될 때까지 도통한다는 특성을 떠올린다.
  2. 각 반주기에서 점호를 α만큼 지연하면 부하에 전달되는 파형 구간이 짧아짐을 확인한다.
  3. 도통각 변화로 교류 실효값을 조절하므로 위상제어 방식으로 판정한다.

자주 하는 실수: 초퍼도 사이리스터를 사용할 수 있지만 초퍼는 직류를 단속해 평균 직류전압을 바꾸는 방식이다.

다른 문제에 적용: 전원 주파수의 한 주기 안에서 켜는 시점을 바꾸면 위상제어, 직류를 반복 개폐하면 초퍼로 구분한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정지 레오나드 방식은 정류장치로 직류전동기 전기자전압을 제어하는 계통이다.
  • 2번 · 오답: 초퍼 방식은 주로 직류 입력을 고속 스위칭해 평균 직류전압을 제어한다.
  • 3번 · 정답: 교류 매 반주기의 점호각을 조절해 도통구간과 실효전압을 바꾸는 방식이다.
  • 4번 · 오답: TRC는 리액터 전류를 제어하는 무효전력 보상 맥락의 명칭으로 일반적인 교류전압 크기 제어 답이 아니다.

정답 판정: 사이리스터 점호각 α에 따른 교류 위상제어

상세 정답 근거: 점호각 α가 커질수록 도통구간과 부하 실효전압이 감소하는지 확인했다.

42. 직류기에 보극을 설치하는 목적으로 틀린 것은?

  1. 난조 방지
  2. 정류자 불꽃 방지
  3. 리액턴스전압 상쇄
  4. 중성축 이동 방지
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘난조 방지’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 보극은 전기자전류에 비례하는 자속으로 정류구역의 전기자반작용과 리액턴스전압을 상쇄해 불꽃과 중성축 이동을 줄인다. 난조 방지는 동기기의 제동권선과 관련된다.

이 문제로 익힐 것

직류기 보극의 정류 개선 기능과 동기기 제동권선의 난조 방지 기능을 구분한다.

풀이 순서
  1. 보극이 주자극 사이 정류구역에 설치되고 전기자전류와 비례하는 자속을 만든다고 본다.
  2. 정류 중 코일의 리액턴스전압과 전기자반작용을 상쇄해 불꽃과 중성축 이동을 줄임을 정리한다.
  3. 난조 방지는 동기기의 제동권선 기능이므로 보극 목적이 아니라고 판정한다.

자주 하는 실수: ‘극’이라는 이름 때문에 직류기 보극과 동기기 제동권선의 역할을 섞기 쉽다.

다른 문제에 적용: 보극은 정류, 보상권선은 전기자반작용, 제동권선은 난조 방지로 핵심 기능을 나눈다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 난조 억제는 동기기 제동권선의 대표 기능으로 직류기 보극의 설치 목적이 아니다.
  • 2번 · 옳은 진술: 보극은 정류구역 자속을 바로잡아 정류자와 브러시 사이 불꽃을 줄인다.
  • 3번 · 옳은 진술: 정류코일에 생기는 리액턴스전압을 상쇄해 전류 반전을 돕는다.
  • 4번 · 옳은 진술: 부하에 따른 중성축 이동을 보상해 브러시를 기하학적 중성축에 둘 수 있게 한다.

정답 판정: 직류기 보극의 정류개선 기능

상세 정답 근거: 문제가 ‘틀린 목적’을 묻고 난조만 교류 동기기 현상인지 확인했다.

43. 동기발전기의 단락비를 계산하는 데 필요한 시험은?

  1. 부하시험과 돌발단락시험
  2. 단상단락시험과 3상단락시험
  3. 무부하 포화시험과 3상단락시험
  4. 정상·역상·영상 리액턴스 측정시험
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘무부하 포화시험과 3상단락시험’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 단락비는 정격전압을 만드는 무부하 계자전류를 정격 단락전류를 만드는 계자전류로 나눈 값이다. 따라서 무부하 포화곡선과 3상 단락특성이 필요하다.

이 문제로 익힐 것

동기발전기 단락비의 정의에서 필요한 두 시험을 역으로 찾는다.

풀이 순서
  1. 단락비를 정격 무부하전압을 만드는 계자전류와 정격 단락전류를 만드는 계자전류의 비로 정의한다.
  2. 첫 계자전류는 무부하 포화시험의 개방회로특성에서 읽는다.
  3. 둘째 계자전류는 3상 단락시험의 단락특성에서 읽는다.

자주 하는 실수: 돌발단락시험은 과도·초과도 리액턴스 측정에 쓰이며 단락비 정의의 두 곡선과 다르다.

다른 문제에 적용: 단락비 문제는 OCC와 SCC, 즉 무부하 포화곡선과 3상 단락곡선의 같은 계자전류 축을 비교한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 부하시험과 돌발단락시험은 단락비 정의의 무부하 정격전압·정상 단락전류 두 점을 주지 않는다.
  • 2번 · 오답: 단상과 3상 단락시험만으로는 정격 무부하전압을 만드는 계자전류를 알 수 없다.
  • 3번 · 정답: 무부하 포화특성과 3상 단락특성에서 필요한 두 계자전류를 각각 읽는다.
  • 4번 · 오답: 대칭분 리액턴스 측정은 고장해석용이며 단락비를 직접 정하는 시험 조합이 아니다.

정답 판정: 동기발전기 단락비 K_sc=I_f,OC/I_f,SC

상세 정답 근거: Ksc=If,OC/If,SC의 분자와 분모가 각각 어떤 시험에서 얻어지는지 확인했다.

44. 일반 전동기와 비교한 리니어전동기의 장점이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단해 신뢰성이 높다.
  2. 마찰 전달기구 없이 추진력을 얻는다.
  3. 원심력에 의한 속도제한이 없어 고속을 얻기 쉽다.
  4. 기어·벨트 없이 직접 원운동을 얻는다.
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘기어·벨트 없이 직접 원운동을 얻는다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 리니어전동기는 회전형 전동기를 펼친 구조로 직접 직선운동을 만든다. 기어·벨트 없이 직접 원운동을 얻는다는 설명은 작동형태와 반대다.

이 문제로 익힐 것

리니어전동기의 직접 직선운동 특성과 일반 회전기의 특성을 구분한다.

풀이 순서
  1. 리니어전동기를 회전형 전동기를 펼쳐 놓은 구조로 이해한다.
  2. 기어·벨트·크랭크 없이 직접 직선추력을 얻는 장점을 정리한다.
  3. 직접 원운동을 얻는다는 진술은 리니어전동기의 운동 형태와 반대라고 판정한다.

자주 하는 실수: 전달기구가 없다는 장점을 ‘원운동을 직접 얻는다’로 잘못 확대하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 리니어는 직선, 일반 전동기는 회전이라는 출력 운동의 형태를 먼저 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 회전-직선 변환기구가 줄어 구조를 단순화하고 신뢰성을 높일 수 있다.
  • 2번 · 옳은 진술: 마찰 전달기구 없이 전자력으로 직접 직선추력을 얻는 대표 장점이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 회전체 원심력의 제약이 없어 고속 직선운동에 유리하다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 리니어전동기가 직접 만드는 것은 원운동이 아니라 직선운동이므로 장점이 아니다.

정답 판정: 리니어전동기의 직접 직선추력 특성

상세 정답 근거: 문제가 ‘장점이 아닌 것’을 묻고 출력 운동이 원운동이라는 진술만 정의와 충돌하는지 확인했다.

45. 전동기 전원측에 저항을 직렬로 넣어 감압 기동하고 가속하면서 저항을 줄인 뒤 전속도에서 단락하는 방식은?

  1. 직입기동
  2. Y-Δ기동
  3. 1차 저항기동
  4. 기동보상기 기동
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1차 저항기동’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 고정자 1차회로에 직렬저항을 넣어 초기 전압과 기동전류를 낮추고 속도가 오르면 저항을 단계적으로 제거하는 방식이 1차 저항기동이다.

이 문제로 익힐 것

유도전동기 기동법을 전원측에 넣는 소자의 종류와 제거 과정으로 식별한다.

풀이 순서
  1. 기동 순간 전원과 고정자 사이에 저항이 직렬로 들어간 조건을 찾는다.
  2. 저항에서 전압이 떨어져 전동기 단자전압과 기동전류가 줄어든다고 본다.
  3. 가속하면서 저항을 단계적으로 제거하고 최종 단락하므로 1차 저항기동으로 판정한다.

자주 하는 실수: 회전자회로 저항을 조절하는 권선형 유도전동기의 2차 저항기동과 전원측 1차 저항기동을 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 기동소자가 고정자 전원측이면 1차, 회전자 슬립링측이면 2차로 구분한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 직입기동은 전동기를 전원에 바로 연결하므로 직렬 기동저항을 사용하지 않는다.
  • 2번 · 오답: Y-Δ기동은 권선 결선을 바꾸어 상전압을 낮추며 직렬저항을 단계적으로 제거하지 않는다.
  • 3번 · 정답: 전원측 직렬저항으로 감압하고 가속 후 저항을 단락하는 방식이다.
  • 4번 · 오답: 기동보상기는 단권변압기의 탭으로 감압하며 직렬저항 방식과 다르다.

정답 판정: 유도전동기 1차 저항 감압기동

상세 정답 근거: 기동 완료 뒤 저항이 단락되어 정상 전원전압이 걸리는 구조인지 확인했다.

46. [학습용 변형] 변압기의 %저항강하와 %리액턴스강하가 각각 2%, 3%일 때 부하역률 80%(뒤짐)의 전압변동률은? (작은 전압강하의 1차 근사식을 사용한다.)

  1. 1.2%
  2. 1.5%
  3. 2.3%
  4. 3.4%
정답과 해설 보기

정답: 4

정답: 4번 — 3.4%

조건 읽기: %저항강하p=2, %리액턴스강하q=3이고 역률cosφ=0.8은 뒤짐이다. 작은 전압강하의 1차 근사식을 사용한다.

원리 선택: 부하전압 방향으로 내부 임피던스 전압강하의 성분을 투영한다. 뒤짐 전류에서는 저항 성분p cosφ와 리액턴스 성분q sinφ가 더해진다.

풀이: 1) sinφ=√(1-0.8²)=0.6. 2) 전압변동률 근사=p cosφ+q sinφ=2×0.8+3×0.6. 3) 저항 기여1.6%, 리액턴스 기여1.8%를 더해3.4%. 직교 성분의 제곱항을 포함한 정확식과는 구분한다.

헷갈리기 쉬운 점: sinφ를1-0.8=0.2로 계산하지 않는다. 진상 부하라면 리액턴스 항 부호가 달라진다.

적용 범위: 문항에 명시한 작은 강하의 1차 근사다. 정확한 전압변동률, 탭·온도·비선형 여자 현상까지 검증한 모델은 아니다.

이 문제로 익힐 것

%저항강하p=2, %리액턴스강하q=3이고 역률cosφ=0.8은 뒤짐이다. 작은 전압강하의 1차 근사식을 사용한다.

풀이 순서
  1. sinφ=√(1-0.8²)=0.6.
  2. 전압변동률 근사=p cosφ+q sinφ=2×0.8+3×0.6.
  3. 저항 기여1.6%, 리액턴스 기여1.8%를 더해3.4%. 직교 성분의 제곱항을 포함한 정확식과는 구분한다.

자주 하는 실수: sinφ를1-0.8=0.2로 계산하지 않는다. 진상 부하라면 리액턴스 항 부호가 달라진다.

다른 문제에 적용: 문항에 명시한 작은 강하의 1차 근사다. 정확한 전압변동률, 탭·온도·비선형 여자 현상까지 검증한 모델은 아니다.

선지별 해설

  • 1번: 1.2%는2×0.6만 계산한 값으로 저항 투영도 다르고 리액턴스 기여도 빠졌다.
  • 2번: 1.5%는1.6+1.8이라는 주어진 두 기여의 합이 아니다.
  • 3번: 2.3%는 계산값이 아니다. 진상으로 잘못 빼더라도1.6-1.8=-0.2%이지2.3%가 아니다.
  • 4번: 뒤짐 부하의 두 성분 합3.4%이다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 근사식임을 문제에 명시하고 기존③의 근거 없는 오답 발생 원인 설명을 삭제했다.

47. 100 HP, 600 V 직류분권전동기의 계자저항이 400 Ω, 전기자저항이 0.22 Ω이고 정격부하 효율이 90%일 때 전부하 역기전력은 약 몇 V인가?

  1. 550
  2. 570
  3. 590
  4. 610
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 직류분권전동기에서 선전류가 계자전류와 전기자전류로 나뉘고 역기전력을 구하는 회로 도식
47번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘570’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 출력은 100×746=74600 W, 입력은 74600/0.9=82889 W이므로 선전류는 138.15 A다. 계자전류는 600/400=1.5 A, 전기자전류는 136.65 A다. E=V-I_aR_a=600-136.65×0.22≈570 V다.

이 문제로 익힐 것

직류분권전동기의 출력·효율에서 전기자전류와 역기전력을 차례로 구한다.

풀이 순서
  1. 100 HP를 74.6 kW로 바꾸고 입력전력 Pin=74.6/0.90≈82.89 kW를 구한다.
  2. 선전류 IL=82,890/600≈138.15 A, 계자전류 If=600/400=1.5 A를 구해 Ia≈136.65 A로 둔다.
  3. E=V-IaRa=600-136.65×0.22≈569.9 V를 계산한다.

자주 하는 실수: 분권전동기는 선전류에서 계자전류를 빼야 전기자전류가 되며 HP를 W로 환산해야 한다.

다른 문제에 적용: 효율→입력전력→선전류→전기자전류→역기전력 순서를 고정하면 복합 계산을 놓치지 않는다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 전기자전압강하를 실제보다 크게 잡아 역기전력을 약 20 V 낮춘 값이다.
  • 2번 · 정답: 효율과 계자전류를 반영한 E≈569.9 V에 가장 가까운 값이다.
  • 3번 · 오답: 전기자전류 또는 저항강하를 작게 잡아 역기전력을 과대 계산한 값이다.
  • 4번 · 오답: 전동기 역기전력은 부하 시 단자전압보다 작아야 하므로 600 V를 넘는 값은 성립하지 않는다.

정답 판정: 직류분권전동기 E=V-I_aR_a와 η=P_out/P_in

상세 정답 근거: E<V이고 IaRa≈30.1 V이므로 V-E가 전기자전압강하와 같은지 확인했다.

48. 반작용전동기(reaction motor)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 여자를 약하게 하면 뒤진 전류가 흐르고 전기자반작용은 계자를 강화한다.
  2. 뒤진 전류가 흐를 때 직류여자 없이도 계자가 여자되므로 계자권선이 없다.
  3. 3상교류에서 전기자전류의 무효분이 계자속을 만들고 유효분과 토크를 만든다.
  4. 직류여자가 필요하고 철극성 때문에 동기속도 이하로 회전한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘직류여자가 필요하고 철극성 때문에 동기속도 이하로 회전한다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 반작용전동기는 돌극의 자기저항 차로 토크를 만들며 별도 직류여자가 필요 없고 동기속도로 회전한다. 따라서 직류여자가 필요하고 동기속도 이하로 돈다는 4번이 틀렸다.

이 문제로 익힐 것

반작용전동기의 돌극 릴럭턴스 토크와 무여자 동기운전 특성을 구분한다.

풀이 순서
  1. 반작용전동기가 회전자 자기저항의 방향차로 릴럭턴스 토크를 만든다고 본다.
  2. 별도 직류 계자권선 없이 동기속도로 운전할 수 있음을 확인한다.
  3. 직류여자가 필요하고 동기속도 이하로 회전한다는 4번은 두 특성 모두에 어긋난다고 판정한다.

자주 하는 실수: 유도전동기처럼 항상 슬립이 있어야 토크가 생긴다고 생각하면 동기속도 운전 특성을 놓친다.

다른 문제에 적용: 릴럭턴스형은 ‘돌극성·무여자·동기속도’ 세 키워드를 한 묶음으로 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 여자상태에 따른 무효전류와 전기자반작용 설명으로 반작용전동기의 운전 설명에 포함된다.
  • 2번 · 옳은 진술: 직류 계자권선 없이 교류 전기자 자계와 돌극성으로 토크를 만드는 특성을 나타낸다.
  • 3번 · 옳은 진술: 전기자전류의 무효분이 자계를, 유효분이 기계출력에 대응하는 설명이다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 별도 직류여자가 필요하지 않고 정상상태는 동기속도이므로 이 진술이 틀렸다.

정답 판정: 릴럭턴스 토크와 반작용전동기의 무여자 동기운전

상세 정답 근거: 문제가 ‘틀린 것’을 묻고 4번만 무여자·동기운전이라는 정의와 동시에 충돌하는지 확인했다.

49. 외분권 차동복권발전기의 단자전압은? (φ_s: 직권자속, φ_f: 분권자속, R_a: 전기자저항, R_s: 직권계자저항, I_a: 전기자전류, I: 부하전류)

  1. K(φ_f+φ_s)ω-I_aR_a-IR_s
  2. K(φ_f+φ_s)ω-I_a(R_a+R_s)
  3. K(φ_f-φ_s)ω-I_aR_a-IR_s
  4. K(φ_f-φ_s)ω-I_a(R_a+R_s)
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘K(φ_f-φ_s)ω-I_a(R_a+R_s)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 차동복권이므로 유기기전력은 E=K(φ_f-φ_s)ω이다. 외분권에서 전기자와 직권계자에 같은 전기자전류 I_a가 흐르므로 내부 전압강하는 I_a(R_a+R_s)이고 V=E-I_a(R_a+R_s)다.

이 문제로 익힐 것

외분권 차동복권발전기의 자속 방향과 전압강하 전류를 회로 연결에서 판별한다.

풀이 순서
  1. 차동복권이므로 합성자속을 φf-φs로 둔다.
  2. 외분권에서는 분권계자가 발전기 단자 전체에 연결되어 전기자와 직권계자에 Ia가 흐르는 연결로 본다.
  3. 유기기전력 E=K(φf-φs)ω에서 내부강하 Ia(Ra+Rs)를 빼 단자전압을 얻는다.

자주 하는 실수: 가동복권의 자속 덧셈과 차동복권의 자속 뺄셈, 외분권·내분권의 전류를 동시에 구분해야 한다.

다른 문제에 적용: 복권발전기 식은 먼저 자속의 ±를 정하고, 다음에 실제 권선에 흐르는 전류로 저항강하를 쓴다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: φf+φs는 가동복권의 합성자속이며 차동복권 조건과 반대다.
  • 2번 · 오답: 자속도 가동복권이고 두 저항에 Ia를 적용해 일부 연결만 맞다.
  • 3번 · 오답: 차동자속은 맞지만 외분권 회로에서 직권계자 강하를 부하전류 I로 따로 둔 식이 아니다.
  • 4번 · 정답: 차동자속 K(φf-φs)ω에서 외분권 내부 직렬경로의 Ia(Ra+Rs)를 뺀 식이다.

정답 판정: 외분권 차동복권발전기 E=K(φ_f-φ_s)ω와 전압평형식

상세 정답 근거: 무부하 Ia≈0이면 단자전압이 K(φf-φs)ω로 돌아오는지 확인했다.

50. 변압기 내부고장 보호에 사용되지 않는 계전기는?

  1. 브흐홀츠계전기
  2. 과전압계전기
  3. 비율차동계전기
  4. 전류차동계전기
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘과전압계전기’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 브흐홀츠계전기는 유입변압기 내부가스·유류를, 차동계전기는 변압기 입출력 전류차를 검출해 내부고장을 보호한다. 과전압계전기는 계통전압 이상 보호로 내부고장 전용 보호가 아니다.

이 문제로 익힐 것

변압기 내부고장 전용 보호와 계통 과전압 보호를 구분한다.

풀이 순서
  1. 권선 단락·층간 단락·내부 아크 등 내부고장의 신호를 정리한다.
  2. 브흐홀츠계전기는 가스·유류 흐름, 차동계전기는 입출력 전류차로 내부고장을 검출함을 확인한다.
  3. 과전압계전기는 전압 크기 이상을 검출하는 계통 보호이므로 내부고장 전용이 아니라고 판정한다.

자주 하는 실수: 변압기를 보호한다는 넓은 목적과 ‘내부고장 보호’라는 검출구역을 구분해야 한다.

다른 문제에 적용: 내부고장 보호는 보호구간 안에서 생기는 차전류·가스 같은 국부 증거를 찾는다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 유입변압기 내부 아크·과열로 생긴 가스를 검출하는 대표 내부고장 보호다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 계통의 과전압 상태를 검출하며 변압기 내부고장을 선택적으로 판별하는 계전기는 아니다.
  • 3번 · 옳은 진술: 변류기 오차와 큰 외부고장 때 오동작을 억제하면서 내부 차전류를 검출한다.
  • 4번 · 옳은 진술: 변압기 양측 전류의 환산차를 이용해 보호구간 내부고장을 검출한다.

정답 판정: 변압기 내부고장 보호의 가스계전·차동보호

상세 정답 근거: 문제가 ‘사용되지 않는 것’을 묻고 과전압계전기만 내부구간 선택성이 없는지 확인했다.

51. 단상변압기의 전부하 2차전압이 120 V이고 전압변동률이 2%다. 1차·2차 권선비가 20:1일 때 1차 단자전압은?

  1. 1940 V
  2. 2060 V
  3. 2360 V
  4. 2448 V
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘2448 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전압변동률 2%는 (V_20-V_2)/V_2=0.02이므로 무부하 2차전압 V_20=120×1.02=122.4 V다. 권선비 20을 곱하면 1차전압은 2448 V다.

이 문제로 익힐 것

전압변동률로 무부하 2차전압을 복원한 뒤 권선비를 적용한다.

풀이 순서
  1. 전압변동률 2%=(V20-V2)/V2에서 V20=120×1.02=122.4 V를 구한다.
  2. 권선비 a=N1/N2≈V1/V20=20을 적용한다.
  3. V1=20×122.4=2,448 V를 계산한다.

자주 하는 실수: 전부하 2차전압 120 V에 권선비만 곱하면 전압변동률을 빠뜨려 2,400 V가 된다.

다른 문제에 적용: 권선비는 변압기 내부 유기전압 또는 무부하전압에 적용한 뒤 부하 전압강하를 구분한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 전압변동률을 반대 부호로 적용하거나 권선비 계산을 과소한 값이다.
  • 2번 · 오답: 120 V에 권선비를 적용한 값보다도 작아 2% 전압변동 조건과 맞지 않는다.
  • 3번 · 오답: 무부하 2차전압을 충분히 반영하지 못해 계산값 2,448 V보다 작다.
  • 4번 · 정답: V20=122.4 V에 권선비 20을 곱한 값이다.

정답 판정: 변압기 전압변동률과 권선비 a=V₁/V₂

상세 정답 근거: 2,448/20=122.4 V이고 (122.4-120)/120=2%인지 역산했다.

52. 유도전동기의 원선도를 작성하는 데 필요한 시험은?

  1. 부하시험
  2. 충격전압시험
  3. 상용주파 가압시험
  4. 무부하시험
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘무부하시험’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 유도전동기 원선도에는 무부하시험으로 얻은 여자전류·손실점과 구속시험으로 얻은 단락점이 필요하다. 제시된 보기 중 필요한 시험은 무부하시험이다.

이 문제로 익힐 것

유도전동기 원선도의 기준점을 제공하는 시험을 식별한다.

풀이 순서
  1. 원선도가 전류궤적을 그려 운전특성을 구하는 도해법임을 확인한다.
  2. 무부하시험에서 무부하전류와 손실을 얻어 원선도의 무부하점을 정한다.
  3. 실제 작성에는 구속시험점도 필요하지만 보기 중 해당하는 필수 시험은 무부하시험이라고 고른다.

자주 하는 실수: 원선도 작성에는 무부하시험과 구속시험이 함께 필요하다는 전체 조건과 보기에서 하나를 고르는 문제를 구분한다.

다른 문제에 적용: 유도전동기 원선도는 ‘무부하점+구속점’ 두 기준점으로 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 부하시험은 운전점 확인에는 쓰일 수 있으나 원선도 기준자료를 얻는 대표 시험 조합의 답이 아니다.
  • 2번 · 오답: 충격전압시험은 절연의 서지 내력을 확인하는 시험이다.
  • 3번 · 오답: 상용주파 가압시험은 절연내력을 확인하며 원선도 전류점을 정하지 않는다.
  • 4번 · 정답: 무부하전류와 무부하손실을 얻어 원선도의 기준점 하나를 제공하는 필수 시험이다.

정답 판정: 유도전동기 원선도의 무부하점과 구속시험점

상세 정답 근거: 보기 외의 구속시험도 함께 필요하다는 학습 범위를 명시하고 4번의 필요성을 확인했다.

53. 100 kVA 단상변압기 3대를 Δ-Δ결선으로 쓰다가 1대 고장으로 V-V결선하면 최대 몇 kVA 부하까지 사용할 수 있는가?

  1. 173
  2. 225
  3. 86.6
  4. 98.6
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 세 대 델타 결선에서 한 대가 빠져 두 대 V-V 개방델타로 운전하는 용량 관계 도식
53번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘173’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: V-V결선의 3상용량은 변압기 1대 정격의 √3배다. 따라서 √3×100=173.2 kVA로 약 173 kVA다.

이 문제로 익힐 것

폐델타에서 한 대가 빠진 V-V결선의 용량과 이용률을 계산한다.

풀이 순서
  1. 변압기 한 대 정격을 Sunit=100 kVA로 둔다.
  2. V-V결선의 3상 공급용량은 √3Sunit임을 적용한다.
  3. √3×100≈173.2 kVA로 계산한다.

자주 하는 실수: 남은 두 대의 단순 합 200 kVA로 계산하면 위상관계를 무시한다.

다른 문제에 적용: V-V 최대용량은 남은 두 대 합의 86.6%, 원래 Δ-Δ 용량의 57.7%다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: √3×100=173.2 kVA에 가까운 V-V결선의 최대 3상 부하다.
  • 2번 · 오답: 남은 변압기 정격합 200 kVA보다도 커 각 변압기 정격을 초과한다.
  • 3번 · 오답: 원래 Δ-Δ 300 kVA의 28.9%로 지나치게 작고 V-V 용량식과 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: 100 kVA 한 대보다도 작은 값으로 두 대가 분담하는 효과를 반영하지 못했다.

정답 판정: 개방델타 V-V결선 용량 S=√3S_unit

상세 정답 근거: 173.2/(2×100)=0.866으로 남은 두 대의 이용률 관계를 확인했다.

54. 단상 유도전압조정기의 1차전압 100 V, 2차전압 100±50 V, 2차전류 50 A일 때 정격용량은 약 몇 kVA인가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘2.5’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 유도전압조정기가 가감하는 전압은 50 V이고 정격용량은 조정전압×부하전류이므로 50×50=2500 VA=2.5 kVA다.

이 문제로 익힐 것

유도전압조정기의 조정전압과 부하전류로 자기용량을 계산한다.

풀이 순서
  1. 2차전압 100±50 V에서 조정분 전압 Vreg=50 V를 읽는다.
  2. 통과용량 100 V×50 A가 아니라 자기용량 VregI를 사용한다.
  3. 50 V×50 A=2,500 VA=2.5 kVA로 계산한다.

자주 하는 실수: 전체 부하전압 100 V를 곱하면 5 kVA가 되지만 조정기가 직접 담당하는 것은 ±50 V의 조정분이다.

다른 문제에 적용: 전압조정기 자기용량은 전체 부하용량이 아니라 ‘조정 가능한 전압폭×부하전류’다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 조정전압이나 전류를 과소 반영한 값으로 50×50 VA가 아니다.
  • 2번 · 오답: 조정분 50 V 대신 다른 전압폭을 사용한 값이다.
  • 3번 · 정답: VregI=50×50=2,500 VA를 kVA로 바꾼 값이다.
  • 4번 · 오답: 계산된 자기용량보다 0.5 kVA 큰 값이다.

정답 판정: 유도전압조정기 자기용량 P=V_reg I_load

상세 정답 근거: 2.5 kVA가 전체 통과용량 5 kVA의 조정비 50/100과 일치하는지 확인했다.

55. [학습용 변형] 이상적인 다이오드와 저항 부하로 구성된 단상 반파 정류회로에 정현파를 입력한다. 평활회로와 내부손실을 무시할 때 직류 출력 전력/전체 부하 입력 전력으로 정의한 정류효율은 약 몇 %인가?

  1. (π/8)×100
  2. (π²/4)×100
  3. (8/π²)×100
  4. (4/π²)×100
정답과 해설 보기

정답: 4

정답: 4번 — (4/π²)×100

조건 읽기: 이상적 다이오드, 정현파 입력, 저항 부하, 평활회로 없는 단상 반파 정류를 가정한다. 정류효율은 직류 출력 전력/전체 부하 입력 전력이다.

원리 선택: 직류 성분은 평균값 I_dc로, 전체 저항 손실을 포함한 전력은 실효값 I_rms로 계산하므로 효율은 I_dc²/I_rms²이다.

풀이: 1) 한 주기0≤θ<2π에서 전류는0≤θ≤π 구간 I_m sinθ, 나머지는0. 2) I_dc=(1/2π)∫₀^π I_m sinθ dθ=I_m/π. 3) I_rms²=(1/2π)∫₀^π I_m²sin²θ dθ=I_m²/4, 따라서 I_rms=I_m/2. 4) η=(I_m/π)²/(I_m/2)²=4/π²=0.4052847, 약40.5%.

헷갈리기 쉬운 점: 전파와 반파의 평균전류·실효전류를 섞지 않는다. 전력비이므로 전류비를 제곱해야 한다.

적용 범위: 이상적인 무평활 저항 부하의 정류효율이다. 실제 다이오드 손실이나 필터를 가진 전원 전체 효율의 보장값은 아니다.

이 문제로 익힐 것

이상적 다이오드, 정현파 입력, 저항 부하, 평활회로 없는 단상 반파 정류를 가정한다. 정류효율은 직류 출력 전력/전체 부하 입력 전력이다.

풀이 순서
  1. 한 주기0≤θ<2π에서 전류는0≤θ≤π 구간 I_m sinθ, 나머지는0.
  2. I_dc=(1/2π)∫₀^π I_m sinθ dθ=I_m/π.
  3. I_rms²=(1/2π)∫₀^π I_m²sin²θ dθ=I_m²/4, 따라서 I_rms=I_m/2.
  4. η=(I_m/π)²/(I_m/2)²=4/π²=0.4052847, 약40.5%.

자주 하는 실수: 전파와 반파의 평균전류·실효전류를 섞지 않는다. 전력비이므로 전류비를 제곱해야 한다.

다른 문제에 적용: 이상적인 무평활 저항 부하의 정류효율이다. 실제 다이오드 손실이나 필터를 가진 전원 전체 효율의 보장값은 아니다.

선지별 해설

  • 1번: π/8≈39.27%로 수치가 비슷하지만 평균·실효값을 제곱한 비4/π²와 다르다.
  • 2번: π²/4≈246.74%로100%를 넘고 올바른 효율의 역수이다.
  • 3번: 8/π²≈81.06%는 이상적 전파 정류의 값으로 반파와 다르다.
  • 4번: 반파의 I_dc=I_m/π, I_rms=I_m/2에서 유도한40.53%이다.

편집 해설 근거: 2026-09-09 편집 검토: 회로 가정을 명시하고 파형의 평균값·실효값 적분으로40.5%를 독립 유도했다.

56. 3상 동기발전기 각 상 유기기전력에서 제5고조파를 제거하는 단절권의 코일간격/극간격은?

  1. 0.4
  2. 0.8
  3. 1.2
  4. 1.6
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 극간격 180도에서 제5고조파 제거를 위해 코일피치를 144도 즉 0.8로 줄인 도식
56번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘0.8’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: n차 고조파를 제거하려면 단절각 α에서 cos(nα/2)=0이 되도록 α=180°/n으로 한다. 제5고조파에서 α=36°이므로 코일피치비는 (180-36)/180=0.8이다.

이 문제로 익힐 것

제거할 고조파 차수에서 단절각 조건을 적용해 코일피치를 구한다.

풀이 순서
  1. n차 고조파 단절권계수 kpn=cos(nα/2)를 쓴다.
  2. 제5고조파 제거조건 cos(5α/2)=0에서 최소 단절각 α=36°를 구한다.
  3. 코일피치비 β=(180°-36°)/180°=0.8을 계산한다.

자주 하는 실수: 단절각 36°를 극간격에 대한 비 36/180=0.2로 바로 답하면 실제 코일피치가 아니라 줄인 비율을 고른다.

다른 문제에 적용: n차 제거의 최소 단절각은 180°/n, 코일피치비는 1-1/n으로 빠르게 구한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 0.4는 제5고조파 제거에 필요한 4/5 피치보다 지나치게 짧다.
  • 2번 · 정답: 1-1/5=4/5=0.8로 제5고조파 단절권계수를 0으로 만든다.
  • 3번 · 오답: 극간격보다 긴 과피치로 일반적인 단절권 조건이 아니다.
  • 4번 · 오답: 극간격의 1.6배인 과도한 코일간격으로 최소 단절조건과 맞지 않는다.

정답 판정: 단절권 고조파 계수 k_pn=cos(nα/2)

상세 정답 근거: β=0.8을 넣으면 단절각 (1-β)180°=36°이고 cos(5×36°/2)=0인지 확인했다.

57. 3권선 변압기 Y-Y-Δ결선에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 3차권선으로 발전소 내부전력을 다른 계통에 공급할 수 있다.
  2. Δ 3차권선이 제3고조파 전류 통로를 제공해 파형변형을 줄인다.
  3. 3차권선에 조상기를 접속해 전압과 역률을 개선할 수 있다.
  4. 3차권선에서 2차권선과 다른 주파수를 얻어 유도기 속도제어에 사용한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘3차권선에서 2차권선과 다른 주파수를 얻어 유도기 속도제어에 사용한다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 변압기는 전압과 전류의 크기·위상을 바꾸지만 주파수는 바꾸지 않는다. 따라서 3차권선에서 다른 주파수를 얻는다는 설명이 틀렸다.

이 문제로 익힐 것

Y-Y-Δ 3권선 변압기의 델타 3차권선 기능과 변압기의 주파수 불변성을 이해한다.

풀이 순서
  1. Δ 3차권선이 제3고조파 전류의 폐회로와 보조전력 공급단을 제공함을 정리한다.
  2. 필요하면 조상기를 연결해 무효전력과 전압을 조절할 수 있음을 확인한다.
  3. 변압기는 같은 교번자속을 공유하므로 모든 권선의 주파수가 같아 다른 주파수를 만들 수 없다고 판정한다.

자주 하는 실수: 권선비가 전압을 바꾸는 것처럼 주파수도 바꾼다고 생각하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 변압기는 전압·전류 크기는 바꾸지만 정상상태 주파수는 바꾸지 않는다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 3차권선은 발전소 소내전력 등 별도 부하 공급에 활용할 수 있다.
  • 2번 · 옳은 진술: Δ 폐회로는 제3고조파와 영상성분 전류의 통로를 제공해 전압파형을 안정시킨다.
  • 3번 · 옳은 진술: 3차권선에 동기조상기 등을 접속해 전압과 역률을 개선할 수 있다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 모든 권선의 주파수는 같으므로 3차권선에서 다른 주파수를 얻을 수 없고 이 진술이 틀렸다.

정답 판정: 변압기 권선 간 주파수 불변과 Δ 3차권선 기능

상세 정답 근거: 문제가 ‘틀린 것’을 묻고 주파수 변환 진술만 변압기 기본원리와 충돌하는지 확인했다.

58. 3상 동기발전기의 권선피치/자극피치 비가 13/15일 때 단절권계수는?

  1. sin(13π/15)
  2. sin(13π/30)
  3. sin(13π/26)
  4. sin(15π/13)
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘sin(13π/30)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 기본파 단절권계수는 k_p=sin(βπ/2)이며 β=13/15다. 따라서 k_p=sin[(13/15)π/2]=sin(13π/30)이다.

이 문제로 익힐 것

권선피치비를 전기각으로 바꾸어 기본파 단절권계수를 계산한다.

풀이 순서
  1. 권선피치/자극피치 β=13/15를 확인한다.
  2. 기본파 단절권계수 kp=sin(βπ/2)를 적용한다.
  3. β를 대입해 kp=sin(13π/30)으로 정리한다.

자주 하는 실수: βπ 또는 π/(2β)를 사용하면 권선피치의 180° 기준을 잘못 반영한다.

다른 문제에 적용: 코일피치비 β가 주어지면 기본파 계수는 sin(β×90°)로 바로 바꾼다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: sin(βπ)는 180°를 한 번 더 곱한 형태로 기본파 단절권계수 식이 아니다.
  • 2번 · 정답: sin[(13/15)×π/2]=sin(13π/30)의 올바른 대입 결과다.
  • 3번 · 오답: 분모에 권선피치 수 13을 넣은 근거 없는 각도다.
  • 4번 · 오답: 권선피치비를 역수 15/13으로 뒤집어 과피치 각도로 계산했다.

정답 판정: 단절권계수 k_p=sin(βπ/2)

상세 정답 근거: kp=sin(13π/30)=sin78°≈0.978이므로 0과 1 사이의 양수인지 수치로 확인했다.

59. 동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 출력을 일정하게 유지할 때 부하전류와 전기자전류 관계
  2. 역률을 일정하게 유지할 때 계자전류와 전기자전류 관계
  3. 계자전류를 일정하게 유지할 때 전기자전류와 출력 관계
  4. 공급전압과 부하가 일정할 때 계자전류 변화에 대한 전기자전류 변화
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 동기전동기의 계자전류에 따른 전기자전류 V곡선과 부족여자 과여자 영역 도식
59번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘공급전압과 부하가 일정할 때 계자전류 변화에 대한 전기자전류 변화’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: V곡선은 공급전압과 기계부하를 일정하게 두고 계자전류를 바꿀 때 전기자전류가 V자 형태로 변하는 특성이다. 최소점 부근에서 역률이 1이다.

이 문제로 익힐 것

동기전동기 V곡선의 고정조건과 두 축을 정확히 구분한다.

풀이 순서
  1. 공급전압과 기계부하를 일정하게 유지한다.
  2. 가로축 계자전류 If를 변화시키며 세로축 전기자전류 Ia를 측정한다.
  3. 부족여자와 과여자 양쪽에서 Ia가 커지고 역률 1 부근에서 최소가 되어 V형이 됨을 확인한다.

자주 하는 실수: 역 V곡선은 계자전류에 대한 역률 곡선이며, V곡선의 세로축 전기자전류와 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: V곡선은 If-Ia, 역 V곡선은 If-cosφ로 축을 나눠 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 출력과 전기자전류의 관계가 아니라 계자전류를 바꾸며 전기자전류를 본다.
  • 2번 · 오답: 역률을 일정하게 고정하지 않고 여자에 따라 지상·1·진상으로 변한다.
  • 3번 · 오답: 계자전류를 고정하는 것이 아니라 가로축 변수로 변화시킨다.
  • 4번 · 정답: 공급전압과 부하가 일정할 때 If 변화에 대한 Ia 변화가 V곡선이다.

정답 판정: 동기전동기 V곡선 I_a 대 I_f

상세 정답 근거: V곡선의 가로축이 계자전류, 세로축이 전기자전류이고 최저점 부근이 역률 1 운전점인지 함께 확인했다.

60. 원통형 회전자를 가진 동기발전기는 부하각 δ가 몇 도일 때 최대출력을 내는가?

  1. 0°
  2. 30°
  3. 60°
  4. 90°
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 동기발전기 출력이 부하각 90도에서 최대가 되는 사인 전력각 곡선 도식
60번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘90°’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 원통형 동기발전기의 출력은 P=(EV/X_s)sinδ다. sinδ가 최대인 δ=90°에서 이론적 최대출력이 된다.

이 문제로 익힐 것

원통형 동기기의 전력각식에서 최대출력 부하각을 찾는다.

풀이 순서
  1. 원통형 회전자에서는 돌극에 따른 sin2δ 항 없이 P=(EV/Xs)sinδ를 사용한다.
  2. E·V/Xs가 일정할 때 sinδ의 최대값이 1임을 이용한다.
  3. sinδ=1이 되는 δ=90°에서 최대출력임을 고른다.

자주 하는 실수: 정상 운전 부하각은 보통 90°보다 작지만 문제는 안정 운전점이 아니라 이론적 최대출력점을 묻는다.

다른 문제에 적용: 전력각식이 sinδ 한 항이면 최대 90°, 돌극기라 sin2δ 항이 있으면 별도 미분이 필요하다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: δ=0°에서는 sinδ=0이므로 전달전력이 0이다.
  • 2번 · 오답: sin30°=0.5라 최대출력의 절반이다.
  • 3번 · 오답: sin60°≈0.866으로 크지만 최대값 1은 아니다.
  • 4번 · 정답: sin90°=1이므로 원통형 동기기의 이론적 최대출력점이다.

정답 판정: 원통형 동기기 전력각식 P=(EV/X_s)sinδ

상세 정답 근거: dP/dδ=(EV/Xs)cosδ=0의 첫 양의 해가 90°이고 두 번째 미분이 음수인지 확인했다.

전기기사 · 회로이론 및 제어공학

61. 개루프 전달함수 G(s)H(s)=K/[s²(s+1)²]에서 근궤적의 수는?

  1. 4
  2. 2
  3. 1
  4. 0
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 s=0과 s=-1의 각 2중극에서 네 개 근궤적 가지가 출발함을 보여주는 도식
61번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘4’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 근궤적 가지 수는 개루프 극의 수와 같다. s=0에 2중극, s=-1에 2중극이 있어 총 4개이므로 근궤적은 4가지다.

이 문제로 익힐 것

개루프 극의 개수에서 근궤적 가지 수를 바로 판정한다.

풀이 순서
  1. 분모 s²(s+1)²=0에서 개루프 극을 찾는다.
  2. s=0의 2중극과 s=-1의 2중극을 중복도까지 세어 총 4극임을 확인한다.
  3. 근궤적 가지는 각 개루프 극에서 하나씩 출발하므로 4가지를 고른다.

자주 하는 실수: 서로 다른 극의 위치만 세면 0과 -1 두 곳뿐이라 2가지로 잘못 고른다.

다른 문제에 적용: 근궤적의 가지 수는 서로 다른 극점 수가 아니라 중복도를 포함한 개루프 극의 총수다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: s=0에서 2가지, s=-1에서 2가지가 출발하므로 총 4가지다.
  • 2번 · 오답: 극의 위치가 두 곳이라는 뜻일 뿐, 각 위치의 2중극을 세지 않은 값이다.
  • 3번 · 오답: 특성방정식의 한 근만 추적한 값으로 네 폐루프 극의 이동을 나타낼 수 없다.
  • 4번 · 오답: 이득 K가 변해도 네 폐루프 극이 존재하므로 근궤적이 0개일 수 없다.

정답 판정: 근궤적 가지 수=개루프 극의 총수

상세 정답 근거: 분모의 차수 4와 중복도를 포함한 극의 총수 4가 일치하는지 확인했다.

62. [학습용 변형] I(s)=(2s+3)/[(s+1)(s+2)]의 라플라스 역변환은? (t≥0에서 단측 라플라스 변환을 사용한다.)

  1. e⁻ᵗ-e⁻²ᵗ
  2. eᵗ-e⁻²ᵗ
  3. e⁻ᵗ+e⁻²ᵗ
  4. eᵗ+e⁻²ᵗ
정답과 해설 보기

정답: 3

정답: 3번 — e⁻ᵗ+e⁻²ᵗ

조건 읽기: t≥0의 단측 라플라스 변환이다. 따라서 같은 유리식이라도 양측 변환의 수렴영역에 따라 달라지는 비인과 신호를 고르는 문제가 아니다.

원리 선택: 서로 다른 인수 s+1과 s+2에 대해 부분분수로 나누고, 1/(s+a)를 e^(-at)로 되돌린다.

풀이:
1) I(s)=A/(s+1)+B/(s+2)로 놓으면 2s+3=A(s+2)+B(s+1)이다.
2) 계수를 비교하면 A+B=2, 2A+B=3이므로 A=B=1이다.
3) 따라서 i(t)=e⁻ᵗ+e⁻²ᵗ이다. 다시 변환해 더하면 분자는 (s+2)+(s+1)=2s+3으로 원식과 일치한다.

헷갈리기 쉬운 점: 시간 지수의 부호와 분모 상수항의 부호는 반대다. e⁻ᵗ의 변환은 1/(s+1)이다.

적용 범위: 단측 변환 또는 t<0에서 0인 인과 신호에 한정한다. 양측 변환에서는 수렴영역을 함께 지정해야 시간 신호를 정할 수 있다.

이 문제로 익힐 것

t≥0의 단측 라플라스 변환이다. 따라서 같은 유리식이라도 양측 변환의 수렴영역에 따라 달라지는 비인과 신호를 고르는 문제가 아니다.

풀이 순서
  1. I(s)=A/(s+1)+B/(s+2)로 놓으면 2s+3=A(s+2)+B(s+1)이다.
  2. 계수를 비교하면 A+B=2, 2A+B=3이므로 A=B=1이다.
  3. 따라서 i(t)=e⁻ᵗ+e⁻²ᵗ이다. 다시 변환해 더하면 분자는 (s+2)+(s+1)=2s+3으로 원식과 일치한다.

자주 하는 실수: 시간 지수의 부호와 분모 상수항의 부호는 반대다. e⁻ᵗ의 변환은 1/(s+1)이다.

다른 문제에 적용: 단측 변환 또는 t<0에서 0인 인과 신호에 한정한다. 양측 변환에서는 수렴영역을 함께 지정해야 시간 신호를 정할 수 있다.

선지별 해설

  • 1번: 변환하여 빼면 분자가 (s+2)-(s+1)=1이어서 주어진 2s+3과 다르다.
  • 2번: eᵗ의 극은 s=+1이며 두 번째 항의 부호도 주어진 부분분수와 다르다.
  • 3번: 두 항의 계수가 모두 1이고 극은 -1, -2이므로 원식과 일치한다.
  • 4번: e⁻²ᵗ은 맞지만 eᵗ은 극이 +1이다. 필요한 첫 항은 e⁻ᵗ이다.

편집 해설 근거: 2026-09-13 독립 편집 검토: 문항의 조건, 계산 또는 조문, 정답과 네 보기의 이유를 대조했다. 공개 화면·PDF·CBT 최종 수용은 별도다.

63. 자동제어의 추치제어 3종에 해당하지 않는 것은?

  1. 프로세스제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 프로그램제어
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘프로세스제어’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 목표값이 시간에 따라 변하는 추치제어는 프로그램제어, 추종제어, 비율제어로 구분한다. 프로세스제어는 제어대상·응용에 따른 분류로 추치제어 3종이 아니다.

이 문제로 익힐 것

목표값의 시간변화 방식에 따른 추치제어의 세 유형을 구분한다.

풀이 순서
  1. 추치제어를 시간에 따라 변하는 목표값을 따라가는 제어로 정의한다.
  2. 미리 정한 시간함수는 프로그램제어, 임의 변화는 추종제어, 다른 양과의 비 유지에는 비율제어를 대응한다.
  3. 프로세스제어는 제어대상·응용 분야에 따른 말이므로 이 세 유형에서 제외한다.

자주 하는 실수: 공정에서 프로그램·비율제어를 사용할 수 있다는 사실과 분류기준 자체를 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 분류 문제에서는 명칭이 쓰이는 현장이 아니라 ‘무엇을 기준으로 나눈 분류인가’를 먼저 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 온도·압력·유량 같은 공정량을 제어하는 응용 분류로, 추치제어의 목표값 변화형식 3종 명칭이 아니다.
  • 2번 · 옳은 진술: 임의로 변하는 목표값을 연속적으로 따라가는 추종제어는 추치제어에 속한다.
  • 3번 · 옳은 진술: 한 양을 다른 양에 정해진 비율로 따라가게 하는 비율제어는 추치제어에 속한다.
  • 4번 · 옳은 진술: 미리 정한 시간 프로그램에 따라 목표값을 바꾸는 프로그램제어는 추치제어에 속한다.

정답 판정: 목표값 변화에 따른 추치제어 분류

상세 정답 근거: 제외할 항목 하나를 고른 뒤 나머지 세 항목이 각각 다른 목표값 변화방식을 나타내는지 확인했다.

64. 전달함수 G(s)=10/(s²+3s+2)인 제어시스템의 직류이득은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘5’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 직류이득은 입력 주파수가 0일 때의 전달비이므로 s=0을 대입한다. G(0)=10/(0²+3·0+2)=10/2=5이며, 분모의 상수항만 남는다는 점이 핵심이다.

이 문제로 익힐 것

전달함수의 영주파수 값을 계산해 직류이득을 구한다.

풀이 순서
  1. 직류는 각주파수 0, 즉 라플라스 변수 s=0인 정상상태 입력으로 본다.
  2. G(0)=10/(0²+3·0+2)를 계산한다.
  3. 10/2=5를 직류이득으로 고른다.

자주 하는 실수: 분모의 최고차항 계수나 극의 개수를 직류이득으로 착각하지 않는다.

다른 문제에 적용: 유한한 G(0)가 존재하는 전달함수의 직류이득은 분자·분모에 s=0을 직접 대입한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 분모 상수항 2를 무시해 10을 다른 방식으로 축약한 값으로 G(0)가 아니다.
  • 2번 · 오답: 분모 상수항 2 자체를 답으로 본 값이며 분자 10을 나누지 않았다.
  • 3번 · 오답: 분모 차수나 계수 일부를 읽은 값으로 영주파수 비를 계산하지 않았다.
  • 4번 · 정답: s=0을 대입한 10/2=5와 일치한다.

정답 판정: 직류이득 K_DC=lim_{s→0}G(s)

상세 정답 근거: 단위계단 정상값 정리를 적용하면 안정한 단위피드백 없는 블록 출력의 정상값도 5가 되는지 확인했다.

65. 다음 신호흐름선도에서 전달함수 C/R은?

전기기사 입력 R에서 출력 C로 G1과 G2의 병렬 전방경로가 있고 G1 경로에 H1 양의 되먹임이 있는 신호흐름선도
65번 문제 도식
  1. (G₁+G₂)/(1-G₁H₁)
  2. G₁G₂/(1-G₁H₁)
  3. (G₁+G₂)/(1+G₁H₁)
  4. G₁G₂/(1+G₁H₁)
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(G₁+G₂)/(1-G₁H₁)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: Mason 공식에서 전방경로 이득은 G₁과 G₂이고 유일한 루프이득은 +G₁H₁이다. 따라서 Δ=1-G₁H₁이고 C/R=(G₁+G₂)/(1-G₁H₁)이다.

이 문제로 익힐 것

Mason 이득공식으로 병렬 전방경로와 양의 되먹임 루프를 함께 처리한다.

풀이 순서
  1. R에서 C까지 전방경로 P1=G₁, P2=G₂를 찾는다.
  2. 유일한 루프가 G₁H₁이고 그림의 부호가 양이므로 Δ=1-G₁H₁로 둔다.
  3. 두 경로가 모두 그 루프와 접하므로 여인수는 1이고 C/R=(G₁+G₂)/(1-G₁H₁)을 얻는다.

자주 하는 실수: 병렬 경로 G₁, G₂를 곱하거나, 양의 되먹임인데 분모를 1+G₁H₁로 쓰기 쉽다.

다른 문제에 적용: Mason 공식에서는 전방경로는 합하고, Δ는 1에서 루프이득의 합을 빼는 순서로 작성한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 두 전방경로의 합과 양의 루프에 대한 Δ=1-G₁H₁을 모두 반영한 식이다.
  • 2번 · 오답: G₁과 G₂는 직렬이 아니라 같은 입력·출력 사이의 병렬 경로이므로 곱할 수 없다.
  • 3번 · 오답: 분자는 병렬합이 맞지만 양의 루프의 부호를 음의 피드백처럼 처리했다.
  • 4번 · 오답: 병렬 경로를 곱하고 피드백 부호도 반대로 처리했다.

정답 판정: Mason 이득공식과 Δ=1-ΣL

상세 정답 근거: H₁=0이면 전달함수가 병렬 블록의 합 G₁+G₂로 돌아오는지 확인했다.

66. 2d²y/dt²+3dy/dt+4y=dx/dt+3x이고 초기조건이 0일 때 입력 x, 출력 y인 시스템의 전달함수는?

  1. (s+3)/(2s²+3s+4)
  2. (s-3)/(2s²-3s+4)
  3. (s+3)/(2s²+3s-4)
  4. (s-3)/(2s²-3s-4)
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(s+3)/(2s²+3s+4)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 초기조건 0에서 라플라스변환하면 (2s²+3s+4)Y=(s+3)X다. 따라서 G(s)=Y/X=(s+3)/(2s²+3s+4)다.

이 문제로 익힐 것

영 초기조건에서 미분방정식을 라플라스변환해 전달함수를 만든다.

풀이 순서
  1. 영 초기조건에서 d²y/dt²→s²Y, dy/dt→sY, dx/dt→sX로 바꾼다.
  2. (2s²+3s+4)Y=(s+3)X로 입력항과 출력항을 모은다.
  3. Y/X를 취해 G(s)=(s+3)/(2s²+3s+4)를 얻는다.

자주 하는 실수: 미분의 라플라스변환에서 s의 부호를 바꾸거나 출력항 4y를 우변으로 넘기지 않았는데 -4로 쓰기 쉽다.

다른 문제에 적용: 전달함수는 영 초기조건이라는 전제 아래 출력 Y의 계수로 입력 X의 계수를 나눈다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 모든 미분항과 상수항의 부호를 원 미분방정식 그대로 옮긴 식이다.
  • 2번 · 오답: s+3과 3s 항의 부호를 바꿀 근거가 없다.
  • 3번 · 오답: 출력의 4y는 좌변에 있으므로 분모 상수항이 +4다.
  • 4번 · 오답: 분자와 분모의 3 및 4 부호를 모두 임의로 바꾼 식이다.

정답 판정: 선형 미분방정식의 영초기조건 라플라스변환

상세 정답 근거: G(0)=3/4가 원 미분방정식의 정상상태 관계 4y=3x와 일치하는지 확인했다.

67. 두 입력이 모두 1일 때만 출력이 0이고, 나머지 입력 조합에서는 출력이 1인 트랜지스터-다이오드 논리 게이트는?

  1. AND gate
  2. OR gate
  3. NAND gate
  4. NOR gate
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 AND와 NAND의 네 입력 조합별 출력을 비교한 진리표
67번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘NAND gate’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 두 입력이 모두 1일 때 트랜지스터가 도통해 출력이 0이 되고, 그 밖에는 출력이 1이 되는 회로이므로 AND 결과를 반전한 NAND 게이트다.

이 문제로 익힐 것

출력 조건을 진리표와 대조해 NAND 논리게이트를 판별한다.

풀이 순서
  1. 입력 조합 00, 01, 10, 11의 네 행을 생각한다.
  2. 문장의 출력은 차례로 1, 1, 1, 0임을 적는다.
  3. AND의 출력 0, 0, 0, 1을 반전한 NAND와 일치함을 확인한다.

자주 하는 실수: ‘둘 다 1일 때만’이라는 부분만 보고 AND를 고르고, 출력값이 0이라는 조건을 놓치기 쉽다.

다른 문제에 적용: 게이트 이름을 바로 떠올리기보다 네 입력조합의 출력을 한 줄로 적으면 반전 여부까지 분명해진다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: AND는 두 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이므로 문제의 마지막 출력이 반대다.
  • 2번 · 오답: OR는 입력 하나만 1이어도 1이지만 00에서는 0이어서 문제 조건과 다르다.
  • 3번 · 정답: AND 결과를 반전해 00·01·10에서 1, 11에서 0이 되는 게이트다.
  • 4번 · 오답: NOR는 두 입력이 모두 0일 때만 출력이 1이므로 01과 10에서 조건과 다르다.

정답 판정: NAND 진리표 Y=overline(A·B)

상세 정답 근거: NAND 식 Y=overline(AB)에 00, 01, 10, 11을 대입해 출력 1110을 확인했다.

68. G(s)=1/(5s+1)일 때 보드선도의 절점주파수는?

  1. 0.2 rad/s
  2. 0.5 rad/s
  3. 2 rad/s
  4. 5 rad/s
정답과 해설 보기

정답: 1

1차 지연요소의 크기선도가 0.2 라디안 매초에서 꺾이고 이후 기울기가 영하 20 데시벨 매 데케이드가 되는 도식
68번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘0.2 rad/s’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 1차 지연요소 1/(Ts+1)의 절점주파수는 ω₀=1/T다. T=5 s이므로 0.2 rad/s다.

이 문제로 익힐 것

1차 지연요소의 시정수에서 보드선도 절점주파수를 구한다.

풀이 순서
  1. G(s)=1/(Ts+1)의 표준형과 비교해 T=5 s를 읽는다.
  2. 절점은 |jωT|=1이 되는 주파수이므로 ω₀=1/T를 쓴다.
  3. 1/5=0.2 rad/s를 계산한다.

자주 하는 실수: 시정수 5 s를 그대로 5 rad/s로 고르거나 주파수 Hz로 바꿀 필요가 있다고 생각하기 쉽다.

다른 문제에 적용: Ts+1형의 절점은 ω=1/T이며, 문제가 rad/s를 요구하면 2π로 나누지 않는다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 1/5=0.2 rad/s로 1차 지연요소의 절점 조건을 만족한다.
  • 2번 · 오답: T의 역수가 아니며 5와 2의 단순 비로 정할 근거가 없다.
  • 3번 · 오답: 0.2의 역수 관계를 중간에서 잘못 뒤집은 값이다.
  • 4번 · 오답: 시정수 5 s의 숫자를 각주파수로 그대로 옮긴 값이다.

정답 판정: 1차요소 절점주파수 ω₀=1/T

상세 정답 근거: ω=0.2에서 |j5ω|=1이 되어 상수항과 주파수항의 크기가 같은지 확인했다.

69. 다음 논리회로의 출력 Y를 나타낸 식은?

A B C를 첫 NAND에, D E를 둘째 NAND에 넣고 두 출력을 OR한 뒤 F와 함께 마지막 NAND에 넣는 논리회로
69번 문제 도식
  1. ABCDE+F̄
  2. overline(ABCDE)+F
  3. Ā+B̄+C̄+D̄+Ē+F
  4. A+B+C+D+E+F̄
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘ABCDE+F̄’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 앞단에서 X=overline(ABC), Z=overline(DE)가 되고 OR 후 F와 함께 NAND를 통과한다. Y=overline[(X+Z)F]=overline(X+Z)+F̄=(ABC)(DE)+F̄=ABCDE+F̄다.

이 문제로 익힐 것

다단 논리회로를 중간신호 식으로 옮기고 드모르간 법칙으로 간소화한다.

풀이 순서
  1. 첫 NAND 출력들을 X=overline(ABC), Z=overline(DE)로 쓴다.
  2. OR 출력 X+Z와 F가 마지막 NAND에 들어가므로 Y=overline[(X+Z)F]로 둔다.
  3. 드모르간 법칙으로 Y=overline(X+Z)+F̄=ABCDE+F̄를 얻는다.

자주 하는 실수: 각 NAND의 반전표시를 한꺼번에 없애거나 마지막 NAND를 단순 AND로 읽으면 항의 구조가 달라진다.

다른 문제에 적용: 복합 논리회로는 게이트마다 중간변수를 붙인 뒤 반전선 하나씩 드모르간 법칙을 적용한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: overline(X+Z)=overline(X)·overline(Z)=ABCDE이므로 마지막 F 반전항과 더한 결과다.
  • 2번 · 오답: ABCDE를 다시 반전하고 F를 양으로 둔 것은 마지막 NAND의 드모르간 전개가 반대다.
  • 3번 · 오답: 이는 앞단 NAND 출력 X+Z에 F를 더한 형태로 마지막 NAND의 곱 입력을 반영하지 않는다.
  • 4번 · 오답: A~E를 OR로 묶을 근거가 없으며 앞단 게이트의 곱 구조가 사라졌다.

정답 판정: 드모르간 법칙과 NAND 논리식

상세 정답 근거: F=0이면 마지막 NAND 출력은 항상 1이고, 정리식 ABCDE+F̄도 1이 되는지 확인했다.

70. 특성방정식 s³+2s²+Ks+10=0인 제어시스템이 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. K>0
  2. K>5
  3. K<0
  4. 0<K<5
정답과 해설 보기

정답: 2

특성방정식의 Routh 배열 첫 열 1 2 K-5 10과 안정조건 K가 5보다 큼을 보여주는 표
70번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘K>5’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 3차식의 Routh 첫 열은 1, 2, (2K-10)/2, 10이다. 모두 양수려면 K-5>0이므로 K>5다.

이 문제로 익힐 것

Routh 배열의 첫 열 부호조건으로 3차 특성방정식의 안정범위를 구한다.

풀이 순서
  1. s³행에 1, K를, s²행에 2, 10을 배치한다.
  2. s¹행 첫 원소를 (2K-10)/2=K-5로 계산하고 s⁰행을 10으로 둔다.
  3. 첫 열 1, 2, K-5, 10이 모두 양수여야 하므로 K>5를 얻는다.

자주 하는 실수: 모든 계수가 양수인 K>0만 확인하면 필요조건만 만족하고 Routh의 충분조건을 놓친다.

다른 문제에 적용: 3차식은 양의 계수뿐 아니라 a₂a₁>a₃a₀, 여기서는 2K>10도 함께 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: K>0은 계수 양수 조건일 뿐 0<K≤5에서는 Routh 첫 열에 0 또는 음수가 생긴다.
  • 2번 · 정답: K-5>0을 만족해 첫 열이 모두 양수가 되는 안정범위다.
  • 3번 · 오답: K<0이면 특성방정식 계수와 Routh 첫 열의 부호가 바뀌어 불안정하다.
  • 4번 · 오답: 0<K<5에서는 s¹행 첫 원소 K-5가 음수라 우반평면 근이 생긴다.

정답 판정: Routh-Hurwitz 안정조건의 첫 열 양수

상세 정답 근거: 경계 K=5에서 s¹행이 0이 되어 엄격한 안정조건에 포함되지 않는지 확인했다.

71. 전원과 부하가 Δ결선된 3상 평형회로에서 선간전압 200 V, 부하 1상 임피던스 6+j8 Ω일 때 선전류는?

  1. 20 A
  2. 20√3 A
  3. 20/√3 A
  4. 120 A
정답과 해설 보기

정답: 2

델타결선에서 선간전압과 상전압은 같고 선전류는 두 상전류의 벡터차로 루트3배가 되는 도식
71번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘20√3 A’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: Δ결선 상전압은 200 V이고 |Z|=10 Ω이므로 상전류는 20 A다. Δ결선 선전류는 √3배이므로 20√3 A다.

이 문제로 익힐 것

델타결선에서 상전압·상전류와 선전류의 관계를 순서대로 적용한다.

풀이 순서
  1. Δ결선에서는 부하 한 상에 걸리는 전압이 선간전압과 같아 Vφ=200 V다.
  2. |Zφ|=√(6²+8²)=10 Ω이므로 Iφ=200/10=20 A를 구한다.
  3. Δ결선의 선전류 크기 IL=√3Iφ를 적용해 20√3 A를 얻는다.

자주 하는 실수: Y결선 관계 Vφ=VL/√3를 적용하거나, 20 A를 선전류로 끝내기 쉽다.

다른 문제에 적용: Δ는 전압 동일·선전류 √3배, Y는 전류 동일·선간전압 √3배로 짝지어 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 20 A는 Δ 한 상의 전류이며 두 상전류의 벡터차인 선전류는 아니다.
  • 2번 · 정답: 상전류 20 A에 Δ결선 선전류 계수 √3을 곱한 값이다.
  • 3번 · 오답: Y결선 전압관계를 잘못 적용해 √3으로 나눈 값이다.
  • 4번 · 오답: 임피던스의 저항성분 6 Ω만 사용한 200/6 계열과도 맞지 않는 과대값이다.

정답 판정: Δ결선 I_L=√3I_phase

상세 정답 근거: 선전류의 크기가 상전류보다 √3배 크고 위상은 30° 차이 난다는 Δ결선 특성과 일치하는지 확인했다.

72. 비정현파 전류 i(t)=56sinωt+20sin2ωt+30sin(3ωt+30°)+40sin(4ωt+60°)의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 0.96
  3. 0.55
  4. 0.11
정답과 해설 보기

정답: 2

기본파 56과 2 3 4고조파 20 30 40의 스펙트럼 및 제곱합으로 왜형률을 구하는 도식
72번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘0.96’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 왜형률은 기본파 실효값에 대한 전체 고조파 실효값의 비다. 공통 √2는 약분되어 √(20²+30²+40²)/56=53.85/56≈0.96이다.

이 문제로 익힐 것

기본파에 대한 전체 고조파 실효값 비로 왜형률을 계산한다.

풀이 순서
  1. 기본파 최대값을 56, 고조파 최대값들을 20, 30, 40으로 구분한다.
  2. 고조파는 서로 직교하므로 합성 실효값의 제곱을 20²+30²+40²로 더한다.
  3. 분자·분모의 공통 1/√2를 약분해 √2900/56≈0.962를 얻는다.

자주 하는 실수: 고조파 진폭을 20+30+40처럼 산술합하거나 기본파까지 분자에 넣으면 왜형률이 달라진다.

다른 문제에 적용: 서로 다른 주파수 성분의 실효값은 제곱합의 제곱근으로 합성하고, THD 분모에는 기본파만 둔다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정확한 계산값 0.962를 한 자리로 거칠게 반올림한 값이 아니라 선택지 중 더 가까운 0.96을 골라야 한다.
  • 2번 · 정답: √(20²+30²+40²)/56≈0.96과 일치한다.
  • 3번 · 오답: 고조파 하나만 사용하거나 전체 실효값과 고조파 실효값의 비를 혼동한 값이다.
  • 4번 · 오답: 각 고조파의 위상각을 단순 합산해 얻을 수 없는 지나치게 작은 값이다.

정답 판정: 고조파 왜형률 THD=√Σ_{n≥2}I_n²/I₁

상세 정답 근거: 고조파 제곱합 2,900의 제곱근 53.85가 기본파 56과 비슷하므로 결과가 1에 가까운지 확인했다.

73. 다음 병렬 회로의 공통단자전압 V_ab는?

a와 b 사이에 3옴 6볼트 직렬가지와 2옴 10볼트 직렬가지가 병렬 연결된 회로
73번 문제 도식
  1. 3 V
  2. 8.4 V
  3. 7 V
  4. 3.6 V
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘8.4 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 외부부하가 없으므로 두 가지 전류 합이 0이다. (V-6)/3+(V-10)/2=0에서 2V-12+3V-30=0, V=42/5=8.4 V다.

이 문제로 익힐 것

서로 다른 전압원과 직렬저항이 병렬 연결된 회로의 공통단자전압을 KCL로 구한다.

풀이 순서
  1. a에서 b로 흐르는 가지전류를 각각 (Vab-6)/3, (Vab-10)/2로 둔다.
  2. 외부 부하가 없으므로 a노드 KCL에 따라 두 전류의 합을 0으로 놓는다.
  3. 2(V-6)+3(V-10)=0에서 5V=42, Vab=8.4 V를 얻는다.

자주 하는 실수: 전압원 6 V와 10 V를 단순 평균하면 저항 3 Ω과 2 Ω에 따른 가중치가 빠진다.

다른 문제에 적용: 병렬 전압원-저항 가지의 무부하 단자전압은 컨덕턴스 1/R로 가중한 평균과 같다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: V=3 V이면 두 가지 전류가 같은 크기·반대방향이 아니어서 KCL을 만족하지 않는다.
  • 2번 · 정답: KCL 또는 (6/3+10/2)/(1/3+1/2)로 얻는 8.4 V다.
  • 3번 · 오답: 6 V와 10 V의 가운데 값이지만 저항이 다른 두 가지의 가중평균은 아니다.
  • 4번 · 오답: 전압을 저항비로 한 번만 나눈 값으로 두 가지 전류의 평형을 만들지 못한다.

정답 판정: 병렬 전압원-저항 회로의 KCL

상세 정답 근거: (8.4-6)/3=0.8 A와 (8.4-10)/2=-0.8 A의 합이 0인지 확인했다.

74. 3상 평형회로에서 전압계 100 V, 전류계 30 A, 전력계 1.5 kW일 때 선간전압 V_ab와 선전류 I_a의 위상차는? (상순 a-b-c)

  1. 15°
  2. 30°
  3. 45°
  4. 60°
정답과 해설 보기

정답: 4

전압 Vab와 전류 Ia 사이 60도 위상차 및 전력계 지시식을 나타낸 페이저 도식
74번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘60°’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전력계 지시는 W=V_ab I_a cosθ_ab이다. cosθ_ab=1500/(100×30)=0.5이므로 θ_ab=60°다.

이 문제로 익힐 것

전력계 지시식에서 전압과 전류 사이의 위상차를 역코사인으로 구한다.

풀이 순서
  1. 전력계 전압코일과 전류코일이 측정하는 양을 Vab=100 V, Ia=30 A로 읽는다.
  2. W=VabIa cosθab에 1,500 W를 대입한다.
  3. cosθab=1500/(100×30)=0.5이므로 θab=60°를 얻는다.

자주 하는 실수: 3상 전체전력 공식 √3VLILcosφ를 쓰면, 이 문제에서 묻는 두 계기량 Vab와 Ia의 직접 위상차가 아니다.

다른 문제에 적용: 전력계 한 대의 지시는 그 전압코일 전압과 전류코일 전류의 곱에 두 양의 위상차 코사인을 곱한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: cos15°를 곱하면 약 2.90 kW로 주어진 1.5 kW보다 크다.
  • 2번 · 오답: cos30°를 곱하면 약 2.60 kW라 계기 지시와 맞지 않는다.
  • 3번 · 오답: cos45°를 곱하면 약 2.12 kW로 여전히 크다.
  • 4번 · 정답: 100×30×cos60°=1,500 W로 전력계 지시와 일치한다.

정답 판정: 단상 전력계 지시 W=VIcosθ

상세 정답 근거: 선택한 60°를 원식에 대입해 1.5 kW가 정확히 복원되는지 확인했다.

75. 상순 a-b-c인 3상회로에서 V₀=-8+j3 V, V₁=6-j8 V, V₂=8+j12 V일 때 a상 전압 V_a는?

  1. 9.22∠40°
  2. 3.07∠40°
  3. 9.22∠50°
  4. 3.07∠50°
정답과 해설 보기

정답: 3

영상 정상 역상 전압벡터를 더해 a상 전압 6+j7과 크기 9.22 각도 약 50도를 얻는 도식
75번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘9.22∠50°’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: a상 전압은 V_a=V₀+V₁+V₂=6+j7 V다. 크기는 √85=9.22 V, 위상각은 tan⁻¹(7/6)=49.4°로 약 50°다.

이 문제로 익힐 것

영상·정상·역상분을 더해 a상 전압의 직교형과 극형을 구한다.

풀이 순서
  1. a상 복원식 Va=V₀+V₁+V₂를 사용한다.
  2. 실수부 -8+6+8=6, 허수부 3-8+12=7로 Va=6+j7 V를 얻는다.
  3. 크기 √(6²+7²)=√85=9.22, 각도 tan⁻¹(7/6)=49.4°≈50°로 바꾼다.

자주 하는 실수: b상·c상 복원에 쓰는 회전연산자 a를 a상 식에도 곱하거나, 성분의 크기만 더하면 틀린다.

다른 문제에 적용: a상은 세 대칭분을 그대로 더하고, 직교형 계산을 끝낸 뒤 마지막에만 극형으로 변환한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 크기 9.22는 맞지만 6+j7의 각도는 40°가 아니라 약 49.4°다.
  • 2번 · 오답: 세 대칭분의 평균처럼 3으로 나눈 크기이며 a상 복원식에는 나눗셈이 없다.
  • 3번 · 정답: 9.22∠49.4°를 선택지 정밀도로 반올림한 값이다.
  • 4번 · 오답: 각도는 가깝지만 크기를 3으로 나눈 값으로 복원식과 맞지 않는다.

정답 판정: 대칭분 역변환 V_a=V₀+V₁+V₂

상세 정답 근거: 9.22cos49.4°≈6, 9.22sin49.4°≈7로 다시 직교형을 복원했다.

76. 그림 (a)의 a-b 단자에서 본 회로를 그림 (b)의 테브낭 등가회로로 바꿀 때 V_th와 R_th는?

10볼트 전원과 3옴 2옴 분압망의 중앙노드에서 1옴을 거쳐 단자 a로 연결되고 아래선이 단자 b인 원회로와 테브낭 등가회로
76번 문제 도식
  1. V=5 V, R=0.6 Ω
  2. V=2 V, R=2 Ω
  3. V=6 V, R=2.2 Ω
  4. V=4 V, R=2.2 Ω
정답과 해설 보기

정답: 4

개방전압 계산과 전압원 단락 후 1옴 더하기 3옴과 2옴 병렬로 등가저항을 구하는 두 단계 도식
76번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘V=4 V, R=2.2 Ω’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: a-b를 개방하면 단자 앞 1 Ω에는 전류가 흐르지 않으므로 V_th는 3 Ω과 2 Ω의 분압 10×2/(3+2)=4 V다. 독립 10 V 전압원을 단락한 뒤 a에서 보면 1 Ω이 (3 Ω∥2 Ω)과 직렬이므로 R_th=1+1.2=2.2 Ω이다.

이 문제로 익힐 것

개방전압과 전원 제거 후 등가저항을 각각 구해 테브낭 등가회로를 만든다.

풀이 순서
  1. a-b 단자를 개방하면 1 Ω에는 전류가 없으므로 그 전압강하도 0이다.
  2. 3 Ω과 2 Ω의 분압으로 중앙노드 전압 10×2/(3+2)=4 V를 구해 Vth로 둔다.
  3. 10 V 전압원을 단락하면 a에서 본 저항은 1+(3∥2)=1+1.2=2.2 Ω이다.

자주 하는 실수: 그림의 1 Ω을 제거해야 할 외부부하로 오해하면 Rth의 직렬 1 Ω을 누락한다.

다른 문제에 적용: 테브낭 문제에서는 단자 밖 부하만 제거하고, 단자 안쪽에 그려진 모든 소자는 원회로에 남긴다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: Vth와 Rth 모두 분압 및 직병렬 구조와 맞지 않는다.
  • 2번 · 오답: 2 V는 개방분압이 아니고 2 Ω는 1 Ω+(3∥2)를 반영하지 못한다.
  • 3번 · 오답: Rth=2.2 Ω는 맞지만 개방전압을 6 V로 계산해 2 Ω 쪽 전압을 잘못 읽었다.
  • 4번 · 정답: 개방전압 4 V와 전원 단락 후 등가저항 2.2 Ω을 모두 만족한다.

정답 판정: 테브낭 등가 V_th=V_oc, R_th=R_seen

상세 정답 근거: 개방단자에서는 1 Ω 전압강하가 0이고, 저항망에서는 3∥2=1.2 Ω인지 각각 독립 검산했다.

77. R=25 kΩ, C=1 μF인 직렬회로의 초기전하가 Q₀=0.5 C다. t=0에서 스위치를 닫을 때 t=0+의 전류는?

  1. 50 A
  2. 20 A
  3. 0.02 A
  4. 100 A
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘20 A’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 초기 커패시터전압은 V₀=Q₀/C=0.5/(1×10⁻⁶)=500000 V다. 순간전류는 V₀/R=500000/25000=20 A다.

이 문제로 익힐 것

커패시터 초기전압의 연속성을 이용해 스위칭 직후 전류를 구한다.

풀이 순서
  1. 초기전하와 정전용량에서 Vc(0-)=Q₀/C=0.5/(1×10⁻⁶)=5×10⁵ V를 구한다.
  2. 커패시터 전압은 순간적으로 변하지 않으므로 Vc(0+)=Vc(0-)로 둔다.
  3. 방전 직후 저항전류의 크기를 Vc/R=(5×10⁵)/(25×10³)=20 A로 계산한다.

자주 하는 실수: 0.5 C를 0.5 μC로 읽으면 전류가 백만분의 일로 줄어들며, 문제의 비현실적으로 큰 초기전압도 주어진 단위 그대로 써야 한다.

다른 문제에 적용: 스위칭 직후에는 커패시터 전압 연속, 인덕터 전류 연속이라는 상태변수 조건을 먼저 적용한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: V/R=20 A보다 2.5배 큰 값으로 Q, C, R의 단위변환과 맞지 않는다.
  • 2번 · 정답: 주어진 0.5 C와 1 μF에서 얻은 500 kV를 25 kΩ으로 나눈 값이다.
  • 3번 · 오답: 초기전하를 μC로 잘못 축소했을 때 나오는 규모이며 문제 단위는 C다.
  • 4번 · 오답: 저항을 5 kΩ처럼 잘못 읽어야 나오는 값으로 주어진 25 kΩ과 맞지 않는다.

정답 판정: 커패시터 초기전압 V=Q/C와 RC 방전 초기전류 I(0+)=V₀/R

상세 정답 근거: RC=0.025 s이고 i(0+)R=20×25,000=500,000 V가 초기 커패시터전압과 같은지 확인했다.

78. 그림과 같이 같은 저항 R의 Y결선 부하에 V_ab=210 V, V_bc=-90-j180 V, V_ca=-120+j180 V를 가할 때 a단자의 중성점 N에 대한 전압은 약 몇 V인가?

비대칭 선간전압 Vab Vbc Vca가 같은 저항 세 개의 부동중성점 Y결선 부하에 인가된 회로
78번 문제 도식
  1. 100
  2. 116
  3. 121
  4. 125
정답과 해설 보기

정답: 4

부동중성점 KCL과 선간전압 관계로 VaN을 110 마이너스 j60볼트로 구하는 벡터 계산 도식
78번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘125’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 세 저항이 같고 중성선이 없으므로 VaN+VbN+VcN=0이다. Vab=VaN-VbN과 Vca=VcN-VaN을 함께 쓰면 VaN=(Vab-Vca)/3=(210-(-120+j180))/3=110-j60 V다. 따라서 |VaN|=√(110²+60²)≈125.3 V다.

이 문제로 익힐 것

동일 저항 Y부하의 부동중성점 조건으로 선간전압에서 상전압을 직접 복원한다.

풀이 순서
  1. 세 저항이 같고 중성선이 없으므로 Ia+Ib+Ic=0, 즉 VaN+VbN+VcN=0을 쓴다.
  2. Vab=VaN-VbN, Vca=VcN-VaN을 결합해 VaN=(Vab-Vca)/3을 유도한다.
  3. (210-(-120+j180))/3=110-j60 V, 따라서 |VaN|=√(110²+60²)=125.3 V를 얻는다.

자주 하는 실수: 선간전압 210 V를 √3으로만 나누는 방법은 평형 전원에서만 바로 적용할 수 있다.

다른 문제에 적용: 비대칭 3상에서는 평형공식을 쓰지 말고 부동중성점 KCL과 주어진 선간전압 관계를 연립한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 100 V는 주어진 비대칭 선간전압과 중성점 조건을 연립해 얻는 크기가 아니다.
  • 2번 · 오답: 평형일 때 200/√3에 가까운 값으로, 이 문제의 비대칭 성분을 반영하지 않는다.
  • 3번 · 오답: 210/√3≈121을 기계적으로 적용한 값이지만 선간전압들이 평형이 아니다.
  • 4번 · 정답: VaN=110-j60 V의 크기 125.3 V에 가장 가까운 값이다.

정답 판정: 동일 Y부하의 중성점 이동과 KCL Σ(V_phase-V_N)/R=0

상세 정답 근거: 계산한 VaN과 관계식에서 구한 VbN=VaN-Vab, VcN=VaN+Vca의 합이 0인지 확인했다.

79. 분포정수회로에서 선로정수가 R,L,C,G이고 무왜형조건 RC=LG일 때 특성임피던스 Z₀는?

  1. √(CL)
  2. 1/√(CL)
  3. √(RG)
  4. √(L/C)
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘√(L/C)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 일반식 Z₀=√[(R+jωL)/(G+jωC)]에 RC=LG를 적용하면 주파수와 무관하게 Z₀=√(L/C)=√(R/G)가 된다.

이 문제로 익힐 것

무왜형조건을 일반 특성임피던스 식에 적용해 실수 정수값으로 단순화한다.

풀이 순서
  1. 분포정수선로의 Z₀=√[(R+jωL)/(G+jωC)]를 쓴다.
  2. RC=LG에서 R/G=L/C라는 동일비 관계를 얻는다.
  3. 분자와 분모의 저항성·리액턴스성 항 비가 같으므로 Z₀=√(L/C)=√(R/G)로 단순화한다.

자주 하는 실수: 전파속도 1/√(LC)나 전파정수의 항을 특성임피던스와 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 무왜형선로에서는 R/L=G/C이고 특성임피던스는 √(L/C), 전파속도는 1/√(LC)로 구분한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: √(CL)는 임피던스 차원이 아니며 L/C의 비가 필요하다.
  • 2번 · 오답: 1/√(CL)는 이상선로의 전파속도와 관련된 형태이지 Ω 단위의 특성임피던스가 아니다.
  • 3번 · 오답: √(RG) 역시 Ω 차원이 아니며 저항과 컨덕턴스의 곱은 무차원이다.
  • 4번 · 정답: 무왜형조건에서 주파수와 무관해지는 특성임피던스 √(L/C)다.

정답 판정: 무왜형선로의 Heaviside 조건 R/L=G/C

상세 정답 근거: L/C의 단위가 H/F=Ω²이므로 제곱근의 단위가 Ω인지 확인했다.

80. R=10 Ω, L=10 mH, C=1 μF인 직렬회로의 공진 첨예도 Q는?

  1. 1000
  2. 100
  3. 10
  4. 1
정답과 해설 보기

정답: 3

직렬 RLC 공진에서 리액턴스 100옴과 저항 10옴의 비로 첨예도 10을 구하는 도식
80번 정답 도식

정답: 3번 — 10

조건 읽기: 집중소자 직렬 RLC 모델에서 R=10 Ω을 전체 손실 저항으로 본다. L=10 mH=0.01 H, C=1 μF=10⁻⁶ F이다.

원리 선택: 직렬 공진에서는 두 리액턴스가 상쇄된다. Q=ω₀L/R이며 ω₀=1/√(LC)이다.

풀이:
1) ω₀=1/√(0.01×10⁻⁶)=10,000 rad/s이다.
2) 공진 때 X_L=ω₀L=10,000×0.01=100 Ω이다.
3) Q=X_L/R=100/10=10이다. 각주파수 대역폭 Δω=R/L=1,000 rad/s로 검산해도 ω₀/Δω=10이다.

헷갈리기 쉬운 점: Q는 저항의 비 또는 각주파수의 비이므로 무차원이다. mH와 μF는 먼저 H와 F로 환산한다.

적용 범위: 선형 직렬 RLC의 집중소자 모델이다. 실제 코일의 추가 손실이나 기생성분이 있으면 전체 손실 저항과 모델을 다시 정해야 한다.

이 문제로 익힐 것

집중소자 직렬 RLC 모델에서 R=10 Ω을 전체 손실 저항으로 본다. L=10 mH=0.01 H, C=1 μF=10⁻⁶ F이다.

풀이 순서
  1. ω₀=1/√(0.01×10⁻⁶)=10,000 rad/s이다.
  2. 공진 때 X_L=ω₀L=10,000×0.01=100 Ω이다.
  3. Q=X_L/R=100/10=10이다. 각주파수 대역폭 Δω=R/L=1,000 rad/s로 검산해도 ω₀/Δω=10이다.

자주 하는 실수: Q는 저항의 비 또는 각주파수의 비이므로 무차원이다. mH와 μF는 먼저 H와 F로 환산한다.

다른 문제에 적용: 선형 직렬 RLC의 집중소자 모델이다. 실제 코일의 추가 손실이나 기생성분이 있으면 전체 손실 저항과 모델을 다시 정해야 한다.

선지별 해설

  • 1번: 1,000은 이 조건의 각주파수 대역폭 수치(rad/s)다. Q는 공진 각주파수를 그 대역폭으로 나눈 10이다.
  • 2번: 100은 공진 리액턴스의 수치(Ω)다. 저항 10 Ω으로 나누는 단계가 빠졌다.
  • 3번: 100 Ω/10 Ω=10으로 계산과 단위가 모두 맞다.
  • 4번: Q=1이려면 같은 L, C에서 전체 저항이 100 Ω이어야 한다. 주어진 저항은 10 Ω이다.

편집 해설 근거: 2026-09-13 독립 편집 검토: 문항의 조건, 계산 또는 조문, 정답과 네 보기의 이유를 대조했다. 공개 화면·PDF·CBT 최종 수용은 별도다.

전기기사 · 전기설비기술기준

81. 특고압 가공전선로에서 직선형 철탑을 연속 10기 이상 사용할 때 몇 기 이하마다 내장애자장치 철탑 또는 동등강도 철탑 1기를 시설해야 하는가?

  1. 20기
  2. 15기
  3. 10기
  4. 5기
정답과 해설 보기

정답: 3

직선형 철탑 연속구간에서 최대 10기마다 장력에 견디는 철탑을 배치하는 도식
81번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘10기’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 직선형 철탑이 연속적으로 넘어지는 것을 막기 위해 10기 이하마다 전선을 견고하게 인류할 수 있는 내장애자장치 철탑 또는 동등강도 철탑을 둔다.

이 문제로 익힐 것

직선형 철탑의 연쇄도괴를 제한하는 보강 철탑 설치간격을 적용한다.

풀이 순서
  1. 대상이 B종 철주가 아니라 직선형 철탑의 연속구간인지 확인한다.
  2. 직선형 철탑을 연속 10기 이상 사용하는 경우의 보강기준을 찾는다.
  3. 10기 이하마다 장력에 견디는 애자장치 철탑 또는 동등강도 철탑 1기를 둔다는 기준을 적용한다.

자주 하는 실수: ‘연속 10기 이상’은 규정 적용을 시작하는 조건이고, ‘10기 이하마다’는 보강 철탑의 최대 간격이다.

다른 문제에 적용: 설비기준의 숫자 문제는 적용조건과 시설간격을 따로 표시해 같은 숫자가 어떤 역할인지 구분한다.

확인 위치: KEC 333.16 제4항

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 20기마다 두면 허용된 최대 간격 10기를 넘어 연쇄도괴 방지기준을 만족하지 못한다.
  • 2번 · 오답: 15기도 10기 이하마다라는 최대 간격보다 길다.
  • 3번 · 정답: 연속구간에서 10기 이하마다 보강 철탑 1기를 시설해야 한다.
  • 4번 · 오답: 5기마다 시설하면 기준보다 보수적일 수는 있지만 문제는 규정이 요구하는 최대 간격을 묻는다.

정답 판정: KEC 특고압 가공전선로 직선형 철탑 연속구간 보강기준

상세 정답 근거: KEC 333.16 제4항의 적용대상·연속 사용조건·시설간격을 원문 순서대로 대조했다.

82. 이차전지를 전용건물 외 장소에 시설할 때 이차전지랙 상호 간 이격거리는? (예외 제외)

  1. 4 m
  2. 1 m
  3. 3 m
  4. 2 m
정답과 해설 보기

정답: 2

이차전지랙 사이 1미터와 랙 전면 벽 1미터 측후면 벽 0.8미터를 구분한 평면 도식
82번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1 m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전용건물 이외 장소에서는 이차전지랙과 랙 사이를 원칙적으로 1 m 이상 이격한다. 벽면 이격은 별도 기준으로 전면 1 m, 측면·후면 0.8 m 이상이며, 내화구조 벽을 랙 사이에 삽입한 경우에는 랙 상호 이격 예외가 가능하다.

이 문제로 익힐 것

전용건물 이외의 장소에 설치한 이차전지랙 사이의 최소 이격거리를 구분한다.

풀이 순서
  1. 설치장소가 전기저장장치 전용건물이 아닌 일반인 출입 건물의 부속공간인지 확인한다.
  2. 묻는 거리가 랙-랙인지, 랙 전면-벽인지, 랙 측·후면-벽인지 구분한다.
  3. 랙과 랙 사이는 원칙적으로 1 m 이상이라는 기준을 적용한다.

자주 하는 실수: 랙-랙 1 m를 모든 벽면 거리에도 그대로 적용하면 안 된다. 측면·후면과 벽은 0.8 m 기준이다.

다른 문제에 적용: 이차전지 이격은 ‘랙-랙 1 m, 전면-벽 1 m, 측·후면-벽 0.8 m’를 위치별로 묶어 학습한다.

확인 위치: KEC 512.1.6 다목

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 4 m는 출입구·피난계단 관련 거리나 다른 시설기준과도 맞지 않는 과도한 값이다.
  • 2번 · 정답: 전용건물 이외 장소의 이차전지랙 상호 간 원칙적 최소 이격거리다.
  • 3번 · 오답: 3 m는 이차전지실과 다른 건물의 출입구·피난계단 사이 이격거리와 혼동한 값이다.
  • 4번 · 오답: 2 m는 랙 상호 간 기준에 규정된 값이 아니다.

정답 판정: KEC 이차전지 랙 상호간·벽면 이격 1m 기준

상세 정답 근거: KEC 512.1.6 다목에서 랙-랙 1 m와 벽면별 1 m·0.8 m를 구분하고, 내화벽 삽입 예외도 확인했다.

83. 가공전선로 지지물의 지선에 연선을 사용할 때 일반 최저기준으로 옳은 것은? (소선 인장강도에 따른 아연도강연선 예외는 제외)

  1. 허용인장하중 4.31 kN, 소선지름 2.0 mm, 안전율 2.0
  2. 허용인장하중 4.31 kN, 소선지름 2.6 mm, 안전율 2.5
  3. 허용인장하중 3.21 kN, 소선지름 2.6 mm, 안전율 2.5
  4. 허용인장하중 2.11 kN, 소선지름 1.6 mm, 안전율 1.5
정답과 해설 보기

정답: 2

지선 일반 최저기준인 허용인장하중 4.31킬로뉴턴 소선지름 2.6밀리미터 안전율 2.5를 체크하는 도식
83번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘허용인장하중 4.31 kN, 소선지름 2.6 mm, 안전율 2.5’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 지선의 안전율은 원칙적으로 2.5 이상이고 허용인장하중의 최저는 4.31 kN이다. 일반 연선은 소선 3가닥 이상, 소선지름 2.6 mm 이상이어야 한다. 다만 아연도강연선은 소선지름 2 mm 이상이고 소선 인장강도 0.68 kN/mm² 이상이면 소선지름 예외를 적용할 수 있으므로, 이 문항은 그 추가조건이 없는 일반기준을 묻는다.

이 문제로 익힐 것

지선의 허용인장하중·연선 소선지름·안전율 세 최저기준을 동시에 판정한다.

풀이 순서
  1. 지선의 안전율은 원칙적으로 2.5 이상이고 허용인장하중 최저는 4.31 kN임을 확인한다.
  2. 일반 연선은 소선 3가닥 이상, 소선지름 2.6 mm 이상이라는 기준을 적용한다.
  3. 세 조건을 모두 만족하는 4.31 kN·2.6 mm·2.5 조합을 고른다.

자주 하는 실수: 아연도강연선은 소선지름 2 mm 이상이면서 소선 인장강도 0.68 kN/mm² 이상이면 별도 예외가 있지만, 그 인장강도 조건이 제시되지 않으면 일반기준을 적용한다.

다른 문제에 적용: 여러 최저기준을 묶은 선택지는 숫자 하나가 아니라 하중·치수·안전율을 각각 체크한다.

확인 위치: KEC 331.11 제3항 가·나목

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 하중과 2.0 mm 수치는 일부 조건과 연결될 수 있지만 안전율 2.0이 원칙 2.5보다 작아 틀리다.
  • 2번 · 정답: 허용인장하중 4.31 kN, 일반 소선지름 2.6 mm, 안전율 2.5를 모두 만족한다.
  • 3번 · 오답: 소선지름과 안전율은 맞지만 허용인장하중 3.21 kN이 최저 4.31 kN에 못 미친다.
  • 4번 · 오답: 허용인장하중·소선지름·안전율이 모두 일반 최저기준보다 작다.

정답 판정: KEC 가공전선로 지선의 인장하중·소선지름·안전율

상세 정답 근거: KEC 331.11 제3항 가·나목과 아연도강연선의 소선지름 예외 단서를 함께 대조했다.

84. 주택용 배선차단기의 순시트립 범위가 정격전류 In의 10배 초과~20배 이하인 형식은?

  1. A형
  2. B형
  3. C형
  4. D형
정답과 해설 보기

정답: 4

정격전류 배수축에서 B형 3초과5이하 C형 5초과10이하 D형 10초과20이하를 비교한 도식
84번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘D형’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 주택용 배선차단기 D형의 순시트립 범위는 10In 초과 20In 이하이다. B형은 3~5In, C형은 5~10In 범위다.

이 문제로 익힐 것

주택용 배선차단기의 순시트립 배수범위로 B·C·D형을 식별한다.

풀이 순서
  1. 순시트립 전류를 정격전류 In의 배수로 읽는다.
  2. B형 3In 초과~5In 이하, C형 5In 초과~10In 이하를 순서대로 놓는다.
  3. 10In 초과~20In 이하는 D형임을 고른다.

자주 하는 실수: 경계값 10In은 C형에는 포함되고 D형은 ‘10In 초과’부터라는 부등호 차이를 놓치기 쉽다.

다른 문제에 적용: B-C-D를 3~5, 5~10, 10~20의 연속 구간으로 외우고 초과·이하 경계를 함께 본다.

확인 위치: KEC 표 212.3-3

선지별 해설

  • 1번 · 오답: KEC의 주택용 순시트립 분류표는 B·C·D형을 제시하며 A형은 이 범위의 답이 아니다.
  • 2번 · 오답: B형은 3In 초과~5In 이하 범위다.
  • 3번 · 오답: C형은 5In 초과~10In 이하 범위다.
  • 4번 · 정답: D형은 10In 초과~20In 이하 범위다.

정답 판정: 주택용 배선차단기 D형 순시트립 10In 초과 20In 이하

상세 정답 근거: KEC 표 212.3-3에서 형식별 하한의 ‘초과’와 상한의 ‘이하’를 포함해 확인했다.

85. 전력보안통신설비 조가선 시설기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 조가선은 2조까지만 시설한다.
  2. 설비 안전을 위해 전주와 전주 사이에서 조가선을 접속한다.
  3. 부식되지 않는 별도 금속부속품을 쓰고 끝부분을 날카롭지 않게 한다.
  4. 끝부분 배전주와 그 전 첫 지지물 전의 배전주에 시설하는 조가선은 장력에 견디는 구조로 한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

두 전주 사이 경간 중간에서는 조가선을 접속하면 안 됨을 금지표시로 보여주는 도식
85번 정답 도식

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘설비 안전을 위해 전주와 전주 사이에서 조가선을 접속한다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 조가선을 경간 중간인 전주와 전주 사이에서 접속하면 인장력과 처짐에 취약해진다. 조가선은 경간 중에서 접속하지 않아야 하므로 2번이 틀렸다.

이 문제로 익힐 것

전력보안통신설비 조가선의 기계적 연속성과 접속금지 위치를 판정한다.

풀이 순서
  1. 문제가 옳지 않은 진술을 고르는 부정형임을 먼저 표시한다.
  2. 조가선은 과도한 장력과 처짐을 관리해야 하므로 경간 중간 접속이 취약점이 됨을 이해한다.
  3. 전주와 전주 사이에서 접속하지 말아야 하므로 ‘접속한다’는 2번을 고른다.

자주 하는 실수: ‘설비 안전을 위해’라는 그럴듯한 앞부분에 끌리지 말고, 실제 행위가 경간 중 접속인지 확인한다.

다른 문제에 적용: 부정형 규정 문제는 각 문장을 ‘해야 한다/하지 말아야 한다’의 원문 동사까지 대조한다.

확인 위치: KEC 362.3 제1항 나목

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 조가선은 2조까지만 시설할 수 있으므로 옳은 진술이다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 조가선은 전주와 전주 사이에서 접속하지 말아야 하므로 반대로 서술한 틀린 진술이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 내식성 금속부속품을 쓰고 끝부분을 날카롭지 않게 하는 옳은 안전기준이다.
  • 4번 · 옳은 진술: 끝부분과 그 전 첫 지지물 전의 배전주 조가선은 장력에 견디게 하는 옳은 기준이다.

정답 판정: KEC 전력보안통신 조가선의 경간 중 접속 금지

상세 정답 근거: KEC 362.3 제1항 나목의 조가선 2조 제한·경간 접속금지·단부 구조를 항목별로 확인했다.

86. 전기철도 변전소설비에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 제어반은 아날로그 계전기방식을 원칙으로 한다.
  2. 제어용 교류전원은 상용·예비 2계통으로 구성한다.
  3. 급전용변압기는 직류철도는 3상 정류기용, 교류철도는 3상 스코트결선을 원칙으로 한다.
  4. 개폐기는 중요 분기점·고장발견·빈번한 개폐 장소에 두고 상태표시와 잠금장치를 둔다.
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘제어반은 아날로그 계전기방식을 원칙으로 한다.’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 현대 전기철도 변전소 제어반은 디지털계전기 방식을 원칙으로 하므로 아날로그 방식이라는 1번이 틀렸다. 이중 제어전원, 급전변압기 형식, 개폐기 표시·잠금 기준은 안전·신뢰성 기준에 맞는다.

이 문제로 익힐 것

전기철도 변전소의 변압기·개폐기·제어전원·제어반 기준 중 반대 진술을 찾는다.

풀이 순서
  1. 부정형 문항이므로 네 진술을 KEC 421.4의 각 항과 하나씩 대조한다.
  2. 제어용 교류전원은 상용·예비 2계통, 제어반은 디지털계전기방식이 원칙임을 구분한다.
  3. 아날로그계전기방식이 원칙이라는 1번만 기준과 반대이므로 고른다.

자주 하는 실수: 오래된 설비에서 아날로그 계전기를 볼 수 있다는 사실과 현행 규정의 원칙을 혼동하지 않는다.

다른 문제에 적용: ‘원칙’ 문제는 실제 존재 가능성보다 규정이 기본안으로 명시한 방식을 기준으로 판정한다.

확인 위치: KEC 421.4 제2·4·5·6항

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 제어반은 디지털계전기방식이 원칙이므로 아날로그가 원칙이라는 진술이 틀렸다.
  • 2번 · 옳은 진술: 제어용 교류전원을 상용과 예비 2계통으로 구성하는 옳은 기준이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 직류철도는 3상 정류기용, 교류철도는 3상 스코트결선 변압기를 원칙으로 하는 옳은 기준이다.
  • 4번 · 옳은 진술: 중요 분기점 등에 개폐기를 두고 상태표시와 잠금장치를 두는 옳은 기준이다.

정답 판정: KEC 전기철도 변전소 디지털 보호·제어 원칙

상세 정답 근거: KEC 421.4 제2·4·5·6항을 각각 선택지 3·4·2·1과 교차 대조했다.

87. 고압·특고압 가공전선로에서 공급받는 수용장소의 인입구에 설치해야 하는 것은?

  1. 피뢰기
  2. 분로리액터
  3. 동기조상기
  4. 정류기
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘피뢰기’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 가공선로를 통해 유입되는 낙뢰·개폐 과전압을 대지로 방류해 수전기기를 보호하도록 수용장소 인입구에 피뢰기를 시설한다.

이 문제로 익힐 것

가공전선로에서 수용장소 인입구로 들어오는 과전압의 보호장치를 식별한다.

풀이 순서
  1. 고압·특고압 가공전선로는 낙뢰와 개폐서지가 인입선을 따라 유입될 수 있음을 확인한다.
  2. 수용장소 인입구 또는 그 근접 지점의 피뢰기 시설기준을 적용한다.
  3. 과전압을 대지로 방류하는 피뢰기를 고른다.

자주 하는 실수: 피뢰침은 건축물 직격뢰 보호, 피뢰기는 전로로 들어온 과전압 보호라는 역할을 구분한다.

다른 문제에 적용: 설비명 문제는 ‘무엇을 조절하는가’보다 고장 에너지의 유입경로와 보호대상을 먼저 본다.

확인 위치: KEC 341.13 제1항 다목

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 가공전선로에서 유입되는 이상전압을 제한하고 방류하는 장치다.
  • 2번 · 오답: 분로리액터는 선로의 진상 무효전력과 전압상승을 보상하는 설비다.
  • 3번 · 오답: 동기조상기는 무효전력과 전압을 연속 조정하는 회전기다.
  • 4번 · 오답: 정류기는 교류를 직류로 변환하며 낙뢰서지 보호장치가 아니다.

정답 판정: KEC 고압·특고압 수용장소 인입구 피뢰기 시설

상세 정답 근거: KEC 341.13 제1항 다목의 대상 전로·장소·시설장치를 원문과 대조했다.

88. 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전계는 지표상 1 m에서 몇 kV/m 이하이어야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘3.5’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 사람이 통상 접근하는 지표상 1 m에서 전계의 실효값을 3.5 kV/m 이하로 제한한다.

이 문제로 익힐 것

특고압 전선로가 일반인에게 만드는 극저주파 전계의 위치별 상한을 적용한다.

풀이 순서
  1. 측정·평가 위치가 지표상 1 m인지 확인한다.
  2. 일반인의 전신노출에 대한 극저주파 전계강도 상한을 찾는다.
  3. 3.5 kV/m를 초과하지 않아야 하므로 3.5를 고른다.

자주 하는 실수: 3.5라는 숫자를 전선 높이 3.5 m나 자속밀도 83.3 μT와 섞지 말고 물리량과 단위를 함께 외운다.

다른 문제에 적용: 전자계 한도는 ‘지표상 1 m—전계 3.5 kV/m—자계 83.3 μT’의 세 묶음으로 기억한다.

확인 위치: 전기설비기술기준 제17조 제1항; 특고압 전선로 인체보호기준 제3조

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 2.0 kV/m는 해당 일반인 전신노출 전계 상한이 아니다.
  • 2번 · 오답: 2.5 kV/m도 기술기준 제17조의 상한과 다르다.
  • 3번 · 오답: 3.0 kV/m는 기준보다 보수적인 수치지만 문항은 규정값을 묻는다.
  • 4번 · 정답: 지표상 1 m에서 허용되는 극저주파 전계강도의 상한이다.

정답 판정: KEC 특고압 가공전선로 극저주파 전계 3.5kV/m 기준

상세 정답 근거: 현행 전기설비기술기준 제17조 제1항과 특고압 전선로 인체보호기준 제3조의 3.5 kV/m를 교차 확인했다.

89. 무선통신용 안테나를 지지하는 목주의 풍압하중 안전율은 얼마 이상인가?

  1. 0.5
  2. 0.9
  3. 1.2
  4. 1.5
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.5’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 안테나 지지 목주는 풍압하중에 대해 1.5 이상의 안전율을 확보해야 한다.

이 문제로 익힐 것

가공전선로 지지물에 시설한 무선용 안테나의 목주 풍압하중 안전율을 적용한다.

풀이 순서
  1. 대상이 철탑 기초가 아니라 무선용 안테나 등을 지지하는 목주인지 확인한다.
  2. 안테나의 추가 풍압을 고려한 목주 시설기준을 찾는다.
  3. 풍압하중에 대한 안전율 1.5 이상을 고른다.

자주 하는 실수: 안전율은 허용하중 그 자체가 아니라 파괴·기준하중에 대한 여유비이므로 무차원이다.

다른 문제에 적용: 구조 안전율 숫자는 적용 부재와 하중 종류를 함께 표시해 다른 시설의 1.2·2.5와 구분한다.

확인 위치: KEC 364.1 가목

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 0.5는 요구 안전율보다 작아 기준하중에도 충분한 여유를 주지 못한다.
  • 2번 · 오답: 0.9도 1보다 작아 안전율의 규정값이 될 수 없다.
  • 3번 · 오답: 1.2는 일부 다른 설계계수와 혼동한 값이며 안테나 지지 목주 기준보다 작다.
  • 4번 · 정답: 무선용 안테나 등을 시설한 목주의 풍압하중 안전율 최저값이다.

정답 판정: KEC 전력보안통신 무선안테나 지지 목주의 풍압 안전율

상세 정답 근거: KEC 364.1의 목주 항목에서 풍압하중과 안전율 1.5를 함께 확인했다.

90. 보조 보호등전위본딩도체가 케이블 일부가 아니고 선로도체와 함께 수납되지 않으며 기계적 보호가 없을 때 구리도체 최소 단면적은?

  1. 2.5 mm²
  2. 4 mm²
  3. 6 mm²
  4. 10 mm²
정답과 해설 보기

정답: 2

보조 보호등전위본딩 구리도체가 기계적 보호 있으면 2.5제곱밀리미터 없으면 4제곱밀리미터임을 비교한 도식
90번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘4 mm²’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 독립된 구리 보조본딩도체는 기계적 보호가 있으면 2.5 mm² 이상, 없으면 4 mm² 이상이어야 한다.

이 문제로 익힐 것

독립 보조 보호등전위본딩도체의 기계적 보호 여부에 따른 구리 최소 단면적을 구분한다.

풀이 순서
  1. 도체가 케이블 일부가 아니고 선로도체와 함께 수납되지 않은 독립 본딩도체인지 확인한다.
  2. 재질이 구리이고 기계적 보호가 없다는 조건을 표시한다.
  3. 보호 있음 2.5 mm²와 달리 보호 없음은 4 mm² 이상을 적용한다.

자주 하는 실수: 2.5 mm²는 같은 구리도체라도 기계적 보호가 된 경우의 값이다.

다른 문제에 적용: 본딩도체 단면적은 재질과 기계적 보호 여부를 먼저 나눈 뒤 표의 값을 고른다.

확인 위치: KEC 143.3.2 제3항

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 2.5 mm²는 기계적 보호가 된 구리 독립 본딩도체의 최저값이다.
  • 2번 · 정답: 기계적 보호가 없는 구리 독립 본딩도체의 최소 단면적이다.
  • 3번 · 오답: 6 mm²는 주접지단자용 구리 보호등전위본딩도체의 최소값과 혼동한 선택지다.
  • 4번 · 오답: 10 mm²는 이 조건의 보조 보호등전위본딩도체에 요구되는 최소값이 아니다.

정답 판정: KEC 보조 보호등전위본딩 구리도체 최소단면적

상세 정답 근거: KEC 143.3.2 제3항에서 기계적 보호 유무와 구리·알루미늄 값을 행과 열로 나눠 확인했다.

91. 저압 가공인입선에 사용할 수 없는 전선은?

  1. 옥외용 비닐절연전선
  2. 절연전선
  3. 케이블
  4. 나전선
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘나전선’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 가공인입선은 사람이 접촉하거나 건조물과 가까워질 가능성이 있어 절연전선 또는 케이블을 사용해야 하며 나전선은 사용할 수 없다.

이 문제로 익힐 것

저압 가공인입선에 요구되는 절연성에 따라 사용할 수 없는 전선을 고른다.

풀이 순서
  1. 시설대상이 일반 저압 가공전선이 아니라 건물로 들어오는 가공인입선인지 확인한다.
  2. KEC가 전선 종류를 절연전선 또는 케이블로 제한함을 적용한다.
  3. 절연피복이 없는 나전선을 사용할 수 없는 종류로 고른다.

자주 하는 실수: 일부 가공송전선에 나전선을 쓰는 사실을 저압 가공인입선에도 일반화하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 전선 종류 문제는 전압뿐 아니라 인입선·옥내선·송전선 등 시설 위치를 함께 확인한다.

확인 위치: KEC 221.1.1 제1항 가·다목

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 옥외용 비닐절연전선은 추가 접촉방지 조건 아래 저압 가공인입선에 사용할 수 있다.
  • 2번 · 옳은 진술: 절연전선은 저압 가공인입선에 허용되는 기본 종류다.
  • 3번 · 옳은 진술: 케이블도 저압 가공인입선에 허용되는 종류다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 절연피복이 없어 ‘절연전선 또는 케이블’이라는 종류 조건을 만족하지 못한다.

정답 판정: KEC 저압 가공인입선의 절연전선·케이블 사용기준

상세 정답 근거: KEC 221.1.1 제1항 가목의 허용 종류와 다목의 옥외용 비닐절연전선 추가조건을 함께 확인했다.

92. 같은 도체·재료·길이·굵기의 경동선을 둘 이상 병렬로 사용할 때 각 전선의 최소 단면적은?

  1. 50 mm²
  2. 55 mm²
  3. 70 mm²
  4. 160 mm²
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘50 mm²’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 병렬도체 간 전류분담 불균형과 접속 신뢰성을 고려해 경동선은 각 도체를 50 mm² 이상으로 한다.

이 문제로 익힐 것

복수 전선 병렬사용 시 균등 전류분담을 위한 구리도체 최소 단면적을 적용한다.

풀이 순서
  1. 같은 극에 두 개 이상의 전선을 병렬로 사용하는 조건임을 확인한다.
  2. 각 전선이 같은 도체·재료·길이·굵기여야 한다는 균등분담 조건을 확인한다.
  3. 구리선 각 도체의 최소 단면적 50 mm²를 고른다.

자주 하는 실수: 알루미늄 병렬도체의 70 mm²와 구리 병렬도체의 50 mm²를 바꾸어 외우기 쉽다.

다른 문제에 적용: 병렬도체 기준은 ‘구리 50, 알루미늄 70’과 동일 재질·길이·굵기 조건을 묶어 기억한다.

확인 위치: KEC 123 제6항 가목

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 구리 병렬도체 한 가닥마다 요구되는 최소 단면적이다.
  • 2번 · 오답: 55 mm²는 표준 규정값이 아니며 50 mm²보다 큰 임의 선택지다.
  • 3번 · 오답: 70 mm²는 알루미늄 병렬도체의 최소 단면적과 혼동한 값이다.
  • 4번 · 오답: 160 mm²는 이 병렬사용 조건의 최소 단면적으로 요구되지 않는다.

정답 판정: KEC 병렬사용 경동선 최소단면적 50mm²

상세 정답 근거: KEC 123 제6항 가목에서 구리 50 mm²·알루미늄 70 mm²와 동일성 조건을 확인했다.

93. 예상치 못한 회로개방이 위험 또는 큰 손상을 초래해 과부하보호장치를 생략할 수 있는 회로가 아닌 것은?

  1. 전압변성기 2차회로
  2. 전류변성기 2차회로
  3. 전자석크레인 전원회로
  4. 소방설비 전원회로
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘전압변성기 2차회로’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: CT 2차회로는 개방 시 고전압이 생기고 전자석크레인·소방설비는 갑작스런 전원상실이 더 큰 위험을 만든다. 전압변성기 2차회로는 이 회로개방 위험 예외에 해당하지 않는다.

이 문제로 익힐 것

회로개방 자체가 더 큰 위험을 만드는 경우의 과부하보호 생략 예외를 판정한다.

풀이 순서
  1. 문제가 예외에 해당하지 않는 회로를 고르는 부정형임을 표시한다.
  2. CT 2차 개방의 고전압, 전자석크레인의 낙하, 소방설비 정지의 위험을 각각 확인한다.
  3. 전압변성기 2차회로는 열거된 회로개방 위험 예외가 아니므로 고른다.

자주 하는 실수: CT와 PT를 모두 계기용변성기라는 이유로 같은 예외로 묶으면 안 된다. 특히 CT 2차는 개방이 위험하다.

다른 문제에 적용: 보호장치 생략 예외는 편의가 아니라 ‘보호동작에 따른 전원상실이 더 큰 위험인가’로 판단한다.

확인 위치: KEC 212.4.3 다목

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 전압변성기 2차회로는 KEC가 열거한 회로개방 위험에 따른 생략 대상이 아니다.
  • 2번 · 옳은 진술: 전류변성기 2차는 개방 시 높은 전압이 생길 수 있어 생략 가능한 열거 회로다.
  • 3번 · 옳은 진술: 전자석크레인은 갑작스런 전원상실로 하물이 낙하할 수 있어 열거된 예외다.
  • 4번 · 옳은 진술: 소방설비 전원 차단은 더 큰 안전위험을 만들 수 있어 열거된 예외다.

정답 판정: KEC 위험한 회로개방 시 과부하보호 생략 예외

상세 정답 근거: KEC 212.4.3 다목의 열거 목록에 회전기 여자·전자석크레인·CT 2차·소방·안전설비가 있고 PT 2차는 없는지 확인했다.

94. 공통접지공사에서 선도체 단면적 S가 35 mm²를 초과하고 보호도체 재질이 같을 때 PE 최소 단면적은?

  1. 10 mm²
  2. 16 mm²
  3. S
  4. S/2
정답과 해설 보기

정답: 4

선도체 단면적 구간에 따라 보호도체가 S 16 또는 S나누기2가 되는 구간표
94번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘S/2’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 보호도체와 선도체 재질이 같을 때 선도체가 16 mm² 이하이면 S, 16 초과 35 mm² 이하면 16 mm², 35 mm² 초과이면 S/2를 적용한다.

이 문제로 익힐 것

선도체와 같은 재질인 보호도체의 구간별 최소 단면적 식을 적용한다.

풀이 순서
  1. 보호도체 재질이 선도체와 같다는 열을 선택한다.
  2. 선도체 단면적 S가 35 mm²를 초과하므로 세 번째 구간을 선택한다.
  3. 해당 구간의 PE 최소 단면적 S/2를 고른다.

자주 하는 실수: 경계 S=35 mm²는 가운데 구간에 포함되어 16 mm²이고, S/2는 35를 ‘초과’할 때만 적용한다.

다른 문제에 적용: 구간식은 S≤16→S, 16<S≤35→16, S>35→S/2의 경계 부등호까지 함께 적는다.

확인 위치: KEC 표 142.3-1

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 10 mm²는 S 값과 무관한 고정치라 S>35 구간 식이 아니다.
  • 2번 · 오답: 16 mm²는 16<S≤35 mm² 구간의 값이며 이 문제는 S>35다.
  • 3번 · 오답: S는 S≤16 mm² 구간에서 같은 재질 보호도체에 적용한다.
  • 4번 · 정답: S>35 mm²이고 재질이 같을 때 적용하는 최소 보호도체 단면적이다.

정답 판정: KEC 보호도체 최소단면적 표의 S>35mm² 구간

상세 정답 근거: KEC 표 142.3-1에서 같은 재질 열과 S>35 행의 교차값 S/2를 확인했다.

95. 변전소에서 오접속을 방지하려고 특고압 전로의 보기 쉬운 곳에 반드시 표시해야 하는 것은?

  1. 상별표시
  2. 위험표시
  3. 최대전류
  4. 정격전압
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘상별표시’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 특고압 전로는 상을 잘못 접속할 경우 계통사고가 생길 수 있으므로 보기 쉬운 곳에 각 상을 식별하는 상별표시를 해야 한다.

이 문제로 익힐 것

특고압전로의 오접속을 방지하는 의무 식별표시를 고른다.

풀이 순서
  1. 장소가 발전소·변전소 또는 이에 준하는 곳이고 대상이 특고압전로인지 확인한다.
  2. 보기 쉬운 곳에 각 상을 구별할 수 있도록 표시해야 하는 목적을 연결한다.
  3. 의무 표시인 상별표시를 고른다.

자주 하는 실수: 출입구의 위험·출입금지 표시와 전로 자체의 상별표시는 대상과 목적이 다르다.

다른 문제에 적용: 표시기준 문제는 ‘어디에 붙이는가’와 ‘무엇을 식별하는가’를 짝지어 구분한다.

확인 위치: KEC 351.2 제1항

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 특고압전로의 보기 쉬운 곳에 의무적으로 해야 하는 각 상 식별표시다.
  • 2번 · 오답: 위험표시는 전기기기실·울타리 출입구 등 다른 장소의 안전표지와 관련된다.
  • 3번 · 오답: 최대전류 수치 표시는 이 조항이 요구하는 상 식별수단이 아니다.
  • 4번 · 오답: 정격전압 표시는 기기 명판정보일 수 있으나 상 오접속을 막는 의무표시는 아니다.

정답 판정: KEC 특고압 전로의 상별표시 의무

상세 정답 근거: KEC 351.2 제1항의 장소·대상·‘상별 표시’ 문구를 확인하고 접속상태 표시는 제2항의 별도 의무임을 구분했다.

96. 목장에서 가축 탈출을 막는 전기울타리 전선의 최소 인장강도는?

  1. 1.38 kN
  2. 2.78 kN
  3. 4.43 kN
  4. 5.93 kN
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.38 kN’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전기울타리 전선은 기계적 단선과 처짐을 막기 위해 1.38 kN 이상의 인장강도를 가져야 한다.

이 문제로 익힐 것

전기울타리 전선의 기계적 최소 인장강도를 적용한다.

풀이 순서
  1. 대상이 전기울타리의 전원장치가 아니라 실제 울타리 전선임을 확인한다.
  2. 전선은 인장강도 기준 또는 경동선 지름 기준 중 하나를 만족할 수 있음을 확인한다.
  3. 인장강도로 묻는 경우 최소 1.38 kN을 고른다.

자주 하는 실수: 같은 조항의 대체조건인 지름 2 mm 경동선을 2 kN으로 잘못 연결하지 않는다.

다른 문제에 적용: ‘A kN 이상 또는 지름 B mm 이상 경동선’ 형식은 강도와 치수 중 하나의 대체조건이다.

확인 위치: KEC 241.1.3 제2항

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 전기울타리 전선에 요구되는 최소 인장강도다.
  • 2번 · 오답: 2.78 kN은 이 조항의 전기울타리 전선 규정값이 아니다.
  • 3번 · 오답: 4.43 kN도 다른 가공전선·지선 기준과 혼동한 값이다.
  • 4번 · 오답: 5.93 kN은 가공케이블 조가선 등 다른 설비의 강도값과 혼동한 선택지다.

정답 판정: KEC 전기울타리 전선 인장강도 1.38kN 기준

상세 정답 근거: KEC 241.1.3 제2항의 1.38 kN 또는 지름 2 mm 경동선이라는 대체조건을 확인했다.

97. 옥내 저압전선으로 나전선을 사용할 수 없는 공사는?

  1. 버스덕트공사
  2. 라이팅덕트공사
  3. 합성수지관공사
  4. 애자사용공사
정답과 해설 보기

정답: 3

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 3번 ‘합성수지관공사’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 합성수지관 안의 전선은 절연전선을 사용해야 한다. 버스덕트·라이팅덕트의 도체와 애자사용공사는 구조상 정해진 조건에서 나도체를 사용할 수 있다.

이 문제로 익힐 것

옥내 나전선 사용의 원칙적 금지와 공사방법별 예외를 비교한다.

풀이 순서
  1. 옥내 저압전선에는 원칙적으로 나전선을 사용할 수 없음을 출발점으로 둔다.
  2. 버스덕트·라이팅덕트·특정 애자공사는 열거된 예외가 될 수 있음을 확인한다.
  3. 합성수지관공사는 관 안의 전선을 절연전선으로 요구하므로 나전선을 사용할 수 없다고 판정한다.

자주 하는 실수: 관 자체가 절연성이 있다는 이유로 내부에 나전선을 써도 된다고 생각하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 나전선 예외는 공사명만 외우지 말고 도체가 구조물 내부에서 어떻게 지지·접촉 방지되는지 함께 이해한다.

확인 위치: KEC 231.4 제1항; KEC 232.11.1 제1항

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 버스덕트의 도체는 KEC 231.4가 열거한 나전선 사용 예외다.
  • 2번 · 옳은 진술: 라이팅덕트의 도체도 열거된 사용 예외다.
  • 3번 · 정답(틀린 진술): 합성수지관 안의 전선은 절연전선이어야 하므로 나전선을 사용할 수 없다.
  • 4번 · 옳은 진술: 전개된 장소의 특정 전선 등 요건을 만족하는 애자공사는 나전선 예외가 될 수 있다.

정답 판정: KEC 합성수지관공사의 절연전선 사용기준

상세 정답 근거: KEC 231.4 제1항의 예외 목록과 232.11.1 제1항의 절연전선 의무를 함께 대조했다.

98. 고압 가공전선과 건조물 상부 조영재의 옆쪽 이격거리는? (사람이 쉽게 접촉할 우려가 있고 케이블 아님)

  1. 1.0 m
  2. 1.2 m
  3. 1.5 m
  4. 2.0 m
정답과 해설 보기

정답: 2

건조물 상부 조영재 옆쪽과 고압 가공전선 사이 1.2미터 이격을 수평 치수로 나타낸 도식
98번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.2 m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 건조물 상부 조영재 옆쪽에서 케이블이 아닌 고압 가공전선은 1.2 m 이상 이격한다.

이 문제로 익힐 것

고압 가공전선이 건조물 상부 조영재 옆쪽에 접근할 때 전선 종류·접촉 우려에 따른 이격을 적용한다.

풀이 순서
  1. 전압구분이 고압이고 접근대상이 건조물의 상부 조영재인지 확인한다.
  2. 방향이 위쪽이 아니라 옆쪽이며, 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있고 전선은 케이블이 아님을 표시한다.
  3. 표의 일반 옆쪽 이격거리 1.2 m 이상을 고른다.

자주 하는 실수: 사람 접촉 우려가 없을 때의 완화값 0.8 m나 케이블일 때의 0.4 m를 적용하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 가공전선 이격표는 전압·조영재 위치·접근방향·전선종류·접촉가능성의 다섯 조건을 순서대로 좁힌다.

확인 위치: KEC 표 332.11-2

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 1.0 m는 이 조건의 표준 이격값이 아니다.
  • 2번 · 정답: 사람 접촉 우려가 있고 케이블이 아닌 고압전선의 상부 조영재 옆쪽 기준이다.
  • 3번 · 오답: 1.5 m는 표에서 요구하는 1.2 m보다 큰 임의값이며 규정 최소값이 아니다.
  • 4번 · 오답: 2.0 m는 상부 조영재 위쪽의 일반 이격거리와 혼동한 값이다.

정답 판정: KEC 고압 가공전선과 건조물 조영재 옆쪽 이격 1.2m

상세 정답 근거: KEC 표 332.11-2에서 상부 조영재·옆쪽·일반전선 조건의 1.2 m를 확인하고 완화조건을 배제했다.

99. 변압기의 1차 최대사용전압이 3,300 V, 2차 최대사용전압이 220 V일 때 각 권선이 10분간 견뎌야 할 절연내력 시험전압은?

  1. 1차 4950 V, 2차 500 V
  2. 1차 4500 V, 2차 400 V
  3. 1차 4125 V, 2차 500 V
  4. 1차 3300 V, 2차 400 V
정답과 해설 보기

정답: 1

최대사용전압에 1.5를 곱한 뒤 500볼트 하한을 적용해 1차 4950볼트 2차 500볼트를 정하는 흐름도
99번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1차 4950 V, 2차 500 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 3.3 kV 전로는 최대사용전압의 1.5배인 4950 V를 적용하고, 저압 220 V 전로의 시험전압은 최소 500 V를 적용한다.

이 문제로 익힐 것

변압기 권선의 최대사용전압 구간과 500 V 최저값을 적용해 절연내력 시험전압을 구한다.

풀이 순서
  1. 1차와 2차가 모두 최대사용전압 7 kV 이하 권선 구간임을 확인한다.
  2. 원칙식 1.5×최대사용전압을 적용해 1차 3,300×1.5=4,950 V, 2차 220×1.5=330 V를 계산한다.
  3. 계산값이 500 V 미만이면 500 V를 적용하므로 2차를 500 V로 올린다.

자주 하는 실수: 2차의 단순 계산값 330 V에서 멈추지 말고 표의 ‘500 V 미만이면 500 V’ 하한을 적용해야 한다.

다른 문제에 적용: 시험전압 표 문제는 먼저 배수 계산, 다음으로 괄호 안 최저·최고 한도를 적용하는 두 단계로 푼다.

확인 위치: KEC 표 135-1 제1호

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 1차 4,950 V와 2차 최저 시험전압 500 V를 모두 올바르게 적용한 조합이다.
  • 2번 · 오답: 1차·2차 모두 1.5배 식과 500 V 하한에 맞지 않는다.
  • 3번 · 오답: 2차 500 V는 맞지만 1차에 1.25배를 적용해 4,125 V로 잘못 계산했다.
  • 4번 · 오답: 정격값을 그대로 쓰고 2차에 임의값을 적용해 시험전압 배수규칙을 반영하지 않았다.

정답 판정: KEC 고압전로 1.5배 및 저압전로 500V 절연내력시험

상세 정답 근거: KEC 표 135-1 제1호의 1.5배와 500 V 하한, 다른 권선·철심·외함 사이 10분 인가방법을 확인했다.

100. 배전선로 전력보안통신설비의 시설장소가 아닌 곳은?

  1. 22.9 kV 계통 배전선로 구간
  2. 154 kV 계통에 연결되는 분산전원형 발전소
  3. 폐회로배전 등 신배전방식 도입 개소
  4. 배전자동화·원격검침·부하감시 등 지능형전력망 구간
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘154 kV 계통에 연결되는 분산전원형 발전소’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 배전선로 전력보안통신설비는 22.9 kV 배전계통과 배전자동화·신배전방식 구간에 적용한다. 154 kV 송전계통에 직접 연결되는 발전소는 배전선로 범위를 벗어난다.

이 문제로 익힐 것

전력보안통신설비의 배전선로 적용범위와 송전선로 범위를 구분한다.

풀이 순서
  1. 문제가 전체 전력보안통신설비가 아니라 배전선로의 시설장소를 묻는지 확인한다.
  2. 배전 항목의 22.9 kV 구간·22.9 kV 연계 분산전원·신배전방식·지능형전력망 구간을 확인한다.
  3. 154 kV 계통 연계 발전소는 22.9 kV 배전 항목이 아니므로 정답으로 고른다.

자주 하는 실수: 154 kV 송전선로도 전력보안통신설비의 시설장소일 수 있지만, ‘배전선로’의 시설장소는 아니다.

다른 문제에 적용: 범위 문제는 설비 전체 포함 여부와 문제에서 한정한 하위분류 포함 여부를 구분한다.

확인 위치: KEC 362.1 제1항 가·나목

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 22.9 kV 계통 배전선로 구간은 명시된 배전선로 시설장소다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 154 kV는 송전계통 범주이며 배전 항목의 분산전원 연계전압 22.9 kV와 다르다.
  • 3번 · 옳은 진술: 폐회로배전 등 신배전방식 도입 개소는 명시된 배전선로 시설장소다.
  • 4번 · 옳은 진술: 배전자동화·원격검침·부하감시 구간도 지능형전력망 구현을 위한 배전 시설장소다.

정답 판정: KEC 배전선로 전력보안통신설비의 적용범위

상세 정답 근거: KEC 362.1 제1항 가목의 송전 66·154·345·765 kV와 나목의 배전 22.9 kV 항목을 나란히 대조했다.

전기기사 학습 방법

먼저 PDF 문제지를 시간에 맞춰 푼 뒤, 이 글에서 오답의 정답·해설·근거를 확인하세요. 법규 문항은 근거 기준일 이후 개정 여부도 함께 확인하는 것이 안전합니다.

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