문제지 PDF · 웹 정답 해설

전기기사 기출문제 2026년 2회 필기

2026년 2회 전기기사 필기 CBT 공개 복원 자료를 바탕으로 구성한 대표 학습본 100문항입니다. PDF·CBT와 정답, 선지별 해설, 상세 근거 링크를 제공합니다.

후기복원 100문항 시험기간 2026-05-09 ~ 2026-05-29 근거 기준일 2026-09-06

전기기사 기출문제 2026년 2회 필기 안내

전기기사 기출문제 2026년 2회 필기 100문항입니다. PDF와 CBT로 풀고 정답·4개 선지별 해설과 계산식·적용 규정의 상세 근거를 확인하세요.

수험자별 문항이 달라질 수 있는 2026년 2회 CBT 회차의 공개 복원 화면과 풀이를 대조한 대표 학습본입니다. 모든 정답은 독립 계산 또는 당시 적용 규정으로 다시 검산했으며 시험 관리기관 공식 문제지 또는 공식 동일 문항 세트가 아닙니다.

전기기사 전체 자료 · 시험 관리기관 전기기사 출제기준

전기기사 · 전기자기학

1. 상자성체의 자화율 χ에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. χ > 0
  2. χ < 0
  3. χ = 0
  4. χ > 1
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘χ > 0’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 자화율은 M=χH에서 자화가 외부 자계와 같은 방향이면 양수다. 상자성체는 외부 자계 방향으로 약하게 자화되므로 χ는 0보다 크며, χ가 매우 큰 강자성체와 구별해야 한다.

이 문제로 익힐 것

자화율의 부호로 상자성체·반자성체·강자성체를 구분한다.

풀이 순서
  1. 자화율의 정의 M=χH에서 χ가 자화 M과 외부 자계 H의 방향 관계를 나타냄을 확인한다.
  2. 상자성체는 외부 자계와 같은 방향으로 약하게 자화되므로 χ의 부호를 양수로 판정한다.
  3. ‘약한 양수’와 강자성체의 매우 큰 양의 자화율을 구분한다.

자주 하는 실수: 상자성체도 자석에 끌린다는 이유만으로 χ>1이라고 단정하면 강자성체와 혼동한다.

다른 문제에 적용: 물질 분류 문제에서는 먼저 χ의 부호를 보고, 그다음 크기와 온도 의존성을 구분한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 상자성체는 H와 같은 방향으로 약하게 자화되므로 χ가 0보다 크다.
  • 2번 · 오답: χ<0은 외부 자계의 반대 방향으로 자화되는 반자성체의 특징이다.
  • 3번 · 오답: χ=0이면 M=0이어서 이상적인 진공처럼 자화되지 않는 경우에 해당한다.
  • 4번 · 오답: 상자성체의 χ는 보통 0보다 약간 클 뿐 1보다 커야 하는 것은 아니다.

정답 판정: 상자성체의 자화율 χ>0

상세 정답 근거: M=χH에 H>0을 대입했을 때 상자성체의 M이 H와 같은 방향이 되는 부호가 χ>0인지 확인했다.

2. 인덕턴스 H의 단위로 옳지 않은 것은?

  1. J/A²
  2. J/(A·s)
  3. Wb/A
  4. V·s/A
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘J/(A·s)’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: L=2W/I²에서 J/A², L=Φ/I에서 Wb/A, v=L·di/dt에서 V·s/A가 각각 나온다. J/(A·s)는 이 세 등가 차원과 일치하지 않는다.

이 문제로 익힐 것

인덕턴스의 정의식들을 이용해 헨리 H의 등가 단위를 판별한다.

풀이 순서
  1. 자기에너지 W=(1/2)LI²에서 L의 단위를 J/A²로 정리한다.
  2. 자속쇄교수 λ=LI와 유도전압 v=L di/dt에서 각각 Wb/A, V·s/A를 얻는다.
  3. 세 등가 단위와 차원이 다른 보기를 찾는다.

자주 하는 실수: 단위 기호 H를 자기장 세기 H와 혼동하거나 J/(A·s)를 식 모양만 보고 고르면 안 된다.

다른 문제에 적용: 단위 판별은 하나를 암기하기보다 정의식 두 개 이상에서 같은 차원이 나오는지 교차 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: W=(1/2)LI²에서 L=2W/I²이므로 J/A²는 헨리와 같다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): J/(A·s)=J/C=V이므로 인덕턴스가 아니라 전압의 차원이다.
  • 3번 · 옳은 진술: λ=LI에서 L=λ/I이므로 Wb/A는 헨리와 같다.
  • 4번 · 옳은 진술: v=L di/dt에서 L=v·s/A이므로 V·s/A는 헨리와 같다.

정답 판정: L=Φ/I, v=L·di/dt, W=LI²/2의 단위 해석

상세 정답 근거: 1 Wb=1 V·s와 1 J=1 V·A·s를 써서 J/A²=Wb/A=V·s/A임을 차원식으로 다시 확인했다.

3. 자기 벡터 퍼텐셜을 A라 하고 스칼라 전위의 공간 변화가 없다고 가정할 때, 자계 B의 변화에 따른 전계 E의 관계로 옳지 않은 것은?

  1. E=∂A/∂t
  2. E=-∂A/∂t
  3. ∇×A=B
  4. ∇×E=-∂B/∂t
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘E=∂A/∂t’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: B=∇×A이고 패러데이 법칙은 ∇×E=-∂B/∂t다. 스칼라 퍼텐셜 변화가 없는 경우 이를 대입하면 E=-∂A/∂t이므로 부호가 양인 1번은 성립하지 않는다.

이 문제로 익힐 것

벡터 퍼텐셜과 패러데이 법칙에서 유도전계 식의 부호를 구분한다.

풀이 순서
  1. 자속밀도와 벡터 퍼텐셜의 정의 B=∇×A를 적는다.
  2. 패러데이 법칙 ∇×E=-∂B/∂t에 B=∇×A를 대입한다.
  3. 스칼라 전위의 공간 변화가 없다는 조건에서 E=-∂A/∂t가 되므로 부호가 반대인 식을 고른다.

자주 하는 실수: 일반식 E=-∇φ-∂A/∂t에서 -∇φ를 생략할 수 있는 조건을 확인하지 않으면 식의 적용 범위를 놓친다.

다른 문제에 적용: 퍼텐셜 문제는 B=∇×A와 E=-∇φ-∂A/∂t를 기준식으로 두고 문제의 가정으로 항을 줄인다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 유도전계 항의 부호가 양수여서 렌츠 법칙을 반영하지 못한 틀린 식이다.
  • 2번 · 옳은 진술: ∇φ=0인 조건에서는 일반식이 E=-∂A/∂t로 줄어 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 벡터 퍼텐셜 A를 정의하는 관계 B=∇×A이므로 옳다.
  • 4번 · 옳은 진술: 시간에 따라 변하는 자속밀도와 회전 전계를 잇는 패러데이 법칙이므로 옳다.

정답 판정: B=∇×A와 패러데이 법칙

상세 정답 근거: 2번 식에 컬을 취하면 ∇×E=-∂(∇×A)/∂t=-∂B/∂t가 되어 4번과 일관되는지 확인했다.

4. 점전하 Q가 접지된 무한 평면도체 앞에 있을 때 영상 점전하의 크기와 부호는?

  1. Q
  2. -Q
  3. 2Q
  4. -2Q
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 접지 무한평면의 반대편 대칭점에 부호가 반대인 영상전하를 배치한 도식
4번 정답 도식

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

핵심 해설: 접지 평면의 전위를 0으로 만드는 영상법에서는 실제 전하와 평면 반대쪽 대칭점에 크기는 같고 부호는 반대인 전하를 둔다. 따라서 영상 전하는 -Q다.

이 문제로 익힐 것

영상법으로 접지 무한평면의 경계조건을 만족시키는 영상전하를 정한다.

풀이 순서
  1. 도체면을 기준으로 실제 점전하 Q의 대칭 위치를 잡는다.
  2. 도체면 위 임의의 점에서 실제 전하와 영상전하까지의 거리가 같음을 이용한다.
  3. 두 전위가 상쇄되어 접지면 전위가 0이 되도록 영상전하를 -Q로 둔다.

자주 하는 실수: 영상전하는 실제 도체 내부에 존재하는 전하가 아니라 외부 영역의 전계를 대신 계산하는 가상 전하다.

다른 문제에 적용: 접지 평면 영상법에서는 위치는 면대칭, 크기는 동일, 부호는 반대로 둔다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: +Q를 대칭점에 두면 도체면의 두 전위가 더해져 0 V 경계조건을 만족하지 못한다.
  • 2번 · 정답: 대칭점의 -Q는 도체면에서 실제 전하의 전위를 정확히 상쇄한다.
  • 3번 · 오답: 크기를 2Q로 키울 근거가 없고 도체면 전위도 0이 되지 않는다.
  • 4번 · 오답: 부호는 반대지만 크기가 두 배여서 경계면 전위를 과도하게 상쇄한다.

정답 판정: 접지 무한평면 영상법을 적용한 정답 판정

상세 정답 근거: 도체면 위 한 점에서 V=(1/4πε₀)(Q/r-Q/r)=0이 되는지 직접 대입해 확인했다.

5. x>0 영역의 비유전율이 3, x<0 영역의 비유전율이 5이다. x<0에서 E₂=20i+30j-40k V/m일 때 x>0에서의 전속밀도 D₁은?

  1. ε₀(100i+90j-120k)
  2. ε₀(60i+90j-120k)
  3. ε₀(100i+150j-200k)
  4. ε₀(60i+150j-200k)
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 유전체 경계에서 법선 전속밀도와 접선 전계가 연속되는 성분 분해 도식
5번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘ε₀(100i+90j-120k)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 자유 표면전하가 없으면 경계의 법선 전속밀도 Dₙ과 접선 전계 Eₜ가 연속이다. x성분은 D₁x=D₂x=5ε₀·20=100ε₀이고, y·z성분은 ε₁E₂t=3ε₀(30j-40k)이므로 D₁=ε₀(100i+90j-120k)다.

이 문제로 익힐 것

서로 다른 유전체 경계에서 법선·접선 경계조건을 성분별로 적용한다.

풀이 순서
  1. 경계가 x=0이므로 x성분을 법선, y·z성분을 접선으로 분리한다.
  2. 자유 표면전하가 없으므로 D₁n=D₂n에서 D₁x=5ε₀×20=100ε₀을 구한다.
  3. 정전계의 E₁t=E₂t에서 D₁t=ε₁E₂t=3ε₀(30j-40k)를 계산한다.
  4. 세 성분을 합쳐 D₁=ε₀(100i+90j-120k)로 정리한다.

자주 하는 실수: 모든 성분에 같은 유전율비를 곱하면 법선 D 연속과 접선 E 연속을 뒤섞게 된다.

다른 문제에 적용: 매질 경계 문제는 먼저 경계의 법선 방향을 표시한 뒤 D의 법선성분과 E의 접선성분을 각각 연결한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 법선 D 연속으로 x=100, 접선 E 연속으로 y=90·z=-120이 되어 세 성분이 모두 맞다.
  • 2번 · 오답: x성분에 ε₁을 곱해 60으로 둔 것은 법선에서 E가 아니라 D가 연속임을 놓친 결과다.
  • 3번 · 오답: 접선 성분에 ε₂를 그대로 곱해 150과 -200으로 둔 것은 E 접선 연속을 적용하지 않은 결과다.
  • 4번 · 오답: 법선에는 ε₁, 접선에는 ε₂를 적용해 두 경계조건을 모두 반대로 사용한 결과다.

정답 판정: 유전체 경계조건 Dₙ 연속·Eₜ 연속

상세 정답 근거: D₁x=D₂x이고 D₁y/ε₁=D₂y/ε₂, D₁z/ε₁=D₂z/ε₂인지 결과 성분을 역대입했다.

6. 반지름 2 mm인 두 무한 원통도체가 중심 간격 2 m로 진공 중에 평행할 때 1 km당 정전용량은 약 몇 μF인가?

  1. 1×10⁻³
  2. 2×10⁻³
  3. 4×10⁻³
  4. 6×10⁻³
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 두 평행 원통도체의 반지름과 중심 간격을 정전용량 식에 연결한 도식
6번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘4×10⁻³’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 평행 2선의 단위길이 정전용량은 C'=πε₀/ln(d/a)다. a=2×10⁻³ m, d=2 m를 넣으면 약 4×10⁻¹² F/m이고, 1 km 및 μF로 환산하면 4×10⁻³ μF/km다.

이 문제로 익힐 것

평행 2선의 단위길이당 정전용량을 길이와 단위에 맞게 환산한다.

풀이 순서
  1. 반지름 a=2×10⁻³ m, 중심간격 d=2 m로 SI 단위를 맞춘다.
  2. d≫a이므로 C'=πε₀/ln(d/a)에 d/a=1000을 대입한다.
  3. C'≈4.03×10⁻¹² F/m에 1000 m를 곱한 뒤 10⁶을 곱해 μF로 바꾼다.

자주 하는 실수: F/m 값을 그대로 μF/km로 읽으면 길이 10³과 마이크로 10⁶ 환산을 동시에 놓친다.

다른 문제에 적용: 선로정수 문제는 먼저 1 m당 값을 구하고 마지막 줄에서 요구 길이와 접두어를 따로 환산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 계산값 4×10⁻³ μF/km의 1/4로, 로그값이나 길이 환산을 잘못한 값이다.
  • 2번 · 오답: 계산값의 절반으로, 2선식 계수를 혼동했을 때 나올 수 있다.
  • 3번 · 정답: πε₀/ln1000≈4.03 pF/m를 1 km로 환산한 약 4×10⁻³ μF다.
  • 4번 · 오답: 정확한 계산값보다 약 50% 커서 주어진 기하조건의 로그비와 맞지 않는다.

정답 판정: 평행 2선 정전용량 C'=πε/ln(d/a)

상세 정답 근거: 정확식 πε₀/acosh(d/2a)을 사용해도 0.00403 μF/km가 되어 근사식과 같은 선택지에 들어가는지 확인했다.

7. 자유공간에서 V=3x+y V이고 0<x≤1, 0<y≤1, 0<z≤1일 때 이 공간에 저장되는 전계 에너지는?

  1. 10ε₀ J
  2. 5ε₀ J
  3. 3ε₀ J
  4. ε₀ J
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘5ε₀ J’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: E=-∇V=-(3i+j)이므로 |E|²=3²+1²=10이다. 부피가 1 m³인 공간의 에너지는 W=(1/2)ε₀∫|E|²dv=(1/2)ε₀·10·1=5ε₀ J다.

이 문제로 익힐 것

전위의 기울기에서 전계를 구하고 체적 전체의 전계에너지를 적분한다.

풀이 순서
  1. E=-∇V에서 ∂V/∂x=3, ∂V/∂y=1, ∂V/∂z=0을 구한다.
  2. E=-(3i+j) V/m이므로 |E|²=10을 계산한다.
  3. 에너지밀도 (1/2)ε₀|E|²가 일정하고 부피가 1 m³이므로 W=5ε₀ J를 얻는다.

자주 하는 실수: 전계의 음의 방향은 에너지 제곱에서 사라지지만, 1/2 계수까지 빼면 답이 두 배가 된다.

다른 문제에 적용: 전위가 주어지면 E=-∇V, 에너지는 (1/2)ε|E|²의 순서로 계산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: |E|²=10까지만 구하고 에너지식의 1/2를 누락한 값이다.
  • 2번 · 정답: (1/2)ε₀×10×1=5ε₀로 에너지밀도와 부피를 모두 반영했다.
  • 3번 · 오답: x방향 기울기 3만 에너지처럼 사용해 벡터 크기 제곱을 계산하지 않았다.
  • 4번 · 오답: y방향 계수 1만 반영해 x방향 전계를 누락한 값이다.

정답 판정: 전계 에너지 W=(1/2)∫εE²dv

상세 정답 근거: 적분영역의 세 변 길이가 모두 1이어서 부피가 1이고, 결과 차원이 J인지 확인했다.

8. 저항 10 Ω인 1회 폐루프 코일의 자속이 Φ=5sin(10t) Wb일 때 유도기전력에 의한 전류의 최댓값은?

  1. 1 A
  2. 2 A
  3. 5 A
  4. 10 A
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 사인 자속을 미분해 코사인 유도기전력과 전류 진폭을 구하는 도식
8번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘5 A’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 패러데이 법칙으로 e=-dΦ/dt=-50cos(10t) V다. 저항이 10 Ω이므로 i=e/R=-5cos(10t) A이고 진폭, 즉 최댓값은 5 A다.

이 문제로 익힐 것

시간에 따라 변하는 자속을 미분해 유도전류의 최댓값을 구한다.

풀이 순서
  1. 1회 코일이므로 자속쇄교수 λ=NΦ=Φ로 둔다.
  2. e=-dΦ/dt=-50cos(10t) V를 구해 기전력의 진폭을 50 V로 읽는다.
  3. 순저항 10 Ω으로 나누어 전류 진폭 5 A를 얻는다.

자주 하는 실수: sin(10t)의 미분에서 각주파수 10을 누락하면 유도기전력과 전류를 10배 작게 계산한다.

다른 문제에 적용: 사인파 자속 Φm sinωt가 주어지면 유도기전력의 최댓값은 NωΦm이다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 자속 진폭 5를 저항과 잘못 조합한 값으로, 미분의 ω=10을 반영하지 못한다.
  • 2번 · 오답: 유도기전력 진폭이나 저항값을 잘못 읽어 나온 값이며 50/10과 맞지 않는다.
  • 3번 · 정답: 유도기전력 진폭 50 V를 10 Ω으로 나눈 전류의 최댓값이다.
  • 4번 · 오답: 전류 진폭을 두 배로 계산한 값으로 1회 코일 조건에서 추가 계수가 없다.

정답 판정: e=-dΦ/dt와 옴의 법칙

상세 정답 근거: i(t)=-5cos(10t) A의 절댓값이 0에서 5 A 사이인지 파형으로 확인했다.

9. x축과 y축에 나란한 두 무한 선전하의 선전하밀도가 각각 20 μC/m일 때 점 (3,3,3) m에서 전속밀도 D의 크기는?

  1. 5√6/(3π) μC/m²
  2. 5√2/(3π) μC/m²
  3. 10/(3π) μC/m²
  4. 5/(3π) μC/m²
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 x축과 y축 선전하가 한 점에 만드는 전속밀도 벡터를 합성한 도식
9번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘5√6/(3π) μC/m²’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 각 선전하로부터 점까지 거리는 3√2 m이고 D=λ/(2πr)다. 방향까지 합치면 D=(5/(3π))(i+j+2k) μC/m²이므로 크기는 (5/(3π))√(1+1+4)=5√6/(3π) μC/m²다.

이 문제로 익힐 것

두 무한 선전하가 만드는 전속밀도의 방향벡터를 합성한다.

풀이 순서
  1. 점 (3,3,3)에서 x축까지의 수직변위는 3j+3k, y축까지는 3i+3k임을 잡는다.
  2. 각 거리는 3√2 m이고 D=λ/(2πr)이므로 각 벡터를 단위방향과 함께 쓴다.
  3. 두 벡터를 더해 D=(5/(3π))(i+j+2k) μC/m²를 얻는다.
  4. 성분 제곱합의 제곱근을 취해 |D|=5√6/(3π) μC/m²로 정리한다.

자주 하는 실수: 두 전속밀도의 크기만 산술합하면 공통 k성분과 서로 직교하는 i·j성분의 기하를 잃는다.

다른 문제에 적용: 여러 선전하 문제는 각 선에 수직인 최단 변위벡터를 만든 뒤 성분으로 합산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 합성벡터의 성분비 1:1:2에서 크기계수 √6을 적용한 값이다.
  • 2번 · 오답: k성분이 두 선전하에서 더해진다는 사실을 빼고 i·j 두 성분만 합성한 값이다.
  • 3번 · 오답: 벡터 성분의 제곱합 대신 일부 크기를 산술적으로 처리해 √6 계수를 잃은 값이다.
  • 4번 · 오답: 한 축의 선전하만 고려하거나 전체 합성 크기를 과소평가한 값이다.

정답 판정: 무한 선전하 D=λ/(2πr)와 벡터 합성

상세 정답 근거: 결과벡터의 x와 y 성분이 대칭이고 k성분이 각각의 기여 합으로 두 배인지 확인했다.

10. 진공에서 두 무한 평면도체가 4 m 간격이고 면전하밀도가 각각 +4 C/m², -4 C/m²일 때 두 평면 사이 전위차는?

  1. 1.81×10¹¹ V
  2. 1.81×10¹² V
  3. 1.36×10¹¹ V
  4. 1.36×10¹² V
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 반대 부호의 무한 평면 사이 전계와 전위차 관계를 나타낸 도식
10번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.81×10¹² V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 서로 반대 부호인 무한 평면 사이 전계는 E=σ/ε₀이고 전위차는 V=Ed=σd/ε₀다. σ=4, d=4, ε₀≈8.85×10⁻¹²를 대입하면 약 1.81×10¹² V다.

이 문제로 익힐 것

반대 부호의 두 무한 평면 사이 전계와 전위차를 구한다.

풀이 순서
  1. 한 무한 평면이 만드는 전계 크기 σ/(2ε₀)를 적는다.
  2. 두 평면 사이에서는 두 전계가 같은 방향으로 더해져 E=σ/ε₀가 됨을 확인한다.
  3. 균일전계의 전위차 크기 V=Ed에 σ=4 C/m², d=4 m를 대입한다.

자주 하는 실수: 평면 하나의 σ/(2ε₀)를 그대로 사용하면 두 평면 사이 전계가 절반으로 계산된다.

다른 문제에 적용: 무한 평면 쌍은 영역별 전계 방향을 그려 더하고, 평행판 내부에서는 V=σd/ε를 적용한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정답의 1/10로 지수 계산에서 10배를 잃은 값이다.
  • 2번 · 정답: 16/(8.85×10⁻¹²)≈1.81×10¹² V로 두 평면의 합성전계를 반영한 값이다.
  • 3번 · 오답: 전계 또는 거리 계수를 잘못 적용해 주어진 σd=16과 맞지 않는 값이다.
  • 4번 · 오답: 수치가 정답과 같은 자릿수지만 1.36은 ε₀ 대입 결과와 일치하지 않는다.

정답 판정: 평행 무한평면 V=σd/ε₀

상세 정답 근거: 평면 밖에서는 두 전계가 상쇄되고 사이에서는 더해진다는 방향 검산 후 V=Ed의 단위를 확인했다.

11. 무손실 매질에서 고유 임피던스 Z₀=60π Ω, 위상정수 β=1 rad/m, 비투자율 μᵣ=1일 때 전자파의 각속도는?

  1. 1.5×10⁸ rad/s
  2. 2.0×10⁸ rad/s
  3. 2.5×10⁸ rad/s
  4. 3.0×10⁸ rad/s
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 고유임피던스에서 비유전율과 전파속도 및 각속도를 순서대로 구하는 도식
11번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.5×10⁸ rad/s’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: Z₀=120π√(μᵣ/εᵣ)=60π에서 μᵣ=1이므로 εᵣ=4다. 전파속도는 v=c/√(μᵣεᵣ)=1.5×10⁸ m/s이고 β=ω/v=1이므로 ω=1.5×10⁸ rad/s다.

이 문제로 익힐 것

무손실 매질의 고유임피던스에서 비유전율과 전파속도를 찾아 각속도로 연결한다.

풀이 순서
  1. Z₀=120π√(μr/εr)에 Z₀=60π, μr=1을 대입해 εr=4를 구한다.
  2. v=c/√(μrεr)=3×10⁸/2=1.5×10⁸ m/s를 계산한다.
  3. β=ω/v에서 β=1 rad/m이므로 ω=βv=1.5×10⁸ rad/s를 얻는다.

자주 하는 실수: 고유임피던스가 절반이라고 전파속도까지 무조건 절반으로 두지 말고 μr 조건을 함께 써야 한다.

다른 문제에 적용: 무손실파 문제는 Z₀로 εr/μr 비를, 속도로 μrεr 곱을 연결한 뒤 β=ω/v를 쓴다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: εr=4에서 속도 1.5×10⁸ m/s이고 β=1이므로 얻는 각속도다.
  • 2번 · 오답: 비유전율을 잘못 복원해 전파속도를 2.0×10⁸ m/s로 둔 값이다.
  • 3번 · 오답: 고유임피던스 비와 속도의 제곱근 관계를 적용하지 않아 나온 값이다.
  • 4번 · 오답: 진공 광속을 그대로 써서 유전체의 εr=4를 무시한 값이다.

정답 판정: Z₀=√(μ/ε), β=ω√(με)

상세 정답 근거: Z₀/(120π)=1/2=√(1/4)이고 β=ω/v의 양변 단위가 rad/m인지 확인했다.

12. 유전체 내 분극의 세기 P를 나타낸 것으로 옳은 것은?

  1. P=D+ε₀E
  2. P=D-ε₀E
  3. P=ε₀(D+E)
  4. P=ε₀(D-E)
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘P=D-ε₀E’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전속밀도는 D=ε₀E+P로 정의된다. 이를 P에 대해 정리하면 P=D-ε₀E이므로 2번이 맞다.

이 문제로 익힐 것

전속밀도·전계·분극의 기본 관계를 분극에 대해 정리한다.

풀이 순서
  1. 유전체의 전속밀도 정의 D=ε₀E+P를 적는다.
  2. 양변에서 ε₀E를 빼 P=D-ε₀E로 이항한다.
  3. D와 P의 단위가 모두 C/m²가 되는지 확인한다.

자주 하는 실수: 선형유전체 식 P=ε₀χeE와 정의식 D=ε₀E+P를 서로 다른 식으로 기억해야 한다.

다른 문제에 적용: 기호 관계 문제는 암기한 모양보다 기준 정의식을 적고 요구 변수를 대수적으로 고립시킨다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 진공 성분 ε₀E를 더하면 D보다 커져 D=ε₀E+P 정의와 반대다.
  • 2번 · 정답: D=ε₀E+P를 P에 대해 정확히 이항한 식이다.
  • 3번 · 오답: D와 E는 단위가 달라 괄호 안에서 직접 더할 수 없어 차원부터 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: D와 E를 직접 빼는 것 역시 차원이 맞지 않고 ε₀의 위치도 잘못됐다.

정답 판정: D=ε₀E+P의 분극 정의

상세 정답 근거: P=D-ε₀E를 원식에 대입하면 ε₀E+(D-ε₀E)=D로 항등적으로 복원되는지 확인했다.

13. 공기 중 무한 평면도체로부터 1 m 떨어진 곳에 Q=4 C의 점전하가 있을 때 점전하가 받는 힘의 크기는?

  1. 3×10⁹ N
  2. 9×10⁹ N
  3. 1.2×10¹⁰ N
  4. 3.6×10¹⁰ N
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 점전하와 영상전하 사이 거리가 평면 이격거리의 두 배가 되는 힘 계산 도식
13번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘3.6×10¹⁰ N’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 영상법으로 평면 반대편 1 m 지점에 -4 C를 두면 두 전하의 거리는 2 m다. 힘은 |F|=Q²/(4πε₀(2d)²)=Q²/(16πε₀d²)이며 Q=4, d=1을 넣으면 1/(πε₀)≈3.6×10¹⁰ N다.

이 문제로 익힐 것

영상전하와 실제 전하 사이의 거리를 사용해 접지 평면이 끌어당기는 힘을 구한다.

풀이 순서
  1. 평면 반대쪽 대칭점에 영상전하 -Q를 놓는다.
  2. 실제 전하와 영상전하의 간격이 d가 아니라 2d=2 m임을 표시한다.
  3. 쿨롱력 |F|=(1/4πε₀)Q²/(2d)²=Q²/(16πε₀d²)에 Q=4, d=1을 대입한다.

자주 하는 실수: 도체면까지 거리 d를 두 전하 사이 거리로 사용하면 힘을 실제보다 4배 크게 계산한다.

다른 문제에 적용: 평면 영상법의 힘 계산에서는 경계조건용 영상전하와 실제 전하 사이 거리 2d를 쓴다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 영상전하 거리 또는 1/(4πε₀) 계수를 중복 적용해 실제 값보다 작게 나온 값이다.
  • 2번 · 오답: 쿨롱상수 9×10⁹만 남긴 값으로 Q²/(2d)²=4의 배수를 빠뜨렸다.
  • 3번 · 오답: Q²와 거리 제곱의 비를 잘못 계산해 3분의 1 수준으로 나온 값이다.
  • 4번 · 정답: 9×10⁹×(4×4)/(2²)=3.6×10¹⁰ N으로 영상전하 간격을 올바르게 쓴 값이다.

정답 판정: 무한평면 영상전하와 쿨롱 힘

상세 정답 근거: 힘의 방향이 부호가 반대인 영상전하 쪽, 즉 도체면을 향하는 인력인지 함께 확인했다.

14. 무한히 긴 직선도선에 4π A가 흐를 때 자계의 세기가 4 A/m인 지점까지의 거리는?

  1. 0.5 m
  2. 1 m
  3. 2 m
  4. 0.25 m
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘0.5 m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 무한 직선전류의 자계는 H=I/(2πr)다. 4=4π/(2πr)=2/r이므로 r=0.5 m다.

이 문제로 익힐 것

무한 직선전류 주위 자계의 세기에서 반지름을 역산한다.

풀이 순서
  1. 암페어 법칙 결과 H=I/(2πr)를 적는다.
  2. I=4π A, H=4 A/m를 넣어 4=4π/(2πr)=2/r로 정리한다.
  3. r=0.5 m를 구한다.

자주 하는 실수: B=μH의 μ를 불필요하게 넣거나 지름 2r와 반지름 r을 혼동하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 긴 직선도선 문제에서 H가 주어지면 투자율 없이 H=I/(2πr), B가 주어지면 B=μI/(2πr)를 쓴다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 직선전류 자계식에 수치를 넣은 4=2/r를 풀어 정확히 얻은 반지름이다.
  • 2번 · 오답: 2πr의 2를 누락하면 나오는 값이다.
  • 3번 · 오답: r에 반비례하는 관계를 반대로 처리해 지나치게 크게 나온 값이다.
  • 4번 · 오답: 0.5 m의 절반으로, 반지름과 지름을 바꾸어 읽은 값이다.

정답 판정: 무한 직선전류 H=I/(2πr)

상세 정답 근거: r=0.5 m를 H=4π/(2π×0.5)에 되넣어 4 A/m가 복원되는지 확인했다.

15. 속도 v인 전자가 균일 자계에 수직으로 들어갈 때 옳은 설명은?

  1. 구면 위에서 회전하며 반지름은 자계 세기에 비례한다
  2. 원운동하며 반지름은 자계 세기에 비례한다
  3. 원운동하며 반지름은 자계 세기에 반비례한다
  4. 원운동하며 반지름은 처음 속도의 제곱에 비례한다
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 자계에 수직 입사한 전자가 원운동하며 반지름이 자속밀도에 반비례하는 도식
15번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘원운동하며 반지름은 자계 세기에 반비례한다’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 자기력 qvB가 구심력 mv²/r과 같으므로 r=mv/(qB)다. 따라서 전자는 원운동하고 반지름은 속도 v에 비례하며 자속밀도 B, 즉 자계 세기에 반비례한다.

이 문제로 익힐 것

자계에 수직 입사한 하전입자의 운동 궤도와 반지름 비례관계를 판단한다.

풀이 순서
  1. 속도와 자속밀도가 수직이므로 자기력 크기를 |q|vB로 둔다.
  2. 자기력이 속도에 수직이라 일을 하지 않고 구심력 mv²/r 역할을 함을 확인한다.
  3. |q|vB=mv²/r에서 r=mv/(|q|B)를 얻어 비례관계를 읽는다.

자주 하는 실수: 전자의 음전하는 회전 방향만 바꾸며 반지름 식에는 전하량의 절댓값을 사용한다.

다른 문제에 적용: 균일 자계에 수직 입사하면 등속 원운동, r∝mv/(|q|B); 평행 속도까지 있으면 나선운동이다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 수직 입사는 평면 원운동이며 반지름도 B에 비례하지 않아 두 부분이 모두 틀리다.
  • 2번 · 오답: 원운동은 맞지만 r=mv/(|q|B)이므로 B에 비례한다는 부분이 틀리다.
  • 3번 · 정답: 원운동을 하고 반지름이 자속밀도에 반비례하므로 옳다.
  • 4번 · 오답: 반지름은 처음 속도 v에 1차 비례하지 v²에 비례하지 않는다.

정답 판정: qvB=mv²/r의 하전입자 원운동

상세 정답 근거: r 식의 차원 kg·m/s ÷ (C·T)가 m가 되고 B가 커질수록 궤도가 더 휘는지 확인했다.

16. 자하가 없는 두 자성체 경계에 미소 폐곡면을 잡았을 때, 폐곡면을 출입하는 순자속을 나타내는 식은?

전기기사 비투자율이 다른 두 자성체 경계와 법선 및 자속밀도 방향을 나타낸 문제 도식
16번 문제 도식
  1. ∮ₗ B·n dl=0
  2. ∮ₛ B·n dS=0
  3. ∮ₛ |B| dS=0
  4. ∮ₛ B·n sinθ dS=0
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 미소 폐곡면을 통과하는 자속 합과 자속밀도 법선성분 연속을 설명한 도식
16번 정답 도식

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

핵심 해설: 자기 단극자가 없으므로 ∇·B=0이다. 발산정리를 적용하면 바깥쪽 법선 단위벡터 n과 스칼라 면적요소 dS를 사용한 폐곡면의 순자속은 ∮ₛ B·n dS=0이다. 경계를 감싼 얇은 필박스에서는 이 식이 B의 법선성분 연속 조건 B₁n=B₂n으로 이어진다.

이 문제로 익힐 것

자기 가우스 법칙을 폐곡면의 순자속과 경계의 법선성분 연속으로 해석한다.

풀이 순서
  1. 자기 단극자가 없다는 맥스웰 방정식 ∇·B=0을 적는다.
  2. 발산정리를 적용해 폐곡면 S에서 ∮S B·n dS=0으로 바꾼다.
  3. 경계를 감싼 얇은 필박스에 적용해 B₁n=B₂n임을 확인한다.

자주 하는 실수: dS를 스칼라 면적요소로 쓰는 표기와 벡터 면적요소 dS=n dS를 섞으면 서로 같은 식처럼 보여 복수정답이 된다.

다른 문제에 적용: 폐곡면 플럭스는 반드시 ‘벡터장·바깥쪽 법선×스칼라 면적’ 또는 벡터 면적요소 중 하나로 일관되게 표기한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 선적분이며 면을 통과하는 자속을 합하는 식이 아니므로 적분영역과 미소요소가 맞지 않는다.
  • 2번 · 정답: 폐곡면의 바깥쪽 법선성분 B·n을 면적에 대해 적분한 순자속으로 자기 가우스 법칙과 일치한다.
  • 3번 · 오답: |B|는 방향을 버린 스칼라 크기라 들어오는 자속과 나가는 자속을 부호 있게 상쇄할 수 없다.
  • 4번 · 오답: 법선성분은 B·n=|B|cosθ이며 sinθ를 추가하면 자속 정의와 달라진다.

정답 판정: 자기 가우스 법칙 ∮B·dS=0

상세 정답 근거: 경계 양쪽 필박스 면의 바깥법선이 반대라는 점을 넣으면 (B₁n-B₂n)ΔS=0이 되는지 확인했다.

17. 자극 세기 8×10⁻⁶ Wb, 길이 3 cm인 막대자석을 120 AT/m의 균일 자계에 자력선과 30°로 놓을 때 회전력은?

  1. 1.44×10⁻⁴ N·m
  2. 1.44×10⁻⁵ N·m
  3. 3.02×10⁻⁴ N·m
  4. 3.02×10⁻⁵ N·m
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1.44×10⁻⁵ N·m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 막대자석의 자기모멘트는 mₘ=ml이고 토크는 τ=mₘHsinθ다. 8×10⁻⁶×0.03×120×sin30°=1.44×10⁻⁵ N·m다.

이 문제로 익힐 것

막대자석의 자기모멘트와 균일자계에서 받는 토크를 계산한다.

풀이 순서
  1. 막대자석 길이 3 cm를 0.03 m로 바꾼다.
  2. 자극 세기 m과 길이 l의 곱 ml을 자기모멘트로 둔다.
  3. τ=mlH sinθ에 8×10⁻⁶, 0.03, 120, sin30°를 대입한다.

자주 하는 실수: 각도가 주어졌다고 cosθ를 쓰거나 cm를 m로 바꾸지 않으면 각각 다른 오차가 난다.

다른 문제에 적용: 쌍극자 토크는 모멘트와 장의 벡터곱이므로 크기는 ‘모멘트×장×sinθ’다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 계산값보다 10배 커서 cm→m 또는 지수 처리를 잘못한 값이다.
  • 2번 · 정답: 8×10⁻⁶×0.03×120×0.5=1.44×10⁻⁵ N·m로 모든 조건을 반영했다.
  • 3번 · 오답: sin30° 대신 다른 삼각값을 쓰거나 단위 환산을 잘못한 값이다.
  • 4번 · 오답: 정답의 약 두 배로 sin30°=0.5를 누락했을 때 가까워지는 값이다.

정답 판정: 막대자석 토크 τ=mlHsinθ

상세 정답 근거: θ=0°이면 토크가 0, θ=90°이면 최대가 되는 식인지 극한조건으로 확인했다.

18. 반지름 a인 접지 구도체 중심이 원점이고 점전하 Q가 (d,0,0)에 있을 때(d>a) 영상전하의 좌표는?

  1. (a²/d, 0, 0)
  2. (d²/a, 0, 0)
  3. (0, a²/d, 0)
  4. (0, d²/a, 0)
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 접지 구도체 내부의 영상전하 위치가 중심에서 a제곱 나누기 d인 도식
18번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(a²/d, 0, 0)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 접지 구의 영상전하는 구 중심과 실제 전하를 잇는 직선 위, 구 내부의 중심으로부터 a²/d 거리에서 둔다. 실제 전하가 x축 위에 있으므로 좌표는 (a²/d,0,0)이다.

이 문제로 익힐 것

접지 구도체의 영상전하 위치를 구의 중심과 실제 전하를 잇는 축에서 찾는다.

풀이 순서
  1. 구 중심 O, 반지름 a, 실제 전하까지 거리 d>a를 한 직선 위에 표시한다.
  2. 구 표면 전위를 0으로 만드는 켈빈 영상법에서 영상점의 중심거리 r'=a²/d를 적용한다.
  3. 실제 전하가 +x축에 있으므로 좌표를 (a²/d,0,0)으로 쓴다.

자주 하는 실수: 영상전하의 위치 a²/d와 크기 -aQ/d를 서로 바꾸거나, 좌표축을 임의로 y축으로 옮기면 안 된다.

다른 문제에 적용: 접지 구 영상법에서는 영상 위치 r'=a²/d, 영상 크기 Q'=-aQ/d를 한 쌍으로 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 중심에서 a²/d 떨어진 +x축상의 구 내부 영상점으로 올바르다.
  • 2번 · 오답: d>a이면 d²/a>a가 되어 구 밖에 놓이므로 영상전하 위치가 될 수 없다.
  • 3번 · 오답: 거리 크기는 맞지만 실제 전하와 중심을 잇는 x축이 아니라 y축에 두었다.
  • 4번 · 오답: 축도 틀리고 d²/a는 구 밖이어서 두 조건을 모두 만족하지 않는다.

정답 판정: 접지 구도체 영상전하 위치 r'=a²/d

상세 정답 근거: d>a이면 a²/d<a여서 영상점이 반드시 구 내부에 놓이는지 부등식으로 확인했다.

19. 균일 전계 속 유전체 구 내부로 전속선이 외부보다 더 조밀하게 집중되어 있다. 구 내부 유전율 ε₁과 외부 유전율 ε₂의 관계는?

  1. ε₁>ε₂
  2. ε₁<ε₂
  3. ε₁=ε₂
  4. 무관하다
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 유전율이 큰 구 내부로 전속선이 조밀하게 굴절되는 비교 도식
19번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘ε₁>ε₂’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 같은 전계 조건에서 전속밀도는 D=εE이고 전속선은 유전율이 큰 매질 쪽으로 더 조밀해진다. 구 내부에 선이 집중되므로 ε₁이 ε₂보다 크다.

이 문제로 익힐 것

전속선의 조밀함을 전속밀도와 유전율의 상대 크기로 해석한다.

풀이 순서
  1. 전속선 밀도가 전속밀도 D의 크기를 시각화한다는 점을 확인한다.
  2. 유전체에서 D=εE이고, 분극이 큰 고유전율 매질이 전속을 더 끌어들이는 경향을 적용한다.
  3. 구 내부에 전속선이 더 조밀하므로 ε₁>ε₂로 판정한다.

자주 하는 실수: 전계선 E와 전속선 D를 완전히 같은 것으로 보거나 선의 굴절 방향만 외우면 경계 그림을 오판할 수 있다.

다른 문제에 적용: 유전체 경계 그림에서는 선의 종류가 E인지 D인지 먼저 확인하고, 전속이 집중된 쪽을 상대적으로 큰 유전율과 연결한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 내부가 외부보다 고유전율이어서 전속선이 구 안으로 더 집중되는 관계다.
  • 2번 · 오답: 내부 유전율이 더 작으면 전속선은 상대적으로 구를 피해 분포하므로 그림과 반대다.
  • 3번 · 오답: 유전율이 같으면 경계에서 굴절·집중 효과가 없어 내부와 외부의 선 밀도 차를 설명하지 못한다.
  • 4번 · 오답: 전속선 분포는 유전율 경계조건의 영향을 받으므로 두 유전율과 무관하지 않다.

정답 판정: D=εE와 유전체 경계의 전속선 집중

상세 정답 근거: ε₁/ε₂가 1보다 큰 경우와 작은 경우의 전속선 집중 방향을 서로 바꾸어 비교했다.

20. 내부도체 반지름 a, 외부도체 내부 반지름 b인 동축케이블에서 내부 인덕턴스를 무시할 때 단위길이당 인덕턴스는?

  1. 0.5×10⁻⁷ln(b/a) H/m
  2. 1×10⁻⁷ln(b/a) H/m
  3. 2×10⁻⁷ln(b/a) H/m
  4. 4×10⁻⁷ln(b/a) H/m
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 동축케이블의 내부·외부 반지름과 단위길이당 외부 인덕턴스 도식
20번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘2×10⁻⁷ln(b/a) H/m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 동축케이블의 외부 인덕턴스는 L'=μ₀/(2π)ln(b/a)다. μ₀=4π×10⁻⁷을 대입하면 L'=2×10⁻⁷ln(b/a) H/m다.

이 문제로 익힐 것

동축케이블의 두 도체 사이 자계에너지를 적분해 단위길이당 외부 인덕턴스를 판별한다.

풀이 순서
  1. a<r<b에서 암페어 법칙으로 H=I/(2πr)를 둔다.
  2. 자기에너지 또는 자속쇄교 적분으로 L'=μ/(2π)ln(b/a)를 얻는다.
  3. 진공의 μ₀=4π×10⁻⁷을 대입해 계수를 2×10⁻⁷ H/m로 정리한다.

자주 하는 실수: 문제가 내부 인덕턴스를 무시한다고 했으므로 도체 내부 자계에너지 항을 추가하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 원통대칭 선로정수는 1/r을 반지름 방향으로 적분하므로 ln(바깥반지름/안쪽반지름)이 생긴다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: μ₀/(2π)의 1/4에 해당해 암페어 법칙 또는 에너지 계수를 잘못 적용한 값이다.
  • 2번 · 오답: 정답의 절반으로, 두 도체 사이 자계 적분 계수를 누락한 값이다.
  • 3번 · 정답: μ₀/(2π)=2×10⁻⁷이므로 외부 인덕턴스 식과 정확히 일치한다.
  • 4번 · 오답: μ₀/π를 사용한 값으로 2π 분모를 빠뜨려 두 배가 되었다.

정답 판정: 동축케이블 L'=μ/(2π)ln(b/a)

상세 정답 근거: b>a이므로 ln(b/a)>0여서 인덕턴스가 양수이고, 계수 단위가 H/m인지 확인했다.

전기기사 · 전력공학

21. 저압 네트워크 배전방식의 특징으로 잘못된 것은?

  1. 특별한 보호장치가 필요 없다
  2. 부하 증가에 대한 적응성이 우수하다
  3. 설비비용이 고가이다
  4. 전력손실 및 전압변동이 작다
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘특별한 보호장치가 필요 없다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 저압 네트워크 방식은 여러 회선과 네트워크 프로텍터 같은 역류 개폐·보호장치를 사용해 공급신뢰도와 부하 증설성이 높다. 보호장치가 필요해 설비비가 커지므로 '특별한 보호장치가 필요 없다'는 설명이 틀리다.

이 문제로 익힐 것

저압 네트워크 배전방식의 신뢰도 장점과 보호·비용 부담을 함께 구분한다.

풀이 순서
  1. 복수 배전선이 저압 네트워크를 병렬 공급하는 구조를 떠올린다.
  2. 역전력이나 고장 회선을 분리하려면 네트워크 프로텍터가 필요함을 확인한다.
  3. 복수 공급에 따른 신뢰도·전압특성과 보호설비에 따른 비용을 보기별로 대조한다.

자주 하는 실수: 공급신뢰도가 높다는 장점만 보고 보호장치도 단순할 것이라고 추론하면 반대로 판단한다.

다른 문제에 적용: 배전방식 비교는 공급 경로 수, 고장 분리 방식, 전압·손실, 초기비용의 네 축으로 정리한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 고장 회선의 역류를 막고 분리할 네트워크 프로텍터가 필요하므로 틀린 설명이다.
  • 2번 · 옳은 진술: 복수 회선과 네트워크의 병렬성이 부하 증가와 증설에 유연하게 대응하므로 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 회선과 보호·개폐설비가 많아 방사상 방식보다 설비비가 큰 편이므로 옳다.
  • 4번 · 옳은 진술: 부하를 여러 경로가 분담해 전류와 전압강하가 줄어드는 장점이 있으므로 옳다.

정답 판정: 저압 네트워크 배전의 구성과 네트워크 프로텍터

상세 정답 근거: 네트워크 프로텍터의 존재가 1번을 직접 반박하고, 같은 구조가 2·3·4번의 장단점을 동시에 설명하는지 확인했다.

22. 3상 배전선로 말단에 역률 60%(늦음), 60 kW의 평형부하가 있다. 병렬 콘덴서로 선로손실을 최소화할 때 필요한 콘덴서 용량은?

  1. 40 kvar
  2. 60 kvar
  3. 80 kvar
  4. 100 kvar
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 역률 0.6 부하의 무효전력 80 kvar를 콘덴서가 상쇄하는 전력삼각형
22번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘80 kvar’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 선로손실이 최소가 되려면 콘덴서로 무효전력을 전부 보상해 역률을 1로 만든다. cosθ=0.6이면 sinθ=0.8, tanθ=4/3이므로 Q=Ptanθ=60×4/3=80 kvar다.

이 문제로 익힐 것

지상 부하의 무효전력을 계산해 선로전류가 최소가 되는 콘덴서 용량을 정한다.

풀이 순서
  1. 역률 cosθ=0.6에서 sinθ=0.8, tanθ=0.8/0.6=4/3을 구한다.
  2. 부하 무효전력 QL=P tanθ=60×4/3=80 kvar를 계산한다.
  3. 손실 I²R을 최소화하려면 선로가 공급하는 무효전력을 0으로 만들도록 QC=QL로 둔다.

자주 하는 실수: 피상전력 P/cosθ=100 kVA를 콘덴서 용량 kvar로 그대로 선택하면 유효·무효·피상전력을 혼동한 것이다.

다른 문제에 적용: 완전 역률보상은 QC=P(tanθ₁-tanθ₂)에서 목표 역률 1, 즉 tanθ₂=0으로 둔다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 부하 무효전력 80 kvar의 절반이어서 선로에 지상 무효전력이 남는다.
  • 2번 · 오답: 유효전력 60 kW와 숫자만 같을 뿐 Q=P tanθ 계산 결과가 아니다.
  • 3번 · 정답: 60×tan(cos⁻¹0.6)=80 kvar로 부하의 무효전력을 전부 상쇄한다.
  • 4번 · 오답: 피상전력 100 kVA의 숫자를 무효전력으로 오인한 값이다.

정답 판정: 역률개선 콘덴서 Qc=P(tanθ₁-tanθ₂)

상세 정답 근거: 보상 전에는 S=√(60²+80²)=100 kVA, 보상 후에는 S=P=60 kVA가 되어 선로전류가 줄어드는지 확인했다.

23. 교류 송전과 비교한 직류 송전방식의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 안정도가 좋다
  2. 절연계급을 낮출 수 있다
  3. 설비가 간단하다
  4. 송전효율이 좋다
정답과 해설 보기

정답: 3

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 3번 ‘설비가 간단하다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 직류 송전은 무효전력과 표피효과가 없어 효율·안정도가 좋고 절연 요구도 낮출 수 있다. 다만 교류-직류 변환소와 고조파 대책이 필요하므로 설비가 간단하다는 설명은 틀리다.

이 문제로 익힐 것

교류 송전과 대비한 직류 송전의 선로 장점과 변환설비 부담을 구분한다.

풀이 순서
  1. 직류 선로에는 정상상태 무효전력과 표피효과가 없음을 확인한다.
  2. 전압의 주기적 최대값이 없어 같은 조건에서 절연 이용률을 높일 수 있음을 연결한다.
  3. 양단 변환소·필터·제어설비가 필요하다는 시스템 구성을 확인해 틀린 보기를 찾는다.

자주 하는 실수: 선로 자체의 도체 구성과 전체 HVDC 시스템의 변환설비 복잡도를 같은 의미로 보면 안 된다.

다른 문제에 적용: 송전방식 비교는 선로 구간과 변환소 구간을 분리해 장단점을 판단한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 장거리·연계계통에서 동기 안정도 제약이 작고 전력제어가 쉬운 장점이 있어 옳다.
  • 2번 · 옳은 진술: 교류의 최대값·무효전압 분포 부담이 없어 절연 이용을 유리하게 할 수 있어 옳다.
  • 3번 · 정답(틀린 진술): 고가의 컨버터, 필터, 무효전력·고조파 대책이 필요하므로 전체 설비가 간단하다는 설명은 틀리다.
  • 4번 · 옳은 진술: 무효전류와 표피효과가 없어 장거리에서 선로손실과 이용률 측면의 장점이 있으므로 옳다.

정답 판정: HVDC의 변환설비·절연·효율 특성

상세 정답 근거: ‘선로는 단순할 수 있지만 양단 변환소는 복잡하다’는 구분으로 네 보기를 다시 대조했다.

24. 33 kV 이하 단거리 송배전선로의 비접지 방식에서 지락전류는 어떤 전류인가?

  1. 누설전류
  2. 충전전류
  3. 뒤진전류
  4. 단락전류
정답과 해설 보기

정답: 2

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

핵심 해설: 비접지 선로에서 1선 지락전류는 건전상의 대지 정전용량을 통해 흐른다. 용량성 전류이므로 전압보다 90° 앞서는 충전전류다.

이 문제로 익힐 것

비접지계통 1선 지락전류의 귀로와 위상 성질을 판별한다.

풀이 순서
  1. 중성점 접지선이 없으므로 큰 저항성 고장전류의 직접 귀로가 없음을 확인한다.
  2. 건전 두 상의 대지정전용량을 통해 지락점으로 전류가 흐르는 경로를 그린다.
  3. 정전용량 전류가 전압보다 90° 앞서는 충전전류임을 판정한다.

자주 하는 실수: ‘지락’이라는 말만 보고 단락전류를 고르면 비접지계통의 대지정전용량 경로를 놓친다.

다른 문제에 적용: 계통 접지방식 문제는 고장전류가 돌아오는 실제 귀로를 먼저 찾으면 전류 종류와 크기가 정해진다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 절연물의 저항성 누설만을 뜻하는 전류가 아니라 건전상 대지정전용량이 주된 귀로다.
  • 2번 · 정답: 대지정전용량을 충·방전하며 흐르는 용량성 전류이므로 옳다.
  • 3번 · 오답: 용량성 전류는 전압보다 앞서므로 ‘뒤진전류’와 위상이 반대다.
  • 4번 · 오답: 선간 도체가 직접 연결되는 단락전류가 아니며 비접지계통에서는 지락전류가 비교적 작다.

정답 판정: 비접지계통의 대지 정전용량 지락전류

상세 정답 근거: 등가회로를 건전상 대지 커패시터 두 개의 귀로로 놓았을 때 전류가 jωC 항을 갖는지 확인했다.

25. 송전선로에 매설지선을 설치하는 목적은?

  1. 철탑 기초의 강도를 보강하기 위하여
  2. 직격뢰로부터 송전선을 차폐보호하기 위하여
  3. 현수애자 1연의 전압 분담을 균일화하기 위하여
  4. 철탑으로부터 송전선로의 역섬락을 방지하기 위하여
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 매설지선이 철탑 접지저항과 전위상승을 낮춰 역섬락을 억제하는 도식
25번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘철탑으로부터 송전선로의 역섬락을 방지하기 위하여’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 매설지선은 철탑의 접지저항을 낮춰 낙뢰전류가 흘러도 철탑 전위가 과도하게 상승하지 않게 한다. 이에 따라 철탑에서 애자·전선 쪽으로 발생하는 역섬락을 억제한다.

이 문제로 익힐 것

매설지선이 철탑 접지저항과 역섬락에 미치는 인과관계를 설명한다.

풀이 순서
  1. 철탑 기초 주변에 매설한 도체가 접지전극의 유효 면적을 넓힌다고 본다.
  2. 낙뢰전류 I가 흐를 때 철탑 전위상승 V=IR에서 R이 낮아지는 효과를 연결한다.
  3. 철탑과 전선 사이 전위차가 줄어 애자련 역섬락 가능성이 낮아짐을 판정한다.

자주 하는 실수: 가공지선은 직격뢰 차폐, 매설지선은 접지저항 저감이라는 설치 위치와 기능을 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 낙뢰대책은 차폐(가공지선), 접지(매설지선), 절연협조(피뢰기·애자)로 역할을 나눠 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 매설지선은 전기적 접지전극이지 철탑 기초의 구조강도를 보강하는 부재가 아니다.
  • 2번 · 오답: 직격뢰 차폐는 철탑 상부의 가공지선이 담당하며 지중 매설도체의 직접 목적이 아니다.
  • 3번 · 오답: 애자 전압분담 균일화는 소호각·균압환 같은 장치와 관련되고 매설지선의 주기능이 아니다.
  • 4번 · 정답: 접지저항과 철탑 전위상승을 낮춰 철탑에서 전선으로 튀는 역섬락을 억제한다.

정답 판정: 철탑 접지저항 저감과 역섬락 방지

상세 정답 근거: 동일 낙뢰전류에서 접지저항이 감소하면 Vtower=IR과 애자 양단 충격전압도 감소하는지 확인했다.

26. 10,000 kVA 기준으로 등가 임피던스가 0.4%인 발전소 차단기의 차단용량은?

  1. 1000 MVA
  2. 1500 MVA
  3. 2000 MVA
  4. 2500 MVA
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 기준용량과 퍼센트 임피던스로 단락·차단용량을 구하는 단계 도식
26번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘2500 MVA’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 단락용량은 Ps=(100/%Z)Pn이다. Pn=10 MVA, %Z=0.4를 대입하면 Ps=100/0.4×10=2500 MVA이며 차단기는 이 단락용량을 기준으로 선정한다.

이 문제로 익힐 것

기준용량과 퍼센트 임피던스로 단락용량 및 차단용량을 계산한다.

풀이 순서
  1. 기준용량 10,000 kVA를 10 MVA로 바꾼다.
  2. 퍼센트 임피던스 0.4%를 사용해 Ps=(100/%Z)Pn을 적는다.
  3. (100/0.4)×10=2500 MVA를 계산한다.

자주 하는 실수: %Z를 0.004로 바꾸고도 식의 100을 그대로 두면 백분율을 이중 변환해 100배 오차가 난다.

다른 문제에 적용: 퍼센트값을 그대로 쓰면 Ps=100Pn/%Z, 퍼유닛값을 쓰면 Ps=Pn/Zpu로 한 방식만 선택한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: %Z를 1%로 잘못 보았을 때의 수준으로 주어진 0.4%와 맞지 않는다.
  • 2번 · 오답: 단락배수를 150으로 둔 값이지만 실제 배수는 100/0.4=250이다.
  • 3번 · 오답: 단락배수나 기준용량 환산을 작게 잡아 500 MVA 부족하다.
  • 4번 · 정답: 기준 10 MVA에 단락배수 250을 곱한 2500 MVA다.

정답 판정: 퍼센트 임피던스 단락용량 Ps=100Pn/%Z

상세 정답 근거: Zpu=0.004로 다시 계산해 10/0.004=2500 MVA가 동일하게 나오는지 교차 확인했다.

27. 가스절연개폐설비 GIS의 특징으로 틀린 것은?

  1. 대기절연 설비보다 현저히 소형화할 수 있으나 비교적 고가이다
  2. 소음이 적고 충전부가 완전 밀폐되어 안정성이 높다
  3. 가스압력 감시가 필요하며 내부 점검과 부품교환이 번거롭다
  4. 한랭지·산악지방에서도 액화·산화 방지대책이 필요 없다
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘한랭지·산악지방에서도 액화·산화 방지대책이 필요 없다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: GIS는 SF₆ 가스를 밀폐 금속용기에 충전해 소형·저소음·고신뢰성을 얻지만 가스압력 감시와 내부 정비가 필요하다. 저온에서의 액화 및 가스 관리 대책도 필요하므로 4번이 틀리다.

이 문제로 익힐 것

GIS의 밀폐·소형화 장점과 가스·정비상의 제약을 구분한다.

풀이 순서
  1. SF₆의 높은 절연·소호 성능이 설비 소형화와 밀폐화를 가능하게 함을 확인한다.
  2. 밀폐 구조가 소음·외부환경 영향을 줄이지만 내부 접근을 어렵게 함을 연결한다.
  3. 가스압력과 저온 액화 가능성을 관리해야 하는지 보기별로 판정한다.

자주 하는 실수: 밀폐되어 신뢰도가 높다는 말이 환경·온도·가스 관리가 전혀 필요 없다는 뜻은 아니다.

다른 문제에 적용: 설비 특징은 같은 구조가 만드는 장점과 단점을 한 쌍으로 연결하면 암기가 오래간다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 높은 절연성으로 대기절연보다 작게 만들 수 있지만 제작·설치비가 큰 특징을 올바르게 설명한다.
  • 2번 · 옳은 진술: 금속용기 밀폐로 충전부 노출과 소음이 줄어 안전성과 신뢰성이 높은 편이므로 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 밀폐가스 압력 감시가 필요하고 내부고장 위치 확인·부품교환이 어려운 단점이므로 옳다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 한랭지에서는 SF₆의 액화 여유와 가스 상태를 고려해야 하므로 대책이 전혀 필요 없다는 단정이 틀리다.

정답 판정: GIS의 SF₆ 가스압력·액화 관리 특성

상세 정답 근거: ‘소형·밀폐’에서 비용·정비성 저하가 함께 파생되고 ‘가스 절연’에서 압력·온도 관리가 파생되는지 확인했다.

28. 가공송전선에 사용하는 애자련 중 전압부담이 가장 큰 애자는?

  1. 전선에 가장 가까운 것
  2. 중앙에 있는 것
  3. 철탑에 가장 가까운 것
  4. 철탑에서 1/3 지점의 것
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 현수애자련에서 전선측 애자의 전압부담이 가장 큰 불균등 분포 도식
28번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘전선에 가장 가까운 것’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 애자련의 각 애자에는 철탑·대지에 대한 분포정전용량 때문에 전압이 균등하게 분담되지 않는다. 선로측, 즉 전선에 가장 가까운 애자의 전압부담이 가장 크다.

이 문제로 익힐 것

현수애자련의 분포정전용량 때문에 생기는 불균등 전압분담을 읽는다.

풀이 순서
  1. 애자 각 마디의 직렬정전용량과 금구에서 철탑·대지로 향하는 분로정전용량을 그린다.
  2. 분로전류가 전선측으로 갈수록 누적되어 각 애자의 전류가 같지 않음을 확인한다.
  3. 전선측 애자의 전압강하가 가장 크다고 판정한다.

자주 하는 실수: 직렬 연결만 생각하면 모두 같은 전압이라고 결론 내리지만 실제 애자련에는 대지 정전용량이 존재한다.

다른 문제에 적용: 현수애자 전압분담은 전선측 최대, 철탑측 최소이며 균압환으로 분포를 개선한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 대지로 빠지는 분로전류가 누적되어 전선에 가장 가까운 애자의 전압부담이 가장 크다.
  • 2번 · 오답: 중앙 애자는 전선측보다 전압부담이 작아 최댓값이 아니다.
  • 3번 · 오답: 철탑측은 대지전위에 가깝고 일반적으로 한 개당 전압부담이 가장 작다.
  • 4번 · 오답: 특정 1/3 지점을 최대로 정하는 일반법칙은 없으며 최대는 선로측 끝이다.

정답 판정: 현수애자련의 불균등 전압분포

상세 정답 근거: 분포정전용량을 0으로 두는 이상조건에서만 균등분담이 되고, 실제 조건에서는 전선측 최대가 되는지 비교했다.

29. 변전소 비접지선로의 접지보호 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 ZCT·GPT·CT·PT가 검출하거나 변성하는 전류와 전압을 비교한 도식
29번 정답 도식

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

핵심 해설: ZCT는 세 상 도체를 함께 관통시켜 정상 시 합이 0인 전류와 지락 시 남는 영상전류를 검출한다. GPT는 영상전압, CT는 일반 전류, PT는 전압 변성을 담당한다.

이 문제로 익힐 것

CT·PT·ZCT·GPT를 측정량과 보호 목적에 따라 구분한다.

풀이 순서
  1. 접지보호가 지락 시 세 상 전류 합인 영상전류 3I₀를 검출해야 함을 확인한다.
  2. 세 상 도체를 한 철심에 함께 통과시키는 영상변류기 ZCT의 동작을 연결한다.
  3. 전류·전압 및 정상량·영상량을 기준으로 나머지 변성기를 구분한다.

자주 하는 실수: GPT와 ZCT 모두 접지고장 보호에 쓰이지만 GPT는 영상전압, ZCT는 영상전류를 제공한다.

다른 문제에 적용: 기기 약어는 마지막 글자 T 앞의 C=current, P=potential과 앞의 Z=zero-sequence, G=ground를 연결한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 일반 CT는 상전류를 변성하지만 세 상 잔류전류를 직접 검출하는 전용 기기는 아니다.
  • 2번 · 오답: GPT는 접지형 계기용변압기로 영상전압을 공급하므로 질문의 영상전류와 다르다.
  • 3번 · 정답: ZCT는 세 상 전류의 벡터합인 영상전류를 검출해 접지계전기에 공급한다.
  • 4번 · 오답: PT는 계통전압을 계측·보호용 저전압으로 변성하며 영상전류를 만들지 않는다.

정답 판정: 영상변류기 ZCT의 영상전류 검출

상세 정답 근거: 정상 평형 시 ZCT를 지나는 Ia+Ib+Ic=0, 지락 시 3I₀≠0이 되는지 확인했다.

30. 선간전압 V인 3상 3선식 비접지 송전선로에서 1선 지락 시 지락전류는?

  1. j3ωCV
  2. jωCV
  3. j√3ωCV
  4. jωCV/√3
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 비접지 3상 선로의 건전상 대지정전용량을 통한 지락전류 도식
30번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘j√3ωCV’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 비접지계통의 지락전류는 Ig=j3ωCE이고 대지전압은 E=V/√3이다. 따라서 Ig=j3ωC(V/√3)=j√3ωCV다.

이 문제로 익힐 것

비접지 3상 선로의 대지정전용량으로 1선 지락전류 식을 유도한다.

풀이 순서
  1. 1상 대지전압을 선간전압 V에서 E=V/√3으로 바꾼다.
  2. 1선 지락 시 건전상 대지정전용량 전류의 합을 Ig=j3ωCE로 둔다.
  3. E=V/√3을 대입해 Ig=j√3ωCV로 정리한다.

자주 하는 실수: 문제의 V가 선간전압인데 상전압으로 그대로 넣으면 √3 계수가 잘못된다.

다른 문제에 적용: 3상식에서는 기호 V가 선간인지 상인지 먼저 표시하고 Vphase=Vline/√3을 명시한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 3ωCV는 V를 상전압으로 보았을 때의 모양으로, 주어진 선간전압 변환을 누락했다.
  • 2번 · 오답: 건전상 대지정전용량들의 합성계수 3을 반영하지 않은 값이다.
  • 3번 · 정답: j3ωC(V/√3)=j√3ωCV로 선간전압 조건을 정확히 반영한 식이다.
  • 4번 · 오답: √3을 곱해야 하는데 나누어 지락전류를 3분의 1로 과소평가한 식이다.

정답 판정: 비접지 1선지락 Ig=j3ωCE

상세 정답 근거: 결과가 j를 포함해 용량성 충전전류임을 나타내고, Q24의 개념 판정과 일치하는지 확인했다.

31. 단로기에 대한 설명으로 바르지 못한 것은?

  1. 선로에서 기기를 분리·구분·변경할 때 쓰며 소호기능이 없다
  2. 충전전류 개폐는 가능하지만 부하·단락전류 개폐능력은 없다
  3. 기기·케이블 점검 시 선로 개방과 계통 절환에 사용한다
  4. 개방 시 차단기 후 단로기를 열고, 투입 시 차단기 후 단로기를 닫는다
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘개방 시 차단기 후 단로기를 열고, 투입 시 차단기 후 단로기를 닫는다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 단로기는 부하전류를 차단할 수 없으므로 개방할 때 차단기를 먼저 열고 그 다음 단로기를 연다. 투입할 때는 반대로 단로기를 먼저 닫고 차단기를 닫아야 하므로 4번 후반 순서가 틀리다.

이 문제로 익힐 것

차단기와 단로기의 개폐 능력 차이로 안전한 조작 순서를 판단한다.

풀이 순서
  1. 단로기는 소호능력이 없어 부하전류를 끊거나 투입할 수 없음을 확인한다.
  2. 개방은 차단기로 전류를 먼저 0으로 만든 뒤 단로기로 눈에 보이는 절연구간을 만든다.
  3. 투입은 단로기를 먼저 닫아 경로를 만든 뒤 차단기로 부하전류를 투입한다.

자주 하는 실수: 개방 순서를 외운 그대로 투입에도 적용하면 부하 상태에서 단로기를 닫아 아크 사고가 날 수 있다.

다른 문제에 적용: 조작 순서는 ‘단로기는 무전류에서만’이라는 한 원칙으로 개방·투입을 역순으로 유도한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 단로기의 계통 분리·절환 목적과 소호기능 부재를 올바르게 설명한다.
  • 2번 · 옳은 진술: 미소 충전전류 등 제한된 개폐를 제외하면 부하·단락전류 차단능력이 없다는 설명이 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 점검을 위한 가시적 분리와 계통 절환이라는 사용 목적이 맞다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 개방의 ‘차단기→단로기’는 맞지만 투입은 ‘단로기→차단기’여야 하므로 후반이 틀리다.

정답 판정: 차단기·단로기 개폐 순서

상세 정답 근거: 두 경우 모두 단로기가 움직이는 순간 차단기가 열려 전류가 차단된 상태인지 시간순서로 확인했다.

32. 송전용량계수법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수전전력은 송전거리와 수전단 선간전압에 비례한다
  2. 수전전력은 송전거리 제곱에 비례하고 선간전압에 반비례한다
  3. 수전전력은 송전거리에 비례하고 선간전압 제곱에 반비례한다
  4. 수전전력은 송전거리에 반비례하고 선간전압 제곱에 비례한다
정답과 해설 보기

정답: 4

전기기사 송전용량이 선간전압 제곱에 비례하고 거리에 반비례하는 관계 도식
32번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘수전전력은 송전거리에 반비례하고 선간전압 제곱에 비례한다’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 송전용량계수법은 P=K·V²/L로 나타낸다. 따라서 송전 가능한 전력은 수전단 선간전압의 제곱에 비례하고 송전거리에 반비례한다.

이 문제로 익힐 것

송전용량계수법의 식에서 전압과 거리의 비례관계를 읽는다.

풀이 순서
  1. 송전용량계수법의 기본형 P=K·V²/L을 적는다.
  2. 다른 조건 K가 일정할 때 V의 지수는 +2, L의 지수는 -1임을 읽는다.
  3. ‘전압 제곱에 비례, 거리에 반비례’인 보기를 고른다.

자주 하는 실수: 전압강하가 거리에 비례한다는 사실과 송전 가능한 전력이 거리에 반비례한다는 결론을 뒤집기 쉽다.

다른 문제에 적용: 비례 문제는 설명문을 바로 고르지 말고 기준식을 쓰고 각 변수의 지수 부호를 표시한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 거리에 비례한다는 부분과 전압이 1차라는 부분이 모두 P=KV²/L과 다르다.
  • 2번 · 오답: 거리 제곱 비례·전압 반비례로 두 변수의 방향과 차수가 모두 틀리다.
  • 3번 · 오답: 거리 비례와 전압 제곱 반비례로 기준식의 분자·분모를 뒤바꿨다.
  • 4번 · 정답: P∝V²이고 P∝1/L이므로 두 비례관계를 모두 만족한다.

정답 판정: 송전용량계수법 P=KV²/L

상세 정답 근거: 전압을 두 배로 하면 용량이 네 배, 거리를 두 배로 하면 절반이 되는지 가상 수치로 검산했다.

33. 화력발전소가 100,000 kW를 부하율 90%로 60일 발전한다. 사이클효율 40%, 보일러효율 98%, 발전기효율 85%, 석탄 발열량 5500 kcal/kg일 때 필요한 석탄은?

  1. 59,812 t
  2. 60,820 t
  3. 62,136 t
  4. 65,272 t
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 발전량을 열량으로 환산하고 세 효율과 발열량으로 석탄량을 구하는 도식
33번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘60,820 t’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 종합효율은 0.40×0.98×0.85이고 발생열량 환산은 1 kWh=860 kcal를 쓴다. M=860×100000×0.9×(60×24)/(5500×0.40×0.98×0.85)=약 60,819 t이므로 60,820 t다.

이 문제로 익힐 것

발전 전기에너지에서 각 효율을 거슬러 올라가 필요한 연료량을 계산한다.

풀이 순서
  1. 평균출력 100000×0.9 kW와 운전시간 60×24 h를 곱해 발전량을 구한다.
  2. 1 kWh=860 kcal로 전기출력을 열량으로 바꾼다.
  3. 종합효율 0.40×0.98×0.85로 나누어 필요한 연료 입력열량을 구한다.
  4. 발열량 5500 kcal/kg으로 나누고 kg을 t로 환산한다.

자주 하는 실수: 효율을 곱하면 출력이 입력보다 더 작아지는 방향이어야 하므로, 연료를 구할 때 효율 곱으로 나눈다.

다른 문제에 적용: 에너지 변환 연쇄는 ‘입력×각 효율=최종출력’을 먼저 쓰고 미지 입력을 역산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정확 계산보다 약 1000 t 작아 부하율·효율·시간 중 하나를 근사하거나 누락한 값이다.
  • 2번 · 정답: 모든 효율과 60일 운전시간을 적용한 약 60,819 t를 반올림한 값이다.
  • 3번 · 오답: 종합효율 또는 열량 환산을 다르게 적용해 약 2% 크게 나온 값이다.
  • 4번 · 오답: 효율 하나를 과도하게 낮게 적용해 필요한 연료를 크게 계산한 값이다.

정답 판정: 화력발전 연료량 M=860Pt/(Hη)

상세 정답 근거: 60,820 t×5500 kcal/kg×0.40×0.98×0.85÷860을 계산해 약 1.296×10⁸ kWh가 복원되는지 확인했다.

34. 22.9 kV-Y 가공배전선로에서 주 공급선로 정전 시 예비전원 선로로 자동 전환하는 개폐장치는?

  1. 기중부하개폐기
  2. 고장구간 자동개폐기
  3. 자동선로 구분개폐기
  4. 자동부하 전환개폐기
정답과 해설 보기

정답: 4

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

핵심 해설: ALTS는 주전원의 정전·이상 시 부하를 예비전원으로 자동 절체한다. 따라서 자동부하 전환개폐기가 해당한다.

이 문제로 익힐 것

배전용 자동개폐장치를 고장구간 분리와 전원 절체 기능으로 구분한다.

풀이 순서
  1. 문장의 사건이 주 공급선 정전이고 목표가 예비전원으로 전환임을 표시한다.
  2. 두 전원 중 하나를 자동 선택하는 ALTS의 기능을 연결한다.
  3. 부하개폐·고장구간 분리·선로 구분용 장치와 비교한다.

자주 하는 실수: ‘자동’이라는 단어만 보고 자동선로 구분개폐기와 자동부하 전환개폐기를 혼동하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 개폐장치 문제는 입력 사건(정전·고장·부하개폐)과 출력 동작(절체·분리·차단)을 짝지어 판별한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 기중부하개폐기는 부하전류 개폐용이며 주·예비 전원을 자동 절체하는 장치가 아니다.
  • 2번 · 오답: 고장구간 자동개폐기는 배전선 고장구간을 구분·분리하는 목적이 중심이다.
  • 3번 · 오답: 자동선로 구분개폐기는 선로 구간의 고장 분리·복구 협조용이지 두 전원 자동절체가 핵심이 아니다.
  • 4번 · 정답: 자동부하 전환개폐기 ALTS가 주전원 이상 시 부하를 예비전원으로 자동 전환한다.

정답 판정: ALTS 자동부하 전환개폐기 기능

상세 정답 근거: 약어 ALTS를 Automatic Load Transfer Switch로 풀어 문제의 ‘부하·예비전원·자동 전환’과 단어별로 대조했다.

35. 파동임피던스 300 Ω인 선로에 파동임피던스 1500 Ω인 변압기가 접속되어 있다. 600 kV 전압파가 입사할 때 반사파 전압은?

  1. 400 kV
  2. 40 kV
  3. 800 kV
  4. 80 kV
정답과 해설 보기

정답: 1

전기기사 300옴 선로에서 1500옴 변압기로 입사한 전압파의 반사계수 도식
35번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘400 kV’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전압 반사계수는 Γ=(Z₂-Z₁)/(Z₂+Z₁)=(1500-300)/(1500+300)=2/3이다. 반사파는 600×2/3=400 kV다.

이 문제로 익힐 것

파동임피던스 불연속점의 전압 반사계수로 반사파 크기와 극성을 구한다.

풀이 순서
  1. 입사측 Z₁=300 Ω, 종단측 Z₂=1500 Ω를 구분한다.
  2. 전압 반사계수 Γv=(Z₂-Z₁)/(Z₂+Z₁)=1200/1800=2/3을 계산한다.
  3. 입사전압 600 kV에 곱해 반사파 400 kV를 얻고 양의 반사임을 확인한다.

자주 하는 실수: 전류 반사계수는 부호가 반대이며, Z₁과 Z₂ 순서를 바꾸면 전압 반사파 극성도 틀린다.

다른 문제에 적용: 전압파는 낮은 임피던스에서 높은 임피던스로 갈 때 같은 극성, 높은 곳에서 낮은 곳으로 갈 때 반대 극성으로 반사된다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: Γv=2/3에 600 kV를 곱한 올바른 반사파 전압이다.
  • 2번 · 오답: 임피던스 차와 합의 비를 0.067로 잘못 계산한 값이다.
  • 3번 · 오답: 입사파와 반사파를 더한 접속점 전압 1000 kV와도 다르고 반사파 자체로는 너무 크다.
  • 4번 · 오답: 반사계수를 0.133으로 잘못 계산한 값이다.

정답 판정: 진행파 전압 반사계수 Γ=(Z₂-Z₁)/(Z₂+Z₁)

상세 정답 근거: 투과파 전압 600+400=1000 kV이고 투과계수 2Z₂/(Z₁+Z₂)=5/3과 일치하는지 확인했다.

36. 수력발전소의 댐을 설계하거나 저수지 용량을 결정하는 데 가장 적당한 것은?

  1. 유량도
  2. 적산유량곡선
  3. 유황곡선
  4. 수위유량곡선
정답과 해설 보기

정답: 2

전기기사 누적 유입량과 누적 사용량의 최대 차로 저수용량을 읽는 적산유량곡선
36번 정답 도식

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

핵심 해설: 적산유량곡선은 시간에 따른 유입량의 누적값과 사용량의 누적값 차이를 보여 준다. 두 곡선의 최대 차가 필요한 저수용량이므로 댐·저수지 설계에 적합하다.

이 문제로 익힐 것

수력자료 곡선 중 저수지의 필요 저장용량을 직접 읽을 수 있는 곡선을 고른다.

풀이 순서
  1. 저수용량은 특정 기간의 유입량과 방류·사용량 차가 누적된 양임을 확인한다.
  2. 시간-누적유량을 나타내는 적산유량곡선과 일정 사용량 직선을 함께 본다.
  3. 두 누적곡선 사이 최대 수직차를 필요 저수용량으로 해석한다.

자주 하는 실수: 순간 유량을 보여 주는 유량도와 누적 체적을 보여 주는 적산유량곡선을 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 저장량·재고 문제는 유입과 유출의 ‘누적값 차이’가 필요하므로 누적곡선을 찾는다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 유량도는 시간별 순간 유량 변화를 보지만 저장해야 할 누적 체적을 바로 주지 않는다.
  • 2번 · 정답: 적산유량곡선과 사용량선의 최대 누적차로 필요 저수용량을 정할 수 있다.
  • 3번 · 오답: 유황곡선은 일정 유량 이상이 지속되는 일수를 보여 주어 발전계획에 쓰지만 댐 용량 직접 산정용은 아니다.
  • 4번 · 오답: 수위유량곡선은 수위와 방류량의 관계를 보정하는 곡선으로 시간 누적 저장량을 나타내지 않는다.

정답 판정: 적산유량곡선의 저수용량 산정

상세 정답 근거: 곡선 세로축이 유량 m³/s가 아니라 누적체적 m³가 되어야 저수용량과 같은 차원이 되는지 확인했다.

37. 선간전압 154 kV, 1상당 임피던스 j8 Ω인 기기의 기준용량이 100 MVA일 때 %임피던스는?

  1. 2.75%
  2. 3.15%
  3. 3.37%
  4. 4.25%
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘3.37%’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: %Z=100·Z·Pn/V²에서 Pn=100 MVA, V=154 kV, Z=8 Ω를 사용한다. 계산하면 100×8×100/154²≈3.37%다.

이 문제로 익힐 것

3상 기준전압·기준용량과 상 임피던스로 퍼센트 임피던스를 계산한다.

풀이 순서
  1. 3상 기준임피던스 Zbase=VLL²/S3φ를 사용한다.
  2. kV²/MVA가 Ω가 되는 단위조합으로 Zbase=154²/100=237.16 Ω을 구한다.
  3. %Z=100×8/237.16≈3.37%를 계산한다.

자주 하는 실수: 선간전압을 상전압으로 바꾸면서 다시 3을 곱하거나 나누면 3상 기준식의 계수를 중복 처리한다.

다른 문제에 적용: 3상 퍼유닛에서 선간 kV와 3상 MVA를 함께 쓰면 Zbase=kV²/MVA를 바로 적용할 수 있다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 8/237.16의 백분율보다 작아 기준전압 또는 기준용량을 잘못 적용한 값이다.
  • 2번 · 오답: 근삿값이지만 정확한 기준임피던스 계산 3.37%와 일치하지 않는다.
  • 3번 · 정답: 100×8×100/154²≈3.37%로 주어진 세 값을 올바르게 결합했다.
  • 4번 · 오답: 상전압·선간전압 변환을 중복 적용했을 때 커질 수 있는 값이다.

정답 판정: 3상 %임피던스 %Z=100ZPn/V²

상세 정답 근거: %Z=3.37을 역으로 Z=(%Z/100)×154²/100에 넣어 약 8 Ω가 복원되는지 확인했다.

38. 초고압 송전선로의 코로나 방지대책으로 잘못된 것은?

  1. 복도체·다도체 채용
  2. 가선금구 개량
  3. 매설지선 설치
  4. 굵은 전선 사용
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 전선 등가반지름과 국부전계 관점에서 코로나 대책을 분류한 도식
38번 정답 도식

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 3번 ‘매설지선 설치’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 복도체·다도체나 굵은 전선은 등가반지름을 키워 전선 표면 전계와 코로나를 낮추고, 금구 개선도 국부전계를 완화한다. 매설지선은 철탑 접지저항과 역섬락 대책이므로 코로나 방지책이 아니다.

이 문제로 익힐 것

코로나를 줄이는 대책을 전선 표면의 최대 전계 완화라는 공통 원리로 묶는다.

풀이 순서
  1. 코로나가 전선 표면의 전계가 공기 임계값을 넘을 때 시작함을 확인한다.
  2. 굵은 전선과 복도체가 등가반지름을 키우고, 금구 개선이 국부적인 전계집중을 줄임을 연결한다.
  3. 접지저항을 낮추는 매설지선은 이 원리와 무관하므로 제외한다.

자주 하는 실수: 낙뢰 대책이라는 넓은 범주만 보고 매설지선도 코로나 대책이라고 포함하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 대책 선택 문제는 장치 이름보다 원인 변수—여기서는 표면 최대전계—를 실제로 바꾸는지 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 복도체·다도체는 등가반지름을 늘려 각 소도체 표면전계를 낮추므로 코로나를 억제한다.
  • 2번 · 옳은 진술: 매끄러운 금구와 전계완화 구조는 돌출부의 국부전계를 줄이므로 적절한 대책이다.
  • 3번 · 정답(틀린 진술): 매설지선은 철탑 접지저항과 역섬락을 줄이는 장치로 전선 표면전계를 낮추지 않아 잘못된 보기다.
  • 4번 · 옳은 진술: 전선 굵기를 키우면 표면 곡률과 전계가 완화되어 코로나 개시전압이 높아진다.

정답 판정: 코로나 임계전압과 전선 등가반지름

상세 정답 근거: 각 보기의 조치가 전선 등가반지름·표면거칠기·접지저항 중 어느 변수를 바꾸는지 분류했다.

39. 3상 3선식 송전선에서 L은 작용인덕턴스, Lₑ와 Lₘ은 대지를 귀로로 하는 1선의 자기·상호인덕턴스일 때 관계식은?

  1. L=Lₘ-Lₑ
  2. L=Lₑ-Lₘ
  3. L=Lₘ+Lₑ
  4. L=Lₑ/Lₘ
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘L=Lₑ-Lₘ’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 한 상의 작용인덕턴스는 그 상의 자기쇄교에서 다른 상 전류에 의한 상호쇄교를 뺀 값이다. 따라서 L=Lₑ-Lₘ이다.

이 문제로 익힐 것

3상 선로의 작용인덕턴스를 자기·상호 쇄교의 차로 표현한다.

풀이 순서
  1. 한 상 전류가 만드는 자기쇄교 성분 Le를 확인한다.
  2. 다른 상 전류의 상호쇄교 Lm이 평형 3상에서 반대 방향으로 기여함을 본다.
  3. 유효 쇄교의 차에서 L=Le-Lm으로 정리한다.

자주 하는 실수: ‘전체’라는 말 때문에 자기와 상호 인덕턴스를 무조건 더하면 평형전류의 방향을 놓친다.

다른 문제에 적용: 결합회로의 인덕턴스 부호는 명칭이 아니라 기준 전류와 쇄교 방향으로 정한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 상호성분에서 자기성분을 빼면 보통 음수가 되어 작용인덕턴스의 정의와 방향이 뒤집힌다.
  • 2번 · 정답: 자기쇄교에서 반대 방향의 상호쇄교를 뺀 Le-Lm이 작용인덕턴스다.
  • 3번 · 오답: 상호쇄교를 같은 방향으로 더한 식이라 평형 3상 작용값과 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: 두 인덕턴스의 비는 무차원이라 인덕턴스 L과 단위부터 다르다.

정답 판정: 작용인덕턴스의 자기·상호 인덕턴스 차

상세 정답 근거: Le와 Lm의 단위가 모두 H이므로 차는 H지만 비 Le/Lm은 무차원이라는 차원검사도 함께 했다.

40. 저압 배전선로에서 부하율 F와 손실계수 H의 관계로 옳은 것은?

  1. H≤F²≤0≤F≤1
  2. 0≤H²≤F≤H≤1
  3. 0≤F²≤H≤F≤1
  4. 0≤F≤H≤F²≤1
정답과 해설 보기

정답: 3

전기기사 부하율과 손실계수 사이의 제곱 경계를 0부터 1까지 나타낸 도식
40번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘0≤F²≤H≤F≤1’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 손실은 전류의 제곱에 비례하므로 손실계수는 부하율의 제곱 이상이고, 최대부하 대비 평균의 성질상 부하율 이하다. 따라서 0≤F²≤H≤F≤1이다.

이 문제로 익힐 것

부하율과 손실계수를 정규화 부하의 평균과 제곱평균으로 비교한다.

풀이 순서
  1. 최대부하로 정규화한 시간함수 x(t)를 0≤x≤1로 둔다.
  2. 부하율 F=평균(x), 손실계수 H=평균(x²)로 정의한다.
  3. x²≤x에서 H≤F, 평균제곱 부등식에서 F²≤H를 얻어 순서를 결합한다.

자주 하는 실수: 손실이 부하의 제곱에 비례한다는 이유만으로 H=F²라고 두면 시간변동이 있는 부하에서 틀린다.

다른 문제에 적용: 0~1 정규화량 x에는 (평균 x)²≤평균(x²)≤평균 x가 성립한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: F²와 H의 순서뿐 아니라 0의 위치도 모순되어 성립할 수 없다.
  • 2번 · 오답: H²를 비교하는 식은 손실계수 정의에서 나오지 않고 F≤H도 일반적으로 반대다.
  • 3번 · 정답: 0≤F²≤H≤F≤1이 두 부등식과 정규화 범위를 모두 만족한다.
  • 4번 · 오답: F≤H≤F²는 0<F<1에서 F²≤F인 기본관계와 정면으로 모순된다.

정답 판정: 손실계수 범위 F²≤H≤F

상세 정답 근거: 부하가 일정하면 H=F², 0과 최대부하만 오가면 H=F가 되어 두 경계가 실제로 달성되는지 확인했다.

전기기사 · 전기기기

41. 변압기 전압변동률이 역률 100%에서 2%, 역률 80%(지상)에서 3%일 때 최대 전압변동률은?

  1. 3.1%
  2. 4.2%
  3. 5.1%
  4. 6.2%
정답과 해설 보기

정답: 1

저항강하율과 리액턴스강하율의 벡터합으로 최대 전압변동률을 구한 도식
41번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘3.1%’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전압변동률 ε=p cosθ+q sinθ에서 역률 1일 때 p=2다. 역률 0.8, sinθ=0.6에서 3=2×0.8+0.6q이므로 q=2.333이고, 최대값 √(p²+q²)=약 3.07%, 즉 3.1%다.

이 문제로 익힐 것

두 운전점의 전압변동률에서 저항·리액턴스 강하율을 구하고 최대값을 계산한다.

풀이 순서
  1. 지상역률에서 근사 전압변동률 ε=p cosθ+q sinθ를 사용한다.
  2. 역률 1에서 ε=p=2%이고, 역률 0.8에서 sinθ=0.6이므로 3=1.6+0.6q로 둔다.
  3. q=2.333%를 얻고 ε의 최대값 √(p²+q²)=3.073%를 계산한다.
  4. 보기의 정밀도에 맞춰 3.1%로 반올림한다.

자주 하는 실수: 역률 0.8에서 sinθ도 0.8로 넣거나, 주어진 3%를 q 자체로 보면 최대값이 달라진다.

다른 문제에 적용: p cosθ+q sinθ의 최대는 단위원 위 두 벡터의 내적 최댓값 √(p²+q²)이다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: √(2²+2.333²)=3.073%를 소수 첫째 자리로 반올림한 값이다.
  • 2번 · 오답: 저항·리액턴스 강하율을 단순 합하거나 역률 조건을 잘못 적용해 과대 계산한 값이다.
  • 3번 · 오답: 주어진 두 전압변동률을 더하는 방식으로는 얻을 수 있지만 벡터 최대조건과 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: p와 q를 모두 3% 이상으로 오인해야 나오는 값으로 계산된 성분과 불일치한다.

정답 판정: 변압기 최대 전압변동률 √(p²+q²)

상세 정답 근거: 최대가 되는 cosθ=p/√(p²+q²), sinθ=q/√(p²+q²)를 원식에 넣어 3.073%가 복원되는지 확인했다.

42. 직류 직권전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기자권선과 계자권선이 직렬이다
  2. 전기자전류·계자전류·부하전류의 크기가 같다
  3. 부하전류 증감에 따라 자속은 변하지 않는다
  4. 부하전류가 변하면 속도가 변한다
정답과 해설 보기

정답: 3

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 3번 ‘부하전류 증감에 따라 자속은 변하지 않는다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 직권전동기는 계자권선과 전기자가 직렬이므로 I=Ia=Is이고, 포화 전에는 Φ∝Is∝I다. 따라서 부하전류가 변하면 자속과 속도가 모두 변하므로 자속이 변하지 않는다는 3번이 틀리다.

이 문제로 익힐 것

직류 직권전동기의 직렬 전류·자속·속도 관계를 연결한다.

풀이 순서
  1. 전기자권선과 직권계자권선이 직렬이므로 I=Ia=Is를 확인한다.
  2. 자기포화 전 영역에서 자속 Φ가 직권계자전류 Is에 따라 변함을 연결한다.
  3. 속도식 N∝(V-IaR)/Φ에서 부하전류 변화가 속도에도 영향을 주는지 판정한다.

자주 하는 실수: 분권전동기의 거의 일정한 계자자속 특성을 직권전동기에 그대로 적용하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 전동기 종류 문제는 권선 접속→전류 관계→자속 관계→토크·속도 특성 순서로 유도한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 직권전동기의 이름 그대로 전기자와 계자권선이 직렬 접속되므로 옳다.
  • 2번 · 옳은 진술: 한 직렬회로를 흐르므로 전기자·계자·부하전류의 크기가 같아 옳다.
  • 3번 · 정답(틀린 진술): 포화 전에는 Φ∝I이므로 부하전류가 변해도 자속이 일정하다는 진술은 틀리다.
  • 4번 · 옳은 진술: 부하전류에 따라 전압강하와 자속이 달라져 속도도 크게 변하므로 옳다.

정답 판정: 직권전동기 Φ∝I와 속도식

상세 정답 근거: 무부하에서 I와 Φ가 작아 속도가 위험하게 상승하는 직권전동기의 대표 특성과도 일관되는지 확인했다.

43. 임피던스 강하가 5%인 변압기가 운전 중 단락되면 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?

  1. 15배
  2. 20배
  3. 25배
  4. 30배
정답과 해설 보기

정답: 2

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

핵심 해설: 정격전압에서 단락전류 배수는 100/%Z다. %Z=5이므로 Is/In=100/5=20배다.

이 문제로 익힐 것

변압기 퍼센트 임피던스에서 정격전류 대비 단락전류 배수를 구한다.

풀이 순서
  1. 정격전압을 100%로 놓고 내부 임피던스강하가 정격전류에서 5%임을 해석한다.
  2. 단락 시 전류배수 Is/In=100/%Z를 적용한다.
  3. 100/5=20배를 계산한다.

자주 하는 실수: 5%=0.05로 바꾼 뒤 다시 100을 나누거나 곱하면 백분율과 퍼유닛을 중복 처리한다.

다른 문제에 적용: 단락전류 배수는 1/Zpu=100/%Z이며 퍼센트 임피던스가 작을수록 커진다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 100/5=20보다 작아 5% 임피던스와 맞지 않는다.
  • 2번 · 정답: 1/0.05=20으로 정격전류에 대한 단락전류 배수다.
  • 3번 · 오답: 임피던스를 4%로 보았을 때의 배수로 주어진 5%와 다르다.
  • 4번 · 오답: 임피던스를 약 3.33%로 보아야 나오는 배수다.

정답 판정: 변압기 단락전류 배수 100/%Z

상세 정답 근거: 20In이 흐를 때 5% 임피던스에 생기는 전압강하가 20×0.05=1 pu, 즉 정격전압이 되는지 확인했다.

44. 무부하 전압 200 V인 직류 분권발전기의 전압변동률이 5%일 때 전부하 정격전압은?

  1. 190 V
  2. 180 V
  3. 170 V
  4. 160 V
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘190 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전압변동률은 ε=(V₀-Vn)/Vn이다. 따라서 Vn=V₀/(1+ε)=200/1.05=190.48 V이므로 가장 가까운 값은 190 V다.

이 문제로 익힐 것

직류발전기의 전압변동률 정의에서 전부하 단자전압을 역산한다.

풀이 순서
  1. 전압변동률 ε=(V0-Vn)/Vn=0.05를 적는다.
  2. V0=Vn(1+ε)로 정리해 Vn=200/1.05를 계산한다.
  3. 190.48 V와 가장 가까운 보기 190 V를 고른다.

자주 하는 실수: 5%를 무부하전압 200 V의 5%로 단순히 빼면 근사값은 같아 보여도 정의의 분모를 잘못 이해하게 된다.

다른 문제에 적용: 전압변동률 분모가 전부하전압인지 무부하전압인지 시험 정의를 먼저 확인하고 식을 세운다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 200/1.05=190.48 V에 가장 가까운 값이다.
  • 2번 · 오답: 10% 이상의 전압강하를 가정한 값으로 5% 변동률과 맞지 않는다.
  • 3번 · 오답: 분모 정의나 백분율을 크게 잘못 적용해야 나오는 값이다.
  • 4번 · 오답: 무부하와 전부하 차가 40 V가 되어 변동률이 25%이므로 틀리다.

정답 판정: 발전기 전압변동률 (V₀-Vn)/Vn

상세 정답 근거: (200-190.48)/190.48×100≈5.00%를 계산해 원래 조건이 복원되는지 확인했다.

45. 병렬운전 중인 동기발전기에서 난조 원인이 아닌 것은?

  1. 부하가 갑자기 크게 변한다
  2. 원동기 토크에 고조파 토크가 포함된다
  3. 원동기 조속기 감도가 지나치게 민감하다
  4. 전기자회로 저항이 상당히 작다
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘전기자회로 저항이 상당히 작다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 난조는 급격한 부하변화, 작은 관성, 민감한 조속기, 고조파 토크, 큰 전기자저항 등으로 동기속도 부근의 진동이 커질 때 발생한다. 전기자저항이 작다는 조건은 원인이 아니다.

이 문제로 익힐 것

동기발전기 난조를 유발하는 외란·기계계·전기계 요인을 구분한다.

풀이 순서
  1. 난조를 회전자 속도와 부하각이 동기점 주위에서 진동하는 현상으로 정의한다.
  2. 급격한 부하변화, 주기적 고조파 토크, 과민한 조속기가 진동을 만들거나 키우는지 본다.
  3. 전기자저항이 작다는 정상적인 설계 특성이 난조 원인인지 비교한다.

자주 하는 실수: 보기의 ‘작다’와 ‘크다’를 놓치면 전기적 감쇠와 손실의 역할을 반대로 판단하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 난조 문제는 외란을 만드는 요인과 진동을 억제하는 제동·댐퍼 요인을 나누어 본다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 큰 부하의 급변은 전자토크와 기계토크 불평형을 만들어 부하각 진동의 원인이 된다.
  • 2번 · 옳은 진술: 원동기 토크의 고조파 성분은 주기적 가진력으로 작용해 난조를 일으킬 수 있다.
  • 3번 · 옳은 진술: 조속기가 지나치게 민감하면 속도 보정이 반복적으로 과도해져 진동을 키울 수 있다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 전기자회로 저항이 상당히 작은 것은 동기발전기의 일반적 특성이며 여기서 열거한 난조의 발생 원인이 아니다.

정답 판정: 동기발전기 난조 발생조건

상세 정답 근거: 세 원인 보기는 모두 회전자에 시간변동 토크를 만들지만 4번은 단지 회로 파라미터의 정상적 크기를 말하는지 확인했다.

46. 전기자도체 400개, 10극 단중 파권, 매극 자속 0.02 Wb인 직류발전기가 1200 rpm으로 회전할 때 유도기전력은?

  1. 800 V
  2. 750 V
  3. 720 V
  4. 700 V
정답과 해설 보기

정답: 1

직류발전기 유도기전력 식과 파권 병렬회로수 2를 적용한 도식
46번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘800 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 직류발전기 유도기전력은 E=PΦZN/(60A)다. 단중 파권의 병렬회로수 A=2이므로 E=10×0.02×400×1200/(60×2)=800 V다.

이 문제로 익힐 것

직류발전기의 극수·자속·도체수·속도·권선 병렬회로수로 유도기전력을 계산한다.

풀이 순서
  1. 직류발전기 식 E=PΦZN/(60A)를 적는다.
  2. 단중 파권의 병렬회로수 A=2를 판정한다.
  3. P=10, Φ=0.02 Wb, Z=400, N=1200 rpm을 대입해 800 V를 계산한다.

자주 하는 실수: 파권의 A=2와 중권의 A=P를 바꾸면 극수 효과가 사라져 전압을 크게 틀린다.

다른 문제에 적용: 직류기 권선은 단중 파권 A=2, 단중 중권 A=P를 먼저 적고 기전력·토크 식에 넣는다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 10×0.02×400×1200/(60×2)=800 V로 모든 기기정수를 올바르게 적용했다.
  • 2번 · 오답: 병렬회로수나 회전속도를 다르게 적용해 50 V 작게 나온 값이다.
  • 3번 · 오답: 극수·도체수·병렬회로수 중 하나를 근사해 나온 값으로 정확한 식과 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: 파권 병렬회로수 또는 60초 환산을 잘못 적용해 과소 계산한 값이다.

정답 판정: 직류발전기 E=PΦZN/(60A)

상세 정답 근거: 한 회전에서 도체가 자속을 절단하는 횟수 P와 초당 회전수 N/60을 곱한 유도량으로 식의 구조를 재확인했다.

47. 스테핑모터에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 회전각은 입력 펄스수에 비례한다
  2. 분당 회전수는 분당 펄스수에 비례한다
  3. 피드백이 필요하지 않아 제어계가 간단하다
  4. 극수를 줄이면 정밀도가 높아진다
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘극수를 줄이면 정밀도가 높아진다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 스테핑모터는 펄스수에 비례한 위치와 펄스주파수에 비례한 속도를 얻어 개루프 제어가 가능하다. 극수가 많을수록 한 스텝각이 작아져 정밀도가 높으므로 극수를 줄이면 정밀도가 높아진다는 설명은 틀리다.

이 문제로 익힐 것

스테핑모터의 펄스 입력과 위치·속도·분해능 관계를 설명한다.

풀이 순서
  1. 펄스 한 개당 일정 스텝각만큼 회전한다는 동작을 확인한다.
  2. 누적 펄스수는 회전각, 단위시간당 펄스수는 회전속도에 대응시킨다.
  3. 한 회전의 스텝 수가 많을수록 스텝각이 작아져 위치 분해능이 높아짐을 판정한다.

자주 하는 실수: ‘극수를 줄이면 속도가 빨라질 수 있다’는 직관을 위치 정밀도 향상과 혼동하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 디지털 구동기기는 입력의 누적량은 위치, 입력률은 속도, 한 펄스당 변화량은 분해능으로 연결한다.

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 각 펄스가 한 스텝을 명령하므로 회전각이 펄스수에 비례한다.
  • 2번 · 옳은 진술: 분당 펄스수가 많을수록 같은 스텝각에서 분당 회전수가 커지므로 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 부하가 허용범위라면 펄스 위치를 개루프로 제어할 수 있어 피드백이 필수는 아니다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 극수·스텝수가 많을수록 스텝각이 작아져 정밀도가 높으므로 ‘극수를 줄이면’이라는 진술이 틀리다.

정답 판정: 스테핑모터 스텝각과 극수

상세 정답 근거: 스텝각=360°/한 회전당 스텝수 식에서 스텝수가 증가할 때 각도가 감소하는지 확인했다.

48. 3상 동기발전기의 병렬운전 조건이 아닌 것은?

  1. 기전력의 용량이 같을 것
  2. 기전력의 파형이 같을 것
  3. 기전력의 크기가 같을 것
  4. 기전력의 주파수가 같을 것
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘기전력의 용량이 같을 것’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 동기발전기를 병렬 투입하려면 전압의 크기·주파수·위상·상순서·파형이 맞아야 한다. 발전기 정격용량은 달라도 병렬운전할 수 있으므로 1번은 필수조건이 아니다.

이 문제로 익힐 것

동기발전기를 모선에 병렬 투입할 때 맞춰야 하는 전기량과 불필요한 조건을 구분한다.

풀이 순서
  1. 투입 순간 두 전원의 순간전압 차가 거의 0이어야 큰 순환전류가 없음을 확인한다.
  2. 이를 위해 전압 크기·주파수·위상·상순서와 파형을 맞춘다.
  3. 정격용량이 같은지는 순간전압 일치 조건과 관계없는지 판정한다.

자주 하는 실수: 병렬로 부하를 분담한다는 이유로 발전기 정격용량까지 같아야 한다고 오해하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 교류 전원 병렬조건은 ‘두 순간전압 파형이 시간축 전체에서 일치’하도록 필요한 항목을 풀어 쓴 것이다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 용량이 다른 발전기도 정격비에 맞춰 부하를 분담할 수 있으므로 필수 병렬조건이 아니다.
  • 2번 · 옳은 진술: 파형이 다르면 고조파 순환전류가 생길 수 있어 파형 일치가 필요하다.
  • 3번 · 옳은 진술: 기전력 크기가 다르면 무효 순환전류가 생기므로 같아야 한다.
  • 4번 · 옳은 진술: 주파수가 다르면 위상차가 계속 변해 동기 투입·운전이 불가능하므로 같아야 한다.

정답 판정: 동기발전기 병렬운전 동기조건

상세 정답 근거: 서로 다른 용량의 발전기라도 전압·주파수·위상·상순서를 맞춰 실제 병렬운전할 수 있는지 반례로 확인했다.

49. 8극 900 rpm 동기발전기와 병렬운전하는 6극 동기발전기의 회전수는?

  1. 1200 rpm
  2. 600 rpm
  3. 120 rpm
  4. 60 rpm
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1200 rpm’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 병렬운전에서는 주파수가 같고 동기속도 Ns=120f/P이므로 속도는 극수에 반비례한다. N₂=900×8/6=1200 rpm이다.

이 문제로 익힐 것

같은 계통 주파수에서 동기발전기의 극수와 회전속도 관계를 계산한다.

풀이 순서
  1. 병렬운전 발전기는 같은 주파수를 내야 함을 확인한다.
  2. Ns=120f/P에서 f가 일정하므로 N₁P₁=N₂P₂를 쓴다.
  3. N₂=900×8/6=1200 rpm을 계산한다.

자주 하는 실수: 극수가 적은 기기는 같은 주파수를 만들기 위해 더 빨리 돌아야 하는데 비례식을 반대로 세우기 쉽다.

다른 문제에 적용: 같은 주파수의 동기기끼리는 회전속도와 극수의 곱 NP가 일정하다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 900×8/6=1200 rpm으로 6극기가 8극기보다 빠르게 회전해야 한다는 방향도 맞다.
  • 2번 · 오답: 극수비를 반대로 적용해 얻는 수준으로, 6극기가 더 느려지는 모순이 있다.
  • 3번 · 오답: 동기속도 공식의 120을 속도로 오인한 값이다.
  • 4번 · 오답: 주파수 60 Hz를 회전수 rpm으로 그대로 고른 값이다.

정답 판정: 동기속도 Ns=120f/P

상세 정답 근거: 8×900/120=60 Hz와 6×1200/120=60 Hz가 동일한지 양쪽 발전기의 주파수를 계산했다.

50. 변압기 2차 한쪽 실효값이 V이고 점호각이 α인 센터탭 단상 전파 SCR 정류회로가 연속전류의 RL부하를 공급할 때 평균 정류전압은?

  1. (√2V/π)cosα
  2. (2√2V/π)cosα
  3. (√2V/π)(1+cosα)
  4. (2√2V/π)(1+cosα)
정답과 해설 보기

정답: 2

센터탭 단상 전파 SCR 정류기의 점호각과 평균전압 관계 도식
50번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(2√2V/π)cosα’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 센터탭 단상 전파 정류기의 기준 평균값은 2√2V/π다. 전류가 연속인 RL부하의 위상제어에서는 여기에 cosα가 곱해지므로 Vdc=(2√2V/π)cosα다.

이 문제로 익힐 것

연속전류 센터탭 단상 전파 SCR 정류기의 점호각별 평균전압을 구한다.

풀이 순서
  1. 변압기 2차 한쪽 실효값 V의 파고값을 Vm=√2V로 둔다.
  2. 센터탭 전파회로에서 양·음 반주기의 SCR이 교대로 도통하는 출력파형을 잡는다.
  3. 연속전류 조건의 한 주기 평균을 적분해 Vdc=(2Vm/π)cosα를 적용한다.
  4. Vm=√2V를 대입해 (2√2V/π)cosα로 정리한다.

자주 하는 실수: 반파 계수와 전파 계수를 혼동하거나, 불연속전류·다이오드 환류 조건의 (1+cosα)식을 섞으면 안 된다.

다른 문제에 적용: 전력전자 평균값은 회로 토폴로지와 전류 연속조건을 먼저 확인한 뒤 실제 도통구간을 적분한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 전파회로의 두 반주기 기여 중 하나만 반영해 계수가 절반이다.
  • 2번 · 정답: 연속전류 센터탭 전파 제어정류기의 평균값 2Vm cosα/π와 일치한다.
  • 3번 · 오답: 계수도 절반이고 (1+cosα)는 이 연속전류 완전제어 조건의 식이 아니다.
  • 4번 · 오답: 전파 계수는 있지만 (1+cosα)를 적용해 회로·도통조건이 달라진 식이다.

정답 판정: 단상 전파 전제어 RL부하 평균전압

상세 정답 근거: α=0이면 일반 전파정류 평균 2√2V/π, α=90°이면 평균 0이 되는지 극한값으로 확인했다.

51. 7.5 kW, 6극, 200 V 3상 유도전동기의 정격전압 기동토크가 전부하토크의 225%이다. 기동토크를 150%로 낮추려면 기동전압은 약 얼마인가?

  1. 133 V
  2. 143 V
  3. 153 V
  4. 163 V
정답과 해설 보기

정답: 4

유도전동기 기동토크가 전압 제곱에 비례하는 비례 계산 도식
51번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘163 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 유도전동기 기동토크는 전압의 제곱에 비례한다. 따라서 V'=200√(150/225)=163.3 V이므로 약 163 V다.

이 문제로 익힐 것

유도전동기의 전압과 기동토크의 제곱 비례관계로 감압전압을 구한다.

풀이 순서
  1. 동일 주파수·회로에서 기동토크 Tst∝V²를 적는다.
  2. V'/200=√(150/225)로 비례식을 세운다.
  3. 200√(2/3)=163.3 V를 계산해 약 163 V를 고른다.

자주 하는 실수: 토크비 150/225를 전압비에 그대로 적용하면 제곱관계를 누락해 133 V를 고르게 된다.

다른 문제에 적용: 제곱비례량의 입력을 역산할 때는 목표비의 제곱근을 취한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 200×150/225≈133 V로 토크와 전압을 1차 비례시킨 오답이다.
  • 2번 · 오답: 토크비의 제곱근을 정확히 적용한 값과 약 20 V 차이가 난다.
  • 3번 · 오답: 비율 또는 반올림을 잘못 적용해 실제 163.3 V보다 10 V 작다.
  • 4번 · 정답: 200√(150/225)≈163.3 V를 반올림한 값이다.

정답 판정: 유도전동기 기동토크 T∝V²

상세 정답 근거: (163.3/200)²×225%≈150%가 되는지 전압을 원래 토크식에 역대입했다.

52. 동기발전기에서 전기자전류가 유도기전력보다 90° 앞설 때 전기자반작용은?

  1. 증자작용
  2. 감자작용
  3. 교차자화작용
  4. 직축반작용
정답과 해설 보기

정답: 1

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

핵심 해설: 동기발전기에서 진상전류는 계자자속을 돕는 방향의 전기자반작용을 만들어 합성자속을 증가시킨다. 따라서 증자작용이다.

이 문제로 익힐 것

동기발전기 전기자전류의 위상에서 전기자반작용 방향을 판정한다.

풀이 순서
  1. 기준을 발전기의 유도기전력 E로 두고 전기자전류 I가 90° 앞서는 위상도를 그린다.
  2. 이 전류가 만드는 전기자 기자력이 주계자 기자력을 돕는 직축 방향임을 확인한다.
  3. 합성자속이 증가하므로 증자작용으로 판정한다.

자주 하는 실수: 발전기와 전동기에서 전력·전류 기준방향이 달라 같은 진상이라는 말만으로 암기하면 반작용을 뒤집기 쉽다.

다른 문제에 적용: 동기기 반작용은 반드시 문제에서 기준으로 삼은 E와 I의 위상을 그린 뒤 기자력 방향을 판단한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: I가 E보다 90° 앞서는 발전기 조건에서는 전기자 기자력이 주자속을 도와 증자작용을 한다.
  • 2번 · 오답: 감자작용은 주계자 자속을 약하게 하는 반대 위상 조건에 해당한다.
  • 3번 · 오답: 교차자화는 전기자 기자력이 주계자축에 직각인 특정 역률 조건으로 여기의 90° 진상 조건과 다르다.
  • 4번 · 오답: 직축반작용은 축의 위치를 말하는 넓은 분류이고 문제는 그 방향이 증자인지를 묻는다.

정답 판정: 동기발전기 진상전류의 증자반작용

상세 정답 근거: 합성기자력의 크기가 증가하는 방향인지 위상도에서 벡터를 더해 확인했다.

53. 6극 60 Hz 권선형 유도전동기의 전부하 슬립이 5%, 2차 1상 저항이 0.5 Ω이다. 같은 토크를 유지하며 0.5 Ω을 추가할 때 회전속도는?

  1. 1020 rpm
  2. 1080 rpm
  3. 1140 rpm
  4. 1200 rpm
정답과 해설 보기

정답: 2

권선형 유도전동기의 저항·슬립 비례와 회전속도 계산 도식
53번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1080 rpm’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 같은 토크에서 슬립은 2차저항에 비례하므로 저항이 0.5에서 1.0 Ω으로 두 배가 되면 슬립도 0.05에서 0.10이 된다. 동기속도는 120f/P=1200 rpm, 회전속도는 (1-0.1)1200=1080 rpm이다.

이 문제로 익힐 것

권선형 유도전동기의 2차저항 변화가 같은 토크의 슬립과 속도에 미치는 영향을 계산한다.

풀이 순서
  1. 동기속도 Ns=120f/P=120×60/6=1200 rpm을 구한다.
  2. 같은 토크 운전점에서 슬립이 2차 총저항에 비례하므로 s₂/s₁=R₂total/R₂를 쓴다.
  3. 저항이 0.5 Ω에서 1.0 Ω으로 두 배가 되어 s₂=0.10을 얻는다.
  4. N₂=(1-s₂)Ns=0.9×1200=1080 rpm을 계산한다.

자주 하는 실수: 추가저항 0.5 Ω만 새 총저항으로 쓰면 저항이 변하지 않은 것으로 처리하게 된다.

다른 문제에 적용: 권선형 유도전동기의 저항제어에서는 기존 2차저항과 외부저항을 합한 총저항으로 슬립비를 구한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 슬립 15%일 때의 속도로, 저항비 2에서 나오는 s=10%와 다르다.
  • 2번 · 정답: 총저항 두 배→슬립 10%→1200×0.9=1080 rpm의 순서로 얻은 값이다.
  • 3번 · 오답: 원래 슬립 5%를 유지했을 때의 속도 1140 rpm으로 추가저항 효과를 누락했다.
  • 4번 · 오답: 동기속도 자체로 슬립이 0인 경우이며 유도전동기의 부하토크를 만들 수 없다.

정답 판정: 권선형 유도전동기 비례추이 R₂/s 일정

상세 정답 근거: 원래 속도는 1140 rpm이고 저항 추가 후 1080 rpm으로 낮아져 저항제어의 물리적 방향과 맞는지 확인했다.

54. 동기발전기 단자 부근에서 단락할 때 단락전류의 변화는?

  1. 서서히 증가해 큰 전류가 흐른다
  2. 처음부터 일정한 큰 전류가 흐른다
  3. 무시할 정도로 작다
  4. 단락 순간은 크나 점차 감소한다
정답과 해설 보기

정답: 4

동기발전기 단락전류가 초과도·과도·정상상태로 감소하는 시간축 도식
54번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘단락 순간은 크나 점차 감소한다’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 단락 직후에는 작은 돌발 리액턴스가 전류를 제한해 돌발단락전류가 매우 크다. 시간이 지나며 과도·동기 리액턴스가 작용하므로 전류는 지속단락전류까지 감소한다.

이 문제로 익힐 것

동기발전기 단락전류가 초과도·과도·정상상태를 거치며 변하는 순서를 이해한다.

풀이 순서
  1. 단락 직후 자속쇄교가 순간적으로 바뀌지 못해 초과도 리액턴스 Xd''가 지배함을 확인한다.
  2. Xd''가 가장 작으므로 초기 단락전류가 가장 큼을 판정한다.
  3. 시간이 지나 Xd'와 Xd가 차례로 지배해 전류가 지속단락전류로 감소함을 연결한다.

자주 하는 실수: 단락이 계속된다는 이유로 전류가 일정하다고 보면 회전자 회로의 과도현상을 놓친다.

다른 문제에 적용: 동기기 단락은 보통 Xd''<Xd'<Xd이므로 전류는 초기 최대에서 단계적으로 감소한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 단락전류는 증가가 아니라 초기에 최대이고 이후 감소하므로 시간 방향이 반대다.
  • 2번 · 오답: 서로 다른 과도 리액턴스가 시간에 따라 작용하므로 처음부터 일정하지 않다.
  • 3번 · 오답: 초기에는 정격보다 훨씬 큰 단락전류가 흐르므로 무시할 수 없다.
  • 4번 · 정답: 단락 순간 큰 초과도전류가 흐르고 과도·정상상태로 갈수록 감소한다.

정답 판정: 동기발전기 돌발·과도·지속 단락전류

상세 정답 근거: I''≈E/Xd'', I'≈E/Xd', I≈E/Xd와 Xd''<Xd'<Xd를 결합해 I''>I'>I인지 확인했다.

55. 양방향성 3단자 사이리스터는?

  1. SCR
  2. SSS
  3. SCS
  4. TRIAC
정답과 해설 보기

정답: 4

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

핵심 해설: TRIAC은 주단자 MT1·MT2와 게이트의 3단자를 가지며 양 방향으로 전류를 제어한다. SCR은 단방향 3단자, SSS는 양방향 2단자, SCS는 단방향 4단자다.

이 문제로 익힐 것

사이리스터 계열 소자를 전류방향과 단자 수로 구분한다.

풀이 순서
  1. 문제의 두 조건이 양방향 전류제어와 3단자임을 표시한다.
  2. TRIAC의 MT1·MT2·게이트 세 단자와 양방향 도통 특성을 연결한다.
  3. SCR·SSS·SCS의 방향성과 단자 수를 비교해 제외한다.

자주 하는 실수: SCR도 3단자라는 한 조건만 보고 고르면 ‘양방향성’을 놓친다.

다른 문제에 적용: 반도체 스위치 식별은 제어 가능 여부, 도통 방향, 단자 수의 세 항목을 동시에 맞춘다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: SCR은 애노드·캐소드·게이트의 3단자지만 기본적으로 한 방향으로만 제어 도통한다.
  • 2번 · 오답: SSS는 양방향 스위칭 특성을 가지지만 2단자 소자로 분류되어 조건과 다르다.
  • 3번 · 오답: SCS는 두 게이트를 포함한 4단자 단방향 제어소자여서 조건과 다르다.
  • 4번 · 정답: TRIAC은 MT1·MT2·게이트의 3단자로 양방향 교류전류를 제어한다.

정답 판정: TRIAC의 양방향 3단자 구조

상세 정답 근거: TRIAC을 역병렬 SCR 두 개의 기능적 등가로 보았을 때 양·음 반주기 모두 제어되는지 확인했다.

56. 변압기 보호에서 비율차동계전기를 사용하는 목적은?

  1. 고조파 발생 억제
  2. 과여자전류 억제
  3. 과전압 억제
  4. 변압기 상간단락 보호
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘변압기 상간단락 보호’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 비율차동계전기는 변압기 1차와 2차의 환산전류 차를 비교해 보호구간 내부고장을 검출한다. 상간단락 같은 변압기 내부고장 보호가 목적이다.

이 문제로 익힐 것

변압기 비율차동보호가 보호구간 내부고장을 검출하는 원리를 설명한다.

풀이 순서
  1. 변압기 1차·2차 CT 전류를 권수비와 결선에 맞춰 같은 기준으로 환산한다.
  2. 정상부하와 외부고장에서는 들어오는 전류와 나가는 전류가 거의 같아 차동전류가 작음을 확인한다.
  3. 내부 상간단락에서는 차가 커져 비율차동계전기가 차단하도록 판정한다.

자주 하는 실수: 여자돌입전류 억제 기능이 포함될 수 있어도 계전기의 주 보호목적 자체를 고조파 억제로 고르면 안 된다.

다른 문제에 적용: 차동보호는 두 경계의 전류를 비교하므로 CT 사이가 보호구간이고 그 안의 고장에 선택적으로 동작한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 고조파 억제는 전력품질 설비의 목적이며 비율차동계전기의 기본 보호대상이 아니다.
  • 2번 · 오답: 과여자나 여자돌입을 오동작 억제 논리로 구별할 수 있지만 과여자전류 억제가 주목적은 아니다.
  • 3번 · 오답: 과전압은 피뢰기·과전압계전 등 별도 보호기능의 대상이다.
  • 4번 · 정답: 1·2차 환산전류의 불일치로 변압기 내부 상간단락을 검출·차단하는 것이 목적이다.

정답 판정: 변압기 비율차동보호을 적용한 정답 판정

상세 정답 근거: 외부고장에서는 통과전류가 커져도 동작량/억제량의 비가 기준 이하이고, 내부고장에서는 차동량이 커지는지 확인했다.

57. 단상 단권변압기 3대를 Y결선해 3상 3000 V를 300 V 승압하여 3300 V, 150 kVA를 송전한다. 단상기 저전압측·승압전압·Y결선 자기용량은?

  1. 3000 V, 300 V, 13.62 kVA
  2. 3000 V, 300 V, 4.54 kVA
  3. 1732 V, 173.2 V, 13.62 kVA
  4. 1732 V, 173.2 V, 4.54 kVA
정답과 해설 보기

정답: 3

Y결선 단권변압기의 상전압·승압전압·자기용량 계산 도식
57번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1732 V, 173.2 V, 13.62 kVA’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: Y결선 상전압은 3000/√3=1732 V, 승압분도 300/√3=173.2 V다. 선전류는 150000/(√3·3300)=26.24 A이고 3대의 자기용량은 3×173.2×26.24/1000=13.62 kVA다.

이 문제로 익힐 것

Y결선 단권변압기의 상전압·승압전압과 자기용량을 계산한다.

풀이 순서
  1. 3상 선간 저전압 3000 V와 승압분 300 V를 각각 √3으로 나눠 1732 V, 173.2 V의 상값을 구한다.
  2. 고압측 선전류 I=150000/(√3×3300)=26.24 A를 계산한다.
  3. 세 단상기의 자기용량 합을 3×173.2×26.24/1000=13.62 kVA로 구한다.

자주 하는 실수: Y결선인데 선간전압 3000 V와 300 V를 각 단상기 권선전압으로 그대로 쓰면 안 된다.

다른 문제에 적용: 3상 Y결선 단상기 값은 선간전압/√3이고, 단권변압기 자기용량은 승압분 전압이 처리하는 용량이다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 두 전압을 선간값으로 써 Y결선 상전압 변환을 누락했다.
  • 2번 · 오답: 전압 변환도 누락했고 자기용량도 한 대 또는 비율을 잘못 계산했다.
  • 3번 · 정답: 상 저전압 1732 V, 상 승압전압 173.2 V, 세 대 자기용량 13.62 kVA가 모두 맞다.
  • 4번 · 오답: 전압은 맞지만 13.62 kVA를 세 대로 나눈 한 대당 4.54 kVA를 전체 용량으로 골랐다.

정답 판정: Y결선 단권변압기 상전압과 자기용량

상세 정답 근거: 자기용량비 13.62/150≈300/3300=0.0909가 단권변압기 승압비와 일치하는지 확인했다.

58. 단상변압기에 정현파 유기기전력을 만들기 위한 여자전류 파형은?

  1. 정현파
  2. 삼각파
  3. 왜형파
  4. 구형파
정답과 해설 보기

정답: 3

정현파 자속을 만들기 위해 비선형 철심에서 여자전류가 왜형되는 도식
58번 정답 도식

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

핵심 해설: 유기기전력을 정현파로 하려면 철심 자속도 정현파여야 한다. 철심의 비선형 B-H 곡선과 포화 때문에 그 자속을 만드는 여자전류에는 고조파가 포함되어 파형이 왜곡된다.

이 문제로 익힐 것

철심의 비선형 자화특성이 정현파 자속에 필요한 여자전류를 왜형시키는 이유를 이해한다.

풀이 순서
  1. 유기기전력 e=N dΦ/dt이므로 정현파 e에는 정현파 Φ가 필요함을 확인한다.
  2. 철심의 B-H 곡선이 비선형이고 자속 피크 부근에서 포화영역에 접근함을 본다.
  3. 정현파 자속을 유지하려면 H와 여자전류에 고조파가 포함되어 왜형됨을 판정한다.

자주 하는 실수: 전압과 자속이 정현파라는 사실을 여자전류까지 정현파라는 뜻으로 확대하면 철심 비선형성을 놓친다.

다른 문제에 적용: 변압기 파형 문제는 전압→자속은 미분·적분 관계, 자속→여자전류는 B-H 곡선 관계로 두 단계를 나눈다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 철심이 선형이면 가능하지만 실제 비선형 B-H 특성 때문에 여자전류는 정현파가 아니다.
  • 2번 · 오답: 삼각파는 정현파 자속을 만드는 일반적인 여자전류 형태가 아니다.
  • 3번 · 정답: 포화 부근에서 큰 전류가 필요해 고조파가 섞인 왜형파가 된다.
  • 4번 · 오답: 구형파는 스위칭 입력의 대표 파형일 뿐 정현파 자속용 여자전류의 일반 형태가 아니다.

정답 판정: 철심 비선형 자화곡선과 여자전류 고조파

상세 정답 근거: 여자전류의 3고조파 등 비정현 성분이 있어도 자속은 인가전압 적분에 의해 거의 정현파가 되는지 확인했다.

59. 동일한 단상변압기 2대를 V결선해 3상 100 kVA를 공급한다. 같은 변압기 1대를 추가해 Δ결선하면 공급 가능한 3상용량은?

  1. 57.7 kVA
  2. 70.5 kVA
  3. 141.4 kVA
  4. 173.2 kVA
정답과 해설 보기

정답: 4

동일 변압기 두 대 V결선과 세 대 델타결선의 공급용량 비교 도식
59번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘173.2 kVA’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 동일 단상기 용량을 P라 하면 V결선 출력은 √3P, Δ결선 출력은 3P다. 비는 3/√3=√3이므로 100√3=173.2 kVA다.

이 문제로 익힐 것

동일 단상변압기의 V결선과 Δ결선 3상 공급용량 비를 계산한다.

풀이 순서
  1. 단상기 한 대 정격을 P라고 두면 V결선 용량이 √3P임을 쓴다.
  2. 세 대 완전 Δ결선 용량은 3P임을 쓴다.
  3. 용량비 3P/(√3P)=√3을 기존 100 kVA에 곱해 173.2 kVA를 구한다.

자주 하는 실수: 변압기 수가 2대에서 3대로 늘었다고 단순히 3/2배 하면 V결선의 이용률을 무시한다.

다른 문제에 적용: 동일 단상기 기준으로 V결선은 √3P, Δ결선은 3P, V결선 이용률은 57.7%다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 100/√3으로 V결선 용량에서 단상기 용량을 구한 값에 가까우며 새 Δ용량이 아니다.
  • 2번 · 오답: V결선 이용률 또는 용량비를 잘못 적용해 기존 100 kVA보다 작아진 값이다.
  • 3번 · 오답: √2를 곱한 값에 가까우나 V-Δ 용량비는 √3이다.
  • 4번 · 정답: 100×√3=173.2 kVA로 동일 단상기 세 대의 Δ결선 공급용량이다.

정답 판정: V결선과 Δ결선 출력비 √3

상세 정답 근거: 기존 V결선에서 단상기 한 대 P=100/√3=57.735 kVA, 새 용량 3P=173.205 kVA로 독립 계산했다.

60. 릴럭턴스 전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 돌극형 유도전동기의 일종이다
  2. 효율이 다른 동기전동기보다 낮다
  3. 여자권선이 없어 구조가 간단하다
  4. 동기속도로 회전한다
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘구조가 돌극형 유도전동기의 일종이다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 릴럭턴스 전동기는 회전자 자기저항 차로 생기는 릴럭턴스토크를 이용해 동기속도로 회전하는 돌극형 동기전동기의 일종이다. 유도전동기의 일종이라는 1번이 틀리다.

이 문제로 익힐 것

릴럭턴스 전동기의 토크 원리와 동기기 분류를 구분한다.

풀이 순서
  1. 회전자 돌극에 따른 자기저항 차가 최소 자기저항 방향으로 정렬토크를 만듦을 확인한다.
  2. 정상운전에서 회전자가 회전자계와 같은 속도로 잠겨 동기속도로 회전함을 본다.
  3. 별도 여자권선 없이 동기토크를 내는 구조를 바탕으로 기기 분류를 판정한다.

자주 하는 실수: 기동에 유도작용을 이용하는 구조가 있을 수 있다는 사실과 정상 동작 원리에 따른 기기 분류를 혼동하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 전동기 분류는 기동방법보다 정상상태에서 토크를 만드는 원리와 회전속도를 기준으로 한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 릴럭턴스 전동기는 돌극형 동기전동기의 한 종류이므로 유도전동기의 일종이라는 분류가 틀리다.
  • 2번 · 옳은 진술: 회전자 여자 없이 자기저항 차를 이용해 일반적인 여자형 동기전동기보다 효율·역률이 낮은 편이라는 설명은 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 직류 여자권선이나 영구자석 없이 돌극 구조로 토크를 얻어 구조가 비교적 간단하다.
  • 4번 · 옳은 진술: 회전자가 회전자계에 동기되어 정상상태에서 동기속도로 회전한다.

정답 판정: 릴럭턴스 토크를 이용하는 동기전동기

상세 정답 근거: 정상속도가 (1-s)Ns인 유도전동기와 달리 s=0인 Ns에서 릴럭턴스토크를 내는지 확인했다.

전기기사 · 회로이론 및 제어공학

61. 어떤 회로 소자에 v(t)=Vₘcosωt를 가했을 때 i(t)=Iₘsinωt가 흘렀다. 한 개의 소자만 사용했다면 그 소자는?

  1. 콘덕턴스
  2. 커패시터
  3. 인덕터
  4. 저항
정답과 해설 보기

정답: 3

순수 인덕터에서 전압이 전류보다 90도 앞서는 위상 도식
61번 정답 도식

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

핵심 해설: cosωt=sin(ωt+90°)이므로 전압이 전류보다 90° 앞선다. 즉 전류가 전압보다 90° 늦는 순수 유도성 회로이므로 소자는 인덕터다.

이 문제로 익힐 것

전압·전류 사인파의 위상차로 단일 회로소자를 판별한다.

풀이 순서
  1. v=Vm cosωt를 Vm sin(ωt+90°)로 바꿔 전류 i=Im sinωt와 기준함수를 맞춘다.
  2. 전압이 전류보다 90° 앞서고, 전류는 전압보다 90° 늦음을 확인한다.
  3. 이 위상관계를 v=L di/dt인 인덕터에 연결한다.

자주 하는 실수: sin과 cos의 기준을 통일하지 않고 겉모양만 비교하면 선행·지상을 반대로 읽는다.

다른 문제에 적용: 위상 문제는 두 파형을 모두 sin 또는 cos로 통일한 뒤 C는 전류 선행, L은 전류 지상으로 판정한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 콘덕턴스는 저항의 역수이므로 전압과 전류가 동상이어야 한다.
  • 2번 · 오답: 커패시터에서는 전류가 전압보다 90° 앞서므로 주어진 관계와 반대다.
  • 3번 · 정답: 인덕터에서는 전압이 전류보다 90° 앞서므로 주어진 파형과 일치한다.
  • 4번 · 오답: 순저항에서는 전압과 전류가 동상이라 90° 위상차를 만들지 않는다.

정답 판정: 인덕터에서 전류가 전압보다 90° 늦는 위상관계

상세 정답 근거: i=Im sinωt를 미분하면 v=LωIm cosωt가 되어 주어진 전압 파형과 같은지 확인했다.

62. 대칭 n상 환상결선에서 선전류와 상전류 사이의 위상차는?

  1. (π/2)(1-2/n)
  2. 2(1-2/n)
  3. (n/2)(1-π/2)
  4. (π/2)(1-n/2)
정답과 해설 보기

정답: 1

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘(π/2)(1-2/n)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 대칭 n상 환상결선의 선전류와 상전류 위상차는 (π/2)(1-2/n)이다. n=3이면 π/6=30°가 되어 3상 Δ결선의 위상차와도 일치한다.

이 문제로 익힐 것

대칭 n상 환상결선의 선전류와 상전류 위상차 공식을 적용한다.

풀이 순서
  1. 인접 두 상전류의 위상차를 2π/n으로 둔다.
  2. 선전류가 두 인접 상전류의 벡터차임을 이용해 위상차 δ=(π/2)(1-2/n)를 적용한다.
  3. n=3일 때 δ=π/6=30°가 되는지 익숙한 Δ결선으로 확인한다.

자주 하는 실수: 각도를 도 단위로 기억한 뒤 라디안 보기의 π를 빠뜨리면 차원이 없는 숫자식을 고르게 된다.

다른 문제에 적용: 일반 n상 공식은 n=3을 대입해 알려진 3상 Δ결선의 30° 관계가 복원되는지 검산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: (π/2)(1-2/n)은 n=3에서 π/6이 되어 환상결선의 일반 위상차와 맞다.
  • 2번 · 오답: π가 없어 라디안 각도식이 아니며 n=3에서도 2/3 rad로 30°가 아니다.
  • 3번 · 오답: n에 대한 형태와 상수가 일반식과 다르고 n=3 검산도 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: n이 커질 때 위상차가 비정상적으로 커지며 환상결선 벡터차에서 나오지 않는다.

정답 판정: 대칭 n상 환상결선 위상차 (π/2)(1-2/n)

상세 정답 근거: n=2이면 위상차가 0, n→∞이면 π/2에 가까워지는 공식의 경계 거동을 확인했다.

63. 대칭좌표법에서 전압 또는 전류의 불평형률을 나타내는 식은?

  1. 영상분/정상분×100
  2. 정상분/역상분×100
  3. 정상분/영상분×100
  4. 역상분/정상분×100
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘역상분/정상분×100’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 정상분은 평형 성분이고 역상분은 불평형의 크기를 나타낸다. 따라서 불평형률은 역상분을 정상분으로 나눈 백분율, 즉 (역상분/정상분)×100이다.

이 문제로 익힐 것

대칭분에서 정상분을 기준으로 불평형의 크기를 나타내는 역상분 비를 고른다.

풀이 순서
  1. 정상분은 정상 상순서의 평형 기본성분임을 확인한다.
  2. 역상분이 상간 크기·위상 불평형을 대표하는 성분임을 연결한다.
  3. 불평형률=(역상분/정상분)×100으로 정의한다.

자주 하는 실수: 지락 분석에 중요한 영상분을 일반적인 전압·전류 불평형률의 분자로 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 비율 지표는 이상성분을 분자, 정상 기준성분을 분모에 둔다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 영상분/정상분은 영상 불평형을 별도로 나타낼 수 있지만 표준 역상 불평형률 정의가 아니다.
  • 2번 · 오답: 정상분을 역상분으로 나누면 불평형이 작을수록 값이 커지는 역비가 된다.
  • 3번 · 오답: 정상분/영상분도 기준과 이상성분이 뒤바뀌었고 영상분을 사용한다.
  • 4번 · 정답: 역상분을 정상분으로 나눈 백분율이 전압 또는 전류 불평형률이다.

정답 판정: 대칭좌표법 불평형률=(역상분/정상분)×100

상세 정답 근거: 완전 평형이면 역상분이 0이 되어 불평형률도 0%가 되는지 확인했다.

64. 저항 R과 커패시터 C가 병렬로 연결된 회로의 역률은?

  1. 1+(ωRC)²
  2. 1/{1+(ωRC)²}
  3. √{1+(ωRC)²}
  4. 1/√{1+(ωRC)²}
정답과 해설 보기

정답: 4

병렬 RC의 컨덕턴스·서셉턴스·어드미턴스 삼각형과 역률 도식
64번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1/√{1+(ωRC)²}’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 병렬 RC의 어드미턴스는 Y=1/R+jωC다. 역률은 유효 컨덕턴스와 어드미턴스 크기의 비이므로 (1/R)/√{(1/R)²+(ωC)²}=1/√{1+(ωRC)²}다.

이 문제로 익힐 것

병렬 RC의 어드미턴스 성분으로 역률을 구한다.

풀이 순서
  1. 병렬회로이므로 임피던스보다 어드미턴스 Y=G+jB를 사용한다.
  2. G=1/R, B=ωC이므로 |Y|=√{(1/R)²+(ωC)²}를 구한다.
  3. 역률 cosφ=G/|Y|를 정리해 1/√{1+(ωRC)²}를 얻는다.

자주 하는 실수: 직렬 RC의 R/|Z| 공식을 병렬회로에 그대로 쓰거나 제곱근을 누락하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 병렬회로 역률은 어드미턴스 삼각형의 유효성분 G를 빗변 |Y|로 나눈다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 1+(ωRC)²는 1 이상이라 역률의 0~1 범위를 벗어난다.
  • 2번 · 오답: 분모에 제곱근이 없어 역률이 아니라 역률 제곱에 해당한다.
  • 3번 · 오답: 제곱근이 분자에 있어 1 이상이 되므로 역률이 될 수 없다.
  • 4번 · 정답: G/|Y|를 R로 정규화한 1/√{1+(ωRC)²}와 일치한다.

정답 판정: 병렬 RC 회로 역률 G/√(G²+B²)

상세 정답 근거: C=0이면 역률 1, ωRC가 커지면 0에 가까워지는 물리적 한계와 맞는지 확인했다.

65. 두 메시전류 I₁, I₂에 대해 2.5I₁-I₂=2, -I₁+3.5I₂=2가 성립한다. 두 번째 메시의 2 Ω 저항에 흐르는 전류 I₂는?

  1. 28/31 A
  2. 4/13 A
  3. -8/35 A
  4. 4/7 A
정답과 해설 보기

정답: 1

두 메시 연립방정식을 소거하여 두 번째 메시전류를 구하는 도식
65번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘28/31 A’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 첫째 식에서 I₂=2.5I₁-2다. 이를 둘째 식에 대입하면 -I₁+3.5(2.5I₁-2)=2이므로 7.75I₁=9, I₁=36/31 A다. 따라서 I₂=2.5×36/31-2=28/31 A다.

이 문제로 익힐 것

두 메시 방정식을 소거해 지정된 가지의 메시전류를 구한다.

풀이 순서
  1. 첫 식 2.5I₁-I₂=2에서 I₂=2.5I₁-2로 정리한다.
  2. 둘째 식에 대입해 -I₁+3.5(2.5I₁-2)=2, 즉 7.75I₁=9를 얻는다.
  3. I₁=36/31을 첫 식에 넣어 I₂=28/31 A를 계산한다.

자주 하는 실수: 문제가 묻는 2 Ω 가지가 I₂로 주어졌는데 I₁을 최종답으로 선택하거나 공통가지 전류처럼 빼면 안 된다.

다른 문제에 적용: 연립회로 계산은 해를 구한 뒤 두 원방정식 모두에 대입해 부호와 분수를 검산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: I₂=28/31 A로 두 메시 방정식을 동시에 만족한다.
  • 2번 · 오답: 계수를 정수처럼 반올림하거나 소거 과정에서 3.5를 잘못 처리한 값이다.
  • 3번 · 오답: 부호를 반대로 두었고 원방정식에 대입하면 성립하지 않는다.
  • 4번 · 오답: 첫 식 일부만 사용해 얻을 수 있는 값으로 두 번째 식을 만족하지 않는다.

정답 판정: KVL 메시 연립방정식의 해 I₂=28/31 A

상세 정답 근거: I₁=36/31, I₂=28/31을 넣으면 첫 식과 둘째 식의 좌변이 각각 정확히 2가 되는지 확인했다.

66. 각 상의 임피던스가 6+j8 Ω인 평형 Y부하에 선간전압 220 V를 가할 때 선전류는?

  1. 10.7 A
  2. 11.7 A
  3. 12.7 A
  4. 13.7 A
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘12.7 A’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 상임피던스 크기는 √(6²+8²)=10 Ω이고 Y결선 상전압은 220/√3 V다. 상전류는 (220/√3)/10≈12.70 A이며 Y결선에서는 선전류와 상전류가 같다.

이 문제로 익힐 것

평형 Y부하에서 선간전압을 상전압으로 바꿔 선전류를 계산한다.

풀이 순서
  1. 상임피던스 크기 |Z|=√(6²+8²)=10 Ω을 구한다.
  2. Y결선 상전압 Vph=220/√3 V로 변환한다.
  3. Iph=Vph/|Z|≈12.70 A이고 Y결선에서는 IL=Iph임을 적용한다.

자주 하는 실수: 220 V를 상전압으로 그대로 나누면 √3배 큰 22 A가 되며, Δ결선 전류관계를 섞어도 틀린다.

다른 문제에 적용: Y결선은 Vph=VL/√3, IL=Iph; Δ결선은 Vph=VL, IL=√3Iph로 한 쌍씩 기억한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 상전압 또는 임피던스 크기를 잘못 근사해 실제보다 2 A 작다.
  • 2번 · 오답: √3이나 임피던스 계산을 다르게 적용해 실제값과 1 A 차이가 난다.
  • 3번 · 정답: (220/√3)/10=12.70 A이며 Y결선 선전류와 같다.
  • 4번 · 오답: 주어진 전압·임피던스에서 계산된 값보다 1 A 커 근거가 없다.

정답 판정: Y결선 IL=Ip=VL/(√3|Zp|)

상세 정답 근거: 복소전류 (220/√3)/(6+j8)의 크기도 12.70 A가 되는지 확인했다.

67. 2단자 임피던스 함수 Z(s)=(s+3)/{(s+4)(s+5)}의 영점은?

  1. 4, 5
  2. -4, -5
  3. 3
  4. -3
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘-3’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 영점은 전달함수 또는 임피던스 함수의 분자를 0으로 만드는 s값이다. s+3=0이므로 영점은 s=-3이다.

이 문제로 익힐 것

유리함수의 영점과 극점을 분자·분모의 근으로 구분한다.

풀이 순서
  1. 영점은 Z(s)=0을 만드는 분자 다항식의 근임을 확인한다.
  2. 분자 s+3=0을 풀어 s=-3을 얻는다.
  3. 분모의 근 -4,-5는 극점으로 따로 구분한다.

자주 하는 실수: 식에 보이는 양의 숫자 3을 그대로 고르거나 분모의 -4,-5를 영점으로 고르기 쉽다.

다른 문제에 적용: 유리함수에서 분자=0은 영점, 분모=0은 극점이며 인수 s+a의 근은 -a다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 4와 5는 분모 인수의 상수이고 부호까지 틀려 영점이 아니다.
  • 2번 · 오답: -4와 -5는 이 함수의 극점 두 개다.
  • 3번 · 오답: s+3의 상수만 읽은 값으로 방정식을 0으로 풀지 않았다.
  • 4번 · 정답: s+3=0을 만족해 분자를 0으로 만드는 유일한 영점이다.

정답 판정: 영점은 분자 다항식의 근

상세 정답 근거: s=-3에서 분자는 0이고 분모는 (1)(2)=2로 0이 아니므로 실제 영점인지 확인했다.

68. 무손실 선로에서 단위길이당 인덕턴스를 L, 정전용량을 C, 위상정수를 β라 할 때 β는?

  1. 0
  2. √(L/C)
  3. ω√(LC)
  4. 1/{ω√(LC)}
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘ω√(LC)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 일반 선로의 전파정수는 γ=√{(R+jωL)(G+jωC)}다. 무손실 선로는 R=G=0이므로 γ=jω√(LC)=jβ이고, 따라서 β=ω√(LC)다.

이 문제로 익힐 것

무손실 전송선로의 전파정수에서 위상정수를 유도한다.

풀이 순서
  1. 일반 전파정수 γ=√{(R+jωL)(G+jωC)}를 적는다.
  2. 무손실 조건 R=G=0을 대입해 γ=√{-ω²LC}=jω√(LC)로 정리한다.
  3. γ=α+jβ와 비교해 α=0, β=ω√(LC)를 읽는다.

자주 하는 실수: 무손실이므로 0인 것은 감쇠정수 α이지 위상정수 β가 아니다.

다른 문제에 적용: 전송선로 문제는 γ=α+jβ에서 실수부는 감쇠, 허수부는 위상변화를 나타낸다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 무손실에서 α=0이지만 β는 주파수에 비례해 0이 아니다.
  • 2번 · 오답: √(L/C)는 특성임피던스의 형태이며 위상정수가 아니다.
  • 3번 · 정답: γ=jω√(LC)의 허수부이므로 β=ω√(LC)다.
  • 4번 · 오답: 위상정수와 전파속도 관계를 역으로 혼동한 식이며 차원도 맞지 않는다.

정답 판정: 무손실 선로 전파정수 γ=jω√(LC)

상세 정답 근거: L의 H/m와 C의 F/m를 곱해 제곱근 후 ω를 곱했을 때 단위가 rad/m가 되는지 확인했다.

69. 전류의 라플라스 변환이 I(s)=12/{2s(s+6)}일 때 초깃값 i(0+)는?

  1. 6 A
  2. 2 A
  3. 1 A
  4. 0 A
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘0 A’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 초깃값 정리에 따라 i(0+)=lim(s→∞)sI(s)=lim(s→∞)6/(s+6)=0이다. I(s)의 분모 차수가 충분히 높아 정리를 적용할 수 있다.

이 문제로 익힐 것

초깃값 정리로 라플라스 영역 전류의 t=0+ 값을 구한다.

풀이 순서
  1. I(s)=12/{2s(s+6)}=6/{s(s+6)}로 간단히 한다.
  2. 초깃값 정리 i(0+)=lim(s→∞)sI(s)를 적용한다.
  3. lim(s→∞)6/(s+6)=0 A를 얻는다.

자주 하는 실수: s를 0으로 보내는 최종값 정리와 s를 무한대로 보내는 초깃값 정리를 바꾸면 1 A를 고르게 된다.

다른 문제에 적용: 초깃값은 lim sI(s) at ∞, 최종값은 lim sI(s) at 0이며 적용 가능 조건을 함께 확인한다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 부분분수 계수 6을 시간영역 초깃값으로 오인한 값이다.
  • 2번 · 오답: 주어진 전달식의 어떤 극한에서도 초깃값으로 나오지 않는다.
  • 3번 · 오답: lim(s→0)sI(s)=1인 최종값을 초깃값과 혼동한 값이다.
  • 4번 · 정답: lim(s→∞)6/(s+6)=0으로 초깃값 정리 결과다.

정답 판정: 라플라스 초깃값 정리 i(0+)=lim sI(s)

상세 정답 근거: 부분분수 I(s)=1/s-1/(s+6)에서 i(t)=1-e^-6t를 얻어 i(0+)=0인지 직접 확인했다.

70. RL 직렬회로에 직류전압을 인가했더니 i(t)=50{1-e^(-20×10⁻³t)} mA였다. 저항을 처음의 2배로 하면 시정수는?

  1. 10 ms
  2. 40 ms
  3. 5 s
  4. 25 s
정답과 해설 보기

정답: 4

지수응답의 계수에서 원래 시정수를 읽고 저항 두 배 조건을 적용한 도식
70번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘25 s’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 지수항 e^(-t/τ)와 e^(-20×10⁻³t)를 비교하면 1/τ=20×10⁻³ s⁻¹이므로 원래 τ=50 s다. RL 회로의 τ=L/R이므로 R을 2배로 하면 τ는 절반인 25 s가 된다.

이 문제로 익힐 것

RL 지수응답의 지수계수에서 시정수를 읽고 저항 변화에 따른 값을 구한다.

풀이 순서
  1. 표준형 e^-t/τ와 e^{-(20×10^-3)t}의 지수계수를 비교한다.
  2. 1/τ=0.020 s^-1이므로 원래 τ=50 s를 구한다.
  3. RL 회로 τ=L/R에서 R을 두 배로 하면 τ가 절반인 25 s가 됨을 적용한다.

자주 하는 실수: 20×10^-3을 시간 20 ms로 읽으면 안 된다. 지수에서 t에 곱해진 값은 1/τ 단위 s^-1이다.

다른 문제에 적용: 지수응답은 괄호 안 계수의 단위를 확인해 e^{-at}이면 τ=1/a로 읽는다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 0.020을 20 ms로 오인하고 다시 절반으로 만든 값이다.
  • 2번 · 오답: 원래 지수계수를 시간으로 잘못 읽어 나온 값이다.
  • 3번 · 오답: 초 단위와 밀리초 단위를 혼동해 실제 25 s와 크게 다르다.
  • 4번 · 정답: 원래 τ=1/0.020=50 s이고 저항 두 배에서 절반인 25 s다.

정답 판정: RL 시정수 τ=L/R과 지수응답 e^(-t/τ)

상세 정답 근거: 새 지수계수는 1/25=0.04 s^-1로 원래 0.02 s^-1의 두 배가 되어 더 빨리 상승하는지 확인했다.

71. 입력 A와 B를 OR 연산한 뒤, 그 결과를 B와 AND 연산할 때 출력 Y는?

  1. A
  2. B
  3. A+B
  4. A·B
정답과 해설 보기

정답: 2

OR 뒤 AND 게이트의 논리식을 흡수법칙으로 B까지 줄이는 도식
71번 정답 도식

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

핵심 해설: 논리식은 Y=(A+B)·B다. 분배하면 AB+B이고 흡수법칙 B+AB=B에 따라 Y=B로 간소화된다.

이 문제로 익힐 것

OR-AND 논리회로를 식으로 옮겨 흡수법칙으로 간소화한다.

풀이 순서
  1. 첫 OR 게이트 출력을 A+B로 쓴다.
  2. 그 출력과 B의 AND를 Y=(A+B)B로 쓴다.
  3. 분배법칙으로 AB+B, 흡수법칙 B+AB=B를 적용한다.

자주 하는 실수: 게이트의 연결 순서를 무시하고 A+B 또는 AB만 고르면 두 번째 입력 B의 중복 효과를 놓친다.

다른 문제에 적용: 흡수법칙 X+XY=X와 X(X+Y)=X는 진리표 한 줄씩 확인하면 쉽게 기억할 수 있다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: B=0, A=1일 때 실제 출력은 0이므로 Y=A가 아니다.
  • 2번 · 정답: (A+B)B=B로 모든 입력조합에서 출력과 일치한다.
  • 3번 · 오답: 첫 OR 게이트 출력일 뿐 뒤의 AND 연산을 반영하지 않았다.
  • 4번 · 오답: A와 B의 직접 AND만 쓴 식이며 A=0, B=1일 때 실제 출력 1과 다르다.

정답 판정: 불대수 흡수법칙 B+AB=B

상세 정답 근거: A,B의 네 입력조합을 대입해 (A+B)B와 B의 출력열이 모두 같은지 확인했다.

72. 저주파 이득이 0 dB이고, ω=0.1 rad/s에서 기울기가 -20 dB/dec, ω=1 rad/s부터 -40 dB/dec가 되는 안정한 보드 이득선도의 전달함수는?

  1. 1/{(s+1)(10s+1)}
  2. 1/{(s-1)(10s-1)}
  3. 10/{(s+1)(10s+1)}
  4. 10/{(s-1)(10s-1)}
정답과 해설 보기

정답: 1

0.1과 1 라디안 매초의 두 극점에서 기울기가 바뀌는 보드선도
72번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1/{(s+1)(10s+1)}’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 0.1 rad/s와 1 rad/s에서 각각 기울기가 -20 dB/dec씩 감소하므로 두 주파수에 1차 극점이 있다. 안정한 극점은 10s+1과 s+1이고, 저주파 이득 0 dB는 직류이득 1이므로 G(s)=1/{(s+1)(10s+1)}이다.

이 문제로 익힐 것

보드선도의 절점과 기울기 변화에서 안정한 1차 극점과 직류이득을 복원한다.

풀이 순서
  1. 0.1 rad/s에서 -20 dB/dec가 추가되므로 극점 (10s+1)을 둔다.
  2. 1 rad/s에서 다시 -20 dB/dec가 추가되므로 극점 (s+1)을 둔다.
  3. 안정 조건으로 극점을 -0.1,-1에 두고, 저주파 0 dB에서 G(0)=1이 되도록 분자를 1로 둔다.

자주 하는 실수: 절점 숫자 0.1을 인수 s+0.1로만 쓰면 직류이득 보정이 달라지며, 양의 극점은 안정 조건을 어긴다.

다른 문제에 적용: 1차 극점 하나는 절점 이후 기울기를 -20 dB/dec 바꾸고, 정규화 인수 1+s/ωp로 쓴다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 안정한 두 극점 -1,-0.1과 직류이득 1을 모두 만족한다.
  • 2번 · 오답: 극점이 +1,+0.1인 우반평면에 있어 문제의 안정 조건을 위반한다.
  • 3번 · 오답: 절점은 맞지만 G(0)=10이어서 저주파 이득이 20 dB가 된다.
  • 4번 · 오답: 우반평면 극점으로 불안정하고 직류이득도 10이라 두 조건 모두 틀리다.

정답 판정: 보드선도 절점과 1차 극점의 -20 dB/dec 기울기

상세 정답 근거: 각 후보의 G(0)과 극점 위치를 계산하고 고주파에서 두 극점 때문에 -40 dB/dec인지 확인했다.

73. Z=e^(sT) 사상에서 s평면의 좌반평면은 z평면 단위원의 어느 부분으로 사상되는가?

  1. 내부
  2. 외부
  3. 원주
  4. z평면 전체
정답과 해설 보기

정답: 1

s평면 좌반평면이 지수사상으로 z평면 단위원 내부에 대응되는 도식
73번 정답 도식

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

핵심 해설: s=σ+jω이면 |z|=|e^(sT)|=e^(σT)다. 좌반평면에서는 σ<0이므로 e^(σT)<1이고, 따라서 z평면 단위원의 내부로 사상된다.

이 문제로 익힐 것

지수사상 z=e^{sT}가 연속시간 안정영역을 이산시간 안정영역으로 옮기는 방식을 이해한다.

풀이 순서
  1. s=σ+jω를 z=e^{σT}e^{jωT}로 분리한다.
  2. z의 크기 |z|=e^{σT}를 구한다.
  3. 좌반평면 σ<0과 T>0에서 |z|<1이므로 단위원 내부로 판정한다.

자주 하는 실수: 허수부 ω는 z의 각도에 영향을 주고 실수부 σ가 반지름을 정한다는 역할을 바꾸기 쉽다.

다른 문제에 적용: s-z 사상에서 σ<0→|z|<1, σ=0→|z|=1, σ>0→|z|>1로 안정영역을 대응시킨다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: σ<0이면 e^{σT}<1이므로 단위원 내부다.
  • 2번 · 오답: 단위원 외부는 σ>0인 우반평면의 사상이다.
  • 3번 · 오답: 단위원 원주는 σ=0인 jω축의 사상이다.
  • 4번 · 오답: 좌반평면이라는 제한된 영역이 z평면 전체로 사상되지는 않는다.

정답 판정: 쌍선형이 아닌 지수사상 |z|=e^(σT)

상세 정답 근거: 예로 s=-1+jω를 넣으면 |z|=e^-T<1이 되어 ω와 무관하게 원 안에 머무는지 확인했다.

74. 대공포처럼 시간에 따라 자유롭게 변화하는 목표값에 따라 제어량을 변화시키는 제어 방식은?

  1. 정치 제어
  2. 추종 제어
  3. 프로그램 제어
  4. 비율 제어
정답과 해설 보기

정답: 2

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

핵심 해설: 목표값이 미리 정해진 시간함수가 아니라 임의로 변하고, 제어량이 그 변화를 따라가야 하는 방식은 추종 제어다. 프로그램 제어는 미리 정한 시간적 순서에 따라 목표값이 변한다.

이 문제로 익힐 것

목표값의 시간적 성격에 따라 정치·추종·프로그램 제어를 구분한다.

풀이 순서
  1. 대공포 목표가 운전 중 예측 불가능하게 위치를 바꾼다는 점을 확인한다.
  2. 제어량이 그 임의변화 목표값을 계속 따라가야 함을 파악한다.
  3. 이를 추종 제어에 연결하고 일정 목표·미리 정한 시간함수와 구분한다.

자주 하는 실수: 목표값이 시간에 따라 변한다는 공통점만 보고 미리 정한 프로그램 제어를 고르면 안 된다.

다른 문제에 적용: 목표값이 일정하면 정치, 사전 일정이면 프로그램, 외부에서 임의로 변하면 추종 제어다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 정치 제어는 목표값이 일정한 상태를 유지하는 제어라 이동 목표와 맞지 않는다.
  • 2번 · 정답: 임의로 변하는 목표의 위치·방향을 실시간으로 따라가는 추종 제어다.
  • 3번 · 오답: 프로그램 제어는 목표값 변화가 미리 정해진 시간순서에 따르는 경우다.
  • 4번 · 오답: 비율 제어는 두 물리량의 비를 일정하게 유지하는 공정 제어로 사례와 다르다.

정답 판정: 목표값 변화에 따라가는 추종 제어의 정의

상세 정답 근거: 목표의 미래 궤적을 사전에 알 수 있는지 묻고, 알 수 없다는 점으로 프로그램 제어를 제외했다.

75. 주파수 전달함수가 G(jω)=j5ω이고 ω=0.02 rad/s일 때 이득은?

  1. 20 dB
  2. 10 dB
  3. -10 dB
  4. -20 dB
정답과 해설 보기

정답: 4

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

핵심 해설: |G(jω)|=5ω=5×0.02=0.1이다. 데시벨 이득은 20log₁₀0.1=20×(-1)=-20 dB다.

이 문제로 익힐 것

주파수 전달함수의 크기를 계산해 데시벨 이득으로 변환한다.

풀이 순서
  1. |G(jω)|=|j5ω|=5ω를 구한다.
  2. ω=0.02를 넣어 크기비 0.1을 얻는다.
  3. 전압·전달함수 크기 이득 20log10(0.1)=-20 dB를 계산한다.

자주 하는 실수: 크기비에 10log를 적용하거나 j 때문에 부호를 음수로 두면 dB 계산을 틀린다.

다른 문제에 적용: 진폭비는 20log10, 전력비는 10log10이며 크기비가 1보다 작으면 dB는 음수다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: +20 dB는 크기비 10에 해당해 실제 0.1과 역수 관계다.
  • 2번 · 오답: +10 dB는 크기비 약 3.16으로 감쇠가 아닌 증폭이다.
  • 3번 · 오답: -10 dB는 크기비 약 0.316이며 0.1과 맞지 않는다.
  • 4번 · 정답: 20log10(0.1)=20×(-1)=-20 dB다.

정답 판정: 이득 dB=20log₁₀|G(jω)|

상세 정답 근거: -20 dB를 역변환해 10^(-20/20)=0.1이 원래 |G|와 같은지 확인했다.

76. 신호흐름선도에 순방향 경로 P₁=abcd, P₂=e, 루프 L₁=-bf, L₂=-dg가 있다. 두 루프는 서로 비접촉이고 P₂는 L₁과만 비접촉일 때 C(s)/R(s)는?

순방향 경로 abcd와 e 및 되먹임 가지 f와 g가 있는 신호흐름선도
76번 문제 도식
  1. {abcd+e(1+bf)}/{1+bf+dg+bfdg}
  2. {abcd+e}/{1+bf+dg}
  3. {abcd+e(1-bf)}/{1-bf-dg-bfdg}
  4. {abcd+e}/{1-bf-dg}
정답과 해설 보기

정답: 1

두 순방향 경로와 두 비접촉 루프에 메이슨 공식을 적용한 도식
76번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘{abcd+e(1+bf)}/{1+bf+dg+bfdg}’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 메이슨 공식에서 Δ=1-(L₁+L₂)+L₁L₂=1+bf+dg+bfdg다. P₁은 두 루프와 모두 접촉하므로 Δ₁=1이고, P₂와 비접촉인 루프는 L₁뿐이므로 Δ₂=1-L₁=1+bf다. 따라서 전달함수는 {abcd+e(1+bf)}/Δ다.

이 문제로 익힐 것

두 순방향 경로와 비접촉 루프가 있는 신호흐름선도에 메이슨 공식을 적용한다.

풀이 순서
  1. 루프 L₁=-bf, L₂=-dg가 비접촉이므로 Δ=1-(L₁+L₂)+L₁L₂를 계산한다.
  2. P₁=abcd는 두 루프와 접촉하므로 Δ₁=1로 둔다.
  3. P₂=e와 비접촉인 루프가 L₁뿐이므로 Δ₂=1-L₁=1+bf로 둔다.
  4. T=(P₁Δ₁+P₂Δ₂)/Δ를 정리한다.

자주 하는 실수: 전체 Δ에는 비접촉 루프 곱을 넣으면서 각 경로의 Δk에는 그 경로와 접촉하는 루프까지 넣기 쉽다.

다른 문제에 적용: 메이슨 공식은 전체 판별식 Δ와 각 순방향 경로를 제거한 뒤의 Δk를 별도로 계산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 분모 1+bf+dg+bfdg와 분자 abcd+e(1+bf)가 메이슨 공식의 모든 항을 반영한다.
  • 2번 · 오답: 비접촉 루프 곱 bfdg와 P₂ 보정항 e·bf를 모두 누락했다.
  • 3번 · 오답: 음의 루프의 부호를 다시 음수로 처리해 Δ와 Δ₂의 부호를 뒤집었다.
  • 4번 · 오답: 루프 부호와 비접촉곱을 모두 잘못 처리한 식이다.

정답 판정: 메이슨 이득공식과 비접촉 루프 보정

상세 정답 근거: f=g=0이면 전달함수가 abcd+e로 줄어 두 순방향 경로의 단순합이 되는지 확인했다.

77. 신호흐름선도에서 D(s)에서 C(s)까지 순방향 경로 이득이 cdeh이고, 전체 선도의 두 비접촉 루프 이득이 bf와 dg일 때 C(s)/D(s)는? 단, 입력 경로는 두 루프와 모두 접촉한다.

외란 입력 D와 출력 C 사이 경로 및 두 되먹임 루프가 있는 신호흐름선도
77번 문제 도식
  1. cdeh/{1-bf-dg+bfdg}
  2. {abcde+cdeh}/{1-bf-dg+bfdg}
  3. cdeh/(1-dg)
  4. {abcde+cdeh}/(1-dg)
정답과 해설 보기

정답: 1

외란 D에서 출력 C까지의 경로와 전체 판별식을 분리한 메이슨 도식
77번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘cdeh/{1-bf-dg+bfdg}’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전체 선도의 메이슨 판별식은 Δ=1-(bf+dg)+bfdg다. D(s)에서 C(s)로 가는 유일한 순방향 경로는 cdeh이고 두 루프와 모두 접촉하므로 경로 보정 Δ₁=1이다. 따라서 C(s)/D(s)=cdeh/Δ다.

이 문제로 익힐 것

외란 입력에서 출력까지의 경로만 골라 전체 메이슨 판별식과 결합한다.

풀이 순서
  1. D에서 C로 가는 순방향 경로가 cdeh 하나임을 도식에서 추적한다.
  2. 두 비접촉 루프 이득 bf, dg로 Δ=1-bf-dg+bfdg를 만든다.
  3. 외란 경로가 두 루프와 모두 접촉하므로 Δ₁=1을 적용한다.
  4. C/D=cdeh/Δ로 정리한다.

자주 하는 실수: 기준입력 R에서 시작하는 경로 abcde를 외란 전달함수의 분자에 함께 넣으면 입력점을 구분하지 못한 것이다.

다른 문제에 적용: 다중입력 신호흐름선도에서는 원하는 입력 이외의 입력을 0으로 두고 그 입력에서 출발하는 경로만 센다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 외란 경로 cdeh와 전체 판별식 1-bf-dg+bfdg를 정확히 결합했다.
  • 2번 · 오답: R에서 출발하는 abcde를 외란 D의 분자에 잘못 더했다.
  • 3번 · 오답: 루프 bf와 비접촉 루프곱의 영향을 누락해 분모가 불완전하다.
  • 4번 · 오답: 불필요한 기준입력 경로를 포함하고 다른 루프 항도 누락했다.

정답 판정: 메이슨 이득공식 Δ=1-ΣL+ΣLL

상세 정답 근거: bf=dg=0이면 C/D=cdeh로 줄어 외란의 유일 경로 이득과 일치하는지 확인했다.

78. K>0일 때 G(jω)=K/{jω(jω+1)}의 ω=0+부터 ∞까지 나이퀴스트 궤적으로 옳은 설명은?

  1. 상반평면에서 양의 실수축 원점으로 접근한다
  2. 하반평면에서 Re=-K, Im=-∞ 부근부터 원점으로 접근한다
  3. 하반평면에서 양의 실수부를 지나 원점으로 접근한다
  4. 상반평면과 하반평면을 모두 지나 원점으로 접근한다
정답과 해설 보기

정답: 2

음의 실수부와 허수부를 갖고 하반평면에서 원점으로 가는 나이퀴스트 궤적
78번 정답 도식

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘하반평면에서 Re=-K, Im=-∞ 부근부터 원점으로 접근한다’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: G(jω)=K(-ω²-jω)/(ω⁴+ω²)=-K/(1+ω²)-jK/{ω(1+ω²)}다. 따라서 모든 ω>0에서 실수부와 허수부가 음수이고, ω→0+에서 (-K,-∞), ω→∞에서 원점으로 접근한다.

이 문제로 익힐 것

주파수응답을 실수부와 허수부로 분리해 나이퀴스트 궤적의 시작·끝·사분면을 판단한다.

풀이 순서
  1. G(jω)=K/[jω(1+jω)]의 분모를 유리화한다.
  2. Re G=-K/(1+ω²), Im G=-K/[ω(1+ω²)]를 얻는다.
  3. ω>0에서 두 성분이 모두 음수이므로 하반평면의 제3사분면에 있음을 확인한다.
  4. ω→0+에서 (-K,-∞), ω→∞에서 원점으로 가는 끝점을 읽는다.

자주 하는 실수: jω 하나만 보고 허수축 위 궤적이라고 판단하거나 유리화 과정에서 j²=-1 부호를 놓치면 안 된다.

다른 문제에 적용: 나이퀴스트 보기 문제는 Re·Im의 부호와 ω→0,∞ 극한 세 가지만 계산해도 대부분 판별할 수 있다.

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 허수부가 항상 음수이므로 상반평면이라는 설명이 틀리다.
  • 2번 · 정답: 하반평면에서 (-K,-∞) 부근을 시작해 원점으로 접근하는 계산 결과와 일치한다.
  • 3번 · 오답: 실수부는 -K/(1+ω²)<0이므로 양의 실수부를 지난다는 설명이 틀리다.
  • 4번 · 오답: 양의 주파수 구간에서는 허수부 부호가 바뀌지 않아 상·하반평면을 모두 지나지 않는다.

정답 판정: G(jω)의 실수부·허수부 직접 분리

상세 정답 근거: ω=1을 넣어 점 (-K/2,-K/2)이 실제로 제3사분면에 놓이는지 중간점으로 확인했다.

79. 개루프 전달함수가 G(s)H(s)=K/{s(s+3)(s+2)}인 제어시스템의 근궤적이 jω축과 교차할 때 K는?

  1. 30
  2. 48
  3. 84
  4. 180
정답과 해설 보기

정답: 1

3차 특성방정식의 루스표에서 허수축 교차 이득을 찾는 도식
79번 정답 도식

1번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘30’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 폐루프 특성방정식은 s³+5s²+6s+K=0이다. 3차 루스표의 s¹행 첫 항은 (30-K)/5이며, 허수축 교차의 임계조건은 이 값이 0인 때다. 따라서 K=30이다.

이 문제로 익힐 것

3차 폐루프 특성방정식의 루스표로 허수축 교차 이득을 구한다.

풀이 순서
  1. 1+GH=0에서 s(s+3)(s+2)+K=0을 전개해 s³+5s²+6s+K=0을 얻는다.
  2. 루스표 첫 두 행을 [1,6], [5,K]로 놓는다.
  3. s¹행 첫 항 (30-K)/5가 0이 되는 경계조건을 적용한다.
  4. K=30을 구한다.

자주 하는 실수: 개루프 분모 계수만으로 안정도를 판단하거나 K를 루스표 첫 열에 그대로 배열하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 3차식 s³+as²+bs+c의 안정 경계는 ab=c이며 여기서는 5×6=K다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 루스표 s¹행이 0이 되는 K=30으로 허수축 교차 조건이다.
  • 2번 · 오답: 계수의 단순 곱·합을 잘못 조합한 값으로 ab=30과 다르다.
  • 3번 · 오답: 선택 계수 5·6과 K의 관계에서 나오지 않는 값이다.
  • 4번 · 오답: 루스 경계보다 훨씬 커 이미 우반평면 근이 생기는 영역이다.

정답 판정: 루스-후르비츠 임계조건 (30-K)/5=0

상세 정답 근거: K=30일 때 보조방정식 5s²+30=0에서 s=±j√6이 나와 실제 허수축 근인지 확인했다.

80. 상태방정식 x'=Ax+Bu에서 A=[[2,2],[0.5,2]]일 때 특성방정식의 두 근은?

  1. 1, 3
  2. 1, -3
  3. -1, 3
  4. -1, -3
정답과 해설 보기

정답: 1

2행2열 상태행렬의 행렬식에서 고유값 1과 3을 구하는 도식
80번 정답 도식

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

핵심 해설: 특성방정식은 det(sI-A)=det([[s-2,-2],[-0.5,s-2]])=(s-2)²-1=s²-4s+3=0이다. 인수분해하면 (s-1)(s-3)=0이므로 두 근은 1과 3이다.

이 문제로 익힐 것

상태행렬의 특성다항식을 계산해 고유값을 구한다.

풀이 순서
  1. sI-A=[[s-2,-2],[-0.5,s-2]]를 만든다.
  2. 2×2 행렬식을 (s-2)²-(-2)(-0.5)=(s-2)²-1로 계산한다.
  3. s²-4s+3=(s-1)(s-3)으로 인수분해해 근 1,3을 얻는다.

자주 하는 실수: 비대각 원소 곱의 부호를 +1로 처리하면 특성식과 고유값이 달라진다.

다른 문제에 적용: 2×2 행렬은 고유값 합=trace(A), 곱=det(A)로 행렬식 계산을 즉시 검산한다.

선지별 해설

  • 1번 · 정답: 두 근 1과 3은 합 4, 곱 3으로 행렬의 trace 4와 determinant 3을 만족한다.
  • 2번 · 오답: 곱이 -3이라 det(A)=3과 맞지 않는다.
  • 3번 · 오답: 합은 2이고 곱 -3이라 trace와 determinant 모두 맞지 않는다.
  • 4번 · 오답: 합 -4는 trace(A)=4의 부호와 반대다.

정답 판정: 상태행렬 고유값 det(sI-A)=0

상세 정답 근거: trace 검산 1+3=4와 determinant 검산 1×3=2×2-2×0.5=3을 모두 수행했다.

전기기사 · 전기설비기술기준

81. 사용전압 400 V 이하인 저압 보안공사에서 경동선을 사용할 경우 전선 지름은 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 2.6 mm
  2. 3.5 mm
  3. 4.0 mm
  4. 5.0 mm
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘4.0 mm’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 저압 보안공사는 일반 저압 가공전선보다 기계적 강도를 높여야 한다. 사용전압 400 V 이하에서는 지름 4 mm 이상의 경동선을 사용하므로 정답은 4.0 mm다.

이 문제로 익힐 것

400 V 이하 저압 보안공사의 경동선 최소 지름을 현행 KEC 전압구간에서 찾는다.

풀이 순서
  1. 시설이 일반 저압 가공전선이 아니라 기계적 강도를 강화한 저압 보안공사임을 확인한다.
  2. 사용전압이 400 V 이하인 분기조건을 선택한다.
  3. 인장강도 5.26 kN 이상 또는 지름 4 mm 이상 경동선 기준에서 지름값을 읽는다.

자주 하는 실수: 400 V 초과 구간의 지름 5 mm를 적용하거나 일반 저압전선의 굵기와 섞으면 안 된다.

다른 문제에 적용: 법규 수치문제는 설비종류→전압구간→재료·강도 대체조건의 순서로 조문을 좁힌다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 222.10 가

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 2.6 mm는 해당 저압 보안공사의 강화된 최소 경동선 지름보다 작다.
  • 2번 · 오답: 3.5 mm도 현행 조문의 4 mm 최소 기준에 미달한다.
  • 3번 · 정답: 400 V 이하 분기에서 규정한 경동선 최소 지름 4 mm와 일치한다.
  • 4번 · 오답: 5 mm는 400 V 초과 조건에서 적용되는 값으로 이 문항에는 과도하다.

정답 판정: 저압 보안공사의 400 V 이하 경동선 최소지름 4 mm

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 222.10 가의 괄호 안 400 V 이하 특례에서 ‘지름 4 mm 이상’을 확인했다.

82. 수소냉각식 발전기 내부 수소의 순도가 몇 % 이하로 저하하면 경보장치가 작동해야 하는가?

  1. 70%
  2. 85%
  3. 95%
  4. 98%
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘85%’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 수소냉각식 발전기는 내부 수소 순도가 85% 이하로 낮아질 때 이를 알리는 경보장치를 시설해야 한다. 수소의 압력과 온도를 계측하는 장치도 함께 요구된다.

이 문제로 익힐 것

수소냉각식 발전기의 폭발안전 경보 기준인 수소 순도 하한을 찾는다.

풀이 순서
  1. 문제가 정상 운전 순도가 아니라 경보가 작동해야 하는 저하 한계를 묻는지 확인한다.
  2. 수소냉각식 발전기·무효전력 보상장치 공통 시설기준을 찾는다.
  3. 내부 수소 순도가 85% 이하가 되면 경보하도록 한 수치를 읽는다.

자주 하는 실수: 정상적으로 유지하려는 높은 순도 95~98%와 법에서 정한 경보 동작 하한 85%를 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 안전설비 수치는 정상 목표값·경보값·차단값 가운데 무엇을 묻는지 동사를 먼저 확인한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 351.10 다

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 70%까지 기다리는 것은 규정된 85% 경보 한계보다 늦어 안전기준을 충족하지 못한다.
  • 2번 · 정답: 수소 순도가 85% 이하로 저하할 때 경보장치를 작동시키는 현행 기준이다.
  • 3번 · 오답: 95%는 높은 운전 순도 수준일 수 있으나 KEC가 정한 경보 한계 수치가 아니다.
  • 4번 · 오답: 98%도 정상 순도와 혼동한 값이며 조문의 경보 동작점은 85%다.

정답 판정: 수소냉각식 발전기 수소순도 85% 경보기준

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 351.10 다에서 대상기기, ‘85% 이하’, 경보장치 세 요소를 함께 확인했다.

83. 사용전압 170 kV를 초과하는 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때 강심알루미늄선의 최소 단면적은?

  1. 55 mm²
  2. 150 mm²
  3. 200 mm²
  4. 240 mm²
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘240 mm²’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 시가지 특고압 가공전선로는 전압구간별로 최소 전선 굵기가 강화된다. 170 kV를 초과하면 단면적 240 mm² 이상의 강심알루미늄선을 사용해야 한다.

이 문제로 익힐 것

170 kV 초과 시가지 특고압 가공전선로의 강심알루미늄선 최소 단면적을 찾는다.

풀이 순서
  1. 사용전압 170 kV ‘초과’ 구간을 170 kV 이하 구간과 분리한다.
  2. 시가지 등 인가 밀집지역의 강화 시설조건 가운데 전선 항목을 찾는다.
  3. 단면적 240 mm² 이상 강심알루미늄선 기준을 읽는다.

자주 하는 실수: 100 kV 이상 170 kV 이하 구간의 150 mm² 기준을 경계값 170 kV 초과에 그대로 쓰기 쉽다.

다른 문제에 적용: 전압구간 표는 ‘이하’와 ‘초과’를 표시해 경계값이 어느 행에 속하는지 먼저 정한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 333.1 제1호 나.(7)

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 55 mm²는 더 낮은 전압구간의 기준 수준으로 170 kV 초과 시가지 조건에 미달한다.
  • 2번 · 오답: 150 mm²는 170 kV 이하 시가지 전선 기준과 혼동한 값이다.
  • 3번 · 오답: 200 mm²도 현행 240 mm² 최소값보다 작다.
  • 4번 · 정답: 170 kV 초과 전선로에 요구되는 강심알루미늄선 최소 단면적 240 mm²다.

정답 판정: 시가지 170 kV 초과 특고압선 ACSR 최소 240 mm²

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 333.1 제1호 나.(7)의 전압구간과 ‘240 mm² 이상’ 문구를 확인했다.

84. 주택 전기저장장치에서 이차전지부터 전력변환장치까지의 옥내 직류전로에 지락 자동차단과 접촉방지 시설을 갖춘 경우, 허용되는 대지전압은 직류 몇 V까지인가?

  1. 150 V
  2. 300 V
  3. 400 V
  4. 600 V
정답과 해설 보기

정답: 4

주택 전기저장장치 옥내 직류전로의 600볼트 허용 보호조건 도식
84번 정답 도식

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘600 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 주택 전기저장장치의 이차전지에서 전력변환장치까지 이어지는 옥내 직류전로는 지락 시 자동차단 장치를 두고, 사람이 접촉할 우려가 없는 은폐장소에 시설하거나 접촉 우려 장소의 전선을 방호하면 대지전압을 직류 600 V까지 적용할 수 있다. 수치만이 아니라 두 보호조건을 함께 기억해야 한다.

이 문제로 익힐 것

주택 전기저장장치의 보호조건을 만족할 때 옥내 직류전로에 허용되는 대지전압 상한을 찾는다.

풀이 순서
  1. 적용 구간이 이차전지에서 전력변환장치까지의 옥내 직류전로인지 확인한다.
  2. 지락 시 자동차단 장치와 사람의 접촉을 막는 은폐·방호 조건을 모두 확인한다.
  3. 두 조건을 만족할 때 대지전압을 직류 600 V까지 적용할 수 있음을 읽는다.

자주 하는 실수: 600 V라는 숫자만 외우고 지락 자동차단과 접촉방지 조건을 생략하면 일반 옥내전로에도 무조건 적용된다고 오해한다.

다른 문제에 적용: 법규의 완화 상한은 수치와 함께 그 수치를 허용하는 보호조건을 한 묶음으로 학습한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 511.1.3 본문 및 가·나

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 150 V는 이 보호조건을 갖춘 주택 ESS 직류전로의 허용 상한보다 낮다.
  • 2번 · 오답: 300 V는 조문이 허용하는 600 V 상한의 절반으로 현행 기준값이 아니다.
  • 3번 · 오답: 400 V는 다른 전압구분과 혼동한 값이며 이 조항의 직류 상한이 아니다.
  • 4번 · 정답: 지락 자동차단과 접촉방지 조건을 갖춘 경우 허용되는 직류 대지전압 상한 600 V다.

정답 판정: 주택 전기저장장치 옥내전로 직류 대지전압 600 V

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 511.1.3 본문과 가·나에서 적용구간, 두 보호조건, 직류 600 V를 함께 확인했다.

85. 나전선 상호 또는 나전선과 절연전선·캡타이어케이블을 접속할 때 접속부에서 전선의 인장강도를 몇 % 이상 감소시키지 않아야 하는가?

  1. 10%
  2. 15%
  3. 20%
  4. 25%
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘20%’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 전선 접속부는 접속으로 인해 전선의 인장강도가 20% 이상 감소하지 않도록 시공해야 한다. 또한 전기저항 증가, 절연성 저하 및 전기적 부식이 없도록 해야 한다.

이 문제로 익힐 것

전선 접속부가 유지해야 하는 원래 인장강도의 허용 감소 한계를 찾는다.

풀이 순서
  1. 나전선 상호 또는 나전선과 절연전선·캡타이어케이블의 접속 조건을 찾는다.
  2. 조문이 ‘전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 아니할 것’이라고 규정함을 읽는다.
  3. 질문의 빈칸에 감소 한계 20%를 대응시킨다.

자주 하는 실수: ‘20% 이상 감소시키지 않는다’는 말은 원래 강도의 20%만 남겨도 된다는 뜻이 아니라 적어도 약 80%를 유지한다는 뜻이다.

다른 문제에 적용: 부정형 법규 문장은 허용 감소율과 잔존 강도를 각각 써서 의미를 확인한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 123 제1호 가

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 10%는 현행 조문이 정한 허용 감소 한계 20%와 다르다.
  • 2번 · 오답: 15%도 조문 수치가 아니며 더 엄격한 임의 기준이다.
  • 3번 · 정답: 접속으로 인한 인장강도 감소가 20% 이상 되지 않도록 하는 기준과 일치한다.
  • 4번 · 오답: 25% 감소를 허용하면 원래 세기의 75%만 남아 규정 한계를 넘는다.

정답 판정: 전선 접속부 인장강도 감소 제한 20%

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 123 제1호 가에서 적용 접속종류와 ‘20% 이상 감소시키지 아니할 것’을 확인했다.

86. 급전선에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비절연 보호도체·매설접지도체·레일 등으로 구성해 단권변압기 중성점과 공통접지에 접속한다
  2. 가공식은 전차선 높이 이상으로 지지물에 병가하고 나전선 접속은 직선접속을 원칙으로 한다
  3. 승강장·인도교·과선교·교량 하부 등에 설치할 때 최소 절연이격거리를 확보한다
  4. 신설 터널 내 가공 급전선 지지물은 C채널 또는 매입전을 이용해 고정한다
정답과 해설 보기

정답: 1

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 1번 ‘비절연 보호도체·매설접지도체·레일 등으로 구성해 단권변압기 중성점과 공통접지에 접속한다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 1번은 급전선이 아니라 전류의 귀로가 되는 귀선로의 구성과 접지에 관한 설명이다. 급전선은 전차선보다 높은 곳의 병가, 필요한 절연이격거리, 터널 내 견고한 지지 같은 시설조건을 따른다.

이 문제로 익힐 것

전기철도 급전선로와 귀선로의 구성·설치기준을 구분한다.

풀이 순서
  1. 급전선은 전차선에 전력을 공급하는 도체이고 귀선로는 차량전류를 변전소로 돌려보내는 경로임을 구분한다.
  2. 가공 급전선의 병행 높이·직선접속·절연이격·터널 지지조건을 확인한다.
  3. 비절연 보호도체·매설접지도체·레일과 단권변압기 중성점 접속은 귀선로 조항임을 찾아 틀린 보기를 고른다.

자주 하는 실수: 같은 전기철도 장에 나오는 시설이라도 급전선과 귀선로의 전류 방향과 구성재가 다르다.

다른 문제에 적용: 철도 전로는 변전소→전차선의 공급경로와 레일→변전소의 귀환경로를 화살표로 나눠 학습한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 431.4 제1~4호 및 431.5 제1호

선지별 해설

  • 1번 · 정답(틀린 진술): 비절연 보호도체·매설접지도체·레일과 중성점·공통접지 접속은 KEC 431.5의 귀선로 설명이므로 급전선 진술로는 틀리다.
  • 2번 · 옳은 진술: 가공 급전선을 전차선 높이 이상에 병행하고 나전선을 직선접속하는 급전선 기준이라 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 승강장·교량 하부 등에서 최소 절연이격을 확보하는 급전선 시설조건이라 옳다.
  • 4번 · 옳은 진술: 신설 터널의 가공 급전선 지지물을 C채널 또는 매입전으로 고정하는 기준이라 옳다.

정답 판정: 급전선과 귀선로의 구성 구분

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 431.4 제1~4호와 431.5 제1호를 나란히 대조해 1번의 소속 조항이 다른지 확인했다.

87. 주택 등 저압 수용장소의 TN-C-S 접지에서 PEN 도체를 알루미늄으로 사용할 때 최소 단면적은?

  1. 2.5 mm²
  2. 6 mm²
  3. 10 mm²
  4. 16 mm²
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘16 mm²’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 중성선과 보호도체를 겸하는 PEN 도체는 기계적 신뢰성을 위해 최소 굵기가 정해져 있다. 구리는 10 mm² 이상, 알루미늄은 16 mm² 이상이므로 정답은 16 mm²다.

이 문제로 익힐 것

TN-C-S 저압수용장소에서 알루미늄 PEN 도체의 최소 단면적을 찾는다.

풀이 순서
  1. PEN이 중성선과 보호도체 기능을 겸하는 도체임을 확인한다.
  2. TN-C-S 방식의 PEN은 고정 전기설비에만 사용한다는 문맥을 찾는다.
  3. 재료별 최소값 중 알루미늄 16 mm²를 선택한다.

자주 하는 실수: 구리 PEN의 10 mm²와 알루미늄 PEN의 16 mm²를 재료 구분 없이 외우면 바뀐다.

다른 문제에 적용: 보호도체 굵기 문제는 도체 기능(PE/PEN), 재료(구리/알루미늄), 고정 여부를 순서대로 확인한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 142.4.2 제1호 나

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 2.5 mm²는 일반 옥내배선 최소값 수준으로 PEN의 기계적 신뢰성 기준에 미달한다.
  • 2번 · 오답: 6 mm² 역시 알루미늄 PEN 최소 단면적보다 작다.
  • 3번 · 오답: 10 mm²는 구리 PEN에 적용되는 최소값이다.
  • 4번 · 정답: 알루미늄 PEN 도체에 요구되는 최소 단면적 16 mm²다.

정답 판정: PEN 도체 최소단면적 구리 10 mm²·알루미늄 16 mm²

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 142.4.2 제1호 나에서 구리 10 mm²와 알루미늄 16 mm²를 재료별로 대조했다.

88. 조상기 내부 고장 시 자동으로 전로에서 차단하는 장치를 설치해야 하는 최소 뱅크용량은?

  1. 5,000 kVA
  2. 10,000 kVA
  3. 15,000 kVA
  4. 20,000 kVA
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘15,000 kVA’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 조상기, 즉 무효전력 보상장치는 뱅크용량이 15,000 kVA 이상이면 내부 고장 발생 시 자동으로 전로에서 차단하는 장치를 시설해야 한다.

이 문제로 익힐 것

무효전력 보상장치의 내부고장 자동차단 의무가 시작되는 뱅크용량을 표에서 찾는다.

풀이 순서
  1. 조상설비 표에서 설비종별을 ‘무효 전력 보상 장치’ 행으로 맞춘다.
  2. 뱅크용량 구분이 15,000 kVA 이상임을 읽는다.
  3. 그 구간에서 내부고장 동작 자동차단장치를 요구하는지 확인한다.

자주 하는 실수: 전력용 커패시터·분로리액터의 500 kVA 초과 구간과 무효전력 보상장치 행을 섞으면 안 된다.

다른 문제에 적용: 법규 표 문제는 먼저 행의 설비종별을 고정한 뒤 열의 용량구분과 요구기능을 가로로 읽는다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 351.5 표 351.5-1

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 5,000 kVA는 무효전력 보상장치의 해당 의무 시작값이 아니다.
  • 2번 · 오답: 10,000 kVA도 표의 15,000 kVA 이상 경계보다 작다.
  • 3번 · 정답: 15,000 kVA 이상부터 내부고장 시 자동차단장치를 요구하는 표의 경계값이다.
  • 4번 · 오답: 20,000 kVA에서만 시작하는 것이 아니라 15,000 kVA부터 적용된다.

정답 판정: 무효전력 보상장치 자동차단 기준 15,000 kVA

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 351.5 표 351.5-1의 무효전력 보상장치 행을 직접 확인했다.

89. 사용전압 440 V인 이동기중기용 접촉전선을 애자공사로 옥내 전개된 장소에 시설할 때 적용할 전선의 최소 기준은?

  1. 인장강도 3.44 kN 이상 또는 지름 2.6 mm 경동선
  2. 인장강도 3.44 kN 이상 또는 지름 3.2 mm 경동선
  3. 인장강도 11.2 kN 이상 또는 지름 6 mm 경동선(단면적 28 mm² 이상)
  4. 인장강도 11.2 kN 이상 또는 지름 8 mm 경동선
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘인장강도 11.2 kN 이상 또는 지름 6 mm 경동선(단면적 28 mm² 이상)’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 440 V는 400 V를 초과하므로 완화기준이 아니라 기본기준을 적용한다. 애자공사로 옥내 전개장소에 시설하는 이동기중기용 접촉전선은 인장강도 11.2 kN 이상인 것 또는 지름 6 mm 경동선으로 단면적 28 mm² 이상인 것을 사용한다.

이 문제로 익힐 것

400 V를 초과하는 옥내 이동기중기 접촉전선의 최소 기계적 강도·굵기를 찾는다.

풀이 순서
  1. 사용전압 440 V가 400 V 초과 구간임을 먼저 판정한다.
  2. 옥내 전개장소의 애자공사 접촉전선 기준을 찾는다.
  3. 인장강도 11.2 kN 이상 또는 지름 6 mm 경동선(단면적 28 mm² 이상)의 최소값을 읽는다.

자주 하는 실수: 400 V 이하 특례의 3.44 kN·3.2 mm를 440 V에 적용하거나, 최소값보다 큰 수치를 ‘최소 기준’으로 고르면 안 된다.

다른 문제에 적용: 경계전압 문제는 440>400처럼 부등호를 먼저 써서 기본기준과 완화특례 중 어느 쪽인지 결정한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 232.81 제2호 다

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 3.44 kN·2.6 mm는 굵기도 작고 400 V 초과 기본기준을 충족하지 못한다.
  • 2번 · 오답: 3.44 kN·3.2 mm는 400 V 이하에서 허용되는 완화기준이다.
  • 3번 · 정답: 11.2 kN 이상 또는 지름 6 mm 경동선·28 mm² 이상이 440 V에서의 최소 기준이다.
  • 4번 · 오답: 지름 8 mm는 사용할 수는 있어도 조문이 정한 ‘최소’ 지름이 아니므로 최소 기준 답이 아니다.

정답 판정: 400 V 초과 이동기중기 접촉전선 11.2 kN 또는 경동선 6 mm

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 232.81 제2호 다의 본문과 400 V 이하 단서를 비교했다.

90. 저압 옥측전선로를 목조 조영물에 시설할 때, 다음 중 현행 KEC에서 별도의 ‘목조 이외’ 제한 없이 적용할 수 있는 공사방법은?

  1. 금속관공사
  2. 버스덕트공사
  3. 합성수지관공사
  4. 연피·알루미늄피·MI 케이블을 사용하는 케이블공사
정답과 해설 보기

정답: 3

목조 저압 옥측전선로에서 공사방법별 허용 조건과 케이블 예외를 비교한 도식
90번 정답 도식

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

핵심 해설: 현행 KEC는 합성수지관공사에는 이 항목에서 별도의 비목조 제한을 두지 않는다. 금속관공사와 버스덕트공사는 목조 이외 조영물에 한하고, 케이블공사는 일반적으로 허용되지만 연피·알루미늄피·MI 케이블을 사용할 때에는 목조 이외 조영물에 한한다. 따라서 구체화된 보기에서는 합성수지관공사가 답이다.

이 문제로 익힐 것

목조 조영물의 저압 옥측전선로에서 공사방법별 구조 제한을 비교한다.

풀이 순서
  1. KEC 221.2가 열거한 애자·합성수지관·금속관·버스덕트·케이블 공사를 확인한다.
  2. 금속관과 버스덕트는 목조 이외 조영물에 한한다는 제한을 표시한다.
  3. 케이블공사 중 연피·알루미늄피·MI 케이블도 목조 이외에 한한다는 예외를 표시한다.
  4. 보기 중 별도 비목조 제한이 없는 합성수지관공사를 고른다.

자주 하는 실수: ‘케이블공사 전체가 목조에 금지’라고 일반화하면 현행 KEC의 특정 케이블 종류에만 붙은 제한을 왜곡한다.

다른 문제에 적용: 열거형 규정은 허용 공법과 괄호 속 재료·장소 제한을 분리해 표로 비교한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 221.2 제2호 가.(2)~(5)

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 금속관공사는 목조 이외의 조영물에 시설하는 경우에 한해 허용되므로 목조에는 해당하지 않는다.
  • 2번 · 오답: 버스덕트공사도 목조 이외 조영물이라는 장소 제한이 있어 해당하지 않는다.
  • 3번 · 정답: 합성수지관공사는 이 항목에서 목조 제외 제한이 없어 목조 옥측전선로에 적용할 수 있다.
  • 4번 · 오답: 연피·알루미늄피·MI 케이블을 쓰는 케이블공사는 목조 이외 조영물에 한하므로 해당하지 않는다.

정답 판정: 목조 옥측전선로 허용 공사방법

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 221.2 제2호 가.(2)~(5)의 각 괄호 제한을 대조해 일반 케이블공사와 특정 케이블 제한을 구분했다.

91. 통신설비의 식별표시에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 모든 통신기기에 식별이 쉬운 인식용 표찰을 부착한다
  2. 배전주의 분기주와 인류주에는 설비표시명판을 매 전주마다 시설한다
  3. 명판은 견고하고 가벼운 재질로 하며 글씨가 지워지지 않게 제작한다
  4. 배전주의 직선주에는 설비표시명판을 10개 전주 간격마다 시설한다
정답과 해설 보기

정답: 4

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 4번 ‘배전주의 직선주에는 설비표시명판을 10개 전주 간격마다 시설한다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 분기주와 인류주는 매 전주마다 명판을 시설하고, 직선주는 5개 전주 간격마다 시설해야 한다. 따라서 10개 전주 간격이라고 한 4번이 틀리다.

이 문제로 익힐 것

통신설비 명판의 지지물 종류별 설치 간격을 확인해 틀린 수치를 찾는다.

풀이 순서
  1. 모든 통신기기의 인식용 표찰 의무와 명판 재질·글씨 조건을 확인한다.
  2. 배전주의 분기주·잡아당기는 용도 전주는 매 전주 설치임을 읽는다.
  3. 직선주는 5개 전주 간격임을 10개라는 보기와 대조한다.

자주 하는 실수: 부정형 문항에서 틀린 10개 간격을 본 뒤에도 ‘옳은 설명’처럼 판정표시를 바꾸지 않는 실수가 잦다.

다른 문제에 적용: 주기 수치는 대상 지지물 유형을 함께 적어 ‘직선주 5개, 분기·인류 매 전주’로 묶는다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 365.1 가·나 및 다.(1)

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 모든 통신기기에 식별이 쉬운 인식용 표찰을 붙이는 기본원칙이므로 옳다.
  • 2번 · 옳은 진술: 분기주와 잡아당기는 용도 전주는 매 전주 명판을 시설하므로 옳다.
  • 3번 · 옳은 진술: 견고하고 가벼운 재질, 지워지지 않는 글씨라는 제작기준과 일치한다.
  • 4번 · 정답(틀린 진술): 직선주는 10개가 아니라 5개 전주 간격이므로 틀린 진술이며 정답이다.

정답 판정: 통신설비 명판 직선주 5주 간격·분기주와 인류주 매주

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 365.1 가·나 및 다.(1)의 직선주·분기주 기준을 각각 확인했다.

92. 단상 교류 25,000 V 전차선로에서 전차선과 차량 사이의 정적 최소 절연이격거리는?

  1. 100 mm
  2. 150 mm
  3. 170 mm
  4. 270 mm
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘270 mm’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 차량이 정지한 정적 조건에서 전차선과 차량 사이의 최소 절연이격거리는 270 mm다. 차량 운행 중 적용하는 동적 최소 이격거리 170 mm와 구별해야 한다.

이 문제로 익힐 것

25 kV 단상교류 전차선과 차량 사이의 정적 최소 절연이격을 표에서 읽는다.

풀이 순서
  1. 대상이 건조물이 아니라 차량이며 KEC 431.3 표를 선택한다.
  2. 시스템 종류 단상교류, 공칭전압 25,000 V 행을 찾는다.
  3. 동적 170 mm와 정적 270 mm 가운데 질문이 요구한 정적 열을 읽는다.

자주 하는 실수: 같은 행의 동적 170 mm와 정적 270 mm를 바꾸거나 건조물 이격 표를 잘못 찾기 쉽다.

다른 문제에 적용: 법규 표를 읽을 때 대상·전압 행을 고정한 뒤 마지막에 정적/동적 열을 선택한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 431.3 표 431.3-1

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 100 mm는 직류 1,500 V의 동적 이격 수준으로 25 kV 정적값이 아니다.
  • 2번 · 오답: 150 mm는 직류 1,500 V의 정적 이격 수준과 혼동한 값이다.
  • 3번 · 오답: 170 mm는 25 kV 단상교류의 동적 최소 절연이격이다.
  • 4번 · 정답: 25 kV 단상교류 전차선과 차량 사이의 정적 최소 절연이격 270 mm다.

정답 판정: 교류 25 kV 전차선-차량 정적 절연이격 270 mm

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 431.3 표 431.3-1에서 단상교류 25,000 V 행의 동적 170·정적 270을 나란히 확인했다.

93. 아파트 세대 욕실에 비데용 콘센트를 시설할 때 적합하지 않은 방법은?

  1. 감도전류 15 mA 이하·동작시간 0.03초 이하의 인체감전보호용 누전차단기 전로에 접속한다
  2. 접지극이 없는 콘센트를 사용한다
  3. 습기가 많은 장소의 콘센트에는 방습장치를 한다
  4. 정격용량 3 kVA 이하 절연변압기로 보호된 전로에 접속한다
정답과 해설 보기

정답: 2

욕실 콘센트의 누전차단·절연변압기·접지극·방적 조건을 묶은 도식
93번 정답 도식

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘접지극이 없는 콘센트를 사용한다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 욕실은 습기가 많아 비데용 콘센트에 접지극이 있는 방습형 기구를 사용해야 한다. 누전차단기 또는 정격용량 3 kVA 이하 절연변압기로 보호하는 방법도 허용되므로 접지극이 없다는 2번이 부적합하다.

이 문제로 익힐 것

욕실 콘센트의 감전·접지·습기 보호요건을 묶어 부적합한 시설을 찾는다.

풀이 순서
  1. 욕실은 인체가 젖은 상태로 전기를 쓰는 장소임을 확인한다.
  2. 15 mA·0.03초 이하 누전차단기 또는 3 kVA 이하 절연변압기 보호조건을 확인한다.
  3. 접지극이 있는 방적형 콘센트와 접지 의무를 확인해 접지극 없는 보기를 제외한다.

자주 하는 실수: 누전차단기가 있더라도 접지극·방적구조 요건이 없어지는 것은 아니다.

다른 문제에 적용: 습윤장소 안전은 자동차단, 접지, 외함의 방수·방적을 서로 대체하지 않는 다중 방호로 본다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 234.5 제1호 라.(1)·(2) 및 마

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 정격감도전류 15 mA 이하·동작시간 0.03초 이하 누전차단기 보호는 허용 방법이다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 욕실 콘센트는 접지극이 있는 방적형을 써야 하므로 접지극 없는 콘센트는 부적합하다.
  • 3번 · 옳은 진술: 습기가 많은 장소의 콘센트에 방습장치를 하는 것은 요구되는 보호조치다.
  • 4번 · 옳은 진술: 정격용량 3 kVA 이하 절연변압기로 보호된 전로 접속은 허용되는 대안이다.

정답 판정: 욕실 콘센트 접지극·방습 및 감전보호 조건

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 234.5 제1호 라.(1)·(2)와 마를 대조해 보호전원과 접지·방적 요건을 모두 확인했다.

94. 특고압 가공전선로의 B종 철주·B종 철근콘크리트주 또는 철탑 중 지지물 양쪽 경간 차가 큰 곳에 쓰는 형식은?

  1. 각도형
  2. 인류형
  3. 내장형
  4. 보강형
정답과 해설 보기

정답: 3

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

핵심 해설: 내장형 지지물은 전선로 지지물 양쪽 경간의 차가 큰 곳 등 종방향 불평형 장력이 커질 수 있는 지점에 사용한다.

이 문제로 익힐 것

특고압 가공전선로 지지물 형식을 선로 형상과 장력 조건으로 구분한다.

풀이 순서
  1. 문제의 핵심조건이 지지물 양쪽 경간 길이 차가 큼임을 표시한다.
  2. 경간 차가 만들 수 있는 종방향 불평형 장력을 견디는 형식을 찾는다.
  3. KEC 정의에서 이를 내장형에 대응시킨다.

자주 하는 실수: 전선을 잡아당긴다는 일반 표현 때문에 종단용 잡아당김형(인류형)과 경간 차용 내장형을 혼동하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 지지물 형식은 직선, 수평각, 전가섭선 인류, 양쪽 경간 차, 보강이라는 적용조건 키워드로 구분한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 333.11 라

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 각도형은 선로가 3°를 초과하는 수평각을 이루는 곳에 사용한다.
  • 2번 · 오답: 잡아당김형·인류형은 전가섭선을 잡아당기는 종단·인류 지점용이다.
  • 3번 · 정답: 지지물 양쪽 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 형식이 내장형이다.
  • 4번 · 오답: 보강형은 직선부분을 보강하기 위한 형식으로 경간 차 조건의 명칭이 아니다.

정답 판정: 특고압 지지물 내장형의 적용 지점

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 333.11 가~마의 다섯 형식 정의 중 라의 문구를 문제조건과 대조했다.

95. 특고압 가공전선로 지지물에 첨가하는 통신선 보안장치용 피뢰기의 교류 동작전압 상한은?

  1. 300 V
  2. 600 V
  3. 1,000 V
  4. 1,500 V
정답과 해설 보기

정답: 3

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘1,000 V’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 특고압 가공전선로 지지물에 첨가한 통신선의 보안장치에 쓰는 피뢰기는 교류 1,000 V 이하에서 동작하는 것을 사용해야 한다.

이 문제로 익힐 것

특고압 지지물 첨가 통신선 보안장치 도식에서 피뢰기 L1의 동작전압을 읽는다.

풀이 순서
  1. 급전전용통신선용 보안장치 그림에서 L1이 피뢰기임을 확인한다.
  2. 같은 그림의 RP1 릴레이 보안기 300 V 조건과 L1 조건을 구분한다.
  3. L1은 교류 1 kV 이하에서 동작한다는 주석을 읽는다.

자주 하는 실수: 그림의 RP1에 붙은 교류 300 V와 피뢰기 L1의 교류 1 kV를 서로 바꾸기 쉽다.

다른 문제에 적용: 법규 도식 문제는 기호명→부품명→바로 아래 주석 수치의 연결선을 따라 읽는다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 362.5 제3호 가, 그림 362.5-1의 L1

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 300 V는 RP1 릴레이 보안기의 동작전압 조건이며 L1 피뢰기 값이 아니다.
  • 2번 · 오답: 600 V는 그림 주석에 규정된 L1 동작전압이 아니다.
  • 3번 · 정답: L1 피뢰기가 교류 1 kV 이하에서 동작하도록 한 기준과 일치한다.
  • 4번 · 오답: 1,500 V는 규정 상한 1 kV를 초과한다.

정답 판정: 첨가 통신선 보안장치 피뢰기 동작전압 교류 1 kV 이하

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 362.5 제3호 가의 그림 362.5-1 주석에서 ‘L1: 교류 1 kV 이하’임을 확인했다.

96. 저압 옥내배선에 사용하는 연동선의 최소 공칭단면적은?

  1. 1.5 mm²
  2. 2.5 mm²
  3. 4.0 mm²
  4. 6.0 mm²
정답과 해설 보기

정답: 2

2번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘2.5 mm²’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 저압 옥내배선의 일반 연동선은 공칭단면적 2.5 mm² 이상을 사용한다. 제어회로의 1.5 mm², 코드·캡타이어케이블의 0.75 mm² 같은 별도 예외와 구별해야 한다.

이 문제로 익힐 것

저압 옥내배선에 쓰는 일반 연동선의 최소 공칭단면적과 예외를 구분한다.

풀이 순서
  1. 문제가 제어회로·코드 등 예외가 아닌 일반 저압 옥내배선을 묻는지 확인한다.
  2. 일반원칙에서 단면적 2.5 mm² 이상 연동선을 찾는다.
  3. 400 V 이하 제어회로의 1.5 mm² 등 별도 예외와 구분한다.

자주 하는 실수: 예외 조항의 1.5 mm²를 일반 최소값으로 확대 적용하면 안 된다.

다른 문제에 적용: 전선 굵기 문제는 일반원칙을 먼저 찾고 문제에 예외의 용도·공법이 명시됐을 때만 예외값을 쓴다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 231.3.1 제1호 및 제2호

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 1.5 mm²는 일정한 400 V 이하 제어회로 등의 예외조건에서만 가능하다.
  • 2번 · 정답: 일반 저압 옥내배선 연동선의 최소 공칭단면적 2.5 mm²다.
  • 3번 · 오답: 4.0 mm²는 사용할 수 있지만 조문이 정한 최소값은 아니다.
  • 4번 · 오답: 6.0 mm²도 최소요건보다 크며 질문의 최소값이 아니다.

정답 판정: 저압 옥내배선 연동선 최소 2.5 mm²

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 231.3.1 제1호의 일반값과 제2호의 예외 목록을 함께 확인했다.

97. 주택용 배선차단기의 정격전류를 Iₙ이라 할 때 순시트립 범위가 3Iₙ 초과 5Iₙ 이하인 형식은?

  1. A형
  2. B형
  3. C형
  4. D형
정답과 해설 보기

정답: 2

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

핵심 해설: 주택용 배선차단기의 순시트립 범위는 B형이 3Iₙ 초과 5Iₙ 이하, C형이 5Iₙ 초과 10Iₙ 이하, D형이 10Iₙ 초과 20Iₙ 이하로 분류된다.

이 문제로 익힐 것

주택용 배선차단기의 순시트립 전류배수로 B·C·D형을 구분한다.

풀이 순서
  1. 대상이 산업용이 아니라 주택용 배선차단기임을 확인한다.
  2. 표의 순시트립 범위 3In 초과~5In 이하 행을 찾는다.
  3. 해당 형식 B를 선택하고 C·D의 더 높은 배수범위와 비교한다.

자주 하는 실수: 경계의 초과(>)와 이하(≤)를 빼거나 C형 5~10In과 한 칸씩 밀려 외우기 쉽다.

다른 문제에 적용: 주택용 차단기 순시범위는 B: (3,5], C: (5,10], D: (10,20]In으로 구간기호까지 적는다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 212.3.4 제3호, 표 212.3-3

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 현행 표의 주택용 순시트립 분류에는 A형이 제시되지 않는다.
  • 2번 · 정답: 3In 초과 5In 이하 범위에 대응하는 형식은 B형이다.
  • 3번 · 오답: C형은 5In 초과 10In 이하에서 순시트립한다.
  • 4번 · 오답: D형은 10In 초과 20In 이하에서 순시트립한다.

정답 판정: 주택용 배선차단기 B형 순시트립 3Iₙ~5Iₙ

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 212.3.4 제3호의 표 212.3-3에서 B·C·D 세 구간을 연속해 확인했다.

98. 지락 시 2초 이내 자동차단되는 중성선 다중접지식 22.9 kV 가공전선로를 상부 조영재 위쪽에 접근시켜 시설할 때, 나전선과 건조물의 최소 이격거리는?

  1. 1.2 m
  2. 1.5 m
  3. 2.5 m
  4. 3.0 m
정답과 해설 보기

정답: 4

4번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘3.0 m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 해당 22.9 kV 가공전선로가 건조물 상부 조영재 위쪽에 접근하고 전선이 나전선이면 최소 3.0 m를 확보해야 한다. 절연전선 2.5 m, 케이블 1.2 m와 구별한다.

이 문제로 익힐 것

22.9 kV 다중접지 가공전선이 건조물 상부 위쪽에 접근할 때 전선 종류별 이격을 찾는다.

풀이 순서
  1. 22.9 kV가 15 kV 초과 25 kV 이하이고 지락 2초 이내 자동차단 조건임을 확인한다.
  2. 건조물의 상부 조영재 ‘위쪽’ 접근 행을 선택한다.
  3. 전선 종류 ‘나전선’ 열에서 3.0 m를 읽는다.

자주 하는 실수: 같은 표의 특고압 절연전선 2.5 m나 케이블 1.2 m를 나전선에 적용하기 쉽다.

다른 문제에 적용: 이격거리 표는 전압·접지조건→조영재 위치→접근방향→전선종류 네 단계로 좌표를 잡는다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 333.32 제4호 나, 표 333.32-3

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 1.2 m는 상부 위쪽에서 케이블을 사용할 때의 값이다.
  • 2번 · 오답: 1.5 m는 다른 접근방향·전선조건의 값이며 상부 위쪽 나전선값이 아니다.
  • 3번 · 오답: 2.5 m는 상부 위쪽 특고압 절연전선에 적용되는 값이다.
  • 4번 · 정답: 상부 조영재 위쪽에 접근하는 나전선의 최소 이격거리 3.0 m다.

정답 판정: 22.9 kV 나전선과 상부 조영재 최소이격 3 m

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 333.32 제4호 나와 표 333.32-3의 한 행에서 나전선 3.0·절연전선 2.5·케이블 1.2 m를 대조했다.

99. 태양전지발전소의 태양전지 모듈 시설에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 어레이 출력개폐기는 점검·조작이 가능한 곳에 시설한다
  2. 모듈 부하측 전로의 접속점에서 멀리 떨어진 곳에 개폐기를 시설한다
  3. 전선은 공칭단면적 2.5 mm² 이상 연동선 또는 동등 이상의 전선을 쓴다
  4. 모듈 병렬 전로에는 단락전류 보호용 과전류차단기 등을 시설한다
정답과 해설 보기

정답: 2

이 문제는 옳지 않은 내용을 고르는 문제다. 2번 ‘모듈 부하측 전로의 접속점에서 멀리 떨어진 곳에 개폐기를 시설한다’가 기준에 어긋나므로 정답 선택지다.

핵심 해설: 모듈에 접속하는 부하측 전로의 개폐기는 접속점에서 멀리 둘 것이 아니라 접속점에 근접한 곳에 시설해야 한다. 나머지는 점검 가능성, 최소 전선 굵기, 단락전류 보호 조건에 맞는다.

이 문제로 익힐 것

태양전지 모듈 전로의 개폐기 위치·접근성·전선굵기·단락보호를 점검한다.

풀이 순서
  1. 어레이에서 전력변환장치까지 전로의 개폐기는 모듈 접속점에 근접해야 함을 확인한다.
  2. 출력개폐기는 점검·조작 가능한 곳에 두어야 함을 확인한다.
  3. 전선 2.5 mm² 이상과 병렬전로 단락보호 조건을 대조한다.

자주 하는 실수: 부정형 문항에서 ‘멀리’라는 한 단어가 위치 기준을 뒤집는지 놓치기 쉽다.

다른 문제에 적용: 설비 체크리스트는 장치 유무뿐 아니라 위치(근접), 접근성, 정격·굵기, 예외조건까지 동사와 함께 본다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 522.3.1 제1호 가·나, 522.3.2 제1호 및 511.2.1 가

선지별 해설

  • 1번 · 옳은 진술: 어레이 출력개폐기를 점검·조작 가능한 곳에 시설하라는 기준과 일치한다.
  • 2번 · 정답(틀린 진술): 개폐기는 접속점에서 멀리가 아니라 근접한 곳에 두어야 하므로 틀린 진술이다.
  • 3번 · 옳은 진술: 전기저장장치 배선에 준용되는 일반 연동선 2.5 mm² 이상 기준과 부합한다.
  • 4번 · 옳은 진술: 모듈 병렬전로에는 단락전류 보호기구를 두며, 전로 자체가 견디는 경우의 예외도 있는 옳은 원칙이다.

정답 판정: 태양전지 모듈 부하측 개폐기의 접속점 근접 설치

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 522.3.1 제1호 가·나, 522.3.2 제1호와 511.2.1 가의 전선 기준을 교차 확인했다.

100. 345 kV 변전소 울타리 높이가 2.5 m일 때 울타리에서 충전부분까지 필요한 최소거리는?

  1. 5.00 m
  2. 5.66 m
  3. 5.78 m
  4. 6.00 m
정답과 해설 보기

정답: 3

345킬로볼트 변전소 울타리 높이와 충전부 거리 합을 계산한 도식
100번 정답 도식

3번 선택지가 정답이다. 선택지 내용은 ‘5.78 m’이며 문제의 조건을 만족한다.

핵심 해설: 160 kV 초과 설비의 울타리 높이와 충전부까지 거리의 합은 6+0.12N m 이상이다. N=ceil((345-160)/10)=19이므로 합은 8.28 m이고, 울타리 높이 2.5 m를 빼면 5.78 m다.

이 문제로 익힐 것

160 kV 초과 변전소의 울타리 높이와 충전부 거리 합 기준으로 실제 이격거리를 계산한다.

풀이 순서
  1. 160 kV 초과분 345-160=185 kV를 구한다.
  2. 10 kV 또는 그 단수마다 적용하므로 N=ceil(185/10)=19를 계산한다.
  3. 높이와 거리의 최소 합을 6+0.12×19=8.28 m로 구한다.
  4. 울타리 높이 2.5 m를 빼 충전부까지 거리 5.78 m를 얻는다.

자주 하는 실수: 185/10=18.5를 그대로 곱하면 ‘10 kV 또는 그 단수마다’의 올림 규정을 놓쳐 0.06 m 작게 계산한다.

다른 문제에 적용: 법규의 ‘또는 그 단수마다’는 남은 일부 구간도 한 단위로 세므로 천장함수 ceil을 적용한다.

확인 위치: 한국전기설비규정(시행 2026.1.5) 351.1 제2호 나, 표 351.1-1

선지별 해설

  • 1번 · 오답: 초과전압 단수를 내림하거나 기본거리·울타리 높이를 잘못 조합한 값이다.
  • 2번 · 오답: N=18을 적용한 뒤 다른 반올림을 한 값에 가깝고 단수 올림을 반영하지 못했다.
  • 3번 · 정답: 6+0.12×19-2.5=5.78 m로 단수 올림과 울타리 높이를 모두 반영했다.
  • 4번 · 오답: 거리와 높이의 합 또는 초과전압 단수를 거칠게 반올림한 값으로 정확한 최소거리가 아니다.

정답 판정: 160 kV 초과 변전소 울타리 이격식 6+0.12N

상세 정답 근거: 2026-01-05 시행 KEC 351.1 제2호 나, 표 351.1-1의 160 kV 초과식을 적용하고 2.5+5.78=8.28 m인지 확인했다.

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.

전기기사 과년도 전체 보기 · 시험 관리기관 현행 출제기준 확인

자료 기준·검수 정보