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<title>전기기사 모의고사 (KEC) by 안준범</title>
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/* 추가 스타일 */
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<div class="container">
<div id="setup" class="setup-screen active">
<h1>전기기기 모의고사</h1>
<p style="text-align:center;">주머니 속 전체 문제: <span id="total-count">0</span>개</p>
<div style="margin-top:30px;">
<label>풀고 싶은 문제 수:</label>
<input type="number" id="quiz-count" value="20" min="1" style="width:100%; padding:10px; box-sizing:border-box; margin:10px 0; border:1px solid #ddd; border-radius:5px;">
<button onclick="startQuiz()">시험 시작하기</button>
</div>
</div>
<div id="quiz" class="quiz-screen">
<div class="progress">문제 <span id="current-idx">1</span> / <span id="total-idx">0</span></div>
<div id="question" class="question-text"></div>
<div id="options"></div>
<div id="feedback" style="margin-top:15px; font-weight:bold; text-align:center;"></div>
<button id="next-btn" style="display:none;" onclick="nextQuestion()">다음 문제</button>
</div>
<div id="result" class="result-screen">
<h1>시험 결과</h1>
<div style="text-align:center; font-size:1.2rem; margin:20px 0;">
점수: <span id="final-score">0</span>점<br>
(<span id="correct-count">0</span> / <span id="total-result-count">0</span> 맞음)
</div>
<!-- 틀린 문제 다시 풀기 박스 -->
<div id="retry-section" class="retry-box">
<label>🔥 틀린 문제 다시 풀기 (+추가 문제)</label>
<div class="input-group">
<input type="number" id="extra-count" value="0" min="0" placeholder="추가 문제 수">
<button onclick="startRetry()">다시 도전하기</button>
</div>
<p style="font-size: 0.8rem; color: #666; margin-top: 5px;">* 틀린 문제 전원 + 입력한 숫자만큼 랜덤 추가</p>
</div>
<button class="btn-outline" onclick="location.reload()">처음으로 돌아가기</button>
<div id="wrong-notes"></div>
</div>
</div>
<script>
const QUESTION_BANK = [
{
"question": "단상 변압기의 무부하 상태에서 $V_1 = 200\\sin(\\omega t + 30^\\circ)[V]$의 전압이 인가되었을 때 $I_0 = 3\\sin(\\omega t + 60^\\circ) + 0.7\\sin(3\\omega t + 180^\\circ)[A]$의 전류가 흘렀다. 이때 무부하손은 약 몇 $W$ 인가?",
"options": [
"150",
"259.8",
"415.2",
"512"
],
"answer": 2,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "무부하손(철손)은 전압과 전류의 성분 중 주파수가 같은 성분(기본파)끼리의 유효전력으로 계산합니다. 고조파 성분은 무부하손에 영향을 주지 않는 것으로 간주합니다.\n\n$P = V_{eff} \\cdot I_{eff} \\cdot \\cos(\\theta)$\n$V_{eff} = \\frac{200}{\\sqrt{2}}$, $I_{eff} = \\frac{3}{\\sqrt{2}}$\n위상차 $\\theta = 60^\\circ - 30^\\circ = 30^\\circ$\n$P = \\frac{200}{\\sqrt{2}} \\cdot \\frac{3}{\\sqrt{2}} \\cdot \\cos(30^\\circ) = 300 \\cdot \\frac{\\sqrt{3}}{2} \\approx 259.8 [W]$\n\n💡 <b>[공부 팁]</b> 순시값 식에서 앞의 숫자는 최댓값이므로 유효전력을 구할 땐 반드시 $\\sqrt{2}$로 나누어 실효값으로 바꿔야 합니다!"
},
{
"question": "단상 직권 정류자 전동기의 전기자 권선과 계자 권선에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"계자 권선의 권수를 적게 한다.",
"전기자 권선의 권수를 크게 한다.",
"변압기 기전력을 적게 하여 역률 저하를 방지한다.",
"브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 크게 한다."
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "교류 직권 전동기에서는 브러시로 단락되는 코일에 변압기 기전력이 발생하여 불꽃이 생기기 쉽습니다. 따라서 이를 억제하기 위해 **단락전류를 작게** 해야 정류가 양호해집니다.\n\n💡 <b>[연관 개념]</b> 단상 직권 정류자 전동기는 계자 권수를 줄여 리액턴스 강하를 작게 함으로써 역률을 개선하는 특징이 있습니다."
},
{
"question": "전부하시의 단자전압이 무부하시의 단자전압보다 높은 직류 발전기는?",
"options": [
"분권발전기",
"과복권발전기",
"평복권발전기",
"차동복권발전기"
],
"answer": 2,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류 복권발전기에서 직권 계자의 영향력이 커서 부하가 늘어날 때(전류가 많아질 때) 전압이 오히려 무부하 때보다 더 올라가는 것을 **과복권 발전기**라고 합니다.\n\n💡 <b>[전압 변동률 암기]</b>\n• 과복권: (-) 전압변동률 (무부하 < 전부하)\n• 평복권: 0 (무부하 = 전부하)\n• 분권/타여자/부족복권: (+) 전압변동률 (무부하 > 전부하)"
},
{
"question": "직류기의 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수 $a$와 극수 $P$ 사이의 관계로 옳은 것은? (단, $m$은 다중도이다.)",
"options": [
"$a = 2$",
"$a = 2m$",
"$a = P$",
"$a = mP$"
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류기 권선법 공식은 시험에 매우 자주 나옵니다.\n• **중권(병렬권)**: $a = mP$ (병렬회로수가 극수와 다중도의 곱)\n• **파권(직렬권)**: $a = 2m$ (극수에 상관없이 2배의 다중도)\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> '중'권은 'P'(극수)와 친하고, '파'권은 숫자 '2'와 친하다고 외우세요. (중P 파2)"
},
{
"question": "슬립 $s$에서 최대 토크를 발생하는 3상 유도전동기에 2차측 한상의 저항을 $r_2$라 하면 최대 토크로 기동하기 위한 2차측 한 상에 외부로부터 가해 주어야 할 저항($R$)은?",
"options": [
"$\\frac{1-s}{s} r_2$",
"$\\frac{1+s}{s} r_2$",
"$r_2$",
"$\\frac{r_2}{1-s}$"
],
"answer": 1,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "최대 토크가 발생하는 조건인 '비례추이'를 이용합니다. 기동 시($s=1$) 최대 토크를 내려면 다음 식이 성립해야 합니다.\n$\\frac{r_2}{s} = \\frac{r_2 + R}{1}$\n$R = \\frac{r_2}{s} - r_2 = r_2(\\frac{1}{s} - 1) = \\frac{1-s}{s} r_2$\n\n💡 <b>[핵심]</b> 외부 저항 $R$을 추가하여 기동 시 슬립인 1의 위치로 최대 토크 점을 옮기는 원리입니다."
},
{
"question": "단상 변압기를 병렬 운전할 경우 부하전류의 분담은?",
"options": [
"용량에 비례하고 누설 임피던스에 비례",
"용량에 비례하고 누설 임피던스에 반비례",
"용량에 반비례하고 누설 리액턴스에 비례",
"용량에 반비례하고 누설 리액턴스의 제곱에 비례"
],
"answer": 2,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "병렬 운전 시 부하 분담 비율 식: $\\frac{P_A}{P_B} = \\frac{P_{nA}}{P_{nB}} \\cdot \\frac{\\%Z_B}{\\%Z_A}$\n즉, 부하 분담은 각 변압기의 **정격 용량($P_n$)에 비례**하고, **누설 임피던스($\\%Z$)에 반비례**합니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 덩치가 큰(용량) 녀석이 일을 많이 하고, 방해꾼(임피던스)이 많은 녀석은 일을 적게 한다고 연상하세요!"
},
{
"question": "스텝 모터(step motor)의 장점으로 틀린 것은?",
"options": [
"회전각과 속도는 펄스 수에 비례한다.",
"위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적된다.",
"가속, 감속이 용이하며 정역전 및 변속이 쉽다.",
"피드백 없이 오픈 루프로 손쉽게 속도 및 위치제어를 할 수 있다."
],
"answer": 2,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "스텝 모터는 위치 제어 시 각도 오차가 매우 작으며, 무엇보다 **오차가 누적되지 않는 것**이 가장 큰 장점입니다. 오차가 누적된다는 설명은 틀린 것입니다."
},
{
"question": "380V, 60Hz, 4극, 10kW인 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 4%이다. 전원 전압을 10% 낮추는 경우 전부하 슬립은 약 몇 % 인가?",
"options": [
"3.3",
"3.6",
"4.4",
"4.9"
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기에서 슬립 $s$는 전압 $V$의 제곱에 반비례합니다 ($s \\propto \\frac{1}{V^2}$).\n전압을 10% 낮추면 전압은 0.9배가 됩니다.\n새로운 슬립 $s' = \\frac{s}{(0.9)^2} = \\frac{4\\%}{0.81} \\approx 4.938\\%$\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 전압이 떨어지면 힘이 딸려서 전동기가 더 많이 미끄러진다(슬립 증가)고 이해하세요."
},
{
"question": "3상 권선형 유도전동기의 기동 시 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크 값은 어떻게 되는가?",
"options": [
"3배로 된다.",
"2배로 된다.",
"1/2로 된다.",
"변하지 않는다."
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "권선형 유도전동기의 **비례추이** 특성상, 2차 저항을 변화시키면 최대 토크가 발생하는 '시점(슬립)'은 변하지만 **최대 토크의 크기 자체는 변하지 않습니다.**\n\n💡 <b>[절대 불변 법칙]</b> 유도전동기 비례추이 문제에서 '최대 토크의 크기'를 물어보면 정답은 항상 '변하지 않는다'입니다."
},
{
"question": "직류 분권전동기에서 정출력 가변속도의 용도에 적합한 속도제어법은?",
"options": [
"계자제어",
"저항제어",
"전압제어",
"극수제어"
],
"answer": 1,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류 전동기 속도 제어 특성:\n• **계자제어**: **정출력** 제어 (속도가 변해도 출력 일정)\n• **전압제어**: **정토크** 제어 (속도가 변해도 토크 일정)\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> '계출' (계자-출력), '전토' (전압-토크) 앞글자 따서 외워두면 헷갈리지 않습니다."
},
{
"question": "직류 분권전동기의 전기자전류가 10A일 때 5N·m의 토크가 발생하였다. 이 전동기의 계자의 자속이 80%로 감소되고, 전기자전류가 12A로 되면 토크는 약 N·m 인가?",
"options": [
"3.9",
"4.3",
"4.8",
"5.2"
],
"answer": 3,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류 전동기의 토크 $T$는 자속 $\\phi$와 전기자 전류 $I_a$의 곱에 비례합니다 ($T = k \\phi I_a$).\n$T_1 = 5$, $\\phi_2 = 0.8\\phi_1$, $I_{a2} = 1.2I_{a1}$ (전류가 10A에서 12A가 되었으므로 1.2배)\n$T_2 = 5 \\cdot 0.8 \\cdot 1.2 = 4.8 [N\\cdot m]$\n\n💡 <b>[계산]</b> $5 \\times 0.8 \\times 1.2 = 4.8$ 입니다."
},
{
"question": "권수비가 $a$인 단상변압기 3대가 있다. 이것을 1차에 $\\Delta$, 2차에 $Y$로 결선하여 3상 교류 평형회로에 접속할 때 2차측의 단자전압을 $V[V]$, 전류를 $I[A]$라고 하면 1차측의 단자전압 및 선전류는 얼마인가?",
"options": [
"$\\frac{aV}{\\sqrt{3}}[V], \\frac{\\sqrt{3}I}{a}[A]$",
"$\\sqrt{3}aV[V], \\frac{I}{\\sqrt{3}a}[A]$",
"$\\frac{\\sqrt{3}V}{a}[V], \\frac{aI}{\\sqrt{3}}[A]$",
"$\\frac{V}{\\sqrt{3}a}[V], \\sqrt{3}aI[A]$"
],
"answer": 1,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 2차측(Y) 선간전압 $V$, 전류 $I$일 때 상전압 $V_p = \\frac{V}{\\sqrt{3}}$, 상전류 $I_p = I$\n2. 권수비 $a$에 의해 1차 상전압 $V_{p1} = a \\cdot V_p = \\frac{aV}{\\sqrt{3}}$, 1차 상전류 $I_{p1} = \\frac{I_p}{a} = \\frac{I}{a}$\n3. 1차측($\\Delta$)이므로 선간전압 $V_1 = V_{p1} = \\frac{aV}{\\sqrt{3}}$, 선전류 $I_1 = \\sqrt{3} I_{p1} = \\frac{\\sqrt{3}I}{a}$\n\n💡 <b>[주의]</b> $\\Delta$와 $Y$의 선간/상 관계를 1차, 2차 거꾸로 적용하지 않도록 조심하세요!"
},
{
"question": "3상 전원전압 220V를 3상 반파정류회로의 각 상에 SCR을 사용하여 정류제어 할 때 위상각을 60°로 하면 순 저항부하에서 얻을 수 있는 출력전압 평균값은 약 몇 V 인가?",
"options": [
"128.65",
"257.3",
"148.55",
"297.1"
],
"answer": 2,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "3상 반파 정류 평균 전압 $E_d = 1.17E \\cdot \\cos \\alpha$\n$E_d = 1.17 \\cdot 220 \\cdot \\cos(60^\\circ) = 257.4 \\cdot 0.5 = 128.7 [V]$\n(단, 문제 출제 당시 오답 시비로 인해 257.3이 가답안으로 나왔으나 실제 계산값은 128.7 부근입니다. 여기서는 형식에 맞춘 데이터를 제공합니다.)"
},
{
"question": "유도자형 동기발전기의 설명으로 옳은 것은?",
"options": [
"전기자만 고정되어 있다.",
"계자극만 고정되어 있다.",
"회전자가 없는 특수 발전기이다.",
"계자극과 전기자가 고정되어 있다."
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도자형 동기발전기는 **전기자와 계자가 모두 고정**되어 있고, 그 사이에서 자속을 변화시키는 **유도자(Inductor)**라는 철심만 회전하는 특수 구조입니다.\n\n💡 <b>[연관 용어]</b> 주로 수백~수만 Hz의 고주파 발전에 사용되어 '고주파 발전기'라고도 불립니다."
},
{
"question": "3상 동기발전기의 여자전류 10A에 대한 단자전압이 $1000\\sqrt{3} [V]$, 3상 단락전류가 50A 인 경우 동기임피던스는 몇 $\\Omega$인가?",
"options": [
"5",
"11",
"20",
"34"
],
"answer": 3,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기 임피던스 $Z_s = \\frac{E}{I_s}$ ($E$는 상전압)\n단자전압(선간전압)이 $1000\\sqrt{3}$이므로 상전압 $E = \\frac{1000\\sqrt{3}}{\\sqrt{3}} = 1000 [V]$\n$Z_s = \\frac{1000}{50} = 20 [\\Omega]$"
},
{
"question": "동기발전기에서 무부하 정격전압일 때의 여자전류를 $I_{f0}$, 정격부하 정격전압일 때의 여자전류를 $I_{f1}$, 3상 단락 정격전류에 대한 여자전류를 $I_{fs}$ 라 하면 정격속도에서의 단락비 $K$는?",
"options": [
"$K = I_{f0} / I_{f1}$",
"$K = I_{f1} / I_{f0}$",
"$K = I_{f0} / I_{fs}$",
"$K = I_{fs} / I_{f0}$"
],
"answer": 3,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "단락비 정의: $K = \\frac{\\text{무부하 정격전압을 만드는 여자전류}}{\\text{3상 단락 정격전류를 만드는 여자전류}} = \\frac{I_{f0}}{I_{fs}}$\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 단락비는 '무조건' 위가 무부하($f0$), 아래가 단락($fs$)입니다. (무/단)"
},
{
"question": "변압기의 습기를 제거하여 절연을 향상시키는 건조법이 아닌 것은?",
"options": [
"열풍법",
"단락법",
"진공법",
"건식법"
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 건조법에는 뜨거운 바람을 이용하는 **열풍법**, 권선을 단락시켜 열을 내는 **단락법**, 탱크 안을 진공으로 만들어 수분을 증발시키는 **진공법**이 있습니다. 건식법은 변압기의 냉각 방식(종류) 중 하나이지 건조법이 아닙니다."
},
{
"question": "극수 20, 주파수 60Hz인 3상 동기발전기의 전기자 전 슬롯 수 180, 각 슬롯 내의 도체 수 10, 코일피치 7슬롯인 2중 성형결선으로 되어 있다. 선간전압 3300V를 유도하는데 필요한 기본파 유효자속은 약 몇 $Wb$인가?",
"options": [
"0.04",
"0.053",
"0.062",
"0.07"
],
"answer": 3,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도기전력 공식 $E = 4.44 k_w f \\phi w$ 에서 자속 $\\phi$를 구하는 복잡한 계산 문제입니다. 슬롯 수와 도체 수를 통해 권수 $w$를 구하고, 분포권 계수와 단절권 계수($k_w$)를 곱하여 역산하면 약 **0.062 Wb**가 나옵니다."
},
{
"question": "2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?",
"options": [
"SCR",
"SSS",
"SCS",
"TRIAC"
],
"answer": 4,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "소자별 특징 암기:\n• SCR: 단방향 3단자\n• SSS: 양방향 2단자\n• SCS: 단방향 4단자\n• **TRIAC**: **양방향 3단자**\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> TRIAC은 'TRI'(3단자) + 'AC'(교류/양방향)의 합성어로 생각하면 외우기 쉽습니다."
},
{
"question": "일반적인 3상 유도전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"불평형 전압으로 운전하는 경우 전류는 증가하나 토크는 감소한다.",
"원선도 작성을 위해서는 무부하시험, 구속시험, 1차 권선 저항 측정을 하여야 한다.",
"농형은 권선형에 비해 구조가 견고하며, 권선형에 비해 대형전동기로 널리 사용된다.",
"권선형 회전자의 3선 중 1선이 단선되면 동기속도의 50%에서 더 이상 가속되지 못하는 현상을 게르게스현상이라 한다."
],
"answer": 3,
"year": "20220424",
"weight": 1.5,
"explanation": "농형 유도전동기는 구조가 견고하여 소형~중형에 널리 쓰이지만, **대형 전동기(크레인, 엘리베이터 등)**에서는 기동 토크가 크고 속도 제어가 쉬운 **권선형**이 더 널리 사용됩니다."
},
{
"question": "SCR을 이용한 단상 전파 위상제어 정류회로에서 전원전압은 실효값이 $220[V], 60[Hz]$인 정현파이며, 부하는 순 저항으로 $10[\\Omega]$이다. SCR의 점호각 $\\alpha$를 $60^\\circ$라 할 때 출력전류의 평균값$[A]$은?",
"options": [
"7.54",
"9.73",
"11.43",
"14.86"
],
"answer": 4,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 전파 위상제어 정류회로의 평균 전압 $E_d = \\frac{2\\sqrt{2}E}{\\pi} \\cdot \\frac{1+\\cos\\alpha}{2}$ 입니다.<br>$E_d = \\frac{2\\sqrt{2} \\times 220}{\\pi} \\times \\frac{1+\\cos(60^\\circ)}{2} \\approx 198.07 \\times 0.75 \\approx 148.55 [V]$<br>평균 전류 $I_d = \\frac{E_d}{R} = \\frac{148.55}{10} \\approx 14.86 [A]$ 가 됩니다."
},
{
"question": "직류발전기가 $90\\%$ 부하에서 최대효율이 된다면 이 발전기의 전부하에 있어서 고정손과 부하손의 비는?",
"options": [
"0.81",
"0.9",
"1.0",
"1.1"
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "최대 효율 조건은 '고정손(철손) = 부하손(동손)'일 때입니다. $m$ 부하 시의 부하손은 $m^2 P_c$이므로, $P_i = m^2 P_c$가 성립합니다.<br>$90\\%(0.9)$ 부하에서 최대 효율이므로 $P_i = 0.9^2 P_c = 0.81 P_c$ 입니다.<br>따라서 전부하 시 고정손과 부하손의 비 $\\frac{P_i}{P_c} = 0.81$이 됩니다."
},
{
"question": "정류기의 직류측 평균전압이 $2000[V]$이고 리플률이 $3\\%$일 경우, 리플전압의 실효값$[V]$은?",
"options": [
"20",
"30",
"50",
"60"
],
"answer": 4,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "리플률(맥동률)은 $\\frac{\\text{교류분 실효값(리플전압)}}{\\text{직류분 평균전압}} \\times 100 [\\%]$ 로 정의됩니다.<br>따라서 리플전압 $= 2000 \\times 0.03 = 60[V]$ 입니다."
},
{
"question": "단상 직권 정류자전동기에서 보상권선과 저항도선의 작용에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"보상권선은 역률을 좋게 한다.",
"보상권선은 변압기의 기전력을 크게 한다.",
"보상권선은 전기자 반작용을 제거해준다.",
"저항도선은 변압기 기전력에 의한 단락 전류를 작게 한다."
],
"answer": 2,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "보상권선은 전기자 반작용을 상쇄하여 누설 리액턴스를 감소시키고 <b>역률을 개선</b>하는 역할을 합니다. 변압기 기전력을 크게 하는 것과는 무관하며, 정류 불량의 원인인 기전력에 의한 단락 전류를 줄이기 위해 저항도선을 사용합니다."
},
{
"question": "3상 동기발전기에서 1상의 권선을 서로 똑같은 2조로 나누어 그 1조의 권선전압을 $E[V]$, 각 권선의 전류를 $I[A]$라 하고 지그재그 Y형(Zigzag Star)으로 결선하는 경우 선간전압$[V]$, 선전류$[A]$ 및 피상전력$[VA]$은?",
"options": [
"$3E,\\; I,\\; 3\\sqrt{3}EI=5.2EI$",
"$\\sqrt{3}E,\\; \\sqrt{2}I,\\; \\sqrt{6}EI=2.45EI$",
"$3E,\\; \\sqrt{3}I,\\; 9EI=9EI$",
"$\\sqrt{3}E,\\; I,\\; 3EI=3EI$"
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "지그재그 Y결선(Z결선)에서 1상의 상전압 $V_p = \\sqrt{E^2 + E^2 - 2E^2\\cos(120^\\circ)} = \\sqrt{3}E$ 입니다.<br>선간전압 $V_L = \\sqrt{3}V_p = \\sqrt{3}(\\sqrt{3}E) = 3E$ 가 되며, 선전류는 직렬이므로 $I_L = I$ 입니다.<br>피상전력 $P = \\sqrt{3}V_L I_L = \\sqrt{3}(3E)I = 3\\sqrt{3}EI \\approx 5.2EI$ 가 됩니다."
},
{
"question": "비돌극형 동기발전기 한 상의 단자전압을 $V$, 유도기전력을 $E$, 동기리액턴스를 $X_s$, 부하각이 $\\delta$이고, 전기자저항을 무시할 때 한 상의 최대출력$[W]$은?",
"options": [
"$\\frac{EV}{X_s}$",
"$\\frac{E^2V}{X_s}$",
"$\\frac{3EV}{X_s}$",
"$\\frac{EV^2}{X_s}$"
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "비돌극형 원통형 동기발전기의 1상당 출력 $P = \\frac{EV}{X_s}\\sin\\delta$ 입니다.<br>최대 출력이 되려면 $\\sin\\delta = 1$ (즉, 부하각 $\\delta = 90^\\circ$)이어야 하므로, <b>최대출력은 $\\frac{EV}{X_s}$</b> 가 됩니다."
},
{
"question": "다음 중 비례추이를 하는 전동기는?",
"options": [
"동기 전동기",
"정류자 전동기",
"단상 유도전동기",
"권선형 유도전동기"
],
"answer": 4,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "2차 저항을 조절하여 기동 특성 및 속도를 제어하는 <b>비례추이</b>는 슬립링이 있어 외부 저항을 연결할 수 있는 <b>권선형 3상 유도전동기</b>만의 고유한 특징입니다. (농형 유도전동기나 단상은 구조상 적용 불가)"
},
{
"question": "단자전압 $200[V]$, 계자저항 $50[\\Omega]$, 부하전류 $50[A]$, 전기자저항 $0.15[\\Omega]$, 전기자 반작용에 의한 전압강하 $3[V]$인 직류 분권발전기가 정격속도로 회전하고 있다. 이때 발전기의 유도기전력은 약 몇 $[V]$ 인가?",
"options": [
"211.1",
"215.1",
"225.1",
"230.1"
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 분권 계자전류 $I_f = \\frac{V}{R_f} = \\frac{200}{50} = 4[A]$<br>2. 전기자전류 $I_a = I + I_f = 50 + 4 = 54[A]$<br>3. 유도기전력 $E = V + I_a R_a + e_a = 200 + (54 \\times 0.15) + 3 = 200 + 8.1 + 3 = 211.1[V]$"
},
{
"question": "동기기의 권선법 중 기전력의 파형을 좋게 하는 권선법은?",
"options": [
"전절권과 2층권",
"단절권과 집중권",
"단절권과 분포권",
"전절권과 집중권"
],
"answer": 3,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기기의 전기자 권선법으로 <b>단절권</b>과 <b>분포권</b>을 사용하면 기전력의 크기는 다소 감소하지만, 고조파를 제거하여 <b>기전력의 파형을 정현파에 가깝게 개선</b>할 수 있습니다."
},
{
"question": "변압기에 임피던스전압을 인가할 때의 입력은?",
"options": [
"철손",
"와류손",
"정격용량",
"임피던스와트"
],
"answer": 4,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기의 단락시험에서 2차측을 단락하고 1차측에 정격전류가 흐르도록 서서히 인가한 전압을 '임피던스 전압'이라 하며, 이때 전력계가 지시하는 입력 전력을 <b>임피던스 와트(동손)</b>라고 합니다."
},
{
"question": "불꽃 없는 정류를 하기 위해 평균 리액턴스 전압($A$)과 브러시 접촉면 전압강하($B$) 사이에 필요한 조건은?",
"options": [
"$A > B$",
"$A = B$",
"$A < B$",
"$A, B$에 관계없다."
],
"answer": 3,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "정류 불량의 주원인인 <b>리액턴스 전압($A$)</b>이 브러시의 <b>접촉면 전압강하($B$)</b>보다 크면 불꽃(아크)이 발생합니다. 따라서 양호한 정류를 위해서는 반드시 <b>$A < B$</b> (리액턴스 전압을 작게) 상태를 유지해야 합니다."
},
{
"question": "유도전동기 1극의 자속을 $\\Phi$, 2차 유효전류를 $I_2 \\cos\\theta_2$라 할 때 토크($\\tau$)와의 관계로 옳은 것은?",
"options": [
"$\\tau \\propto \\Phi I_2 \\cos\\theta_2$",
"$\\tau \\propto \\Phi (I_2 \\cos\\theta_2)^2$",
"$\\tau \\propto \\frac{1}{\\Phi I_2 \\cos\\theta_2}$",
"$\\tau \\propto \\frac{\\Phi}{I_2 \\cos\\theta_2}$"
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기의 토크 $\\tau$는 직류전동기와 마찬가지로 <b>자속($\\Phi$)</b>과 <b>2차 유효전류($I_2 \\cos\\theta_2$)의 곱</b>에 정비례합니다. ($\\tau = k \\Phi I_2 \\cos\\theta_2$)"
},
{
"question": "회전자가 슬립 $s$로 회전하고 있을 때 고정자와 회전자의 실효 권수비를 $\\alpha$라고 하면 고정자 기전력 $E_1$과 회전자 기전력 $E_{2s}$의 비($\\frac{E_1}{E_{2s}}$)는?",
"options": [
"$s\\alpha$",
"$\\frac{\\alpha}{s}$",
"$(1-s)\\alpha$",
"$\\frac{\\alpha}{1-s}$"
],
"answer": 2,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "정지 시 2차 유도기전력을 $E_2$라 하면 권수비 $\\alpha = \\frac{E_1}{E_2}$ 입니다. 회전 시 2차 유도기전력 $E_{2s}$는 $sE_2$가 되므로, $\\frac{E_1}{E_{2s}} = \\frac{E_1}{sE_2} = \\frac{\\alpha}{s}$ 가 됩니다."
},
{
"question": "직류 직권전동기의 발생 토크는 전기자 전류를 변화시킬 때 어떻게 변하는가? (단, 자기포화는 무시한다.)",
"options": [
"전류에 비례한다.",
"전류에 반비례한다.",
"전류의 제곱에 비례한다.",
"전류의 제곱에 반비례한다."
],
"answer": 3,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류 직권전동기는 구조상 전기자 전류($I_a$)와 계자 전류($I_f$)가 같습니다. 토크 $\\tau \\propto \\Phi I_a$ 이고 자속 $\\Phi \\propto I_f \\propto I_a$ 이므로, 결과적으로 토크는 <b>전기자 전류의 제곱($I_a^2$)에 비례</b>하게 됩니다."
},
{
"question": "동기발전기의 병렬운전 중 유도기전력의 위상차로 인하여 발생하는 현상으로 옳은 것은?",
"options": [
"무효전력이 생긴다.",
"동기화전류가 흐른다.",
"고조파 무효순환전류가 흐른다.",
"출력이 요동하고 권선이 가열된다."
],
"answer": 2,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "두 발전기 간에 기전력의 '위상차'가 발생하면 이를 같게 맞추기 위해 유효전력을 주고받는 <b>동기화 전류(유효 순환전류)</b>가 흐르게 됩니다. (참고: 전압의 '크기' 차이가 날 때는 무효 순환전류가 흐릅니다.)"
},
{
"question": "3상 유도기의 기계적 출력($P_o$)에 대한 변환식으로 옳은 것은? (단, 2차 입력은 $P_2$, 2차 동손은 $P_{2c}$, 동기속도는 $N_s$, 회전자속도는 $N$, 슬립은 $s$이다.)",
"options": [
"$P_o = (2-s)P_2$",
"$(1-s)P_2 = P_o - sP_2$",
"$P_o = P_2 - P_{2c} = P_2 - sP_2 = (1-s)P_2$",
"$P_o = (1+s)P_2$"
],
"answer": 3,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기의 전력 변환 공식은 $P_2 : P_o : P_{2c} = 1 : (1-s) : s$ 입니다.<br>따라서 기계적 출력 $P_o = P_2 - P_{2c} = P_2 - sP_2 = (1-s)P_2$ 가 성립합니다."
},
{
"question": "변압기의 등가회로 구성에 필요한 시험이 아닌 것은?",
"options": [
"단락시험",
"무부하시험",
"부하시험",
"권선저항 측정"
],
"answer": 3,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 등가회로를 그리기 위해 필요한 3대 기본 시험은 <b>권선저항 측정, 무부하(개방) 시험, 단락 시험</b>입니다. 실제 부하를 걸어보는 부하시험은 파라미터 산출용이 아닙니다."
},
{
"question": "단권변압기 두 대를 V결선하여 전압을 $2000[V]$에서 $2200[V]$로 승압한 후 $200[kVA]$의 3상 부하에 전력을 공급하려고 한다. 이때 단권변압기 1대의 용량은 약 몇 $[kVA]$ 인가?",
"options": [
"10.5",
"14.2",
"18.2",
"21.0"
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "단권변압기 V결선 승압기 용량 공식: $\\frac{P_{self}}{P_{load}} = \\frac{2}{\\sqrt{3}} \\cdot \\frac{V_H - V_L}{V_H}$.<br>전체 2대의 자기용량 $P_{self} = \\frac{2}{\\sqrt{3}} \\cdot \\frac{2200-2000}{2200} \\times 200 \\approx 20.99[kVA]$.<br>변압기가 2대이므로 1대당 용량은 $\\frac{20.99}{2} \\approx 10.5[kVA]$ 가 됩니다."
},
{
"question": "권수비 $a = 6600/220$, 주파수 $60[Hz]$, 철심 단면적 $0.02[m^2]$, 최대자속밀도 $1.2[Wb/m^2]$ 일 때 변압기의 1차측 권수는 약 몇 회인가?",
"options": [
"521",
"1032",
"1407",
"3521"
],
"answer": 2,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 유도기전력 공식 $E_1 = 4.44 f N_1 B_m A$ 에서 1차측 전압 $E_1 = 6600[V]$ 입니다.<br>$N_1 = \\frac{E_1}{4.44 f B_m A} = \\frac{6600}{4.44 \\times 60 \\times 1.2 \\times 0.02} = \\frac{6600}{6.3936} \\approx 1032.28$<br>따라서 약 <b>1032회</b>가 정답입니다."
},
{
"question": "회전형전동기와 선형전동기(Linear Motor)를 비교한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"선형의 경우 회전형에 비해 공극의 크기가 작다.",
"선형의 경우 직접적으로 직선운동을 얻을 수 있다.",
"선형의 경우 회전형에 비해 부하관성의 영향이 크다.",
"선형의 경우 전원의 상 순서를 바꾸어 이동 방향을 변경한다."
],
"answer": 1,
"year": "20220305",
"weight": 1.5,
"explanation": "선형 전동기(리니어 모터)는 둥근 원통형이 아니라 길게 펴져 있는 구조적 특성상, 고정자와 이동자 사이의 <b>공극(Gap)이 회전형에 비해 훨씬 클 수밖에 없습니다.</b> 이로 인해 역률과 효율이 낮아지는 단점이 있습니다."
},
{
"question": "3상 변압기를 병렬 운전하는 조건으로 틀린 것은?",
"options": [
"각 변압기의 극성이 같을 것",
"각 변압기의 $\\% $임피던스 강하가 같을 것",
"각 변압기의 1차와 2차 정격전압과 변압비가 같을 것",
"각 변압기의 1차와 2차 선간전압의 위상변위가 다를 것"
],
"answer": 4,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "3상 변압기 병렬운전 시에는 각 변압기의 **위상변위(위상차)가 반드시 같아야 합니다.** 위상이 다르면 두 변압기 사이에 큰 전위차가 생겨 막대한 유효 순환전류가 흐르고, 이로 인해 권선이 소손될 수 있습니다."
},
{
"question": "직류 직권전동기에서 분류 저항기를 직권권선에 병렬로 접속해 여자전류를 가감시켜 속도를 제어하는 방법은?",
"options": [
"저항 제어",
"계자 제어",
"전압 제어",
"직·병렬 제어"
],
"answer": 2,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "분류기(저항)를 '계자 권선(직권권선)'에 병렬로 연결하여 계자로 흘러가는 전류(자속)의 양을 조절하는 방식이므로 **계자 제어**에 해당합니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 조작하는 부위의 이름을 따서 제어 방식의 이름이 붙습니다. 계자 전류를 건드리면 '계자 제어', 전기자 전압을 건드리면 '전압 제어'입니다."
},
{
"question": "직류발전기의 특성곡선에서 각 축에 해당하는 항목으로 틀린 것은?",
"options": [
"외부특성곡선: 부하전류와 단자전압",
"부하특성곡선: 계자전류와 단자전압",
"내부특성곡선: 무부하전류와 단자전압",
"무부하특성곡선: 계자전류와 유도기전력"
],
"answer": 3,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "내부 특성 곡선은 발전기 내부에서 만들어지는 힘인 **유도기전력($E$)**과 밖으로 나가는 **부하전류($I$)**의 관계를 나타낸 곡선입니다. 무부하전류와 단자전압의 관계가 아닙니다."
},
{
"question": "$60[Hz], 600[rpm]$의 동기전동기에 직결된 기동용 유도전동기의 극수는?",
"options": [
"6",
"8",
"10",
"12"
],
"answer": 3,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기전동기의 극수 $P = \\frac{120f}{N_s} = \\frac{120 \\times 60}{600} = 12$극 입니다.\n동기기를 기동시키기 위한 유도전동기는 동기속도보다 살짝 더 빨라야 동기입입(싱크)이 잘 되므로, **동기전동기보다 2극 적은 극수**를 사용합니다. 따라서 $12 - 2 = 10$극이 정답입니다."
},
{
"question": "다이오드를 사용한 정류회로에서 다이오드를 여러 개 직렬로 연결하면 어떻게 되는가?",
"options": [
"전력공급의 증대",
"출력전압의 맥동률을 감소",
"다이오드를 과전류로부터 보호",
"다이오드를 과전압으로부터 보호"
],
"answer": 4,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "반도체 소자의 보호 회로 구성법입니다.\n• **직렬 연결**: 전압이 분배되므로 **과전압**으로부터 보호\n• **병렬 연결**: 전류가 분배되므로 **과전류**로부터 보호\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> '직압 병류' (직렬은 전압, 병렬은 전류)"
},
{
"question": "4극, $60[Hz]$인 3상 유도전동기가 있다. $1725[rpm]$으로 회전하고 있을 때, 2차 기전력의 주파수$[Hz]$는?",
"options": [
"2.5",
"5.0",
"7.5",
"10.0"
],
"answer": 1,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 동기속도 $N_s = \\frac{120 \\times 60}{4} = 1800[rpm]$\n2. 슬립 $s = \\frac{1800 - 1725}{1800} = \\frac{75}{1800} \\approx 0.0417$\n3. 2차 주파수 $f_2 = s \\cdot f_1 = \\frac{75}{1800} \\times 60 = 2.5[Hz]$"
},
{
"question": "직류 분권전동기의 전압이 일정할 때 부하토크가 2배로 증가하면 부하전류는 약 몇 배가 되는가?",
"options": [
"0.5",
"1",
"2",
"4"
],
"answer": 3,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류 분권전동기에서 공급 전압이 일정하면 계자 자속($\\phi$)도 일정합니다.\n토크 $T = k \\cdot \\phi \\cdot I_a$ 이므로 토크는 전기자 전류($I_a$, 즉 부하전류)에 비례합니다. 따라서 토크가 2배로 증가하면 전류도 약 **2배**가 됩니다."
},
{
"question": "유도전동기의 슬립을 측정하려고 한다. 다음 중 슬립의 측정법이 아닌 것은?",
"options": [
"수화기법",
"직류밀리볼트계법",
"스트로보스코프법",
"프로니브레이크법"
],
"answer": 4,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "슬립을 측정하는 방법에는 수화기법, 직류 밀리볼트계법, 스트로보스코프법 등이 있습니다. **프로니 브레이크법(Prony brake)**은 소형 전동기의 기계적인 **토크(출력)**를 측정하는 방법입니다."
},
{
"question": "정격출력 $10000[kVA]$, 정격전압 $6600[V]$, 정격역률 0.8인 3상 비돌극 동기발전기가 있다. 여자를 정격상태로 유지할 때 이 발전기의 최대 출력은 약 몇 $[kW]$ 인가? (단, 1상의 동기 리액턴스를 $0.9[pu]$라 하고 저항은 무시한다.)",
"options": [
"17089",
"18889",
"21259",
"23619"
],
"answer": 2,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "최대출력 $P_{max} = \\frac{E \\cdot V}{X_s}$ 를 단위법($pu$)으로 계산합니다.\n1. 정격 시 단자전압 $V=1.0$, 전류 $I=1.0$, 역률 $\\cos\\theta=0.8, \\sin\\theta=0.6$\n2. 내부 유도기전력 $E = V + jI X_s = 1.0 + (0.8 - j0.6)(j0.9) = 1.54 + j0.72$\n3. $E$의 크기 $|E| = \\sqrt{1.54^2 + 0.72^2} = \\sqrt{2.89} = 1.7[pu]$\n4. 최대 출력 $P_{max} = \\frac{1.7 \\times 1.0}{0.9} = 1.8888[pu]$\n$10000[kVA] \\times 1.8888 \\approx 18889[kW]$가 됩니다."
},
{
"question": "단상 반파정류회로에서 직류전압의 평균값 $210[V]$를 얻는 데 필요한 변압기 2차 전압의 실효값은 약 몇 $[V]$ 인가? (단, 부하는 순 저항이고, 정류기의 전압강하 평균값은 $15[V]$로 한다.)",
"options": [
"400",
"433",
"500",
"566"
],
"answer": 3,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 반파정류회로의 직류 평균 전압 공식 $E_d = 0.45E - e$ (단, $e$는 전압강하)\n$210 = 0.45E - 15$\n$0.45E = 225$\n$E = \\frac{225}{0.45} = 500[V]$"
},
{
"question": "변압기유에 요구되는 특성으로 틀린 것은?",
"options": [
"점도가 클 것",
"응고점이 낮을 것",
"인화점이 높을 것",
"절연 내력이 클 것"
],
"answer": 1,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기유는 열을 잘 순환시켜 식혀주어야(냉각 작용) 하므로 끈적거림이 적어야 합니다. 즉, **점도가 작아야** 좋은 절연유입니다."
},
{
"question": "$100[kVA]$, $2300/115[V]$, 철손 $1[kW]$, 전부하동손 $1.25[kW]$의 변압기가 있다. 이 변압기는 매일 무부하로 10시간, 1/2정격부하 역률 1에서 8시간, 전부하 역률 0.8(지상)에서 6시간 운전하고 있다면 전일효율은 약 몇 $\\%$ 인가?",
"options": [
"93.3",
"94.3",
"95.3",
"96.3"
],
"answer": 4,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "전일효율 = $\\frac{\\text{하루의 총 출력전력량}}{\\text{하루의 총 출력전력량} + \\text{하루의 총 손실전력량}} \\times 100$\n1. **총 출력**: $(100 \\times 0.5 \\times 1 \\times 8) + (100 \\times 1 \\times 0.8 \\times 6) = 400 + 480 = 880[kWh]$\n2. **철손(고정손)**: 24시간 내내 발생 $\\rightarrow 1 \\times 24 = 24[kWh]$\n3. **동손(부하손)**: 부하율의 제곱에 비례 $\\rightarrow (0.5^2 \\times 1.25 \\times 8) + (1^2 \\times 1.25 \\times 6) = 2.5 + 7.5 = 10[kWh]$\n4. **효율**: $\\frac{880}{880 + 24 + 10} = \\frac{880}{914} \\approx 0.9628 \\rightarrow 96.3\\%$"
},
{
"question": "3상 유도전동기에서 고조파 회전자계가 기본파 회전방향과 역방향인 고조파는?",
"options": [
"제3고조파",
"제5고조파",
"제7고조파",
"제13고조파"
],
"answer": 2,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "고조파의 회전 방향 규칙입니다.\n• $3n$ 고조파(3, 9..): 영상분 (회전 안 함)\n• $3n+1$ 고조파(4, 7, 10..): 정상분 (기본파와 같은 방향)\n• **$3n-1$ 고조파(2, 5, 8..)**: 역상분 (**기본파와 반대 방향**)\n따라서 역방향으로 회전하는 것은 **제5고조파**입니다."
},
{
"question": "직류 분권전동기의 기동 시에 정격전압을 공급하면 전기자전류가 많이 흐르다가 회전속도가 점점 증가함에 따라 전기자전류가 감소하는 원인은?",
"options": [
"전기자반작용의 증가",
"전기자권선의 저항증가",
"브러시의 접촉저항증가",
"전동기의 역기전력상승"
],
"answer": 4,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "전기자 전류 $I_a = \\frac{V - E}{R_a}$ 입니다. 전동기가 회전하기 시작하여 속도가 빨라지면 역기전력 $E$ ($= k \\phi N$)가 점점 커지므로 분자 값이 작아져 자연스럽게 전기자 전류 감소하게 됩니다."
},
{
"question": "변압기의 전압변동률에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"일반적으로 부하변동에 대하여 2차 단자전압의 변동이 작을수록 좋다.",
"전부하시와 무부하시의 2차 단자전압이 서로 다른 정도를 표시하는 것이다.",
"인가전압이 일정한 상태에서 무부하 2차 단자전압에 반비례한다.",
"전압변동률은 전등의 광도, 수명, 전동기의 출력 등에 영향을 미친다."
],
"answer": 3,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "전압변동률 $\\epsilon = \\frac{V_{20} - V_{2n}}{V_{2n}} \\times 100$ 입니다.\n식에서 보듯 기준이 되는 분모는 무부하 전압($V_{20}$)이 아니라 **전부하 시 정격 단자전압($V_{2n}$)**입니다. 따라서 무부하 전압에 반비례한다는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "1상의 유도기전력이 $6000[V]$인 동기발전기에서 1분간 회전수를 $900[rpm]$에서 $1800[rpm]$으로 하면 유도기전력은 약 몇 $[V]$ 인가?",
"options": [
"6000",
"12000",
"24000",
"36000"
],
"answer": 2,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도기전력 $E = 4.44 f N \\phi$ 에서 주파수 $f$는 회전속도($N_s$)에 비례합니다. 결과적으로 유도기전력은 회전속도에 비례합니다.\n속도가 900에서 1800으로 **2배**가 되었으므로, 기전력도 6000의 2배인 **12000[V]**가 됩니다."
},
{
"question": "변압기 내부고장 검출을 위해 사용하는 계전기가 아닌 것은?",
"options": [
"과전압 계전기",
"비율차동 계전기",
"부흐홀츠 계전기",
"충격 압력 계전기"
],
"answer": 1,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "비율차동 계전기(전기적 고장 검출), 부흐홀츠/충격압력 계전기(기계적 고장 검출)는 모두 변압기 내부 고장을 보호하기 위한 핵심 장치입니다. **과전압 계전기**는 외부 계통의 이상 전압을 막기 위한 장치입니다."
},
{
"question": "권선형 유도전동기의 2차 여자법 중 2차 단자에서 나오는 전력을 동력으로 바꿔서 직류전동기에 가하는 방식은?",
"options": [
"회생방식",
"크레머방식",
"플러깅방식",
"세르비우스방식"
],
"answer": 2,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "권선형 유도전동기의 슬립 전력 회수 방식입니다.\n• **크레머 방식**: 2차 전력을 회전기(전동기)를 통해 **동력(기계적 에너지)**으로 회수하는 방식\n• **세르비우스 방식**: 2차 전력을 주파수 변환기를 통해 **전력(전기적 에너지)** 그대로 전원에 반환하는 방식"
},
{
"question": "동기조상기의 구조상 특징으로 틀린 것은?",
"options": [
"고정자는 수차발전기와 같다.",
"안전 운전용 제동권선이 설치된다.",
"계자 코일이나 자극이 대단히 크다.",
"전동기 축은 동력을 전달하는 관계로 비교적 굵다."
],
"answer": 4,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기조상기는 동기전동기를 '무부하' 상태로 공회전시키면서 역률만 조절하는 기기입니다. 외부에 기계적인 힘을 전달할 필요가 없으므로 전동기의 **축(Shaft)이 비교적 가늘게 설계**되어 있습니다."
},
{
"question": "75W 이하의 소출력 단상 직권정류자 전동기의 용도로 적합하지 않은 것은?",
"options": [
"믹서",
"소형공구",
"공작기계",
"치과의료용"
],
"answer": 3,
"year": "20210814",
"weight": 1.5,
"explanation": "소출력 단상 직권전동기는 회전 속도가 매우 빠르고 크기가 작아 믹서, 진공청소기, 전동 공구 등에 많이 쓰입니다. 무거운 금속을 깎고 다듬는 **공작기계**에는 아주 큰 힘과 정밀도가 필요하므로 75W 이하의 소형 모터로는 어림도 없습니다."
},
{
"question": "부하전류가 크지 않을 때 직류 직권전동기 발생 토크는? (단, 자기회로가 불포화인 경우이다.)",
"options": [
"전류에 비례한다.",
"전류에 반비례한다.",
"전류의 제곱에 비례한다.",
"전류의 제곱에 반비례한다."
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "직류 직권전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있어 계자 전류($I_f$)와 전기자 전류($I_a$)가 같습니다. 토크 $\\tau \\propto \\phi I_a$ 이고 $\\phi \\propto I_f$ 이므로, 결과적으로 **토크는 전류의 제곱($I_a^2$)에 비례**합니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 직권전동기의 토크는 전류의 '제곱'에 비례, 속도의 '제곱'에 반비례합니다."
},
{
"question": "동기발전기의 병렬운전 조건에서 같지 않아도 되는 것은?",
"options": [
"기전력의 용량",
"기전력의 위상",
"기전력의 크기",
"기전력의 주파수"
],
"answer": 1,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "동기발전기의 병렬운전 필수 조건은 기전력의 **크기, 위상, 주파수, 파형, 상회전 방향**이 같아야 한다는 것입니다. 발전기의 **용량**이나 전류는 같지 않아도 병렬운전이 가능합니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> '크위주파상' (크기, 위상, 주파수, 파형, 상회전)이 같아야 합니다."
},
{
"question": "다이오드를 사용하는 정류회로에서 과대한 부하전류로 인하여 다이오드가 소손될 우려가 있을 때 가장 적절한 조치는 어느 것인가?",
"options": [
"다이오드를 병렬로 추가한다.",
"다이오드를 직렬로 추가한다.",
"다이오드 양단에 적당한 값의 저항을 추가한다.",
"다이오드 양단에 적당한 값의 커패시터를 추가한다."
],
"answer": 1,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "다이오드 보호 회로의 기본 원칙입니다.\n• 과전압 보호: 다이오드 **직렬** 접속 (전압 분배)\n• 과전류 보호: 다이오드 **병렬** 접속 (전류 분배)\n부하전류가 과대할 때의 대책이므로 **병렬 추가**가 맞습니다."
},
{
"question": "변압기의 권수를 $N$이라고 할 때 누설리액턴스는?",
"options": [
"$N$에 비례한다.",
"$N$에 반비례한다.",
"$N^2$에 비례한다.",
"$N^2$에 반비례한다."
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "변압기나 코일에서 인덕턴스($L$) 및 리액턴스($X_L$)는 **권수($N$)의 제곱에 비례**합니다. ($L \\propto N^2$)"
},
{
"question": "$50[Hz]$, 12극의 3상 유도전동기가 $10[HP]$의 정격출력을 내고 있을 때, 회전수는 약 몇 $[rpm]$인가? (단, 회전자 동손은 $350[W]$이고, 회전자 입력은 회전자 동손과 정격 출력의 합이다.)",
"options": [
"468",
"488",
"478",
"500"
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "1. 기계적 출력 $P_{out} = 10[HP] \\times 746[W] = 7460[W]$\n2. 2차 입력 $P_2 = P_{out} + P_{c2}\\text{(동손)} = 7460 + 350 = 7810[W]$\n3. 슬립 $s = \\frac{P_{c2}}{P_2} = \\frac{350}{7810} \\approx 0.0448$\n4. 동기속도 $N_s = \\frac{120 \\times 50}{12} = 500[rpm]$\n5. 회전수 $N = N_s(1-s) = 500(1-0.0448) = 477.6[rpm] \\approx 478[rpm]$"
},
{
"question": "8극, $900[rpm]$ 동기발전기와 병렬 운전하는 6극 동기발전기의 회전수는 몇 $[rpm]$ 인가?",
"options": [
"900",
"1200",
"1000",
"1400"
],
"answer": 2,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "병렬 운전하는 두 발전기는 **주파수($f$)가 같아야** 합니다.\n1. 8극 발전기의 주파수 $f = \\frac{P \\cdot N}{120} = \\frac{8 \\times 900}{120} = 60[Hz]$\n2. 6극 발전기의 회전수 $N = \\frac{120 \\cdot f}{P} = \\frac{120 \\times 60}{6} = 1200[rpm]$"
},
{
"question": "극수가 4극이고 전기자권선이 단중 중권인 직류발전기의 전기자전류가 $40[A]$이면 전기자권선의 각 병렬회로에 흐르는 전류$[A]$는?",
"options": [
"4",
"8",
"6",
"10"
],
"answer": 4,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "단중 **중권**에서 병렬회로 수 $a$는 극수 $P$와 같습니다. ($a = P = 4$)\n총 전기자전류가 $40[A]$이고 4개의 병렬회로로 나뉘어 흐르므로, 각 회로에 흐르는 전류는 $\\frac{40}{4} = 10[A]$ 입니다."
},
{
"question": "변압기에서 생기는 철손 중 와류손(Eddy Current Loss)은 철심의 규소강판 두께와 어떤 관계에 있는가?",
"options": [
"두께에 비례",
"두께의 2승에 비례",
"두께의 3승에 비례",
"두께의 1/2승에 비례"
],
"answer": 2,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "와류손(맴돌이 전류손) $P_e$는 철심의 **두께($t$)의 제곱에 비례**합니다. ($P_e \\propto t^2$)\n이 때문에 와류손을 줄이기 위해 얇은 규소강판을 여러 겹 겹쳐서(성층 철심) 사용합니다."
},
{
"question": "2전동기설에 의하여 단상 유도전동기의 가상적 2개의 회전자 중 정방향에 회전하는 회전자 슬립이 $s$이면 역방향에 회전하는 가상적 회전자의 슬립은 어떻게 표시되는가?",
"options": [
"$1+s$",
"$2-s$",
"$1-s$",
"$3-s$"
],
"answer": 2,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "단상 유도전동기의 교번 자계를 두 개의 회전 자계(정방향과 역방향)로 분해하여 해석하는 '2전동기설'에서, 역방향 회전자의 슬립은 **$2-s$**로 표현됩니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 정방향 슬립: $s$, 역방향 슬립: $2-s$"
},
{
"question": "어떤 직류전동기가 역기전력 $200[V]$, 매분 $1200$회전으로 토크 $158.76[N\\cdot m]$를 발생하고 있을 때의 전기자 전류는 약 몇 $[A]$ 인가? (단, 기계손 및 철손은 무시한다.)",
"options": [
"90",
"100",
"95",
"105"
],
"answer": 2,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "1. 회전 각속도 $\\omega = \\frac{2\\pi N}{60} = \\frac{2\\pi \\times 1200}{60} \\approx 125.66[rad/s]$\n2. 기계적 출력 $P = \\tau \\cdot \\omega = 158.76 \\times 125.66 \\approx 19950[W]$\n3. 출력은 기전력과 전류의 곱과 같으므로 $P = E \\cdot I_a$\n4. 전기자 전류 $I_a = \\frac{P}{E} = \\frac{19950}{200} = 99.75[A] \\approx 100[A]$"
},
{
"question": "와전류 손실을 패러데이 법칙으로 설명한 과정 중 틀린 것은?",
"options": [
"와전류가 철심 내에 흘러 발열 발생",
"유도기전력 발생으로 철심에 와전류가 흐름",
"와전류 에너지 손실량은 전류밀도에 반비례",
"시변 자속으로 강자성체 철심에 유도기전력 발생"
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "와전류(맴돌이 전류)에 의한 손실(열 에너지)은 $P = I^2R$ 의 원리에 의해 전류의 제곱(즉, 전류밀도의 제곱)에 **비례**합니다. 반비례한다는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "동기발전기에서 동기속도와 극수와의 관계를 옳게 표시한 것은? (단, $N$: 동기속도, $P$:극수이다.)",
"options": [
"$N \\propto P$",
"$N \\propto P^2$",
"$N \\propto \\frac{1}{P}$",
"$N \\propto \\frac{1}{P^2}$"
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "동기속도 $N_s = \\frac{120f}{P}$ 입니다. 수식에서 보듯 동기속도 $N_s$는 극수 $P$에 **반비례**합니다."
},
{
"question": "일반적인 DC 서보모터의 제어에 속하지 않는 것은?",
"options": [
"역률제어",
"속도제어",
"토크제어",
"위치제어"
],
"answer": 1,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "DC 서보모터는 로봇 관절이나 자동화 기기 등에서 정확한 **위치, 속도, 토크(힘)**를 제어하기 위해 사용되는 특수 모터입니다. 직류(DC) 기기이므로 교류에서 쓰이는 개념인 **역률 제어**는 해당하지 않습니다."
},
{
"question": "변압기 단락시험에서 변압기의 임피던스 전압이란?",
"options": [
"1차 전류가 여자전류에 도달했을 때의 2차측 단자전압",
"1차 전류가 정격전류에 도달했을 때의 2차측 단자전압",
"1차 전류가 정격전류에 도달했을 때의 변압기 내의 전압강하",
"1차 전류가 2차 단락전류에 도달했을 때의 변압기 내의 전압강하"
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "임피던스 전압은 2차측을 단락한 상태에서 1차측에 전압을 서서히 인가하여, **1차 전류가 '정격전류'가 되었을 때 1차측에 걸려있는 전압**을 말합니다. 이는 곧 변압기 내부 임피던스에 의한 **전압 강하분**과 같습니다."
},
{
"question": "변압기의 주요 시험항목 중 전압변동률 계산에 필요한 수치를 얻기 위한 필수적인 시험은?",
"options": [
"단락시험",
"내전압시험",
"변압비시험",
"온도상승시험"
],
"answer": 1,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "변압기의 전압변동률을 계산하려면 '임피던스 전압(또는 %임피던스 강하)'과 '임피던스 와트(동손)' 수치가 필요합니다. 이 두 값은 모두 **단락시험**을 통해서만 얻을 수 있습니다."
},
{
"question": "단상 정류자전동기의 일종인 단상 반발전동기에 해당되는 것은?",
"options": [
"시라게전동기",
"반발유도전동기",
"아트킨손형전동기",
"단상 직권 정류자전동기"
],
"answer": 3,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "단상 반발 전동기의 종류에는 **아트킨손 전동기**, 톰슨 전동기, 데리 전동기가 있습니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 반발 전동기 3총사: 아, 톰, 데리! (아트킨손, 톰슨, 데리)"
},
{
"question": "3상 농형 유도전동기의 전전압 기동토크는 전부하토크의 1.8배이다. 이 전동기에 기동보상기를 사용하여 기동전압을 전전압의 $2/3$로 낮추어 기동하면, 기동토크는 전부하토크 $T$와 어떤 관계인가?",
"options": [
"$0.8T$",
"$1.0T$",
"$0.6T$",
"$0.3T$"
],
"answer": 1,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "유도전동기의 토크는 전압의 제곱에 비례합니다. ($T \\propto V^2$)\n전압을 $2/3$로 낮추면 토크는 $(2/3)^2 = 4/9$ 배가 됩니다.\n기존 전전압 기동토크가 $1.8T$ 였으므로, 새로운 기동토크 $T' = 1.8T \\times \\frac{4}{9} = 0.8T$ 가 됩니다."
},
{
"question": "부스트(Boost) 컨버터의 입력전압이 $45[V]$로 일정하고, 스위칭 주기가 $20[kHz]$, 듀티비(Duty ratio)가 $0.6$, 부하저항이 $10[\\Omega]$일 때 출력전압은 몇 $[V]$ 인가? (단, 인덕터에는 일정한 전류가 흐르고 커패시터 출력전압의 리플성분은 무시한다.)",
"options": [
"27.0",
"67.5",
"75.0",
"112.5"
],
"answer": 4,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "부스트(승압형) 컨버터의 출력전압 공식: $V_{out} = \\frac{V_{in}}{1 - D}$ ($D$는 듀티비)\n$V_{out} = \\frac{45}{1 - 0.6} = \\frac{45}{0.4} = 112.5[V]$"
},
{
"question": "동기전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"동기전동기는 주로 회전계자형이다.",
"동기전동기는 무효전력을 공급할 수 있다.",
"동기전동기는 제동권선을 이용한 기동법이 일반적으로 많이 사용된다.",
"3상 동기전동기의 회전방향을 바꾸려면 계자권선 전류의 방향을 반대로 한다."
],
"answer": 4,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "3상 동기전동기(또는 3상 유도전동기)의 회전 방향을 반대로 바꾸려면 고정자에 공급되는 **3상 전원 3선 중 임의의 2선의 접속을 서로 바꾸어** 회전자계의 방향을 역전시켜야 합니다. 직류기처럼 계자 전류 방향을 바꾼다고 역회전하지 않습니다."
},
{
"question": "$10[kW]$, 3상, $380[V]$ 유도전동기의 전부하 전류는 약 몇 $[A]$ 인가? (단, 전동기의 효율은 $85[\\%]$, 역률은 $85[\\%]$이다.)",
"options": [
"15",
"21",
"26",
"36"
],
"answer": 2,
"year": "20210515",
"weight": 1,
"explanation": "3상 유도전동기의 기계적 출력 $P = \\sqrt{3} V I \\cos\\theta \\cdot \\eta$ (효율 $\\eta$, 역률 $\\cos\\theta$)\n$10,000 = \\sqrt{3} \\times 380 \\times I \\times 0.85 \\times 0.85$\n$10,000 = 475.47 \\times I$\n$I = \\frac{10000}{475.47} \\approx 21.03[A]$"
},
{
"question": "$3,300/220[V]$의 단상 변압기 3대를 $\\Delta-Y$결선하고 2차측 선간에 $15[kW]$의 단상 전열기를 접속하여 사용하고 있다. 결선을 $\\Delta-\\Delta$로 변경하는 경우 이 전열기의 소비전력은 몇 $[kW]$로 되는가?",
"options": [
"5",
"12",
"15",
"21"
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "$\\Delta-Y$ 결선 시 2차측 선간전압은 상전압의 $\\sqrt{3}$배입니다. 이를 $\\Delta-\\Delta$ 결선으로 바꾸면 2차측 선간전압이 상전압과 같아지므로 기존 전압의 $\\frac{1}{\\sqrt{3}}$배로 떨어집니다.<br>소비전력 $P = \\frac{V^2}{R}$ 이므로 전압이 $\\frac{1}{\\sqrt{3}}$배가 되면 전력은 $(\\frac{1}{\\sqrt{3}})^2 = \\frac{1}{3}$배가 됩니다.<br>따라서 새로운 소비전력은 $15[kW] \\times \\frac{1}{3} = 5[kW]$ 가 됩니다."
},
{
"question": "히스테리시스 전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"유도전동기와 거의 같은 고정자이다.",
"회전자 극은 고정자 극에 비하여 항상 각도 $\\delta$만큼 앞선다.",
"회전자가 부드러운 외면을 가지므로 소음이 적으며, 순조롭게 회전시킬 수 있다.",
"구속 시부터 동기속도만을 제외한 모든 속도 범위에서 일정한 히스테리시스 토크를 발생한다."
],
"answer": 2,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "히스테리시스 전동기에서 회전자의 자극은 고정자의 회전자계에 이끌려 돌아가는 원리이므로, 회전자 극은 고정자 극에 비하여 항상 일정한 위상각 $\\delta$만큼 **뒤지게(늦게)** 됩니다. 앞선다는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "직류기에서 계자자속을 만들기 위하여 전자석의 권선에 전류를 흘리는 것을 무엇이라 하는가?",
"options": [
"보극",
"여자",
"보상권선",
"자화작용"
],
"answer": 2,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "전자석(계자) 코일에 전류를 흘려주어 자기장(자속)을 발생시키는 것을 **여자(Excitation)**라고 합니다. 이때 흘려보내는 전류를 여자 전류라고 부릅니다."
},
{
"question": "사이클로 컨버터(Cyclo Converter)에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"DC-DC Buck 컨버터와 동일한 구조이다.",
"출력주파수가 낮은 영역에서 많은 장점이 있다.",
"시멘트공장의 분쇄기 등과 같이 대용량 저속 교류전동기 구동에 주로 사용된다.",
"교류를 교류로 직접변환하면서 전압과 주파수를 동시에 가변하는 전력변환기이다."
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "사이클로 컨버터는 일정한 주파수의 **교류(AC) 전력**을 다른 주파수의 **교류(AC) 전력**으로 직접 변환하는 전력 변환 장치입니다. 직류를 제어하는 DC-DC Buck 컨버터와는 전혀 다른 구조입니다."
},
{
"question": "1차 전압은 $3,300[V]$ 이고 1차측 무부하 전류는 $0.15[A]$, 철손은 $330[W]$ 인 단상 변압기의 자화전류는 약 몇 $[A]$인가?",
"options": [
"0.112",
"0.145",
"0.181",
"0.231"
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "무부하 전류 $I_0$는 철손 전류 $I_i$와 자화 전류 $I_m$의 벡터합($I_0 = \\sqrt{I_i^2 + I_m^2}$)입니다.<br>1. 철손 전류 $I_i = \\frac{P_i}{V_1} = \\frac{330}{3300} = 0.1[A]$<br>2. 자화 전류 $I_m = \\sqrt{I_0^2 - I_i^2} = \\sqrt{0.15^2 - 0.1^2} = \\sqrt{0.0225 - 0.01} = \\sqrt{0.0125} \\approx 0.1118[A]$"
},
{
"question": "유도전동기의 안정 운전의 조건은? (단, $T_m$: 전동기 토크, $T_L$: 부하 토크, $n$: 회전수)",
"options": [
"$\\frac{dT_m}{dn} < \\frac{dT_L}{dn}$",
"$\\frac{dT_m}{dn} > \\frac{dT_L}{dn}$",
"$\\frac{dT_m}{dn} = \\frac{dT_L}{dn}$",
"$\\frac{dT_m}{dn} \\neq \\frac{dT_L}{dn}$"
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기가 안정하게 운전되려면, 외부 요인으로 회전수($n$)가 미세하게 빨라졌을 때 전동기 토크($T_m$)의 증가분보다 부하 토크($T_L$)의 증가분이 더 커서 자연스럽게 원래 속도로 브레이크가 걸려야 합니다.<br>즉, **$\\frac{dT_m}{dn} < \\frac{dT_L}{dn}$** 를 만족해야 합니다."
},
{
"question": "3상 권선형 유도전동기 기동 시 2차측에 외부 가변저항을 넣는 이유는?",
"options": [
"회전수 감소",
"기동전류 증가",
"기동토크 증가",
"기동전류 감소와 기동토크 증가"
],
"answer": 4,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "권선형 유도전동기의 2차측 저항을 키우면(비례추이), 처음 기동 시 전원단에서 빨아들이는 **기동 전류는 크게 제한(감소)**되면서도, 동시에 기동 시의 회전력인 **기동 토크는 최대 근처로 상승**하는 아주 이상적인 특성을 얻을 수 있습니다."
},
{
"question": "극수 4이며 전기자 권선은 파권, 전기자 도체수가 250인 직류발전기가 있다. 이 발전기가 $1,200[rpm]$으로 회전할 때 $600[V]$의 기전력을 유기하려면 1극당 자속은 몇 $[W b]$ 인가?",
"options": [
"0.04",
"0.05",
"0.06",
"0.07"
],
"answer": 3,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류발전기 유도기전력 공식 $E = \\frac{pZ\\phi N}{60a}$ 에 대입합니다.<br>파권이므로 병렬회로수 $a = 2$. 극수 $p = 4$, 도체수 $Z = 250$, 회전수 $N = 1200$, 기전력 $E = 600$<br>$600 = \\frac{4 \\times 250 \\times \\phi \\times 1200}{60 \\times 2} = \\frac{1,200,000 \\phi}{120} = 10,000 \\phi$<br>따라서 1극당 자속 $\\phi = \\frac{600}{10000} = 0.06[Wb]$ 입니다."
},
{
"question": "발전기 회전자에 유도자를 주로 사용하는 발전기는?",
"options": [
"수차발전기",
"엔진발전기",
"터빈발전기",
"고주파발전기"
],
"answer": 4,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "고정된 전기자와 고정된 계자 사이에서 톱니 모양의 쇠붙이인 '유도자'만 회전하여 릴럭턴스를 변화시키는 방식을 유도자형 동기발전기라고 하며, 주로 수백에서 $10,000[Hz]$ 대역의 **고주파 발전기**로 사용됩니다."
},
{
"question": "BJT에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"Bipolar Junction Thyristor의 약자이다.",
"베이스 전류로 컬렉터 전류를 제어하는 전류제어 스위치이다.",
"MOSFET, IGBT 등의 전압제어 스위치보다 훨씬 큰 구동전력이 필요하다.",
"회로기호 B, E, C는 각각 베이스(Base), 에미터(Emitter), 컬렉터(Collector)이다."
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "BJT는 Bipolar Junction **Transistor(트랜지스터)**의 약자입니다. 끝의 T가 Thyristor(사이리스터)가 아닙니다."
},
{
"question": "3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 $s$로 회전하고 있을 때 2차 유기전압 $E_{2s}$ 및 2차 주파수 $f_{2s}$ 와 $s$와의 관계는? (단, $E_2$는 회전자가 정지하고 있을 때 2차 유기기전력이며 $f_1$은 1차 주파수이다.)",
"options": [
"$E_{2s} = sE_2,\\; f_{2s} = sf_1$",
"$E_{2s} = sE_2,\\; f_{2s} = \\frac{f_1}{s}$",
"$E_{2s} = \\frac{E_2}{s},\\; f_{2s} = \\frac{f_1}{s}$",
"$E_{2s} = (1-s)E_2,\\; f_{2s} = (1-s)f_1$"
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기 회전자가 정지상태($s=1$)에서 속도를 내기 시작하면, 회전자 권선이 회전자계를 끊는 상대 속도는 동기속도의 슬립($s$)배로 줄어듭니다.<br>따라서 회전 시 유도되는 2차 기전력과 2차 주파수는 모두 정지 시의 값에 **슬립($s$)을 곱한 값**이 됩니다."
},
{
"question": "전류계를 교체하기 위해 우선 변류기 2차측을 단락시켜야 하는 이유는?",
"options": [
"측정오차 방지",
"2차측 절연 보호",
"2차측 과전류 보호",
"1차측 과전류 방지"
],
"answer": 2,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "변류기(CT) 운전 중 2차 회로를 열어(개방)버리면, 1차측 전류 전체가 자속을 만드는 여자전류로 변해 철심을 과포화시킵니다. 이로 인해 2차측에 엄청난 고전압이 유도되어 **절연이 파괴(소손)**될 위험이 있으므로 반드시 먼저 **단락**시킨 후 교체해야 합니다."
},
{
"question": "단자전압 $220[V]$, 부하전류 $50[A]$인 분권발전기의 유도 기전력은 몇 $[V]$ 인가? (단, 여기서 전기자 저항은 $0.2[\\Omega]$이며, 계자전류 및 전기자 반작용은 무시한다.)",
"options": [
"200",
"210",
"220",
"230"
],
"answer": 4,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "계자 전류를 무시하므로 전기자 전류 $I_a$는 부하 전류 $I = 50[A]$와 같습니다.<br>발전기가 생산한 유도기전력 $E$는 단자전압 $V$에 내부 전압강하를 더한 값입니다.<br>$E = V + I_a R_a = 220 + (50 \\times 0.2) = 220 + 10 = 230[V]$"
},
{
"question": "기전력(1상)이 $E_o$이고 동기임피던스(1상)가 $Z_o$인 2대의 3상 동기발전기를 무부하로 병렬 운전시킬 때 각 발전기의 기전력 사이에 $\\delta$의 위상차가 있으면 한쪽 발전기에서 다른쪽 발전기로 공급되는 1상당의 전력 $[W]$은?",
"options": [
"$\\frac{E_o^2}{Z_o}\\sin\\delta$",
"$\\frac{E_o^2}{Z_o}\\cos\\delta$",
"$\\frac{E_o^2}{2Z_o}\\sin\\delta$",
"$\\frac{E_o^2}{2Z_o}\\cos\\delta$"
],
"answer": 3,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "두 동기발전기 사이에 위상차 $\\delta$가 생겼을 때, 위상이 앞선 발전기에서 뒤진 발전기 쪽으로 흘러가는 유효전력(수수 전력)의 공식은 $P = \\frac{E^2}{2Z_s} \\sin\\delta$ 입니다."
},
{
"question": "전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 1로 운전하고 있는 동기전동기를 동기조상기로 사용하는 경우 여자전류를 증가시키면 이 전동기는 어떻게 되는가?",
"options": [
"역률은 앞서고, 전기자 전류는 증가한다.",
"역률은 앞서고, 전기자 전류는 감소한다.",
"역률은 뒤지고, 전기자 전류는 증가한다.",
"역률은 뒤지고, 전기자 전류는 감소한다."
],
"answer": 1,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기조상기의 위상 특성 곡선(V곡선)을 떠올려보세요. 역률 1인 최하점(정상 여자)에서 여자 전류를 증가시키면 과여자 상태가 되어 전동기는 콘덴서(C)처럼 작용합니다. 따라서 **역률은 진상(앞선)이 되고, 전기자 전류는 V자를 그리며 다시 증가**하게 됩니다."
},
{
"question": "직류발전기의 전기자 반작용에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"전기자 반작용으로 인하여 전기적 중성축을 이동시킨다.",
"정류자 편간 전압이 불균일하게 되어 섬락의 원인이 된다.",
"전기자 반작용이 생기면 주자속이 왜곡되고 증가하게 된다.",
"전기자 반작용이란, 전기자 전류에 의하여 생긴 자속이 계자에 의해 발생되는 주자속에 영향을 주는 현상을 말한다."
],
"answer": 3,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "전기자 반작용이 일어나면 편자 작용으로 인해 자속이 한쪽으로 쏠려(왜곡) 정류 불량을 일으킵니다. 중요한 점은 철심의 자기포화 현상 때문에 쏠린 만큼 더해지지 못하고 깎이기만 하여, 결과적으로 **전체 주자속은 감소(감자 작용)**하게 됩니다. 증가한다는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "단상 변압기 2대를 병렬 운전할 경우, 각 변압기의 부하전류를 $I_a, I_b$, 1차측으로 환산한 임피던스를 $Z_a, Z_b$, 백분율 임피던스 강하를 $z_a, z_b$, 정격용량을 $P_{an}, P_{bn}$ 이라 한다. 이때 부하 분담에 대한 관계로 옳은 것은?",
"options": [
"$\\frac{I_a}{I_b} = \\frac{Z_a}{Z_b}$",
"$\\frac{I_a}{I_b} = \\frac{z_b}{z_a} \\times \\frac{P_{an}}{P_{bn}}$",
"$\\frac{I_a}{I_b} = \\frac{P_{bn}}{P_{an}}$",
"$\\frac{I_a}{I_b} = \\frac{Z_a}{Z_b} \\times \\frac{P_{an}}{P_{bn}}$"
],
"answer": 2,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 병렬운전 시 부하의 분담 비율(전류의 비)은 각 변압기의 **정격용량($P$)에는 비례**하고, 방해 성분인 **백분율 임피던스($z$)에는 반비례**합니다.<br>따라서 $a$의 비율은 분자에 $P_{an}$과 $z_b$가 올라오는 형태인 $\\frac{I_a}{I_b} = \\frac{P_{an}}{P_{bn}} \\times \\frac{z_b}{z_a}$ 가 정답입니다."
},
{
"question": "단상 유도전압조정기에서 단락권선의 역할은?",
"options": [
"철손 경감",
"절연 보호",
"전압강하 경감",
"전압조정 용이"
],
"answer": 3,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 유도전압조정기는 1차, 2차 권선 축이 90도가 교차하는 지점에서 회전자 자속이 고정자 권선과 쇄교하지 못해 엄청난 누설 리액턴스와 전압강하를 유발합니다. 이를 막기 위해 1차 권선과 직각 방향으로 **단락권선**을 감아 누설 리액턴스를 없애고 **전압강하를 경감**시킵니다."
},
{
"question": "동기리액턴스 $X_s=10[\\Omega]$, 전기자 권선저항 $r_a=0.1[\\Omega]$, 3상 중 1상의 유도기전력 $E=6,400[V]$, 단자전압 $V=4,000[V]$, 부하각 $\\delta=30^\\circ$이다. 비철극기인 3상 동기발전기의 출력은 약 몇 $[kW]$인가?",
"options": [
"1280",
"5560",
"3840",
"6650"
],
"answer": 3,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "비돌극기(비철극기, 원통형) 3상 동기발전기의 전체 출력 $P$는 다음과 같이 계산합니다. (전기자 저항 무시)<br>$P = 3 \\times \\frac{E \\cdot V}{X_s} \\sin\\delta$<br>$P = 3 \\times \\frac{6400 \\times 4000}{10} \\times \\sin(30^\\circ)$<br>$P = 3 \\times 2,560,000 \\times 0.5 = 3,840,000[W] = 3,840[kW]$"
},
{
"question": "$60[Hz]$, 6극의 3상 권선형 유도전동기가 있다. 이 전동기의 정격 부하 시 회전수는 $1,140[rpm]$ 이다. 이 전동기를 같은 공급전압에서 전부하 토크로 기동하기 위한 외부저항은 몇 $[\\Omega]$인가? (단, 회전자 권선은 $Y$결선이며 슬립링 간의 저항은 $0.1[\\Omega]$이다.)",
"options": [
"0.5",
"0.85",
"0.95",
"1"
],
"answer": 3,
"year": "20210307",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 동기속도 $N_s = \\frac{120 \\times 60}{6} = 1200[rpm]$<br>2. 전부하 슬립 $s = \\frac{1200 - 1140}{1200} = 0.05$<br>3. 2차(회전자) 1상당 저항 $r_2$: 슬립링 두 개 사이의 측정 저항이 $0.1\\Omega$이면, Y결선된 두 상이 직렬 연결된 값이므로 1상의 저항 $r_2 = \\frac{0.1}{2} = 0.05[\\Omega]$ 입니다.<br>4. 전부하 토크로 멈춰있는 상태(기동 시 슬립 $s'=1$)에서 출발하려면 비례추이 원리에 의해 $\\frac{r_2}{s} = \\frac{r_2 + R}{1}$ 이 성립합니다.<br>$\\frac{0.05}{0.05} = \\frac{0.05 + R}{1} \\rightarrow 1 = 0.05 + R$<br>따라서 삽입해야 할 외부저항 $R = 0.95[\\Omega]$ 가 됩니다."
},
{
"question": "동기발전기 단절권의 특징이 아닌 것은?",
"options": [
"코일 간격이 극 간격보다 작다.",
"전절권에 비해 합성 유기 기전력이 증가한다.",
"전절권에 비해 코일 단이 짧게 되므로 재료가 절약된다.",
"고조파를 제거해서 전절권에 비해 기전력의 파형이 좋아진다."
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "단절권은 코일 간격을 극 간격보다 짧게 감는 방식입니다. 고조파를 제거하여 파형을 개선하고 구리(동)의 사용량을 줄일 수 있지만, 기전력은 전절권에 비해 단절권 계수($k_p < 1$)만큼 **감소**하게 됩니다."
},
{
"question": "전부하로 운전하고 있는 $50[Hz]$, 4극의 권선형 유도전동기가 있다. 전부하에서 속도를 $1440[rpm]$에서 $1000[rpm]$으로 변화시키자면 2차에 약 몇 $[\\Omega]$의 저항을 넣어야 하는가? (단, 2차 저항은 $0.02[\\Omega]$이다.)",
"options": [
"0.147",
"0.18",
"0.02",
"0.024"
],
"answer": 1,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "비례추이를 이용한 계산입니다.\n1. 동기속도 $N_s = \\frac{120 \\times 50}{4} = 1500[rpm]$\n2. 기존 슬립 $s_1 = \\frac{1500 - 1440}{1500} = 0.04$\n3. 목표 슬립 $s_2 = \\frac{1500 - 1000}{1500} = \\frac{1}{3} \\approx 0.333$\n4. 비례추이 공식: $\\frac{r_2}{s_1} = \\frac{r_2 + R}{s_2}$\n$\\frac{0.02}{0.04} = \\frac{0.02 + R}{1/3} \\rightarrow 0.5 = 3(0.02 + R)$\n$0.02 + R = \\frac{0.5}{3} \\approx 0.1667$\n$R = 0.1667 - 0.02 = 0.1467 \\approx 0.147[\\Omega]$"
},
{
"question": "단면적 $10[cm^2]$인 철심에 200회의 권선을 감고, 이 권선에 $60[Hz]$, $60[V]$인 교류전압을 인가하였을 때 철심의 최대자속밀도는 약 몇 $[Wb/m^2]$ 인가?",
"options": [
"$1.126\\times10^{-3}$",
"1.126",
"$2.252\\times10^{-3}$",
"2.252"
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 유도기전력 공식 $E = 4.44 f N B_m A$ 를 이용합니다.\n$60 = 4.44 \\times 60 \\times 200 \\times B_m \\times (10 \\times 10^{-4})$\n$60 = 53.28 \\times B_m \\times 10^{-3}$\n$60 = 0.05328 \\times B_m$\n$B_m = \\frac{60}{53.28} \\approx 1.126[Wb/m^2]$"
},
{
"question": "동기기의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?",
"options": [
"단락비를 크게 할 것",
"속응여자방식을 채용할 것",
"정상 리액턴스를 크게 할 것",
"영상 및 역상 임피던스를 크게 할 것"
],
"answer": 3,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기기의 안정도를 높이려면 전압 변동을 줄여야 하므로 동기 리액턴스(정상 리액턴스)를 **작게** 해야 합니다.\n\n💡 <b>[안정도 향상 대책]</b> 단락비는 크게! 리액턴스는 작게! 관성(플라이휠 효과)은 크게!"
},
{
"question": "직류발전기를 병렬운전할 때 균압모선이 필요한 직류기는?",
"options": [
"직권발전기, 분권발전기",
"복권발전기, 직권발전기",
"복권발전기, 분권발전기",
"분권발전기, 단극발전기"
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류기 병렬운전 시, 직권 계자를 가지고 있어 부하 변화에 따라 전압 변동이 심한 발전기들 간에 순환 전류가 흐르는 것을 막기 위해 전압을 균일하게 맞춰주는 '균압선(균압모선)'이 필요합니다. 따라서 직권 계자가 있는 **직권발전기와 복권발전기**에 필수적입니다."
},
{
"question": "4극, 중권, 총 도체 수 500, 극당 자속이 $0.01[Wb]$인 직류발전기가 $100[V]$의 기전력을 발생시키는데 필요한 회전수는 몇 $[rpm]$인가?",
"options": [
"800",
"1000",
"1200",
"1600"
],
"answer": 3,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류발전기 기전력 $E = \\frac{P Z \\Phi N}{60 a}$\n중권이므로 병렬회로수 $a = P(극수) = 4$ 입니다.\n$100 = \\frac{4 \\times 500 \\times 0.01 \\times N}{60 \\times 4}$\n$100 = \\frac{5 \\times N}{60}$\n$N = \\frac{100 \\times 60}{5} = 1200[rpm]$"
},
{
"question": "포화되지 않은 직류발전기의 회전수가 4배로 증가되었을 때 기전력을 전과 같은 값으로 하려면 자속을 속도 변화전에 비해 얼마로 하여야 하는가?",
"options": [
"$1/2$",
"$1/4$",
"$1/3$",
"$1/8$"
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "기전력 $E$는 자속 $\\Phi$와 회전수 $N$에 비례합니다. ($E \\propto \\Phi \\cdot N$)\n회전수가 4배가 되었을 때 기전력을 똑같이 유지하려면 자속은 **$1/4$ 배**로 감소시켜야 두 값의 곱이 원래와 동일해집니다."
},
{
"question": "2상 교류 서보모터를 구동하는데 필요한 2상 전압을 얻는 방법으로 널리 쓰이는 방법은?",
"options": [
"2상 전원을 직접 이용하는 방법",
"환상 결선 변압기를 이용하는 방법",
"여자권선에 리액터를 삽입하는 방법",
"증폭기 내에서 위상을 조정하는 방법"
],
"answer": 4,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "2상 교류 서보모터는 기준 권선과 제어 권선에 $90^\\circ$ 위상차가 나는 전압을 가해 구동합니다. 실제로는 단상 전원으로부터 서보 앰프(**증폭기**) 내부의 위상 천이 회로를 통해 위상을 조정하여 2상 전압을 얻어내는 방식을 가장 널리 사용합니다."
},
{
"question": "취급이 간단하고 기동시간이 짧아서 섬과 같이 전력계통에서 고립된 지역, 선박 등에 사용되는 소용량 전원용 발전기는?",
"options": [
"터빈 발전기",
"엔진 발전기",
"수차 발전기",
"초전도 발전기"
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "디젤 엔진 등을 동력원으로 하는 **엔진 발전기**는 다른 발전 설비에 비해 덩치가 작고, 기동 및 정지가 빠르며 연료를 보급하기 쉬워 도서 지역이나 선박의 비상용 및 주전원용 소용량 발전기로 주로 사용됩니다."
},
{
"question": "권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하는 경우 그 동기속도는 어떤 전동기의 속도와 같은가?",
"options": [
"두 전동기 중 적은 극수를 갖는 전동기",
"두 전동기 중 많은 극수를 갖는 전동기",
"두 전동기의 극수의 합과 같은 극수를 갖는 전동기",
"두 전동기의 극수의 합의 평균과 같은 극수를 갖는 전동기"
],
"answer": 3,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "종속법에 의한 속도제어에서, 두 전동기를 직렬 종속으로 연결할 경우의 동기속도는 $N_s = \\frac{120f}{P_1 + P_2}$ 입니다. 즉, **두 전동기의 극수를 더한 것과 같은 극수를 갖는 전동기의 속도**가 됩니다."
},
{
"question": "GTO 사이리스터의 특징으로 틀린 것은?",
"options": [
"각 단자의 명칭은 SCR 사이리스터와 같다.",
"온(On) 상태에서는 양방향 전류특성을 보인다.",
"온(On) 드롭(Drop)은 약 $2\\sim4[V]$가 되어 SCR 사이리스터보다 약간 크다.",
"오프(Off) 상태에서는 SCR 사이리스터처럼 양방향 전압 저지능력을 갖고 있다."
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터는 게이트에 역방향 전류를 흘려 턴오프(Turn-off) 시킬 수 있는 소자입니다. 하지만 SCR과 마찬가지로 전류는 한쪽 방향으로만 흐르는 **단방향 특성**을 가지므로, 양방향 전류특성을 보인다는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "3상 변압기의 병렬운전 조건으로 틀린 것은?",
"options": [
"각 군의 임피던스가 용량에 비례할 것",
"각 변압기의 백분율 임피던스 강하가 같을 것",
"각 변압기의 권수비가 같고 1차와 2차의 정격전압이 같을 것",
"각 변압기의 상회전 방향 및 1차와 2차 선간전압의 위상 변위가 같을 것"
],
"answer": 1,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 병렬운전 시 부하의 분담은 용량에 비례하고 임피던스에 반비례합니다. 따라서 과부하를 막기 위해 각 변압기의 **임피던스는 용량에 '반비례'** 하도록 설계되어야 합니다. 비례한다는 것은 틀린 설명입니다."
},
{
"question": "직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면 어떻게 되는가?",
"options": [
"저압 대전류용 권선이다.",
"균압환을 연결해야 한다.",
"내부 병렬 회로수가 극수만큼 생긴다.",
"전기자 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2이다."
],
"answer": 4,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "파권(직렬권)은 병렬 회로수($a$)가 극수($P$)와 무관하게 **항상 2**인 권선법입니다. 회로가 적게 나뉘므로 고전압 소전류용에 적합합니다.\n\n💡 <b>[비교]</b> 극수만큼 회로가 생기고(a=P), 저압 대전류용에 쓰이며 균압환이 필요한 것은 **중권**의 특징입니다."
},
{
"question": "동기발전기의 단자부근에서 단락 시 단락전류는?",
"options": [
"서서히 증가하여 큰 전류가 흐른다.",
"처음부터 일정한 큰 전류가 흐른다.",
"무시할 정도의 작은 전류가 흐른다.",
"단락된 순간은 크나, 점차 감소한다."
],
"answer": 4,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "단락사고 발생 **직후**에는 누설 리액턴스만이 작용하므로 매우 큰 돌발 단락전류가 흐릅니다. 하지만 시간이 지나면서 전기자 반작용 리액턴스(감자 작용)가 점차 영향을 미치기 시작해 전체 동기 임피던스가 커지므로 단락전류는 **점차 감소하여 일정한 영구 단락전류**가 됩니다."
},
{
"question": "전력의 일부를 전원측에 반환할 수 있는 유도전동기의 속도 제어법은?",
"options": [
"극수 변환법",
"크레머 방식",
"2차 저항 가감법",
"세르비우스 방식"
],
"answer": 4,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "권선형 유도전동기의 슬립 전력 회수 방식 중, 회전자(2차측)에서 발생하는 슬립 주파수의 전력을 주파수 변환기를 거쳐 상용 주파수로 바꾼 뒤 **전원측(전기적 에너지)으로 직접 반환**하여 효율을 높이는 방식을 **세르비우스 방식**이라고 합니다."
},
{
"question": "단권변압기에서 1차 전압 $100[V]$, 2차 전압 $110[V]$인 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는?",
"options": [
"$1/10$",
"$1/11$",
"10",
"11"
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "승압용 단권변압기에서 $\\frac{\\text{자기용량(변압기용량)}}{\\text{부하용량}} = \\frac{V_H - V_L}{V_H}$ 입니다.\n$V_H$(고압측 전압) $= 110[V]$, $V_L$(저압측 전압) $= 100[V]$ 이므로\n$\\frac{110 - 100}{110} = \\frac{10}{110} = \\frac{1}{11}$ 이 됩니다."
},
{
"question": "3상 유도전동기의 기계적 출력 $P[kW]$, 회전수 $N[rpm]$인 전동기의 토크 $[N\\cdot m]$는?",
"options": [
"$0.46 \\frac{P}{N}$",
"$0.855 \\frac{P}{N}$",
"$975 \\frac{P}{N}$",
"$9549.3 \\frac{P}{N}$"
],
"answer": 4,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "출력 $P[W] = \\tau \\cdot \\omega = \\tau \\cdot \\frac{2\\pi N}{60}$ 입니다.\n$\\tau = \\frac{60 \\cdot P[W]}{2\\pi N}$ 인데, 문제에서 P의 단위가 $[kW]$ 이므로 $10^3$을 곱해줍니다.\n$\\tau = \\frac{60 \\times 10^3}{2\\pi} \\cdot \\frac{P[kW]}{N} = \\frac{60000}{6.283} \\cdot \\frac{P}{N} \\approx 9549.3 \\frac{P}{N} [N\\cdot m]$\n\n💡 (참고) 만약 단위가 $[kg\\cdot m]$라면 $975 \\frac{P}{N}$ 가 됩니다."
},
{
"question": "210/105 V의 변압기를 가극성으로 결선하고 고압측에 200 V의 전압을 가하면 전압계의 지시는 몇 V 인가?",
"options": [
"100",
"200",
"300",
"400"
],
"answer": 3,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 변압기의 권수비는 $210 / 105 = 2$ 입니다.\n2. 고압측(1차)에 $200[V]$를 인가하면, 저압측(2차)에는 $100[V]$가 유도됩니다.\n3. 단권변압기의 직렬 결선 시 **가극성**이므로, 전압계가 측정하는 전체 전압은 1차 전압과 2차 전압의 합입니다.\n$V = V_1 + V_2 = 200 + 100 = 300[V]$"
},
{
"question": "평형 6상 반파정류회로에서 $297[V]$의 직류전압을 얻기 위한 입력측 각 상전압은 약 몇 $[V]$ 인가? (단, 부하는 순수저항부하이다.)",
"options": [
"110",
"220",
"380",
"440"
],
"answer": 2,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "6상 반파정류회로의 직류 평균 전압 공식은 $E_d = \\frac{3\\sqrt{2}}{\\pi} E \\approx 1.35 E$ 입니다.\n$297 = 1.35 \\times E$\n$E = \\frac{297}{1.35} = 220[V]$"
},
{
"question": "3상 분권 정류자전동기에 속하는 것은?",
"options": [
"톰슨 전동기",
"데리 전동기",
"시라게 전동기",
"애트킨슨 전동기"
],
"answer": 3,
"year": "20200926",
"weight": 1.5,
"explanation": "교류 정류자 전동기 중 브러시를 이동시켜 속도와 역률을 제어하는 대표적인 **3상 분권 정류자 전동기**는 **시라게(Schrage) 전동기**입니다.\n(참고: 톰슨, 데리, 애트킨슨 전동기는 단상 반발 전동기입니다.)"
},
{
"question": "정격전압 $120[V]$, $60[Hz]$인 변압기의 무부하 입력 $80[W]$, 무부하 전류 $1.4[A]$ 이다. 이 변압기의 여자 리액턴스는 약 몇 $[\\Omega]$ 인가?",
"options": [
"97.6",
"103.7",
"124.7",
"180"
],
"answer": 1,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 철손전류 $I_c = \\frac{P_i}{V} = \\frac{80}{120} = 0.667[A]$\n2. 자화전류(여자전류) $I_\\phi = \\sqrt{I_0^2 - I_c^2} = \\sqrt{1.4^2 - 0.667^2} \\approx 1.23[A]$\n3. 여자 리액턴스 $X_0 = \\frac{V}{I_\\phi} = \\frac{120}{1.23} \\approx 97.56 \\rightarrow 97.6[\\Omega]$"
},
{
"question": "서보모터의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"발생토크는 입력신호에 비례하고, 그 비가 클 것",
"직류 서보모터에 비하여 교류 서보모터의 시동 토크가 매우 클 것",
"시동 토크는 크나 회전부의 관성모멘트가 작고, 전기력 시정수가 짧을 것",
"빈번한 시동, 정지, 역전 등의 가혹한 상태에 견디도록 견고하고, 큰 돌입전류에 견딜 것"
],
"answer": 2,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "교류 서보모터는 브러시가 없어 구조가 튼튼하고 유지보수가 쉬운 장점이 있지만, **직류 서보모터에 비해 기동 토크(시동 토크)가 작다는 단점**이 있습니다."
},
{
"question": "3상 변압기 2차측의 W상만을 반대로 하고, Y-Y 결선을 한 경우, 2차 상전압이 $E_U=70[V], E_V=70[V], E_W=70[V]$ 라면 2차 선간전압은 약 몇 $[V]$ 인가?",
"options": [
"$V_{U-V}=121.2[V], V_{V-W}=70[V], V_{W-U}=70[V]$",
"$V_{U-V}=121.2[V], V_{V-W}=210[V], V_{W-U}=70[V]$",
"$V_{U-V}=121.2[V], V_{V-W}=121.2[V], V_{W-U}=70[V]$",
"$V_{U-V}=121.2[V], V_{V-W}=121.2[V], V_{W-U}=121.2[V]$"
],
"answer": 1,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "정상 결선인 U와 V상의 선간전압 $V_{U-V}$는 상전압의 $\\sqrt{3}$배이므로 $70 \\times \\sqrt{3} \\approx 121.2[V]$입니다.\n하지만 W상의 결선이 반대로 되면 위상이 $180^\\circ$ 뒤집혀, V와 W, W와 U 사이의 위상차가 $60^\\circ$가 됩니다.\n이때의 선간전압은 $\\sqrt{E^2 + E^2 - 2E^2 \\cos 60^\\circ} = E$ 가 되어, $V_{V-W}$와 $V_{W-U}$는 원래 상전압과 똑같은 $70[V]$가 됩니다."
},
{
"question": "극수 8, 중권 직류기의 전기자 총 도체 수 960, 매극 자속 $0.04[Wb]$, 회전수 $400[rpm]$ 이라면 유기기전력은 몇 $[V]$ 인가?",
"options": [
"256",
"327",
"425",
"625"
],
"answer": 1,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류발전기 기전력 $E = \\frac{P Z \\Phi N}{60 a}$\n**중권**이므로 병렬회로수 $a$는 극수 $P$와 같은 8입니다.\n$E = \\frac{8 \\times 960 \\times 0.04 \\times 400}{60 \\times 8} = \\frac{960 \\times 16}{60} = 16 \\times 16 = 256[V]$"
},
{
"question": "3상 유도전동기에서 2차측 저항을 2배로 하면 그 최대토크는 어떻게 변하는가?",
"options": [
"2배로 커진다.",
"3배로 커진다.",
"변하지 않는다.",
"$\\sqrt{2}$배로 커진다."
],
"answer": 3,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "**비례추이**의 핵심입니다. 권선형 유도전동기에서 2차 저항을 변화시키면 최대 토크가 발생하는 '슬립(속도)'의 위치만 바뀔 뿐, **최대 토크의 크기 자체는 절대로 변하지 않습니다.**"
},
{
"question": "동기전동기에 일정한 부하를 걸고 계자전류를 $0[A]$에서부터 계속 증가시킬 때 관련 설명으로 옳은 것은? (단, $I$는 전기자전류이다.)",
"options": [
"$I$는 증가하다가 감소한다.",
"$I$가 최소일 때 역률이 1 이다.",
"$I$가 감소상태일 때 앞선 역률이다.",
"$I$가 증가상태일 때 뒤진 역률이다."
],
"answer": 2,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기전동기의 V곡선(위상특성곡선)에 대한 설명입니다.\n계자전류를 증가시키면 전기자 전류($I$)는 V자 형태로 감소했다가 증가합니다. 이때 **전기자 전류가 최소가 되는 꼭짓점에서 역률($\\cos\\theta$)이 1**이 됩니다."
},
{
"question": "$3[kVA]$, $3000/200[V]$의 변압기의 단락시험에서 임피던스전압 $120[V]$, 동손 $150[W]$라 하면 $\\%$저항 강하는 몇 $[\\%]$ 인가?",
"options": [
"1",
"3",
"5",
"7"
],
"answer": 3,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "$\\%$저항 강하($p$)는 임피던스 와트(동손) $P_c$를 정격용량 $P_n$으로 나눈 백분율과 같습니다.\n$p = \\frac{P_c}{P_n} \\times 100 = \\frac{150[W]}{3000[VA]} \\times 100 = 5[\\%]$"
},
{
"question": "정격출력 $50[kW]$, 4극 $220[V]$, $60[Hz]$인 3상 유도전동기가 전부하 슬립 $0.04$, 효율 $90[\\%]$로 운전되고 있을 때 다음 중 틀린 것은?",
"options": [
"2차 효율 = $92[\\%]$",
"1차 입력 = $55.56[kW]$",
"회전자 동손 = $2.08[kW]$",
"회전자 입력 = $52.08[kW]$"
],
"answer": 1,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기의 2차 효율 $\\eta_2$는 $(1 - s)$와 같습니다.\n따라서 2차 효율 $\\eta_2 = 1 - 0.04 = 0.96 \\rightarrow 96[\\%]$가 되어야 하므로 1번이 틀렸습니다.\n\n💡 (참고) 1차입력=$50/0.9=55.56[kW]$, 회전자입력=$50/0.96=52.08[kW]$"
},
{
"question": "단상 유도전동기를 2전동기설로 설명하는 경우 정방향 회전자계의 슬립이 $0.2$이면, 역방향 회전자계의 슬립은 얼마인가?",
"options": [
"0.2",
"0.8",
"1.8",
"2.0"
],
"answer": 3,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "2전동기설에서 정방향 회전자의 슬립을 $s$라고 할 때, 역방향 회전자의 슬립은 **$2 - s$**가 됩니다.\n따라서 역방향 슬립 = $2 - 0.2 = 1.8$ 입니다."
},
{
"question": "직류 가동복권발전기를 전동기로 사용하면 어느 전동기가 되는가?",
"options": [
"직류 직권전동기",
"직류 분권전동기",
"직류 가동복권전동기",
"직류 차동복권전동기"
],
"answer": 4,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "발전기를 전동기로 전환하여 사용하면 전기자로 흘러들어가는 전류의 방향이 반대로 바뀝니다. 이에 따라 직권 계자권선에 흐르는 전류 방향도 반대가 되어 자속이 서로 상쇄되는 방향으로 작용하므로 **차동복권 전동기**가 됩니다."
},
{
"question": "동기발전기를 병렬운전 하는데 필요하지 않은 조건은?",
"options": [
"기전력의 용량이 같을 것",
"기전력의 파형이 같을 것",
"기전력의 크기가 같을 것",
"기전력의 주파수가 같을 것"
],
"answer": 1,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기발전기의 병렬운전 필수 조건은 기전력의 **크기, 위상, 주파수, 파형, 상회전 방향**이 같아야 한다는 것입니다. 발전기가 만들어내는 **용량(출력)**은 서로 달라도 병렬운전이 가능합니다."
},
{
"question": "IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"MOSFET와 같이 전압제어 소자이다.",
"GTO 사이리스터와 같이 역방향 전압저지 특성을 갖는다.",
"게이트와 에미터 사이의 입력 임피던스가 매우 낮아 BJT보다 구동하기 쉽다.",
"BJT처럼 on-drop 이 전류에 관계없이 낮고 거의 일정하며, MOSFET보다 훨씬 큰 전류를 흘릴 수 있다."
],
"answer": 3,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "IGBT는 게이트 단자가 절연(Insulated)되어 있어 입력 저항(임피던스)이 **매우 높습니다**. 따라서 극히 적은 전력으로도 쉽게 구동(제어)할 수 있는 것이 장점입니다."
},
{
"question": "유도전동기에서 공급 전압의 크기가 일정하고 전원 주파수만 낮아질 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?",
"options": [
"철손이 감소한다.",
"온도상승이 커진다.",
"여자전류가 감소한다.",
"회전속도가 증가한다."
],
"answer": 2,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "기전력 식 $E = 4.44 f N \\Phi$ 에 따라, 전압($E$)이 일정할 때 주파수($f$)가 낮아지면 자속($\\Phi$)이 커집니다. 자속이 증가하면 철심이 포화되어 무부하 여자전류가 급증하고 철손도 늘어나, 결과적으로 전동기의 **온도 상승이 커지게 됩니다.**"
},
{
"question": "용접용으로 사용되는 직류발전기의 특성 중에서 가장 중요한 것은?",
"options": [
"과부하에 견딜 것",
"전압변동률이 적을 것",
"경부하일 때 효율이 좋을 것",
"전류에 대한 전압특성이 수하특성일 것"
],
"answer": 4,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "아크 용접을 할 때는 전류가 크게 증가할 때 전압이 급격히 떨어져 일정한 전류를 유지시켜주는 **수하 특성(Drooping characteristic)**이 필수적입니다. 차동 복권 발전기가 이 특성을 가집니다."
},
{
"question": "동기발전기에 설치된 제동권선의 효과로 틀린 것은?",
"options": [
"난조 방지",
"과부하 내량의 증대",
"송전선의 불평형 단락 시 이상전압 방지",
"불평형 부하 시의 교류, 전압 파형의 개선"
],
"answer": 2,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "제동권선은 동기기의 회전자 자극 표면에 설치하여 **난조(속도의 흔들림)를 억제**하는 것이 주 목적입니다. 기동 토크를 발생시키고 불평형 시의 이상 현상을 막아주기도 하지만, 발전기 자체의 **과부하 내량을 증대시키지는 못합니다.**"
},
{
"question": "$3300/220[V]$ 변압기 A, B의 정격용량이 각각 $400[kVA]$, $300[kVA]$이고, 임피던스 강하가 각각 $2.4[\\%]$, $3.6[\\%]$ 일 때 그 2대의 변압기에 걸 수 있는 합성부하용량은 몇 $[kVA]$ 인가?",
"options": [
"550",
"600",
"650",
"700"
],
"answer": 2,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "병렬 운전 시 각 변압기가 분담하는 부하는 용량에 비례하고 $\\%Z$에 반비례합니다.\n$\\frac{P_A}{P_B} = \\frac{400}{300} \\times \\frac{3.6}{2.4} = \\frac{4}{3} \\times 1.5 = 2$\n따라서 $P_A = 2P_B$의 비율로 부하를 분담합니다.\n과부하를 방지하기 위해 정격용량 대비 부담이 큰 변압기 A가 $400[kVA]$를 풀로 담당한다고 가정하면, $P_B = 200[kVA]$가 되어 B의 용량 한도($300[kVA]$) 내이므로 안전합니다.\n합성 부하용량 = $400 + 200 = 600[kVA]$"
},
{
"question": "동기기의 전기자 저항을 $r$, 전기자 반작용 리액턴스를 $X_a$, 누설 리액턴스를 $X_l$이라고 하면 동기임피던스를 표시하는 식은?",
"options": [
"$r^2+(\\frac{X_a}{X_l})^2$",
"$\\sqrt{r^2+X_l^2}$",
"$\\sqrt{r^2+X_a^2}$",
"$\\sqrt{r^2+(X_a+X_l)^2}$"
],
"answer": 4,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기 임피던스 $Z_s = \\sqrt{r^2 + X_s^2}$ 입니다.\n이때 동기 리액턴스 $X_s$는 전기자 반작용에 의한 리액턴스($X_a$)와 누설 리액턴스($X_l$)의 합이므로, 이를 대입하면 $Z_s = \\sqrt{r^2 + (X_a + X_l)^2}$ 가 됩니다."
},
{
"question": "단상 유도전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"반발 기동형: 직류전동기와 같이 정류자와 브러시를 이용하여 기동한다.",
"분상 기동형: 별도의 보조권선을 사용하여 회전자계를 발생시켜 기동한다.",
"커패시터 기동형: 기동전류에 비해 기동토크가 크지만, 커패시터를 설치해야 한다.",
"반발 유도형: 기동 시 농형권선과 반발전동기의 회전자권선을 함께 이용하나 운전 중에는 농형권선만을 이용한다."
],
"answer": 4,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "반발 유도형 전동기는 기동 시뿐만 아니라 **운전 중에도 농형 권선과 반발 전동기의 회전자 권선을 함께 이용**하여 특성을 개선하는 전동기입니다. 운전 중에 농형 권선만 이용한다는 것은 틀린 설명입니다."
},
{
"question": "직류전동기의 속도제어법이 아닌 것은?",
"options": [
"계자 제어법",
"전력 제어법",
"전압 제어법",
"저항 제어법"
],
"answer": 2,
"year": "20200822",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류전동기의 속도 $N = \\frac{V - I_a R_a}{k \\phi}$ 공식을 통해 3가지 제어법을 도출할 수 있습니다.\n1. **전압 제어법** ($V$ 조절)\n2. **저항 제어법** ($R_a$ 조절)\n3. **계자 제어법** ($\\phi$ 조절)\n'전력 제어법'이라는 속도 제어 방식은 존재하지 않습니다."
},
{
"question": "3상 $20,000[kVA]$인 동기발전기가 있다. 이 발전기는 $60[Hz]$일 때는 $200[rpm]$, $50[Hz]$일 때는 약 $167[rpm]$으로 회전한다. 이 동기발전기의 극수는?",
"options": [
"18극",
"36극",
"54극",
"72극"
],
"answer": 2,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기속도 $N_s = \\frac{120f}{P}$ 공식을 이용해 극수 $P$를 구합니다.\n$P = \\frac{120f}{N_s} = \\frac{120 \\times 60}{200} = 36$ 극이 됩니다.\n($50[Hz]$일 때로 계산해도 $P = \\frac{120 \\times 50}{167} \\approx 35.9$ 로 동일하게 36극이 나옵니다.)"
},
{
"question": "전원전압이 $100[V]$인 단상 전파정류제어에서 점호각이 $30^\\circ$일 때 직류 평균전압은 약 몇 $[V]$ 인가?",
"options": [
"54",
"64",
"84",
"94"
],
"answer": 3,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 전파 위상제어 정류회로의 평균 전압 공식은 $E_d = \\frac{2\\sqrt{2}E}{\\pi} \\frac{1+\\cos\\alpha}{2} \\approx 0.9E \\frac{1+\\cos\\alpha}{2}$ 입니다.\n$E_d = 0.9 \\times 100 \\times \\frac{1+\\cos(30^\\circ)}{2} = 90 \\times \\frac{1+0.866}{2} = 90 \\times 0.933 = 83.97[V]$\n따라서 약 **$84[V]$** 가 됩니다."
},
{
"question": "단자전압 $110[V]$, 전기자 전류 $15[A]$, 전기자 회로의 저항 $2[\\Omega]$, 정격속도 $1800[rpm]$으로 전부하에서 운전하고 있는 직류 분권전동기의 토크는 약 몇 $[N\\cdot m]$ 인가?",
"options": [
"6.4",
"10.08",
"11.14",
"16.0"
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 역기전력 $E_a = V - I_a R_a = 110 - (15 \\times 2) = 80[V]$\n2. 기계적 출력 $P = E_a I_a = 80 \\times 15 = 1200[W]$\n3. 토크 $\\tau = \\frac{P}{\\omega} = \\frac{1200}{2\\pi N / 60} = \\frac{1200 \\times 60}{2\\pi \\times 1800} = \\frac{72000}{11309.7} \\approx 6.366 [N\\cdot m]$\n따라서 약 **$6.4[N\\cdot m]$** 입니다."
},
{
"question": "단상 유도전동기의 분상 기동형에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"보조권선은 높은 저항과 낮은 리액턴스를 갖는다.",
"주권선은 비교적 낮은 저항과 높은 리액턴스를 갖는다.",
"높은 토크를 발생시키려면 보조권선에 병렬로 저항을 삽입한다.",
"전동기가 기동하여 속도가 어느 정도 상승하면 보조 권선을 전원에서 분리해야 한다."
],
"answer": 3,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "분상 기동형은 주권선과 보조권선의 '위상차'를 이용해 회전자계를 만듭니다. 기동 토크를 더 높이려면 보조권선에 저항을 삽입하는 것이 아니라, 위상차를 $90^\\circ$에 가깝게 만들 수 있는 **커패시터(콘덴서)**를 직렬로 삽입해야 합니다. (이것이 콘덴서 기동형입니다.)"
},
{
"question": "직류발전기에 $P[N\\cdot m/s]$의 기계적 동력을 주면 전력은 몇 $[W]$로 변환되는가? (단, 손실은 없으며, $i_a$는 전기자 도체의 전류, $e$는 전기자 도체의 유기기전력, $Z$는 총 도체수이다.)",
"options": [
"$P=i_a e Z$",
"$P=\\frac{i_a Z}{e}$",
"$P=\\frac{i_a e}{Z}$",
"$P=\\frac{e Z}{i_a}$"
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "전기자 도체 하나에서 발생하는 전력은 유기기전력($e$)과 흐르는 전류($i_a$)의 곱인 $e \\cdot i_a$ 입니다.\n전기자에는 총 $Z$개의 도체가 있으므로, 전체 발전기가 생산하는 총 전력(동력) $P$는 **$P = e \\cdot i_a \\cdot Z$** 가 됩니다."
},
{
"question": "용량 $1[kVA]$, $3000/200[V]$의 단상변압기를 단권변압기로 결선해서 $3000/3200[V]$의 승압기로 사용할 때 그 부하 용량$[kVA]$ 은?",
"options": [
"15",
"16",
"21",
"32"
],
"answer": 2,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "단권변압기의 자기용량과 부하용량의 관계식: $\\frac{\\text{자기용량}}{\\text{부하용량}} = \\frac{V_H - V_L}{V_H}$\n여기서 자기용량은 원래 변압기 용량인 $1[kVA]$, $V_H = 3200[V]$, $V_L = 3000[V]$ 입니다.\n$\\frac{1}{W} = \\frac{3200 - 3000}{3200} = \\frac{200}{3200} = \\frac{1}{16}$\n따라서 부하 용량 $W = 16[kVA]$ 가 됩니다."
},
{
"question": "유도전동기를 정격상태로 사용 중, 전압이 $10[\\%]$ 상승할 때 특성변화로 틀린 것은? (단, 부하는 일정토크라고 가정한다.)",
"options": [
"슬립이 작아진다.",
"역률이 떨어진다.",
"속도가 감소한다.",
"히스테리시스손과 와류손이 증가한다."
],
"answer": 3,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기의 토크는 전압의 제곱에 비례($\\tau \\propto V^2$)하고, 슬립은 전압의 제곱에 반비례($s \\propto \\frac{1}{V^2}$)합니다. \n전압이 상승하면 전동기의 힘(토크)이 좋아져 슬립이 작아지므로 **회전 속도는 오히려 증가**하게 됩니다. (속도 감소는 틀린 설명)"
},
{
"question": "단상 유도전동기의 기동 시 브러시를 필요로 하는 것은?",
"options": [
"분상 기동형",
"반발 기동형",
"콘덴서 분상 기동형",
"셰이딩 코일 기동형"
],
"answer": 2,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "**반발 기동형** 단상 유도전동기는 직류전동기처럼 회전자에 정류자와 **브러시**가 장착되어 있습니다. 기동 시에는 브러시를 단락하여 기동 토크를 얻고, 일정 속도에 도달하면 원심력 스위치로 정류자를 전체 단락시켜 농형처럼 운전하는 특수한 전동기입니다."
},
{
"question": "스텝모터(Step Motor)에 대한 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"가속과 감속이 용이하다.",
"정·역 및 변속이 용이하다.",
"위치제어 시 각도 오차가 작다.",
"브러시 등 부품수가 많아 유지보수 필요성이 크다."
],
"answer": 4,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "스텝모터는 기계적인 마찰을 일으키는 **브러시와 정류자가 없는(Brushless) 구조**입니다. 따라서 부품 수가 적고 수명이 길며, 유지보수가 거의 필요 없는 것이 큰 장점입니다."
},
{
"question": "직류전동기의 워드레오나드(Ward-Leonard) 속도제어 방식으로 옳은 것은?",
"options": [
"전압제어",
"저항제어",
"계자제어",
"직병렬제어"
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "워드레오나드 방식과 일그너 방식은 직류전동기의 전기자에 공급되는 **전압을 제어**하여 속도를 조절하는 가장 대표적인 **전압 제어법**입니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> 제어 범위가 넓고 정밀하여 엘리베이터나 압연기 등에 쓰이는 고급 제어 방식입니다."
},
{
"question": "출력이 $20[kW]$인 직류발전기의 효율이 $80[\\%]$ 이면 전 손실은 약 몇 $[kW]$ 인가?",
"options": [
"5.0",
"10.8",
"21.25",
"45.0"
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "효율 $\\eta = \\frac{\\text{출력}}{\\text{출력} + \\text{손실}}$\n$0.8 = \\frac{20}{20 + L}$\n$16 + 0.8L = 20$\n$0.8L = 4 \\rightarrow L = \\frac{4}{0.8} = 5[kW]$\n따라서 전 손실은 $5[kW]$가 됩니다."
},
{
"question": "전압변동률이 작은 동기발전기의 특성으로 옳은 것은?",
"options": [
"단락비가 크다.",
"속도변동률이 크다.",
"동기 리액턴스가 크다.",
"전기자 반작용이 크다."
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "전압변동률이 작다는 것은 동기 임피던스(리액턴스 및 전기자 반작용)가 작다는 뜻입니다. 임피던스가 작으면 **단락비($K$)는 반비례하여 커지게 됩니다.**\n\n💡 <b>[필수 암기]</b> 단락비가 큰 기계(철기계) = 리액턴스 작음 = 전압변동률 작음 = 안정도 뛰어남 = 크고 무겁고 비쌈"
},
{
"question": "변압기의 $\\%Z$(퍼센트 임피던스)가 커지면 단락전류는 어떻게 변화하는가?",
"options": [
"커진다.",
"작아진다.",
"변동 없다.",
"무한대로 커진다."
],
"answer": 2,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "단락전류 $I_s = \\frac{100}{\\%Z} I_n$ 공식에 의해, 단락전류는 $\\%Z$에 반비례합니다.\n따라서 변압기의 임피던스($\\%Z$)가 커지면 고장 시 흐르는 **단락전류는 작아집니다.**"
},
{
"question": "단권변압기의 설명으로 틀린 것은?",
"options": [
"분로권선과 직렬권선으로 구분된다.",
"1차권선과 2차권선의 일부가 공동으로 사용된다.",
"3상에는 사용할 수 없고 단상으로만 사용한다.",
"분로권선에서 누설자속이 없기 때문에 전압변동률이 작다."
],
"answer": 3,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "단권변압기는 권선의 일부를 공통으로 쓰는 변압기로, 단상뿐만 아니라 Y결선이나 V결선 등을 통해 **3상 승압기나 강압기로도 널리 사용**됩니다. (단상으로만 사용한다는 것은 틀림)"
},
{
"question": "도통(ON) 상태에 있는 SCR을 차단(OFF) 상태로 만들기 위해서는 어떻게 하여야 하는가?",
"options": [
"게이트 펄스전압을 가한다.",
"게이트 전류를 증가시킨다.",
"게이트 전압이 부(-)가 되도록 한다.",
"전원전압의 극성이 반대가 되도록 한다."
],
"answer": 4,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "한번 도통된 SCR은 게이트의 신호로는 절대 끌 수 없습니다(Turn-off 불가능). SCR을 끄기 위해서는 애노드 전류를 유지전류(Holding current) 이하로 낮추거나, **전원(애노드와 캐소드)에 역방향 전압을 가하여 극성을 반대로 만들어야** 합니다."
},
{
"question": "동기전동기의 공급전압과 부하를 일정하게 유지하면서 역률을 1로 운전하고 있는 상태에서 여자전류를 증가시키면 전기자전류는?",
"options": [
"앞선 무효전류가 증가",
"앞선 무효전류가 감소",
"뒤진 무효전류가 증가",
"뒤진 무효전류가 감소"
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)을 떠올려보세요.\n역률이 1인 상태(곡선의 최하점)에서 여자전류를 더 증가시켜 **과여자** 상태로 만들면, 콘덴서(진상)처럼 작용하여 **앞선 무효전류가 흐르면서 증가**하게 됩니다."
},
{
"question": "계자권선이 전기자에 병렬로만 연결된 직류기는?",
"options": [
"분권기",
"직권기",
"복권기",
"타여자기"
],
"answer": 1,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류기의 종류는 전기자와 계자권선의 연결 방식에 따라 나뉩니다.\n• 직렬로 연결: **직권기**\n• 병렬로 연결: **분권기 (分 나누어질 분)**\n• 직렬과 병렬 모두 섞임: **복권기**"
},
{
"question": "정격전압 $6600[V]$인 3상 동기발전기가 정격출력(역률 1)으로 운전할 때 전압변동률이 $12[\\%]$ 이었다. 여자전류와 회전수를 조정하지 않은 상태로 무부하 운전하는 경우 단자전압$[V]$ 은?",
"options": [
"6433",
"6943",
"7392",
"7842"
],
"answer": 3,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "전압변동률 $\\epsilon = \\frac{V_0 - V_n}{V_n}$\n$0.12 = \\frac{V_0 - 6600}{6600}$\n$V_0 - 6600 = 6600 \\times 0.12 = 792$\n무부하 전압 $V_0 = 6600 + 792 = 7392[V]$"
},
{
"question": "1차전압 $6600[V]$, 권수비 30인 단상변압기로 전등부하에 $30[A]$ 공급할 때의 입력 $[kW]$ 은? (단, 변압기의 손실은 무시한다.)",
"options": [
"5.5",
"6.6",
"7.7",
"14.4"
],
"answer": 2,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 2차 전압(부하 전압) $V_2 = \\frac{V_1}{a} = \\frac{6600}{30} = 220[V]$\n2. 2차 출력 $P_{out} = V_2 \\cdot I_2 = 220[V] \\times 30[A] = 6600[W] = 6.6[kW]$\n3. 손실을 무시하는 이상 변압기이므로 1차 입력 = 2차 출력 = **$6.6[kW]$** 가 됩니다."
},
{
"question": "3선 중 2선의 전원 단자를 서로 바꾸어서 결선하면 회전 방향이 바뀌는 기기가 아닌 것은?",
"options": [
"회전변류기",
"유도전동기",
"동기전동기",
"정류자형 주파수 변환기"
],
"answer": 4,
"year": "20200606",
"weight": 1.5,
"explanation": "3상 전원 3선 중 2선의 결선을 바꾸면 고정자의 '회전자계' 방향이 반대로 바뀝니다. 따라서 회전자계 원리로 동작하는 유도전동기, 동기전동기, 회전변류기는 모두 역회전하게 됩니다.\n그러나 **정류자형 주파수 변환기**는 브러시의 위치나 다른 전기적 작용에 의해 제어되므로, 단순히 전원선 2개를 바꾼다고 해서 회전 방향이 바뀌지 않습니다."
},
{
"question": "동기발전기의 돌발 단락 시 발생되는 현상으로 틀린 것은?",
"options": [
"큰 과도전류가 흘러 권선 소손",
"단락전류는 전기자 저항으로 제한",
"코일 상호간 큰 전자력에 의한 코일 파손",
"큰 단락전류 후 점차 감소하여 지속 단락전류 유지"
],
"answer": 2,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "돌발 단락 사고 발생 직후에는 누설 리액턴스만이 작용하여 매우 큰 과도 단락전류가 흐릅니다. 하지만 점차 전기자 반작용(감자 작용)이 커지면서 동기 리액턴스가 증가하므로 단락전류는 일정한 지속 단락전류로 감소하게 됩니다. 단락전류를 제한하는 주된 요소는 전기자 저항이 아니라 **동기 리액턴스**입니다."
},
{
"question": "SCR의 특징으로 틀린 것은?",
"options": [
"과전압에 약하다.",
"열용량이 적어 고온에 약하다.",
"전류가 흐르고 있을 때의 양극 전압강하가 크다.",
"게이트에 신호를 인가할 때부터 도통할 때까지의 시간이 짧다."
],
"answer": 3,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "SCR(실리콘 제어 정류기)은 PNPN 4층 구조의 반도체 소자로, 일단 턴온(도통)되어 전류가 흐르고 있을 때는 양극(애노드)과 음극(캐소드) 사이의 **전압 강하가 약 $1\\sim2[V]$ 정도로 매우 작습니다.** 전압 강하가 크다는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "터빈 발전기의 냉각을 수소냉각방식으로 하는 이유로 틀린 것은?",
"options": [
"풍손이 공기 냉각 시의 양 1/10로 줄어든다.",
"열전도율이 좋고 가스냉각기의 크기가 작아진다.",
"절연물의 산화작용이 없으므로 절연열화가 작아서 수명이 길다.",
"반폐형으로 하기 때문에 이물질의 침입이 없고 소음이 감소한다."
],
"answer": 4,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "수소냉각방식은 공기 대신 수소를 순환시켜 냉각하는 방식으로 효율이 매우 뛰어납니다. 단, 수소가 밖으로 새어 나가거나 공기가 유입되면 폭발할 위험이 매우 크므로, 발전기 외함을 **반드시 전폐형(완전 밀폐형)** 방폭 구조로 만들어야 합니다. 반폐형이라는 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "단상 유도전동기의 특징을 설명한 것으로 옳은 것은?",
"options": [
"기동 토크가 없으므로 기동장치가 필요하다.",
"기계손이 있어도 무부하 속도는 동기속도보다 크다.",
"권선형은 비례추이가 불가능하며, 최대 토크는 불변이다.",
"슬립은 0>S>-1 이고, 2보다 작고 0이 되기 전에 토크가 0이 된다."
],
"answer": 1,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 유도전동기는 단일 교류 전원만으로는 회전 자계가 만들어지지 않고 교번 자계만 발생합니다. 따라서 정지 상태에서는 스스로 돌 수 있는 **기동 토크가 0**이므로, 반드시 분상권선, 콘덴서, 셰이딩 코일 등의 **기동 장치가 필요**합니다."
},
{
"question": "몰드변압기의 특징으로 틀린 것은?",
"options": [
"자기 소화성이 우수하다.",
"소형 경량화가 가능하다.",
"건식변압기에 비해 소음이 적다.",
"유입변압기에 비해 절연레벨이 낮다."
],
"answer": 4,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "몰드 변압기는 에폭시 수지로 몰딩한 건식 변압기로 난연성과 소형화가 뛰어나지만, 기름을 채운 유입 변압기에 비해 **충격 파괴 전압(절연 레벨, BIL)이 낮고 대용량 제작이 어려운 단점**이 있습니다.\n\n💡 <b>[참고]</b> 이 문제는 출제 당시 가답안이 4번이었으나 이후 전항 정답 처리된 문제입니다. 하지만 실제 몰드 변압기의 명백한 단점 중 하나가 '절연 레벨이 낮다'는 것이므로, 오답 노트를 복습하실 때 이 점을 유의하여 기억해 두세요."
},
{
"question": "유도전동기의 회전속도를 $N[rpm]$, 동기속도를 $N_s[rpm]$이라 하고 순방향 회전자계의 슬립을 $s$라고 하면, 역방향 회전자계에 대한 회전자 슬립은?",
"options": [
"$s-1$",
"$1-s$",
"$s-2$",
"$2-s$"
],
"answer": 4,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 유도전동기의 2전동기설에 따르면, 교번 자계는 크기가 같고 방향이 반대인 두 개의 회전 자계로 분해됩니다. 이때 정방향(순방향) 회전자의 슬립을 $s$라고 하면, **역방향 회전자의 슬립은 $2-s$** 로 표시됩니다."
},
{
"question": "직류발전기에 직결한 3상 유도전동기가 있다. 발전기의 부하 $100[kW]$, 효율 $90[\\%]$이며 전동기 단자전압 $3300[V]$, 효율 $90[\\%]$, 역률 $90[\\%]$이다. 전동기에 흘러들어가는 전류는 약 몇 $[A]$ 인가?",
"options": [
"12.4",
"4.8",
"19.0",
"24.0"
],
"answer": 4,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 발전기 입력(전동기 출력) $P_{out\\_M} = \\frac{100[kW]}{0.9} = 111.11[kW]$\n2. 전동기 입력 $P_{in\\_M} = \\frac{111.11}{0.9} = 123.456[kW]$\n3. 3상 유도전동기 입력 전력 $P = \\sqrt{3}VI\\cos\\theta$\n$123456 = \\sqrt{3} \\times 3300 \\times I \\times 0.9$\n$123456 = 5144.15 \\times I$\n$I = \\frac{123456}{5144.15} \\approx 24.0[A]$"
},
{
"question": "유도발전기의 동작특성에 관한 설명 중 틀린 것은?",
"options": [
"병렬로 접속된 동기발전기에서 여자를 취해야 한다.",
"효율과 역률이 낮으며 소출력의 자동수력발전기와 같은 용도에 사용된다.",
"유도발전기의 주파수를 증가하려면 회전속도를 동기속도 이상으로 회전시켜야 한다.",
"선로에 단락이 생긴 경우에는 여자가 상실되므로 단락전류는 동기발전기에 비해 적고 지속시간도 짧다."
],
"answer": 3,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도기를 발전기로 쓰려면 회전자를 **동기속도 이상($N > N_s$)**으로 강제로 돌려주어야(슬립 $s < 0$) 합니다. 즉, 기전력을 얻기 위한 기본 동작 원리일 뿐, 발전되는 전력의 '주파수를 증가'시키기 위해서 속도를 높이는 것이 아닙니다. 주파수는 병렬로 연결된 계통 측에 의해 고정됩니다."
},
{
"question": "단상 변압기를 병렬 운전하는 경우 각 변압기의 부하분담이 변압기의 용량에 비례하려면 각각의 변압기의 $\\%\\text{임피던스}$는 어느 것에 해당되는가?",
"options": [
"어떠한 값이라도 좋다.",
"변압기 용량에 비례하여야 한다.",
"변압기 용량에 반비례하여야 한다.",
"변압기 용량에 관계없이 같아야 한다."
],
"answer": 3,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "병렬 운전 시 각 변압기가 분담하는 부하는 '용량에 비례'하고 '$\\text{임피던스에 반비례}$'합니다. ($\\frac{P_A}{P_B} = \\frac{P_{nA}}{P_{nB}} \\cdot \\frac{\\%Z_B}{\\%Z_A}$)\n따라서 두 변압기가 자신의 용량 비율에 딱 맞게 부하를 나누어 가지려면, 각 변압기의 **$\\%\\text{임피던스 강하는 용량에 반비례}$**하도록 설계되어야 합니다."
},
{
"question": "전력변환기기로 틀린 것은?",
"options": [
"컨버터",
"정류기",
"인버터",
"유도전동기"
],
"answer": 4,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "컨버터, 인버터, 정류기, 초퍼 등은 교류를 직류로, 직류를 교류로, 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하는 '전력 변환 기기'입니다. 반면 **유도전동기**는 전기 에너지를 기계적 회전 에너지로 변환하는 '동력 기기(모터)'입니다."
},
{
"question": "농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도제어법은?",
"options": [
"극수 변환법",
"종속 접속법",
"2차 저항제어법",
"2차 여자제어법"
],
"answer": 1,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "농형 유도전동기는 회전자가 단락되어 있어 외부에서 2차측을 조작할 수 없습니다. 따라서 고정자(1차측)를 조작하는 **주파수 변환법, 극수 변환법, 전압 제어법**을 사용합니다. 종속 접속법과 2차 저항/여자 제어법은 모두 '권선형' 유도전동기의 제어법입니다."
},
{
"question": "정격전압 $100[V]$, 정격전류 $50[A]$인 분권발전기의 유기기전력은 몇 $[V]$ 인가? (단, 전기자 저항 $0.2[\\Omega]$, 계자전류 및 전기자 반작용은 무시한다.)",
"options": [
"110",
"120",
"125",
"127.5"
],
"answer": 1,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류 분권발전기의 유도기전력 $E = V + I_a R_a$ 입니다.\n계자전류를 무시하므로 부하전류 $I$가 곧 전기자전류 $I_a$가 됩니다. ($I_a = 50[A]$)\n$E = 100 + (50 \\times 0.2) = 100 + 10 = 110[V]$"
},
{
"question": "내부저항이 $R_1=1[k\\Omega]$인 $V=10[V]$ 교류 전원에 권수비 $a:1$인 이상적인 변압기를 연결하고, 2차측에 부하저항 $R_2=100[\\Omega]$을 접속한 회로가 있다. 부하 $R_2$에 공급되는 전력이 최대로 되는 변압기의 권수비 $a$는?",
"options": [
"$\\sqrt{5}$",
"$\\sqrt{10}$",
"5",
"10"
],
"answer": 2,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "최대 전력 전달 조건(임피던스 매칭)은 전원측 저항($R_1$)과 2차측 부하 저항을 1차로 환산한 저항($R_2'$)이 같을 때 성립합니다.\n$R_2' = a^2 R_2$ 이므로, $R_1 = a^2 R_2$ 가 되어야 합니다.\n$1000 = a^2 \\times 100 \\rightarrow a^2 = 10$\n따라서 변압기의 권수비 $a = \\sqrt{10}$ 입니다."
},
{
"question": "변압기의 백분율 저항강하가 $3[\\%]$, 백분율 리액턴스 강하가 $4[\\%]$일 때 뒤진 역률 $80[\\%]$인 경우의 전압변동률$[\\%]$은?",
"options": [
"2.5",
"3.4",
"4.8",
"3.6"
],
"answer": 3,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "전압변동률 공식 $\\epsilon = p \\cos\\theta + q \\sin\\theta$ (지상 역률이므로 + 적용)\n$p = 3$, $q = 4$, $\\cos\\theta = 0.8$, $\\sin\\theta = 0.6$\n$\\epsilon = (3 \\times 0.8) + (4 \\times 0.6) = 2.4 + 2.4 = 4.8[\\%]$"
},
{
"question": "정류자형 주파수변환기의 회전자에 주파수 $f_1$의 교류를 가할 때 시계방향으로 회전자계가 발생하였다. 정류자 위의 브러시 사이에 나타나는 주파수 $f_2$를 설명한 것 중 틀린 것은? (단, $n$: 회전자의 속도, $n_s$: 회전자계의 속도, $s$: 슬립이다.)",
"options": [
"회전자를 정지시키면 $f_2=f_1$인 주파수가 된다.",
"회전자를 반시계방향으로 $n=n_s$의 속도로 회전시키면, $f_2=0[Hz]$가 된다.",
"회전자를 반시계방향으로 $n<n_s$의 속도로 회전시키면, $f_2=s f_1 [Hz]$가 된다.",
"회전자를 시계방향으로 $n<n_s$의 속도로 회전시키면, $f_2<f_1$인 주파수가 된다."
],
"answer": 4,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "회전 자계가 공간(브러시)에 대해 도는 상대 속도에 따라 브러시 주파수 $f_2$가 결정됩니다. \n자계가 시계방향($n_s$)으로 돌 때, 회전자를 같은 시계방향($n$)으로 돌리면 공간에 대한 자계의 회전 속도는 $n_s + n$이 되어 빨라집니다. 따라서 주파수는 $f_2 = f_1 \\frac{n_s + n}{n_s}$ 이 되어 **$f_2 > f_1$** 이 됩니다. $f_2 < f_1$ 이라는 4번 설명은 틀렸습니다."
},
{
"question": "동기발전기의 3상 단락곡선에서 단락전류가 계자전류에 비례하여 거의 직선이 되는 이유로 가장 옳은 것은?",
"options": [
"무부하 상태이므로",
"전기자 반작용으로",
"자기포화가 있으므로",
"누설 리액턴스가 크므로"
],
"answer": 2,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "3상 단락사고가 발생하면 역률이 0에 가까워져 강한 **직축 감자작용(전기자 반작용)**이 일어납니다. 이로 인해 주자속이 크게 상쇄되어 철심이 **자기 포화 상태에 이르지 못하게(미포화)** 되므로, 전류 곡선이 꺾이지 않고 거의 직선 형태(단락직선)를 유지하게 됩니다."
},
{
"question": "1차 전압 $V_1$, 2차 전압 $V_2$인 단권변압기를 Y결선했을 때, 등가용량과 부하용량의 비는? (단, $V_1 > V_2$이다.)",
"options": [
"$\\frac{V_1 - V_2}{\\sqrt{3}V_1}$",
"$\\frac{V_1 - V_2}{V_1}$",
"$\\frac{V_1^2 - V_2^2}{\\sqrt{3}V_1 V_2}$",
"$\\frac{\\sqrt{3}(V_1 - V_2)}{2V_1}$"
],
"answer": 2,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "단권변압기를 3상 Y결선으로 승압이나 강압에 사용할 때, 자기용량(등가용량, $W$)과 부하용량($P_n$)의 비는 단상 단권변압기의 공식과 동일합니다.\n$\\frac{W}{P_n} = \\frac{V_H - V_L}{V_H}$ 입니다. ($V_H$: 고압측, $V_L$: 저압측)\n문제에서 $V_1 > V_2$라 하였으므로 고압측 전압은 $V_1$이 되며, 대입하면 **$\\frac{V_1 - V_2}{V_1}$** 이 됩니다."
},
{
"question": "변압기의 보호에 사용되지 않는 것은?",
"options": [
"온도계전기",
"과전류계전기",
"임피던스계전기",
"비율차동계전기"
],
"answer": 3,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 내부 고장 보호용으로는 차동계전기, 비율차동계전기, 부흐홀츠계전기 등이 쓰이며 외부 과부하 보호용으로 과전류계전기, 온도계전기가 쓰입니다. **임피던스 계전기**는 주로 송전 선로의 단락/지락 고장 시 고장점까지의 거리를 측정하여 보호하는 데 사용됩니다."
},
{
"question": "$E$를 전압, $r$을 1차로 환산한 저항, $x$를 1차로 환산한 리액턴스라고 할 때 유도전동기의 원선도에서 원의 지름을 나타내는 것은?",
"options": [
"$E \\cdot r$",
"$E \\cdot x$",
"$E / x$",
"$E / r$"
],
"answer": 3,
"year": "20190804",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기의 헤일랜드 원선도에서 **원의 지름은 이상적인 최대 구속(단락) 전류의 크기**를 의미합니다. 저항을 0으로 가정한 이상적인 단락 상태에서의 전류이므로, 전압 $E$를 1차 환산 총 누설 리액턴스 $x$로 나눈 **$E/x$** 가 지름이 됩니다."
},
{
"question": "$100[V], 10[A], 1500[rpm]$인 직류 분권발전기의 정격 시의 계자전류는 $2[A]$이다. 이 때 계자 회로에는 $10[\\Omega]$의 외부저항이 삽입되어 있다. 계자권선의 저항$[\\Omega]$은?",
"options": [
"20",
"40",
"80",
"100"
],
"answer": 2,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "분권 발전기에서 계자 회로 전체 저항 $R_t = \\frac{V}{I_f}$ 입니다.\n$R_t = \\frac{100[V]}{2[A]} = 50[\\Omega]$\n이 전체 저항은 '계자권선 저항($R_f$) + 외부저항($10[\\Omega]$)'의 합이므로,\n$R_f = 50 - 10 = 40[\\Omega]$ 입니다."
},
{
"question": "직류발전기의 외부 특성곡선에서 나타내는 관계로 옳은 것은?",
"options": [
"계자전류와 단자전압",
"계자전류와 부하전류",
"부하전류와 단자전압",
"부하전류와 유기기전력"
],
"answer": 3,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "외부 특성곡선은 발전기 외부에서 측정 가능한 두 물리량인 **부하전류($I$)와 단자전압($V$)**의 관계를 나타낸 곡선입니다."
},
{
"question": "가정용 재봉틀, 소형공구, 영사기 등에 사용하며, 교류와 직류 양쪽 모두에 사용되는 만능전동기는?",
"options": [
"전기 동력계",
"3상 유도전동기",
"차동 복권전동기",
"단상 직권정류자전동기"
],
"answer": 4,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 직권정류자전동기는 직류와 교류 양용으로 사용할 수 있어 '만능 전동기(Universal Motor)'라고 불립니다. 회전 속도가 매우 빠르고 크기가 작아 소형 가전 및 공구에 널리 쓰입니다."
},
{
"question": "동기발전기에 회전계자형을 사용하는 이유로 틀린 것은?",
"options": [
"기전력의 파형을 개선한다.",
"전기자가 고정자이므로 고압 대전류용에 좋고, 절연하기 쉽다.",
"계자가 회전자지만 저압 소용량의 직류이므로 구조가 간단하다.",
"전기자보다 계자극을 회전자로 하는 것이 기계적으로 튼튼하다."
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "회전계자형을 사용하는 주된 이유는 기계적 견고함과 절연의 용이성 때문이지 기전력의 파형 개선과는 직접적인 관련이 없습니다. 파형 개선은 권선법(분포권, 단절권 사용)을 통해 이루어집니다."
},
{
"question": "전력용 변압기에서 1차에 정현파 전압을 인가하였을 때, 2차에 정현파 전압이 유기되기 위해서 필요한 여자전류는 주로 몇 고조파 전류를 포함하는가?",
"options": [
"제2고조파",
"제3고조파",
"제4고조파",
"제5고조파"
],
"answer": 2,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 철심의 자기포화와 히스테리시스 현상 때문에 정현파 전압을 만들기 위해서는 여자전류에 반드시 **제3고조파** 성분이 포함되어야 합니다."
},
{
"question": "동기발전기의 병렬 운전 중 위상차가 생기면 어떤 현상이 발생하는가?",
"options": [
"무효 횡류가 흐른다.",
"무효 전력이 생긴다.",
"유효 횡류가 흐른다.",
"출력이 요동하고 권선이 가열된다."
],
"answer": 3,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "병렬 운전 중 두 발전기 사이에 **위상차**가 발생하면 이를 일치시키기 위해 에너지를 주고받는 **유효 횡류(동기화 전류)**가 흐르게 됩니다.\n\n💡 <b>[암기 팁]</b> '위유'(위상차-유효횡류), '크무'(크기차-무효횡류) 앞글자를 따서 외우세요."
},
{
"question": "변압기에서 사용되는 변압기유의 구비 조건으로 틀린 것은?",
"options": [
"점도가 높을 것",
"응고점이 낮을 것",
"인화점이 높을 것",
"절연 내력이 클 것"
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기유는 냉각 효과를 높이기 위해 대류 작용이 활발해야 하므로 끈적임이 적은, 즉 **점도가 낮아야** 합니다."
},
{
"question": "상전압 $200[V]$의 3상 반파정류회로의 각 상에 SCR을 사용하여 위상각을 $30^\\circ (\\pi/6)$로 제어할 때 순 저항부하에서 얻을 수 있는 직류전압은 약 몇 $[V]$ 인가?",
"options": [
"180",
"190",
"203",
"234"
],
"answer": 4,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "3상 반파 정류 위상제어 공식 $E_d = 1.17E \\cdot \\cos\\alpha$ 를 사용합니다.\n$E_d = 1.17 \\times 200 \\times \\cos(30^\\circ) \\approx 234 \\times 0.866 \\approx 202.6 [V]$\n(단, 문제 출제 당시 가답안은 234V로 발표되었으나 실제 계산 값은 203V에 가깝습니다. 여기서는 시험 당시 정답 인정 기준에 따라 데이터를 제공합니다.)"
},
{
"question": "동기전동기가 무부하 운전 중에 부하가 걸리면 동기전동기의 속도는?",
"options": [
"정지한다.",
"동기속도와 같다.",
"동기속도보다 빨라진다.",
"동기속도 이하로 떨어진다."
],
"answer": 2,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "동기전동기는 부하의 크기와 상관없이 항상 **동기속도($N_s$)**로만 회전하는 정속도 전동기입니다. 부하가 늘어나면 부하각($\\delta$)만 커질 뿐 속도는 변하지 않습니다."
},
{
"question": "직류기발전기에서 양호한 정류(整流)를 얻는 조건으로 틀린 것은?",
"options": [
"정류주기를 크게 할 것",
"리액턴스 전압을 크게 할 것",
"브러시의 접촉저항을 크게 할 것",
"전기자 코일의 인덕턴스를 작게 할 것"
],
"answer": 2,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "정류 불량(불꽃 발생)의 주원인은 리액턴스 전압입니다. 따라서 양호한 정류를 위해서는 **리액턴스 전압을 작게** 유지해야 합니다."
},
{
"question": "스텝각이 $2^\\circ$, 스테핑주파수(pulse rate)가 $1800[pps]$인 스테핑모터의 축속도$[rps]$는?",
"options": [
"10",
"12",
"14",
"18"
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "초당 회전수 $[rps] = \\frac{\\text{스텝각} \\times \\text{주파수}}{360^\\circ}$ 입니다.\n$rps = \\frac{2 \\times 1800}{360} = \\frac{3600}{360} = 10 [rps]$"
},
{
"question": "직류기에 관련된 사항으로 잘못 짝지어진 것은?",
"options": [
"보극 - 리액턴스 전압 감소",
"보상권선 - 전기자 반작용 감소",
"전기자 반작용 - 직류전동기 속도 감소",
"정류기간 - 전기자 코일이 단락되는 기간"
],
"answer": 3,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "직류전동기에서 전기자 반작용은 자속($\\phi$)을 감소(감자 작용)시킵니다. 속도 공식 $N = \\frac{V - I_a R_a}{k\\phi}$ 에 의해 분모인 자속이 줄어들면 **회전 속도는 오히려 증가**하게 됩니다."
},
{
"question": "단상 변압기의 병렬운전 시 요구사항으로 틀린 것은?",
"options": [
"극성이 같을 것",
"정격출력이 같을 것",
"정격전압과 권수비가 같을 것",
"저항과 리액턴스의 비가 같을 것"
],
"answer": 2,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "변압기 병렬운전 시 각 변압기의 **정격출력(용량)은 달라도 상관없습니다.** 다만, 각 변압기가 용량에 비례하여 부하를 분담해야 하므로 $\\%\\text{임피던스}$ 등 다른 조건들이 일치해야 합니다."
},
{
"question": "변압기의 누설리액턴스를 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, $N$은 권수이다.)",
"options": [
"$N$에 비례",
"$N^2$에 비례",
"$N^2$에 반비례",
"$N$에 반비례"
],
"answer": 2,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "인덕턴스($L$) 및 리액턴스($X_L$)는 **권수($N$)의 제곱에 비례**하는 성질을 가집니다."
},
{
"question": "3상 동기발전기의 매극 매상의 슬롯수를 3이라 할 때 분포권 계수는?",
"options": [
"$\\frac{1}{6 \\sin(\\pi/18)}$",
"$\\frac{1}{2}$",
"$\\frac{1}{3 \\sin(\\pi/36)}$",
"$\\frac{1}{12 \\sin(\\pi/36)}$"
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "분포권 계수 $k_d = \\frac{\\sin(m\\pi/2mq)}{m \\sin(\\pi/2mq)}$ 공식에 대입합니다. ($m=3$, 매극매상 슬롯수 $q=3$)\n$k_d = \\frac{\\sin(30^\\circ)}{3 \\sin(10^\\circ)} = \\frac{1/2}{3 \\sin(180^\\circ/18)} = \\frac{1}{6 \\sin(\\pi/18)}$ 입니다."
},
{
"question": "정격전압 $220[V]$, 무부하 단자전압 $230[V]$, 정격출력이 $40[kW]$인 직류 분권발전기의 계자저항이 $22[\\Omega]$, 전기자 반작용에 의한 전압강하가 $5[V]$라면 전기자 회로의 저항$[\\Omega]$은 약 얼마인가?",
"options": [
"0.026",
"0.028",
"0.035",
"0.042"
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "1. 부하전류 $I = \\frac{40000}{220} \\approx 181.82[A]$\n2. 계자전류 $I_f = \\frac{220}{22} = 10[A]$\n3. 전기자전류 $I_a = I + I_f \\approx 191.82[A]$\n4. 유도기전력 $E = V + I_a R_a + e_a$ (무부하 전압 $V_0 = 230[V]$가 곧 기전력 $E$)\n$230 = 220 + (191.82 \\times R_a) + 5 \\rightarrow 191.82 \\times R_a = 5$\n$R_a = \\frac{5}{191.82} \\approx 0.026 [\\Omega]$"
},
{
"question": "유도전동기로 동기전동기를 기동하는 경우, 유도전동기의 극수를 동기전동기의 극수보다 2극 적은 것을 사용하는 이유는?",
"options": [
"같은 극수의 유도전동기는 동기속도보다 $sN_s$만큼 늦으므로",
"같은 극수의 유도전동기는 동기속도보다 $sN_s$만큼 빠르므로",
"같은 극수의 유도전동기는 동기속도보다 $(1-s)N_s$만큼 늦으므로",
"같은 극수의 유도전동기는 동기속도보다 $(1-s)N_s$만큼 빠르므로"
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "유도전동기는 구조상 슬립($s$)이 발생하여 실제 속도가 동기속도보다 $sN_s$만큼 항상 느립니다. 동기전동기를 기동시켜 동기속도까지 끌어올리려면 기동용 모터는 동기속도보다 약간 더 빨라야 하므로 극수가 2극 적은 전동기를 사용합니다."
},
{
"question": "$50[Hz]$로 설계된 3상 유도전동기를 $60[Hz]$에 사용하는 경우 단자전압을 $110[\\%]$로 높일 때 일어나는 현상으로 틀린 것은?",
"options": [
"철손 불변",
"여자전류 감소",
"온도상승 증가",
"출력이 일정하면 유효전류 감소"
],
"answer": 3,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "주파수가 높아지면 리액턴스가 커져 여자전류가 줄어들고 철손도 거의 일정하게 유지됩니다. 전반적인 손실이 감소하거나 유지되므로 **온도 상승은 오히려 감소**하게 됩니다."
},
{
"question": "단상 유도전동기의 토크에 대한 2차 저항을 어느 정도 이상으로 증가시킬 때 나타나는 현상은?",
"options": [
"역회전 가능",
"최대토크 일정",
"기동토크 증가",
"토크는 항상 (+)"
],
"answer": 1,
"year": "20190427",
"weight": 1.5,
"explanation": "단상 유도전동기에서 2차 저항을 매우 크게 하면 정방향 토크보다 역방향 토크가 더 커지는 구간이 생겨 **역회전이 가능**해지는 특수한 현상이 발생할 수 있습니다.\n\n💡 <b>[참고]</b> 이 문제는 출제 당시 가답안이 1번이었으나 이후 전항 정답 처리되었습니다. 이론적인 학습 목적으로 1번의 내용을 기억해 두시기 바랍니다."
}
];
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<script>
let currentQuestions = [];
let currentIdx = 0;
let score = 0;
let lastExamWrongQuestions = []; // 직전 시험에서 틀린 문제 객체들 저장용
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function startQuiz() {
let count = parseInt(document.getElementById('quiz-count').value) || 20;
if (count > QUESTION_BANK.length) count = QUESTION_BANK.length;
let pool = [...QUESTION_BANK];
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currentQuestions = pool.slice(0, count);
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function initExam() {
currentIdx = 0;
score = 0;
lastExamWrongQuestions = [];
showScreen('quiz');
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}
function startRetry() {
const extraCount = parseInt(document.getElementById('extra-count').value) || 0;
// 1. 오답 세트 준비
let retryPool = [...lastExamWrongQuestions];
// 2. 추가 세트 추출 (전체 뱅크 - 현재 오답 세트)
const wrongQuestionsText = lastExamWrongQuestions.map(q => q.question);
let remainingPool = QUESTION_BANK.filter(q => !wrongQuestionsText.includes(q.question));
shuffleArray(remainingPool);
const extraQuestions = remainingPool.slice(0, extraCount);
// 3. 합치기 및 셔플
currentQuestions = [...retryPool, ...extraQuestions];
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if (currentQuestions.length === 0) {
alert("풀어야 할 문제가 없습니다! (오답 0개 + 추가 0개)");
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}
function shuffleArray(array) {
for (let i = array.length - 1; i > 0; i--) {
const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
[array[i], array[j]] = [array[j], array[i]];
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function renderQuestion() {
const q = currentQuestions[currentIdx];
document.getElementById('current-idx').innerText = currentIdx + 1;
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const optionsDiv = document.getElementById('options');
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const btn = document.createElement('button');
btn.className = 'option-btn';
btn.innerText = (i + 1) + ". " + optObj.text;
btn.onclick = () => checkAnswer(optObj, btn, optionsObj);
optionsDiv.appendChild(btn);
});
if (window.MathJax) { MathJax.typesetPromise(); }
}
function checkAnswer(selectedOpt, btn, optionsObj) {
const q = currentQuestions[currentIdx];
const buttons = document.querySelectorAll('.option-btn');
Array.from(buttons).forEach(b => b.disabled = true);
const expText = q.explanation ? q.explanation : "해설 데이터가 없습니다.";
if (selectedOpt.isCorrect) {
btn.classList.add('correct');
document.getElementById('feedback').innerHTML = `
<span style="color: var(--success-color);">정답입니다! ✨</span>
<div class="explanation-box"><strong>[해설]</strong><br>${expText}</div>
`;
score++;
} else {
btn.classList.add('wrong');
const correctIndex = optionsObj.findIndex(o => o.isCorrect);
buttons[correctIndex].classList.add('correct');
document.getElementById('feedback').innerHTML = `
<span style="color: var(--error-color);">틀렸습니다. 😢</span>
<div class="explanation-box"><strong>[해설]</strong><br>${expText}</div>
`;
// 이번 시험의 오답 리스트에 문제 원본 객체 추가
lastExamWrongQuestions.push(q);
}
document.getElementById('next-btn').style.display = 'block';
if (window.MathJax) { MathJax.typesetPromise(); }
}
function nextQuestion() {
currentIdx++;
if (currentIdx < currentQuestions.length) {
renderQuestion();
} else {
showResult();
}
}
function showResult() {
showScreen('result');
const total = currentQuestions.length;
document.getElementById('final-score').innerText = ((score/total)*100).toFixed(1);
document.getElementById('correct-count').innerText = score;
document.getElementById('total-result-count').innerText = total;
const notes = document.getElementById('wrong-notes');
notes.innerHTML = lastExamWrongQuestions.length > 0 ? '<h3>오답 리스트</h3>' : '';
// 오답 화면용 렌더링
lastExamWrongQuestions.forEach((w) => {
const div = document.createElement('div');
div.className = 'wrong-item';
div.innerHTML = `
<div><strong>[문제]</strong> ${w.question}</div>
<div class="correct-answer">정답: ${w.answer}. ${w.options[w.answer-1]}</div>
<div class="explanation-box"><strong>[해설]</strong><br>${w.explanation}</div>
`;
notes.appendChild(div);
});
// 오답이 없으면 다시 풀기 섹션 숨기기
document.getElementById('retry-section').style.display = lastExamWrongQuestions.length > 0 ? 'block' : 'none';
if (window.MathJax) { MathJax.typesetPromise(); }
}
function showScreen(id) {
document.querySelectorAll('.container > div').forEach(div => div.classList.remove('active'));
document.getElementById(id).classList.add('active');
}
</script>
</body>
</html>
