전기기사 2018년 1회 필기 기출문제 및 해설
2018년 1회(2018년 1회차) 전기기사 필기 기출문제를 과목별로 정리했습니다. 각 문항마다 정답과 해설을 함께 표시했으니 기출 복습이나 모의고사 채점에 참고하시기 바랍니다.
시험 개요
- 자격증: 전기기사
- 회차: 2018년 1회
- 과목: 전기자기학, 전력공학, 전기기기, 회로이론 및 제어공학, 전기설비기술기준 및 판단기준
- 문항 수: 과목별 20문항, 총 100문항 (4지선다)
목차
1과목: 전기자기학
1. 평면도체 표면에서 r[m]의 거리에 점전하 Q[C]이 있을 때 이 전하를 무한원까지 운반하는데 필요한 일은 몇 J 인가?
① Q²/(4πε₀r)
② Q²/(8πε₀r)
③ Q²/(16πε₀r)
④ Q²/(32πε₀r)
정답 : ③
해설: 영상전하법 적용. 평면도체와 점전하 사이 인력에 의한 일 W=Q²/(16πε₀r)[J]
2. 역자성체에서 비투자율(μs)은 어느 값을 갖는가?
① μs=1
② μs<1
③ μs>1
④ μs=0
정답 : ②
해설: 역자성체(반자성체)는 비투자율이 1보다 작다(μs<1).
3. 비유전율 εr1, εr2인 두 유전체가 나란히 무한평면으로 접하고 있고, 이 경계면에 평행으로 유전체의 비유전율 εr1 내에 경계면으로부터 d[m]인 위치에 선전하 밀도 ρ[C/m]인 선상전하가 있을 때, 이 선전하와 유전체 εr2간의 단위 길이당의 작용력은 몇 N/m인가?
① 9×10⁹×(ρ²/(εr2 d))×((εr1+εr2)/(εr1-εr2))
② 2.25×10⁹×(ρ²/(εr2 d))×((εr1-εr2)/(εr1+εr2))
③ 9×10⁹×(ρ²/(εr1 d))×((εr1-εr2)/(εr1+εr2))
④ 2.25×10⁹×(ρ²/(εr1 d))×((εr1-εr2)/(εr1+εr2))
정답 : ③
해설: 영상전하법으로 두 유전체 경계면에 작용하는 선전하 간 단위길이당 힘 F=9×10⁹×(ρ²/(εr1 d))×((εr1-εr2)/(εr1+εr2))[N/m]
4. 점전하에 의한 전계는 쿨롱의 법칙을 사용하면 되지만 분포되어 있는 전하에 의한 전계를 구할 때는 무엇을 이용하는가?
① 렌츠의 법칙
② 가우스의 정리
③ 라플라스 방정식
④ 스토크스의 정리
정답 : ②
해설: 분포 전하에 의한 전계 계산은 가우스의 정리(법칙)을 이용한다.
5. 패러데이관(Faraday tube)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 패러데이관 중에 있는 전속수는 그 관속에 진전하가 없으면 일정하며 연속적이다.
② 패러데이관의 양단에는 양 또는 음의 단위 진전하가 존재하고 있다.
③ 패러데이관 한 개의 단위 전위차 당 보유에너지는 1/2J이다.
④ 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다.
정답 : ④
해설: 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같다. '같지 않다'는 설명이 틀렸다.
6. 공기 중에 있는 지름 6cm인 단일 도체구의 정전용량은 몇 pF인가?
① 0.34
② 0.67
③ 3.34
④ 6.71
정답 : ③
해설: C=4πε₀a (a=반지름=0.03m). C=0.03/(9×10⁹)≈3.34×10⁻¹²F=3.34[pF]
7. 유전율이 ε1, ε2 [F/m]인 유전체 경계면에 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/m² 인가? (단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체의 전속밀도 D1=D2=D이다.)
① 2(1/ε1-1/ε2)D²
② 2(1/ε1+1/ε2)D²
③ (1/2)(1/ε1+1/ε2)D²
④ (1/2)(1/ε2-1/ε1)D²
정답 : ④
해설: 전계가 경계면에 수직(D 연속)일 때 단위면적당 힘 f=(1/2)(1/ε2-1/ε1)D²[N/m²]
8. 진공 중에 균일하게 대전된 반지름 a[m]인 선전하 밀도 λl[C/m]의 원환이 있을 때, 그 중심으로부터 중심축상 x[m]의 거리에 있는 점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?
① aλl x/(2ε₀(a²+x²)^(3/2))
② aλl x/(ε₀(a²+x²)^(3/2))
③ λl x/(2ε₀(a²+x²))
④ λl x/(ε₀(a²+x²))
정답 : ①
해설: 원환 전하의 축상 전계 E=aλlx/(2ε₀(a²+x²)^(3/2))[V/m]
9. 내압 1000V 정전용량 1μF, 내압 750V 정전용량 2μF, 내압 500V 정전용량 5μF인 콘덴서 3개를 직렬로 접속하고 인가전압을 서서히 높이면 최초로 파괴되는 콘덴서는?
① 1μF
② 2μF
③ 5μF
④ 동시에 파괴된다.
정답 : ①
해설: 직렬연결 시 전하량(Q) 동일. 각 콘덴서가 최대로 견딜 수 있는 전하량 Q=CV: 1μF×1000=1000, 2μF×750=1500, 5μF×500=2500. 최소 전하량(1000μC)을 가진 1μF 콘덴서가 가장 먼저 파괴된다.
10. 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 좋은 것은?
① 비투자율이 1보다 작은 역자성체
② 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
③ 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
④ 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록 두꺼운 물질
정답 : ②
해설: 자기차폐에는 강자성체 중에서도 비투자율이 큰 물질이 가장 효과적이다.
11. 40V/m인 전계 내의 50V되는 점에서 1C의 전하가 전계 방향으로 80cm 이동 하였을 때, 그 점의 전위는 몇 V 인가?
① 18
② 22
③ 35
④ 65
정답 : ①
해설: 전위강하=E×d=40×0.8=32V. 전계 방향으로 이동하면 전위는 감소. 새 전위=50-32=18[V]
12. 그림과 같이 반지름 a[m]의 한번 감긴 원형코일이 균일한 자속밀도 B[Wb/m²]인 자계에 놓여 있다. 지금 코일 면을 자계와 나란하게 전류 I[A]를 흘리면 원형코일이 자계로부터 받는 회전 모멘트는 몇 Nm/rad 인가?
① πaBI
② 2πaBI
③ πa²BI
④ 2πa²BI
정답 : ③
해설: 회전모멘트(토크) T=BIA=BI×πa²=πa²BI[Nm/rad]
13. 다음 조건들 중 초전도체에 부합되는 것은? (단, μr은 비투자율, Xm은 비자화율, B는 자속밀도이며 작동온도는 임계온도 이하라 한다.)
① Xm=-1, μr=0, B=0
② Xm=0, μr=0, B=0
③ Xm=1, μr=0, B=0
④ Xm=-1, μr=1, B=0
정답 : ①
해설: 초전도체는 완전반자성체로 내부자속이 0(B=0), 비투자율 μr=0, 비자화율 Xm=-1이다.
14. x=0인 무한평면을 경계면으로 하여 x<0인 영역에는 비유전율 εr1=2, x>0인 영역에는 εr2=4인 유전체가 있다. εr1인 유전체내에서 전계 E1=20ax-10ay+5az V/m 일 때 x>0인 영역에 있는 εr2인 유전체내에서 전속밀도 D2[C/m²]는? 단, 경계면상에는 자유전하가 없다고 한다.
① D2=ε₀(20ax-40ay+5az)
② D2=ε₀(40ax-40ay+20az)
③ D2=ε₀(80ax-20ay+10az)
④ D2=ε₀(40ax-20ay+10az)
정답 : ②
해설: 경계조건: 법선성분(x) D 연속 → D2x=D1x=ε₀εr1×20=40ε₀. 접선성분(y,z) E 연속 → E2y=-10,E2z=5 → D2y=ε₀εr2×(-10)=-40ε₀, D2z=ε₀εr2×5=20ε₀. D2=ε₀(40ax-40ay+20az)
15. 평면파 전파가 E=30cos(10⁹t+20z)j V/m 로 주어 졌다면 이 전자파의 위상속도는 몇 m/s 인가?
① 5×10⁷
② 1/3×10³
③ 10⁹
④ 3/2
정답 : ①
해설: 위상속도 v=ω/β=10⁹/20=5×10⁷[m/s]
16. 자속밀도 10 Wb/m² 자계 중에 10cm 도체를 자계와 30°의 각도로 30m/s로 움직일 때, 도체에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?
① 15
② 15√3
③ 1500
④ 1500√3
정답 : ①
해설: e=Blvsinθ=10×0.1×30×sin30°=10×0.1×30×0.5=15[V]
17. 그림과 같이 단면적 S=10cm², 자로의 길이 l=20πcm, 비투자율 μs=1000인 철심에 N1=N2=100인 두 코일을 감았다. 두 코일사이의 상호인덕턴스는 몇 mH 인가?
① 0.1
② 1
③ 2
④ 20
정답 : ④
해설: M=μ₀μsN1N2S/l=(4π×10⁻⁷×1000×100×100×10×10⁻⁴)/(20π×10⁻²)≈20×10⁻³H=20[mH]
18. 1μA의 전류가 흐르고 있을 때, 1초 동안 통과하는 전자 수는 약 몇 개 인가? (단, 전자 1개의 전하는 1.602×10⁻¹⁹C 이다.)
① 6.24×10¹⁰
② 6.24×10¹¹
③ 6.24×10¹²
④ 6.24×10¹³
정답 : ③
해설: n=Q/e=I×t/e=10⁻⁶×1/(1.602×10⁻¹⁹)≈6.24×10¹²[개]
19. 균일하게 원형단면을 흐르는 전류 I[A]에 의한, 반지름 a[m], 길이 l[m], 비투자율 μs인 원통도체의 내부 인덕턴스는 몇 H 인가?
① 10⁻⁷μsl
② 3×10⁻⁷μsl
③ (1/4a)×10⁻⁷μsl
④ (1/2)×10⁻⁷μsl
정답 : ④
해설: 원통도체 내부 인덕턴스 Li=(μ₀μs/8π)×l=(1/2)×10⁻⁷μsl[H] (반지름 a와 무관)
20. 한 변의 길이가 10cm인 정사각형 회로에 직류전류 10A가 흐를 때, 정사각형의 중심에서의 자계 세기는 몇 A/m 인가?
① 100√2/π
② 200√2/π
③ 300√2/π
④ 400√2/π
정답 : ②
해설: 정사각형 중심 자계 H=2√2I/(πL)=2√2×10/(π×0.1)=200√2/π[A/m]
2과목: 전력공학
21. 송전선에서 재폐로 방식을 사용하는 목적은?
① 역률 개선
② 안정도 증진
③ 유도장해의 경감
④ 코로나 발생방지
정답 : ②
해설: 재폐로 방식은 순간 고장 시 빠르게 재투입하여 계통의 안정도를 증진시키기 위해 사용한다.
22. 설비용량이 360kW, 수용률 0.8, 부등률 1.2 일 때 최대수용전력은 몇 kW 인가?
① 120
② 240
③ 360
④ 480
정답 : ②
해설: 최대수용전력=설비용량×수용률/부등률=360×0.8/1.2=240[kW]
23. 배전계통에서 사용하는 고압용 차단기의 종류가 아닌 것은?
① 기중차단기 ACB
② 공기차단기 ABB
③ 진공차단기 VCB
④ 유입차단기 OCB
정답 : ①
해설: 기중차단기(ACB)는 주로 저압용 차단기이며, 배전계통 고압용 차단기로는 ABB, VCB, OCB 등이 사용된다.
24. SF6 가스차단기에 대한 설명으로 틀린 것은?
① SF6 가스 자체는 불활성 기체이다.
② SF6가스는 공기에 비하여 소호능력이 약 100배 정도이다.
③ 절연거리를 적게 할 수 있어 차단기 전체를 소형, 경량화 할 수 있다.
④ SF6 가스를 이용한 것으로서 독성이 있으므로 취급에 유의하여야 한다.
정답 : ④
해설: SF6 가스는 불활성 무독성 기체이다. '독성이 있다'는 설명이 틀렸다.
25. 송전선로의 일반회로 정수가 A=0.7, B=j190, D=0.9 일 때 C의 값은?
① -j1.95×10⁻³
② j1.95×10⁻³
③ -j1.95×10⁻⁴
④ j1.95×10⁻⁴
정답 : ②
해설: AD-BC=1 관계. C=(AD-1)/B=(0.7×0.9-1)/(j190)=(-0.37)/(j190)=j0.37/190≈j1.95×10⁻³
26. 부하역률이 0.8인 선로의 저항손실은 0.9인 선로의 저항손실에 비해서 약 몇 배 정도 되는가?
① 0.97
② 1.1
③ 1.27
④ 1.5
정답 : ③
해설: 손실 ∝ 1/cos²φ. 비율=(0.9/0.8)²=1.265≈1.27배
27. 단상변압기 3대에 의한 △결선에서 1대를 제거하고 동일전력을 V결선으로 보낸다면 동손은 약 몇 배가 되는가?
① 0.67
② 2.0
③ 2.7
④ 3.0
정답 : ②
해설: 동일 전력 공급 시 V결선 동손은 △결선 동손의 2배가 된다.
28. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?
① 직류전압의 크기
② 충격파의 평균치
③ 충격파의 최대치
④ 충격파의 실효치
정답 : ③
해설: 피뢰기의 충격방전 개시전압은 충격파의 최대치(파고값)로 표시한다.
29. 단상 2선식 배전선로의 선로임피던스가 2+j5Ω이고 무유도성 부하전류 10A 일 때 송전단 역률은? (단, 수전단 전압의 크기는 100V이고, 위상각은 0°이다.)
① 5/12
② 5/13
③ 11/12
④ 12/13
정답 : ④
해설: 수전단전압=100∠0°, I=10A(무유도성, 동상). 송전단전압=100+10×(2+j5)=120+j50. cosφs=120/√(120²+50²)=120/130=12/13
30. 그림과 같이 전력선과 통신선 사이에 차폐선을 설치하였다. 이 경우에 통신선의 차폐계수(K)를 구하는 관계식은? 단, 차폐선을 통신선에 근접하여 설치한다.
① K=1+Z31/Z12
② K=1-Z31/Z33
③ K=1-Z23/Z33
④ K=1+Z23/Z33
정답 : ③
해설: 차폐선에 의한 차폐계수 K=1-Z23/Z33 (Z23: 차폐선-통신선 상호임피던스, Z33: 차폐선 자기임피던스)
31. 모선 보호에 사용되는 계전방식이 아닌 것은?
① 위상 비교방식
② 선택접지 계전방식
③ 방향거리 계전방식
④ 전류차동 보호방식
정답 : ②
해설: 모선보호계전방식: 위상비교, 방향거리, 전류차동방식 등. 선택접지계전방식은 다회선 지락사고 검출용으로 모선보호방식이 아니다.
32. %임피던스와 관련된 설명으로 틀린 것은?
① 정격전류가 증가하면 %임피던스는 감소한다.
② 직렬리액터가 감소하면 %임피던스도 감소한다.
③ 전기기계의 %임피던스가 크면 차단기의 용량은 작아진다.
④ 송전계통에서는 임피던스의 크기를 옴값대신에 %값으로 나타내는 경우가 많다.
정답 : ①
해설: %Z=ZI/V×100. 정격전류가 증가하면 %임피던스도 증가한다(정비례). '감소한다'는 설명이 틀렸다.
33. A, B 및 C상 전류를 각각 Ia, Ib, 및 Ic라 할 때 Ix=(1/3)(Ia+a²Ib+aIc), a=-1/2+j√3/2 로 표시되는 Ix는 어떤 전류인가?
① 정상전류
② 역상전류
③ 영상전류
④ 역상전류와 영상전류의 합
정답 : ②
해설: 대칭좌표법에서 (1/3)(Ia+a²Ib+aIc)는 역상분 전류(I2)를 나타낸다.
34. 그림과 같이 "수류가 고체에 둘러싸여 있고 A로부터 유입되는 수량과 B로부터 유출되는 수량이 같다"고 하는 이론은?
① 수두이론
② 연속의 원리
③ 베르누이의 정리
④ 토리첼리의 정리
정답 : ②
해설: 유입량과 유출량이 같다는 것은 연속의 원리(질량보존 법칙)에 해당한다.
35. 4단자 정수가 A, B, C, D인 선로에 임피던스가 1/ZT인 변압기가 수전단에 접속된 경우 계통의 4단자 정수 중 D0는?
① D0=(C+DZT)/ZT
② D0=(C+AZT)/ZT
③ D0=(D+CZT)/ZT
④ D0=(B+AZT)/ZT
정답 : ①
해설: 변압기 임피던스(1/ZT) 추가 시 D0=(C+DZT)/ZT (4단자 정수 직렬 합성 공식 적용)
36. 대용량 고전압의 안정권선(△권선)이 있다. 이 권선의 설치 목적과 관계가 먼 것은?
① 고장전류 저감
② 제3고조파 제거
③ 조상설비 설치
④ 소내용 전원공급
정답 : ①
해설: 안정권선(△권선)은 제3고조파 제거, 조상설비 연결, 소내전원 공급 등에 사용된다. '고장전류 저감'과는 직접 관계가 없다.
37. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?
① 충전전류의 제한
② 접지전류의 제한
③ 누설전류의 제한
④ 단락전류의 제한
정답 : ④
해설: 한류리액터는 단락전류를 제한하기 위한 목적으로 사용된다.
38. 변압기 등 전력설비 내부 고장 시 변류기에 유입하는 전류와 유출하는 전류의 차로 동작하는 보호계전기는?
① 차동계전기
② 지락계전기
③ 과전류계전기
④ 역상전류계전기
정답 : ①
해설: 차동계전기(Differential Relay)는 변류기 유입전류와 유출전류의 차를 검출하여 내부고장을 보호한다.
39. 3상 결선 변압기의 단상운전에 의한 소손방지 목적으로 설치하는 계전기는?
① 차동계전기
② 역상계전기
③ 단락계전기
④ 과전류계전기
정답 : ②
해설: 단상운전 시 발생하는 역상분을 검출하여 소손을 방지하기 위해 역상계전기를 사용한다.
40. 송전선로의 정전용량은 등가 선간거리 D가 증가하면 어떻게 되는가?
① 증가한다.
② 감소한다.
③ 변하지 않는다.
④ D²에 반비례하여 감소한다.
정답 : ②
해설: 정전용량 C∝1/ln(D/r). 등가선간거리(D)가 증가하면 정전용량은 감소한다.
3과목: 전기기기
41. 단상 직권 정류자 전동기의 전기자 권선과 계자권선에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 계자권선의 권수를 적게 한다.
② 전기자 권선의 권수를 크게 한다.
③ 변압기 기전력을 적게 하여 역률 저하를 방지한다.
④ 브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 많게 한다.
정답 : ④
해설: 단상 직권 정류자 전동기는 브러시로 단락되는 코일의 단락전류를 작게 하여 정류를 개선해야 한다. '많게 한다'는 설명이 틀렸다.
42. 단상 직권 전동기의 종류가 아닌 것은?
① 직권형
② 아트킨손형
③ 보상직권형
④ 유도보상직권형
정답 : ②
해설: 단상 직권 전동기의 종류는 직권형, 보상직권형, 유도보상직권형이다. 아트킨손형은 단상 반발전동기의 일종이다.
43. 동기조상기의 여자전류를 줄이면?
① 콘덴서로 작용
② 리액터로 작용
③ 진상전류로 됨
④ 저항손의 보상
정답 : ②
해설: 동기조상기는 여자전류를 줄이면 부족여자가 되어 지상전류(리액터)로 작용한다.
44. 권선형 유도전동기에서 비례추이에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, sm은 최대토크 시 슬립이다.)
① r2를 크게 하면 sm은 커진다.
② r2를 삽입하면 최대토크가 변한다.
③ r2를 크게 하면 기동토크도 커진다.
④ r2를 크게 하면 기동전류는 감소한다.
정답 : ②
해설: 비례추이는 2차저항(r2)을 변화시켜도 최대토크 값은 변하지 않고 발생 슬립(위치)만 변한다. '최대토크가 변한다'는 설명이 틀렸다.
45. 전기자저항 ra=0.2Ω, 동기리액턴스 xs=20Ω인 Y결선의 3상 동기발전기가 있다. 3상 중 1상의 단자전압 V=4400V, 유도기전력 E=6600V이다. 부하각 δ=30°라고 하면 발전기의 출력은 약 몇 kW인가?
① 2178
② 3251
③ 4253
④ 5532
정답 : ①
해설: 1상 출력 P=EVsinδ/Xs=6600×4400×0.5/20=726000W=726kW(1상). 3상 출력=3×726=2178[kW]
46. 반도체 정류기에 적용된 소자 중 첨두 역방향 내전압이 가장 큰 것은?
① 셀렌 정류기
② 실리콘 정류기
③ 게르마늄 정류기
④ 아산화동 정류기
정답 : ②
해설: 실리콘 정류기는 첨두 역방향 내전압이 가장 크다(고내압 특성).
47. 동기전동기에서 전기자 반작용을 설명한 것 중 옳은 것은?
① 공급전압보다 앞선 전류는 감자작용을 한다.
② 공급전압보다 뒤진 전류는 감자작용을 한다.
③ 공급전압보다 앞선 전류는 교차자화작용을 한다.
④ 공급전압보다 뒤진 전류는 교차자화작용을 한다.
정답 : ①
해설: 동기전동기에서 진상(앞선)전류는 감자작용, 지상(뒤진)전류는 증자작용을 한다.
48. 변압기 결선방식 중 3상에서 6상으로 변환할 수 없는 것은?
① 2중 성형
② 환상 결선
③ 대각 결선
④ 2중 6각 결선
정답 : ④
해설: 3상-6상 변환 결선: 2중성형, 환상결선, 대각결선, 포크결선 등. 2중 6각 결선은 해당하지 않는다.
49. 실리콘 제어정류기(SCR)의 설명 중 틀린 것은?
① PNPN 구조로 되어 있다.
② 인버터 회로에 이용될 수 있다.
③ 고속도의 스위치 작용을 할 수 있다.
④ 게이트에 (+)와 (-)의 특성을 갖는 펄스를 인가하여 제어한다.
정답 : ④
해설: SCR은 게이트에 (+) 펄스만 인가하여 턴온시킨다. (-) 펄스로 제어한다는 설명은 틀렸다.
50. 직류발전기가 90% 부하에서 최대효율이 된다면 이 발전기의 전부하에 있어서 고정손과 부하손의 비는?
① 1.1
② 1.0
③ 0.9
④ 0.81
정답 : ④
해설: 최대효율조건 m²=Pi/Pc, m=0.9. 전부하 시 고정손/부하손 비=Pi/Pc(전부하)=m²=0.81
51. 150kVA의 변압기의 철손이 1kW, 전부하동손이 2.5kW이다. 역률 80%에 있어서의 최대효율은 약 몇 %인가?
① 95
② 96
③ 97.4
④ 98.5
정답 : ③
해설: 최대효율 부하율 m=√(Pi/Pc)=√(1/2.5)=√0.4≈0.632. 출력=150×0.8×0.632≈75.9kW. 손실=2×1=2kW. η=75.9/(75.9+2)×100≈97.4[%]
52. 정격부하에서 역률 0.8(뒤짐)로 운전될 때, 전압 변동률이 12%인 변압기가 있다. 이 변압기에 역률 100%의 정격 부하를 걸고 운전할 때의 전압 변동률은 약 몇 %인가? (단, %저항강하는 %리액턴스강하의 1/12이라고 한다.)
① 0.909
② 1.5
③ 6.85
④ 16.18
정답 : ②
해설: ε=pcosφ+qsinφ. p=q/12. 0.8 역률: 0.8p+0.6q=12 → 0.8(q/12)+0.6q=12 → q(0.0667+0.6)=12 → q≈18, p≈1.5. 역률 100%: ε=p×1+q×0=1.5[%]
53. 권선형 유도전동기 저항제어법의 단점 중 틀린 것은?
① 운전 효율이 낮다.
② 부하에 대한 속도 변동이 작다.
③ 제어용 저항기는 가격이 비싸다.
④ 부하가 적을 때는 광범위한 속도 조정이 곤란하다.
정답 : ②
해설: 저항제어법은 부하변동에 대한 속도변동이 오히려 크다는 단점이 있다. '작다'는 설명이 틀렸다.
54. 부하 급변 시 부하각과 부하 속도가 진동하는 난조 현상을 일으키는 원인이 아닌 것은?
① 전기자 회로의 저항이 너무 큰 경우
② 원동기의 토크에 고조파가 포함된 경우
③ 원동기의 조속기 감도가 너무 예민한 경우
④ 자속의 분포가 기울어져 자속의 크기가 감소한 경우
정답 : ④
해설: 난조의 원인은 전기자저항 과대, 고조파 토크, 조속기 과민감도 등이다. '자속분포 기울어짐'은 난조 원인이 아니다.
55. 단상 변압기 3대를 이용하여 3상 △-Y 결선을 했을 때 1차와 2차 전압의 각변위(위상차)는?
① 0°
② 60°
③ 150°
④ 180°
정답 : ③
해설: △-Y 결선의 1차-2차 위상차(각변위)는 30°의 홀수배인 150°(또는 -30°에 해당)이다.
56. 권선형 유도 전동기의 전부하 운전 시 슬립이 4%이고, 2차 정격전압이 150V 이면 2차 유도기전력은 몇 V 인가?
① 9
② 8
③ 7
④ 6
정답 : ④
해설: E2'=sE2=0.04×150=6[V]
57. 3상 유도전동기의 슬립이 s일 때 2차 효율[%]은?
① (1-s)×100
② (2-s)×100
③ (3-s)×100
④ (4-s)×100
정답 : ①
해설: 2차 효율 η2=(1-s)×100[%]
58. 직류전동기의 회전수를 1/2로 하자면 계자자속을 어떻게 해야 하는가?
① 1/4로 감소시킨다.
② 1/2로 감소시킨다.
③ 2배로 증가시킨다.
④ 4배로 증가시킨다.
정답 : ③
해설: N∝E/φ. 회전수를 1/2로 줄이려면(E 일정 가정) 자속(φ)을 2배로 증가시켜야 한다.
59. 사이리스터 2개를 사용한 단상 전파정류회로에서 직류전압 100V를 얻으려면 PIV가 약 몇 V 인 다이오드를 사용하면 되는가?
① 111
② 141
③ 222
④ 314
정답 : ④
해설: Edc=0.9E(2소자 중간탭 방식). E=100/0.9≈111V(실효). PIV=2√2×E≈2×1.414×111≈314[V]
60. 교류발전기의 고조파 발생을 방지하는 방법으로 틀린 것은?
① 전기자 반작용을 크게 한다.
② 전기자 권선을 단절권으로 감는다.
③ 전기자 슬롯을 스큐 슬롯으로 한다.
④ 전기자 권선의 결선을 성형으로 한다.
정답 : ①
해설: 전기자 반작용을 작게 해야 고조파 발생이 줄어든다. '크게 한다'는 설명이 틀렸다.
4과목: 회로이론 및 제어공학
61. 개루프 전달함수 G(s)가 다음과 같이 주어지는 단위 부궤환계가 있다. 단위 계단입력이 주어졌을 때, 정상상태 편차가 0.05가 되기 위해서는 K의 값은 얼마인가? (G(s)=6K(s+1)/[(s+2)(s+3)])
① 19
② 20
③ 0.95
④ 0.05
정답 : ①
해설: 정상편차 ess=1/(1+Kp). Kp=lim(s→0)G(s)=6K×1/(2×3)=K. 0.05=1/(1+K) → K=19
62. 제어량의 종류에 따른 분류가 아닌 것은?
① 자동조정
② 서보기구
③ 적응제어
④ 프로세스제어
정답 : ③
해설: 제어량에 따른 분류: 자동조정, 서보기구, 프로세스제어. 적응제어는 제어방식의 분류이지 제어량 분류가 아니다.
63. 개루프 전달함수 G(s)H(s)=K(s-5)/[s(s-1)²(s+2)²] 일 때 주어지는 계에서 점근선 교차점은?
① -3/2
② -7/4
③ 5/3
④ -1/5
정답 : ②
해설: 점근선 교차점=(Σ극점-Σ영점)/(극점수-영점수)=(0+1+1-2-2-5)/(5-1)=(-7)/4=-7/4
64. 단위계단함수의 라플라스변환과 z변환함수는?
① 1/s, z/(z-1)
② s, z/(z-1)
③ 1/s, (z-1)/z
④ s, (z-1)/z
정답 : ①
해설: 단위계단함수 라플라스변환: 1/s. z변환: z/(z-1)
65. 다음 방정식으로 표시되는 제어계가 있다. (d³c/dt³+5d²c/dt²+dc/dt+2c=r(t)) 이 계를 상태방정식 x(t)=Ax(t)+Bu(t)로 나타내면 계수 행렬 A는?
① [[0,1,0],[0,0,1],[-2,-1,-5]]
② [[0,1,0],[1,0,0],[5,1,2]]
③ [[0,0,1],[1,0,0],[1,5,2]]
④ [[0,1,0],[0,0,1],[-2,-1,0]]
정답 : ①
해설: 표준형(companion form) 상태방정식: 마지막 행이 -[상수항, 1차항, 2차항 계수]=-2,-1,-5. A=[[0,1,0],[0,0,1],[-2,-1,-5]]
66. 안정한 제어계에 임펄스 응답을 가했을 때 제어계의 정상상태 출력은?
① 0
② +∞ 또는 -∞
③ +의 일정한 값
④ -의 일정한 값
정답 : ①
해설: 안정한 제어계의 임펄스응답은 시간이 지나면서 0으로 수렴한다.
67. 그림과 같은 블록선도에서 C(s)/R(s) 값은? (G1 전향, 피드백 1/G1, G2 직렬)
① G1/(G1-G2)
② G2/(G1-G2)
③ G2/(G1+G2)
④ G1G2/(G1+G2)
정답 : ④
해설: 블록선도 정리(피드백 1/G1 적용) 결과 C(s)/R(s)=G1G2/(G1+G2)
68. 신호흐름선도에서 전달함수 C/R를 구하면? (a-b-c-d-e 경로, g와 f 피드백)
① abcdg/(1-abcde)
② abcde/(1-cg-bcdf)
③ abcde/(1-cg-cgf)
④ abcde/(c+cg+cgf)
정답 : ②
해설: 메이슨 공식 적용. 전향경로(abcde)와 루프(cg, bcdf) 분석 결과 C/R=abcde/(1-cg-bcdf)
69. 특성방정식이 s³+2s²+Ks+5=0가 안정하기 위한 K의 값은?
① K>0
② K<0
③ K>5/2
④ K<5/2
정답 : ③
해설: Routh-Hurwitz 안정조건: 2K>5 → K>5/2
70. 다음과 같은 진리표를 갖는 회로의 종류는? (A,B 입력에 0,0→0 / 0,1→1 / 1,0→1 / 1,1→0 출력)
① AND
② NOR
③ NAND
④ EX-OR
정답 : ④
해설: 입력이 다를 때만 1이 출력되는 패턴은 배타적 논리합(EX-OR) 게이트이다.
71. 대칭좌표법에서 대칭분을 각 상전압으로 표시한 것 중 틀린 것은?
① E0=(1/3)(Ea+Eb+Ec)
② E1=(1/3)(Ea+aEb+a²Ec)
③ E2=(1/3)(Ea+a²Eb+aEc)
④ E3=(1/3)(Ea²+Eb²+Ec²)
정답 : ④
해설: 대칭좌표법에서 영상분(E0), 정상분(E1), 역상분(E2)만 존재하며 'E3'이라는 항목 자체가 대칭좌표법 공식에 부합하지 않는다. 틀린 식이다.
72. R-L 직렬회로에서 스위치 S가 1번 위치에 오랫동안 있다가 t=0+에서 위치 2번으로 옮겨진 후, L/R[s] 후에 L에 흐르는 전류[A]는?
① E/R
② 0.5E/R
③ 0.368E/R
④ 0.632E/R
정답 : ③
해설: 방전 회로(2번 위치, 전원분리): i(t)=I0e^(-t/τ). t=τ=L/R일 때 i=I0×e⁻¹≈0.368×I0=0.368E/R (I0=E/R)
73. 분포 정수회로에서 선로정수가 R, L, C, G이고 무왜형 조건이 RC=GL과 같은 관계가 성립될 때 선로의 특성 임피던스 Z0는? (단, 선로의 단위길이당 저항을 R, 인덕턴스를 L, 정전용량을 C, 누설컨덕턴스를 G라 한다.)
① Z0=1/√(CL)
② Z0=√(L/C)
③ Z0=√(CL)
④ Z0=√(RG)
정답 : ②
해설: 무왜형 선로의 특성임피던스 Z0=√(L/C) (R/L=G/C 조건에서 유도됨)
74. 그림과 같은 4단자 회로망에서 하이브리드 파라미터 H11은? (Z1, Z2, Z3 T형 회로 구성)
① Z1/(Z1+Z3)
② Z1/(Z1+Z2)
③ Z1Z3/(Z1+Z3)
④ Z1Z2/(Z1+Z2)
정답 : ③
해설: H11=V1/I1|V2=0(출력단락). T형 회로에서 Z2 단락 시 Z1과 Z3 병렬: H11=Z1Z3/(Z1+Z3)
75. 내부저항 0.1Ω인 건전지 10개를 직렬로 접속하고 이것을 한조로 하여 5조 병렬로 접속하면 합성 내부저항은 몇 Ω 인가?
① 5
② 1
③ 0.5
④ 0.2
정답 : ④
해설: 직렬 10개=1Ω(한조). 5조 병렬: 1/5=0.2[Ω]
76. 함수 f(t)의 라플라스 변환은 어떤 식으로 정의되는가?
① ∫(0→∞)f(t)e^(st)dt
② ∫(0→∞)f(t)e^(-st)dt
③ ∫(0→∞)f(-t)e^(st)dt
④ ∫(-∞→∞)f(-t)e^(-st)dt
정답 : ②
해설: 라플라스 변환 정의: F(s)=∫₀^∞ f(t)e^(-st)dt
77. 대칭좌표법에서 불평형률을 나타내는 것은?
① 영상분/경상분×100
② 역상분/정상분×100
③ 정상분/영상분×100
④ 역상분/정상분×100
정답 : ④
해설: 불평형률 = (역상분/정상분)×100[%]
78. 그림의 왜형파를 푸리에의 급수로 전개할 때, 옳은 것은? (구형파, 상하 대칭, 반주기마다 부호 반전)
① 우수파만 포함한다.
② 기수파만 포함한다.
③ 우수파, 기수파 모두 포함한다.
④ 푸리에의 급수로 전개 할 수 없다.
정답 : ②
해설: 반주기 대칭(half-wave symmetry, f(t)=-f(t+T/2))인 파형은 홀수(기수)차 고조파만 포함한다.
79. 최대값이 Em인 반파 정류 정현파의 실효값은 몇 V인가?
① 2Em/π
② √2Em
③ Em/√2
④ Em/2
정답 : ④
해설: 반파정류 정현파 실효값 = Em/2
80. 그림과 같이 R[Ω]의 저항을 Y결선으로 하여 단자의 a, b 및 c에 비대칭 3상 전압을 가할 때, a 단자의 중성점 N에 대한 전압은 약 몇 V 인가? (단, Vab=210V, Vbc=-90-j180V, Vca=-120+j180V)
① 100
② 116
③ 121
④ 125
정답 : ④
해설: 밀만의 정리 적용: VaN=(Vab-Vca)/3 형태 계산식 적용 결과 약 125[V]
5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준
81. 태양전지 모듈의 시설에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 충전부분은 노출하여 시설할 것
② 출력배선은 극성별로 확인 가능토록 표시할 것
③ 전선은 공칭단면적 1.5mm² 이상의 연동선을 사용할 것
④ 전선을 옥내에 시설할 경우에는 애자사용 공사에 준하여 시설할 것
정답 : ②
해설: 태양전지 모듈 출력배선은 극성별로 식별 가능하도록 표시해야 한다.
82. 저압 옥상전선로를 전개된 장소에 시설하는 내용으로 틀린 것은?
① 전선은 절연전선일 것
② 전선은 2.5mm² 이상의 경동선일 것
③ 전선과 그 저압 옥상전선로를 시설하는 조영재와의 이격거리는 2m 이상일 것
④ 전선은 조영재에 내수성이 있는 애자를 사용하여 지지하고 그 지지점 간의 거리는 15m 이하일 것
정답 : ②
해설: 저압 옥상전선로 전선 굵기 기준은 2.6mm 이상의 경동선이다(2.5mm²는 틀린 표기).
83. 무대, 무대마루 밑, 오케스트라 박스, 영사실 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선, 전구선 또는 이동전선은 사용전압이 몇 V 미만이어야 하는가?
① 60
② 110
③ 220
④ 400
정답 : ④
해설: 무대 등의 저압 옥내배선·전구선·이동전선 사용전압: 400V 미만.
84. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 포장퓨즈는 정격전류의 몇 배의 전류에 견디어야 하는가?
① 1.1
② 1.25
③ 1.3
④ 1.6
정답 : ③
해설: 고압전로 포장퓨즈: 정격전류의 1.3배 전류에 견뎌야 한다.
85. 터널 안 전선로의 시설방법으로 옳은 것은?
① 저압전선은 지름 2.6mm의 경동선의 절연전선을 사용하였다.
② 고압전선은 절연전선을 사용하여 합성수지관 공사로 하였다.
③ 저압전선을 애자사용 공사에 의하여 시설하고 이를 레일면상 또는 노면상 2.2m의 높이로 시설하였다.
④ 고압전선을 금속관공사에 의하여 시설하고 이를 레일면상 또는 노면상 2.4m의 높이로 시설하였다.
정답 : ①
해설: 터널 내 저압전선은 지름 2.6mm 이상의 경동선 절연전선 사용이 옳은 기준이다.
86. 저압 옥측전선로에서 목조의 조영물에 시설할 수 있는 공사 방법은?
① 금속관공사
② 버스덕트공사
③ 합성수지관공사
④ 연피 또는 알루미늄 케이블공사
정답 : ③
해설: 목조 조영물에는 화재 위험으로 금속관·버스덕트·금속케이블공사가 제한되며, 합성수지관공사가 시설 가능하다.
87. 특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기를 시설하여서는 아니 되는 변압기는?
① 광산에서 물을 양수하기 위한 양수기용 변압기
② 전기로 등 전류가 큰 전기를 소비하기 위한 변압기
③ 교류식 전기철도용 신호회로에 전기를 공급하기 위한 변압기
④ 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳의 소내용 변압기
정답 : ①
해설: 광산 양수기용 변압기는 특고압을 직접 저압으로 변성하는 것이 금지되는 대상이다.
88. 케이블 트레이공사에 사용하는 케이블 트레이의 시설기준으로 틀린 것은? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다.)
① 케이블 트레이 안전율은 1.3 이상이어야 한다.
② 비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료의 것이어야 한다.
③ 전선의 피복 등을 손상시킬 돌기 등이 없이 매끈해야 한다.
④ 저압옥내배선의 사용전압이 400V 미만인 경우에는 금속제 트레이에 제3종 접지공사를 하여야 한다.
정답 : ①
해설: 구 기준: 케이블트레이 안전율은 1.5 이상이어야 한다(1.3은 틀린 수치).
89. 전로에 대한 설명 중 옳은 것은?
① 통상의 사용 상태에서 전기를 절연한 곳
② 통상의 사용 상태에서 전기를 접지한 곳
③ 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있는 곳
④ 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있지 않은 곳
정답 : ③
해설: 전로(電路)의 정의: 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있는 곳.
90. 최대 사용전압 23kV의 권선으로 중성점접지식 전로(중성선을 가지는 것으로 그 중성선에 다중 접지를 하는 전로)에 접속되는 변압기는 몇 V의 절연내력 시험전압에 견디어야 하는가?
① 21160
② 25300
③ 38750
④ 34500
정답 : ①
해설: 중성점 다중접지식 전로(시험전압 배율 0.92): 23000×0.92≈21160[V]
91. 고압 가공전선으로 경동선 또는 내열 동합금선을 사용할 때 그 안전율은 최소 얼마 이상이되는 이도로 시설하여야 하는가?
① 2.0
② 2.2
③ 2.5
④ 3.3
정답 : ②
해설: 고압 가공전선(경동선/내열동합금선) 안전율: 2.2 이상.
92. 제3종 접지공사에 사용되는 접지선의 굵기는 공칭단면적 몇 mm² 이상의 연동선을 사용하여야 하는가? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다.)
① 0.75
② 2.5
③ 6
④ 16
정답 : ②
해설: 구 기준: 제3종 접지공사 접지선 굵기는 공칭단면적 2.5mm² 이상의 연동선.
93. 고압 보안공사에서 지지물이 A종 철주인 경우 경간은 몇 m 이하 인가?
① 100
② 150
③ 250
④ 400
정답 : ①
해설: 고압 보안공사 A종 철주 경간: 100m 이하.
94. 가공 직류 전차선의 레일면상의 높이는 4.8m 이상이어야 하나 광산 기타의 갱도 안의 윗면에 시설하는 경우는 몇 m 이상이어야 하는가? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다.)
① 1.8
② 2
③ 2.2
④ 2.4
정답 : ①
해설: 구 기준: 갱도 안 가공직류전차선 레일면상 높이: 1.8m 이상.
95. 가공전선로 지지물의 승탑 및 승주방지를 위한 발판 볼트는 지표상 몇 m 미만에 시설 하여서는 아니 되는가?
① 1.2
② 1.5
③ 1.8
④ 2.0
정답 : ③
해설: 발판볼트는 지표상 1.8m 미만에 시설해서는 안 된다.
96. 저압 옥내간선에서 분기하여 전기사용 기계기구에 이르는 저압 옥내전로는 분기점에서 전선의 길이가 몇 m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류차단기를 시설하여야 하는가?
① 2
② 3
③ 4
④ 5
정답 : ②
해설: 저압 옥내간선 분기점에서 3m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류차단기 시설.
97. 사용전압이 60kV 이하인 경우 전화선로의 길이 12km 마다 유도전류는 몇 μA를 넘지 않도록 하여야 하는가?
① 1
② 2
③ 3
④ 5
정답 : ②
해설: 60kV 이하 가공전선로 유도전류 기준: 전화선로 12km마다 2μA 이하.
98. 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에서 개폐기 또는 차단기에 사용하는 압축공기장치의 공기압축기는 최고 사용압력의 1.5배의 수압을 연속하여 몇 분간 가하여 시험을 하였을 때에 이에 견디고 또한 새지 아니하여야 하는가?
① 5
② 10
③ 15
④ 20
정답 : ②
해설: 압축공기장치 공기압축기 내압시험: 최고사용압력의 1.5배 수압을 연속 10분간 가하여 시험.
99. 금속덕트 공사에 의한 저압 옥내배선공사 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 저압 옥내배선의 사용전압이 400V 미만인 경우에는 덕트에 제3종 접지공사를 한다.
② 금속덕트는 두께 1.0mm 이상인 철판으로 제작하고 덕트 상호간에 완전하게 접속한다.
③ 덕트를 조영재에 붙이는 경우 덕트 지지점간의 거리를 3m 이하로 견고하게 붙인다.
④ 금속덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계가 덕트의 내부 단면적의 20% 이하가 되도록 한다.
정답 : ②
해설: 금속덕트 두께 기준은 1.2mm 이상이다(1.0mm는 틀린 수치).
100. 그림은 전력선 반송통신용 결합장치의 보안장치를 나타낸 것이다. S의 명칭으로 옳은 것은?
① 동축 케이블
② 결합 콘덴서
③ 접지용 개폐기
④ 구상용 방전갭
정답 : ③
해설: 전력선 반송통신용 결합장치 보안장치에서 S는 접지용 개폐기를 나타낸다.
이상으로 전기기사 2018년 1회 필기 기출문제 100문항의 정답과 해설을 모두 정리했습니다. 다른 회차 기출문제도 차례로 정리해서 게시할 예정이니 참고하시기 바랍니다.
'자격증 공부 관련 > 전기기사' 카테고리의 다른 글
| 전기기사 2018년 3회 필기 기출문제 및 해설 (0) | 2026.06.22 |
|---|---|
| 전기기사 2018년 2회 필기 기출문제 및 해설 (0) | 2026.06.22 |
| 전기기사 2018년 1회 필기 기출문제 100문항의 정답과 해설 (0) | 2026.06.20 |
| 전기기사 2017년 3회 필기 기출문제 100문항의 정답과 해설 (0) | 2026.06.20 |
| 전기기사 2017년 2회 필기 기출문제 100문항의 정답과 해설 (0) | 2026.06.20 |