전기기사 2018년 3회 필기 기출문제 및 해설
2018년 3회(2018년 3회차) 전기기사 필기 기출문제를 과목별로 정리했습니다. 각 문항마다 정답과 해설을 함께 표시했으니 기출 복습이나 모의고사 채점에 참고하시기 바랍니다.
시험 개요
- 자격증: 전기기사
- 회차: 2018년 3회
- 과목: 전기자기학, 전력공학, 전기기기, 회로이론 및 제어공학, 전기설비기술기준 및 판단기준
- 문항 수: 과목별 20문항, 총 100문항 (4지선다)
목차
1과목: 전기자기학
1. 전계 E의 x, y, z 성분을 Ex, Ey, Ez라 할 때 divE는?
① ∂Ex/∂x + ∂Ey/∂y + ∂Ez/∂z
② i∂Ex/∂x + j∂Ey/∂y + k∂Ez/∂z
③ ∂²Ex/∂x² + ∂²Ey/∂y² + ∂²Ez/∂z²
④ i∂²Ex/∂x² + j∂²Ey/∂y² + k∂²Ez/∂z²
정답 : ①
해설: 발산(divergence) 연산자는 스칼라 값을 반환하며 divE=∂Ex/∂x+∂Ey/∂y+∂Ez/∂z
2. 동심 구형 콘덴서의 내외 반지름을 각각 5배로 증가시키면 정전용량은 몇 배로 증가하는가?
① 5
② 10
③ 15
④ 20
정답 : ①
해설: 동심구 정전용량 C=4πε(ab)/(b-a). a,b 모두 5배가 되면 분자(ab)는 25배, 분모(b-a)도 5배가 되므로 C는 25/5=5배 증가한다.
3. 자성체 경계면에 전류가 없을 때의 경계조건으로 틀린 것은?
① 자계 H의 접선성분 H1T=H2T
② 자속밀도 B의 법선성분 B1N=B2N
③ 경계면에서 자력선의 굴절 (tanθ1/tanθ2) = (μ1/μ2)
④ 전속밀도 D의 법선성분 D1N=D2N=(μ2/μ1)
정답 : ④
해설: 전속밀도가 아닌 자속밀도의 법선성분이 연속(B1N=B2N)이며, 전속밀도 D와 투자율(μ)은 자성체 경계조건과 무관하다. 이 식은 잘못된 식이다.
4. 도체나 반도체에 전류를 흘리고 이것과 직각방향으로 자계를 가하면 이 두 방향과 직각방향으로 기전력이 생기는 현상을 무엇이라 하는가?
① 홀 효과
② 핀치 효과
③ 볼타 효과
④ 압전 효과
정답 : ①
해설: 홀 효과(Hall effect): 전류와 자계에 모두 직각방향으로 기전력이 발생하는 현상.
5. 판자석의 세기가 0.01Wb/m, 반지름이 5cm인 원형 판자석이 있다. 자석의 중심에서 축상 10cm인 점에서의 자위의 세기는 몇 AT 인가?
① 100
② 175
③ 370
④ 420
정답 : ④
해설: 판자석 축상 자위 U=(M/2μ0)(1-x/√(a²+x²))... 단위 환산 및 공식 적용 결과 약 420[AT]
6. 평면도체 표면에서 d[m] 거리에 점전하 Q[C]이 있을 때 이 전하를 무한원점까지 운반하는데 필요한 일[J]은?
① Q²/(4πε₀d)
② Q²/(8πε₀d)
③ Q²/(16πε₀d)
④ Q²/(32πε₀d)
정답 : ③
해설: 영상전하법: 평면도체와 점전하 사이 인력에 의한 일 W=Q²/(16πε₀d)[J]
7. 유전율 ε, 전계의 세기 E인 유전체의 단위 체적에 축적되는 에너지는?
① E/(2ε)
② εE/2
③ εE²/2
④ ε²E²/2
정답 : ③
해설: 유전체 단위체적당 정전에너지 w=εE²/2[J/m³]
8. 길이 l[m], 지름 d[m]인 원통이 길이 방향으로 균일하게 자화되어 자화의 세기가 J[Wb/m²]인 경우 원통 양단에서의 전자극의 세기[Wb]는?
① πd²J
② πdJ
③ 4J/(πd²)
④ πd²J/4
정답 : ④
해설: 자극의 세기 m=J×S=J×π(d/2)²=πd²J/4[Wb]
9. 자기인덕턴스 L1, L2와 상호인덕턴스 M사이의 결합계수는? (단, 단위는 H이다.)
① M/(L1L2)
② L1L2/M
③ M/√(L1L2)
④ √(L1L2)/M
정답 : ③
해설: 결합계수 k=M/√(L1L2)
10. 진공 중에서 선전하 밀도 ρl=6×10⁻⁸C/m인 무한히 긴 직선상 선전하가 x 축과 나란하고 z=2m 점을 지나고 있다. 이 선전하에 의하여 반지름 5m인 원점에 중심을 둔 구표면 S0를 통과하는 전기력선수는 약 몇 V/m인가?
① 3.1×10⁴
② 4.8×10⁴
③ 5.5×10⁴
④ 6.2×10⁴
정답 : ④
해설: 구 표면 S0를 통과하는 부분(전선이 구 내부를 지나는 길이)을 계산하여 가우스 법칙으로 전기력선수를 구하면 약 6.2×10⁴[개]
11. 대지면에 높이 h[m]로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하가 지면으로부터 받는 힘은?
① h에 비례
② h에 반비례
③ h²에 비례
④ h²에 반비례
정답 : ②
해설: 영상전하법 적용 시 선전하와 대지(영상전하) 간의 힘은 거리(h)에 반비례한다.
12. 정전에너지, 전속밀도 및 유전상수 εr의 관계에 대한 설명중 틀린 것은?
① 굴절각이 큰 유전체는 εr이 크다.
② 동일 전속밀도에서는 εr이 클수록 정전에너지는 작아진다.
③ 동일 정전에너지에서는 εr이 클수록 전속밀도가 커진다.
④ 전속은 매질에 축적되는 에너지가 최대가 되도록 분포 된다.
정답 : ④
해설: 전속은 매질에 축적되는 에너지가 최소가 되도록 분포된다(정전계의 최소 에너지 원리). '최대'라는 설명이 틀렸다.
13. σ=1℧/m, εs=6, μ=μ0인 유전체에 교류전압을 가할 때 변위전류와 전도전류의 크기가 같아지는 주파수는 약몇 Hz 인가?
① 3.0×10⁹
② 4.2×10⁹
③ 4.7×10⁹
④ 5.1×10⁹
정답 : ①
해설: f=σ/(2πε)=σ/(2πε₀εs)=1/(2π×8.855×10⁻¹²×6)≈3.0×10⁹[Hz]
14. 그 양이 증가함에 따라 무한장 솔레노이드의 자기인덕턴스 값이 증가하지 않는 것은 무엇인가?
① 철심의 반경
② 철심의 길이
③ 코일의 권수
④ 철심의 투자율
정답 : ②
해설: L=μN²S/l. 길이(l)가 증가하면 오히려 인덕턴스는 감소한다(분모에 위치). 따라서 길이는 증가시켜도 인덕턴스가 증가하지 않는다.
15. 단면적 S[m²], 단위 길이당 권수가 n0[회/m]인 무한히 긴 솔레노이드의 자기인덕턴스[H/m]는?
① μSn0
② μSn0²
③ μS²n0
④ μS²n0²
정답 : ②
해설: 단위길이당 인덕턴스 L=μn0²S[H/m]
16. 비투자율 1000인 철심이 든 환상솔레노이드의 권수가 600회, 평균지름 20cm, 철심의 단면적 10cm²이다. 이 솔레노이드에 2A의 전류가 흐를 때 철심 내의 자속은 약몇 Wb 인가?
① 1.2×10⁻³
② 1.2×10⁻⁴
③ 2.4×10⁻³
④ 2.4×10⁻⁴
정답 : ③
해설: Φ=μ₀μsNI×S/l=(4π×10⁻⁷×1000×600×2×10×10⁻⁴)/(π×0.2)≈2.4×10⁻³[Wb]
17. 3개의 점전하 Q1=3C, Q2=1C, Q3=-3C을 점 P1(1,0,0), P2(2,0,0), P3(3,0,0)에 어떻게 놓으면 원점에서 전계의 크기가 최대가 되는가?
① P1에 Q1, P2에 Q2, P3에 Q3
② P1에 Q2, P2에 Q3, P3에 Q1
③ P1에 Q3, P2에 Q1, P3에 Q2
④ P1에 Q3, P2에 Q2, P3에 Q1
정답 : ①
해설: 원점 전계 기여도는 전하크기/거리²에 비례하며, 가장 큰 전하(절대값)를 가장 가까운 위치(P1)에 배치할 때 전계가 최대가 된다: P1에 Q1(3C), P2에 Q2(1C), P3에 Q3(-3C)
18. 맥스웰의 전자방정식에 대한 의미를 설명한 것으로 틀린것은?
① 자계의 회전은 전류밀도와 같다.
② 자계는 발산하며, 자극은 단독으로 존재한다.
③ 전계의 회전은 자속밀도의 시간적 감소율과 같다.
④ 단위체적 당 발산 전속 수는 단위체적 당 공간전하 밀도와 같다.
정답 : ②
해설: 맥스웰 방정식 ∇·B=0에 따라 자계는 발산하지 않으며 자극은 단독으로 존재할 수 없다(N극, S극 항상 쌍으로 존재). '발산하며 단독 존재'는 틀린 설명이다.
19. 전기력선의 설명 중 틀린 것은?
① 전기력선은 부전하에서 시작하여 정전하에서 끝난다.
② 단위 전하에서는 1/ε0개의 전기력선이 출입한다.
③ 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.
④ 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 일치하며 밀도는 그 점에서의 전계의 크기와 같다.
정답 : ①
해설: 전기력선은 정전하(+)에서 시작하여 부전하(-)에서 끝난다. 반대로 서술되어 틀렸다.
20. 유전율이 ε=4ε0이고 투자율이 μ0인 비도전성 유전체에서 전자파 전계의 세기가 E(z,t)=ay377cos(10⁹t-βz) [V/m]일 때의 자계의 세기 H는 몇 A/m 인가?
① -az2cos(10⁹t-βz)
② -ax2cos(10⁹t-βz)
③ -az7.1×10⁴cos(10⁹t-βz)
④ -ax7.1×10⁴cos(10⁹t-βz)
정답 : ②
해설: 매질 고유임피던스 η=√(μ/ε)=377/√4≈188.5. H=E/η, 방향은 진행방향(z), E(ay)와 H가 우수계를 이루도록 ax 방향, 음의 부호. H≈-ax2cos(10⁹t-βz)[A/m]
2과목: 전력공학
21. 변류기 수리 시 2차측을 단락시키는 이유는?
① 1차측 과전류 방지
② 2차측 과전류 방지
③ 1차측 과전압 방지
④ 2차측 과전압 방지
정답 : ④
해설: 변류기(CT) 2차측 개방 시 1차전류 전체가 여자전류로 작용해 고전압이 발생하므로, 수리 시 2차측을 단락하여 과전압을 방지한다.
22. 1년 365일 중 185일은 이 양 이하로 내려가지 않는 유량은?
① 평수량
② 풍수량
③ 고수량
④ 저수량
정답 : ①
해설: 평수량: 1년 365일 중 185일은 이 유량 이하로 내려가지 않는 유량.
23. 배전선의 전압조정장치가 아닌 것은?
① 승압기
② 리클로저
③ 유도전압조정기
④ 주상변압기 탭 절환장치
정답 : ②
해설: 리클로저는 재폐로 차단기로 보호장치이며 전압조정장치가 아니다.
24. 발전기 또는 주변압기의 내부고장 보호용으로 가장 널리 쓰이는 것은?
① 거리계전기
② 과전류계전기
③ 비율차동계전기
④ 방향단락계전기
정답 : ③
해설: 발전기·주변압기 내부고장 보호용으로 비율차동계전기가 가장 널리 사용된다.
25. 그림과 같은 선로의 등가선간거리는 몇 m인가? (A-5m-B-5m-C 일직선 배치)
① 5
② 5√2
③ 5×2^(1/3)
④ 10×2^(1/3)
정답 : ③
해설: 등가선간거리 Deq=∛(DAB×DBC×DCA)=∛(5×5×10)=∛250=5×2^(1/3)
26. 서지파(진행파)가 서지 임피던스 Z1의 선로측에서 서지임피던스 Z2의 선로측으로 입사할 때 투과계수(투과파전압÷입사파 전압) b를 나타내는 식은?
① b=(Z2-Z1)/(Z1+Z2)
② b=2Z2/(Z1+Z2)
③ b=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)
④ b=2Z1/(Z1+Z2)
정답 : ②
해설: 투과계수 b=2Z2/(Z1+Z2)
27. 3상 송전선로에서 선간단락이 발생하였을 때 다음 중 옳은 것은?
① 역상전류만 흐른다.
② 정상전류와 역상전류가 흐른다.
③ 역상전류와 영상전류가 흐른다.
④ 정상전류와 영상전류가 흐른다.
정답 : ②
해설: 선간단락 시에는 영상분이 없고 정상전류와 역상전류가 흐른다.
28. 송전계통의 안정도 향상 대책이 아닌 것은?
① 전압 변동을 적게 한다.
② 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
③ 고장시간, 고장전류를 적게 한다.
④ 계통의 직렬 리액턴스를 증가시킨다.
정답 : ④
해설: 계통의 직렬 리액턴스는 작게 해야 안정도가 향상된다. '증가시킨다'는 설명이 틀렸다.
29. 배전선로에 사고범위의 확대를 방지하기 위한 대책으로 적당하지 않은 것은?
① 선택접지계전방식 채택
② 자동고장 검출장치 설치
③ 진상콘덴서 설치하여 전압보상
④ 특고압의 경우 자동구분개폐기 설치
정답 : ③
해설: 진상콘덴서는 역률개선 및 전압보상 목적이며, 사고범위 확대 방지 대책과는 직접 관련이 없다.
30. 화력발전소에서 재열기의 사용 목적은?
① 증기를 가열한다.
② 공기를 가열한다.
③ 급수를 가열한다.
④ 석탄을 건조한다.
정답 : ①
해설: 재열기는 고압터빈을 통과한 증기를 다시 가열하여 저압터빈으로 보내는 장치이다.
31. 송전전력, 송전거리, 전선의 비중 및 전력손실률이 일정하다고 하면 전선의 단면적 A[mm²]와 송전전압 V[kV]와의 관계로 옳은 것은?
① A ∝ V
② A ∝ V²
③ A ∝ 1/√V
④ A ∝ 1/V²
정답 : ④
해설: 송전전압이 일정 조건에서 전선단면적은 전압의 제곱에 반비례한다(A∝1/V²).
32. 선로에 따라 균일하게 부하가 분포된 선로의 전력손실은 이들 부하가 선로의 말단에 집중적으로 접속되어 있을 때보다 어떻게 되는가?
① 1/2로 된다.
② 1/3로 된다.
③ 2배로 된다.
④ 3배로 된다.
정답 : ②
해설: 균등분포부하의 전력손실은 말단 집중부하 대비 1/3이다.
33. 반지름 r[m]이고 소도체 간격 S인 4복도체 송전선로에서 전선 A, B, C가 수평으로 배열되어 있다. 등가 선간거리가 D(m)로 배치되고 완전 연가 된 경우 송전선로의 인덕턴스는 몇 mH/km 인가?
① 0.4605log10(D/∛(rS))+0.025
② 0.4605log10(D/∛(rS²))+0.0167
③ 0.4605log10(D/∛(rS²))+0.0125
④ 0.4605log10(D/⁴√(rS³))+0.0125
정답 : ④
해설: 4복도체 인덕턴스 공식: L=0.4605log10(D/⁴√(rS³))+0.0125[mH/km]
34. 최소 동작 전류 이상의 전류가 흐르면 한도를 넘은 양(量)과는 상관없이 즉시 동작하는 계전기는?
① 순한시 계전기
② 반한시 계전기
③ 정한시 계전기
④ 반한시 정한시 계전기
정답 : ①
해설: 순한시 계전기는 최소동작전류 이상에서 양과 무관하게 즉시 동작한다.
35. 최근에 우리나라에서 많이 채용되고 있는 가스절연개폐설비(GIS)의 특징으로 틀린 것은?
① 대기 절연을 이용한 것에 비해 현저하게 소형화 할 수 있으나 비교적 고가이다.
② 소음이 적고 충전부가 완전한 밀폐형으로 되어 있기 때문에 안정성이 높다.
③ 가스 압력에 대한 엄중 감시가 필요하며 내부 점검 및 부품 교환이 번거롭다.
④ 한랭지, 산악 지방에서도 액화 방지 및 산화 방지 대책이 필요 없다.
정답 : ④
해설: GIS는 한랭지·산악지방에서 SF6 가스의 액화 방지 대책이 필요하다. '필요 없다'는 설명이 틀렸다.
36. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 목적은?
① 인덕턴스를 증가시키기 위하여
② 정전용량을 감소시키기 위하여
③ 코로나 발생을 감소시키기 위하여
④ 전선 표면의 전위경도를 증가시키기 위하여
정답 : ③
해설: 복도체는 등가반지름이 커져 코로나 발생을 감소시키는 것이 주된 목적이다.
37. 송배전 선로의 전선 굵기를 결정하는 주요 요소가 아닌것은?
① 전압강하
② 허용전류
③ 기계적 강도
④ 부하의 종류
정답 : ④
해설: 전선 굵기 결정 요소: 전압강하, 허용전류, 기계적 강도, 경제성 등. 부하의 종류는 직접적인 요소가 아니다.
38. 기준 선간전압 23kV, 기준 3상 용량 5000kVA, 1선의 유도리액턴스가 15Ω일 때 %리액턴스는?
① 28.36%
② 14.18%
③ 7.09%
④ 3.55%
정답 : ②
해설: %X=(P×X)/(10×V²)=(5000×15)/(10×23²)≈14.18[%]
39. 망상(Network) 배전방식에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 전압 변동이 대체로 크다.
② 부하 증가에 대한 융통성이 적다.
③ 방사상 방식보다 무정전 공급의 신뢰도가 더 높다.
④ 인축에 대한 감전사고가 적어서 농촌에 적합하다.
정답 : ③
해설: 망상(네트워크) 배전방식은 다중공급으로 무정전 공급 신뢰도가 방사상 방식보다 높다.
40. 3상용 차단기의 정격전압은 170kV이고 정격차단전류가 50kA일 때 차단기의 정격차단용량은 약 몇 MVA인가?
① 5000
② 10000
③ 15000
④ 20000
정답 : ③
해설: 정격차단용량=√3×정격전압×정격차단전류=√3×170×50≈14722≈15000[MVA]
3과목: 전기기기
41. 3상 직권 정류자전동기에 중간 변압기를 사용하는 이유로 적당하지 않은 것은?
① 중간 변압기를 이용하여 속도 상승을 억제할 수 있다.
② 회전자 전압을 정류작용에 맞는 값으로 선정할 수 있다.
③ 중간 변압기를 사용하여 누설 리액턴스를 감소할 수 있다.
④ 중간 변압기의 권수비를 바꾸어 전동기 특성을 조정할 수 있다.
정답 : ③
해설: 중간변압기의 사용 목적은 전압조정, 속도상승 억제, 권수비 조정이며, 누설리액턴스 감소가 주목적은 아니다.
42. 변압기의 권수를 N이라고 할 때 누설리액턴스는?
① N에 비례한다.
② N²에 비례한다.
③ N에 반비례한다.
④ N²에 반비례한다.
정답 : ②
해설: 누설리액턴스(인덕턴스 기반)는 권수의 제곱(N²)에 비례한다.
43. 직류기의 온도상승 시험 방법 중 반환부하법의 종류가 아닌것은?
① 카프법
② 홉킨슨법
③ 스코트법
④ 블론델법
정답 : ③
해설: 반환부하법 종류: 카프법, 홉킨슨법, 블론델법. 스코트법은 변압기 결선법(3상-2상 변환)으로 반환부하법과 무관하다.
44. 단상 직권 정류자전동기에서 보상권선과 저항도선의 작용을 설명한 것으로 틀린 것은?
① 역률을 좋게 한다.
② 변압기 기전력을 크게 한다.
③ 전기자 반작용을 감소시킨다.
④ 저항도선은 변압기 기전력에 의한 단락전류를 적게 한다.
정답 : ②
해설: 보상권선은 변압기 기전력을 작게 하여 역률을 개선한다. '크게 한다'는 설명이 틀렸다.
45. 일반적인 변압기의 손실 중에서 온도상승에 관계가 가장적은 요소는?
① 철손
② 동손
③ 와류손
④ 유전체손
정답 : ④
해설: 유전체손은 변압기 손실 중 매우 작은 비중을 차지하여 온도상승에 미치는 영향이 가장 적다.
46. 직류발전기의 병렬 운전에서 부하 분담의 방법은?
① 계자전류와 무관하다.
② 계자전류를 증가하면 부하분담은 감소한다.
③ 계자전류를 증가하면 부하분담은 증가한다.
④ 계자전류를 감소하면 부하분담은 증가한다.
정답 : ③
해설: 직류발전기 병렬운전 시 계자전류를 증가시키면(기전력 증가) 부하분담이 증가한다.
47. 1차전압 6600V, 2차전압 220V, 주파수 60Hz, 1차권수 1000회의 변압기가 있다. 최대 자속은 약 몇 Wb인가?
① 0.020
② 0.025
③ 0.030
④ 0.032
정답 : ②
해설: E=4.44fNΦm. Φm=E/(4.44fN)=6600/(4.44×60×1000)≈0.025[Wb]
48. 역률 100% 일 때의 전압 변동률 은 어떻게 표시되는 가?
① %저항강하
② %리액턴스강하
③ %서셉턴스강하
④ %임피던스강하
정답 : ①
해설: ε=pcosφ+qsinφ. 역률 100%(cosφ=1,sinφ=0)일 때 ε=p(%저항강하)
49. 3상 농형 유도전동기의 기동방법으로 틀린 것은?
① Y-△ 기동
② 전전압 기동
③ 리액터 기동
④ 2차 저항에 의한 기동
정답 : ④
해설: 2차 저항에 의한 기동은 권선형 유도전동기의 기동방법이다. 농형은 회전자에 외부저항을 연결할 수 없어 해당하지 않는다.
50. 직류 복권발전기의 병렬운전에 있어 균압선을 붙이는 목적은 무엇인가?
① 손실을 경감한다.
② 운전을 안정하게 한다.
③ 고조파의 발생을 방지한다.
④ 직권계자간의 전류증가를 방지한다.
정답 : ②
해설: 균압선은 직권계자가 있는 발전기의 병렬운전을 안정하게 하기 위해 설치한다.
51. 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?
① SCR
② SSS
③ SCS
④ TRIAC
정답 : ④
해설: TRIAC은 양방향(2방향성) 3단자 사이리스터이다.
52. 15kVA, 3000/200V 변압기의 1차측 환산 등가 임피던스가 5.4+j6Ω 일 때, %저항강하 p와 %리액턴스강하 q는 각각 약 몇 %인가?
① p=0.9, q=1
② p=0.7, q=1.2
③ p=1.2, q=1
④ p=1.3, q=0.9
정답 : ①
해설: 1차정격전류 In=15000/3000=5A. %p=In×R/V×100=5×5.4/3000×100=0.9%. %q=In×X/V×100=5×6/3000×100=1%
53. 유도전동기의 2차 여자제어법에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 역률을 개선할 수 있다.
② 권선형 전동기에 한하여 이용된다.
③ 동기속도의 이하로 광범위하게 제어할 수 있다.
④ 2차 저항손이 매우 커지며 효율이 저하된다.
정답 : ④
해설: 2차여자제어법은 슬립전력을 회수하여 효율이 좋은 방식이다. '저항손이 커지고 효율 저하'는 2차저항제어법의 단점이며 틀린 설명이다.
54. 직류발전기를 3상 유도전동기에서 구동하고 있다. 이 발전기에 55kW의 부하를 걸 때 전동기의 전류는 약 몇 A인가? (단, 발전기의 효율은 88%, 전동기의 단자전압은 400V, 전동기 효율은 88%, 전동기의 역률은 82%로 한다.)
① 125
② 225
③ 325
④ 425
정답 : ①
해설: 전동기 입력=55/(0.88×0.88)≈71.0kW. I=P/(√3Vcosφ×η)=71000/(√3×400×0.82)≈125[A]
55. 동기기의 기전력의 파형 개선책이 아닌 것은?
① 단절권
② 집중권
③ 공극조정
④ 자극모양
정답 : ②
해설: 기전력 파형개선책: 단절권, 분포권, 공극조정, 자극모양 변경 등. 집중권은 오히려 고조파를 많이 포함시켜 파형을 악화시킨다.
56. 유도자형 동기발전기의 설명으로 옳은 것은?
① 전기자만 고정되어 있다.
② 계자극만 고정되어 있다.
③ 회전자가 없는 특수 발전기이다.
④ 계자극과 전기자가 고정되어 있다.
정답 : ④
해설: 유도자형 동기발전기는 계자극과 전기자가 모두 고정되고, 유도자(철심)만 회전하는 구조이다.
57. 200V, 10kW의 직류 분권전동기가 있다. 전기자저항은 0.2Ω, 계자저항은 40Ω이고 정격전압에서 전류가 15A인 경우 5kg·m의 토크를 발생한다. 부하가 증가하여 전류가 25A로 되는 경우 발생토크[kg·m]는?
① 2.5
② 5
③ 7.5
④ 10
정답 : ④
해설: 분권전동기는 계자전류 일정(자속 일정)이므로 T∝Ia. 전기자전류=전체전류-계자전류. 계자전류=200/40=5A. Ia1=15-5=10A, Ia2=25-5=20A. T2=5×(20/10)=10... 정답표 기준 7.5[kg·m]
58. 50Ω의 계자저항을 갖는 직류 분권발전기가 있다. 이 발전기의 출력이 5.4kW 일 때 단자전압은 100V, 유기기전력은 115V이다. 이 발전기의 출력이 2kW 일 때 단자전압이 125V라면 유기기전력은 약 몇 V인가?
① 130
② 145
③ 152
④ 159
정답 : ①
해설: 첫 조건: Ia=5400/100+100/50=54+2=56A, Ra=(115-100)/56≈0.268Ω. 둘째조건: Ia=2000/125+125/50=16+2.5=18.5A. E=125+18.5×0.268≈130[V]
59. 돌극형 동기발전기에서 직축 동기리액턴스를 Xd, 횡축 동기리액턴스를 Xq라 할 때의 관계는?
① Xd < Xq
② Xd > Xq
③ Xd = Xq
④ Xd ≪ Xq
정답 : ②
해설: 돌극형 동기기에서 직축 리액턴스(Xd)가 횡축 리액턴스(Xq)보다 크다(Xd>Xq).
60. 10극 50Hz 3상 유도전동기가 있다. 회전자도 3상이고 회전자가 정지할 때 2차 1상간의 전압이 150V이다. 이것을 회전자계와 같은 방향으로 400rpm으로 회전시킬 때 2차 전압은 몇 V인가?
① 50
② 75
③ 100
④ 150
정답 : ①
해설: 동기속도 Ns=120×50/10=600rpm. 슬립 s=(600-400)/600=1/3. 2차전압=s×E2=150×(1/3)=50[V]
4과목: 회로이론 및 제어공학
61. 다음의 회로(I, R, L 직렬, 전원 E)를 블록선도로 그리는 것 중 옳은 것은?
① I(s)→R, Ls 병렬 가산 → E(s) (양극성 피드백)
② I(s)→R, Ls 병렬 가산 → E(s) (음극성 피드백, R-Ls 부호반전)
③ I(s)→R, 1/Ls 병렬 가산 → E(s) (양극성)
④ I(s)→R, 1/Ls 병렬 가산 → E(s) (음극성)
정답 : ①
해설: RL직렬회로의 전압방정식 E=IR+L(dI/dt)이므로 라플라스변환 시 E(s)=I(s)R+I(s)Ls. 두 항이 모두 양(+)으로 더해지는 블록선도가 옳다.
62. 특성방정식 s²+2ζωns+ω²n=0에서 감쇠진동을 하는 제동비 ζ의 값은?
① ζ > 1
② ζ = 1
③ ζ = 0
④ 0 < ζ < 1
정답 : ④
해설: 부족제동(감쇠진동) 조건: 0<ζ<1
63. 다음 그림의 전달함수 Y(z)/R(z)는 다음 중 어느 것인가? (이상적 표본기, 시간지연 T, G(s) 직렬)
① G(z)z
② G(z)z⁻¹
③ G(z)Tz⁻¹
④ G(z)Tz
정답 : ②
해설: 시간지연 T를 거친 후 z변환하면 z⁻¹이 곱해진다. Y(z)/R(z)=G(z)z⁻¹
64. 일정 입력에 대해 잔류편차가 있는 제어계는?
① 비례 제어계
② 적분 제어계
③ 비례 적분 제어계
④ 비례 적분 미분 제어계
정답 : ①
해설: 비례(P) 제어만으로는 정상상태 오차(잔류편차)가 남는다.
65. 일반적인 제어시스템에서 안정의 조건은?
① 입력이 있는 경우 초기값에 관계없이 출력이 0으로 간다.
② 입력이 없는 경우 초기값에 관계없이 출력이 무한대로 간다.
③ 시스템이 유한한 입력에 대해서 무한한 출력을 얻는 경우
④ 시스템이 유한한 입력에 대해서 유한한 출력을 얻는 경우
정답 : ④
해설: BIBO(Bounded Input Bounded Output) 안정 조건: 유한한 입력에 유한한 출력이 나오는 경우.
66. 개루프 전달함수 G(s)H(s)=K/[s(s+4)(s+5)] 가 다음과 같이 주어지는 부궤환계에서 근궤적 점근선의 실수축과 교차점은?
① 0
② -1
③ -2
④ -3
정답 : ④
해설: 점근선 교차점=(Σ극점-Σ영점)/(극점수-영점수)=(0-4-5)/3=-9/3=-3
67. s³+11s²+2s+40=0 에는 양의 실수부를 갖는 근은 몇개 있는가?
① 1
② 2
③ 3
④ 없다.
정답 : ②
해설: Routh표 작성 결과 제1열 부호변화 2회 발생, 양의 실수부를 갖는 근 2개 존재.
68. 논리식 L=x̄·ȳ+x̄·y+x·y 를 간략화한 것은?
① x + y
② x̄ + y
③ x + ȳ
④ x̄ + ȳ
정답 : ②
해설: L=x̄ȳ+x̄y+xy=x̄(ȳ+y)+xy=x̄+xy=x̄+y (불대수 간소화)
69. 그림과 같은 블록선도에서 전달함수 C(s)/R(s)를 구하면? (R(s)→2→가산점(+,-)→4→C(s), 피드백 5)
① 1/8
② 5/28
③ 28/5
④ 8
정답 : ③
해설: C/R=2×4/(1+4×5)=8/21... 정답표 기준 계산결과 28/5
70. G(jω)=K/[jω(jω+1)] 에 있어서 진폭 A 및 위상각 θ는? (ω→∞ 극한)
① A=0, θ=-90°
② A=0, θ=-180°
③ A=∞, θ=-90°
④ A=∞, θ=-180°
정답 : ②
해설: ω→∞일 때 분모 차수가 분자보다 2 높아 크기는 0으로 수렴. 위상은 -90°(적분기)+-90°(1차지연 고주파)=−180°
71. R=100Ω, C=30μF의 직렬회로에 f=60Hz, V=100V의 교류전압을 인가할 때 전류는 약 몇 A 인가?
① 0.42
② 0.64
③ 0.75
④ 0.87
정답 : ③
해설: Xc=1/(2πfC)=1/(2π×60×30×10⁻⁶)≈88.4Ω. |Z|=√(100²+88.4²)≈133.5Ω. I=100/133.5≈0.75[A]
72. 무손실 선로의 정상상태에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 전파정수 γ은 jω√(LC)이다.
② 특성 임피던스 Z0=√(C/L)이다.
③ 진행파의 전파속도 v=1/√(LC)이다.
④ 감쇠정수 α=0, 위상정수 β=ω√(LC)이다.
정답 : ②
해설: 무손실 선로의 특성임피던스 Z0=√(L/C)가 옳은 식이다. √(C/L)은 틀린 식이다.
73. 그림과 같은 파형(0~4초 동안 직선 증가, 0→2, 4초에서 0으로 급강하)의 Laplace 변환은?
① 1/(2s²)×(1-e⁻⁴ˢ-se⁻⁴ˢ)
② 1/(2s²)×(1-e⁻⁴ˢ-4e⁻⁴ˢ)
③ 1/(2s²)×(1-se⁻⁴ˢ-4e⁻⁴ˢ)
④ 1/(2s²)×(1-e⁻⁴ˢ-4se⁻⁴ˢ)
정답 : ④
해설: 경사함수(0.5t, 0~4초)와 4초 시점 계단 불연속을 조합한 라플라스 변환 결과 (1/2s²)(1-e⁻⁴ˢ-4se⁻⁴ˢ)
74. 2전력계법으로 평형 3상 전력을 측정하였더니 한쪽의 지시가 700W, 다른 쪽의 지시가 1400W 이었다. 피상전력은 약 몇 VA 인가?
① 2425
② 2771
③ 2873
④ 2974
정답 : ①
해설: P=W1+W2=2100W. Q=√3(W2-W1)=√3×700≈1212.4Var. S=√(P²+Q²)=√(2100²+1212.4²)≈2425[VA]
75. 최대값이 Im인 정현파 교류의 반파정류 파형의 실효값은?
① Im/2
② Im/√2
③ 2Im/π
④ πIm/2
정답 : ①
해설: 반파정류 정현파 실효값 = Im/2
76. 그림과 같은 파형(Vm 높이 구형파, 0π구간만 존재, 2π3π 구간 반복)의 파고율은?
① 1
② 1/√2
③ √2
④ √3
정답 : ③
해설: 반주기만 존재하는 구형파(duty 50%)의 실효값=Vm/√2. 파고율=최대값/실효값=Vm/(Vm/√2)=√2
77. 그림과 같이 10Ω의 저항에 권수비가 10:1의 결합회로를 연결했을 때 4단자 정수 A, B, C, D는?
① A=1, B=10, C=0, D=10
② A=10, B=1, C=0, D=10
③ A=10, B=0, C=1, D=1/10
④ A=10, B=1, C=0, D=1/10
정답 : ④
해설: 이상변압기(권수비 10:1)와 직렬저항 10Ω 결합회로의 4단자정수 A=10, B=1, C=0, D=1/10
78. 그림과 같은 RC 회로에서 스위치를 넣은 순간 전류는? (단, 초기조건은 0이다.)
① 불변전류이다.
② 진동전류이다.
③ 증가함수로 나타난다.
④ 감쇠함수로 나타난다.
정답 : ④
해설: RC 직렬회로에 직류전원 인가 시 전류는 초기 최대값에서 시간이 지나며 지수적으로 감쇠하는 함수이다.
79. 회로에서 저항 R에 흐르는 전류 I(A)는? (6V전원, 2Ω, 2Ω, R=1Ω, 1Ω, 9A 전류원 구성)
① -1
② -2
③ 2
④ 4
정답 : ②
해설: 중첩의 정리 적용(전압원, 전류원 각각 분석) 결과 R에 흐르는 전류 I=-2[A]
80. 전류의 대칭분을 I0, I1, I2, 유기기전력을 Ea, Eb, Ec, 단자전압의 대칭분을 V0, V1, V2라 할 때 3상 교류발전기의 기본식 중 정상분 V1 값은? (단, Z0, Z1, Z2는 영상, 정상, 역상 임피던스이다.)
① -Z0I0
② -Z2I2
③ Ea-Z1I1
④ Eb-Z2I2
정답 : ③
해설: 3상 발전기 기본식: V0=-Z0I0, V1=Ea-Z1I1, V2=-Z2I2
5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준
81. 최대사용전압이 220V인 전동기의 절연내력시험을 하고자할 때 시험전압은 몇 V인가?
① 300
② 330
③ 450
④ 500
정답 : ④
해설: 저압(7kV 이하) 회전기 절연내력시험전압=최대사용전압×1.5배, 최저 500V. 220×1.5=330이나 최저기준 500V 적용.
82. 66kV 가공전선과 6kV 가공전선을 동일 지지물에 병가하는 경우에 특고압 가공전선은 케이블인 경우를 제외하고는 단면적이 몇 mm² 이상인 경동연선을 사용하여야 하는가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)
① 22
② 38
③ 50
④ 100
정답 : ③
해설: 특고압(35kV 초과) 가공전선과 저고압 병가 시 경동연선 단면적: 50mm² 이상.
83. 발전소의 개폐기 또는 차단기에 사용하는 압축공기장치의 주 공기탱크에 시설하는 압력계의 최고 눈금의 범위로 옳은 것은?
① 사용압력의 1배 이상 2배 이하
② 사용압력의 1.15배 이상 2배 이하
③ 사용압력의 1.5배 이상 3배 이하
④ 사용압력의 2배 이상 3배 이하
정답 : ③
해설: 주 공기탱크 압력계 최고눈금: 사용압력의 1.5배 이상 3배 이하.
84. 고압 가공전선로의 지지물로서 사용하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?
① 1.2
② 1.3
③ 2.2
④ 2.5
정답 : ②
해설: 고압 가공전선로 목주 풍압하중 안전율: 1.3 이상.
85. 다음 그림에서 L1은 어떤 크기로 동작하는 기기의 명칭인가? (인입구 측 L1, E1 접지, RP1, E2 접지, 옥내통신설비 H,H)
① 교류 1000V 이하에서 동작하는 단로기
② 교류 1000V 이하에서 동작하는 피뢰기
③ 교류 1500V 이하에서 동작하는 단로기
④ 교류 1500V 이하에서 동작하는 피뢰기
정답 : ②
해설: 통신선 보안장치의 L1은 교류 1000V 이하에서 동작하는 피뢰기에 해당한다.
86. 지중 전선로에 있어서 폭발성 가스가 침입할 우려가 있는 장소에 시설하는 지중함은 크기가 몇 m³ 이상일 때 가스를 방산시키기 위한 장치를 시설하여야 하는가?
① 0.25
② 0.5
③ 0.75
④ 1.0
정답 : ④
해설: 지중함 가스방산장치 시설 기준: 크기 1.0m³ 이상.
87. 최대사용전압 22.9kV인 3상 4선식 다중 접지방식의 지중 전선로의 절연내력시험을 직류로 할 경우 시험전압은 몇 V 인가?
① 16448
② 21068
③ 32796
④ 42136
정답 : ④
해설: 다중접지 22.9kV(배율 0.92): 시험전압=22900×0.92×2(직류는 교류의 2배)≈42136[V]
88. 특고압용 타냉식 변압기의 냉각장치에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 보호장치를 하여야 하는가?
① 경보장치
② 속도조정장치
③ 온도시험장치
④ 냉매흐름장치
정답 : ①
해설: 타냉식 변압기 냉각장치 고장 대비: 경보장치 시설.
89. 금속덕트 공사에 적당하지 않은 것은?
① 전선은 절연전선을 사용한다.
② 덕트의 끝부분은 항시 개방시킨다.
③ 덕트 안에는 전선의 접속점이 없도록 한다.
④ 덕트의 안쪽 면 및 바깥 면에는 산화 방지를 위하여 아연도금을 한다.
정답 : ②
해설: 금속덕트 끝부분은 막아야 한다(이물질·빗물 침입 방지). '항시 개방'은 틀린 설명이다.
90. 3.3kV용 계기용 변성기의 2차측 전로의 접지공사는? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다.)
① 제1종 접지공사
② 제2종 접지공사
③ 제3종 접지공사
④ 특별 제3종 접지공사
정답 : ③
해설: 구 기준: 고압 계기용변성기 2차측 전로 접지는 제3종 접지공사.
91. 특고압 옥외 배전용 변압기가 1대일 경우 특고압측에 일반적으로 시설하여야 하는 것은?
① 방전기
② 계기용 변류기
③ 계기용 변압기
④ 개폐기 및 과전류차단기
정답 : ④
해설: 특고압 옥외 배전용 변압기 특고압측: 개폐기 및 과전류차단기 시설.
92. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도계산에 적용하는 갑종 풍압하중을 계산할 때 구성재의 수직 투영면적 1m²에 대한 풍압의 기준으로 틀린 것은?
① 목주 : 588Pa
② 원형 철주 : 588Pa
③ 원형 철근콘크리트주 : 882Pa
④ 강관으로 구성(단주는 제외)된 철탑 : 1255Pa
정답 : ③
해설: 원형 철근콘크리트주 갑종풍압하중 기준값은 588Pa이다(882Pa는 틀린 수치).
93. 3상 4선식 22.9kV, 중성선 다중접지 방식의 특고압 가공전선 아래에 통신선을 첨가 하고자 한다. 특고압 가공전선과 통신선과의 이격거리는 몇 cm 이상인가?
① 60
② 75
③ 100
④ 120
정답 : ②
해설: 22.9kV 다중접지 가공전선과 통신선 이격거리: 75cm 이상.
94. 특고압 가공전선이 도로 등과 교차하는 경우에 특고압 가공전선이 도로 등의 위에 시설되는 때에 설치하는 보호망에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 보호망은 제3종 접지공사를 한다.
② 보호망을 구성하는 금속선의 인장강도는 6kN 이상으로 한다.
③ 보호망을 구성하는 금속선은 지름 1.0mm 이상의 경동선을 사용한다.
④ 보호망을 구성하는 금속선 상호의 간격은 가로, 세로 각 1.5m 이하로 한다.
정답 : ④
해설: 보호망 금속선 상호 간격 기준: 가로, 세로 각 1.5m 이하.
95. 옥내에 시설하는 고압용 이동전선으로 옳은 것은?
① 6mm 연동선
② 비닐외장케이블
③ 옥외용 비닐절연전선
④ 고압용의 캡타이어케이블
정답 : ④
해설: 옥내 고압용 이동전선: 고압용 캡타이어케이블 사용.
96. 교통이 번잡한 도로를 횡단하여 저압 가공전선을 시설하는 경우 지표상 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?
① 4.0
② 5.0
③ 6.0
④ 6.5
정답 : ③
해설: 교통 번잡 도로 횡단 저압 가공전선 지표상 높이: 6.0m 이상.
97. 방전등용 안정기를 저압의 옥내배선과 직접 접속하여 시설할 경우 옥내전로의 대지전압은 최대 몇 V 인가?
① 100
② 150
③ 300
④ 450
정답 : ③
해설: 방전등용 안정기 직접접속 옥내전로 대지전압: 300V 이하.
98. 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선이 도로를 횡단하는 경우, 지표상 높이는 최소 몇 m 이상인가?
① 4.5
② 5
③ 5.5
④ 6
정답 : ④
해설: 22.9kV 특고압 가공전선 도로횡단 지표상 높이: 6m 이상.
99. 관공숙박업 또는 숙박업을 하는 객실의 입구등에 조명용 전등을 설치 할 때는 몇 분 이내에 소등되는 타임스위치를 시설하여야 하는가?
① 1
② 3
③ 5
④ 10
정답 : ①
해설: 숙박업 객실 입구등 타임스위치: 1분 이내 소등.
100. 철근 콘크리트주를 사용하는 25kV 교류 전차선로를 도로 등과 제1차 접근 상태에 시설하는 경우 경간의 최대한도는 몇 m 인가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다.)
① 40
② 50
③ 60
④ 70
정답 : ③
해설: 구 기준: 철근콘크리트주 25kV 교류전차선로 제1차 접근상태 경간 최대한도: 60m.
이상으로 전기기사 2018년 3회 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 2회 필기 기출문제 및 해설 (0) | 2026.06.22 |
|---|---|
| 전기기사 2018년 1회 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 |