전기산업기사 필기 (2회) 기출문제 정답, 문제풀이 및 해설(2014년 05월 25일)

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L_total = L_1 + L_2 + 2 L_1 L_2 k / (1 – k^2)

여기서 k는 결합계수이다. k = 0.1에서 k = 0.9까지 변화시켰을 때,
합성인덕턴스의 최대값은 L_1 + L_2 = 20mH이고, 최소값은 L_1 + L_2 – 2 L_1 L_2 = 0mH이다. 따라서, 최대값과 최소값의 비는 20/0 = 무한대이다.

R = 4 pi epsilon_0 L / A
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여기서 L은 양구간의 거리이고, A는 양구의 접촉면적이다.

L은 다음과 같이 구할 수 있다.

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L = sqrt(r^2 – (r/2)^2) = r sqrt(3/4)
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따라서, 양구간의 저항은 다음과 같이 구할 수 있다.

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R = 4 pi epsilon_0 r sqrt(3/4) / (pi r^2)
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위 식에서 epsilon_0은 자유 공간의 유전율이고, r은 양구의 반지름이다.

위 식에 대입하여 계산하면, 양구간의 저항은 약 1590Ω이다.

맥스웰 방정식은 다음과 같습니다.

∇⋅E = ρ/ε0
∇⋅B = 0
∇×E = −∂B/∂t
∇×B = μ0(J + ε0∂E/∂t)

두 평형 왕복 도선사이의 도선 외부의 자기인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

HL = μ0/2 ln(D/r)

여기서,

HL은 자기인덕턴스(H/m)
μ0는 진공의 자기상수(4π × 10^-7 H/m)
l은 도선의 길이(m)
D는 두 왕복 도선 사이의 거리(m)
r은 도선의 반지름(m)

따라서, 정답은 ①입니다.

다음 식은 송전선의 전압강하(V)를 구하는 식입니다.

V = P l / (R S)

여기서,

V는 전압강하(V)
P는 송전전력(kW)
l은 송전거리(km)
R은 송전선의 저항(Ω/km)
S는 송전선의 전류(A)

따라서, 정답은 ②입니다.

송전선로에 복도체를 사용하는 가장 주된 목적은 코로나를 방지하기 위함입니다. 코로나는 고전압의 전선에서 공기 중의 분자를 이온화시켜 전류가 흘러가는 현상입니다. 코로나는 전선의 손상을 유발할 수 있으며, 무선통신에 영향을 미칠 수 있습니다. 복도체는 코로나를 방지하기 위해 전선 사이에 설치되는 금속판입니다. 복도체는 전선을 둘러싸고 있어 전선에서 방출되는 전하를 흡수하여 코로나를 방지합니다.

페란티 현상은 송전선로의 전류가 흐르면서 발생하는 자기장이 송전선로에 유기되는 전압을 발생시키는 현상을 말한다. 송전선로의 전류가 크면 유기되는 전압도 커지게 되는데, 이때 수전단에서 유기되는 전압이 송전단에서 유기되는 전압보다 커지게 된다.

무부하 전압은 계자전류에 비례하므로, 계자전류가 20A일 때 무부하 전압은 200V가 된다. 계자 회로의 저항은 무부하 전압을 계자전류로 나눈 값이므로, 200V / 25Ω = 8A가 된다. 따라서 계자 전류는 8A가 되고, 무부하 전압은 200V + 8A 25Ω = 250V가 된다.

전력용 MOSFET는 전력용 BJT에 비해 턴온 상태에서의 전압강하가 작아 전력손실이 적다. 따라서 ③번 설명은 틀린 것이다.

%임피던스 강하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

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%임피던스 강하 = (등가임피던스 / 변압기 용량) 100
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따라서, %임피던스 강하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

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%임피던스 강하 = (3+j4[Ω] / 10[kVA]) 100
= (0.03 + 0.04j) 100 / 10000
= 10%
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단상 교류 정류자 전동기의 직권형은 정격 부하가 큰 부하에 적합하다. 따라서 보기 중 ④ 공작 기계용이 가장 적합한 부하이다.

공진시의 어드미턴스는 무한대가 된다. 따라서 보기 중 ④ R/LC가 정답이다.

어드미턴스[℧]는 전류의 크기와 방향에 대한 임피던스의 역수이다. 공진시에는 임피던스가 0이 되므로 어드미턴스는 무한대가 된다.

과도전류는 증가 후 감쇠하는 전류이다. 따라서 보기 중 ③가 정답이다.

과도전류는 정전용량에 저장된 전하가 방전되면서 발생하는 전류이다. 정전용량에 저장된 전하가 방전되면서 전류는 증가하다가, 전하가 모두 방전되면서 감쇠한다.

보기 중 ②가 틀린 설명이다. 유도성 부하란 전류의 변화에 따라 전압을 발생시키는 부하이다. 따라서 유도성 부하의 전압은 전류보다 앞서 발생한다.

코일의 리액턴스는 교류전압에서의 소비전력에서 저항을 뺀 것으로 구할 수 있다. 따라서, XL = 720 – 500 = 220[Ω]이다.

따라서, 코일의 저항은 5[Ω], 리액턴스는 220[Ω]이다.

F(s) = ∫ f(t) e^(-st) dt

따라서,

F(s) = ∫ At^2 e^(-st) dt

F(s) = -2A/s^3

따라서, f(t)=At2의 라플라스 변환은 -2A/s^3이다.

• 정답: ❷
  
  관등회로의 배선은 점검할 수 있는 은폐장소에 시설해야 합니다.

• 정답: 6
  
  사용전압이 1kV를 초과하는 관등회로의 배선은 애자사용 공사에 의하여 시설해야 하며, 전선과 조영재와의 이격거리는 6cm 이상이어야 합니다.

• 정답: ❸
  
  가공전선로의 지지물에는 승탑 및 승주를 할 수 없도록 발판 못 등을 시설하지 말아야 합니다.

• 정답: ❹
  
  수소냉각식 발전기의 수소 순도는 70% 이상을 유지해야 합니다.

I = V / R
I = 220V / 220Ω
I = 1A

따라서, 220V 단상 교류 회로에서 220Ω의 저항에 흐르는 전류는 1A 입니다.