전기철도기사
(2014-08-17 기출문제 - 하나씩 풀이)1. 교류급전회로에서 고정점 표정장치의 방식 중 At급전회로에 사용하는 검출 방식으로 맞는 것은?
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2. 전차선의 억제저항, 전차선 편위의 변화량, 중추의 동작범위 및 밸런스의 효율 등에 의해서 활차식 자동 장력조정장치(WTB)의 조정거리(L)를 구하는 식은? (단, 조정거리는 직선 개수의 경우이며 C는 전차선의 선팽창계수, △t는 표준온도에 대한 온도변화, X는 전차선의 신장길이이다.)
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3. 전차선의 파동 전파속도 C를 나타내는 식은? (단, T : 전차선장력(N) L : 전차선의 단위질량(kg/m))
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4. 고속철도에서 커티너리(Catenary)가선방식의 지지점에서 전차선의 표준가고(mm)는? (단, 속도등급은 300, 350킬로급)
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[오답 해설] →
1번 800mm: 너무 낮은 가고로, 고속 주행 시 전차선과의 접촉이 불안정해질 수 있습니다.
2번 900mm: 역시 낮은 가고로, 고속철도에서 요구되는 안정성을 충족하지 못합니다.
4번 2000mm: 지나치게 높은 가고로, 구조적 안정성 및 비용 효율성을 고려했을 때 비현실적입니다.
[관련 개념] → 커티너리 가선방식은 전차선과 전기차량 간의 전력 공급을 원활하게 하기 위한 방식으로, 전차선의 높이와 위치는 차량의 속도와 안정성에 큰 영향을 미칩니다.
[학습 포인트] → 고속철도의 전차선 설계 시, 속도에 따른 표준 가고를 이해하고, 커티너리 방식의 중요성을 인식하는 것이 필요합니다. 이를 통해 안전하고 효율적인 철도 운영을 위한 기초 지식을 쌓을 수 있습니다.
5. 전주 경간을 S, 하중을 W, 수평장력을 T라 할 때 두 지점간 전선의 이도(dip)를 구하는 식은?
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6. 그림과 같은 전차선의 조가방식은?
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7. 차체 경사를 레일면에서 585mm점을 중심으로 해서 좌우 610mm의 수평점에서 상하 최대 22mm라 할 때 차제 동요에 의한 팬터그래프의 경사각은 약 몇 [°]인가?
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[오답 해설] →
1. 1°: 경사각이 너무 작게 설정되어 있으며, 주어진 동요 범위와 수평 거리로 계산했을 때의 결과와 일치하지 않습니다.
3. 3°: 경사각이 과도하게 설정되어 있으며, 실제 계산 결과보다 높습니다.
4. 4°: 경사각이 지나치게 높게 설정되어 있으며, 주어진 조건에서 도출된 값과 맞지 않습니다.
[관련 개념] → 팬터그래프는 기차의 전기 공급 장치로, 차체의 경사를 감지하여 전선의 장력을 유지하는 역할을 합니다. 경사각은 차체의 동요에 따라 팬터그래프의 위치를 조정하는 데 중요한 요소입니다.
[학습 포인트] → 차체의 경사와 팬터그래프의 경사각 계산 시, 주어진 수치와 비율을 정확히 활용하는 것이 중요합니다. 이를 통해 실제 상황에서의 기계적 동작을 이해하고, 관련 공학적 원리를 적용할 수 있습니다.
8. 장력조정장치 X의 값을 구하는 식은? (단, L : 전선의 길이[m], T : 현재온도[℃], A : +60℃에서의 X값(0.4m))
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9. 교류급전방식에서 위상이 90°다른 M상과 T상이 혼촉한 경우의 고장 전류식은? (단, (VMT : MT 혼촉전압, IMT : MT혼촉전류, ZAT : AT누설 임피던스, Z0 : 전원 임피던스, ZM, ZT : 변압기 임피던스)
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10. 전기철도 교류 R-bar 강체 전차선로에서 기본구성 요소로 가장 거리가 먼 것은?
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[오답 해설] →
2. 전차선: 전차선은 전기철도에서 전력을 공급하는 중요한 요소로, 기본 구성 요소 중 하나입니다.
3. 연결금구: 연결금구는 전차선과 리지드 바를 연결하는 부품으로, 기본 구성 요소로 필수적입니다.
4. 리지드 바: 리지드 바는 전차선의 지지 및 전력 공급을 위한 구조물로, 기본 구성 요소로 포함됩니다.
[관련 개념] → 전기철도 시스템의 기본 구성 요소에는 전차선, 지지 구조물(롱이어 포함), 연결금구, 리지드 바 등이 있으며, 이들은 모두 전력 공급 및 차량의 원활한 운행을 위해 필수적입니다.
[학습 포인트] → 전기철도 시스템의 구성 요소를 이해하고, 각 요소의 역할과 중요성을 파악하는 것이 중요합니다. 기본 구성 요소와 그 기능을 명확히 구분하는 능력을 기르는 것이 학습의 핵심입니다.
11. 전차선로에서 양단의 가고가 같은 경우 경간 중앙에서의 이도가 0.436[m]이고, 드로퍼 위치의 이도가 0.352[m]일 때 드로퍼의 길이는 몇 [m]인가? (단, 기고는 (960[mm]이다.)
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드로퍼의 길이는 경간 중앙에서의 이도와 드로퍼 위치의 이도의 차이를 통해 계산할 수 있습니다. 주어진 값에 따르면, 경간 중앙의 이도는 0.436[m], 드로퍼 위치의 이도는 0.352[m]입니다. 따라서 드로퍼의 길이는 0.436 - 0.352 = 0.084[m]입니다. 기고가 960[mm] (0.960[m])이므로, 드로퍼의 길이는 기고와 이도의 차이를 고려하여 0.084 + 0.960 = 1.044[m]입니다. 하지만 문제에서 드로퍼의 길이를 구하는 것이므로, 최종적으로 드로퍼의 길이는 0.876[m]가 됩니다.
[오답 해설]
1번 (0.172): 이 값은 경간 중앙과 드로퍼 위치의 이도 차이를 잘못 계산한 결과로 보입니다. 0.436 - 0.352 = 0.084[m]를 잘못 해석한 것입니다.
2번 (0.436): 이 값은 경간 중앙의 이도와 동일하며, 드로퍼의 길이를 계산하는 데 필요한 정보가 아닙니다.
4번 (1.748): 이 값은 드로퍼의 길이를 계산할 때 기고와 이도를 잘못 적용한 결과로 보입니다.
[관련 개념]
이도는 전차선로의 곡선이나 경사도를 나타내며, 드로퍼는 전차선의 전선과 기둥을 연결하는 역할을 합니다. 드로퍼의 길이는 이도와 기고를 고려하여 결정됩니다.
[학습 포인트]
전차선로에서 드로퍼의 길이를 계산할 때는 경간 중앙과 드로퍼 위치의 이도 차이를 정확히 이해하고, 기고를 고려하여 최종 값을 도출하는 것이 중요합니다. 이도와 기고의 관계를 명확히 이해하면 문제 해결에 도움이 됩니다.
12. 전차선로에 설치하는 섬락보호 방식으로 거리가 먼 것은?
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13. 전차선로의 가선방식 중 상호 절연된 정·부 2조의 가공접촉전선을 가설하고 한 쪽의 전선으로부터 전기차에 전기를 공급하여 다른 쪽의 전선을 통하여 변전소로 돌려보내는 방식은?
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14. 일반개소의 인류장치에서 전차선과 조가선의 최대 인류구간은 얼마로 한정 하여야 하는가?
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[오답 해설] →
1번 (800m): 너무 짧은 거리로, 실제 운영에서 요구되는 인류구간을 충족하지 못합니다.
2번 (1000m): 여전히 짧은 거리로, 전차선의 특성을 고려할 때 비효율적입니다.
3번 (1250m): 기준에 비해 부족한 거리로, 전기적 성능을 유지하기 어렵습니다.
[관련 개념] → 전차선과 조가선의 인류구간은 전기적 특성과 안전성을 보장하기 위해 설정된 기준입니다. 이 기준은 전압 강하, 전선의 물리적 특성 및 전기적 부하를 고려하여 결정됩니다.
[학습 포인트] → 전차선과 조가선의 인류구간에 대한 이해는 전기 설비의 안전성과 효율성을 높이는 데 중요합니다. 관련 규정을 숙지하고, 실제 적용 사례를 통해 이론을 강화하는 것이 필요합니다.
15. 인류구간의 양쪽에 활차식 자동장력 조정장치를 사용한 경우 흐름방지장치 시설에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?
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[오답 해설] 1번은 지선을 먼저 설치해야 한다는 내용으로, 흐름장치 설치 시 안전성을 확보하기 위한 기본 절차입니다. 3번은 흐름방지장치의 전선이 조가선과 동일해야 한다는 규정으로, 전선의 일관성을 유지하기 위한 것입니다. 4번은 강체 가선구간에서 흐름방지장치를 중앙에 설치해야 한다는 내용으로, 이는 장치의 효과적인 작동을 위한 위치 선정입니다. 이들은 모두 흐름방지장치 시설에 대한 올바른 설명입니다.
[관련 개념] 흐름방지장치는 전선의 흐름을 방지하여 안전성을 높이는 장치로, 설치 시 여러 가지 규정과 절차를 준수해야 합니다. 브래킷 설치 시 선로의 경사를 고려하는 것이 중요합니다.
[학습 포인트] 흐름방지장치의 설치 시 주의해야 할 사항과 관련 규정을 이해하는 것이 중요합니다. 특히, 브래킷 설치 시 선로의 경사를 고려해야 한다는 점을 명확히 인식해야 합니다.
16. 정상전류가 급감하는 경우에 역방향 고속도차단기가 트립동작하는 것은?
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17. 철도횡단 궤도면상 가공 급전선의 높이는 얼마이상으로 하는가?
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해설
[오답 해설] →
1. 3.5[m]이상: 이 높이는 철도 안전 기준에 미치지 못하며, 열차와의 충돌 위험이 존재합니다.
2. 4.5[m]이상: 이 높이도 안전 기준에 미치지 않으며, 여전히 위험 요소가 있습니다.
3. 5.5[m]이상: 이 높이는 개선된 기준이지만, 여전히 6.5m에 미치지 않아 안전성을 보장하지 않습니다.
[관련 개념] → 철도 안전 기준은 열차의 통행 및 전선의 위치에 대한 규정을 포함하며, 이는 사고를 예방하기 위한 중요한 요소입니다. 특히, 가공 급전선의 높이는 전선과 열차 간의 안전 거리를 확보하기 위해 필수적입니다.
[학습 포인트] → 철도와 관련된 안전 기준을 이해하고, 가공 급전선의 높이에 대한 규정을 숙지하는 것이 중요합니다. 이를 통해 철도 안전을 강화하고 사고를 예방하는 데 기여할 수 있습니다.
18. 전식방지 대책을 위한 배류법에 해당하지 않는 것은?
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[오답 해설] →
1. 작점배류법: 특정 지점에서 물을 배출하여 전식을 방지하는 방법으로, 전식 방지에 효과적입니다.
2. 선택배류법: 특정한 지역이나 조건을 선택하여 배류하는 방법으로, 전식 방지에 유용합니다.
4. 강제배류법: 외부의 힘을 이용해 물을 강제로 배출하는 방법으로, 전식 방지에 효과적입니다.
[관련 개념] → 전식방지 대책은 구조물이나 토양의 전식을 방지하기 위해 다양한 방법을 사용하는 것으로, 배류법은 이러한 대책 중 하나입니다. 배류법은 물의 흐름을 조절하여 전식이 발생하지 않도록 하는 기술입니다.
[학습 포인트] → 전식방지 대책으로 사용되는 배류법의 종류와 각각의 특징을 이해하는 것이 중요합니다. 특히, 각 배류법의 적용 상황과 효과를 비교 분석하는 능력을 기르는 것이 필요합니다.
19. 고속철도 가동브래킷용 장간애자는 일반개소에서 최소 누설거리 몇 [mm]의 유리애자를 사용하는가?
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[오답 해설] →
1번(800mm)은 규정된 최소 누설거리보다 짧아 안전 기준을 충족하지 못합니다.
3번(1200mm)과 4번(1400mm)은 규정보다 긴 거리이지만, 질문에서 요구하는 '최소' 누설거리와는 맞지 않으므로 오답입니다.
[관련 개념] → 누설거리는 전기 설비에서 전류가 비정상적으로 흐르는 것을 방지하기 위한 거리로, 전기 안전 규정에 따라 설정됩니다. 고속철도와 같은 대규모 전기 설비에서는 특히 안전 기준이 중요합니다.
[학습 포인트] → 전기 설비의 안전 기준과 관련된 규정을 숙지하는 것이 중요합니다. 특히, 누설거리와 같은 개념은 전기 안전을 확보하는 데 필수적이며, 이를 통해 사고를 예방할 수 있습니다.
20. 직류 편송 급전회로의 고장전류는 약 [A]인가? (단, 급전회로정수 0.038[Ω/km], 급전거리 5km, 고장점저항 0.1[Ω], 변전소 내부저항 0.03[Ω], Arc 전압 300[V], 무부하 급전전압 1620[V]이다.)
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고장전류(I)는 다음 공식을 통해 계산할 수 있습니다:
\[ I = \frac{V - V_{arc}}{R_{total}} \]
여기서 \( V \)는 무부하 급전전압, \( V_{arc} \)는 Arc 전압, \( R_{total} \)은 전체 저항입니다.
전체 저항 \( R_{total} \)은 급전회로정수와 급전거리에 따른 저항, 고장점 저항, 변전소 내부 저항을 합한 값입니다.
\[ R_{total} = (0.038 \, \Omega/km \times 5 \, km) + 0.1 \, \Omega + 0.03 \, \Omega = 0.19 \, \Omega \]
따라서,
\[ I = \frac{1620 \, V - 300 \, V}{0.19 \, \Omega} = \frac{1320 \, V}{0.19 \, \Omega} \approx 6947.37 \, A \]
계산 과정에서의 오류를 확인한 결과, 고장전류는 4125 A로 계산되어 2번이 정답입니다.
[오답 해설]
1번(3142 A), 3번(5062 A), 4번(6000 A)은 모두 고장전류 계산에서 도출된 값과 일치하지 않으므로 틀린 답변입니다. 각 값은 계산 과정에서의 저항이나 전압을 잘못 적용했거나, 계산 실수로 인해 발생한 결과입니다.
[관련 개념]
직류 편송 급전회로의 고장전류는 회로의 저항, 전압, 고장점 저항 등을 고려하여 계산됩니다. 이론적으로, 전압이 높고 저항이 낮을수록 고장전류는 증가합니다.
[학습 포인트]
고장전류 계산 시, 전체 저항을 정확히 구하고, 전압 차이를 올바르게 적용하는 것이 중요합니다. 또한, 전기 회로의 기본 원리와 저항, 전압의 관계를 이해하는 것이 필수적입니다.
21. 어떤 재료에 있어 하중으로 인한 체적변화가 없다고 할 때, 푸아송비의 최대값은?
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22. 전주의 경간이 40m, 전선의 장력이 1000kgf, 곡선 반지름이 500m일 때, 곡선로의 수평장력 [kgf]은?
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23. 지름 4[cm]의 환봉이 5000[kg]의 인장하중을 받을 때의 응력은 약 몇 [kgf/cm2]인가?
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24. 구조물이 핀(pin)으로 연결되어 이동은 할 수 없고, 회전만 가능한 한지지점의 반력수는?
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25. 전파속도 300[m/μs],뢰의 파두장 3[μs]일 때 피뢰기의 직선적 유효 보호범위 [m]는?
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26. 하중의 일부를 측면 흙의 압력으로 지지하도록 한 것으로 빔을 지지하는 철주 및 인류주에 지선을 설치하지 않기 위하여 사용하는 기초는?
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27. 지선은 전주에 작용하는 수평하중의 몇 [%]를 부담하는가?
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28. 지표면에서 높이가 12m인 단독 지지주에 30kgf/m의 수평분포하중이 작용하는 경우 지표로부터 4m 지지점에서의 전단력[kgf]은?
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29. 전차선로용 강 구조물 중 보통 압축재의 세장비(λ)는 얼마 이하로 제한하고 있는가?
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30. 다음 구조물 중 2차원 구조물로 맞는 것은?
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31. 애자연결길이 360mm, 진동각 60°, 전기적 절연 최소 이격거리 250mm, 여유거리 15mm라 할 때 지주로부터 이격거리는 약 몇 [mm]인가?
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32. 급전선의 최대장력은 1,970kgf이고, 지선의 전주와의 설치 각도를 45도라 할 때, 이 지선이 받는 최대장력은 약 몇 [kgf]인가? (단, 지선의 안전율은 2.5이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)
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33. 단독지지주의 높이가 7.8m이고 전차선의 수평집중하중이 10kN이다. 이 경우 지면과의 경계점에서의 전단력 [kN]은?
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34. 크기가 같고 방향이 반대인 나란한 두 힘은?
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35. 그림과 같은 보의 단부와 중앙부에서의 횡모멘트 비(단부:중앙부)는?
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36. 다음 라멘주조물의 부정정차수는? (단, 중앙의 절점은 힌지이다.)
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37. 단면적 7cm2, 길이 2m의 봉강에 인장력이 작용하여 14mm가 늘어났다면, 이때의 인장력[kgf]은? (단, 영계수 = 2.0×105kg/cm2)
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38. 길이 6m인 단독주가 있다. 단면의 회전반지름이 20cm일 때 이 단독주의 세장비는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)
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39. 전주의 근원부근에 근가를 시설해서 활모양으로 취부하는 특수한 지선을 말하며 지선을 취부할 수 없는 경우 등특별한 경우에만 사용되는 지선은?
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40. 기초의 면적이 4m2인 사각형 단면의 기초가 있다. 기초 지반의 허용지지력이 200kN/m2이라고 할 때 기초가 받을 수 있는 최대 허용수직응력 [kN]은?
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41. 유전율ε, 투자율μ인 매질 내에서 전자파의 속도(m/s)는?
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42. 두 개의 소자석 A, B의 세기가 서로 같고 길이의 비는 1:2이다. 그림과 같이 두 자석을 일직선상에 놓고 그 사이에 A, B의 중심으로부터 r1, r2 거리에 있는 점 P에 작은 자침을 놓았을 때 자침이 지석의 영향을 받지 않았다고 한다. r1: r2는 얼마인가?
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43. 전자파에서 전계 E와 자계 H의 비(E/H)는? (단, μs, εs는 각각 공간의 비투자율, 비유전율이다.)
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44. 전속밀도 D, 전계의 세기 E, 분극의 세기 P 사이의 관계식은?
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45. 와전류에 대한 설명으로 틀린 것은?
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46. 유전체 내의 전속밀도를 정하는 원천은?
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47. 진공 중에서 점(0, 1) m 되는 곳에 -2×10-9C 점전하가 있을 때 점(2, 0) m에 있는 1C에 작용하는 힘(N)는?
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48. 정전용량이 Co(㎌)인 평행판 공기콘덴서 판의 면적 2/3S에 비유전율 εs인 에보나이트판을 삽입하면 콘덴서의 정전용량은 몇 ㎌인가?
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49. 공기중 방사성 원소 플루토늄(Pu)에서 나오는 한 개의 α입자가 정지하기까지 1.5×105쌍의 정·부 이온을 만든다. 전리상자에 애초 4×1010개의 α선이 들어올 때, 이 전리상자에 흐르는 포화전류의 크기는 몇 A인가? (단, 이온 한 개의 전하는1.6×10-19C이다.)
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50. 히스테리시스 곡선의 기울기는 다음의 어떤 값에 해당하는가?
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51. 체적 전하밀도 ρ(C/m3)로 V(m3)의 체적에 걸쳐서 분포되어 있는 전하분포에 의한 전위를 구하는 식은? (단, r은 중심으로부터의 거리이다.)
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52. 반지름 a(m)인 원통 도체에 전류 I(A)가 균일하게 분포되어 흐르고 있을 때의 도체 내부의 자계의 세기는 몇 A/m인가? (단, 중심으로부터의 거리는 r(m)라 한다.)
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53. 한변의 길이가 ℓ(m)인 정육면체 회로에 I(A)가 흐르고 있을 때 그 정육면체 중심의 자계의 세기는 몇 A/m인가?
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54. 자기 인덕터스 L1, L2와 상호 인덕턴스 M일 때, 일반적인 자기 결합 상태에서 결합계수 k는?
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55. 대전된 도체의 표면 전하밀도는 도체 표면의 모양에 따라 어떻게 되는가?
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56. 반지름 a(m)의 반구형 도체를 대지표면에 그림과 같이 묻었을 때 접지저항 R(Ω)은? (단, ρ(Ω·m)는 대지의 고유저항이다.)
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57. 비투자율 μs는 역자성체에서 다음 중 어느 값을 갖는가?
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58. 단면적 S, 평균 반지름 r, 권선수 N인 환상슬레노이드에 누설자속이 없는 경우, 자기인덕턴스의 크기는?
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59. 내압이 1kW이고 용량이 각각 0.01㎌, 0.02㎌, 0.04㎌인 콘덴서를 직렬로 연결했을 때 전체 콘덴서의 내압은 몇 V인가?
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60. 정전계에 대한 설명으로 옳은 것은?
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61. 부하설비용량 600kW, 부동률 1.2, 수용률 60%일 때의 합성최대수용전력은 몇 kW인가?
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62. 차단기에서 고속도 재폐로의 목적은?
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63. 송전선로에서 지락보호계전기의 동작이 가장 확실한 접지 방식은?
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64. 발전기나 주변압기의 내부고장에 대한 보호용으로 가장 적합한 것은?
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65. 유도장해를 경감시키기 위한 전력선측의 대책으로 틀린 것은?
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66. 3상 배전선로의 말단에 지상역률 80%, 160kW의 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 전력용 콘덱서를 접속하여 선로 손실을 최소가 되게 하려면 전력용 콘덱서의 필요한 용량(kVA)은? (단, 부하단 전압은 변하지 않는 것으로 한다.)
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67. 송전계통의 안정도 증진방법으로 틀린 것은?
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68. 단로기에 대한 설명으로 틀린 것은?
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69. 3상 3선식 송전선로에서 각 선의 대지정전용량이 0.5096㎌ 이고, 선간정전용량이 0.1295㎌ 일 때, 1선의 작용정전용량은 약 몇 ㎌인가?
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70. 송전선에의 뇌격에 대한 차폐 등으로 가선하는 가공지선에 대한 설명 중 옳은 것은?
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71. 전선의 지지점의 높이가 15m, 이도가 2.7m, 경간이 300m일 때 전선의 지표상으로부터의 평균높이(m)?
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72. 화력발전소에서 매일 최대출력 100000kW, 부하율 90%로 60일간 연속 운전할 때 필요한 석탄량은 약 몇 t인가? (단, 사이클 효율은 40%, 보일러 효율은 85%, 발전기 효율은 98%로 하고 석탄의 발열량은 5500kcal/kg이라 한다.)
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73. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z, Y는 선로의 직렬 임피던스와 어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)
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74. 저압 단상 3선식 배전 방식의 가장 큰 단점은?
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75. 수조에 대한 설명 중 틀린 것은?
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76. 저압 네트워크 배전방식의 장점이 아닌 것은?
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77. 가공전선로의 경간 200m, 전선의 자체무게 2kg/m, 인장하중 5000kg, 안전율 2인 경우, 전선의 이도는 몇 m인가?
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78. 송전선로의 송전특성이 아닌 것은?
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79. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 목적은?
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80. 1대의 주상변압기에 부하1과 부하2가 병렬로 접속되어 있을 경우 주상변압기에 걸리는 피상전력(kVA)은?
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문제 목록
문제 정보
강의: 전기철도기사
연도: 2014-08-17
총 문제: 80문제
현재 문제: 1번