2014년 전기기능사 3회차

**정답 이유:** 전지 4개를 직렬로 연결하면 전체 기전력은 각 전지의 기전력을 합한 1.5V * 4 = 6V가 됩니다. 내부 저항도 직렬로 연결되므로 전체 내부 저항은 0.1Ω * 4 = 0.4Ω이 됩니다. 단락 회로에서는 외부 저항이 0이므로, 옴의 법칙(전류 = 전압 / 저항)에 따라 단락 전류는 6V / 0.4Ω = 15A가 됩니다. **핵심 개념:** * **직렬 연결:** 전지의 기전력과 내부 저항이 각각 더해집니다. * **단락 회로:** 외부 저항이 0인 상태입니다. * **옴의 법칙:** 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례합니다.

도전율은 물질의 전기 전도 능력을 나타내는 물리량으로, 단위 면적당 길이 1m인 물질을 통과하는 전류의 세기를 나타냅니다. 저항의 역수인 컨덕턴스($\mho$ 또는 S)를 길이로 나눈 값이므로, 도전율의 단위는 $[\mho / $\mathrm{m}$]$가 됩니다.

LC 직렬 회로에서 전류는 전체 임피던스에 의해 결정됩니다. 유도 리액턴스($\omega L$)와 용량 리액턴스($\frac{1}{\omega C}$)의 차이가 회로의 총 리액턴스를 이루며, 이 값이 0보다 크면 유도성, 작으면 용량성입니다. 문제에서 용량 리액턴스(25$\Omega$)가 유도 리액턴스(5$\Omega$)보다 크므로 회로는 용량성이고, 전류는 5A가 됩니다.

기자력은 전류와 권선수의 곱으로 계산됩니다. 문제에서 주어진 전류(0.5 A)와 권선수(600회)를 곱하면 기자력은 300 AT가 됩니다. 비투자율과 철심의 크기는 기자력 계산에 직접적으로 사용되지 않는 정보입니다.

이 문제는 직렬 및 병렬 연결된 커패시터의 합성 정전용량을 구하는 문제입니다. 커패시터가 직렬로 연결될 때는 역수의 합으로, 병렬로 연결될 때는 그대로 더하여 합성 정전용량을 계산합니다. 그림에서 C1은 C2와 C3의 병렬 연결에 직렬로 연결되어 있으므로, 먼저 C2와 C3의 병렬 합성 정전용량을 구한 후 C1과 직렬 합성 정전용량을 계산하면 됩니다. **핵심 개념:** * **직렬 커패시터 합성 정전용량:** $\frac{1}{C_{합성}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \dots$ * **병렬 커패시터 합성 정전용량:** $C_{합성} = C_1 + C_2 + \dots$

정전 용량이 같은 두 개의 콘덴서를 병렬로 연결하면 합성 정전 용량은 각 콘덴서의 정전 용량을 더한 값이 됩니다. 반면 직렬로 연결하면 합성 정전 용량은 각 콘덴서 정전 용량의 역수를 더한 값의 역수가 됩니다. 따라서 병렬 연결 시 합성 정전 용량은 직렬 연결 시 합성 정전 용량의 4배가 됩니다.

정답은 **3. 대전**입니다. **해설:** 물질이 정상 상태보다 전자 수가 많아지거나 적어져 전기를 띠는 현상을 **대전**이라고 합니다. 전자를 얻어 음전하를 띠는 것을 **음전하 대전**, 전자를 잃어 양전하를 띠는 것을 **양전하 대전**이라고 합니다. 충전은 배터리 등에서 에너지를 저장하는 과정이고, 방전은 저장된 에너지를 내보내는 과정이며, 분극은 물질 내에서 전하가 치우치는 현상을 의미합니다.

Y결선에서 선간 전압($V_l$)은 각 상의 전압($V_P$)에 $$\sqrt{3}$$을 곱한 값과 같습니다. 이는 Y결선에서 선간 전압이 두 상전압의 벡터 합으로 표현되기 때문이며, 위상차가 120도인 두 벡터를 합하면 크기가 $$\sqrt{3}$$배가 됩니다. 따라서 정답은 $V_l = $\sqrt{3}$ V_P$입니다.

자기 회로에 기자력을 가하면 자로를 따라 자속이 흐르지만, 일부 자속은 의도된 경로를 벗어나 자기 회로 외부를 통과하게 됩니다. 이렇게 자기 회로의 주된 경로가 아닌 다른 곳으로 새어 나가는 자속을 **누설 자속**이라고 합니다. 이는 자기 회로의 효율을 낮추는 요인이 됩니다.

**해설:** 이 문제는 자체 인덕턴스를 가진 코일에서 발생하는 유도 기전력을 계산하는 문제입니다. 유도 기전력은 코일의 자체 인덕턴스 값과 시간에 따른 전류 변화율의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 문제에서 주어진 자체 인덕턴스($L = 100 \, $\text{H}$$)와 전류 변화량($\Delta I = 0.1 \, $\text{A}$$), 그리고 전류 변화 시간($\Delta t = 1 \, $\text{s}$$)을 이용하여 유도 기전력($$\mathcal{E}$$)을 계산하면 $$\mathcal{E}$ = -L \frac{\Delta I}{\Delta t} = -100 \, $\text{H}$ \times \frac{0.1 \, \text{A}}{1 \, $\text{s}$} = -10 \, $\text{V}$$가 됩니다. 여기서 음수 부호는 렌츠의 법칙에 따라 전류 변화를 방해하는 방향으로 유도 기전력이 발생함을 나타냅니다. 따라서 유도 기전력의 크기는 10V입니다. **핵심 개념:** * **자체 인덕턴스 (Self-inductance):** 코일 자체의 전류 변화에 의해 코일에 유도되는 기전력의 크기를 나타내는 물리량입니다. * **유도 기전력 (Induced electromotive force):** 자기장의 변화로 인해 도체에 발생하는 전압으로, 코일의 경우 전류의 변화에 의해 발생합니다. * **렌츠의 법칙 (Lenz's Law):** 유도 전류의 방향은 항상 자기장의 변화를 방해하는 방향으로 결정된다는 법칙입니다.

전기장 중에 단위 전하를 놓았을 때 작용하는 힘은 **전장의 세기**와 같습니다. 이는 전기장의 정의 자체가 단위 전하당 작용하는 힘으로 주어지기 때문입니다. 즉, 전기장의 세기는 단위 양전하가 받는 힘의 크기와 방향을 나타내는 물리량입니다.

저항에서 소비되는 전력은 전압의 제곱에 비례합니다. 정격 전압의 90%를 가하면 전압이 0.9배가 되므로, 소비 전력은 $(0.9)^2 = 0.81$배가 됩니다. 따라서 정격 전력 1kW의 81%인 810W가 됩니다. 핵심 개념은 전력과 전압의 관계식 $P = V^2/R$입니다.

**정답 이유:** $\Delta$ 결선을 Y 결선으로 변환할 때, 각 상의 저항값은 원래 저항값의 1/3이 됩니다. 이는 Y 결선에서 각 저항은 두 개의 $\Delta$ 결선 저항에 직렬로 연결되는 것과 같은 효과를 내기 때문입니다. **핵심 개념:** $\Delta$-Y 변환은 회로의 복잡성을 줄이거나 분석을 용이하게 하기 위해 사용되는 중요한 회로 해석 기법입니다.

두 평행 도선 사이에 작용하는 힘은 도선 간의 전류 크기와 간격에 비례하고, 도선 길이에 비례합니다. 이 문제에서는 두 도선에 같은 방향으로 전류가 흐르므로 서로 끌어당기는 힘이 발생하며, 자기장의 원리와 쿨롱 법칙을 이용하여 계산할 수 있습니다. 계산 결과, 도선 1m당 발생하는 힘의 크기는 $4 \times 10^{-4}$ N입니다.

이 문제는 전력, 전압, 역률을 이용하여 회로의 리액턴스를 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 유효 전력($P$), 피상 전력($S$), 역률($\cos\theta$)의 관계와 임피던스($Z$), 저항($R$), 리액턴스($X$)의 관계입니다. 먼저, 유효 전력($P$)과 역률($\cos\theta$)을 이용하여 피상 전력($S$)을 계산합니다. $S = P / \cos\theta$ 공식을 사용하면 $S = 800$\text{[W]}$ / 0.8 = 1000$\text{[VA]}$$가 됩니다. 다음으로, 전압($V$)과 피상 전력($S$)을 이용하여 회로의 임피던스($Z$)를 계산합니다. $S = V^2 / Z$ 공식을 사용하면 $Z = V^2 / S = (100$\text{[V]}$)^2 / 1000$\text{[VA]}$ = 10000 / 1000 = 10$\text{[}$\Omega$\text{]}$$가 됩니다. 마지막으로, 임피던스($Z$)와 저항($R$)의 관계를 이용해야 하는데, 문제에서 저항($R$)에 대한 정보가 직접적으로 주어지지 않았습니다. 하지만 일반적으로 회로의 임피던스는 저항($R$)과 리액턴스($X$)의 벡터 합으로 표현되며, $Z^2 = R^2 + X^2$ 관계를 가집니다. 이 문제에서는 보기를 활용하여 역으로 계산하거나, 혹은 문제에서 유효 전력과 역률만 주어졌기 때문에 저항값에 대한 추가 정보가 없다는 점을 이용하여 풀이를 진행해야 합니다. 만약 저항값이 10옴이라면 리액턴스는 0이 되어야 하지만, 보기에 0이 없습니다. 이 문제의 경우, 유효 전력($P$), 전압($V$), 역률($\cos\theta$)이 주어졌을 때, 피상 전력($S$)은 $S = V \times I$이고, 유효 전력($P$)은 $P = V \times I \times \cos\theta$입니다. 또한, 임피던스($Z$)는 $Z = V / I$입니다. $S = P / \cos\theta = 800 / 0.8 = 1000$\text{[VA]}$$ $I = S / V = 1000 / 100 = 10$\text{[A]}$$ $Z = V / I = 100 / 10 = 10$\text{[}$\Omega$\text{]}$$ 이제 임피던스($Z$)와 저항($R$)의 관계를 생각해야 합니다. $Z^2 = R^2 + X^2$ 입니다. 문제에서 유효 전력($P$)은 저항 성분에서 소비되는 전력이므로, $P = I^2 R$ 입니다. $800$\text{[W]}$ = (10$\text{[A]}$)^2 \times R$ $R = 800 / 100 = 8$\text{[}$\Omega$\text{]}$$ 이제 임피던스($Z$), 저항($R$), 리액턴스($X$)의 관계를 이용합니다. $Z^2 = R^2 + X^2$ $10^2 = 8^2 + X^2$ $100 = 64 + X^2$ $X^2 = 100 - 64 = 36$ $X = $\sqrt{36}$ = 6$\text{[}$\Omega$\text{]}$$ 따라서 리액턴스는 6옴입니다. **정답 이유:** 주어진 유효 전력, 전압, 역률을 이용하여 회로의 전류와 임피던스를 계산한 후, 유효 전력과 전류를 이용해 저항을 구합니다. 마지막으로 임피던스, 저항, 리액턴스의 관계식을 통해 리액턴스 값을 계산합니다. **핵심 개념:** * **피상 전력 ($S$)**: 전압과 전류의 곱 ($S = V \times I$) * **유효 전력 ($P$)**: 실제 회로에서 소비되는 전력 ($P = V \times I \times \cos\theta$) * **역률 ($\cos\theta$)**: 피상 전력에 대한 유효 전력의 비율 * **임피던스 ($Z$)**: 회로의 전류 흐름을 방해하는 총 저항 ($Z = V / I$) * **저항 ($R$)**: 전류 흐름을 방해하는 성분 중 열로 소비되는 부분 * **리액턴스 ($X$)**: 전류 흐름을 방해하는 성분 중 에너지를 저장하고 방출하는 부분 (코일의 인덕턴스 또는 콘덴서의 용량) * **관계식**: $Z^2 = R^2 + X^2$

비사인파는 기본파와 여러 고조파의 합으로 표현될 수 있습니다. 기본파는 가장 낮은 주파수의 사인파 성분이며, 고조파는 기본파 주파수의 정수배 주파수를 갖는 사인파 성분입니다. 직류파는 주파수가 0인 사인파로 볼 수 있어 비사인파 구성에 포함될 수 있습니다. 반면, 순시파는 특정 순간의 값을 의미하며, 비사인파를 구성하는 일반적인 성분이라고 보기는 어렵습니다.

강자성체는 외부 자기장에 강하게 끌리고, 외부 자기장이 사라져도 자성을 유지하는 물질입니다. 문제에서 제시된 보기 중 철, 니켈, 코발트는 대표적인 강자성체이며, 아연, 망간, 구리, 비스무트는 강자성체가 아닙니다. 따라서 강자성체로만 짝지어진 것은 4번입니다.

자기력선은 자기장의 방향과 세기를 시각적으로 나타내는 선입니다. 자기력선이 조밀한 곳은 자기장이 강하고, 듬성한 곳은 자기장이 약합니다. 또한, 자기력선은 자석의 N극에서 나와 S극으로 들어가며, 절대 교차하지 않습니다. 따라서 보기 4번은 자기력선이 교차된 곳에서 자기력이 세다는 설명으로 옳지 않습니다.

RL 직렬 회로에서 임피던스(Z)는 저항(R)과 유도 리액턴스(X_L)의 벡터 합으로 나타내어집니다. 저항과 유도 리액턴스는 서로 직각을 이루므로, 피타고라스 정리를 이용하여 임피던스의 크기를 계산합니다. 따라서 임피던스 크기는 $$\sqrt{R^2+X_L^2}$$이 됩니다.

이 문제는 교류 전압의 순간값을 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 주어진 교류 전압 공식 $e=200 \sin (100 \pi t)$에 시간 $t=\frac{1}{600}$초를 대입하여 계산하는 것입니다. 계산 결과 $e=200 \sin (100 \pi \times \frac{1}{600}) = 200 \sin (\frac{\pi}{6}) = 200 \times \frac{1}{2} = 100[$\mathrm{V}$]$가 되므로 정답은 1번입니다.

전기 철도에서 가장 적합한 직류 전동기는 **직권 전동기**입니다. 이는 직권 전동기가 부하가 증가함에 따라 토크가 크게 증가하는 특성을 가지기 때문입니다. 이러한 특성은 열차의 출발 시 큰 힘이 필요하고, 속도가 증가함에 따라 토크 요구량이 줄어드는 전기 철도의 운행 특성에 매우 잘 부합합니다. 따라서 직권 전동기는 전기 철도에서 가속 성능과 효율성을 높이는 데 핵심적인 역할을 합니다.

유도 전동기의 회전자 회로 주파수는 슬립과 고정자 주파수의 곱으로 계산됩니다. 문제에서 슬립은 0.05, 고정자 주파수는 60Hz이므로, 회전자 주파수는 $0.05 \times 60 = 3$Hz가 됩니다. 따라서 정답은 3번입니다.

유도 전동기의 비례 추이는 회전자의 속도가 변함에 따라 2차 전류, 토크, 출력 등이 선형적으로 변하는 현상을 의미합니다. 보기 중 출력, 2차 동손, 효율은 속도 변화에 따라 비선형적으로 변하는 반면, 역률은 속도 변화에 따라 비교적 선형적으로 변하는 경향을 보입니다. 따라서 유도 전동기에서 비례 추이를 할 수 있는 것은 역률입니다.

변압기 내부 고장으로 유류나 가스가 급격히 발생하면, 이들은 변압기 본체에서 콘서베이터로 이동하게 됩니다. 부흐홀츠 계전기는 바로 이 변압기 본체와 콘서베이터를 연결하는 파이프에 설치되어, 유류 또는 가스의 비정상적인 이동을 감지하여 변압기를 보호하는 역할을 합니다. 따라서 정답은 4번입니다.

변압기의 권수비와 전압비는 비례하므로, 1차 권회수 대 2차 권회수 비율이 1차 전압 대 2차 전압 비율과 같습니다. 즉, (1차 권회수 / 2차 권회수) = (1차 전압 / 2차 전압) 입니다. 이 관계를 이용하여 1차 전압을 계산하면 25V가 됩니다.

**정답 이유:** 와전류손은 도체 내부에 유도되는 소용돌이 모양의 전류로 인해 발생하는 열 손실입니다. 규소 강판에 성층 철심을 사용하면 각 층 사이에 절연체를 넣어 와전류의 흐름을 방해함으로써 와전류손을 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. **핵심 개념:** * **와전류손:** 도체 내부에서 발생하는 소용돌이 모양의 전류로 인한 에너지 손실. * **성층 철심:** 얇은 철판을 절연체로 겹겹이 쌓아 만든 철심. 와전류의 흐름을 차단하여 손실을 줄이는 데 사용됩니다. * **규소 강판:** 전기 강판이라고도 하며, 규소를 첨가하여 전기 저항을 높이고 히스테리시스 손실을 줄인 강판입니다.

직류 발전기에서 전기자 반작용은 전기자 전류가 만드는 자기장이 계자 자기장을 왜곡시켜 발전 성능을 저하시키는 현상입니다. 이를 없애기 위해 **보극**은 계자 극 사이에 설치되어 전기자 반작용의 일부를 상쇄하고, **보상 권선**은 전기자 홈에 설치되어 전기자 반작용을 직접적으로 상쇄하는 역할을 합니다. 따라서 보극과 보상 권선을 함께 설치하는 것이 전기자 반작용을 효과적으로 제거하는 방법입니다.

3권선 변압기는 1차, 2차 권선 외에 3차 권선이 추가된 변압기입니다. 3차 권선은 주로 조상기(동기조상기)를 접속하여 송전선의 전압을 안정시키고 역률을 개선하는 데 활용됩니다. 따라서 3차 권선에 조상기를 접속하여 송전선의 전압 조정과 역률 개선에 사용된다는 2번 보기가 옳은 설명입니다.

동기기에서 사용되는 B종 절연물의 온도 상승 한도는 90℃입니다. 이는 절연 재료의 종류에 따라 허용되는 최대 온도 상승치를 규정한 것으로, B종은 130℃의 최고 허용 온도를 가지며 기준 온도 40℃를 제외하면 90℃의 온도 상승이 허용됩니다. 따라서 정답은 3번 90℃입니다.

동기 전동기의 자기 기동법에서 계자 권선을 단락하는 이유는 **고전압 유도에 의한 절연 파괴 위험을 방지**하기 위해서입니다. 동기 전동기는 회전자가 회전할 때 계자 권선에 전압이 유도되는데, 기동 시에는 회전 속도가 느려 유도되는 전압이 매우 높습니다. 이 높은 전압은 계자 권선의 절연을 파괴할 수 있으므로, 계자 권선을 단락하여 유도 전압을 낮추는 것입니다.

변압기의 임피던스 강하는 단락 시 발생하는 전압 강하를 나타내며, 이는 변압기 자체의 저항과 리액턴스에 의해 발생합니다. 임피던스 강하가 5%라는 것은 정격 전압의 5%에 해당하는 전압 강하가 정격 전류가 흐를 때 발생한다는 의미입니다. 단락 시에는 단자 전압이 거의 0이 되므로, 이 5%의 전압 강하가 변압기 내부의 임피던스에 의해 발생하게 됩니다. 따라서 단락 전류는 정격 전류에 비해 임피던스 강하의 역수만큼 증가하게 되어, 1 / 0.05 = 20배가 됩니다.

주상 변압기의 고압측에 탭을 여러 개 만든 이유는 **선로 전압을 조정**하기 위함입니다. 이는 변압비(전압비)를 변경하여 부하 변동이나 선로의 전압 강하에 따라 **사용자 측의 전압을 일정하게 유지**하기 위한 조치입니다. 따라서 4번이 정답이며, 탭을 통해 변압비 조절이 가능해짐으로써 **전압 변동을 보상**하는 것이 핵심 개념입니다.

**정답 이유:** 회전 계자형 동기 발전기는 계자 코일을 회전시키고 전기자 코일을 고정시키는 방식입니다. 이는 고전압이 발생하는 전기자 권선을 고정시켜 절연 및 외부 연결을 용이하게 하고, 회전하는 계자 코일은 상대적으로 낮은 전압으로도 충분히 자기장을 형성할 수 있기 때문입니다. 따라서 전기자가 고정되어 있지 않아 제작 비용이 저렴하다는 것은 회전 계자형의 장점이 아니라 오히려 단점에 가깝습니다. **핵심 개념:** * **회전 계자형:** 계자 코일이 회전하고 전기자 코일이 고정된 형태의 동기 발전기. * **고정자(전기자):** 고정되어 있는 권선 부분. * **회전자(계자):** 회전하는 권선 부분. * **절연:** 전기가 통하지 않도록 막는 것. * **슬립링:** 회전체와 고정체 간에 전기적 연결을 유지하기 위한 장치.

직권 발전기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있어 부하 전류가 클수록 계자 전류도 커져 유기 기전력이 크게 증가합니다. 따라서 정답 3번은 틀렸는데, 직권 발전기에서는 부하 전류가 계자 전류 역할을 하므로 유기 기전력 E는 부하 전류 I의 제곱에 비례하는 경향을 보이며, 단자 전압 V는 E에서 전압 강하를 뺀 값이 됩니다. 핵심 개념은 직권 발전기의 계자 전류가 부하 전류와 같다는 점이며, 이에 따라 전압-전류 특성이 달라집니다.

3상 동기 전동기의 출력은 공급되는 전력과 회전자의 회전력 사이의 관계를 나타냅니다. 이 관계는 1상의 단자 전압(V), 역기전력(E), 동기 리액턴스(x_s), 그리고 부하각(δ)으로 표현됩니다. 전동기의 출력(P)은 동기 리액턴스(x_s)로 나눈 3배의 전압과 역기전력의 곱에 부하각의 사인 값을 곱한 값과 같습니다. 따라서 정답은 2번입니다.

정답은 1번 동기 속도입니다. 동기 전동기의 동기 속도는 공급되는 전원의 주파수와 극 수에 의해 결정되며, 여자 전류의 변화와는 무관합니다. 여자 전류는 역기전력의 크기를 조절하여 동기 전동기의 역률을 변화시키고, 이에 따라 전기자 전류의 크기도 변하게 됩니다.

**정답 이유:** 유도 전동기의 슬립은 동기 속도와 회전 속도의 차이를 동기 속도로 나눈 값입니다. 문제에서 동기 속도는 1,800 rpm이고 회전수는 1,728 rpm이므로, 슬립은 (1800 - 1728) / 1800 * 100% = 12 / 1800 * 100% = 0.00666... * 100% = 0.666...%가 됩니다. 이 값은 보기에 없으므로, 문제의 회전수나 동기 속도 값에 오타가 있을 가능성이 높습니다. 만약 회전수가 1,728 rpm이 아니라 1,728 rpm과 1,800 rpm의 차이가 72 rpm이 되도록 계산했을 때, 72 / 1800 * 100% = 4%가 됩니다. 따라서 보기 3번인 4%가 가장 근접한 답입니다. **핵심 개념:** 슬립은 유도 전동기의 회전 속도가 동기 속도보다 느린 정도를 나타내는 지표이며, 슬립이 클수록 토크가 커지는 경향이 있습니다.

이 문제는 다이오드를 이용한 정류 회로의 종류를 묻고 있습니다. 정답은 3번으로, 해당 그림은 두 개의 다이오드를 사용하여 교류의 양(+)과 음(-) 모두를 직류로 바꾸는 **전파 정류 회로**입니다. 반파 정류 회로는 다이오드 하나를 사용하여 교류의 한쪽 주기만 직류로 바꾸므로, 그림과 같은 회로를 반파 정류 회로라고 부르는 것은 틀린 설명입니다.

**정답 이유:** 동기 속도는 주파수와 극수에 의해 결정되며, 슬립은 동기 속도와 회전 속도의 차이를 동기 속도로 나눈 값입니다. 문제에서 주어진 값들을 이용하여 계산하면 슬립은 4.5%가 됩니다. **핵심 개념:** * **동기 속도 ($N_s$)**: 3상 유도 전동기에서 회전 자기장이 회전하는 속도로, 주파수($f$)와 극수($P$)에 의해 결정됩니다. 공식은 $N_s = \frac{120f}{P}$ 입니다. * **슬립 ($s$)**: 동기 속도와 실제 회전 속도($N_r$)의 차이를 동기 속도로 나눈 값으로, 전동기의 부하 상태를 나타냅니다. 공식은 $s = \frac{N_s - N_r}{N_s}$ 입니다.

**정답 이유:** 유도 전동기의 회전자 속도는 동기 속도에서 슬립만큼 감소한 값입니다. 동기 속도는 극수와 주파수에 의해 결정되며, 슬립은 동기 속도 대비 회전자 속도의 비율을 나타냅니다. 문제에서 주어진 정보를 이용하여 동기 속도를 계산한 후, 슬립을 적용하여 회전자 속도를 구하면 1,710 rpm이 됩니다. **핵심 개념:** * **동기 속도 (Synchronous Speed):** 전자기장이 회전하는 속도로, $N_s = \frac{120f}{P}$ (f: 주파수, P: 극수)로 계산됩니다. * **슬립 (Slip):** 동기 속도와 회전자 속도의 차이를 동기 속도로 나눈 값으로, $s = \frac{N_s - N_r}{N_s}$ (N_r: 회전자 속도)로 정의됩니다.

정답은 4번입니다. 합성수지관은 온도 변화에 따라 수축 및 팽창하므로, 배선 시 이러한 신축을 고려하여 적절한 조치를 취해야 합니다. 이는 전선의 손상을 방지하고 안전한 배선을 유지하기 위한 중요한 사항입니다. 나머지 보기들은 합성수지관 배선의 올바른 시공 및 안전 규정에 해당합니다.

금속 전선관 작업에서 나사를 내는 것은 전선관을 연결하거나 고정하기 위해 필수적인 과정입니다. 이때 필요한 공구는 **오스터(Oster)**로, 이는 전선관의 끝부분에 나사산을 만들어 다른 부품과 결합할 수 있도록 하는 전용 공구입니다. 파이프 벤더는 전선관을 구부리는 데, 볼트 클리퍼는 볼트나 나사를 자르는 데, 파이프 렌치는 파이프를 잡고 돌리는 데 사용되는 등 각각 다른 용도를 가집니다.

이 문제는 저압 전로에서 사용되는 퓨즈의 용단 시간 특성에 관한 것으로, 과전류차단기의 안전 규정을 이해하는 것이 핵심입니다. 정답은 1.6배이며, 이는 저압 전로에서 퓨즈가 정격 전류의 1.6배 전류가 흐를 때 60분 이내에 용단되어야 한다는 안전 규정을 나타냅니다. 이 규정은 설비 보호 및 화재 예방을 위해 과전류 발생 시 신속하게 회로를 차단하도록 하기 위함입니다.

**정답 이유:** 특고압 및 고압 전기설비에서 고장 시 발생하는 큰 전류를 안전하게 흘려보내기 위해서는 충분한 단면적을 가진 접지도체가 필수적입니다. 관련 규정에 따라 연동선 또는 동등 이상의 단면적 및 강도를 가진 접지도체는 **6mm²** 이상이어야 합니다. **핵심 개념:** * **접지도체:** 전기설비에서 누설 전류나 고장 전류를 대지로 안전하게 흘려보내는 도체입니다. * **단면적:** 도체의 굵기를 나타내는 지표로, 단면적이 클수록 더 많은 전류를 안전하게 흘릴 수 있습니다. * **안전 규정:** 전기설비의 안전을 위해 각 설비별로 요구되는 접지도체의 최소 단면적 및 강도 기준이 법규로 정해져 있습니다.

단선의 직선 접속 시 트위스트 접속은 전선이 꼬여있는 형태를 이용해 접속하는 방식으로, 얇은 전선에 적합합니다. 10mm² 이상의 굵은 전선은 트위스트 접속 시 전선의 유연성이 떨어져 꼬임이 제대로 이루어지지 않고 접속 불량이 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 10mm² 전선은 트위스트 접속에 적합하지 않습니다.

목장의 전기울타리에 사용하는 경동선의 지름은 최소 2.0mm 이상이어야 합니다. 이는 전기울타리의 안전성과 효율성을 확보하기 위한 최소 규격으로, 충분한 전류 전달 능력과 물리적 강도를 유지하여 가축의 탈출을 효과적으로 방지하고 전력 손실을 최소화하기 위함입니다.

배전반 및 분전반은 안전하고 효율적인 전기 설비 운영을 위해 **접근이 용이하고 조작 및 개폐가 쉬운 곳**에 설치해야 합니다. 따라서 **접근이 어려운 장소**는 비상 상황 발생 시 신속한 대처가 어렵고 유지보수가 불편하므로 설치 장소로 부적합합니다. 핵심 개념은 **안전성, 유지보수 용이성, 조작 편의성**입니다.

전선의 접속 불완전은 전기 흐름에 방해가 되거나, 절연이 파괴되어 전류가 의도치 않은 곳으로 흐르게 만들어 감전, 누전, 화재와 같은 사고를 유발할 수 있습니다. 반면, 절전은 불필요한 전기 사용을 줄이는 것으로, 전선 접속 불완전과는 직접적인 관련이 없는 개념입니다. 따라서 전선 접속 불완전으로 인해 발생할 수 있는 사고로 볼 수 없는 것은 절전입니다.

**정답 이유:** 400V 초과 전압의 건조한 장소에서 은폐된 곳에 저압 옥내배선을 할 경우, **버스덕트 공사**는 외부 충격으로부터 배선을 보호하고 높은 전류를 안전하게 수용할 수 있어 적합합니다. **핵심 개념:** * **버스덕트 공사:** 미리 제작된 금속관 안에 여러 개의 도체를 넣어 전력을 공급하는 방식으로, 높은 전류 용량과 외부 충격으로부터의 보호 기능이 우수합니다. * **은폐된 장소:** 벽체 내부 등 외부에서 직접 노출되지 않는 장소를 의미하며, 이 경우 배선의 안전성과 보호가 더욱 중요해집니다. * **400V 초과 전압:** 일반적인 저압보다 높은 전압으로, 더 높은 절연 성능과 안전 규격이 요구됩니다.

저압 연접인입선은 건물의 외부에 시설해야 하므로 옥내를 통과해서는 안 됩니다. 또한, 도로 횡단 시 안전을 위해 폭 5m를 넘는 도로를 건너지 않아야 하며, 인입점에서 100m 이상 떨어진 지역까지 공급되지 않도록 해야 합니다. 전선의 굵기는 1.6mm 이하가 아닌, 규정된 최소 굵기 이상이어야 하므로 2번이 잘못된 설명입니다.

라이팅 덕트를 조영재에 따라 부착할 때 지지점 간의 거리는 2.0m 이하로 해야 합니다. 이는 덕트의 처짐을 방지하고 안정적인 설치를 유지하기 위한 규정으로, 조영재의 무게와 덕트의 강성을 고려하여 안전 기준을 충족시키기 위함입니다.

화약고와 같은 위험 장소에서는 폭발 위험을 최소화하기 위해 전기 설비를 특별히 관리해야 합니다. 정답인 2번은 전기 기계 기구가 외부의 분진이나 증기가 내부로 침투하는 것을 막아주는 전폐형을 사용해야 함을 의미합니다. 이는 스파크 발생 가능성을 줄여 폭발 위험을 낮추는 핵심적인 안전 조치입니다. 다른 보기들은 위험 장소의 특성을 고려하지 않거나 오히려 위험을 증가시킬 수 있는 내용입니다.

고압 전로에서 지락 사고 발생 시 지락 전류를 검출하는 데는 **ZCT (Zero Phase Current Transformer)**를 사용합니다. ZCT는 정상 상태에서는 각 선로의 전류 벡터 합이 0이므로 전류를 검출하지 않지만, 지락 사고로 인해 전류의 불평형이 발생하면 그 차이를 검출하여 지락 전류를 파악합니다. 이는 전력 시스템의 안정적인 운용과 안전 확보에 필수적인 역할을 합니다.

**정답 이유:** 연선의 총 단면적은 각 소선의 단면적을 합한 것과 같습니다. 문제에서 주어진 공칭 단면적 8[mm²]를 소선 지름 1.2[mm]로 만들 수 있는 소선 수를 계산하면 7가닥이 됩니다. **핵심 개념:** 연선의 총 단면적 계산. 연선은 여러 개의 얇은 선(소선)을 꼬아서 만든 전선으로, 총 단면적은 각 소선의 단면적을 합한 값으로 계산됩니다.

이동하여 사용하는 전기기계기구의 금속 외함 접지 시, 다심 코드나 캡타이어 케이블을 사용할 경우 접지도체는 최소 0.75 mm² 이상을 사용해야 합니다. 이는 기구의 이동성과 외부 환경 노출 가능성을 고려하여 감전 사고를 예방하기 위한 최소한의 안전 규격입니다. 즉, 접지 성능을 확보하여 누전 시 안전하게 전류를 흘려보내기 위한 최소 굵기 규정입니다.

흥행장의 무대나 오케스트라 박스 등은 공연 중 조명이나 음향 장비 등으로 인해 전력 사용량이 많고, 또한 공연의 안전과 직결되는 부분이므로 일반적인 옥내 배선보다 더 높은 수준의 안전 기준이 요구됩니다. 따라서 사용 전압을 400V 이하로 제한하여 감전이나 화재 등의 위험을 낮추고 있습니다. 이는 전기 설비 기술 기준에서 공연장 등 특수 장소의 배선에 대한 안전 규정을 따르기 때문입니다.

정답은 2번입니다. 대지전압이 150V를 초과하는 전로에서 백열전등을 시설할 경우, 옥내배선과 직접 접속하는 것은 허용되지 않으며, 반드시 절연 변압기 등을 사용하여 전압을 낮춘 후 접속해야 합니다. 이는 감전 사고를 예방하기 위한 안전 규정입니다. 보기 1, 3, 4는 모두 안전 규정에 부합하는 내용입니다.

고압 가공 전선로 지지물에서 지선은 전선의 장력을 지지하는 역할을 합니다. 철탑은 자체적으로 매우 견고하여 전선의 장력을 충분히 지지할 수 있으므로 별도의 지선이 필요하지 않습니다. 따라서 철탑에는 지선을 사용해서는 안 됩니다.

지지물의 지선에 연선을 사용하는 경우, 소선 3가닥 이상의 연선을 사용합니다. 이는 연선이 단선보다 전기적 특성이 안정적이고 기계적 강도가 우수하여 지지물의 안전성을 확보하는 데 유리하기 때문입니다. 따라서 최소 3가닥 이상의 소선으로 구성된 연선을 사용하여 지지물의 안정적인 운영을 보장합니다.

S형 슬리브는 연선 접속 시에도 사용 가능하며, 오히려 연선 접속에 더 적합합니다. 따라서 연선 접속 시 사용을 안 한다는 4번 보기는 틀렸습니다. S형 슬리브는 전선의 굵기에 맞는 것을 사용하고, 전선 끝이 슬리브 끝에서 약간 나오도록 삽입한 후, 열린 쪽 홈을 눌러 밀착시키는 방식으로 사용합니다.