1. 권선형 유도전동기에서 2차 저항을 2배로 하면 그 값이 2배로 되는 것은?

1. 동기속도

2. 토크

3. 효율

4. 슬립

해설:

권선형 유도전동기에서 토크가 일정할 때, 2차 회로의 저항과 슬립은 비례 관계에 있다. 이를 비례추이(proportional shift)라고 한다. 따라서 2차 저항을 2배로 하면 슬립(s)도 2배가 된다.

답: 4

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2. 변압기 내부 고장 보호용으로 사용되는 계전기가 아닌 것은?

1. 비율 차동 계전기

2. 부흐홀츠 계전기

3. 과전류 계전기

4. 충격 압력 계전기

해설:

변압기 내부 고장 보호에는 주로 비율 차동 계전기(전기적 고장), 부흐홀츠 계전기(기계적 고장), 충격 압력 계전기(기계적 고장) 등이 사용된다. 과전류 계전기는 주로 선로의 과부하 및 단락 보호용으로 사용되므로 변압기 내부 고장 보호가 주 목적은 아니다.

답: 3

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3. 3상 유도 전동기의 2차 저항을 R_2, 슬립을 s라 할 때 등가 부하 저항은?

1. R_2 / s

2. (1-s)R_2 / s

3. sR_2 / (1-s)

4. (1-s)R_2

해설:

유도 전동기의 기계적 출력을 등가적인 전기 저항으로 표현한 것이 등가 부하 저항(R_L)이다. 등가 부하 저항 R_L은 (1-s)/s TIMES R_2 로 표현된다. 문제의 보기에 따라 해당 수식을 찾으면 된다. 예를 들어, 슬립이 5%(0.05)라면 등가 부하 저항은 (1-0.05)/0.05 TIMES R_2 = 19R_2 가 된다.

답: 2

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4. 3상 유도전동기의 슬립(s)의 범위가 1 < s < 2인 경우는?

1. 발전기

2. 전동기

3. 제동기

4. 정지

해설:

슬립(s) 값에 따른 유도기의 동작 상태는 다음과 같다.

• s < 0: 발전기

• 0 < s < 1: 전동기

• s = 1: 정지 상태

• s > 1: 제동기(역상 제동)

  따라서 1 < s < 2 범위는 제동기로 동작하는 경우이다.

답: 3

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5. 동기 발전기의 전기자 전류가 기전력보다 90도 위상이 앞설 때의 전기자 반작용은?

1. 증자 작용

2. 감자 작용

3. 교차 자화 작용

4. 자화 작용

해설:

전기자 전류가 기전력보다 90도 앞설 경우(진상 전류) 전기자 반작용은 주자속을 증가시키는 증자 작용을 한다. 반대로 90도 뒤질 경우(지상 전류)에는 감자 작용, 동상일 경우에는 교차 자화 작용(횡축 반작용)이 일어난다.

답: 1

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6. 단상 유도 전동기 중 기동 시에만 브러시를 사용하는 전동기는?

1. 반발 기동형

2. 콘덴서 기동형

3. 분상 기동형

4. 셰이딩 코일형

해설:

반발 기동형 단상 유도 전동기는 기동 시에 정류자와 브러시를 이용하여 큰 기동 토크를 얻는다. 일정 속도에 도달하면 원심력 스위치에 의해 정류자가 단락되고 브러시도 정류자에서 떨어져 농형 유도전동기처럼 운전된다.

답: 1

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7. 3상 전원으로부터 2상 전압을 얻기 위한 변압기 결선 방법은?

1. Y-Y 결선

2. 스코트 결선

3. 델타-델타 결선

4. V-V 결선

해설:

스코트 결선(Scott connection)은 T결선이라고도 하며, 2대의 단상 변압기를 이용하여 3상 교류를 2상 교류로 변환하거나 그 역으로 변환할 때 사용된다.

답: 2

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8. 직류 발전기에서 보극을 설치하는 가장 주된 목적은?

1. 자속의 분포를 개선하기 위해

2. 정류를 개선하기 위해

3. 국부적인 과열을 방지하기 위해

4. 난조를 방지하기 위해

해설:

직류기에서 보극(interpole)의 가장 중요한 역할은 전기자 반작용으로 인해 중성축이 이동하여 발생하는 정류 불량을 개선하는 것이다. 보극은 전기자 권선과 직렬로 연결되어 전기자 전류에 비례하는 자속을 발생시켜 전기자 반작용 자속을 상쇄하고 정류 코일의 리액턴스 전압을 상쇄시켜 양호한 정류를 돕는다.

답: 2

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9. 정격 출력이 5kW, 정격 전압이 200V, 정격 회전수가 1500rpm인 직류 분권 발전기가 있다. 무부하 시 단자 전압이 210V일 때, 전기자 권선의 저항(Ra)은 약 몇 Ω인가? (단, 계자 전류와 전기자 반작용은 무시한다)

• 해설 영상에서는 계자 저항이 500Ω으로 주어졌으나 문제에는 명시되지 않아, 영상의 풀이 과정을 기반으로 설명한다.

해설:

1. 부하 전류(IL) 계산: IL = P / V = 5000W / 200V = 25A

2. 계자 전류(If) 계산: If = V / Rf = 200V / 500Ω = 0.4A

3. 전기자 전류(Ia) 계산: Ia = IL + If = 25A + 0.4A = 25.4A

4. 유기 기전력(Ea)은 무부하 시 단자 전압과 같으므로 Ea = 210V이다.

5. 전기자 저항(Ra) 계산: Ea = V + Ia * Ra 공식에서 Ra = (Ea - V) / Ia = (210V - 200V) / 25.4A = 10 / 25.4 약 0.394Ω 이다.

답: 문제의 보기 중 0.394Ω에 가장 가까운 값을 선택한다. (예: 0.38Ω)

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10. 동기 발전기의 단락비(K)는? (단, %Zs는 퍼센트 동기 임피던스이다)

1. K = 1 / %Zs

2. K = 100 / %Zs

3. K = %Zs / 100

4. K = %Zs

해설:

단락비(K)는 퍼센트 동기 임피던스(%Zs)의 역수로 정의된다. 퍼센트법으로 표현된 임피던스를 기준값으로 나누는 개념이므로, K = 100 / %Zs 이다. 예를 들어, 퍼센트 동기 임피던스가 83%이면 단락비는 100 / 83 약 1.2가 된다.

답: 2

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11. 농형 유도 전동기에서 크로우 현상이 발생하는 원인은?

1. 고조파 자속에 의한 영향

2. 과부하 운전

3. 베어링의 마모

4. 낮은 공급 전압

해설:

크로우 현상(Crawling) 또는 크로울링 현상은 농형 유도전동기가 기동 시 정격 속도의 1/7 정도의 낮은 속도에서 더 이상 가속하지 못하고 안정적으로 운전되는 현상이다. 이는 고정자 권선에 의해 발생하는 기자력에 포함된 제7고조파와 회전자가 상호작용하여 발생한다.

답: 1

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12. 변압기의 임피던스 전압이란?

1. 정격 전압에 대한 전압 강하의 백분율

2. 1차측을 개방하고 2차측에 정격 전류를 흘렸을 때 2차 단자 전압

3. 2차측을 단락하고 1차측에 정격 전류를 흘렸을 때 1차 단자 전압

4. 무부하 시 1차 전압과 2차 전압의 비

해설:

임피던스 전압은 변압기의 2차측을 단락한 상태에서 1차측 전압을 서서히 증가시켜 1차측에 정격 전류가 흐를 때의 1차측 단자 전압을 말한다. 이는 변압기 내부의 임피던스에 의한 전압 강하를 의미한다.

답: 3

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13. 동기 전동기에서 제동 권선을 사용하는 주된 이유는?

1. 효율을 높이기 위해

2. 역률을 개선하기 위해

3. 난조를 방지하고 기동 토크를 발생시키기 위해

4. 전압 조정을 위해

해설:

동기 전동기는 스스로 기동할 수 없으므로 기동 토크를 발생시킬 방법이 필요하다. 제동 권선은 기동 시 농형 유도 전동기의 회전자와 같은 역할을 하여 기동 토크를 발생시킨다. 또한 운전 중 부하의 급변 등으로 발생하는 속도 동요(난조)를 방지하는 역할도 한다.

답: 3

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14. SCR을 이용한 단상 전파 정류 회로에서 교류 입력의 실효값이 100V일 때, 점호각을 30도로 하면 직류 출력 전압의 평균값은 약 몇 V인가? (단, 부하는 순 저항 부하이다)

1. 67.5V

2. 78.0V

3. 84.1V

4. 90.0V

해설:

단상 전파 정류 회로의 직류 평균 전압 Vdc는 (2 * sqrt(2) * Vac) / PI * cos(alpha) 이다.

여기서 Vac는 교류 입력의 실효값, alpha는 점호각이다.

Vdc = (2 * sqrt(2) * 100V) / PI 약 0.9 * Vac 이므로, 점호각을 고려하면,

Vdc = 0.9 * Vac * cos(alpha) = 0.9 * 100V * cos(30도) = 90 * (sqrt(3)/2) 약 77.9V 이다.

답: 2

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15. 동기 발전기의 병렬 운전 조건으로 틀린 것은?

1. 기전력의 크기가 같을 것

2. 기전력의 위상이 같을 것

3. 기전력의 주파수가 같을 것

4. 기전력의 용량이 같을 것

해설:

동기 발전기를 안정적으로 병렬 운전하기 위해서는 두 발전기의 기전력의 크기, 위상, 주파수, 파형, 상회전 방향이 모두 일치해야 한다. 발전기의 용량(출력)은 달라도 병렬 운전이 가능하다.

답: 4

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16. 어떤 전동기의 정격 속도가 1500rpm이고, 속도 변동률이 5%라면 무부하 시의 회전 속도는 몇 rpm인가?

1. 1425

2. 1500

3. 1575

4. 1650

해설:

속도 변동률 epsilon = (무부하 속도 - 정격 속도) / 정격 속도 * 100% 이다.

따라서 무부하 속도 N0 = 정격 속도 * (1 + 속도 변동률) 이다.

N0 = 1500 * (1 + 0.05) = 1500 * 1.05 = 1575rpm 이다.

답: 3

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17. 변압기의 퍼센트 저항 강하가 2%, 퍼센트 리액턴스 강하가 3%이다. 이 변압기가 지상 역률 80%의 부하에서 운전될 때 전압 변동률은 몇 %인가?

1. 2.8

2. 3.4

3. 4.0

4. 5.0

해설:

전압 변동률 epsilon = p*cos(theta) + q*sin(theta) 이다. (단, p는 퍼센트 저항 강하, q는 퍼센트 리액턴스 강하)

역률 cos(theta) = 0.8 이므로, sin(theta) = sqrt(1 - 0.8^2) = 0.6 이다.

epsilon = (2 * 0.8) + (3 * 0.6) = 1.6 + 1.8 = 3.4% 이다.

답: 2

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18. 직류 직권 전동기에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 계자 전류와 부하 전류는 같다.

2. 토크는 회전 속도에 비례한다.

3. 무부하 운전을 해도 안전하다.

4. 정속도 전동기이다.

해설:

직류 직권 전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있다. 따라서 전기자 전류, 계자 전류, 부하 전류가 모두 같다. Ia = If = I. 이 특징으로 인해 기동 토크가 매우 크지만, 무부하 시 위험 속도에 도달할 수 있어 벨트 운전은 금지된다.

답: 1

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19. 서보 모터의 특징으로 틀린 것은?

1. 기동 토크가 커야 한다.

2. 회전부의 관성 모멘트가 작아야 한다.

3. 응답성이 좋아야 한다.

4. 직류 서보 모터의 토크가 교류 서보 모터보다 작다.

해설:

서보 모터는 정밀한 위치 및 속도 제어를 위해 사용되므로, 기동 토크가 크고, 관성이 작아 가감속이 용이하며, 제어 신호에 대한 응답성이 좋아야 한다. 일반적으로 동일한 크기라면 직류 서보 모터가 교류 서보 모터보다 더 큰 기동 토크를 낼 수 있다.

답: 4

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20. 단상 직권 정류자 전동기의 속도 기전력의 실효값 E는? (단, phi_m은 최대 자속, n은 회전수, k는 비례 상수)

1. k * phi_m * n

2. k * phi_m * n / sqrt(2)

3. sqrt(2) * k * phi_m * n

4. k * phi_m^2 * n

해설:

교류를 사용하는 단상 직권 정류자 전동기의 속도 기전력은 교번 자속에 의해 발생한다. 기전력의 순시값은 자속과 회전수에 비례하므로, 최대 자속(phi_m)을 사용하면 유기되는 기전력은 최댓값이 된다. 실효값은 최댓값을 sqrt(2)로 나눈 값이므로, 속도 기전력의 실효값은 최대 자속에 비례하는 값(k * phi_m * n)을 sqrt(2)로 나눈 값이다.

답: 2