전기기능사 필기 모의고사 1-1

제2과목 전기기기

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1. 다음 중 직류발전기의 정류를 개선하는 방법 중 틀린 것은 ?

   ① 코일의 자기 인덕턴스가 원인이므로 접촉 저항이 작은 브러시를 사용한다.

   ② 보극을 설치하여 리액턴스 전압을 감소시킨다.

   ③ 보극권선은 전기자 권선과 직렬로 접속한다.

   ④ 브러시를 전기적 중성축을 지나서 회전방향으로 약간 이동시킨다.

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[해설] 브러시의 접촉저항이 큰 것을 사용하여 정류 코일의 단락전류를 억제하여 양호한 정류를 얻는다.

          (탄소질 및 금속 흑연질의 브러시 사용)

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2. 10극의 직류 파권 발전기의 전기자 도체 수 400, 매 극의 자속 수 0.02Wb, 회전수 600 [rpm]일 때 기전력은 몇 V인가 ?

      ① 200                   ② 220                  ③ 380                     ④ 400

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[해설]​

3. 직류 분권전동기의 계자 저항을 운전 중에 증가시키는 경우 일어나는 현상으로 옳은 것은 ?

    ① 자속 증가            ② 속도 감소                 ③ 부하증가                     ④ 속도 증가

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[해설] 계자저항증가 → 계자전류감소 → 자속 감소 → 회전속도 증가​

4. 다음중 동기발전기 단절권의 특징이 아닌 것은 ?

   ① 고조파를 제거해서 기전력의 파형이 좋아진다.

   ② 코일단이 짧게 되므로 재료가 절약된다.

   ③ 전절권에 비해 합성 유기기전력이 증가한다.

   ④ 코일간격이 극 간격보다 작다.

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[해설] 단절권 (Short pitch winding)

   ㉠ 코일 피치 βπ 가 자극피치 π 보다 작은 권선법이다. (β =5/6 정도)

   ㉡ 전절권에 비하여 파형 (고조파 제거) 개선, 코일 단부 단축, 동량 감소 및 기계길이가 단축되지만 유도 기전력이

         감소한다.

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5. 동기발전기의 병렬운전 중에 기전력의 위상차가 어떻게 되는가 ?

   ① 위상이 일치하는 경우보다 출력이 감소한다.

   ② 부하분담이 변한다.

   ③ 무효순환전류가 흘러 전기자 권선이 과열된다.

   ④ 동기화력이 생겨 두 기전력의 위상이 동상이 되도록 작용한다.

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[해설] 기전력의 위상차에 의한 발생 현상

   ㉠ 동기발전기 A, B가 병렬운전 중 A기의 유도 기전력 위상이 B기 보다 δs 만큼 앞선 경우 전압 Es = Ea - Eb 에 의하여

        두발전기 사이에 횡류 Is = Es / 2Z [A]가 흐르게 된다.

   ㉡ 횡류 Is 는 유효전류 또는 동기화 전류라고 하며, 상차각 δs 의 변화를 원상태로 돌아가려고 하는 Is 에 의한 전력은

        동기화 전력이라고 한다.

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6. 다음 중 동기 전동기에 관한 설명에서 잘못된 것은 ?

   ① 기동권선이 필요하다.              ② 난조가 발생하기 쉽다.

   ③ 여자기가 필요하다.                 ④ 역률을 조정할 수 없다.

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[해설] 동기전동기 → 동기조상기

  ㉠ 동기전동기는 V곡선 (위상특성곡선)을 이용하여 역률을 임의로 조정하고, 진상 및 지상전류를 흘릴 수 있다.

  ㉡ 이 전동기를 동기 조상기라 하며, 앞선 무효전력은 물론 뒤진 무효전력도 변화시킬 수 있다.

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7. 50 [Hz] 용 변압기에 60 [Hz]의 같은 전압을 가하면 자속밀도는 50 [Hz] 때의 몇 배인가 ?​

[해설] 변압기의 주파수와 자속밀도 관계

   ㉠ 유기기전력 E = 4.44 fNφm 에서 전압이 같으면 자속밀도는 주파수에 반비례한다.

   ㉡ 주파수는 6/5 배로 증가하면 자속밀도는 5/6배로 감소한다.

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8. 변압기의 권선법 중 형권은 주로 어디에 사용되는가 ?

   ① 소형변압기           ② 중형변압기            ③ 특수변압기                   ④ 가정용 변압기

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[해설] 변압기의 권선법

  ㉠ 형권 : 목제권형이나 절연통에 코일을 감은 것을 조립하는 것으로 중형(대형기)에 내철형, 외철형에 모두 쓰인다.

  ㉡ 직권 : 철심에 직접 저압권선을 감고 절연 후 고압 권선을 감는 법으로 소형 내철형에 쓰인다.

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9. 일정 전압 및 일정 파형에서 주파수가 상승하면 변압기 철손은 어떻게 변하는가 ?

   ① 증가한다.        ② 감소한다.           ③ 불변이다.          ④ 어떤 기간 동안 증가한다.

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[해설] 유기기전력 E = 4.44 fNφm [V] 에서,

   전압이 일정하고 주파수 f 만 높아지면 자속 φm 이 감소, 즉, 여자전류가 감소하므로 철손이 감소하게 된다.

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10. 절연유를 충만시킨 외함 내에 변압기를 수용하고, 오일의 대류작용에 의하여 철심 및 권선에 발생한 열을 외함에 전달

       하여 외함의 발산이나 대류에 의하여 열을 대기로 발산시키는 변압기의 냉각방식은 ?

   ① 유입 송유식           ② 유입 수냉식             ③ 유입 풍냉식             ④ 유입 자냉식

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[해설] 변압기의 냉각 방식

   ㉠ 건식 자냉식 (AN) : 공기에 의하여 자연적으로 냉각하는 방식

   ㉡ 건식 풍냉식 (AF) : 강제로 통풍하여 냉각 효과를 크게 한 것

   ㉢ 유입 자냉식 (ONAN) : 절연 기름을 채운 외함에 변압기 본체를 넣고 기름의 대류 작용으로 열을 외기 중에 발산시키는

                                              방법

   ㉣ 유입 풍냉식 (ONAF) : 방열기가 붙은 유입 변압기에 송풍기를 붙여서 강제로 통풍시켜 냉각 효과를 높인 것

   ㉤ 송유 풍냉식 (OFAF) : 외함 위쪽에 있는 가열된 기름을 펌프로 외부에 있는 냉각기를 통하여 나오도록 한 다음, 냉각된

                                          기름을 외함의 밑으로 돌려 보내는 방식

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11. 다음 그림의 변압기 등가회로는 어떤 회로인가 ?

 

   ① 1차를 1차로 환산한 등가회로                     ② 1차를 2차로 환산한 등가회로

   ③ 2차를 1차로 환산한 등가회로                     ④ 2차를 2차로 환산한 등가회로

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[해설] 2차를 1차로 환산한 등가회로​

32. 용량 P [kVA]인 동일 정격의 단상 변압기 4대로 낼 수 있는 3상 최대 출력 용량 Pm은 ?​

13. 다음중 농형 회전자에 비뚤어진 홈을 쓰는 이유는 ?

   ① 출력을 높인다.        ② 회전수를 증가시킨다.         ③ 소음을 줄인다.       ④ 미관상 좋다.

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[해설] 농형 회전자 (Squirrel - cage rotor)

   ㉠ 구리 또는 알루미늄 도체를 사용한 것으로, 단락 고리와 냉각용의 날개가 한 덩어리의 주물로 되어 있다.

   ㉡ 비뚤어진 홈 (skewed slot)

       ⊙ 회전자가 고정자의 자속을 끊을 때 발생하는 소음을 억제하는 효과가 있다.

        ⊙ 기동특성, 파형을 개선하는 효과가 있다.

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14. 슬립 4%인 유도전동기의 등가 부하저항 (R)은 2차 저항 (r)의 몇 배인가 ?

    ① 5                  ② 19                 ③ 20                      ④ 24

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[해설] 등가 부하저항​

<참고> 유도전동기의 2차 저항 r2, 슬립 s 일 때 기계적 출력에 상당한 등가저항 R을 나타내는 식은​

15. 3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 s로 회전하고 있을 때 2차 유기 전압 E2s 및 2차 주파수 f2s 와 s와의 관계는 ?

      (단, E2는 회전자가 정지하고 있을 때 2차 유기 기전력이며, f1은 1차 주파수이다.)​​

[해설] 슬립 s에서의 2차 권선 회전자에 유도되는 기전력의 실횻값 E2s 과 주파수 f2s는

    ㉠ 회전자 유도 기전력 : E2s = sE2 [V]

    ㉡ 슬립 주파수 : f2s = sf1 [Hz]

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16. 농형 유도전동기의 기동법과 가장 거리가 먼 것은 ?

   ① 기동보상기법          ② 2차 저항 기동법             ③ 전전압 기동법            ④ Y-△기동법

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[해설] 2차 저항 기동법은 권선형 유도전동기에 적용된다.

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17. 다음 중 보기의 설명에서 빈칸 ㉠ ~ ㉢ 에 알맞은 말은 ?

【 보기】

권선형 유도 전동기에서 2차 저항을 증가시키면 기동전류는 ( ㉠ )하고 기동토크는 ( ㉡ ) 하며, 2차 회로의 역률이 ( ㉢ )되고 최대 토크는 일정하다.

   ① ㉠ 감소, ㉡ 증가, ㉢ 좋아지게              ② ㉠ 감소, ㉡ 감소, ㉢ 좋아지게

   ③ ㉠ 감소, ㉡ 증가, ㉢ 나빠지게              ④ ㉠ 증가, ㉡ 감소, ㉢ 나빠지게

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[해설] 권선형 유도 전동기에서 비례추이 원리에 의해 2차 저항을 증가시키면 기동전류는 감소하고, 기동토크는 증가한다.             2차 회로의 역률이 좋아지게 되고 최대토크는 일정하다.

   ※ 비례추이 (Proportional shift) : 토크 속도 곡선이 2차 합성저항의 변화에 비례하여 이동하는 것을 토크 속도 곡선이

                                                       비례 추이 한다고 한다.

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18. 다음 그림과 같은 분상 기동형 유도전동기를 역회전시키기 위한 방법이 아닌 것은 ?

 

   ① 원심력 스위치를 개로 또는 폐로 한다.

   ② 기동권선이나 운전 권선의 어느 한 권선의 단자 접속을 반대로 한다.

   ③ 기동권선의 단자 접속을 반대로 한다.

   ④ 운전권선의 단자 접속을 반대로 한다.

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[해설] 분상 기동형 단상 유도전동기는 기동권선이나 운전권선의 어느 한 권선의 단자 접속을 반대로 하면 역회전된다.

   ※ 기동시 Cs 는 폐로 (ON) 상태에서 일단 기동이 되면 원심력이 작용하여 Cs는 자동적으로 개로 (OFF)가 된다.

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19. 다음 중 트라이 액 (TRIAC)의 기호는 ?

 

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[해설]    ① DIAC              ② SCR                  ③ TRIAC                   ④ GTO

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20. 다음 그림은 유도전동기 속도 제어 회로 및 트랜지스터의 컬렉터 전류 그래프이다.

      ⓐ 와 ⓑ 에 해당하는 트랜지스터는 ?

 

   ① ⓐ 는 TR1 과 TR2, ⓑ 는 TR3 과 TR4

   ② ⓐ 는 TR1 과 TR3, ⓑ 는 TR2 과 TR4

   ③ ⓐ 는 TR2 과 TR4, ⓑ 는 TR1 과 TR3

   ④ ⓐ 는 TR1 과 TR4, ⓑ 는 TR2 과 TR3

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[해설] ⓐ : 대각선 방향의 TR 2개 → TR1 과 TR4

ⓑ : 반대쪽 대각선 방향의 TR 두개 → TR2 과 TR3

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[정답] 1. ①    2. ④     3. ④     4. ③     5. ④     6. ④     7. ②     8. ②     9. ②      10. ④

          11. ③    12. ④     13. ③    14. ④     15. ①     16. ②     17. ①     18. ①    19. ③    20.④

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