전기기능사 실전 적중 모의고사 제8회

정답 ①

무한장(아주 긴) 직선 도체에 전류 I를 흘리면 도체 주위에 동심원 모양의 자계가 생기고, 그 세기는 $H = \frac{I}{2\pi r}$로 구합니다. r은 도체로부터의 거리입니다.

전류를 구하려면 식을 $I = 2\pi r H$로 바꾸면 됩니다. 이때 거리를 반드시 m 단위로 바꿔야 합니다. $10\text{cm} = 0.1\text{m}$이므로 $I = 2\pi \times 0.1 \times 2 = 0.4\pi \approx 0.4 \times 3.14 = 1.26\text{A}$입니다.

cm를 m로 바꾸지 않고 10을 그대로 넣으면 100배나 큰 값이 나와 오답이 됩니다. ②·③ 같은 2점대 값들은 π 처리나 대입 순서를 잘못했을 때 나오는 오답입니다.

이런 문제가 나오면 → cm→m 환산을 먼저 하고 $I = 2\pi r H$에 대입하며 $\pi \approx 3.14$로 계산한다.

근거 : 핵심 공식: $H=\frac{I}{2\pi r}$. 암기팁: 직선 도체 주위 자계는 도체로부터의 거리에 반비례하며 앙페르의 오른나사 법칙 방향을 따른다.

정답 ④

탄산음료를 오래 두면 기포가 컵 벽에 붙어 있는 것처럼, 볼타 전지가 일하면 양극(플러스 전극) 표면에 수소 기체(기포)가 주르르 달라붙어요.

이 기포가 마치 우산처럼 전극을 덮어서 전기가 잘 못 나오게 방해합니다.

전지 입장에서는 '기포가 방해물이 되어 힘이 약해지는 현상'인데, 이것을 분극작용이라고 부릅니다.

참고로 이 기포를 없애주는 약(감극제, 이산화망간)을 넣으면 해결됩니다.

이런 문제가 나오면 → '수소 기포가 전극을 덮는다 = 분극작용'으로 바로 연상하세요!

근거 : 정답 근거: 볼타 전지에서 전류가 흐르면 양극 표면에 수소 기체가 발생해 부착되고, 이 기포가 전극과 전해액 사이의 반응을 방해하며 역기전력을 유발해 전지의 기전력을 감소시키는 현상을 분극작용이라 한다.

정답 ③

도체 저항은 $R = \rho \cdot \frac{l}{A}$($\rho$: 저항률, $l$: 길이, $A$: 단면적)로 구합니다. 길이에 비례해 길어지면 커지고, 단면적에 반비례해 굵어지면 작아집니다. 길고 가는 실일수록 저항이 크다고 상상하면 쉽습니다.

길이를 2배로 하면 저항도 2배, 단면적을 $\frac{1}{3}$로 하면 반비례이므로 저항은 3배가 됩니다(뒤집어서 곱함).

두 변화를 동시에 적용하면 $R' = 2 \times 3 \times R = 6R$, 즉 원래 저항의 6배입니다. 3배는 단면적 변화를 빠뜨린 실수이고, 4배·9배는 배수 계산 착오입니다.

이런 문제가 나오면 → '길이는 그대로 곱하고, 단면적은 뒤집어서 곱한다'를 적용하세요.

근거 : 핵심 공식: $R=\rho\frac{l}{A}$. 암기팁: 길이 배수와 단면적 배수의 역수를 각각 곱하면 된다 — '길이는 그대로 곱하고, 단면적은 뒤집어서 곱한다' (2 × 3 = 6).

정답 ②

도체(전기가 잘 통하는 물질)에 전하가 대전되면 그 전하를 겉미는 도체 표면에만 분포하고 내부에는 남지 않습니다. 이 상태를 정전 평형이라고 합니다.

정전 평형 상태의 도체 내부에서는 전기장이 서로 상쇄되어 $E = 0$이 됩니다. 그리고 전속밀도는 $D = \varepsilon E$로 정의되므로 $E = 0$이면 D도 0입니다. 따라서 표면 전하밀도 $\sigma$가 아무리 커도 도체 내부의 전속밀도는 0이고, 정답은 ②입니다.

① E, ③ $\varepsilon_0 E$, ④ $\varepsilon E$ 형태의 보기는 내부 전기장이 0이라는 조건을 놓친 오답입니다.

이런 문제가 나오면 → '대전된 도체 내부는 항상 $E = 0$, $D = 0$'으로 통암기하세요.

근거 : 핵심 공식: 도체 내부 $E=0$, $D=\varepsilon E=0$. 암기팁: '대전된 도체 내부는 항상 전기장 0'이므로 전속밀도도 항상 0.

정답 ②

고무밴드를 늘렸다 줄였다 하면 열이 나면서 에너지가 조금씩 사라지죠? 철심(자석의 길이가 되는 쇳덩이)도 자기(자석의 힘)를 가했다 뗐다 할 때마다 에너지가 조금씩 손실돼요. 이것이 히스테리시스손(자석이 남기는 에너지 손실)입니다.

슈타인메츠라는 사람이 실험으로 이 손실의 규칙을 찾았어요.

손실은 '최대 자속 밀도(자기가 얼마나 강한가)'의 1.6승에 비례합니다.

수식으로 쓰면: $W_h = \eta f B_{max}^{1.6}$

($\eta$는 히스테리시스 상수, $f$는 주파수, $B_{max}$는 최대 자속밀도)

이런 문제가 나오면 → '히스테리시스손 = 1.6승, 와류손 = 2승'을 떠올리면 됩니다!

근거 : 핵심 공식: 히스테리시스손 $W_h\propto fB_{max}^{1.6}$ / 와류손 $W_e\propto f^2B_{max}^2t^2$ (t는 두께).

정답 ②

나사를 돌려서 벽에 박을 때를 생각해봐요. 나사는 앞으로 '직진'하면서 동시에 '회전'하죠?

전류는 나사가 직진하는 방향, 자기장(전류 주변에 생기는 보이지 않는 힘의 장)은 나사가 도는 방향이라고 한 게 앙페르의 오른나사법칙이에요.

즉, 도망친 전류와 자기장의 '방향 관계'를 설명하는 법칙이에요.

① 왼손법칙은 힘의 방향, ③ 오른손법칙은 유도기전력(발전) 방향, ④ 키르히호프는 전류·전압의 관계라서 관련 없어요.

이런 문제가 나오면 → '나사'라는 단어가 보이면 무조건 앙페르의 오른나사법칙! (정답 ②)

근거 : 정답 근거: 앙페르의 오른나사법칙은 전류가 흐르는 방향을 나사의 진행 방향으로, 이때 발생하는 자기장의 방향을 나사의 회전 방향으로 나타내는 법칙이다.

정답 ②

저항 3개를 직렬(줄줄이 연결)과 병렬(나란히 연결)로 조합하면 만들 수 있는 모양의 수는 정해져 있습니다.

전부 직렬: $1+2+3 = 6[\Omega]$, 전부 병렬: 약 $0.545[\Omega]$ — 이렇게 2가지입니다.

한 개는 직렬, 두 개는 병렬로 묶는 경우가 3가지: $2.2[\Omega]$, $2.75[\Omega]$, 약 $3.667[\Omega]$.

두 개를 직렬로 묶고 한 개에 병렬로 거는 경우가 3가지: $1.5[\Omega]$, 약 $1.333[\Omega]$, 약 $0.833[\Omega]$.

합계 $1+1+3+3 = 8$가지이고 모두 서로 다른 값이므로 답은 8종류입니다. 7이나 6으로 답하면 조합 하나를 빠뜨린 것입니다.

이런 문제가 나오면 '전부직렬 1+전부병렬 1+(1직렬·2병렬) 3+(2직렬·1병렬) 3=8'로 센다.

근거 : 3개의 저항으로 만들 수 있는 조합은 다음과 같다.

정답 ①

전지의 내부저항도 일반 저항과 똑같은 접속 법칙이 적용됩니다.

먼저 직렬 접속하면 저항이 더해집니다. $0.1[\Omega]\times10\text{개} = 1[\Omega]$이 한 조가 됩니다.

이 조를 5개 병렬로 접속하면 같은 저항 5개를 나란히 놓은 것이므로 $\frac{1}{5}$배가 됩니다. 즉 $1[\Omega]\div5\text{조} = 0.2[\Omega]$입니다.

$1[\Omega]$(직렬만 계산한 값)처럼 병렬 처리를 빠뜨리거나 순서를 바꿔 계산하면 오답에 걸립니다.

이런 문제가 나오면 '직렬은 합하고, 병렬은 조 수로 나눈다' 순서를 고정한다.

근거 : 핵심 공식: 직렬 후 병렬 조합 $R=\frac{n\times r}{m}$ (n:직렬개수, r:저항, m:병렬조수).

정답 ③

가정용 100V는 크기가 계속 변하는 교류입니다. 이 100V라는 숫자는 '실효값(열적 효과를 직류로 환산한 값)'이고, 파형의 정점에서 실제 찍는 값은 '최댓값'이라고 따로 부릅니다.

정현파에서 두 값의 관계는 $V_{rms} = \frac{V_m}{\sqrt{2}}$, 즉 $V_m = \sqrt{2}\times V_{rms}$입니다. 대입하면 $V_m = 1.414\times100 = 141.4\text{V}$입니다. 콘센트 전압은 실제로 매 순간 $-141.4\text{V}\sim+141.4\text{V}$ 사이를 오갑니다.

100V는 실효값 그 자체이고, 70.72V는 거꾸로 $100\div\sqrt{2}$를 한 반대 방향 계산, 200V는 근거 없는 2배입니다.

이런 문제가 나오면 → '최댓값을 구하라'이면 무조건 $\text{실효값}\times1.414$를 곱하라.

근거 : 핵심 공식: $V_m=\sqrt2\,V_{rms}$. 암기팁: '실효값×1.414=최댓값'을 항상 곱한다.

정답 ②

전기 요금을 내는 기준이 되는 전력이 바로 '유효 전력(실제 일을 하는 전력)'이에요.

교류(방향이 계속 바뀌는 전기)에서는 전부가 일에 쓰이지 않고, 역률(전기를 얼마나 효율적으로 쓰는지 나타내는 비율)만큼만 실제로 쓰여요.

그래서 유효 전력은 '전압 × 전류 × 역률'로 구합니다.

공식: $P = V \times I \times \cos\theta$

대입하면:

$P = 100 \times 10 \times 0.6$

$P = 600$[W]

이런 문제가 나오면 → 숫자 세 개(전압, 전류, 역률)가 다 주어졌으면 무조건 다 곱해서 유효 전력을 구한다!

근거 : 핵심 공식: 유효전력은 $P=VI\cos\theta[\text{W}]$, 피상전력은 $P_a=VI[\text{VA}]$, 무효전력은 $P_r=VI\sin\theta[\text{Var}]$. 암기팁: 유효전력은 반드시 역률(cos세타)을 곱해야 완성된다는 것을 잊지 마세요.

정답 ②

수도꼭지에서 1분 동안 물이 흐르면 총 나온 물의 양을 계산하듯이, 전기(전류)도 일정 시간 흐른 총량을 구하는 문제예요.

전기량(전하량, 전기가 흐른 총 양) = 전류 $\times$ 시간

공식으로 쓰면 $Q = I \times t$입니다.

단계별로 계산해 볼까요?

전류 $I = 1[\mathrm{A}]$

시간: 1분 → 60초로 바꿔야 해요! (시간은 반드시 초 단위)

$Q = 1 \times 60 = 60[\mathrm{C}]$

정답은 ②번!

이런 문제가 나오면 "분이나 시간이 나오면 무조건 초로 바꾸고 곱한다"를 떠올리세요.

근거 : 전기량(전하량) 공식: $Q = I \times t$

정답 ①

두 코일을 직렬로 연결하면 자기가 서로 도와주는 '가동(같은 방향)' 접속과 서로 상쇄되는 '차동(반대 방향)' 접속 두 가지가 있습니다.

가동 접속의 합성 인덕턴스는 $L_{가동} = L_1 + L_2 + 2M$, 차동 접속은 $L_{차동} = L_1 + L_2 - 2M$입니다. 여기서 $M$이 상호 인덕턴스(한 코일의 자기가 다른 코일에 영향 주는 정도)입니다.

두 식을 빼면 $L_1 + L_2$가 사라지고 $L_{가동} - L_{차동} = 4M$이 됩니다. 대입하면 $95 - 15 = 80$, $4M = 80$ → $M = 20\,[\text{mH}]$입니다.

가동(95[mH])이 차동(15[mH])보다 큰 것은 자기가 더해지기 때문입니다. 4로 나누지 않고 80을 그대로 답하면 ③, $M$ 대신 $2M = 40$을 답하면 ②로 오답하게 되니 주의하세요.

이런 문제가 나오면 → '가동 − 차동 = 4M'만 외워 $(95 - 15) / 4$를 바로 계산하세요.

근거 : 핵심 공식: $M = \frac{L_{가동} - L_{차동}}{4}$.

정답 ③

햄버거 가게를 생각해보세요. 주방(저항)에서 실제로 만들어지는 음식이 '유효전력'이라면, 냉장고(코일·콘덴서)에 넣었다 뺐다만 하는 재료가 '무효전력(실제로 소비되지 않는 전력)'입니다.

교류 전력에는 3가지가 있어요:

① 피상전력(보이는 전력) = $VI$, 단위는 VA

② 유효전력(실제 소비 전력) = $VI \times \cos\theta$(코사인), 단위는 W

③ 무효전력(쌓았다 뺐는 전력) = $VI \times \sin\theta$(사인), 단위는 VAR

이 문제는 무효전력을 물어봤으니 정답은 ③번 $VI\sin\theta$입니다.

이런 문제가 나오면 → '무효전력 = 사인(sin)'이라고 외우고, 단위 VAR도 같이 기억하세요!

근거 : 교류 전력은 3가지로 나뉜다: 유효전력 $P = VI\cos\theta$[W], 무효전력 $P_r = VI\sin\theta$[VAR], 피상전력 $P_a = VI$[VA].

정답 ③

플레밍 왼손법칙은 전동기(모터)의 원리를 설명하는 법칙입니다. 왼손의 세 손가락을 서로 직각($90^\circ$)으로 펴서 검지를 자기장(자장) 방향, 중지를 전류 방향에 대면, 엄지손가락이 가리키는 방향이 도선에 작용하는 힘(전자력, 운동 방향)이 됩니다.

즉 '엄지=힘, 검지=자장, 중지=전류'로 암기하면 됩니다. 따라서 엄지손가락이 나타내는 것은 힘이므로 ③이 정답입니다.

한편 오른손 법칙은 발전기의 유도기전력 방향을 구할 때 쓰는 것이므로 왼손(전동기)과 바꿔 쓰지 않도록 주의해야 합니다. ①은 검지, ②는 중지가 나타내는 것이라 오답입니다.

이런 문제가 나오면 → '왼손 엄지는 힘!'부터 먼저 떠올리세요.

근거 : 플레밍의 왼손법칙은 전동기 원리에 적용되며, 엄지=힘(F), 검지=자장(B), 중지=전류(I) 방향을 나타냅니다.

정답 ②

코일(인덕턴스 소자)에 전류가 흐르면 자기장에 에너지가 저장됩니다. 이때 저장되는 자기 에너지는 $W = \frac{1}{2}LI^2$이며, '엘 아이 제곱의 반토막'으로 외우면 쉽습니다.

에너지를 0.2J 이하로 만들려면 공식을 $L$에 대해 정리해 $L = \frac{2W}{I^2}$을 씁니다. 값을 대입하면 $L = \frac{2 \times 0.2}{0.5^2} = \frac{0.4}{0.25} = 1.6\,\text{H}$ → ②입니다.

즉 인덕턴스가 1.6H 이하이면 저장 에너지가 0.2J 이하가 되므로, 조건을 만족하는 경계값 1.6이 답입니다.

① 2.2을 고르면 $W = \frac{1}{2} \times 2.2 \times 0.25 = 0.275\,\text{J}$로 0.2J을 초과해 조건에 어긋납니다. 나머지 작은 값들도 조건만 보면 가능하지만 문제가 묻는 기준값은 1.6입니다.

이런 문제가 나오면 → $L = \frac{2W}{I^2}$에 값을 바로 대입해 경계값을 구하세요.

근거 : 코일에 저장되는 자기 에너지는 $W = \frac{1}{2}LI^2$이다.

정답 ③

전기설비의 저항은 역할에 따라 '클수록 좋은 것'과 '작을수록 좋은 것'으로 나뉩니다.

절연저항은 충전부가 외함·대지와 절연되어 있는 정도를 나타냅니다. 값이 클수록 누설전류가 적어 감전·화재 위험이 줄어들므로 클수록 좋습니다. 따라서 ③이 정답입니다.

반대로 접지저항은 작아야 사고 전류가 대지로 잘 흘러나가 보호장치가 동작하고, 도체저항과 접촉저항은 작아야 전력손실과 발열이 줄어듭니다. 그래서 ①②④는 모두 작을수록 좋은 저항입니다.

전류가 원래 흘러야 할 길(도체·접지·접촉 부분)은 저항이 작아야 하고, 흐르면 안 되는 곳(절연 부분)은 저항이 커야 한다고 이해하면 됩니다.

이런 문제가 나오면 → "절연은 크게, 나머지는 작게"로 ③절연저항을 찾으세요.

근거 : 절연저항은 전기설비의 절연 성능을 나타내는 저항으로, 값이 클수록 누설전류가 적어 절연이 잘 되어 있다는 뜻이므로 클수록 좋다.

정답 ②

저항 연결에는 직렬(한 줄로 잇기)과 병렬(나란히 잇기)이 있습니다. 직렬로 묶을수록 합성저항은 커지고, 병렬로 묶을수록 합성저항은 작아집니다.

그래서 가장 작은 합성저항을 얻으려면 $10[\Omega]$ 저항 5개를 모두 병렬로 연결하면 됩니다. 같은 값의 저항 $n$개를 병렬로 연결하면 합성저항은 저항값 ÷ 개수가 됩니다.

계산: $R = 10[\Omega] \div 5 = 2[\Omega]$입니다. 참고로 전부 직렬로 연결하면 $10 \times 5 = 50[\Omega]$으로 가장 큰 값이 되고, 직렬·병렬을 섞으면 그 사이 값이 나옵니다.

① $1[\Omega]$은 10개를 병렬로 할 때 값이고, ④ $5[\Omega]$은 2개를 병렬로 할 때 값이므로 이 문제에서는 맞지 않습니다.

이런 문제가 나오면 → '가장 작은'은 전부 병렬, '가장 큰'은 전부 직렬로 기억하세요.

정답 ①

전력(일률)은 '1초 동안 몇 J의 일을 했는가'를 나타내는 양으로, $P = \text{일}(W) \div \text{시간}(t)$ 공식으로 구합니다.

3분은 초로 환산하면 $3 \times 60 = 180$초입니다. 따라서 $P = 180{,}000[\text{J}] \div 180[\text{s}] = 1{,}000[\text{W}]$입니다.

$1[\text{kW}]$는 $1{,}000[\text{W}]$이므로 $1{,}000[\text{W}] = 1[\text{kW}]$, 정답은 1[kW]입니다.

시간을 '3' 그대로 나누거나 초 환산을 잘못하면 30[kW], 1,000[kW] 같은 큰 오답에 빠지므로 단위 환산이 핵심입니다.

이런 문제가 나오면 → 분은 반드시 60을 곱해 초(s)로 바꾸고, 마지막에 1,000으로 나눠 kW로 환산한다.

정답 ④

저항을 브리지 회로(저항을 비교해 측정하는 회로)로 측정할 때, 아주 작은 저항(도체·접점 저항 등)을 재면 리드선과 접촉 부분의 저항이 측정값에 섞여 오차가 커집니다. 휘트스톤 브리지(①)로는 이 오차를 없앨 수 없습니다.

켈빈 더블 브리지는 이 도선·접촉 저항의 영향을 상쇄하는 이중 구조를 갖고 있어, 매우 작은 저항을 정밀하게 측정할 수 있습니다. 그래서 저저항 측정용 브리지는 ④ 켈빈 더블 브리지입니다.

참고로 휘트스톤 브리지는 중저항($1[\Omega]$~수백 $\text{k}\Omega$급) 측정용이고, 빈 브리지와 맥스웰 브리지는 교류로 코일·콘덴서 같은 임피던스를 재는 교류 브리지입니다.

이런 문제가 나오면 → '저저항 = 켈빈, 중저항 = 휘트스톤' 짝만 외우면 됩니다.

정답 ③

자석 주변에서 자화되어 자석에 끌리는 물질은 강자성체입니다. 철, 니켈, 코발트 등이 대표적입니다.

반자성체는 자석에 약하게 밀리고, 비자성체는 자석의 영향을 거의 받지 않습니다. 가역성체는 자화 특성을 말하는 용어이지 물질 분류가 아닙니다.

이런 문제가 나오면 → 자석에 '끌리는' 물질은 강자성체, '밀리는' 물질은 반자성체로 구분하세요.

근거 : 철·니켈·코발트 등 강자성체(ferromagnetic)는 자석 주변에 놓이면 자화가 아주 잘 되어 자석에 끌린다. 상자성체는 약하게 끌리고, 반자성체는 약하게 밀린다.

정답 ②

선풍기 방향을 바꾸고 싶을 때 모터 안의 자석과 코일 중 하나만 반대로 하면 반대로 돈다고 상상해보세요. 직류 전동기도 똑같습니다.

전동기가 도는 힘의 방향은 '전기자(도는 코일) 전류 방향'과 '계자(자석 부분)의 극성' 두 가지가 합쳐져서 결정됩니다.

둘 중 하나만 반대로 하면 힘의 방향이 반대가 되어서 회전 방향이 바뀝니다.

①번처럼 전원 극성을 통째로 바꾸면? 전기자와 계자가 둘 다 반대가 되어서 결국 원래 방향 그대로 돕니다.

이런 문제가 나오면 → '하나만 바꿔야 반대로 돈다, 둘 다 바꾸면 제자리'를 떠올리세요.

근거 : 정답 근거: 직류 전동기의 회전 방향은 전기자 전류 방향과 계자 자속(극성) 방향의 상대적 조합으로 결정된다.

정답 ④

선풍기 모터를 생각해 보세요. 모터는 전기의 진동수(주파수, 1초에 전기가 왔다 갔다 하는 횟수)에 맞춰 정해진 속도로 돌아가요. 이 정해진 속도를 '동기속도'라고 해요.

동기속도를 구하는 방법은 말로 하면 이렇습니다.

"120에 주파수를 곱하고, 극수로 나눈다."

공식으로 쓰면:

$N_s = \frac{120f}{P}$

여기에 문제의 값을 넣어봅시다.

- 주파수(f) = 50, 극수(P) = 10

- $N_s = \frac{120 \times 50}{10}$

- $120 \times 50 = 6000$

- $6000 \div 10 = 600$

그래서 답은 600rpm(분당 회전수)입니다. → ④번

이런 문제가 나오면 → '동기속도'라는 단어가 보이면 무조건 $120 \times f \div P$ 공식부터 떠올리세요!

근거 : 핵심 공식: $N_s=\frac{120f}{P}$. 암기팁: 50Hz 기준 극수별 동기속도(2극=3000, 4극=1500, 10극=600rpm)를 표로 암기해 두면 빠르다.

정답 ③

SCR(사이리스터)은 트랜지스터와 다른 특별한 스위치 소자입니다. 게이트에 신호를 주면 켜지지만, 한 번 켜지면 게이트 신호를 지우거나 줄여도 꺼지지 않습니다.

이것을 래칭(latching) 특성이라 합니다. 게이트는 '점화 플러그'처럼 시동만 걸어줄 뿐 이후 전류 크기와는 무관하며, 켜진 상태는 애노드 전류가 유지 전류 이상인 동안 계속됩니다.

문제에서 애노드 전류가 $20[\text{A}]$로 흐르고 있으니 이미 도통 중입니다. 이때 게이트 전류를 반으로 줄여도 애노드 전류는 변하지 않고 $20[\text{A}]$(③) 그대로입니다. 게이트 전류에 비례해 애노드 전류가 줄어든다고 보면 트랜지스터와 혼동한 것입니다.

이런 문제가 나오면 → '한 번 켜진 SCR은 게이트와 무관'을 적용해 변화 없음($20[\text{A}]$)을 고른다.

근거 : 정답 근거: SCR(사이리스터)은 게이트 신호로 한 번 턴온되면 이후 게이트 전류와 무관하게 애노드 전류가 유지 전류 이상인 동안 계속 도통 상태를 유지하는 래칭(latching) 특성을 가진다.

정답 ②

건전지를 리모컨에 넣을 때 +와 - 방향을 맞춰야 하죠? 그게 바로 직류(DC)의 극성(방향)입니다. 그런데 가정용 콘센트의 교류(AC)는 전기의 방향이 1초에 60번이나 앞뒤로 바뀌는 전원이에요.

방향이 계속 바뀌는 교류에는 +, -가 정해져 있지 않습니다.

그래서 '교류의 극성을 확인하라'는 말 자체가 성립하지 않아요.

나머지 선택지들은 모두 실제 시험 전 점검해야 할 유의사항입니다.

① 교류/직류 구분 확인, ③ 장비의 오차 확인, ④ 영점 정확성 확인은 전부 필요한 절차입니다.

이런 문제가 나오면 → '교류에는 극성이 없다'를 떠올리면 정답이 바로 보인다.

근거 : 정답 근거: 교류(AC)는 시간에 따라 극성이 계속 바뀌는 전원이므로 애초에 고정된 극성이 존재하지 않아, 시험회로 결선 시 '교류의 극성 확인'이라는 절차 자체가 의미가 없어 유의사항에 해당하지 않는다.

정답 ③

포트 전동기는 실을 감는 기계예요. 실이 감기는 양이 많아지면 점점 빨리 돌어야 해서, 처음부터 끝까지 아주 부드럽고 정밀하게 속도를 바꿔야 하죠.

그런데 전동기(모터)의 속도는 전기의 진동 횟수, 즉 주파수(f)와 관련이 있어요.

주파수를 조금씩 바꾸면 속도도 아주 부드럽게 계속 바뀝니다. 이걸 '주파수 변환에 의한 제어'라고 해요.

반면 다른 방법들(극수 변환, 저항 제어 등)은 속도가 계단식으로만 바뀌어서 정밀한 조절이 어려워요.

이런 문제가 나오면 → '정밀하고 연속적인 속도 제어 = 주파수 변환 제어'로 외우면 돼요.

근거 : 핵심 공식: $N_s=\frac{120f}{P}$ (주파수 f 조정 시 속도 연속 가변).

정답 ①

배터리(직류)를 가정용 콘센트 같은 교류로 바꿔주는 기계가 있다고 상상해보세요. 그게 바로 '인버터'입니다.

문제에서 '직류를 교류로 변환'한다고 했으니 인버터가 정답입니다.

인버터는 만들어내는 교류의 주파수(1초에 전기가 진동하는 횟수)를 마음대로 바꿀 수 있어서, 아주 빠르게 도는 전동기의 속도 조절이나 형광등을 고주파로 켜는 데 사용됩니다.

나머지를 구분해보면:

교류→직류는 정류기(컨버터)예요. 충전기가 이 원리입니다.

직류→직류(전압만 바꿈)는 초퍼예요. 전기차에서 씁니다.

이런 문제가 나오면 → '직류→교류 = 인버터'라고 외우면 바로 풀립니다!

근거 : 정답은 인버터이다.

정답 ①

변압기는 권수비 $a$로 전압을 바꿉니다. 권수비는 $a = \frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2}$로 정의되므로, 2차 전압은 $V_2 = V_1 \div a$로 구합니다.

$V_2 = 6600 \div 30 = 220[V]$입니다. 220V는 우리나라 가정용 표준 저압이므로 값이 익숙하게 느껴질 것입니다.

④660V는 30 대신 10으로 나눈 오답이고, ②·③도 권수비를 잘못 나눴을 때 나오는 값입니다. 참고로 전류는 전압과 반대로 $I_2 = I_1 \times a$가 됩니다.

이런 문제가 나오면 → '2차 전압 = 1차 전압 ÷ 권수비' 한 줄 공식으로 즉시 계산하세요.

근거 : 핵심 공식: 권수비 $a=\frac{V_1}{V_2}=\frac{N_1}{N_2}=\frac{I_2}{I_1}$.

정답 ④

수도물로 비유해 볼까요? 반파식은 물이 반만 나오는 것, 전파식은 꽉 틀어 두 배로 뽑아내는 거예요. 그리고 '3상'은 수도관이 3개라 물이 더 자주, 더 고르게 나오는 것과 같아요.

정류(교류를 직류로 바꾸는 것) 후에도 물결처럼 출렁이는 게 남는데, 이게 맥동(출렁임)이에요.

맥동 주파수(출렁이는 횟수)는:

단상 반파 = $f$, 단상 전파 = $2f$, 3상 반파 = $3f$, 3상 전파 = $6f$

즉 3상 전파식이 출렁임이 가장 많지만, 오히려 그래서 파형이 촘촘해져서 출렁임의 크기(맥동률)는 가장 작아요 = 가장 매끈한 직류!

맥동률 크기 순서: 단상반파($121\%$) > 단상전파($48\%$) > 3상반파($17\%$) > 3상전파($4\%$)

이런 문제가 나오면 → '상수 × 반파는 1, 전파는 2'로 주파수를 구하고, 상이 많고 전파일수록 맥동률이 작다고 외우면 됩니다.

근거 : 핵심 공식: 맥동률 크기 순 - 단상반파($121\%$) > 단상전파($48\%$) > 3상반파($17\%$) > 3상전파($4\%$).

정답 ③

전기 기계나 전선 안에는 전기가 새지 않게 막아주는 절연물(전기가 못 통하는 물질)이 들어 있어요. 그런데 이 절연물도 열을 받으면 타거나 망가질 수 있어서, '이 온도까지만 견딜 수 있어!'라는 최고 허용온도가 등급별로 정해져 있습니다.

이 등급은 Y, A, E, B, F, H, C 순서로 나뉘는데요,

각각 $90^\circ\mathrm{C}$, $105^\circ\mathrm{C}$, $120^\circ\mathrm{C}$, $130^\circ\mathrm{C}$, $155^\circ\mathrm{C}$, $180^\circ\mathrm{C}$입니다.

그중 E종은 세 번째이고, $120^\circ\mathrm{C}$가 정답입니다.

④번 $125^\circ\mathrm{C}$는 숫자가 비슷해서 헷갈리기 쉬운 함정이에요. E종은 딱 $120^\circ\mathrm{C}$입니다!

이런 문제가 나오면 → 'Y-A-E-B-F-H-C = 90-105-120-130-155-180' 순서를 외워서 찾아보자.

근거 : 핵심 공식: 절연 등급별 허용온도 - Y($90^\circ\mathrm{C}$), A($105^\circ\mathrm{C}$), E($120^\circ\mathrm{C}$), B($130^\circ\mathrm{C}$), F($155^\circ\mathrm{C}$), H($180^\circ\mathrm{C}$), C($180^\circ\mathrm{C}$ 초과).

정답 ③

전력변환장치는 변환 방향에 따라 이름이 정해져 있어요. 인버터(inverter)는 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 바꾸는 장치입니다. 태양광 발전의 직류를 가정용 교류로 바꿀 때 쓰는 것이 대표적 예입니다.

나머지를 구분하면, 교류를 직류로 바꾸는 것은 컨버터(정류기, ①), 교류에서 다른 교류로는 사이클로컨버터(②), 직류에서 다른 직류로는 초퍼(DC-DC 컨버터, ④)입니다.

따라서 인버터에 대한 올바른 설명은 '직류를 교류로 변환'인 ③번뿐입니다.

이런 문제가 나오면 → “컨버터=AC→DC, 인버터=DC→AC” 한 쌍으로만 외우세요.

근거 : 핵심 공식: 없음(전력변환장치 분류 개념).

정답 ②

전기 요금을 아끼려고 콘덴서(전기를 저장했다 놓주는 부품)를 연결하는 경우를 생각해보세요. 이런 부하에서는 전기자 전류(코일에 흐르는 전류)가 기전력(전기를 만드는 힘)보다 90도(π/2) 앞서게 흐릅니다.

전류가 앞서면, 전류가 만드는 자기장이 원래 계자자속(자석이 만드는 자기장)을 도와주는 방향이 됩니다.

즉, 자석의 힘이 더 세지지는 것 → '증자작용(자속이 증가되는 작용)'입니다.

정리하면:

- 전류와 기전력이 같은 위상(저항 부하) → 횡축반작용

- 전류가 90° 뒤짐(코일 부하) → 감자작용

- 전류가 90° 앞섬(콘덴서 부하) → 증자작용 ★정답

이런 문제가 나오면 → '앞서면(진상) 자석을 도와준다(증자), 뒤지면(지상) 자석을 약화시킨다(감자)'로 외우면 바로 풀립니다.

근거 : 핵심 공식: 전기자 반작용 - 동상: 교차자화(횡축), 지상 90°: 감자작용, 진상 90°: 증자작용.

정답 ③

집중권은 한 극의 코일을 한 슬롯(홈)에 몰아 넣는 방식이고, 분포권은 여러 슬롯에 나누어 배치하는 방식입니다.

나누어 감으면 각 코일 기전력의 합이 분포계수($k_d<1$) 때문에 집중권보다 조금 줄어듭니다. 하지만 여러 슬롯에서 생긴 기전력이 합쳐지면서 고조파 성분이 서로 상쇄되어, 파형이 훨씬 매끈한 정현파에 가까워집니다. 이 파형 개선이 분포권의 가장 큰 장점이므로 정답은 ③입니다.

②는 '상승'이라 방향이 반대이고, 리액턴스도 오히려 감소합니다(① 오답). ④ 난조 방지는 제동권선의 역할입니다.

이런 문제가 나오면 → '분포권 = 파형 개선, 제동권선 = 난조 방지'로 구분하세요.

근거 : 핵심 공식: 분포계수 $k_d<1$ → 기전력 다소 감소, 대신 파형 개선

정답 ③

저항을 측정할 때는 저항의 '크기'에 맞는 측정법이 따로 있습니다. 권선저항(전동기·변압기 코일의 저항)은 보통 $1\Omega$보다 훨씬 작은 저저항이라, 일반 방법으로 재면 리드선·접촉부의 저항 때문에 오차가 커집니다.

켈빈 더블 브리지법은 휘트스톤 브리지를 개량해 리드선·접촉저항의 영향을 없앤 것이므로 아주 작은 저저항을 정밀하게 잴 수 있습니다. 그래서 권선저항 측정에 사용합니다.

나머지를 구분하면 메거는 절연저항처럼 아주 큰 고저항을 잴 때 쓰고, 휘트스톤 브리지는 중저항용이며, 전압전류계법은 정밀도가 낮은 간이 측정법이라 권선저항에 부적합합니다.

이런 문제가 나오면 → '저저항=켈빈, 중저항=휘트스톤, 고저항(절연)=메거' 3단 구분으로 답하세요.

근거 : 정답 근거: 변압기·전동기 권선저항과 같이 매우 낮은 저항(저저항)을 정밀하게 측정할 때는 켈빈 더블 브리지법을 사용하므로 3번이 정답이다.

정답 ②

단상 유도전동기는 주권선 하나만으로는 자계(자기장)가 왕복만 할 뿐 돌지 않습니다. 이것을 교번자계라고 하며, 회전하지 않으니 회전자를 돌리는 힘, 즉 기동 토크가 0이라 혼자서는 시동이 걸리지 않습니다.

그래서 주권선과 전기적으로 $90°$ 어긋난 곳에 보조권선을 두고, 콘덴서 등으로 전류의 위상(시간적 차이)을 다르게 만들면 두 자계가 합쳐져 회전자계가 생깁니다. 이 회전자계가 회전자를 잡아당겨 돌리기 시작하게 하며, 이것이 보조권선을 쓰는 목적입니다.

①역률개선, ③속도제어, ④기동전류 감소는 보조권선의 근본 목적이 아닙니다.

이런 문제가 나오면 → '단상전동기는 혼자 못 돈다 → 보조권선 = 회전자계'로 묶어 외워라.

근거 : 정답: ② 회전자장을 얻는다.

정답 ②

자전거 바퀴를 생각해봅시다. 바퀴가 한 바퀴 돌면 바퀴 테두리의 한 점은 둘레(테두리 길이)만큼 이동하죠. 전기자(발전기 안에서 도는 부분)도 똑같아서, 1초에 몇 바퀴 도는지에 둘레 길이를 곱하면 주변속도(테두리의 빠르기)가 나옵니다.

① 분당 1800회 → 초당 회전수는 60으로 나누기: $\frac{1800}{60}=30$[회/초]

② 지름 0.2m의 둘레(원주) 길이: $\pi \times 0.2 \approx 0.628$[m]

③ 둘레 × 초당 회전수: $0.628 \times 30 \approx 18.84$[m/s]

정답은 ②번! 참고로 '출력 1.5[kW]'는 계산에 안 쓰이는 함정 정보예요.

이런 문제가 나오면 → '주변속도(원주속도)'라는 단어가 보이면 $v=\pi D\frac{N}{60}$ 공식을 떠올리자!

근거 : 전기자 주변속도(원주속도)는 $v = \pi D \frac{N}{60}$ [m/s]로 계산한다.

정답 ①

유도 전동기(전기를 넣어 빙글빙글 도는 모터)는 '동기속도'라는 이상적인 최대 속도보다 항상 조금 느리게 돌아요. 그 차이를 나타내는 게 슬립(미끄러짐, s)입니다.

1단계: 동기속도 구하기

$N_s = \frac{120 \times f}{P} = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$[rpm]

(120은 정해진 숫자, f는 주파수 60, P는 극수 4)

2단계: 슬립 5%니까 실제 속도는 95%

$N = 1800 \times 0.95 = 1710$[rpm]

이런 문제가 나오면 → 동기속도(120f/P) 구하고 (1 - 슬립) 곱하기!

근거 : 동기속도 $N_s = \frac{120f}{P} = \frac{120 \times 60}{4} = 1800[\text{rpm}]$이다.

정답 ①

유도형 계전기는 집에 있는 전력량계(전기 사용량을 재는 계기)나 유도전동기와 같은 원리로 움직입니다.

입력된 전류와 전압이 만드는 위상이 다른 두 자속이 회전 자기장을 이루고, 이것이 알루미늄 회전 원판(디스크)에 전자력을 일으켜 원판을 회전시킵니다. 원판이 일정 각도만큼 돌면 접점이 닿아 차단기를 트립시키는 구조입니다.

원판이 돌아가는 데 시간이 걸리므로 전류가 클수록 빨리 동작하는 반한시 특성을 자연스럽게 얻을 수 있어, 과거 과전류 보호 계전기로 널리 쓰였고 최근에는 정지형·디지털형으로 대체되고 있습니다.

오답 중 정지형(②)·디지털형(③)은 부품이 움직이지 않고 연산·프로그램으로 판단하는 방식이라 '회전 원판'이라는 표현과 어울리지 않습니다.

이런 문제가 나오면 → '회전 원판(디스크) = 유도형'으로 바로 연결하세요.

근거 : 정답은 ①번입니다.

정답 ②

효율은 보통 $\text{출력} \div \text{입력}$으로 정의하지만, 대형 변압기는 입력을 직접 측정하기 어렵습니다.

그래서 손실만 따로 계산해 넣는 '규약효율'을 씁니다. $\text{입력} = \text{출력} + \text{전체손실}$ 관계를 이용하면 규약효율은 $\text{출력} \div (\text{출력} + \text{전체손실}) \times 100\%$가 되며, 이 식과 일치하는 것이 ②번입니다. 참고로 $\text{전체손실} = \text{철손} + \text{동손}$입니다.

①번은 분모에서 손실을 빼서 효율이 100%를 넘는 엉터리 식이 되고, ③·④번은 철손·동손을 또 빼서 중복 차감한 틀린 식입니다.

이런 문제가 나오면 → $\text{규약효율} = \text{출력}/(\text{출력}+\text{전체손실})$ 형태만 정확히 외워 찾으면 됩니다.

근거 : 변압기의 규약효율은 실측이 어려운 대형기에서 손실을 별도로 산출하여 계산하는 효율로, $\eta=\frac{\text{출력}}{\text{출력}+\text{전체손실}}\times100\%$로 정의된다.

정답 ④

변압기의 절연내력 시험은 '절연이 제대로 되어 고전압을 견디는지' 확인하는 시험입니다. 대표적으로 가압시험(정격 전압의 몇 배를 1분간 가함), 유도시험, 충격시험(뇌 충격과 같은 전압)이 있습니다.

반면 극성시험은 권선 감는 방향에 따른 극성(감극성·가극성)을 확인하는 시험으로, 두 대를 병렬 운전할 때 결선이 맞는지 보는 것이 목적입니다.

즉 절연 성능과는 직접 관계가 없으므로 관계없는 것은 ④입니다. 나머지 ①②③은 모두 절연내력 시험의 한 종류라 같은 원리로 옳습니다.

이런 문제가 나오면 → '가압·유도·충격 = 절연내력 3종', 극성·변압비 시험은 별도라고 외우세요.

정답 ④

동기 발전기의 전기각과 기계각은 극수에 따라 비율이 정해지며, 공식은 '전기각 = $(P/2) \times$ 기계각'입니다.

극수 $P=12$, 기계각 $15^\circ$를 대입하면 전기각 = $(12/2) \times 15^\circ = 6 \times 15^\circ = 90^\circ$입니다.

원리는 회전자가 1회전(기계각 $360^\circ$)하는 동안 극수의 절반인 $P/2$ 주기의 전압 파형이 만들어지기 때문입니다. 즉 극수가 많을수록 같은 기계각에 더 큰 전기각이 대응됩니다.

이런 문제가 나오면 → '전기각 = $(P/2)\times$기계각'에 숫자만 넣어 계산하면 끝입니다.

근거 : 전기각과 기계각의 관계는 극수(P)에 의해 결정되며, 공식은 '전기각 = $(P/2) \times$ 기계각' 입니다.

정답 ③

금속 전선관(전선을 넣는 금속 파이프) 공사에서는 관을 자르고, 구부리고, 나사를 내는 세 가지 작업을 합니다. 나사를 내는 이유는 커플링(이음쇠)이나 박스에 관을 연결하기 위해서입니다.

오스터(Oster)는 이 나사산을 깎아 만드는(절삭하는) 전용 공구입니다. 문제에 '나사를 낼 때'라는 문구가 있으면 오스터를 떠올리면 됩니다.

나머지는 용도가 다릅니다. 파이프 벤더는 관을 구부리는 공구이고, 볼트클리퍼·파이프 렌치도 나사 절삭과는 무관한 도구입니다.

이런 문제가 나오면 → '오스터=나사틀'로 묶어 외우면 바로 답이 나옵니다.

근거 : 정답 근거: 오스터(Oster)는 금속 전선관의 끝부분에 커플링이나 커넥터를 결합할 수 있도록 나사산을 절삭하는 전용 공구이다.

정답 ②

전력량(kWh)은 '전력(W) $\times$ 사용시간(h)'을 기기마다 구해 모두 더하면 됩니다.

하루치는 $40\mathrm{W}\times10\text{개}\times5\mathrm{h} = 2000\mathrm{Wh}$, $1\mathrm{kW}\times0.5\mathrm{h} = 500\mathrm{Wh}$, $100\mathrm{W}\times2\text{대}\times5\mathrm{h} = 1000\mathrm{Wh}$, $1\mathrm{kW}\times1\mathrm{h} = 1000\mathrm{Wh}$입니다.

합계는 $2000+500+1000+1000 = 4500\mathrm{Wh} = 4.5\mathrm{kWh/일}$이고, 30일간 사용했으므로 $4.5\times30 = 135\mathrm{kWh}$입니다.

W와 kW 단위를 섞지 않도록 주의하고, 개수·대수와 30일 곱셈을 빠뜨리면 답이 틀립니다.

이런 문제가 나오면 → '개수·대수 반영 → $\mathrm{W}\times\mathrm{h}$ 합산 → kWh 환산 → 일수 곱하기' 순서로 정리하세요.

근거 : 일일 전력량: $(400\mathrm{W}\times5\mathrm{h}) + (1000\mathrm{W}\times0.5\mathrm{h}) + (200\mathrm{W}\times5\mathrm{h}) + (1000\mathrm{W}\times1\mathrm{h}) = 2000+500+1000+1000 = 4500\mathrm{Wh} = 4.5\mathrm{kWh}$이다.

정답 ③

전선 피복에 적힌 영어 약호는 마치 이름표처럼 각 알파벳이 재료를 알려줘요.

먼저 알파벳을 하나씩 해석해볼게요.

N = 네온(Neon), 즉 네온 전선이라는 뜻이에요.

R = 고무(Rubber) 절연이라는 뜻이에요.

V = 비닐(Vinyl) 시스(전선을 감싸는 외피)라는 뜻이에요.

그래서 NRV를 순서대로 읽으면 '네온 + 고무 절연 + 비닐 시스'가 됩니다.

정답은 ③번 '고무 절연 비닐 시스 네온 전선'이에요.

주의: 폴리에틸렌은 알파벳 E(폴리에틸렌, polyEthylene)를 써요. R이 아니니 헷갈리지 마세요.

이런 문제가 나오면 → N은 네온, R은 고무, V는 비닐, E는 폴리에틸렌을 뜻한다고 외우고 알파벳을 하나씩 대입해보세요.

근거 : 핵심 공식: 네온전선 약호 - N(네온)+절연재+시스재 조합(NRV=고무절연/비닐시스, NEV=폴리에틸렌절연/비닐시스).

정답 ④

가정의 콘센트에 붙어 있는 접지 단자처럼, 전기가 땅으로 새어나가는 길이 잘 뚫려 있는지 확인해야 할 때가 있어요. 이때 쓰는 전용 측정기가 바로 '어스테스터'입니다.

Earth는 '땅', Tester는 '측정기'라는 뜻이에요.

즉 '어스테스터 = 땅(접지) 저항을 재는 기계'입니다.

다른 보기는 전부 접지와 관련이 없어요.

① 회로시험기: 멀티미터라고도 하며 전압·전류·저항을 두루 재는 만능 측정기

② 변류기(CT): 너무 큰 전류를 작게 바꿔주는 기기

③ 검류기: 아주 작은 전류가 있는지 없는지 확인하는 기기

이런 문제가 나오면 → '접지 저항 측정 = 어스테스터'라고 이름만 외워 바로 정답!

근거 : 핵심 공식: 접지저항 측정 원리 - 콜라우시 브리지법 또는 전위강하법을 이용한 어스테스터 측정.

정답 ②

건물 안 전기 스위치 박스(분전반)에 여러 개의 두꺼비집(차단기)이 있다고 상상해 보세요.

그런데 각 두꺼비집이 서로 다른 전압(전기의 세기)을 쓰고 있다면?

어떤 게 220V이고 어떤 게 380V인지 모르면 감전 사고나 잘못된 조작(오조작)이 일어날 수 있어요.

그래서 가장 쉬운 방법은 두꺼비집마다 '여기는 220V!'라고 적힌 이름표(명판)를 붙이는 거예요.

① 물리적으로 떼어놓기만 하면 전압이 몇 V인지 여전히 알 수 없고,

③ 전압을 안 적으면 착오하기 쉽고,

④ 아예 새로 설치하는 건 너무 과한 방법이죠.

이런 문제가 나오면 → '전압이 다르면 표시(명판)한다'를 떠올리세요.

근거 : 핵심 공식: 다전압 분전반 안전 원칙 = 전압 표시 명판 부착 + 회로 구분 명확화.

정답 ②

폭연성 분진(금속분, 석탄분처럼 폭발 위험이 매우 큰 가루) 장소에서는 전선에서 불티라도 튀면 큰 폭발로 이어질 수 있습니다. 그래서 보통 장소보다 훨씬 강화된 배선 방법이 요구됩니다.

정답은 금속관 공사입니다. 두꺼운 금속관 속에 전선을 완전히 밀폐해 넣고, 관 이음부는 나사를 충분히(5턱 이상) 조여 분진이 스며들지 않게 시설합니다.

반면 합성수지관은 기계적 강도와 내열성이 부족하고, 플로어 덕트는 바닥 밑용 설비라 이런 위험장소에 쓸 수 없습니다. 케이블 공사도 이 장소의 기본 원칙인 금속관보다 방폭 신뢰성이 떨어집니다.

이런 문제가 나오면 → '위험장소는 가장 튼튼하게 = 금속관 공사'로 기억하세요.

근거 : 핵심 공식: 없음(위험장소 배선규정 암기).

정답 ②

빨대를 컵 구멍에 꽂을 때 접착제(풀)를 발라 붙이면 얕게 꽂아도 잘 붙어 있지만, 풀 없이 그냥 끼우면 더 깊이 꽂아야 안 빠지죠? 합성수지관(플라스틱 전선관)도 똑같습니다.

이 문제는 '접착제를 사용하는 경우'를 물어보고 있어요.

규칙:

접착제 사용 → 관 바깥지름의 0.8배 이상

접착제 미사용 → 관 바깥지름의 1.2배 이상

접착제를 쓰면 붙어 있으니 얕아도 되고, 안 쓰면 힘으로 꽉 끼워야 하니 더 깊이 넣는 거예요.

정답은 ② 0.8배입니다.

이런 문제가 나오면 → '접착제 있으면 0.8, 없으면 1.2' 이렇게 짝으로 외우면 돼요.

근거 : 핵심 공식: 없음(합성수지관 접속 규정 암기).

정답 ①

'공칭(公稱)'은 공표된 이름, 그러니까 이름표라는 뜻입니다. 공칭단면적은 전선의 굵기를 쉽게 구분하려고 규격으로 정해 둔 호칭입니다.

단위는 $[\mathrm{mm}^2]$로 표시하며, 실제 도체를 재어 계산한 단면적과는 약간 차이가 있어 반드시 같지는 않습니다. 그래서 규격에는 '계산상 단면적'을 따로 표기합니다.

이 문제는 관계 없는(틀린) 설명을 고르는 부정형 문제입니다. ①'실제 단면적과 반드시 같다'는 공칭의 뜻과 정반대이므로 답이 되고, 나머지 보기는 모두 공칭단면적의 올바른 설명입니다.

이런 문제가 나오면 → '공칭=이름표, 실측과 다를 수 있다'를 떠올려 '반드시 같다'를 골라내세요.

근거 : 핵심 공식: 공칭 단면적(호칭) ≠ 실제(계산상) 단면적

정답 ④

전선에는 두 종류가 있어요. 단선(한 가닥짜리 선)과 연선(여러 가닥을 꼬아 만든 선)이요.

연선은 가닥이 많아서 그냥 꼬아 붙이면 잘 떨어져요. 그래서 '감아서' 붙입니다.

연선의 직선 접속법 3가지를 감아서 외워보세요:

① 권선 접속 - 슬리브(금속 관)에 도체를 감아 붙이기

② 단권 접속 - 심선을 한 겹으로 감기

③ 복권 접속 - 심선을 두 겹으로 감기

그런데 트위스트 접속은 '비틀어 꼬는' 방법이라, 가는 단선(한 가닥 선)에 쓰는 방법이에요. 연선에는 해당하지 않죠.

이런 문제가 나오면 → '연선은 감는다(권선·단권·복권), 단선은 꼰다(트위스트)'로 답을 고르세요!

근거 : 핵심 공식: 연선 직선접속 = 권선/단권/복권 접속 (트위스트 접속 제외)

정답 ②

전광사인은 길거리 간판을 떠올리면 돼요. 사람들이 손대거나 가까이 갈 수 있어서 감전 사고 위험이 커요. 그래서 법으로 안전하게 쓸 수 있는 최대 전압(대지전압, 즉 땅을 기준으로 한 전압)을 정해둔 거예요.

그 기준이 바로 300V 이하예요.

선택지에서 300V를 찾으면 → ②번!

이런 문제가 나오면 → '전광사인 = 대지전압 300V 이하'라고 그대로 짝지어 외우면 돼요.

근거 : 핵심 공식: 전광사인 공급 전로 대지전압 $\leq 300[\mathrm{V}]$

정답 ②

누전 때 전류를 흘려보내는 보호 도체와, 회로에 전류를 실어 나르는 계통 도체(중성선)를 하나로 겸해서 쓰는 것을 PEN 도체(겸용 도체)라고 합니다. 두 역할을 동시에 해야 하므로 KEC는 최소 단면적을 따로 정합니다.

구리선이면 최소 $10[\text{mm}^2]$ 이상, 알루미늄선이면 $16[\text{mm}^2]$ 이상입니다. 문제는 '구리선'이라고 했으므로 정답은 $10\text{mm}^2$, 즉 ②입니다.

① $4\text{mm}^2$는 겸용 도체 기준에 미달되는 값이고, ③ $16\text{mm}^2$는 알루미늄선 기준, ④ $25\text{mm}^2$는 규정에 없는 큰 값이라 다 틀립니다.

이런 문제가 나오면 → '겸용 도체는 구리 10, 알루미늄 16'을 한 세트로 떠올리세요.

근거 : 핵심 공식: PEN 도체 최소 단면적=Cu $10\text{mm}^2$/Al $16\text{mm}^2$. 암기팁: '겸용도체는 구리 10, 알루미늄 16'으로 암기.

정답 ②

고압 방전등(수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등처럼 관 속 방전으로 빛나는 램프)은 백열전구보다 밝고 효율이 좋아 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 조명에 널리 쓰입니다.

KEC(한국전기설비규정)에서는 이런 곳의 일반 조명용으로 고압 방전등을 시설할 때 에너지 낭비를 막기 위해 발광효율이 70lm/W(루멘 퍼 와트: 전기 1W당 나오는 빛의 양) 이상인 것을 사용하도록 정하고 있습니다.

보기를 보면 30lm/W는 기준에 미달하는 너무 낮은 값이고, 90lm/W와 120lm/W는 실제 규정보다 지나치게 높은 값이라 맞지 않습니다. 규정값 그대로 70lm/W 이상이 정답입니다.

이런 문제가 나오면 → '일반조명용 고압 방전등 = 70 이상'으로 숫자를 통째로 암기한다.

근거 : 정답 근거: KEC 규정상 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등 일반조명용으로 시설하는 고압 방전등은 에너지 효율을 위해 발광효율 70lm/W 이상의 것을 사용해야 한다.

정답 ④

역률을 개선해도 유효전력(실제 소비전력, $P$)은 변하지 않고, 줄어드는 것은 무효전력(쓸데없이 왕복하는 전력, $Q$)뿐입니다. 개선 전 무효전력은 $P\tan\theta_1$, 개선 후는 $P\tan\theta_2$이므로 없애야 할 무효전력, 즉 콘덴서 용량은 $P(\tan\theta_1 - \tan\theta_2)$가 됩니다.

삼각함수 항등식에서 $\sin\theta = \sqrt{1-\cos^2\theta}$이므로 $\frac{\sqrt{1-\cos^2\theta}}{\cos\theta} = \frac{\sin\theta}{\cos\theta} = \tan\theta$입니다. 따라서 ④번 $K\left(\frac{\sqrt{1-\cos^2\theta_1}}{\cos\theta_1} - \frac{\sqrt{1-\cos^2\theta_2}}{\cos\theta_2}\right)$는 $K(\tan\theta_1 - \tan\theta_2)$와 완전히 같은 식으로, 유효전력에 무효전력의 차를 곱한 올바른 공식입니다.

①번은 $\cos\theta$끼리 더하는 식이라 무효전력의 차와 전혀 관계가 없고, ②·③도 $\tan$과 $\cos$가 뒤섞여 형태가 맞지 않습니다.

이런 문제가 나오면 → '콘덴서 = 유효전력 $\times (\tan\theta_1 - \tan\theta_2)$'를 떠올리고 $\sqrt{1-\cos^2\theta} = \sin\theta$ 치환만 하면 됩니다.

근거 : 부하의 유효전력 $P = K\cos\theta_1$은 역률 개선 전후 변하지 않는다.

정답 ②

전선에는 세 가지 힘이 작용합니다. 자중 $W_0$(전선 1m의 무게)과 빙설하중 $W_i$(눈·얼음의 무게)은 모두 아래 방향(연직)으로 작용하고, 풍압하중 $W_w$는 옆에서 미는 수평 방향의 힘입니다.

같은 방향의 힘은 그냥 더하면 되므로 연직 합력은 $W_0+W_i$가 됩니다. 이것과 수평 방향의 $W_w$는 서로 직각($90^\circ$)이므로 두 힘의 합성은 피타고라스 정리(직각삼각형의 빗변)로 구합니다.

따라서 $W=\sqrt{(W_0+W_i)^2+W_w^2}$이 되어 답은 ②입니다. ①은 세 힘이 전부 서로 직각인 것으로 잘못 가정한 식이고, ④는 힘의 방향을 무시한 단순 덧셈입니다.

이런 문제가 나오면 → '수직(자중+빙설) ⊥ 수평(풍압)'으로 정리한 뒤 피타고라스를 적용하라.

근거 : 전선 자중 $W_0$와 빙설하중 $W_i$는 같은 연직(수직) 방향으로 작용하므로 먼저 합산($W_0+W_i$)하고, 풍압하중 $W_w$는 이와 직각인 수평 방향으로 작용하므로 피타고라스 정리에 따라 합성하중은 $W=\sqrt{(W_0+W_i)^2+W_w^2}$가 된다.

정답 ③

차단기는 아크(전류를 끊을 때 생기는 불꽃 방전)를 어떻게 꺼주느냐에 따라 종류가 나뉘고, 영문 약자로 이름을 붙입니다.

OCB는 기름(Oil) 속에서, GCB는 절연 가스(SF6) 속에서, ABB는 압축 공기(Air)로 아크를 소호하므로 ①②④의 연결은 모두 맞습니다.

그런데 VCB의 V는 Vacuum, 즉 '진공'을 뜻합니다. 진공 속에서는 아크가 계속 타지 못해 쉽게 꺼지므로 이를 이용한 것이 진공차단기입니다. '자기 차단기'는 아크를 자기장으로 밀어 끊는 MBB(Magnetic Blast)이므로, ③ 'VCB : 자기 차단기'는 잘못 연결된 것입니다.

이런 문제가 나오면 → 약자 첫 글자가 소호 매질(O=유입, G=가스, A=공기, V=진공)임을 기억하세요.

근거 : VCB는 Vacuum Circuit Breaker의 약자로 진공 상태에서 아크를 소호하는 진공차단기를 의미하며, "자기 차단기"에 해당하는 것은 MBB(Magnetic Blast circuit Breaker)이다.

정답 ②

단상2선식은 왕복 2가닥, 단상3선식은 바깥선 2가닥 + 중성선 1가닥(총 3가닥)으로 되어 있습니다.

단상3선식은 전압이 2배가 되어 같은 전력을 보낼 때 선로 전류가 절반으로 줄어듭니다. 전력손실 $P=I^2R$에서 전류가 $\frac{1}{2}$이면 저항이 4배여도 손실이 같으므로, 바깥선 단면적은 2선식의 $\frac{1}{4}$이면 충분합니다.

중성선은 바깥선과 같은 단면적($\frac{1}{4}$)이므로 총 전선량 = $3 \times \frac{1}{4} = \frac{3}{8} = 0.375$, 즉 37.5%가 됩니다.

이런 문제가 나오면 → '단상3선식 전선량 = $\frac{3}{8}$ = 37.5%'를 숫자째 외워서 바로 답한다.

근거 : 동일 조건(송전전력, 거리, 전력손실률, 전선 재료 동일)에서 단상3선식(외측선 2가닥 + 중성선 1가닥, 중성선 단면적=외측선과 동일)의 전선 총 중량은 단상2선식 대비 37.5%이다.

정답 ①

전봇대에 줄을 거는 것으로 비유해 봅시다. 가볍고 부드러우며 튼튼한 줄이 좋지, 무겁고 뻣뻣한 줄은 처지거나 끊어지기 쉽습니다. 전선도 마찬가지로 몇 가지 조건을 갖춰야 합니다.

전선의 구비 조건은 네 가지입니다. 잘 통해야 하고(고유저항이 작을 것 = 도전율이 클 것 → 손실·전압강하 감소), 부드러워야 하고(가요성·유연성 풍부 → 굴곡 시공 용이), 튼튼해야 하고(기계적 강도 클 것 → 장력·외력에 견딤), 가벼워야 합니다(비중·밀도가 작을 것 → 처짐 감소, 지지물 부담 감소).

이 문제은 옳지 '않은' 것을 고르는 문제입니다. ① '비중이 클 것'은 조건과 정반대입니다. 비중이 크면 무게가 늘어 처짐이 커지고 전주 등 지지물 하중이 증가하므로 바람직하지 않습니다. ③ 고유저항이 작을 것은 올바른 조건이고, ②④도 같은 원리로 모두 올바른 조건입니다.

이런 문제가 나오면 → '작아야 할 것(고유저항, 비중)'과 '커야 할 것(가요성, 기계적 강도)'의 방향을 구분하세요.

근거 : 전선은 전류를 손실 없이 잘 흘리고 안전하게 가설·지지할 수 있어야 하므로 몇 가지 구비 조건을 만족해야 한다.

정답 ③

브리타니아 접속은 굵은 단선(보통 지름 $3.2\text{mm}$, $10\text{mm}^2$ 이상)을 이을 때 쓰는 대표적인 직선 접속법입니다. 두 전선을 나란히 포개 놓고 보조선으로 감아 묶는 방식이에요.

이때 도체끼리 충분히 접촉해야 하므로 피복을 벗기는 길이를 정해 두는데, 전선 지름의 약 20배로 잡는 것이 표준입니다. 예를 들어 지름 $3.2\text{mm}$ 전선이라면 $3.2 \times 20 = 64\text{mm}$ 정도 벗겨서 작업합니다.

보기에서 10배는 너무 짧아 접촉 면적이 부족하고, 30배는 지나치게 깁니다. 5배는 더욱 짧고요. 규정값은 20배이므로 ③이 정답입니다.

이런 문제가 나오면 → '브리타니아 = 20배' 숫자 하나만 확실히 외워두세요.

정답 ④

금속관 공사는 절연전선을 금속관(금속 파이프) 속에 넣어 배선하는 공법입니다. 이때 사용 전선은 반드시 '절연전선'이어야 하지만 예외가 하나 있습니다. 옥외용 비닐절연전선(OWV, 옥외 배선용 비닐 피복 전선)은 절연전선이어도 금속관 안에 넣을 수 없습니다. 그래서 '옥외용 비닐절연전선을 사용할 것'이라는 ④가 잘못된 설명입니다.

나머지 선지는 모두 규정에 맞습니다. 특히 ③ 알루미늄 전선은 단면적 $16[\text{mm}^2]$을 초과하면 반드시 연선(여러 가닥을 꼰 전선)을 써야 한다는 규정이니 함께 기억하세요. 관 안에 접속점(전선을 잇는 부분)이 없도록 해야 한다는 것도 기본 규칙입니다.

이런 문제가 나오면 → '옥외용 비닐절연전선 = 금속관·가요전선관 사용 금지'부터 떠올려 바로 답을 고르세요.

정답 ②

화약고는 폭발 위험이 커서 불티(스파크)가 조금이라도 새면 안 됩니다. 그래서 전기기계·기구는 내부의 불티가 밖으로 새지 않도록 완전히 밀폐한 '전폐형'을 사용해야 합니다. 이것이 ②번입니다.

①은 틀렸습니다. 화약고 전로의 대지전압은 $150\text{V}$ 이하로 제한되는데, ①은 $400\text{V}$ 이하라고 했으니 허용치가 너무 높습니다. ③도 틀렸습니다. 개폐기·과전류차단기는 조작할 때 불티가 튀므로 화약고 '안'이 아니라 '밖'의 전용 장소에 시설해야 합니다. ④도 노출이 아닌 지중(땅속) 등 안전한 방식으로 시설해야 합니다.

이런 문제가 나오면 → '$150\text{V}$ 이하, 전폐형, 개폐기는 밖' 세 키워드로 답을 고르세요.