전기기능사 전기기기 기출변형문제 50제
전기기능사 전기기기 과목 문항입니다. 각 문항의 정답과 해설이 바로 아래에 함께 있습니다.
이 과목에서 나오는 것
변압기와 전동기의 '기본 동작과 부품 이름'이 중심입니다. 변압기는 동작 원리, 부하가 연결되는 쪽의 이름, 권수비와 전압의 관계, 절연유의 역할, 냉각방식, 효율의 정의가 나오고 hard에서 권수비로 2차전압을 구하는 계산과 입력·손실로 효율을 구하는 계산이 이어집니다. 유도전동기는 슬립의 의미, 권선형 회전자의 특징, 동기속도를 구하는 관계가 기본이고 hard에서 극수와 주파수로 동기속도를 구하거나 슬립을 적용해 실제 회전수를 구하는 계산이 반복됩니다. 직류기는 종류 구분, 부하 변동에도 속도가 비교적 일정한 종류, 회전방향을 바꾸는 방법, 전기자에서 발생한 교류를 직류로 바꾸는 부품, 전기자반작용과 이를 상쇄하기 위한 설치물, 주요 구성요소가 다뤄집니다. 전력변환 소자로 정류 작용을 하는 반도체와 직류를 교류로 바꾸는 장치, 단상 유도전동기의 기동방식(콘덴서기동형과 분상기동형 비교 포함)이 나오고, 계측용으로 고압을 낮춰 측정하게 하는 기기와 변류기·계기용변압기의 비교, 동기기 쪽으로 동기전동기의 회전속도와 동기조상기의 부족여자 운전, 안정도 증진법, 시험 항목(극성시험 포함)이 포함됩니다.
동기속도와 슬립 관계식 하나만 확실히 잡으면 이 과목 hard 계산의 절반이 정리됩니다. 극수와 주파수로 동기속도를 구하고, 거기에 슬립을 적용해 실제 회전수를 구하는 두 단계를 순서대로 적어두세요. 부품 이름은 '변압기·직류기·유도전동기·동기기' 네 칸을 만들어 각 기기에만 있는 부품을 배치하면 기기 간에 부품 이름이 섞이는 실수가 사라집니다.
문제와 해설
- 1변압기의 기본 동작 원리로 옳은 것은? 기본
- 화학반응
- 전자유도작용(상호유도)
- 기계적 마찰
- 정전유도작용
정답 2번 · 전자유도작용(상호유도)
해설 변압기는 1차 코일의 전류 변화가 2차 코일에 기전력을 유도하는 전자유도작용(상호유도)을 이용한다.
- 2변압기에서 전원이 연결되는 쪽을 무엇이라 하는가? 기본
- 1차측(전원측)
- 2차측(부하측)
- 중성측
- 접지측
정답 1번 · 1차측(전원측)
해설 변압기에서 전원이 연결되는 쪽을 1차측(전원측)이라 한다.
- 3변압기에서 부하가 연결되는 쪽을 무엇이라 하는가? 기본
- 중성측
- 1차측(전원측)
- 접지측
- 2차측(부하측)
정답 4번 · 2차측(부하측)
해설 변압기에서 부하가 연결되는 쪽을 2차측(부하측)이라 한다.
- 4변압기의 정격출력을 구하는 방법으로 옳은 것은? 기본
- 정격 2차전압 × 정격 1차전류
- 정격 1차전압 × 정격 2차전류
- 정격 2차전압 × 정격 2차전류
- 정격 1차전압 × 정격 1차전류
정답 3번 · 정격 2차전압 × 정격 2차전류
해설 변압기의 정격출력은 부하측인 정격 2차전압과 정격 2차전류의 곱으로 나타낸다.
- 5변압기의 권수비와 전압의 관계로 옳은 것은? 기본
- 권수비 = 2차전압/1차전압
- 권수비는 전압과 관계없다
- 권수비 = 1차전압+2차전압
- 권수비 = 1차전압/2차전압
정답 4번 · 권수비 = 1차전압/2차전압
해설 변압기의 권수비는 1차 권수와 2차 권수의 비이며, 이는 1차전압을 2차전압으로 나눈 값과 같다.
- 63상 유도전동기의 동기속도를 구하는 식은? 기본
- Ns = 120/(fP)
- Ns = f/P
- Ns = fP/120
- Ns = 120f/P
정답 4번 · Ns = 120f/P
해설 동기속도는 주파수(f)와 극수(P)에 의해 결정되며 Ns=120f/P(rpm)로 구한다.
- 7유도전동기에서 슬립이란 무엇을 의미하는가? 기본
- 전동기의 정격전류
- 전동기의 효율
- 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 동기속도에 대한 비율로 나타낸 값
- 전동기의 극수
정답 3번 · 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 동기속도에 대한 비율로 나타낸 값
해설 슬립은 동기속도와 회전자의 실제 속도 차이를 동기속도에 대한 비율로 나타낸 값이다.
- 8농형 유도전동기 회전자의 특징으로 옳은 것은? 기본
- 권선형보다 구조가 복잡하다
- 브러시가 반드시 필요하다
- 구조가 간단하고 튼튼하다
- 슬립링을 통해 외부저항을 연결할 수 있다
정답 3번 · 구조가 간단하고 튼튼하다
해설 농형 유도전동기는 회전자 구조가 간단하고 튼튼하여 가장 널리 사용되는 형태이다.
- 9권선형 유도전동기 회전자의 특징으로 옳은 것은? 기본
- 브러시가 필요 없다
- 항상 농형보다 튼튼하다
- 구조가 매우 간단하다
- 슬립링을 통해 외부저항을 연결할 수 있다
정답 4번 · 슬립링을 통해 외부저항을 연결할 수 있다
해설 권선형 유도전동기는 회전자에 권선을 감고 슬립링과 브러시를 통해 외부저항을 연결하여 기동 특성을 조절할 수 있다.
- 10직류발전기(직류기)의 주요 구성요소로 옳지 않은 것은? 기본
- 전기자
- 슬립링
- 계자
- 정류자
정답 2번 · 슬립링
해설 직류기는 계자, 전기자, 정류자, 브러시로 구성되며, 슬립링은 주로 권선형 유도전동기나 동기기에서 사용되는 부품이다.
- 11직류전동기의 종류로 옳지 않은 것은? 기본
- 분권 전동기
- 유도권 전동기
- 복권 전동기
- 직권 전동기
정답 2번 · 유도권 전동기
해설 직류전동기는 계자와 전기자의 연결 방식에 따라 직권, 분권, 복권 전동기로 나뉘며, '유도권'이라는 명칭은 사용되지 않는다.
- 12기동토크가 크고 부하변동에 따라 속도 변화가 커서 전동차·기중기 등에 사용되는 직류전동기는? 기본
- 동기전동기
- 분권전동기
- 직권전동기
- 복권전동기
정답 3번 · 직권전동기
해설 직권전동기는 기동토크가 크고 부하에 따라 속도가 크게 변하는 특성이 있어 전동차, 기중기 등에 주로 사용된다.
- 13부하가 변하여도 회전속도가 비교적 일정하게 유지되는 직류전동기는? 기본
- 유도전동기
- 직권전동기
- 복권전동기 중 차동복권
- 분권전동기
정답 4번 · 분권전동기
해설 분권전동기는 계자권선이 전기자와 병렬로 연결되어 부하변동에도 회전속도가 비교적 일정하게 유지된다.
- 14일반적으로 널리 사용되는 동기발전기의 회전자 방식은? 기본
- 회전계자형
- 고정자형
- 회전정류자형
- 회전전기자형
정답 1번 · 회전계자형
해설 동기발전기는 대용량에 유리하고 절연이 쉬운 회전계자형이 일반적으로 널리 사용된다.
- 15한쪽 방향으로만 전류를 흐르게 하는 정류작용을 하는 반도체 소자는? 기본
- 다이오드
- 코일
- 저항기
- 콘덴서
정답 1번 · 다이오드
해설 다이오드는 한쪽 방향으로만 전류가 흐르도록 하는 정류작용을 하는 대표적인 반도체 소자이다.
- 16교류를 직류로 변환하는 장치를 무엇이라 하는가? 기본
- 변류기
- 정류기
- 인버터
- 조상기
정답 2번 · 정류기
해설 정류기는 교류를 직류로 변환하는 장치이다.
- 17직류를 교류로 변환하는 장치를 무엇이라 하는가? 기본
- 인버터
- 콘버터
- 정류기
- 변류기
정답 1번 · 인버터
해설 인버터는 직류를 교류로 변환하는 장치이다.
- 18역률이 좋아 가정용 세탁기, 냉장고, 선풍기 등에 주로 사용되는 단상 유도전동기는? 기본
- 직권형
- 셰이딩코일형
- 콘덴서기동형
- 반발기동형
정답 3번 · 콘덴서기동형
해설 콘덴서기동형 전동기는 역률이 좋아 가정용 선풍기, 세탁기, 냉장고 등에 널리 사용된다.
- 19구조가 간단하여 소형 선풍기 등에 사용되는 단상 유도전동기의 기동방식은? 기본
- 반발기동형
- 셰이딩코일형
- 분권기동형
- 콘덴서기동형
정답 2번 · 셰이딩코일형
해설 셰이딩코일형은 구조가 매우 간단하여 소형 선풍기 등 소형 기기에 주로 사용된다.
- 203상 유도전동기의 회전방향을 바꾸는 일반적인 방법은? 기본
- 3선 중 두 선의 결선을 서로 바꾼다
- 전압을 낮춘다
- 전원 주파수를 바꾼다
- 극수를 바꾼다
정답 1번 · 3선 중 두 선의 결선을 서로 바꾼다
해설 3상 유도전동기는 전원 3선 중 두 선의 결선을 서로 바꾸면 회전자기장의 방향이 반대가 되어 회전방향이 바뀐다.
- 21직류전동기의 회전방향을 바꾸는 일반적인 방법은? 기본
- 극수를 바꾼다
- 전원 주파수를 바꾼다
- 전기자 전류의 방향을 반대로 한다
- 전압을 0으로 한다
정답 3번 · 전기자 전류의 방향을 반대로 한다
해설 직류전동기는 전기자 전류(또는 계자 전류)의 방향을 반대로 바꾸면 회전방향이 바뀐다.
- 22직류기에서 정류(전압정류)를 좋게 하기 위해 설치하는 것은? 기본
- 슬립링
- 브러시
- 콘덴서
- 보극
정답 4번 · 보극
해설 보극은 주자극 사이에 설치하여 정류(전압정류) 작용을 좋게 하는 역할을 한다.
- 23직류기에서 전기자반작용을 상쇄하기 위해 설치하는 것은? 기본
- 보극
- 슬립링
- 보상권선
- 다이오드
정답 3번 · 보상권선
해설 보상권선은 전기자권선과 같은 홈에 설치되어 전기자반작용으로 인한 자속 왜곡을 상쇄하는 역할을 한다.
- 24동기조상기를 과여자 상태로 운전할 때 나타나는 작용은? 기본
- 저항으로 작용한다
- 리액터로 작용한다
- 아무 작용도 하지 않는다
- 콘덴서로 작용한다
정답 4번 · 콘덴서로 작용한다
해설 동기조상기를 과여자로 운전하면 진상 전류를 공급하여 콘덴서와 같은 작용을 한다.
- 25동기조상기를 부족여자 상태로 운전할 때 나타나는 작용은? 기본
- 다이오드로 작용한다
- 리액터로 작용한다
- 콘덴서로 작용한다
- 저항으로 작용한다
정답 2번 · 리액터로 작용한다
해설 동기조상기를 부족여자로 운전하면 지상 전류를 공급하여 리액터와 같은 작용을 한다.
- 26권수비가 10인 변압기의 1차전압이 2200V일 때 2차전압은? 심화
- 220V
- 2200V
- 110V
- 22000V
정답 1번 · 220V
해설 권수비 a=V1/V2 이므로 V2=V1/a=2200/10=220V이다.
- 27권수비가 5인 변압기의 1차전류가 10A일 때 2차전류는? 심화
- 50A
- 10A
- 2A
- 25A
정답 1번 · 50A
해설 권수비 a=I2/I1 이므로 I2=a×I1=5×10=50A이다.
- 28주파수 60Hz, 극수 4극인 3상 유도전동기의 동기속도는? 심화
- 1200rpm
- 900rpm
- 1800rpm
- 3600rpm
정답 3번 · 1800rpm
해설 Ns=120f/P=120×60/4=1800rpm이다.
- 29주파수 60Hz, 극수 6극인 3상 유도전동기의 동기속도는? 심화
- 900rpm
- 1200rpm
- 1800rpm
- 3600rpm
정답 2번 · 1200rpm
해설 Ns=120f/P=120×60/6=1200rpm이다.
- 30동기속도 1800rpm, 실제 회전속도 1740rpm인 유도전동기의 슬립은? 심화
- 약 10%
- 약 3.3%
- 약 1.7%
- 약 6.7%
정답 2번 · 약 3.3%
해설 슬립 s=(Ns-N)/Ns=(1800-1740)/1800=60/1800≒0.033=3.3%이다.
- 31동기속도 1200rpm, 슬립 5%인 유도전동기의 실제 회전속도는? 심화
- 1140rpm
- 1260rpm
- 1200rpm
- 1000rpm
정답 1번 · 1140rpm
해설 N=(1-s)Ns=(1-0.05)×1200=0.95×1200=1140rpm이다.
- 32주파수 60Hz인 전원에서 동기속도가 1200rpm인 동기기의 극수는? 심화
- 8극
- 4극
- 6극
- 12극
정답 3번 · 6극
해설 Ns=120f/P에서 P=120f/Ns=120×60/1200=6극이다.
- 33농형 유도전동기의 기동법으로 적절하지 않은 것은? 심화
- 리액터 기동법
- 2차저항 기동법
- 기동보상기법
- 전전압 기동법
정답 2번 · 2차저항 기동법
해설 2차저항 기동법은 회전자에 외부저항을 연결할 수 있는 권선형 유도전동기의 기동법으로, 회전자 구조가 단순한 농형 유도전동기에는 적용할 수 없다.
- 34동기전동기의 안정도 증진법으로 옳지 않은 것은? 심화
- 회전부의 관성을 크게 한다
- 단락비를 작게 한다
- 속응여자방식을 채용한다
- 역상 및 영상 임피던스를 크게 한다
정답 2번 · 단락비를 작게 한다
해설 동기기의 안정도를 높이려면 단락비를 크게 하고, 회전부 관성을 크게 하며, 속응여자방식을 채용하고, 역상·영상 임피던스도 크게 해야 한다. '단락비를 작게 한다'는 안정도를 오히려 낮추는 방향이다.
- 35변압기의 병렬운전 조건으로 옳지 않은 것은? 심화
- %임피던스가 같아야 한다
- 극성(위상)이 일치해야 한다
- 권수비가 같아야 한다
- 두 변압기의 용량이 반드시 같아야 한다
정답 4번 · 두 변압기의 용량이 반드시 같아야 한다
해설 변압기 병렬운전에는 극성·권수비·%임피던스의 일치가 필요하지만, 용량은 서로 달라도 병렬운전이 가능하다.
- 36동기발전기의 전기자 권선법으로 실제 사용되지 않는 것은? 심화
- 2층권
- 분포권
- 전절권
- 중권
정답 3번 · 전절권
해설 동기발전기의 전기자 권선법은 분포권, 2층권, 중권 등이 사용되며, 전절권은 실제 사용되는 권선법이 아니다.
- 37변압기의 정격출력을 나타내는 식으로 옳은 것은? 심화
- 정격 2차전압 × 정격 2차전류
- 정격 1차전압 × 정격 2차전류
- 정격 1차전류 × 정격 2차전류
- 정격 1차전압 × 정격 1차전류
정답 1번 · 정격 2차전압 × 정격 2차전류
해설 변압기 정격출력은 부하측 기준인 정격 2차전압과 정격 2차전류의 곱으로 나타내며, 1차측 값을 곱하는 것은 옳지 않다.
- 38직권전동기의 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
- 무여자(무부하) 상태로 운전해도 항상 안전하다
- 부하변동에 따라 회전속도가 크게 변한다
- 기동토크가 커서 전동차, 기중기에 적합하다
- 부하가 걸리지 않으면 속도가 매우 빨라져 위험할 수 있다
정답 1번 · 무여자(무부하) 상태로 운전해도 항상 안전하다
해설 직권전동기는 부하(계자전류)가 거의 없는 무여자 상태에서 회전속도가 지나치게 빨라져 위험해질 수 있으므로, '항상 안전하다'는 설명은 옳지 않다.
- 39콘덴서기동형 단상 유도전동기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
- 기동콘덴서를 이용해 위상차를 만들어 기동토크를 얻는다
- 역률이 나빠 산업용 대형기기에만 주로 사용된다
- 분상기동형보다 역률과 기동특성이 우수한 편이다
- 가정용 세탁기, 냉장고 등에 널리 사용된다
정답 2번 · 역률이 나빠 산업용 대형기기에만 주로 사용된다
해설 콘덴서기동형은 오히려 역률이 좋아 가정용 소형기기(세탁기, 냉장고, 선풍기 등)에 주로 사용되므로, '역률이 나빠 산업용 대형기기에만 사용된다'는 설명은 옳지 않다.
- 408극, 주파수 60Hz인 3상 유도전동기가 슬립 5%로 운전될 때 회전수는? 심화
- 810rpm
- 945rpm
- 900rpm
- 855rpm
정답 4번 · 855rpm
해설 동기속도 Ns=120×60/8=900rpm, 회전수 N=(1-0.05)×900=855rpm이다.
- 41동기조상기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
- 주로 무효전력(역률) 조정을 위해 사용된다
- 과여자 상태에서는 콘덴서로 작용한다
- 부족여자 상태에서는 콘덴서로 작용한다
- 부족여자 상태에서는 리액터로 작용한다
정답 3번 · 부족여자 상태에서는 콘덴서로 작용한다
해설 동기조상기는 부족여자 상태에서 리액터로, 과여자 상태에서 콘덴서로 작용한다. '부족여자 상태에서 콘덴서로 작용한다'는 설명은 옳지 않다.
- 42계기용변류기(CT)와 계기용변압기(PT)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
- 계기용변류기(CT)는 고전압을 저전압으로 변환하여 전압계로 측정하게 해준다
- 계기용변압기(PT)는 고전압을 저전압으로 변환하여 전압계로 측정하게 해준다
- 계기용변류기(CT)는 대전류를 소전류로 변환하여 전류계로 측정하게 해준다
- 두 기기 모두 고압회로의 계측에 사용된다
정답 1번 · 계기용변류기(CT)는 고전압을 저전압으로 변환하여 전압계로 측정하게 해준다
해설 고전압을 저전압으로 변환해 전압계로 측정하게 하는 것은 계기용변압기(PT)의 역할이다. 계기용변류기(CT)는 대전류를 소전류로 변환하는 기기이므로, 첫 번째 설명은 두 기기의 역할이 뒤바뀌어 옳지 않다.
- 43직류기의 보극에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
- 보극은 정류자의 불꽃(스파크)을 줄이는 데 도움이 된다
- 보극은 주자극 사이에 설치한다
- 보극의 주된 목적은 전기자반작용을 완전히 상쇄하는 것이다
- 보극의 주된 목적은 정류(전압정류)를 좋게 하는 것이다
정답 3번 · 보극의 주된 목적은 전기자반작용을 완전히 상쇄하는 것이다
해설 전기자반작용을 상쇄하는 것은 보상권선의 주된 역할이다. 보극의 주된 목적은 정류(전압정류) 개선이므로, 첫 번째 설명은 옳지 않다.
- 44변압기의 입력이 1000W, 손실이 100W일 때 변압기의 효율은? 심화
- 10%
- 90%
- 100%
- 110%
정답 2번 · 90%
해설 출력=입력-손실=1000-100=900W이므로 효율=출력/입력=900/1000=90%이다.
- 45단상 유도전동기의 기동방식으로 옳지 않은 것은? 심화
- 직권기동형
- 반발기동형
- 콘덴서기동형
- 분상기동형
정답 1번 · 직권기동형
해설 단상 유도전동기의 대표적 기동방식은 콘덴서기동형, 분상기동형, 반발기동형, 셰이딩코일형이며, '직권기동형'은 직류전동기의 분류 명칭으로 단상 유도전동기의 기동방식이 아니다.
- 463상 유도전동기의 토크와 2차 유기기전력의 관계로 옳은 것은? 심화
- 토크는 2차 유기기전력과 관계가 없다
- 토크는 2차 유기기전력의 제곱근에 비례한다
- 토크는 2차 유기기전력에 정확히 비례한다
- 토크는 2차 유기기전력의 제곱(2승)에 비례한다
정답 4번 · 토크는 2차 유기기전력의 제곱(2승)에 비례한다
해설 3상 유도전동기의 토크는 2차 유기기전력의 제곱(2승)에 비례하는 관계를 가진다.
- 4750kW급의 대용량 농형 유도전동기를 기동할 때 기동전류를 줄이기 위해 가장 적합한 기동법은? 심화
- 기동보상기법
- 콘덴서 기동법
- 전전압 기동법
- 단순 직결 기동
정답 1번 · 기동보상기법
해설 대용량 농형 유도전동기는 기동전류가 매우 커지므로, 오토트랜스포머(단권변압기)를 이용해 전압을 낮춰 기동하는 기동보상기법이 가장 적합하다.
- 481차전압 13200V, 2차전압 220V인 변압기가 있다. 1차에 6000V를 가하면 2차전압은 약 얼마인가? 심화
- 약 60V
- 약 500V
- 약 100V
- 약 220V
정답 3번 · 약 100V
해설 권수비 a=13200/220=60이므로, 1차에 6000V를 가하면 2차전압=6000/60=100V이다.
- 49보극이 없는 직류기를 운전할 때 중성점(정류자축)의 위치가 변하지 않는 조건은? 심화
- 전부하 상태로 운전할 때
- 무부하 상태로 운전할 때
- 과부하 상태로 운전할 때
- 중부하 상태로 운전할 때
정답 2번 · 무부하 상태로 운전할 때
해설 보극이 없는 직류기는 부하가 걸리면 전기자반작용으로 중성점이 이동하지만, 무부하 상태에서는 전기자반작용이 거의 없어 중성점 위치가 변하지 않는다.
- 50변압기의 절연유가 하는 역할이 아닌 것은? 심화
- 권선 사이의 전기적 도전을 촉진하여 전류를 흐르게 한다
- 코로나 방전을 억제하는 데 도움을 준다
- 변압기 내부에서 발생한 열을 방출한다
- 권선과 철심을 절연한다
정답 1번 · 권선 사이의 전기적 도전을 촉진하여 전류를 흐르게 한다
해설 절연유는 전기가 흐르지 못하도록 절연을 목적으로 사용되는 것으로, 도전을 촉진하는 역할은 하지 않는다.