전기산업기사 회로이론 및 제어공학 기출변형문제 50제

전기산업기사 회로이론 및 제어공학 과목 문항입니다. 각 문항의 정답과 해설이 바로 아래에 함께 있습니다.

1. 1RLC 직렬회로에서 공진이 일어나는 조건은? 기본
   1. ωL=ωC
   2. ωL=1/(ωC)
   3. R=ωL
   4. R=1/(ωC)

   정답 2번 · ωL=1/(ωC)

   해설 RLC 직렬회로는 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 같아질 때(ωL=1/ωC) 공진이 일어나며, 이때 임피던스는 최소(=R)가 된다.

2. 2RLC 직렬회로의 공진주파수를 구하는 식은? 기본
   1. f0=2π√(LC)
   2. f0=1/(2πLC)
   3. f0=1/(2π√(LC))
   4. f0=2πLC

   정답 3번 · f0=1/(2π√(LC))

   해설 공진 조건 ωL=1/ωC에서 ω0=1/√(LC)이므로 f0=ω0/2π=1/(2π√(LC))이다.

3. 3RL 직렬회로의 시정수(time constant)를 나타내는 식은? 기본
   1. τ=RL
   2. τ=R/L
   3. τ=1/(RL)
   4. τ=L/R

   정답 4번 · τ=L/R

   해설 RL 직렬회로의 시정수는 τ=L/R[s]이며, 이는 과도전류가 최종값의 63.2%에 도달하는 시간이다.

4. 4RC 직렬회로의 시정수를 나타내는 식은? 기본
   1. τ=RC
   2. τ=R/C
   3. τ=C/R
   4. τ=1/(RC)

   정답 1번 · τ=RC

   해설 RC 직렬회로의 시정수는 τ=RC[s]이다.

5. 5임피던스 Z=R+jX의 크기(절대값)를 구하는 식은? 기본
   1. |Z|=R+X
   2. |Z|=√(R²+X²)
   3. |Z|=R²+X²
   4. |Z|=RX

   정답 2번 · |Z|=√(R²+X²)

   해설 복소 임피던스의 크기는 실수부(R)와 허수부(X)를 각각 제곱하여 더한 후 제곱근을 취한 값이다.

6. 6유효전력 P, 무효전력 Q, 피상전력 S 사이의 관계식은? 기본
   1. S=P+Q
   2. S=P×Q
   3. S=√(P²+Q²)
   4. S=P²+Q²

   정답 3번 · S=√(P²+Q²)

   해설 전력삼각형에서 피상전력은 유효전력과 무효전력을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근이다.

7. 7역률(cosθ)을 유효전력 P와 피상전력 S로 나타낸 식은? 기본
   1. cosθ=S/P
   2. cosθ=P×S
   3. cosθ=Q/S
   4. cosθ=P/S

   정답 4번 · cosθ=P/S

   해설 역률은 피상전력 중 유효전력이 차지하는 비율로 cosθ=P/S로 나타낸다.

8. 8Y결선의 임피던스를 Δ결선으로 등가변환할 때 임피던스는 몇 배가 되는가? 기본
   1. 3배
   2. 1/3배
   3. √3배
   4. 1/√3배

   정답 1번 · 3배

   해설 Y-Δ 변환에서 Δ결선의 임피던스는 Y결선 임피던스의 3배가 된다(ZΔ=3ZY).

9. 9Δ결선의 임피던스를 Y결선으로 등가변환할 때 임피던스는 몇 배가 되는가? 기본
   1. 3배
   2. 1/3배
   3. √3배
   4. 1/√3배

   정답 2번 · 1/3배

   해설 Δ-Y 변환에서 Y결선의 임피던스는 Δ결선 임피던스의 1/3배가 된다(ZY=ZΔ/3).

10. 10제어계에서 출력을 입력측으로 되돌려 입력과 비교하는 구조를 갖는 제어는? 기본
    1. 개루프(오픈루프) 제어
    2. 시퀀스 제어
    3. 피드백(폐루프) 제어
    4. 수동 제어

    정답 3번 · 피드백(폐루프) 제어

    해설 피드백 제어는 출력의 일부를 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교하여 오차를 줄이는 폐루프 구조를 갖는다.

11. 11출력이 입력측에 영향을 주지 않는, 미리 정해진 순서대로 동작하는 제어방식은? 기본
    1. 피드백 제어
    2. PID 제어
    3. 적응 제어
    4. 개루프(시퀀스) 제어

    정답 4번 · 개루프(시퀀스) 제어

    해설 개루프 제어(시퀀스 제어)는 피드백 경로 없이 미리 정한 순서·규칙대로 동작하는 제어방식이다.

12. 12전달함수의 정의로 옳은 것은? 기본
    1. 모든 초기값을 0으로 했을 때 출력의 라플라스 변환과 입력의 라플라스 변환의 비
    2. 출력과 입력의 시간에 대한 비
    3. 입력 신호의 미분값
    4. 시스템의 저항값

    정답 1번 · 모든 초기값을 0으로 했을 때 출력의 라플라스 변환과 입력의 라플라스 변환의 비

    해설 전달함수 G(s)=출력의 라플라스변환/입력의 라플라스변환(초기조건 0)으로 정의된다.

13. 13제어계의 안정성을 판별하는 대표적인 대수적 판별법은? 기본
    1. 테일러 전개법
    2. 루스-후르비츠(Routh-Hurwitz) 판별법
    3. 라플라스 변환법
    4. 푸리에 변환법

    정답 2번 · 루스-후르비츠(Routh-Hurwitz) 판별법

    해설 루스-후르비츠 판별법은 특성방정식의 계수만으로 계의 안정성을 판별할 수 있는 대표적인 대수적 방법이다.

14. 14제어계에서 목표값과 제어량(출력)의 차를 무엇이라 하는가? 기본
    1. 이득
    2. 위상
    3. 오차(편차)
    4. 주파수응답

    정답 3번 · 오차(편차)

    해설 오차(편차)는 목표값(기준입력)과 실제 제어량(출력)의 차이를 의미한다.

15. 15PID 제어에서 적분(I) 동작의 주된 효과는? 기본
    1. 응답속도를 항상 느리게 한다
    2. 진동을 항상 증가시킨다
    3. 이득을 항상 감소시킨다
    4. 정상상태 오차(잔류편차)를 제거한다

    정답 4번 · 정상상태 오차(잔류편차)를 제거한다

    해설 적분 동작은 과거 오차를 누적하여 반영함으로써 정상상태에서 남는 잔류편차(오프셋)를 제거하는 역할을 한다.

16. 16PID 제어에서 미분(D) 동작의 주된 효과는? 기본
    1. 오차의 변화율에 반응하여 응답의 진동(오버슈트)을 줄인다
    2. 정상상태 오차를 완전히 제거한다
    3. 시스템을 항상 불안정하게 만든다
    4. 이득을 무한대로 만든다

    정답 1번 · 오차의 변화율에 반응하여 응답의 진동(오버슈트)을 줄인다

    해설 미분 동작은 오차의 변화 추세를 미리 감지해 제어량을 보정, 응답의 오버슈트와 진동을 줄이는 데 효과적이다.

17. 17중첩의 정리(superposition theorem)는 어떤 회로에 적용할 수 있는가? 기본
    1. 비선형 회로에만
    2. 선형 회로
    3. 교류 회로에만
    4. 직류 회로에만

    정답 2번 · 선형 회로

    해설 중첩의 정리는 여러 독립 전원이 있는 선형 회로에서 각 전원을 개별적으로 적용한 결과를 합산할 수 있다는 정리이다.

18. 18복잡한 2단자 회로를 하나의 등가 전압원과 직렬 저항(임피던스)으로 변환하는 정리는? 기본
    1. 노튼의 정리
    2. 중첩의 정리
    3. 테브난의 정리
    4. 밀만의 정리

    정답 3번 · 테브난의 정리

    해설 테브난의 정리는 임의의 2단자 선형회로를 등가 전압원과 직렬 임피던스로 단순화할 수 있다는 정리이다.

19. 19복잡한 2단자 회로를 하나의 등가 전류원과 병렬 저항(임피던스)으로 변환하는 정리는? 기본
    1. 테브난의 정리
    2. 중첩의 정리
    3. 가우스의 정리
    4. 노튼의 정리

    정답 4번 · 노튼의 정리

    해설 노튼의 정리는 임의의 2단자 선형회로를 등가 전류원과 병렬 임피던스로 단순화할 수 있다는 정리이다.

20. 20사인파의 실효값과 최대값의 관계로 옳은 것은? 기본
    1. 실효값=최대값/√2
    2. 실효값=최대값×√2
    3. 실효값=최대값/2
    4. 실효값=최대값×2

    정답 1번 · 실효값=최대값/√2

    해설 정현파(사인파) 교류의 실효값은 최대값을 √2로 나눈 값이다.

21. 21RLC 직렬회로에서 인덕턴스 L만 4배로 늘리면(C 일정), 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 기본
    1. 2배
    2. 1/2배
    3. 1배
    4. 1/4배

    정답 2번 · 1/2배

    해설 f0∝1/√L 이므로 L을 4배로 하면 공진주파수는 1/√4=1/2배가 된다.

22. 22RLC 직렬회로에서 정전용량 C만 4배로 늘리면(L 일정), 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 기본
    1. 2배
    2. 1배
    3. 1/2배
    4. 1/4배

    정답 3번 · 1/2배

    해설 f0∝1/√C 이므로 C를 4배로 하면 공진주파수는 1/√4=1/2배가 된다.

23. 23RLC 직렬회로에서 인덕턴스 L만 9배로 늘리면(C 일정), 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 기본
    1. 3배
    2. 2/3배
    3. 1/6배
    4. 1/3배

    정답 4번 · 1/3배

    해설 f0∝1/√L 이므로 L을 9배로 하면 공진주파수는 1/√9=1/3배가 된다.

24. 24RLC 직렬회로에서 정전용량 C만 9배로 늘리면(L 일정), 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 기본
    1. 1/3배
    2. 3배
    3. 2/3배
    4. 1/6배

    정답 1번 · 1/3배

    해설 f0∝1/√C 이므로 C를 9배로 하면 공진주파수는 1/√9=1/3배가 된다.

25. 25RLC 직렬회로에서 인덕턴스 L만 16배로 늘리면(C 일정), 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 기본
    1. 4배
    2. 1/4배
    3. 1/2배
    4. 1/8배

    정답 2번 · 1/4배

    해설 f0∝1/√L 이므로 L을 16배로 하면 공진주파수는 1/√16=1/4배가 된다.

26. 26RLC 직렬회로의 공진에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
    1. 공진 시 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 같다
    2. 공진 시 임피던스는 최대가 된다
    3. 공진 시 임피던스는 순저항 성분만 남는다
    4. 공진 시 역률은 1이 된다

    정답 2번 · 공진 시 임피던스는 최대가 된다

    해설 직렬 공진에서는 리액턴스 성분이 서로 상쇄되어 임피던스가 최소(=R)가 되며, 이때 전류는 최대가 된다. "임피던스가 최대"라는 설명은 옳지 않다.

27. 27피드백 제어계의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 심화
    1. 외란에 대한 영향을 줄일 수 있다
    2. 정확성이 향상된다
    3. 구조가 개루프 제어보다 항상 더 간단하다
    4. 목표값과 출력을 비교하는 장치가 필요하다

    정답 3번 · 구조가 개루프 제어보다 항상 더 간단하다

    해설 피드백 제어는 비교장치·센서 등이 추가로 필요해 개루프 제어보다 구조가 복잡해지는 것이 일반적이며, 그 대신 정확성과 외란 억제 능력이 향상된다.

28. 28전달함수 G(s)=10/(s+5)인 시스템의 정상상태(s→0) 이득(정상값)은? 심화
    1. 0.5
    2. 10
    3. 5
    4. 2

    정답 4번 · 2

    해설 정상상태 이득은 s=0을 대입한 값으로 G(0)=10/5=2이다.

29. 29전달함수 G(s)=20/(s+4)인 시스템의 정상상태 이득은? 심화
    1. 5
    2. 4
    3. 20
    4. 0.2

    정답 1번 · 5

    해설 G(0)=20/4=5이다.

30. 30전달함수 G(s)=100/(s+10)인 시스템의 정상상태 이득은? 심화
    1. 100
    2. 10
    3. 0.1
    4. 90

    정답 2번 · 10

    해설 G(0)=100/10=10이다.

31. 31저항 3Ω, 리액턴스 4Ω인 직렬회로의 임피던스 크기는? 심화
    1. 7Ω
    2. 1Ω
    3. 5Ω
    4. 12Ω

    정답 3번 · 5Ω

    해설 |Z|=√(R²+X²)=√(3²+4²)=√25=5Ω이다.

32. 32저항 6Ω, 리액턴스 8Ω인 직렬회로의 임피던스 크기는? 심화
    1. 14Ω
    2. 2Ω
    3. 48Ω
    4. 10Ω

    정답 4번 · 10Ω

    해설 |Z|=√(6²+8²)=√100=10Ω이다.

33. 33저항 5Ω, 리액턴스 12Ω인 직렬회로의 임피던스 크기는? 심화
    1. 13Ω
    2. 17Ω
    3. 7Ω
    4. 60Ω

    정답 1번 · 13Ω

    해설 |Z|=√(5²+12²)=√169=13Ω이다.

34. 34저항 9Ω, 리액턴스 12Ω인 직렬회로의 임피던스 크기는? 심화
    1. 21Ω
    2. 15Ω
    3. 3Ω
    4. 108Ω

    정답 2번 · 15Ω

    해설 |Z|=√(9²+12²)=√225=15Ω이다.

35. 35유효전력 6kW, 무효전력 8kVar인 부하의 피상전력은? 심화
    1. 14kVA
    2. 2kVA
    3. 10kVA
    4. 48kVA

    정답 3번 · 10kVA

    해설 S=√(P²+Q²)=√(6²+8²)=√100=10kVA이다.

36. 36유효전력 9kW, 무효전력 12kVar인 부하의 피상전력은? 심화
    1. 21kVA
    2. 3kVA
    3. 108kVA
    4. 15kVA

    정답 4번 · 15kVA

    해설 S=√(9²+12²)=√225=15kVA이다.

37. 37피상전력 20kVA, 유효전력 16kW인 부하의 역률은? 심화
    1. 0.8
    2. 0.6
    3. 1.25
    4. 0.4

    정답 1번 · 0.8

    해설 cosθ=P/S=16/20=0.8이다.

38. 38피상전력 25kVA, 유효전력 15kW인 부하의 역률은? 심화
    1. 0.8
    2. 0.6
    3. 1.67
    4. 0.4

    정답 2번 · 0.6

    해설 cosθ=P/S=15/25=0.6이다.

39. 39저항 1000Ω, 정전용량 100μF인 RC 직렬회로의 시정수는? 심화
    1. 1s
    2. 10s
    3. 0.1s
    4. 0.01s

    정답 3번 · 0.1s

    해설 τ=RC=1000×100×10⁻⁶=0.1s이다.

40. 40저항 2000Ω, 정전용량 500μF인 RC 직렬회로의 시정수는? 심화
    1. 0.5s
    2. 2s
    3. 0.1s
    4. 1s

    정답 4번 · 1s

    해설 τ=RC=2000×500×10⁻⁶=1s이다.

41. 41인덕턴스 2H, 저항 4Ω인 RL 직렬회로의 시정수는? 심화
    1. 0.5s
    2. 2s
    3. 8s
    4. 0.25s

    정답 1번 · 0.5s

    해설 τ=L/R=2/4=0.5s이다.

42. 42인덕턴스 10H, 저항 5Ω인 RL 직렬회로의 시정수는? 심화
    1. 0.5s
    2. 2s
    3. 50s
    4. 5s

    정답 2번 · 2s

    해설 τ=L/R=10/5=2s이다.

43. 43Y결선 임피던스가 6Ω일 때 등가 Δ결선의 임피던스는? 심화
    1. 2Ω
    2. 6Ω
    3. 18Ω
    4. 36Ω

    정답 3번 · 18Ω

    해설 ZΔ=3ZY=3×6=18Ω이다.

44. 44Δ결선 임피던스가 9Ω일 때 등가 Y결선의 임피던스는? 심화
    1. 27Ω
    2. 9Ω
    3. 1Ω
    4. 3Ω

    정답 4번 · 3Ω

    해설 ZY=ZΔ/3=9/3=3Ω이다.

45. 45인덕턴스 L=0.1H, 정전용량 C=0.1F인 RLC 직렬회로의 공진주파수는? (π≈3.14) 심화
    1. 약 1.59Hz
    2. 약 0.5Hz
    3. 약 3.18Hz
    4. 약 15.9Hz

    정답 1번 · 약 1.59Hz

    해설 f0=1/(2π√(LC))=1/(2×3.14×√0.01)=1/(2×3.14×0.1)≈1.59Hz이다.

46. 46RLC 직렬회로에서 인덕턴스를 4배, 정전용량을 4배로 동시에 바꾸면, 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 심화
    1. 4배
    2. 1/2배
    3. 1/8배
    4. 1/4배

    정답 4번 · 1/4배

    해설 f0∝1/√(LC) 이므로 공진주파수는 1/(√4×√4)=1/4배가 된다.

47. 47RLC 직렬회로에서 인덕턴스를 9배, 정전용량을 4배로 동시에 바꾸면, 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 심화
    1. 1/6배
    2. 6배
    3. 1/3배
    4. 1/12배

    정답 1번 · 1/6배

    해설 f0∝1/√(LC) 이므로 공진주파수는 1/(√9×√4)=1/6배가 된다.

48. 48RLC 직렬회로에서 인덕턴스를 4배, 정전용량을 9배로 동시에 바꾸면, 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 심화
    1. 6배
    2. 1/6배
    3. 1/3배
    4. 1/12배

    정답 2번 · 1/6배

    해설 f0∝1/√(LC) 이므로 공진주파수는 1/(√4×√9)=1/6배가 된다.

49. 49RLC 직렬회로에서 인덕턴스를 16배, 정전용량을 4배로 동시에 바꾸면, 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 심화
    1. 8배
    2. 1/4배
    3. 1/8배
    4. 1/16배

    정답 3번 · 1/8배

    해설 f0∝1/√(LC) 이므로 공진주파수는 1/(√16×√4)=1/8배가 된다.

50. 50RLC 직렬회로에서 인덕턴스를 4배, 정전용량을 16배로 동시에 바꾸면, 공진주파수은 원래의 몇 배가 되는가? (f0=1/(2π√(LC))) 심화
    1. 8배
    2. 1/4배
    3. 1/16배
    4. 1/8배

    정답 4번 · 1/8배

    해설 f0∝1/√(LC) 이므로 공진주파수는 1/(√4×√16)=1/8배가 된다.