전기기능사 필기시험 3회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 전기기능사 필기시험 3회 핵심 요약노트







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1. 전기 이론 및 자기학 필수 공식과 개념


1.1 기본 공식 정리

  • 전위차 (V): 전기량 (Q C)이 도체를 이동하며 한 일 (W J)을 나타내는 관계식은 V = W / Q (볼트) 입니다.

  • 교류 최댓값과 실효값: 교류 전압의 최댓값 (Vmax)은 실효값 (Veff)의 루트 2 (약 1.414) 배 입니다. Vmax = 1.414 x Veff. (예: 가정용 실효값 300V의 최댓값은 약 424.3V).

  • 정현파 평균값 (Va): Va = (2 / 파이) x Vmax. (약 0.637 x Vmax).

  • 전력량 환산: 1 kWh = 3.6 x 10의 6승 J (줄) 입니다.

  • 원형 코일 중심 자장의 세기 (H): H = (N x I) / (2 x r) (AT/m). (N: 감은 횟수, I: 전류 A, r: 반지름 m).

  • 자속 밀도 (B): 공심 솔레노이드 내부 자속 밀도 B = (4 x 파이 x 10의 -7승) x H (Wb/m²). (예: H=200 AT/m 일 때 B = 8 파이 x 10의 -5승 Wb/m²).

  • 자기 인덕턴스 (L): L = (N x 자속) / I (H). (예: 권수 300회, 자속 9 x 10의 -2승 Wb, 전류 2A 일 때 L = 13.5 H).

  • 자기 인덕턴스 축적 에너지 (WL): WL = 1/2 x L x I 제곱 (J). 이 에너지는 자기 인덕턴스 (L)에 비례하고 전류 (I)의 제곱에 비례합니다. (예: L=0.1 H, I=5 A 일 때 WL = 1.25 J).

  • 상호 인덕턴스 (M): 누설 자속이 없는 경우 M = 루트 (L1 x L2). (예: 20 mH와 180 mH 코일의 M = 60 mH).


1.2 전기 현상 및 법칙

  • 앙페르의 오른나사 법칙: 전류에 의해 만들어지는 자기장의 자기력선 방향을 간단하게 알아내는 방법입니다.

  • 자기력선: 자석의 N극에서 시작하여 S극에서 끝나며, 상호 간에 교차하지 않습니다.

  • 원자의 구성: 정상 상태의 원자는 전기적으로 중성이며, 양성자의 수와 전자의 수가 같습니다. 단, 양성자는 (+)극, 전자는 (-)극으로 극성이 다릅니다.

  • 전기와 자기의 대칭: 전속밀도 - 자속밀도, 전계 - 자계, 전속 - 자속, 유전율 - 투자율이 서로 대칭됩니다. 전속밀도와 자기량은 대칭이 아닙니다.

  • 강자성체의 투자율: 투자율은 자화력(자계의 세기)에 따라 크기가 달라집니다.

  • 펠티에 효과: 서로 다른 도체의 접합부에 전류를 흘릴 때 발열 또는 흡열이 일어나는 현상으로, 전자 냉동기의 원리로 이용됩니다.



2. 전기 기기 핵심 이론 및 특성


2.1 직류기 및 동기기

  • 전지 직렬 연결 전류: 전구 전류 I = 총 기전력 / (총 내부 저항 + 외부 저항). (예: 기전력 2.5V, 내부 저항 0.2옴 전지 10개 직렬, 외부 저항 3옴 일 때 I = 5 A).

  • 직류 분권 전동기 단자 전압: V = 유도 기전력 - (전기자 전류 x 전기자 저항). (예: 124.5 - (95 x 0.1) = 115V).

  • 전압 변동률: 변동률 = ((무부하 전압 - 정격 전압) / 정격 전압) x 100 (%). (예: (132-120)/120 x 100 = 10%).

  • 가장 적은 전압 변동: 부하 변동에 대해 단자 전압 변화가 가장 적은 발전기는 평복권 발전기입니다.

  • 동기조상기: 부족 여자로 운전하면 리액터로 작용하고, 과 여자로 운전하면 콘덴서로 작용합니다.


2.2 변압기 및 유도기

  • 변압기 권수비: 권수비 = V1 / V2. (예: 4,800V / 160V = 30).

  • 주상변압기 탭: 고압 측에 여러 개의 탭을 설치하는 이유는 선로 전압 조정을 위해서 입니다.

  • 변류기 (CT) 2차측 단락: 2차측 절연 보호 목적으로 단락합니다.

  • 변압기 히스테리시스손: 주파수가 상승하면 히스테리시스손은 감소합니다.

  • 유도 전동기 원선도: 원선도 작성 시 슬립 측정은 필요하지 않으며, 저항 측정, 무부하 시험, 구속 시험이 필요합니다.

  • 권선형 유도 전동기 2차 저항: 2차 저항을 증가시키면 기동전류는 감소하고, 기동 토크는 증가하며, 2차 회로의 역률은 나빠지게 됩니다.

  • 급정지 제동: 유도 전동기의 급정지 시 가장 좋은 제동 방법은 역상 제동입니다.

  • 단상 유도 전압 조정기 범위: 부하 단자전압을 연속적으로 가변할 수 있는 조정 범위는 V1 + E2 에서 V1 - E2 까지 입니다.

  • 단상 전동기 소비 전력: P = V x I x 역률 (W). (예: 220V x 2.5A x 0.75 = 412.5W).



3. 전기 설비 및 공사 기술 기준


3.1 절연 및 전선

  • B종 절연물의 최고 허용 온도: 130도 C 입니다.

  • 절연 내력 시험 전압: 최대 사용 전압이 7kV 이하인 전동기의 시험 전압은 500V 미만으로 되는 경우 500V로 합니다.

  • 연선 총 소선 수: 중심 소선(1층)을 제외한 층수 (n)가 2층일 때, 총 소선 수는 19 개 입니다. (3 x n x (n+1) + 1 공식 적용).

  • CN-CV-W 케이블: 동심중성선 수밀형 전력케이블을 나타냅니다.

  • 전선 색상: 중성선은 청색으로 표시해야 합니다.


3.2 배선 공사 및 시설

  • 옥내 배선 공구: 절연전선의 피복을 벗길 때 사용하는 공구는 와이어 스트리퍼입니다.

  • 폭발성/가연성 장소 공사: 저압 옥내 배선은 금속관 공사가 적합합니다. 관 상호 및 부속품 연결은 5턱 이상의 나사 조임으로 접속해야 합니다.

  • 연접인입선 시설 기준 (저압):

    1. 인입선에서 분기하는 점으로부터 100m를 초과하는 지역에 미치지 아니할 것.

    2. 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단하지 아니할 것.

    3. 옥내를 통과하지 아니할 것.

    4. 전선의 굵기는 규정 이상이어야 하며, 0.5mm 이하는 아닙니다.

  • 과전류 차단기 설치 장소: 인입선에는 설치해야 하지만, 다선식 전로의 중성선, 접지공사의 접지도체 등에는 설치하지 않아야 합니다.

  • 점멸 스위치 수: 4개소에서 한 등을 자유롭게 점멸하려면 3로 스위치 2개와 4로 스위치 2개가 필요합니다.

  • 지중 전선로 매설 방법: 관로식, 암거식, 직접 매설식이 있으며, 행거식은 지중 전선로 매설 방법이 아닙니다.

  • 전기 기계기구 최대 전압: 엘리베이터 장치 내에 사용하는 전등 및 전기 기계기구에 사용할 수 있는 최대 전압은 400V 입니다.


3.3 설비 및 조명

  • 자동화재탐지설비 구성: 수신기, 발신기, 감지기, 음향 장치, 배선, 전원 등으로 구성됩니다. 비상콘센트는 해당 구성 요소가 아닙니다.

  • 수위 조절 스위치: 물탱크의 수위를 조절하는 데 필요한 자동 스위치는 FLS (Floatless Switch) 입니다.

  • 조명 배광: 특정한 장소만을 고조도로 하기 위한 조명기구는 직접 조명 기구입니다.

  • 전기 난방기구 보호: 전기담요, 전기장판 등 전기 난방기구의 보호용으로 사용되는 퓨즈는 온도 퓨즈입니다.

  • 배전 선로 보안 장치: 주상변압기 2차측이나 저압 분기회로의 분기점에 설치하는 보안 장치는 캐치 홀더입니다. (과전류 보호)







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