전기기능사 필기시험 9회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 전기기능사 필기시험 9회 핵심 요약노트




아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.




1. 전기 이론 및 자기학 (Electric Theory & Magnetism)


1.1. 교류 회로의 기본 공식 및 특성

  • Y-결선 (스타 결선) 회로 특성:

    • 선간전압 (VL)은 상전압 (VP)의 루트 3배 크다. (VL = 루트 3 x VP)

    • 선전류 (IL)와 상전류 (IP)는 같다. (IL = IP)

    • 예시: 선간전압 VL = 210V일 때, 상전압 VP = 210 / 루트 3 약 121V

  • 델타 - Y 등가 변환:

    • 델타 결선 부하 임피던스 Z델타를 Y 결선 부하 임피던스 ZY로 변환할 경우, ZY는 Z델타의 1/3배가 된다. (ZY = 1/3 x Z델타)

  • 3상 전력 공식:

    • 소비전력 (P)은 P = 루트 3 x 선간전압 VL x 선전류 IL x 역률 (cos 세타) 로 계산한다. (단위: W)

  • 직렬 RL 회로 임피던스:

    • 임피던스 Z는 저항 R의 제곱과 리액턴스 XL의 제곱을 더한 값의 루트이다. (Z = 루트(R제곱 + XL제곱)) (단위: 옴)


1.2. 자기 회로 및 인덕턴스

  • 누설 자속: 기자력에 의해 발생되는 자속 중, 자기 회로 이외의 부분을 통과하는 자속을 의미한다.

  • 자기 인덕턴스 (L) 계산:

    • L = (권선수 N x 자속 파이) / 전류 I (단위: H)

  • 유도 기전력 (E) 계산:

    • E = 권선수 N x (자속 변화량 델타 파이 / 시간 변화량 델타 t) (단위: V)

  • 상호 인덕턴스 직렬 접속:

    • 가극성 접속: L합성 = L1 + L2 + 2M

    • 차극성 접속: L합성 = L1 + L2 - 2M

  • 비투자율: 공기의 비투자율은 1이다.


1.3. 콘덴서 (정전 용량)

  • 평판 콘덴서의 정전 용량 특성:

    • 정전 용량은 금속판의 면적에 비례한다.

    • 정전 용량은 금속판 사이의 거리에 반비례한다.

    • 정전 용량은 유전체의 유전율에 비례한다.

  • 콘덴서의 합성 용량 (동일 용량 C인 N개 접속):

    • 병렬 접속 시: C 병렬 = N x C

    • 직렬 접속 시: C 직렬 = C / N

    • C 병렬은 C 직렬의 N제곱 배이다. (예: 5개 접속 시 5의 제곱 = 25배)

  • 저장 에너지 (W):

    • W = 1/2 x 전하량 Q x 전압 V (단위: J)


1.4. 기타 이론

  • 도전율 단위: 모우/미터 (Mho/m) 또는 지멘스/미터

  • 일과 에너지 단위 환산: 1 Wh = 3600 Ws = 3600 J

    • 예시: 6 Wh = 6 x 3600 = 21,600 J



2. 전기 기기 (Electrical Machinery)


2.1. 변압기 (Transformer)

  • 원리: 전자유도 작용을 이용한다.

  • 유도 기전력 공식: E = 4.44 x 주파수 f x 권수 N x 최대 자속 파이 m

  • 변압기 시험 항목:

    • 무부하 시험: 철손과 여자 어드미턴스를 측정한다.

    • 단락 시험: 동손과 임피던스 전압을 측정하며, 이를 통해 전압 변동률을 계산할 수 있다.

    • 절연 내력은 별도의 절연 시험으로 확인하며, 무부하/단락 시험으로는 구할 수 없다.

  • 건조 방법 (습기 제거): 열풍법, 단락법, 진공법이 사용되며, 가압법은 사용하지 않는다.

  • 3권선 변압기 용도: 3차 권선에 조상기를 접속하여 송전선의 전압 조정 및 역률 개선에 사용한다.

  • 절연 재료 내열 등급:

    • A종: 105도 C (목면, 명주, 종이 등 유기물)

    • E종: 120도 C

    • B종: 130도 C


2.2. 직류기 및 동기기

  • 전동기 역기전력 (Eb):

    • Eb = 단자전압 V - (전기자 전류 Ia x 전기자 저항 Ra) (단위: V)

  • 발전기 전압 변동률 (엡실론):

    • 엡실론 = ((무부하 전압 V 무부하 - 정격 전압 V 정격) / 정격 전압 V 정격) x 100 (%)

  • 동기기 (Synchronous Machine):

    • 제동 권선을 설치하는 주된 이유: 난조 방지

    • 단락비 (K): 퍼센트 동기 임피던스 (%Zs)의 역수이다. (%Zs 약 100 / K)


2.3. 유도 전동기 및 기타 기기

  • 단상 유도 전동기 기동 토크 순서 (큰 순서):

    1. 반발 기동형 (가장 크다)

    2. 반발 유도형

    3. 콘덴서 모터형

    4. 분상 기동형

    5. 셰이딩 코일형 (가장 작다)

  • 농형 유도 전동기의 기동법: 전전압 기동, Y-델타 기동, 리액터 기동, 기동 보상기에 의한 기동 등이 있다. (델타-델타 기동은 사용하지 않는다.)

  • 매극 매상당 홈 수 (q):

    • q = 총 홈 수 / (극 수 x 상 수)

  • 3상 유도 전압 조정기 원리: 회전 자계에 의한 유도 작용을 이용하여 2차 전압의 위상과 크기를 조정한다.

  • 초퍼 회로: ON, OFF를 고속으로 변환하여 직류 전압을 변환하는 회로이다. (직류 변압기 역할)

  • SCR 역병렬 결합 소자: Triac (교류 전력 제어에 사용)

  • 히스테리시스손: 최대 자속밀도 B max의 1.6승 및 주파수 f의 1.0승에 비례한다.

  • 규소강판 규소 함유량: 2 ~ 3.5% (전기자 철심 재료)



3. 전기 설비 및 KEC (KEC & Electrical Installation)


3.1. 배선 설비 및 공사

  • 연동선 (Soft Copper Wire): 전기 저항이 적고 부드러우며, 구부리기가 용이하여 주로 옥내 배선에 사용된다.

  • 나전선의 사용 금지 품목: 경동선은 지름 12mm 초과 시 나전선으로 사용할 수 없다.

  • 가요 전선관 곡률 반지름 (관 안지름 기준):

    • 1종 가요 전선관: 6배 이상

    • 2종 가요 전선관: 3배 이상

  • 금속 전선관 규격 (호칭 mm):

    • 박강 전선관: 15, 19, 25, 31, 39, 51, 63, 75 (12mm는 규격에 해당하지 않는다.)

  • 애자 공사 시 사용 불가 전선: 옥외용 비닐 절연 전선 및 인입용 비닐 절연 전선은 사용할 수 없다.

  • 전선 접속 (종단겹침용 슬리브): 보통 2개소를 압착한다.


3.2. 공구 및 재료

  • 콘크리트 조영재 볼트 시설 공구: 드라이브 이트 (콘크리트 벽 등에 직접 못을 박아 고정하는 공구)

  • 금속 전선관 공사용 공구가 아닌 것: 와이어 스트리퍼 (전선 피복 제거용)

  • 단선의 브리타니아 직선 접속 재료: 조인트선

  • 턴 로크 콘센트: 플러그를 꽂은 후 약 90도 돌려 빠짐을 방지하는 콘센트이다.

  • 영화관 등 이동 전선: 고무 절연 클로로프렌 캡타이어 케이블


3.3. 안전 및 규정

  • 가공 전선 지지물 안전 규정:

    • 승탑/승강용 발판, 볼트 등은 지표상 1.8m 미만에 시설하여서는 안 된다.

    • 지지물의 기초 안전율은 2 이상이어야 한다.

  • 저압 연접 인입선 규정 (적합한 것):

    • 분기점에서 100m를 초과하는 지역에 미치지 아니할 것.

    • 폭 5m를 초과하는 도로를 횡단하지 아니할 것.

    • 옥내를 통과하지 아니할 것.

  • 인터록 회로: 두 개 이상의 회로에서 선행 동작 우선 또는 상대 동작 금지와 같은 상호 관계를 제어하는 회로이다.

  • 종속 차단 보호 방식: 설비의 경제성 확보를 위해 부하측의 차단 용량이 부족할 때 적용하는 방식으로, 상위 차단기 동작 시 모든 분기 회로가 동시 차단되는 단점이 있다. (전원측 차단 용량 부족 시 적용하는 방식이 아니다.)

  • 누전 차단기 정격 (일반 장소 저압 기계기구):

    • 정격 감도 전류: 30mA 이하

    • 동작 시간: 0.03초 이하 (전류 동작형)

  • 가연성 가스 체류 우려 장소 설비: 전기 설비가 발화원이 되지 않도록 케이블 공사를 하는 것이 가장 적합하다.

  • 교통 신호등 전로 자동 차단: 사용 전압이 150V를 초과하는 경우 지락 발생 시 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설해야 한다.




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