문제 1: 전기 회로에서 직렬 연결 시 전류와 전압의 관계를 설명하시오.
답: 직렬 연결에서는 모든 기기에 동일한 전류가 흐릅니다. 전압은 각 기기에서 나누어지며, 총 전압은 각 기기에서 발생한 전압의 합과 같습니다. 즉, Vtotal = V1 + V2 + ... + Vn, Itotal = I1 = I2 = ... = In입니다.
문제 2: 교류 회로에서의 임피던스 계산 방법을 설명하시오.
답: 교류 회로에서 임피던스 Z는 R, L, C의 조합으로 계산됩니다. 임피던스는 Z = R + j(XL - XC)로 표현되며, 여기서 R은 저항, XL은 유도성 리액턴스, XC는 용량성 리액턴스입니다. j는 허수 단위입니다.
문제 3: 유도 전동기의 기동 시 전류가 높은 이유를 설명하시오.
답: 유도 전동기의 기동 시 전류가 높은 이유는 기동 순간에 회전자가 정지 상태에 있어, 회전자가 생성하는 자속이 없어지기 때문입니다. 이로 인해 기동 전류가 매우 크며, 기동 저항이 사용되지 않으면 급격한 전류가 흐를 수 있습니다.
문제 4: 전기기사 시험에서 주로 출제되는 전기자기학의 중요한 공식들을 나열하시오.
답: 전기자기학에서 자주 출제되는 주요 공식은 다음과 같습니다.
- 쿨롱의 법칙: F = k(Q1 * Q2) / r²
- 가우스 법칙: ∮E • dA = Q / ε₀
- 패러데이 전자유도법칙: e = -dΦ/dt
- 앙페르 법칙: ∮B • dl = μ₀I
문제 5: 전압의 위상차가 90도인 교류 회로에서 전압과 전류의 관계를 설명하시오.
답: 전압과 전류의 위상차가 90도인 경우, 전압과 전류는 서로 직각으로 위상이 달라집니다. 이때, 전류는 전압보다 90도 뒤처지거나 앞설 수 있으며, 주로 인덕터나 커패시터가 포함된 회로에서 발생합니다. 이는 전력의 전달이 효율적이지 않음을 의미합니다.
문제 6: 전력 시스템에서 배전선의 역할을 설명하시오.
답: 배전선은 변전소에서 수용가로 전기를 전달하는 역할을 합니다. 전력을 고압에서 저압으로 변환하고, 각 가정이나 산업체로 안정적으로 전기를 공급하는 중요한 역할을 하며, 전력의 손실을 최소화하는 방식으로 설계됩니다.
문제 7: 전기 기기에서 과전류 보호장치의 종류와 역할을 설명하시오.
답: 과전류 보호장치에는 퓨즈, 차단기, 서지 보호기 등이 있으며, 각 장치는 전류가 설정된 한계를 초과할 경우 회로를 차단하여 기기나 배선의 손상을 방지합니다. 퓨즈는 일회용 차단 장치이고, 차단기는 재설정이 가능하며, 서지 보호기는 순간적인 전압 급증을 차단합니다.
문제 8: 직류 회로에서의 전력 소비를 계산하는 공식을 설명하시오.
답: 직류 회로에서 전력 소비는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
P = V × I,
여기서 P는 전력, V는 전압, I는 전류입니다. 직류 회로에서는 전압과 전류가 일정하게 유지되기 때문에 전력 소비는 전압과 전류의 곱으로 간단히 계산할 수 있습니다.
문제 9: 전기 기기에서 단락 사고 발생 시 대처 방법을 설명하시오.
답: 단락 사고 발생 시 가장 중요한 대처 방법은 즉시 전원 차단입니다. 전기 회로에서 단락이 발생하면, 매우 큰 전류가 흐르게 되어 기기나 배선이 손상될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서 과전류 보호 장치를 통해 전류가 일정 수준 이상으로 증가하면 자동으로 차단되도록 합니다.
문제 10: 전기 설비에서 접지의 중요성을 설명하시오.
답: 접지는 전기 설비의 안전을 보장하는 필수적인 요소입니다. 접지를 통해 고장 전류나 누설 전류가 안전하게 대지로 흘러가도록 하여, 사람이나 기기가 감전되는 사고를 예방합니다. 또한, 고장 시 전기적 사고를 최소화하고, 전기 설비의 내구성을 높이는 중요한 역할을 합니다.