제 5장 전기장치의 이론과 실제의 핵심문제
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1. 4Ω의 저항에 24V의 전압을 가하면 몇 A의 전류가 흐르는가? ㉮ 6A ㉯ 12A ㉰ 36A ㉱ 48A 해설 : E 24 I = ─── = ──── = 6A R 4
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2. 그림과 같이 12V의 축전지에 저항 3개를 아래의 그림과 같이 직렬 접속했을 때 전류계에 흐르는 전류는 몇 A인가? ㉮ 1A ㉯ 2A ㉰ 3A ㉱ 4A 해설 : 합성저항 R = 2+4+6 = 12Ω
E 12 I = ─── = ─── = 1A R 12 |
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3. 그림과 같은 회로에서 R1 = 1Ω, R2= 3Ω, R3=5Ω이면 합성 저항은 얼마인가? 85 15 9 9 ㉮1── ㉯ ── ㉰ ── ㉱ ── 15 23 8 15
해설 : 1 1 R = ─────── = ─────── 1 1 1 1 1 ── + ──+ ── 1+ ── +── R1 R2 R3 3 5
1 1 15 = ───────= ─── R =───Ω 15+5+3 23 23 ────── ──── 15 15 |
4. 다음의 그림에서 전류는 얼마인가? ㉮ 1A ㉯ 2A ㉰ 3A ㉱ 4A
해설 : 1 1 합성저항 R = ───── = ────── 1 1 1 1 ── + ── ── + ── R1 R2 4 12
12 = ─── = 3Ω 4
E 6 I = ── = ─── = 2A R 3
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5. 100V의 전압을 가하였더니 5A의 전류가 흐르는 전열기를 2시간 사용하였다면 전력량은? ㉮ 1kW/h ㉯ 0.5kW/h ㉰ 1.5kW/h ㉱ 2kW/h 해설 : P =EIt = 100×5×2 = 1000W/h = 1kW/h
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6.두 자극을 1m 거리를 두었을 때 6.33 × 104 N의 힘이 작용하는 자극의 세기를 1로 정한 단위는? ㉮ 볼트(V) ㉯ 암페어 횟수/미터(AT/m) ㉰ 웨버 ㉱ 에레그 해설 : 진공중에서 같은 크기의 두 자극을 1m의 거리에 놓았을 때 작용하는 힘이 6.33 ×104N이면 그 자극의 세기는 웨버(Wb)이다. |
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7. 100V 500W 의 전열기에 80V의 전압을 가하였을 때의 전력은? ㉮ 400 ㉯ 320 ㉰ 280 ㉱ 180
해설 : E2 1002 R = ─── = ──── = 20Ω P 500
80V를 가하면
E2 802 P = ─── = ──── = 320W R 20
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8. 직경 0.2mm, 길이 100m의 구리선의 저항은 상온에서 몇 Ω인가?(단, 구리선의 비저항=1.69μΩcm) ㉮ 약 36Ω ㉯ 약 46Ω ㉰약 54Ω ㉱ 약 66Ω
해설 : ℓ R = ρ × ───에 의해 1.69×10-6 × A
100000 1.69×10-6×104 ─────── = ───────── 3.14 3.14 ──── ×0.022 ──── ×0.0004 4 4
1.69×10-2 169 = ─────── = ───── 10-4×3.14 3.14
= 54Ω A : 단면적(cm2) ℓ : 길이cm |
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9. 0.25μF 축전기에 24V전압을 가했을 때 축적되는 전하량은 얼마인가? ㉮ 6C ㉯ 6×10-2C ㉰ 6×10-4C ㉱ 6×10-6C 해설 : Q = CㆍE에 의해 1 6 0.25×24 ×───────=────── 1000000 1000000
= 6×10-6
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10. 4μF 및 6μF의 축전기를 직렬로 접속하고 100V의 전압을 가했을 때 합성 정전용량은 몇μF인가? ㉮ 0.24μF ㉯ 2.4μF ㉰ 24μF ㉱ 240μF
1 1 1 C = ────── = ──────= ── 1 1 1 1 10 ── + ── ── + ── ─── C1 C2 4 6 24
= 2.4μF |
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11. 그림과 같은 회로에서 4Ω의 저항에 6A의 전류가 흐를 때 단자 a, b간의 전위차는 몇 V인가? ㉮ 74V ㉯ 114V ㉰ 226V ㉱ 248V
해설 : I = I1+I2
(8+4)×6 72 I = ─────── = ──── = 9(A) 8 8 Vab=IR 1 여기서,R = R1+──────── 1 1 ─── + ─── R2 R3
8 = 10+ ─── ≒12.67 3
∴ Vab = 9×12.67 = 114 |
12. 그림에서 I1=1A, I2 = 2A, I3 = 3A, I4 = 4A 라고 할 때 I5에 흐르는 전류는 몇 A인가? ㉮1A ㉯ 2A ㉰ 3A ㉱ 4A
해설 : 1+3+I5 = 2+4 ∴ I5 = 2A
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13. 12V의 축전지에 2Ω의 저항을 가진 전구를 연결했다. 2분 사용하였을 때의 발생한 총열량은? ㉮ 1820cal ㉯ 18.20cal ㉰ 2074cal ㉱ 2420cal 해설 : H = 0.24I2Rt에서
E2 H = 0.24×─── ×t R
122 =0.24 ×────×120초 = 2073.6cal 2 |
14. 0.25μF의 축전기(condenser)에 13V의 전압을 가할 때 충전되는 전기량은 얼마인가? ㉮ 0.000025C ㉯ 0.00025C ㉰ 0.125C ㉱ 0.0125C
해설 : 1 Q =CE = 0.25× ──────×13 1000000
= 0.000000×13 = 0.0000025C
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15. 발전기의 극이 4극을 가진 발전기에서 10kW의 출력을 내기 위해 필요한 마력은? (단, 기계효율 91%) ㉮ 10PS ㉯ 12PS ㉰ 15PS ㉱ 17PS
해설 : 10 PS = ──────── ×15PS 0.736×0.91
1PS = 0.736W |
16. 어떤 배선의 권선 저항을 측정하였더니 2MΩ이었다. 3000V의 전압을 가하면 누설전류는 몇mA인가? ㉮ 0.9mA ㉯ 1.5mA ㉰ 2.4mA ㉱ 4.2mA
해설 : V 3000 It = ─── = ──── = 0.0015A Rt 2×106
= 1.5mA |
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17. 기전력 1.85V 전지의 두 극을 전선으로 접속하여 0.5A의 전류를 통하였을 때 전위차가 1.45V로 되었다면 전지의 내부저항은 얼마인가? ㉮ 3.7Ω ㉯ 2.9Ω ㉰ 0.8Ω ㉱ 0.98Ω
해설 : 0.5×R = 1.85-1.45
0.4 R = ──── = 0.98Ω 0.5 |
18. 기전력 2V, 내부저항 0.15Ω의 전지를 직렬로 3개 병렬로 16개로 0.8Ω의 부하 저항에 공급할 수 있는 최대 전류는 얼마인가? ㉮ 2.67A ㉯ 2.4A ㉰ 16A ㉱ 20A
해설 : nE 16×2 I= ─── = ─────── nr 16×0.15 ── +R ───── + 0.8 n 3
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19. 저항 8Ω의 도선에 2A의 전류를 흐르게 할 때 5분간 발생하는 열량은 몇 cal인가? ㉮ 2.3×103 ㉯ 8.1×103 ㉰ 9.7×103 ㉱ 10.7×103
해설 : H = 0.24I2Rt = 0.24×22×8×300 = 2.3×103 |
20. 발전기의 회전수가 1800rpm일 때 극수가 4개다. 발생 교류 주파수는 얼마인가? ㉮ 60HZ ㉯ 15HZ ㉰ 300HZ ㉱ 450HZ
해설 : PN 4×1800 f = ─── = ─────── = 60HZ 120 120
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21. 3회 감은 코일에 지나가는 자속이 1/100 sec동안에 3×10-1(Wb)에서 5×10-1(Wb)로 증가하였을 때 유도되는 기전력은 몇 V가 되겠는가? ㉮ 15V ㉯ 30V ㉰ 45V ㉱ 60V
해설 : W2-W1 V= N ×────── t
(5×10-1)- (3×10-1) = 3×──────────── 1 ─── 100
2×10-1 = 3×──────=60 1 ──── 100 |
22. 감은 회수가 10회인 어떤 코일에 5A의 직류 전류가 1/10초 동안에 3A로 감소할 때 유도기전력이 2×10-3V이었다면 이 때의 자기 인덕턴스는 얼마인가? ㉮ 10-1H ㉯ 10-2H ㉰ 10-3H ㉱ 10-4H
해설 :
ΔtㆍV1 2×10-3×0.1 L = ───── = ─────── =10-6(H) ΔI 5-3
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23. 상호 인덕턴스가 0.1H일 때 1차코일의 전류를 0.2초 동안에 10A를 변화시키면 2차 코일에 유도되는 기전력은 얼마인가? ㉮ 5V ㉯ 100V ㉰ 200V ㉱ 500V
해설 : Δ1 V1 = L×──── Δt
10 = 0.1× ──── = 5V 0.2 |
24. 축전지 전해액 비중이 1.240이고 온도가 50°C였다면 표준 상태에서의 비중은? ㉮ 1.261 ㉯ 1.290 ㉰ 1.190 ㉱ 1.251
해설 : S20 = St + 0.0007(t-20) = 1.240+0.0007(50-21) = 1.261
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25. 용량 120AH의 축전지는 240A로 얼마나 방전할 수 있나? ㉮ 20분 ㉯ 30분 ㉰ 60분 ㉱ 200분 해설 : AH = A×H
120 H = ───── = 0.5H=30분 240
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26. 비중 1260(20° C)의 전해액을 사용하여 100AH의 방전을 하였다. 단, 방전전에 황산의 합유량은 35%증량이다. 이 때 전해액 전체는 몇g인가? ㉮ 630 ㉯ 870 ㉰ 961 ㉱ 1023 해설 : 1A방전시 황산 3.66g 소비,물0.67생성 소비되는 황산량 = 3.66g×100=366g 생성되는 물 = 0.67g×100 =67g ∴ 1260-366+67 = 961g |
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27. 비중이 1.260이었던 완전 충전된 축전지에 100Ah를 모두 방전하였다. 황산의 함유량은 몇 %인가? ㉮ 3% ㉯ 5% ㉰ 8% ㉱ 10% 해설 : ㆍ황산 : 1.260×35% = 441g ㆍ물 : 1.260-441g = 819g ㆍ 황산 소비 중량 : 100×3.66=366g ㆍ 물의 생성 중량 : 100×0.67 = 67g ㆍ황산 중량 : 441-366 = 75g ㆍ물의 중량 : 819+67 = 886g 75+886 = 961g 75 ∴──── × 100 = 8% 961 |
28. 2개의 코일간의 상호 인덕턴스가 0.5H일 때 한쪽 코일의 전류가 0.01초간에 3A에서 1A로 동일하게 변화하면 다른 쪽 코일에는 얼마의 기전력이 유도되는가? ㉮ 20V ㉯ 50V ㉰ 100V ㉱ 150V 해설 : ΔI 3-1 V1 =L ─── = 0.5× ──── = 100V Δt 0.01
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29. 코일의 권수 150회의 코일에 5A의 전류를 흐르게 하였을 때 6×10-2Wb의 자속이 쇄교하였다. 이 코일의 자기 인덕턴스는? ㉮ 1.10H ㉯ 1.20H ㉰ 1.8H ㉱ 2H
해설 : Nφ 자기 인덕턴스(L) = ──── = NφCH I
Nφ 150×6×10-2 L = ─── = ────────── =1.8H 2 5 |
30. 1차 코일의 권수는 200회, 발생전압 100 V일 때 2차 코일에 1500V를 유도하려면 2차 코일의 권수는? ㉮ 700회 ㉯ 1000회 ㉰ 1500회 ㉱ 3000회
해설 : N2 E2 = E1×─── N1
E2 1500 N2 = ──×N1 = ──── ×200 = 300회 E1 100 |
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31. 4사이클 가솔린 기관이 2400rpm으로 회전하였다. 전기 지연 연소 지연기관을 1/600c초라면 연소 지연기간 동안 크랭크축의 회전각은? ㉮ 9° ㉯ 12° ㉰ 18° ㉱ 24°
해설 : 연소지연기간 기관 회전수×360°× ──────── 60 |
32. 10Cd의 광원에서 1m인 곳에서의면의 밝기가 10Lux이다. 2m인 곳에서의 면 밝기는 얼마인가? ㉮ 1.5Lux ㉯ 2.5Lux ㉰ 3.5Lux ㉱ 4.5Lux
해설 : c 10 Lux = ── = ──── = 2.5Lux r2 22
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33. 링기어 잇수 120, 피니언 잇수가 12일 때 총배기량은 1,500cc이고 기관의 회전 저항이 6m-kg이라면, 기동 전동기가 필요로 하는 최소 회전력은? ㉮ 0.45m-kg ㉯ 0.60m-kg ㉰ 0.75m-kg ㉱ 0.9m-kg
해설 : 피니언 잇수 T = ───────── × 회전저항 링 기어 잇수
12 T = ──── ×6= 0.60m-kg 120 |
34. 기관 배기량이 1500cc이고, 링 기어의 잇수가 113, 피니언 잇수가 9인 자동차에 사용해야할 시동 모터의 출력은?(단, 시동 모터 최대 회전수는 2400rpm이다) ㉮ 0.6PS ㉯ 0.8PS ㉰ 1PS ㉱ 1.4PS
해설 : 1500 9 ─── ─── ×1500 TR 500 113 PS = ──── = ───────── 716 716
=1PS |
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35. 발전기의 극수가 4일 때 정상 회전속도는 다음 중 어느 것인가?(단, 주파수는 60Hz이다) ㉮ 1200 ㉯ 1500 ㉰ 1800 ㉱ 2200
해설 : 120f 120 ×60 N = ────= ─────── = 1800rpm P 4 |
36. 전압 12V, 출력 전류24V인 발전기의 출력은 몇 W인가? ㉮ 144 ㉯ 200 ㉰ 288 ㉱ 576
해설 : P=EI = 12×24 = 288W
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37. 다음 그림은 4실린더 엔진의 점화장치를 엔진 스코프로 점검한 파형이다. 캠 앵글은 몇 도인가? ㉮ 50° ㉯ 52° ㉰ 53° ㉱ 54°
해설 : 30 360 ─────── × ──── = 54° 2+18+30 4
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38. 다음은 자동차 헤드라이트 배선의 일부이다. 이 때 퓨즈(fuse)는 몇 암페어(A)용의 것을 사용하는 것이 좋은가? ㉮ 6A ㉯ 10A ㉰ 15A ㉱ 150A
해설 : P=EI
P 35×2 I= ─── = ───── = 11.6A E 6 |
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39. 자기 인덕턴스 50mH의 코일의 유도 리액턴스는 얼마인가?(단, 주파수는 60Hz이다) ㉮ 1.881Ω ㉯ 18.81Ω ㉰ 188.4Ω ㉱ 18.84Ω
해설 : 50 R = 2πFL = 2×3.14×60× ──── 1000 = 18.84Ω |
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전기장치의 이론과 실제의 핵심문제 정답 1.㉮ 2.㉮ 3.㉯ 4.㉯ 5.㉮ 6.㉰ 7.㉯ 8.㉰ 9.㉱ 10.㉯ 11.㉯ 12.㉯ 13.㉰ 14.㉮ 15.㉰ 16.㉯ 17.㉱ 18.㉱ 19.㉮ 20.㉮ 21.㉱ 22.㉱ 23.㉮ 24.㉮ 25.㉯ 26.㉰ 27.㉰ 28.㉰ 29.㉰ 30.㉱ 31.㉱ 32.㉯ 33.㉯ 34.㉰ 35.㉰ 36.㉰ 37.㉱ 38.㉰ 39.㉱ |