철도신호기사 필기 기출문제복원 (2013-09-28)

철도신호기사
(2013-09-28 기출문제)

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1과목: 전자공학

1. 검파효율이 90[%]인 직선검파회로에 반송파의 진쪽이 10[V]이고, AM 변조도가 50[%]인 피변조파를 인가하는 경우 출력에 나타나는 신호파의 진폭은 몇 [V]인가?

  1. 2.5[V]
  2. 4.5[V]
  3. 5.2[V]
  4. 9.5[V]
(정답률: 95%)
  • AM 변조된 신호의 진폭은 (1+m)A/2 형태로 나타낼 수 있다. 여기서 m은 변조도, A는 반송파의 진폭이다. 따라서 이 문제에서는 m=0.5, A=10[V]이므로 출력에 나타나는 신호파의 진폭은 (1+0.5)×10/2=4.5[V]이다.
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2. 다음 증폭기의 출력 V0는?

  1. V0=(1+R2/R1)V1
  2. V0=(R1+R2)V1
  3. V0=(1/(R1+R2))V1
  4. V0=(R1+R1/R2)V1
(정답률: 85%)
  • 증폭기의 입력단과 출력단은 모두 정전기적으로 독립되어 있기 때문에, 입력단에서 인가된 전압 V1은 출력단에서 그대로 유지된다. 따라서 출력전압 V0은 R2와 R1에 의해 결정된다. 이때, R2와 R1은 직렬로 연결되어 있으므로, 전압분배 법칙에 따라 V1은 R2와 R1에 각각 V1(R2/(R1+R2))과 V1(R1/(R1+R2))의 전압이 할당된다. 이때, 출력전압 V0은 R2에 할당된 전압의 크기에 R2와 R1의 비율을 곱한 값과 R1에 할당된 전압의 크기에 R1과 R2의 비율을 곱한 값의 합과 같다. 즉, V0=(R2/(R1+R2))V1 + (R1/(R1+R2))V1 = (1+R2/R1)V1 이 된다. 따라서 정답은 "V0=(1+R2/R1)V1" 이다.
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3. 개루프 전압이득이 40[dB]인 저주파 증폭기에서 비직선 일그러짐이 10[%]일 때 이것을 1[%]로 개선하기 위한 부궤환 증폭기의 전압궤환률 β는?

  1. 1/40
  2. 9/100
  3. 9/1000
  4. 11/1000
(정답률: 75%)
  • 비직선 일그러짐이 10[%]이므로 출력 전압의 최대값은 1.1배가 된다. 따라서, 개선 후의 개루프 전압이득은 40[dB] + 10[log(1/1.1)] = 43.4[dB]가 된다.

    부궤환 증폭기의 전압궤환률 β는 다음과 같이 구할 수 있다.

    β = 10^(43.4/20) / 10^(40/20) = 9/100

    즉, 개선된 증폭기의 전압궤환률은 9/100이 되어야 한다.
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4. 그림과 같은 ECL 회로의 논리출력은? (단, Y, Y' 는 출력단자)

  1. Y : NAND, Y' : AND
  2. Y : AND, Y' : NAND
  3. Y : NOR, Y' : OR
  4. Y : OR, Y' : NOR
(정답률: 50%)
  • 입력 A, B가 모두 0일 때, AND 게이트의 출력은 0이므로 NAND 게이트의 출력은 1이 된다. 따라서 Y는 NAND 게이트의 출력이다. 입력 A, B가 모두 1일 때, OR 게이트의 출력은 1이므로 NOR 게이트의 출력은 0이 된다. 따라서 Y'는 NOR 게이트의 출력이다. 따라서 정답은 "Y : NAND, Y' : NOR"이다.
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5. 다음 연산증폭기의 역할은? (단, R=R'이고 다이오드는 이상적이다.)

  1. 발진회로
  2. 클램프회로
  3. 전파정류기
  4. 반파정류기
(정답률: 50%)
  • 연산증폭기는 입력 신호를 증폭시켜 출력으로 내보내는 역할을 합니다. 그림에서 다이오드는 입력 신호의 반파만을 통과시키고, 나머지 반파는 차단합니다. 이렇게 반파만을 통과시키는 회로를 반파정류기라고 합니다. 따라서 정답은 "반파정류기"입니다.
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6. 10진수 583을 BCD코드로 변환하면?

  1. 0101 1000 1100
  2. 1010 1000 0011
  3. 0101 1010 0011
  4. 0101 1000 0011
(정답률: 74%)
  • BCD 코드는 10진수를 4비트씩 나누어 각각을 이진수로 표현하는 방식입니다. 따라서 583을 4비트씩 나누면 0101 1000 0011이 됩니다. 이는 각각 5, 8, 3을 이진수로 표현한 것입니다.
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7. 다음 중 정류회로에서 다이오드를 여러 개 병렬로 접속시킬 경우의 특성은?

  1. 과전압으로부터 보호할 수 있다.
  2. 과전류로부터 보호할 수 있다.
  3. 정류기의 역방향 전류가 감소한다.
  4. 부하출력에서 역동률을 감소시킬 수 있다.
(정답률: 95%)
  • 정류회로에서 다이오드를 병렬로 접속하면 각 다이오드가 전압을 분담하게 되어 과전압이 발생할 가능성이 줄어들게 됩니다. 또한, 다이오드가 병렬로 접속되면 전류가 분배되어 과전류가 발생할 가능성이 줄어들게 되어 과전류로부터 보호할 수 있습니다. 따라서, "과전류로부터 보호할 수 있다."가 정답입니다.
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8. 어떤 차동증폭기의 차동전압이득은 1500이고 동위상 이득은 0.1일 때 동위상 신호제거비(CMRR)을 구하고 이를 데시별로 나타낸 것으로 맞는 것은?

  1. 30000, 167[dB]
  2. 30000, 83.5[dB]
  3. 15000, 167[dB]
  4. 15000, 83.5[dB]
(정답률: 94%)
  • 차동전압이득은 동위상 신호와 차동신호의 비율을 나타내는 값이고, 동위상 이득은 입력신호의 양쪽 상의 출력신호의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 동위상 신호를 제거하는 능력을 나타내는 동위상 신호제거비(CMRR)는 차동전압이득을 동위상 이득으로 나눈 값이다.

    CMRR = 차동전압이득 / 동위상 이득 = 1500 / 0.1 = 15000

    단위는 dB로 표시하는 것이 일반적이므로, 20log(CMRR)로 계산하여 데시별로 표시하면 다음과 같다.

    20log(15000) = 83.5[dB]

    따라서 정답은 "15000, 83.5[dB]"이다.
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9. 변조도가 “1”이라는 의미는?

  1. 1[%] 변조
  2. 무변조
  3. 과변조
  4. 100[%] 변조
(정답률: 94%)
  • 변조도가 "1"이라는 것은 전혀 변조되지 않았다는 것을 의미합니다. 따라서 "1[%] 변조"는 변조가 거의 없다는 것을 나타내며, "무변조"는 전혀 변조되지 않았다는 것을 나타냅니다. "과변조"는 변조가 너무 많이 되었다는 것을 나타내며, "100[%] 변조"는 완전히 변조되었다는 것을 의미합니다. 따라서, 변조도가 "1"일 때는 변조가 거의 없으므로 "100[%] 변조"가 아닌 "무변조"나 "1[%] 변조"가 됩니다.
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10. PM의 최대 주파수 변이는?

  1. 변조 신호의 주파수에 비례한다.
  2. 변조 신호의 주파수에 반비례한다.
  3. 반송파 주파수에 비례한다.
  4. 반송파 주파수에 반비례한다.
(정답률: 48%)
  • PM은 변조 신호의 위상을 변화시키는 방식으로 신호를 전송하기 때문에, 변조 신호의 주파수가 높을수록 위상 변화가 더 민감하게 일어나게 됩니다. 따라서 PM의 최대 주파수 변이는 변조 신호의 주파수에 비례하게 됩니다.
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11. 진성반도체에서 전자와 정공의 농도가 같다고 할 때 전도대의 준위가 0.2[eV]이고, 가전자대의 준위기 0.7[eV]일 때 페르미 준위[eV]는?

  1. 0.14
  2. 0.45
  3. 0.5
  4. 0.9
(정답률: 65%)
  • 페르미 준위는 전자와 정공의 농도가 같을 때 전도대와 가전자대의 준위 중간에 위치한다. 따라서 (0.2 + 0.7) / 2 = 0.45[eV]가 된다.
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12. C급 전력 증폭기에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 입력신호의 전주기 동안에 컬렉터 전류가 흐르기 때문에 소비전력이 매우 크다.
  2. B급 증폭기 보다 효율이 높다.
  3. C급 증폭기의 컬렉터에 저항부하를 연결하면 펄스 형태에 가까운 출력이 나타난다.
  4. 컬렉터에 연결한 저항 대신 LC 병렬공진 회로를 사용하면 공진주파수의 전압 파형을 정현파로 만들 수 있다.
(정답률: 57%)
  • "C급 전력 증폭기의 입력신호의 전주기 동안에 컬렉터 전류가 흐르기 때문에 소비전력이 매우 크다." 이유는 C급 증폭기가 컬렉터 전류가 전체 주기 동안 흐르기 때문에, 전류가 흐르는 동안 소비전력이 발생하기 때문이다. 이는 B급 증폭기와 달리 전류가 흐르는 시간이 더 길기 때문에 높은 효율을 가지지만, 소비전력이 높다는 단점이 있다.
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13. 정전압 전원 장치에서 무부하시 단자 전압이 15[V], 전부하시 단자 전압이 10[V]라면 전압 변동률[%]은?

  1. 10
  2. 30
  3. 50
  4. 70
(정답률: 94%)
  • 전압 변동률은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전압 변동률(%) = ((전부하시 단자 전압 - 무부하시 단자 전압) / 무부하시 단자 전압) x 100

    따라서, 전압 변동률은 ((10 - 15) / 15) x 100 = -33.33...% 입니다.

    하지만, 보기에서 주어진 답안은 -33.33...% 가 아니라 50% 입니다. 이는 오류가 있습니다. 따라서, 이 문제에서는 정확한 답을 구할 수 없습니다.
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14. 변조신호 주파수가 2[MHz]인 FM파의 점유주파수 대역폭은 얼마인가? (단, 최대 주파수편이는 10[MHz]임)

  1. 38[MHz]
  2. 36[MHz]
  3. 24[MHz]
  4. 20[MHz]
(정답률: 94%)
  • FM파의 점유주파수 대역폭은 변조신호의 최대 주파수 변화량에 비례한다. 이 때, 최대 주파수 변화량은 변조신호 주파수의 두 배이므로 2[MHz] x 2 = 4[MHz]이다. 따라서, 점유주파수 대역폭은 4[MHz]이다. 그러나, 최대 주파수편이가 10[MHz]이므로, 점유주파수 대역폭은 10[MHz] 이내여야 한다. 따라서, 정답은 4[MHz]와 10[MHz] 사이에서 선택해야 한다. 이 중에서 변조신호 주파수의 최대 주파수 변화량이 2[MHz]일 때, 점유주파수 대역폭이 24[MHz]이므로 정답은 "24[MHz]"이다.
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15. 그림과 같은 회로가 발진하기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 루프 이득이 1 이어야 한다.
  2. X1+X2+X3=0
  4. X1과 X2는 같은 부호를 가져야 하고, X3는 이와 반대 부호를 가져야 한다.
(정답률: 80%)
  • 회로가 발진하기 위해서는 루프 이득이 1보다 커야 하며, X1, X2, X3의 부호 조건도 만족해야 한다. 하지만 X1 + X2 + X3 = 0은 발진 조건과는 무관하다. 따라서 정답은 ""이다.
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16. AM 변조에서 반송파의 주파수가 600[kHz], 변조파의 주파수가 7[kHz]라고 할 때 주파수 대역폭은?

  1. 7[kHz]
  2. 14[kHz]
  3. 70[kHz]
  4. 140[kHz]
(정답률: 85%)
  • AM 변조에서 주파수 대역폭은 변조파의 주파수와 같은 크기의 양쪽 주파수 대역을 포함하므로, 주파수 대역폭은 2 × 7[kHz] = 14[kHz]가 된다. 따라서 정답은 "14[kHz]"이다.
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17. 그림과 같은 디코더는 BCD 입력이 1001(ABCD)인 대안출력이 1을 나타낸다고 할 경우 다음 중 출력 Y를 불대수식으로 표현하면?

  1. AD
  2. AB
  3. AC
  4. BCD
(정답률: 87%)
  • BCD 입력이 1001일 때, 디코더의 대안출력은 1이므로, Y는 A와 D가 모두 1이어야 한다. 따라서 Y는 AD로 표현된다.
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18. 주파수 변조에서 변조지수가 5이고 신호의 최고주파수가 12[kHz]일 때 그 소요대역폭[kHz]은?

  1. 60
  2. 120
  3. 180
  4. 240
(정답률: 67%)
  • 주파수 변조에서 소요대역폭은 변조지수와 최고주파수에 비례한다. 따라서, 소요대역폭은 5 × 12[kHz] = 60[kHz]가 된다. 따라서, 보기에서 정답이 "120"인 이유는 잘못된 것이다.
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19. 첫째 단의 잡음지수 F1=10, 이득 G1=20이며, 다음 단의 잡음지수 F2=21, 이득 G2=50 일 때 2단 증폭기의 종합잡음 지수는?

  1. 11
  2. 110
  3. 21
  4. 210
(정답률: 75%)
  • 2단 증폭기의 종합잡음 지수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    종합잡음지수 = 10 + (21-1) + (G1-1) + (G2-1)
    = 10 + 20 + 49 + 99
    = 178

    여기서 G1과 G2에서 각각 1을 빼는 이유는, 이득값에 1을 더한 후 로그를 취해야 하기 때문입니다. 따라서 정답은 "11"이 됩니다.
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20. 다음 중 정현파를 구형파로 만드는데 사용하는 회로는?

  1. 적분기
  2. 미분기
  3. 슈미트 트리거회로
  4. 멀티바이브레이터회로
(정답률: 93%)
  • 슈미트 트리거회로는 입력 신호의 잡음을 제거하고, 안정적인 출력 신호를 만들어내는 회로이다. 이를 이용하여 정현파를 구형파로 만들기 위해서는, 정현파를 입력 신호로 사용하고, 슈미트 트리거회로의 출력 신호를 구형파로 사용하면 된다. 슈미트 트리거회로는 입력 신호가 일정 임계값을 넘어서면 출력 신호가 바뀌는 특성을 가지고 있기 때문에, 이를 이용하여 입력 신호의 주기를 측정하고, 이를 이용하여 구형파를 만들어낼 수 있다.
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2과목: 회로이론 및 제어공학

21. 다음과 같은 함수 f(t)를 라플라스 변환하면?

(정답률: 53%)
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22. 분포정수 회로가 무왜선로로 되는 조건은? (단, 선로의 단위 길이당 저항은 R, 인덕턴스는 L, 정진용량은 C, 누설 콘덕턴스는 G이다.)

  1. RL=CG
  2. RC=LG
(정답률: 82%)
  • 분포정수 회로가 무왜선로로 되기 위해서는 전송선로의 특성 임피던스와 분포정수 회로의 특성 임피던스가 일치해야 한다.

    분포정수 회로의 특성 임피던스는 √(L/C)이고, 전송선로의 특성 임피던스는 √(R/G)이다.

    따라서, 분포정수 회로가 무왜선로로 되기 위해서는 √(L/C) = √(R/G)이 성립해야 한다.

    양변을 제곱하면, RC = LG가 된다. 따라서, 정답은 "RC=LG"이다.
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23. 대칭 3상 전압을 a상을 기준으로 했을 때 영상분 V0, 정상분 V1, 역상분 V2의 합은?

  1. Va
  2. Va+1
  3. 0
  4. 1
(정답률: 36%)
  • 대칭 3상 전압에서 각 상은 크기와 위상이 동일하므로, 영상분 V0은 a상의 크기와 반대 방향이므로 -Va이다. 역상분 V2은 a상에서 120도 후진한 상이므로, 위상이 반대 방향이 되어 -Va이다. 따라서, V1 + V2 + V0 = Va + (-Va) + (-Va) = 0 이므로, 정답은 "0"이 아닌 "Va"이다.
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24. 다음의 회로에서 t=0일 때 스위치 K를 열면서 정전류원을 연결하였다. 의 값은? (단, C의 초기전압은 0으로 가정한다.)

  1. 0
  2. I/C
  3. IC/C
  4. C/I
(정답률: 46%)
  • 스위치 K가 열리면, C에 충전된 전하가 전류원을 통해 방전되면서 C의 전압이 감소한다. 이 때, C의 전압이 0이 되는 순간을 생각해보자. 이때 C에 저장된 전하 Q는 CV이므로, Q=CV=I*t 이다. 따라서, t=Q/I=C/V 이다. 이를 초기전압이 0이므로 V=0으로 대입하면, t=0이 된다. 따라서, 스위치 K가 열리고 C의 전압이 0이 되는 순간에는 전류 I가 C를 흐르고 있으므로, 정답은 "I/C"이다.
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25. 2차 시스템의 감쇠율(damping rario) δ가 δ＜1 이면 어떤 경우인가?

  1. 비감쇠
  2. 과감쇠
  3. 발산
  4. 부족감쇠
(정답률: 77%)
  • 2차 시스템의 감쇠율(damping ratio) δ가 δ＜1이면 부족감쇠(underdamped) 상태이다. 이는 시스템이 진동하며 감쇠되지만, 감쇠가 충분하지 않아 시스템이 안정 상태에 도달하는 데 시간이 더 오래 걸리는 상태를 의미한다. 이러한 상태에서는 시스템이 과도한 진동을 유발할 수 있으므로, 제어 시스템 설계에서는 부족감쇠 상태를 피해야 한다.
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26. 그림과 같은 회로에서 a, b 에 나타나는 전압은?

  1. 20[V]
  2. 23[V]
  3. 25[V]
  4. 26[V]
(정답률: 79%)
  • a와 b는 직렬로 연결되어 있으므로 전압의 합이 같다. 따라서 a와 b의 전압을 더하면 20V + 5V = 25V가 된다. 따라서 정답은 "25[V]"이다.
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27. 그림과 같은 파형의 파고율은?

  1. 1
  2. √2/√3
  3. √2
  4. √3
(정답률: 42%)
  • 주어진 파형은 사인파이다. 파고율은 파형의 최대값과 최소값의 비율이다. 이 파형에서 최대값은 √2이고 최소값은 -√2이므로 파고율은 |√2/(-√2)| = √2 이다. 따라서 정답은 "√2"이다.
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28. 2단자 회로망에 그림과 같은 단위계단 전압을 인가하였을 때 흐르는 전류가 i(t)=2e-t+3e-2t[A]이었다. 이때 이 2단지 회로망의 구성은 어떻게 되겠는가?

(정답률: 22%)
  • 2단자 회로망에서 전압을 인가하면 전류가 흐르게 되고, 이때 전류는 저항과 콘덴서, 인덕터에 의해 제한을 받게 된다. 이 문제에서는 전류의 시간에 따른 변화를 주어주었으므로, 이를 이용하여 각 요소의 전압-전류 관계식을 구할 수 있다.

    먼저, 콘덴서의 전압-전류 관계식은 다음과 같다.

    i(t) = C(dv/dt)

    여기서 i(t)는 주어진 전류, C는 콘덴서의 캐패시턴스, v는 콘덴서의 전압이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    v(t) = (1/C) ∫i(t)dt

    따라서, 주어진 전류 i(t)를 적분하여 콘덴서의 전압 v(t)를 구할 수 있다. 이때, 콘덴서의 초기 전압은 0V이므로, 적분 상수는 0이 된다.

    v(t) = (1/C) ∫i(t)dt = (1/C) ∫(2e^-t + 3e^-2t)dt = (-2/C)e^-t - (3/C)e^-2t

    다음으로, 인덕터의 전압-전류 관계식은 다음과 같다.

    v(t) = L(di/dt)

    여기서 v(t)는 적분하여 구한 콘덴서의 전압, L은 인덕터의 인덕턴스, i는 인덕터를 흐르는 전류이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    i(t) = (1/L) ∫v(t)dt

    따라서, 콘덴서의 전압 v(t)를 적분하여 인덕터를 흐르는 전류 i(t)를 구할 수 있다. 이때, 인덕터의 초기 전류는 0A이므로, 적분 상수는 0이 된다.

    i(t) = (1/L) ∫v(t)dt = (1/L) ∫((-2/C)e^-t - (3/C)e^-2t)dt = (2L/C)e^-t + (3L/C)e^-2t

    따라서, 이 2단지 회로망은 콘덴서와 인덕터가 직렬로 연결된 구조이다. 이때, 콘덴서의 전압은 음의 지수함수로 감소하고, 인덕터를 흐르는 전류는 음의 지수함수로 증가한다. 이를 고려하여 보기를 살펴보면, ""이 정답이 된다.
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29. 단상 유도부하 R+jwL[Ω]에 정전용량 C[F]을 병렬로 접촉하에 회로의 역률을 1로 만들었다. 이 경우의 C의 값은?

(정답률: 37%)
  • 단상 유도부하 R+jwL[Ω]에 정전용량 C[F]을 병렬로 접촉하면 전체 임피던스는 R+jwL과 C가 병렬로 연결된 형태가 된다. 이때 역률을 1로 만들기 위해서는 전체 임피던스의 허수부분이 0이 되어야 한다. 따라서 wL=1/(wC)가 성립해야 하며, 이를 정리하면 C=1/(w^2L)이 된다. 따라서 보기 중에서 정답은 ""이다.
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30. 대칭 5상 기전력의 선간전압과 상간전압의 위상차는 얼마인가?

  1. 27°
  2. 36°
  3. 54°
  4. 72°
(정답률: 58%)
  • 대칭 5상 기전력에서는 선간전압과 상간전압의 위상차가 일정합니다. 이는 360°를 5로 나눈 값인 72°입니다. 그러나 대칭 5상 기전력에서는 각 상의 전압이 서로 같으므로, 각 상간의 위상차는 360°를 5로 나눈 값인 72°를 2로 나눈 값인 36°입니다. 따라서 선간전압과 상간전압의 위상차는 72° - 36° = 36°입니다. 그러나 이 문제에서는 선간전압과 상간전압의 위상차가 양수여야 하므로, 36°을 180°에서 뺀 값인 144°를 사용합니다. 이때, 144°를 2로 나눈 값인 72°가 정답이 아니라, 180°에서 144°를 뺀 값인 36°이므로, 보기에서는 36°을 제외한 27°, 54°, 72°가 남게 됩니다. 이 중에서 선간전압과 상간전압의 위상차가 양수인 값은 54°이므로, 정답은 54°입니다.
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31. Nyqulst 선도에서 이득여유가 40[dB]이고 위상여유가 50°이다. 이 시스템의 안정 여부는?

  1. 안정 상태이다.
  2. 불안정 상태이다.
  3. 임계 상태이다.
  4. 판정 불능 상태이다.
(정답률: 65%)
  • Nyquist plot에서 이득여유가 40[dB]이므로, 시스템의 전체 이득이 1000이상이다. 또한, 위상여유가 50°이므로, 시스템의 위상이 -180°보다 크다. 이는 시스템이 안정 상태임을 나타낸다. 따라서 정답은 "안정 상태이다."이다.
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32. 안정된 제어계의 특성근이 2개의 공액 복소근을 가질 때 이 근들이 허수로 가까이에 있는 경우 허수측에서 멀리 떨어져 있는 안정된 근에 비해 과도응답 영향은 어떻게 되는가?

  1. 과도응답이 같다.
  2. 과도응답이 천천히 사라진다.
  3. 과도응답이 빨리 사라진다.
  4. 과도응답에는 영향을 미치지 않는다.
(정답률: 80%)
  • 안정된 제어계의 특성근이 2개의 공액 복소근을 가질 때, 이 근들이 허수로 가까이에 있는 경우에는 과도응답이 천천히 사라진다. 이는 허수측에서 멀리 떨어져 있는 안정된 근에 비해 공진 주파수가 높아지기 때문이다. 따라서, 시스템의 과도응답은 천천히 감소하게 되며, 안정성이 유지된다.
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33. 다음 블록선도를 옳게 등가변환 한 것은?

(정답률: 47%)
  • 정답은 "" 이다.

    이유는 블록선도에서는 병렬적으로 진행되는 과정을 나란히 표시하기 위해 병렬선을 사용한다. 따라서 병렬선 상에서는 등가변환을 할 수 있다.

    위 블록선도에서는 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z의 26개의 과정이 병렬적으로 진행되고 있다. 따라서 등가변환을 하면서도 이러한 병렬적인 관계를 유지해야 한다.

    보기 중에서 ""는 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z의 26개의 과정이 병렬적으로 진행되는 것을 나타내고 있기 때문에 옳은 등가변환 방법이다.
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34. 그림과 같은 블록선도에서 전달함수 C(s)/R(s)를 구하면?

  1. 1/8
  2. 5/28
  3. 28/5
  4. 8
(정답률: 70%)
  • 전달함수 C(s)/R(s)는 출력 Y(s)를 입력 X(s)로 나눈 것이므로, 블록선도에서 출력 노드인 Y(s)와 입력 노드인 R(s)를 찾아보면 됩니다.

    Y(s)는 블록 다이어그램의 가장 오른쪽에 있는 블록의 출력이므로, Y(s) = 8/(s+2)입니다.

    R(s)는 블록 다이어그램의 가장 왼쪽에 있는 블록의 입력이므로, R(s) = 5/s입니다.

    따라서 C(s)/R(s) = Y(s)/R(s) = (8/(s+2)) / (5/s) = 8s / (5(s+2))입니다.

    이를 부분분수 분해하면 C(s)/R(s) = 1/8 + 28/(5(s+2))입니다.

    따라서 정답은 "28/5"입니다.
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35. 진상보상기의 특성에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 제어계 응답의 속응성을 좋게 한다.
  2. 이득을 향상시켜 정상 오차를 개선한다.
  3. 공진 주파수의 특성을 그대로 두면서 저주파 영역의 이득을 높인다.
  4. 저주파수에서는 이득이 낮았다가 고주파에서는 이득이 커진다.
(정답률: 16%)
  • "공진 주파수의 특성을 그대로 두면서 저주파 영역의 이득을 높인다."가 잘못된 설명입니다.

    진상보상기는 제어계의 응답 속도를 높이기 위해 사용되며, 이득을 향상시켜 정상 오차를 개선합니다. 또한, 저주파수에서는 이득이 낮아지고 고주파에서는 이득이 커지는 특성을 가지고 있습니다.
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36. 상태방정식 x=A·x+B·u, y=C·z에서 특성방정식을 구하면? (단, 이다.)

  1. s3+8s2+19s+12=0
  2. s3+12s2+19s+8=0
  3. s3+12s2+19s+8=0
  4. s3+8s2+19s+12=6
(정답률: 42%)
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37. s2+5s+25=0 의 특성 방정식을 갖는 시스템에서 단위계단 함수 입력시 최대 오버슈트(maximum over shoot)가 발생하는 시간은 약 몇 [sec]인가?

  1. 0.726
  2. 1.451
  3. 2.902
  4. 0.363
(정답률: 39%)
  • 특성방정식의 해를 구하면 s=-2.5+4.3301j, s=-2.5-4.3301j 이다. 이 중에서 실수부가 음수인 근이 존재하므로 시스템은 안정적이다. 따라서 오버슈트가 발생한다. 오버슈트는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    $$
    %OS = e^{(-zetapi/sqrt{1-zeta^2})} times 100%
    $$

    여기서 $zeta$는 감쇠비(damping ratio)이다. 감쇠비는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    $$
    zeta = frac{alpha}{sqrt{alpha^2+omega_n^2}}
    $$

    여기서 $alpha$는 시스템의 실수부분, $omega_n$은 시스템의 고유진동수(natural frequency)이다. 이 문제에서는 $alpha=-2.5$, $omega_n=4.3301$ 이므로 $zeta=0.573$. 따라서

    $$
    %OS = e^{(-0.573pi/sqrt{1-0.573^2})} times 100% approx 72.6%
    $$

    최대 오버슈트가 발생하는 시간은 고유진동수와 감쇠비를 이용하여 다음과 같은 식으로 계산된다.

    $$
    t_p = frac{pi}{omega_nsqrt{1-zeta^2}}
    $$

    여기서 $pi/omega_n$은 시스템의 주기(period)이다. 이 문제에서는 $t_p approx 0.726$ 이다. 따라서 정답은 "0.726"이다.
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38. 그림과 같은 회로의 출력 Z는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 74%)
  • 출력 Z는 전압과 전류의 비율로 표현되는 임피던스(impedance)이다. 이 회로에서는 전압과 전류가 모두 AC(교류) 신호이므로, 임피던스는 복소수로 표현된다. 따라서, ""가 정답이다.
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39. 계의 특성상 감쇠계수가 크면 위상여유가 크고 감쇠성이 강하여 ( A )는(은) 좋으나 ( B )는(은) 나쁘다. 괄호안의 A, B를 올바르게 묶은 것은?

  1. 이득여유, 안정도
  2. 오프셋, 안정도
  3. 응답성, 이득여유
  4. 안정도, 응답성
(정답률: 42%)
  • 정답: 안정도, 응답성

    이유: 감쇠계수가 크면 시스템의 안정도가 높아지고, 위상여유가 커지므로 안정성이 높아진다. 하지만 감쇠성이 강해지면 시스템의 응답성이 떨어지므로, 응답성은 나쁘게 된다. 따라서 안정도와 응답성은 서로 반비례 관계에 있다.
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40. 어떤 시스템의 전달함수 G(s)가 로 표시될 때 이 시스템에 입력 x(t)를 가했을 때 출력 y(t)를 구하는 미분 방정식은? (단, 모든 초기조건은 0이다.)

(정답률: 72%)
  • 전달함수 G(s)는 입력 x(t)와 출력 y(t)의 라플라스 변환 X(s), Y(s) 간의 관계를 나타내는 함수이다. 따라서, 라플라스 역변환을 통해 y(t)를 구할 수 있다.

    G(s) = Y(s) / X(s)

    Y(s) = G(s) X(s)

    y(t) = L^-1{Y(s)} = L^-1{G(s) X(s)}

    입력 x(t)가 미분방정식에서 어떻게 나타나는지를 살펴보면, 라플라스 변환에서 x(t)는 X(s)로 표시된다. 따라서, y(t)를 구하기 위한 미분방정식은 다음과 같다.

    y(t) = L^-1{G(s) X(s)}

    y(t) = L^-1{ X(s)}

    y(t) = L^-1{ / (s + 1)}

    따라서, 정답은 "" 이다.
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3과목: 신호기기

41. 60[Hz], 6극, 3상 유도전동기의 슬립이 4[%]일 때 회전수는 몇 [rpm]인가?

  1. 1152[rpm]
  2. 1178[rpm]
  3. 1200[rpm]
  4. 1218[rpm]
(정답률: 67%)
  • 유도전동기의 회전수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전수 = (60 x 주파수 x 폴 수) / (슬립 x 2)

    여기서 주파수는 60Hz이고 폴 수는 6극이므로,

    회전수 = (60 x 60 x 6) / (4 x 2) = 10800 / 8 = 1350[rpm]

    하지만 이는 정상적인 회전수이고, 슬립이 4%인 경우에는 실제 회전수는 다음과 같이 계산된다.

    실제 회전수 = 정상 회전수 x (1 - 슬립) = 1350 x (1 - 0.04) = 1296[rpm]

    따라서, 주어진 보기에서 정답은 "1152[rpm]"가 아니라 "1296[rpm]"이다.
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42. 22[kW], 220[V] 직류발전기의 전부하 전류[A]는?

  1. 100[A]
  2. 120[A]
  3. 140[A]
  4. 160[A]
(정답률: 87%)
  • 전기의 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 전류는 전력을 전압으로 나눈 값으로 계산할 수 있습니다.

    전력 = 전압 x 전류

    전류 = 전력 ÷ 전압

    주어진 직류발전기의 전력은 22 kW이고, 전압은 220 V이므로

    전류 = 22,000 ÷ 220 = 100 (A)

    따라서 정답은 "100[A]"입니다.
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43. 입력 100[V]의 단상 교류를 SCR 4개를 사용하여 브리지제어 정류하려 한다. 이 때 사용할 1개 SCR의 최대 역전압(내압)은 약 몇 [V]이상이어야 하는가?

  1. 25[V]
  2. 100[V]
  3. 141[V]
  4. 200[V]
(정답률: 48%)
  • 브리지제어 정류회로에서 SCR은 역전압이 발생할 수 있으므로, SCR의 최대 역전압(내압)은 입력 전압의 절반인 50[V] 이상이어야 한다. 그러나 실제로는 SCR의 내압이 충분히 크지 않으면 과전류나 과열로 인한 파괴 등의 문제가 발생할 수 있으므로 여유분을 두어야 한다. 따라서, 100[V] 입력 전압의 절반인 50[V]에 여유분을 더해 최소한 141[V] 이상의 SCR을 사용해야 한다. 따라서 정답은 "141[V]"이다.
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44. 3상 전원으로부터 2상 전원을 얻고자 할 때 사용되는 변압기의 결선방식이 아닌 것은?

  1. 메이어(Mayer) 결선
  2. 포크(fork) 결선
  3. 스콧(scott) 결선
  4. 우드브리지(wood bridge) 결선
(정답률: 90%)
  • 3상 전원으로부터 2상 전원을 얻고자 할 때 사용되는 결선방식은 메이어(Mayer) 결선, 스콧(Scott) 결선, 우드브리지(Wood bridge) 결선이 있습니다. 하지만 포크(Fork) 결선은 3상 전원으로부터 2상 전원을 얻는 것이 아니라, 1상 전원으로부터 2상 전원을 얻는 결선방식입니다. 따라서 포크 결선은 이 문제와 관련이 없습니다.
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45. 철도 건널목경보장치의 건널목 제어자 2420(201)형에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 제어구간의 길이는 50[m] 이상이다.
  2. 발진주파수는 20[kHz]±2[kHz]이내이다.
  3. 접속선 취부 간격은 5[m]이다.
  4. 개전로식이다.
(정답률: 82%)
  • 철도 건널목경보장치의 건널목 제어자 2420(201)형은 제어구간의 길이가 50m 이상이며, 발진주파수는 20kHz±2kHz 이내이다. 이는 건널목을 통과하는 기차의 속도와 거리를 측정하여 안전한 건널목 통과를 보장하기 위한 장치이다. 또한 접속선 취부 간격은 5m이며, 개전로식으로 작동한다.
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46. 계전기 접점 NR4/N4R4를 옳게 설명한 것은?

  1. 정위접점 4조, 반위접점 4조, 무위접점 4조
  2. 정반위접점 4조, 정위접점 4조, 반위접점 4조
  3. 반위접점 4조, 정위접점 4조, 무위접점 4조
  4. 여자접점 4조, 무여자접점 4조, 반위접점 4조
(정답률: 72%)
  • 계전기 접점 NR4/N4R4는 정반위접점 4조, 정위접점 4조, 반위접점 4조입니다. 이는 접점의 위치와 상태를 나타내는 것으로, 정위접점은 접점이 닫혀있는 상태, 반위접점은 접점이 열려있는 상태, 정반위접점은 접점이 닫혀있는 상태에서도 일정한 접촉저항을 유지하는 상태를 의미합니다. 따라서 NR4/N4R4는 이러한 세 가지 접점 중에서 모두 가지고 있는 것입니다. 무위접점은 접점이 없는 상태를 의미하며, 여자접점과 무여자접점은 존재하지 않는 용어입니다.
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47. 권수비 60인 단성변압기의 전부하 2차 전압 200[V], 전압변동률 3[%]일 때 1차 단자전압 [V]은?

  1. 12000[V]
  2. 12180[V]
  3. 12360[V]
  4. 12720[V]
(정답률: 63%)
  • 전압변동률은 2차 전압의 변동률을 의미하므로, 2차 전압의 변동폭은 200 x 3/100 = 6[V]이다. 따라서 2차 전압의 범위는 200-6 ~ 200+6 = 194[V] ~ 206[V]이다. 이 범위 내에서 1차 단자전압을 구하기 위해서는 변압기의 변압비를 곱해주어야 한다. 단성변압기의 변압비는 60이므로, 1차 단자전압은 194 x 60 ~ 206 x 60 = 11640[V] ~ 12360[V]이다. 따라서 정답은 "12360[V]"이다.
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48. 전기 선로전환기의 마찰 클러치(연축기)의 역할로서 가장 옳은 것은?

  1. 마찰연축기와 맞물린 기어마모방지
  2. 전동기 보호
  3. 회전수 조절
  4. 습기 방지
(정답률: 79%)
  • 전기 선로전환기의 마찰 클러치(연축기)는 전동기를 보호하기 위해 사용됩니다. 이는 전동기가 과부하나 과전류 상태에 놓일 경우, 마찰 클러치가 작동하여 전동기의 회전을 멈추게 하여 전동기를 보호하는 역할을 합니다. 따라서 "전동기 보호"가 가장 옳은 답입니다.
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49. 직류 분권전동기의 기동시 계자저항기의 저항값은 어떻게 하여야 하는가?

  1. 떼어 놓는다.
  2. 최대로 놓는다.
  3. 중위로 놓는다.
  4. 0으로 놓는다.
(정답률: 65%)
  • 직류 분권전동기의 기동시 계자저항기는 전류를 제한하여 전동기의 과부하를 방지하는 역할을 합니다. 따라서 기동시에는 최소한의 전류만 흐르도록 저항값을 설정해야 합니다. 이를 위해 계자저항기의 저항값을 0으로 놓는 것이 가장 적절합니다. 이렇게 하면 전류가 거의 흐르지 않아 전동기의 과부하를 방지할 수 있습니다.
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50. 4극, 60[Hz], 22[kW]인 3상 유도전동기가 있다. 전부하 슬립 4[%]로 운전할 때 토크[kg·m]는 약 얼마인가?

  1. 9.65[kg·m]
  2. 10.72[kg·m]
  3. 11.86[kg·m]
  4. 12.41[kg·m]
(정답률: 59%)
  • 유도전동기의 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T = (3 × P × 100) / (4 × π × n × s)

    여기서, P는 출력, n은 회전수, s는 슬립을 나타낸다.

    주어진 조건에서, 출력은 22[kW], 회전수는 60[Hz]일 때 2,880[rpm]이다. 슬립은 4[%]이므로 0.04로 계산할 수 있다.

    따라서,

    T = (3 × 22 × 100) / (4 × π × 2,880 × 0.04) ≈ 12.41[kg·m]

    따라서, 정답은 "12.41[kg·m]"이다.
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51. 전동 차단기의 계전기 및 전자석에 저항을 설치하는 목적은?

  1. 서지(surge)의 방지
  2. 전압강하로 정격전압 유지
  3. 온도특성의 보상
  4. 정격토크 유지
(정답률: 50%)
  • 전동 차단기는 전기적인 충격이나 서지 등의 문제로 인해 발생할 수 있는 과전류를 방지하기 위해 설치됩니다. 이때, 전동 차단기의 계전기 및 전자석에 저항을 설치함으로써 서지를 방지할 수 있습니다. 서지는 전압이 급격하게 상승하는 현상으로, 이는 전기기기에 손상을 일으키거나 정전 등의 문제를 발생시킬 수 있습니다. 따라서 전동 차단기는 이러한 문제를 예방하기 위해 서지 방지 기능을 갖추고 있습니다.
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52. 3상 유도전동기의 슬립-토크 특성곡선을 나타낸 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 80%)
  • 정답은 "ⓒ"입니다.

    이유는 3상 유도전동기의 슬립-토크 특성곡선은 위 그림과 같이 S자 형태를 띄고 있습니다. 이는 유도자 자기장과 회전자 자기장 사이의 상대적인 속도 차이가 작을 때는 토크가 작아지다가, 이 차이가 커질수록 토크가 증가하다가, 일정한 값 이상에서는 포화 상태에 이르러 토크가 일정하게 유지되는 것을 나타냅니다. 이러한 특성은 3상 유도전동기의 특징이며, 이를 이해하고 있어야 전동기의 작동 원리를 이해할 수 있습니다.
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53. 장대형 전동 차단기의 기동전류는 몇 [A]이하가 되도록 하여야하는가?

  1. 40[A]
  2. 50[A]
  3. 60[A]
  4. 70[A]
(정답률: 59%)
  • 장대형 전동 차단기는 대형 전기기기나 시설물의 과부하나 단락 등으로 인한 고장을 막기 위해 사용됩니다. 이러한 차단기의 기동전류는 과부하나 단락이 발생했을 때 차단기가 정상적으로 작동하여 전기기기나 시설물을 보호할 수 있도록 해야 합니다. 따라서 기동전류는 충분히 크지만, 과도하게 크지 않아야 합니다. 이를 고려하여, 장대형 전동 차단기의 기동전류는 70[A] 이하가 되도록 설정하는 것이 적절합니다. 이 값은 충분히 크면서도 안전한 범위 내에 있기 때문입니다.
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54. 삽입형 계전기에서 1AUR 이 의미하는 것은?

  1. 1A 신호기의 시소계전기
  2. 1A 신호기의 조사계전기
  3. 1A 신호기의 신호제어계전기
  4. 1A 신호기의 소등검지계전기
(정답률: 83%)
  • 1AUR은 1A 신호기의 시소계전기를 의미합니다. 삽입형 계전기에서 1AUR은 시소계전기의 용량을 나타내며, 이는 1A 신호기의 작동에 필요한 전류의 크기를 나타냅니다. 따라서 1AUR은 1A 신호기의 시소계전기가 적절한 용량을 가지고 있는지를 확인하는 중요한 지표입니다.
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55. 교류전기 선로전환기의 전동기 회전방향을 제어하는 기기는?

  1. 전철정자
  2. 제어계전기
  3. 회로제어기
  4. 계자권선접속기
(정답률: 94%)
  • 교류전기 선로전환기의 전동기 회전방향을 제어하는 기기는 제어계전기입니다. 제어계전기는 전기적인 신호를 받아 전동기의 회전방향을 제어하는 기능을 가지고 있습니다. 따라서 교류전기 선로전환기에서 전동기의 회전방향을 제어하기 위해서는 제어계전기가 필요합니다.
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56. NS형 전기선로전환기의 전환시간으로 옳은 것은?

  1. 2초 이하
  2. 4초 이하
  3. 6초 이하
  4. 10초 이하
(정답률: 67%)
  • NS형 전기선로전환기는 전환 시간이 6초 이하로 매우 빠르기 때문에, 이 보기 중에서 "6초 이하"가 옳다. 이는 전력망에서 발생하는 장애나 고장 상황에서 빠른 대처가 가능하도록 하기 위함이다. 또한, 전기선로전환기의 전환 시간이 느리면 전력 공급이 중단되어 사용자에게 불편을 초래할 수 있기 때문에, 빠른 전환 시간이 필요하다.
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57. 3상 유도전동기의 특성 중 비례추이를 할 수 없는 것은?

  1. 효율
  2. 역률
  3. 1차 전류
  4. 토크
(정답률: 50%)
  • 효율은 입력 전력과 출력 전력의 비율로 나타내는 값이므로 비례추이를 할 수 있습니다. 하지만 역률, 1차 전류, 토크는 입력 전력과 출력 전력의 비례추이를 할 수 없는 특성을 가지고 있습니다. 역률은 전압과 전류의 위상차에 따라 변화하기 때문에, 1차 전류는 부하에 따라 변화하기 때문에, 토크는 회전속도에 따라 변화하기 때문입니다.
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58. 직류기에서 전기자반작용으로 나타나는 영향이다. 다음 중 틀린 것은?

  1. 전기자 중성축이 이동한다.
  2. 정류자 편간의 불꽃 섬략이 발생한다.
  3. 단자전압의 저하는 전동기에만 나타난다.
  4. 회전속도의 상승은 전동기에만 나타난다.
(정답률: 72%)
  • "단자전압의 저하는 전동기에만 나타난다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 직류기에서 전기자반작용으로 인해 발생하는 단자전압의 저하는 전동기에서만 나타납니다. 이는 전동기 내부에서 회전하는 자기장과 직류기에서 인가되는 전류 사이에 상호작용이 일어나기 때문입니다. 따라서 "단자전압의 저하는 전동기에만 나타난다."가 옳은 이유는 전동기 내부에서만 발생하는 현상이기 때문입니다.
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59. 직류전동기의 회전수를 1/2로 하려면 계자자속을 어떻게 하면 되는가?

  1. 1/4로 줄인다.
  2. 1/2로 줄인다.
  3. 4배로 증가시킨다.
  4. 2배로 증가시킨다.
(정답률: 86%)
  • 직류전동기의 회전수는 계자자속과 비례한다. 따라서 회전수를 1/2로 하려면 계자자속을 1/2로 줄이면 된다. 반대로 계자자속을 2배로 증가시키면 회전수도 2배로 증가하게 된다. 따라서 정답은 "2배로 증가시킨다."이다.
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60. 건널목 경보기의 경보종 타종수의 범위는 기당 어떻게 되는가?

  1. 매분 50~80회
  2. 매분 60~90회
  3. 매분 70~100회
  4. 매분 80~120회
(정답률: 79%)
  • 건널목 경보기의 경보종 타종수는 주로 차량의 속도와 건널목의 크기에 따라 결정된다. 일반적으로 매분 70~100회의 범위는 차량이 안전하게 건널 수 있는 속도와 거리를 고려하여 설정된 것이다. 또한 이 범위는 다른 보기들보다 넓은 범위를 가지고 있어, 보다 다양한 상황에서 경보를 울릴 수 있도록 고려된 것이다.
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4과목: 신호공학

61. 철도 건널목 경보시간이 30[sec], 열차최고속도가 108[km/h]이고, 저속도 열차의속도가 36[km/h]일 때 건널목 경보제어 구간의 길이[m]는?

  1. 408
  2. 690
  3. 900
  4. 1060
(정답률: 72%)
  • 철도 건널목 경보시간은 열차가 건널목에 진입하기 전에 경보가 울리는 시간을 말합니다. 이 시간은 열차의 속도와 건널목 경보제어 구간의 길이에 따라 결정됩니다.

    열차가 최고속도로 달리는 경우, 건널목 경보제어 구간을 통과하는 데 걸리는 시간은 다음과 같습니다.

    거리 = 속도 × 시간
    시간 = 거리 ÷ 속도

    건널목 경보시간 = 건널목 경보제어 구간의 길이 ÷ 최고속도

    30[sec] = 건널목 경보제어 구간의 길이 ÷ 108[km/h] × 1000[m/km] ÷ 3600[s/h]

    건널목 경보제어 구간의 길이 = 108[km/h] × 1000[m/km] ÷ 3600[s/h] × 30[sec] = 900[m]

    따라서, 정답은 "900"입니다.
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62. 점제어식 지상장치(ATS)에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 궤간중심으로부터 우측으로 300[mm]±10[mm] 이내 설치
  2. 지상자의 높이는 레일 면에서 20~50[mm]에 설치
  3. 설치거리는 신호기 바깥쪽으로부터 열차 제동거리의 1.2배 범위
  4. 공진주파수는 136~145[kHz]
(정답률: 69%)
  • 점제어식 지상장치(ATS)는 열차의 위치와 속도를 감지하여 신호기에서 발생하는 전기 신호를 수신하여 열차의 운행을 제어하는 장치입니다. 이 장치는 궤간중심으로부터 우측으로 300[mm]±10[mm] 이내에 레일 면에서 20~50[mm]에 설치됩니다. 또한, 설치거리는 신호기 바깥쪽으로부터 열차 제동거리의 1.2배 범위에 설치됩니다. 이는 열차가 신호기에서 발생하는 전기 신호를 수신하기 충분한 거리를 확보하기 위함입니다. 공진주파수는 136~145[kHz]로 설정되어 있습니다.
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63. 경부고속철도(KTX)에 사용하는 UM71C-TVM430 궤도회로를 구성한 기준거리는 얼마인가?

  1. 1000m
  2. 1500m
  3. 2000m
  4. 2500m
(정답률: 93%)
  • 정답은 "1500m"이다. 이는 KTX의 최고 속도를 고려하여 구성된 궤도회로의 기준거리이다. 높은 속도로 운행하는 KTX는 기차와 궤도의 진동을 최소화하기 위해 일정한 간격으로 궤도를 설치해야 한다. 이를 위해 기준거리가 1500m로 설정되었다.
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64. 제어자식 건널목 종점에 사용하는 궤도회로로 차축을 통하여 궤도계전기를 제어하고, 경제성이 높은 궤도회로는?

  1. 폐전로식 궤도회로
  2. 개전로식 궤도회로
  3. 2위식 궤도회로
  4. 3위식 궤도회로
(정답률: 80%)
  • 개전로식 궤도회로는 제어자식 건널목 종점에 사용하는 궤도회로로, 차축을 통해 궤도계전기를 제어합니다. 이 회로는 경제성이 높아서 많이 사용됩니다. 이는 개전로식 궤도회로가 궤도계전기의 소비전력을 줄일 수 있기 때문입니다. 또한, 개전로식 궤도회로는 폐전로식 궤도회로보다 신뢰성이 높고 유지보수가 쉽습니다.
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65. 신호용 정류기의 정류회로 무부하 전압이 260V 이고 전부하 전압이 250V 일 때 전압변동률[%]은?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 91%)
  • 전압변동률은 ((무부하전압-전부하전압)/전부하전압) x 100 으로 계산됩니다. 따라서 ((260-250)/250) x 100 = 4 이므로 정답은 "4" 입니다.
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66. 경부고속철도 열차제어설비의 CAMS(컴퓨터지원유지보수시스템)의 기능으로 거리가 먼 것은?

  1. FEPOL을 통해 전해지는 모든 제어의 감시
  2. 각 연동장치의 상태변화 검지 및 기록유지
  3. TVM 430에 의해 생성된 속도코드 감시 및 기록
  4. FEPOL과 SSI의 진단모듈에 의해 검지된 고장정보의 수신 및 출력
(정답률: 56%)
  • CAMS는 경부고속철도 열차제어설비의 유지보수를 지원하는 시스템입니다. 이 시스템은 다양한 기능을 제공하는데, 그 중에서도 TVM 430에 의해 생성된 속도코드 감시 및 기록 기능은 거리가 먼 것입니다. 이 기능은 TVM 430이 생성한 속도코드를 감시하고 기록하여 열차 운행 중에 발생할 수 있는 문제를 사전에 예방하고 대처할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 이 기능은 열차 운행 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
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67. 경부고속철도(KTX) 역 조작판(LCP) 신호화면 현시 내용이 아닌 것은?

  1. 신호마커
  2. 보호스위치
  3. 방향연동
  4. 제어구역 레일검지온도
(정답률: 92%)
  • 제어구역 레일검지온도는 경부고속철도(KTX) 역 조작판(LCP) 신호화면에 표시되지 않는다. 이는 열차가 통과하는 구간의 레일 온도를 감지하여 안전한 운행을 보장하기 위한 장치로, 신호화면에는 보통 열차의 위치, 속도, 방향 등의 정보가 표시된다.
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68. 철도신호 중 수신호등의 현시상태를 확인할 수 있도록 확보하여야 하는 거리는?

  1. 200[m] 이상
  2. 300[m] 이상
  3. 400[m] 이상
  4. 500[m] 이상
(정답률: 73%)
  • 철도신호 중 수신호등은 기차가 정지해야 할 위치를 알려주는 신호이므로, 기차가 충분한 거리에서 이를 확인할 수 있도록 해야 합니다. 따라서, 수신호등의 현시상태를 확인할 수 있도록 확보해야 하는 거리는 최소한 400m 이상이어야 합니다. 이는 기차가 충분한 시간을 갖고 속도를 줄이고 정지할 수 있도록 하기 위함입니다.
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69. 어느 구간의 궤도회로에 4V, 1A 의 전원을 공급하였을 때 수전 전압의 측정치가3.95V 이면 이 궤도회로의 저항[Ω]은?

  1. 0.01
  2. 0.03
  3. 0.05
  4. 0.08
(정답률: 79%)
  • 오옴의 법칙에 따라 저항은 전압과 전류의 비율로 구할 수 있습니다. 따라서 저항은 3.95V / 1A = 3.95Ω 입니다. 그러나 이는 궤도회로 전체의 저항이 아니라, 수전과 접촉되는 구간의 저항입니다. 따라서 이 구간의 길이와 단면적을 고려하여 전체 궤도회로의 저항을 구해야 합니다. 이 문제에서는 이에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 정답을 추론해야 합니다.

    보기에서 가장 작은 값인 "0.01"은 전압과 전류의 비율로 구한 저항이 아주 크다는 것을 의미합니다. 이는 전압이 거의 드롭되지 않고 전류가 매우 작은 것을 의미합니다. 따라서 이 경우 수전 전압이 3.95V가 되기 위해서는 거의 전압이 드롭되지 않아야 합니다. 이는 전류가 매우 작아야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 이 문제에서는 전류가 1A로 주어졌으므로, "0.01"은 정답이 될 수 없습니다.

    반면에 "0.05"는 전압과 전류의 비율로 구한 저항이 작은 것을 의미합니다. 이는 전압이 상당히 드롭되고 전류가 상당히 크다는 것을 의미합니다. 따라서 이 경우 수전 전압이 3.95V가 되기 위해서는 전압이 상당히 드롭되어야 합니다. 이는 전체 궤도회로의 저항이 상당히 작아야 한다는 것을 의미합니다. 따라서 "0.05"가 정답일 가능성이 높습니다.
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70. 철도 신호보안장치의 고장률 산출식은?

(정답률: 93%)
  • 철도 신호보안장치의 고장률 산출식은 "장치고장횟수 / (장치가동시간 x 장치대수)" 이다. 따라서 ""가 정답이다. 이유는 분자에는 장치고장횟수가 있고, 분모에는 장치가동시간과 장치대수가 모두 곱해지기 때문이다.
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71. 삽입형 계전 연동장치에서 신호기 외방 일정구간에 열차가 존재하고 조작자가 임의로 신호기를 반위에서 정위로 복귀시킨 후 일정시간이 지나기 전에 다른 진로를 취급하였을 때 선로전환기 전환이 일어나지 않도록 계전기의 낙하상태를 유지하는 회로는?

  1. 진로쇄정회로
  2. 진로선별회로
  3. 진로조사회로
  4. 신호현시회로
(정답률: 95%)
  • 진로쇄정회로는 열차가 존재하는 구간에서 신호기를 반위에서 정위로 복귀시킨 후 일정시간이 지나기 전에 다른 진로를 취급하였을 때 선로전환기 전환이 일어나지 않도록 계전기의 낙하상태를 유지하는 회로입니다. 이 회로는 열차가 존재하는 구간에서 신호기를 반위에서 정위로 복귀시키면 계전기가 낙하상태로 유지되어 선로전환기 전환이 일어나지 않습니다. 이를 통해 열차와 다른 진로 간의 충돌을 방지할 수 있습니다.
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72. 철도신호보안 설비 중 열차의 안전운행을 방해하는 가장 큰 원인을 가지고 있는 장치로 제어계전기와 회로제어기를 포함하고 있는 설비는?

  1. 신호기 장치
  2. 선로전환기 장치
  3. 궤도회로 장치
  4. 연동장치
(정답률: 69%)
  • 선로전환기 장치는 열차의 운행 경로를 변경하는 역할을 하며, 이 장치의 오작동이나 고장으로 인해 열차의 운행이 방해될 수 있기 때문에 가장 큰 원인으로 지목됩니다. 이 장치는 제어계전기와 회로제어기를 포함하고 있어 철도신호보안 설비 중에서도 중요한 역할을 합니다.
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73. 정류기로부터 축전지와 부하를 병렬로 접속하여 그 회로전압을 축전지의 전압보다 약간 높게 유지시켜 사용하는 충전방식은?

  1. 부동충전
  2. 균등충전
  3. 초충전
  4. 세류충전
(정답률: 100%)
  • 부동충전은 충전이 완료된 후에도 축전지에 일정한 전압을 유지시켜 축전지의 방전을 방지하는 충전 방식입니다. 축전지와 부하를 병렬로 접속하여 정류기로부터 축전지와 부하에 전압을 공급하면서, 축전지의 전압보다 약간 높은 전압을 유지시켜 축전지를 충전 상태로 유지합니다. 이 방식은 자동차나 보조배터리 등에서 많이 사용됩니다.
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74. 경부고속철도에 설치된 터널경보장치에 대한 내용으로 거리가 먼 것은?

  1. 터널 양쪽 입구에서 경보장치 작동스위치를 ON-OFF할 수 있다.
  2. 경보시간은 건널목 최소경보시간과 동일한 20초이다.
  3. 경보기의 설치간격은 약 500m 정도로 한다.
  4. 상, 하선 양방향 제어가 가능하다.
(정답률: 67%)
  • 거리가 먼 것은 "경보기의 설치간격은 약 500m 정도로 한다." 이다. 이유는 경보장치가 설치된 터널의 길이가 길어지면 경보기의 설치 간격을 줄이지 않으면 안전성이 떨어지기 때문이다. 따라서 터널의 길이에 따라 경보기의 설치 간격을 조정해야 한다. 그러나 경보시간은 건널목 최소경보시간과 동일한 20초로 고정되어 있으며, 이는 안전성을 보장하기 위한 것이다. 또한 상, 하선 양방향 제어가 가능하므로 양쪽 방향에서 경보장치를 작동시킬 수 있다.
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75. [그림]과 같은 도식기호에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 진로표시기가 없는 입환 신호기
  2. 4번 선로의 입환표지
  3. 4번으로 상시 개통되는 입환신호기
  4. 4진로가 있는 진로표시기가 붙은 입환표지
(정답률: 80%)
  • 도식기호는 철도 신호기 중 입환 신호기를 나타내며, 4진로가 있는 진로표시기가 붙은 입환표지를 나타냅니다. 이는 4번 선로로 진입할 수 있는 것을 나타내며, 다른 보기들은 해당되지 않는 정보를 담고 있습니다.
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76. 3위식 신호기의 5현시 방법으로 옳은 것은?

  1. R, RY, Y, YG, G
  2. R, YY, Y, YG, G
  3. R, YY, Y, RG, G
  4. R, WY, Y, WG, G
(정답률: 92%)
  • 3위식 신호기의 5현시 방법은 "R, YY, Y, YG, G" 이다. 이유는 다음과 같다.

    - R: 빨간색 신호는 정지를 나타낸다.
    - YY: 노란색 신호는 주의를 나타내며, 빨간색 신호와 녹색 신호 전환 시간을 알려준다.
    - Y: 녹색 신호로 바뀌기 직전을 알리는 신호이다.
    - YG: 녹색 신호는 진행을 나타낸다.
    - G: 녹색 신호가 계속 유지되는 동안 진행할 수 있다는 것을 나타낸다.

    따라서, R(정지) → YY(주의) → Y(녹색 신호로 바뀌기 직전) → YG(진행) → G(진행) 순서로 신호가 전환된다.
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77. 우리나라 고속철도의 UM71C무절연 궤도회로의 선로에 사용되는 보상용 콘덴서에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 손실이 적고 임피던스가 높으며 동조회로 특성계수를 개선하는데 사용되며 전차선 전류를 15[A]로 제한 시킨다.
  2. 공심유도자에 연결시켜 주파수를 분할하기 위하여 사용한다.
  3. 레일 인덕턴스효과를 제한시키고 신호감쇠 현상을 줄이기 위하여 사용한다.
  4. 궤도회로 고조파성분을 제한하고 전차선 귀선전류를 조정하기 위하여 사용한다.
(정답률: 74%)
  • UM71C무절연 궤도회로의 선로에 사용되는 보상용 콘덴서는 레일 인덕턴스효과를 제한시키고 신호감쇠 현상을 줄이기 위하여 사용된다. 이는 레일 인덕턴스효과로 인해 발생하는 고조파성분을 제한하고 전차선 귀선전류를 조정하기 위한 것이다. 이를 통해 전력 손실을 최소화하고 전송 효율을 높일 수 있다.
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78. 열차집중제어장치의 주요기능으로 거리가 먼 것은?

  1. 열차운행계획관리
  2. 수송수요예측관리
  3. 열차의 진로 자동제어
  4. 신호설비의 감시제어
(정답률: 93%)
  • 수송수요예측관리는 열차 운행 전에 수송 수요를 예측하고 이를 기반으로 열차 운행 계획을 수립하는 기능입니다. 이는 열차 운행의 효율성과 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 다른 기능들은 열차 운행 중에 필요한 제어 기능들이지만, 수송수요예측관리는 운행 전에 필요한 기능입니다.
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79. 단선구간의 선로용량에 관하여 표현한 식으로 옳은 것은? (단, N은 역 사이의 선로용량, T는 역 사이의 평균열차운행시간[분], C는 폐색취급시간[분], f는 선로이용률이다.)

(정답률: 100%)
  • 정답은 ""이다.

    선로용량은 단위 시간당 통과할 수 있는 열차의 수를 의미한다. 따라서 N/T는 단위 시간당 통과할 수 있는 열차의 수이다. 이때, 폐색취급시간 C를 고려해야 하므로, 실제로 통과할 수 있는 열차의 수는 (N/T) x (1-f)이 된다. 따라서 단선구간의 선로용량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    선로용량 = (N/T) x (1-f) - (C/T)
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80. 다음 중 분기기의 크로싱각과 분기기 번호 및 열차 제한속도와의 관계에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 분기기 번호가 작을수록 크로싱각이 크게 되어 열차의 제한속도가 높아짐.
  2. 분기기 번호가 클수록 크로싱각이 작게 되어 열차의 제한속도가 높아짐.
  3. 분기기 번호가 작을수록 크로싱각이 작게 되어 열차의 제한속도가 높아짐.
  4. 분기기 번호가 클수록 크로싱각이 크게 되어 열차의 제한속도가 낮아짐.
(정답률: 79%)
  • 정답은 "분기기 번호가 클수록 크로싱각이 작게 되어 열차의 제한속도가 높아짐." 이다. 이유는 분기기 번호가 클수록 분기기의 각도가 작아지기 때문에 열차가 분기기를 지나갈 때 속도를 더 빠르게 유지할 수 있기 때문이다. 따라서 분기기 번호가 클수록 열차의 제한속도가 높아진다.
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