전기기사 자격증 공부 방법 - 필기 회로이론 및 제어공학 #2

50대 중년 아빠인 필자는 작년(2024년) 12월 전기기사를 취득했다.

6년 정도 남은 은퇴 이후의 새로운 일자리를 위한 노력인데,

2021년에 딴 소방설비기사(전기)와 올해 6월에 취득한

건축설비기사와 함께 시설관리의 3대장이라고 하는

자격증을 모두 취득했다.

 

 

 

그 중 필자가 느끼기에는 전기기사가 가장 어렵게 느껴졌는데

다른 기사 시험에 비해 월등한 난이도라고 생각한다.

 

전기 이외의 공학 전공자인 필자가 나름대로 열심히 공부했다고

생각하는데, 그래도 쉽지만은 않은 과정이었다.

그 동안 열심히 공부한 경험을 그대로 버리기는 아까워서

시험을 준비하는 분들에게 도움이 되고자 간단한 공부법을

공유해보고자 한다.

 

 

 

 

 

필기에서는 초심자들에게 도움이 되도록 쉬운 내용부터 쓰되

실기에서는 실제 도움이 되도록 자주 출제되는 내용 위주로 

정리해보겠다.

 

 

필자가 공부한 2021년 출판된 다산에듀 교재를 기준으로

할 생각인데, 각 장별로 간단한 설명과 많이 출제되는 내용

위주로 정리하면서 출제 빈도도 써보도록 하겠다.

 

 

 

< 회로이론 및 제어공학 제 3장 R-L-C 교류회로 >

  전기의 가장 기초가 되는 수동소자의 기본적인 특성에 대한

내용이다. 이 자체로 문제가 나오는 경우는 많지 않지만

다른 문제를 풀때 기본 이론으로 많이 필요하다.

  ㅇ 수동소자 : 저항(R), 인덕턴스(코일, L), 캐패시턴스(콘덴서, C)

  ㅇ 수동소자의 응답

     - R 만의 회로 : 전압과 전류의 위상차는 없다.

     - L 만의 회로 : 전압이 전류보다 π/2 앞선다. (지상 전류)

     - C 만의 회로 : 전류가 전압보다 π/2 앞선다. (진상 전류)

  ㅇ R-L-C 직렬회로 (역률 cos θ = R/Z)

     - R-L 직렬회로 : 전압이 전류에 비해 θ = arctan(wL/R) 만큼 앞선다.

     - R-C 직렬회로 : 전압이 전류에 비해 θ = arctan(1/wCR) 만큼 뒤진다.

  ㅇ R-L-C 병렬회로

     - R-L 병렬회로 : 전압이 전류에 비해 θ = arctan(R/wL) 만큼 앞선다.

     - R-C 병렬회로 : 전압이 전류에 비해 θ = arctan(wCR) 만큼 뒤진다.

 

 

 

 

 

< 회로이론 및 제어공학 제 4장 교류전력 >

  내용이 많지는 않으나 유효전력, 역률의 개념과 최대전력 전송조건에 대한

숙지가 필요하다.

  ㅇ 유효전력(P) : 저항에서의 전력(W)

      P = VIsinθ = Pacosθ

  ㅇ 무효전력(Pr) : 리액턴스에서의 전력(Var)

      Pr = VIsinθ = Pasinθ

  ㅇ 피상전력(Pa) : 임피던스에서의 전력(VA)

      Pa = VI = √(P²+Pr²)

  ㅇ 최대전력의 전송 조건

     - 직류회로 : r = R (r : 회로 내부 저항, R : 외부 접속 저항)

       이때의 전력(최대전력) Pmax = E²/(4R)

     - 교류회로 : ZL​=Zg​=R−jX