이상적인 전압원과 전류원에 대한 설명으로 옳은 것은?
RLC 직렬회로에 전압 v(t) = sinωt [V]를 인가할 때, 유도성 리액턴스 X_L [Ω]은 용량성 리액턴스 X_C [Ω]의 2배이다. 동일한 회로의 전압을 v(t) = sin3ωt [V]로 변경하면, 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스는 각각 X_{L1} [Ω]과 X_{C1} [Ω]이 된다. 이때 리액턴스의 비 X_{L1}/X_{C1}는?
그림의 회로에서 전류 I [A]는?
- ▪회로 구성: 40 V 전압원과 10 Ω 저항이 직렬로 좌측 분기 형성, 중앙 분기에 30 Ω 저항(전류 I가 아래로 흐름), 우측 분기에 8 A 전류원(위 방향). 세 분기가 동일한 두 노드 사이에 병렬 연결.
자유공간에서 반지름이 1 [m]인 원형 루프에 1 [A]의 전류가 흐를 때, 루프의 중심점에서 자속밀도의 크기[Wb/m²]는? (단, μ₀는 자유공간의 투자율이다)
무한 직선 도선에 4 [A]의 전류가 흐를 때, 이 도선으로부터 2 [m] 떨어진 점에서 자계의 크기[A/m]는?
내부 임피던스 Z_g = 0.5 + j1.5 [Ω]인 전원과 임피던스 Z_l = 1.5 + j0.5 [Ω]인 선로에 부하를 직렬로 연결하였다. 최대 평균전력을 공급하기 위한 부하 임피던스[Ω]는?
평형 3상회로에서 유효전력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
그림과 같이 자유공간에서 한 변의 길이가 1 [m]인 정삼각형의 꼭짓점에 3개의 점전하가 놓여 있을 때, 점전하 −3 [μC]에 작용하는 힘의 크기[N]는? (단, ε₀는 자유공간의 유전율이다)
- ▪꼭짓점 위치: 위쪽 −2 [μC], 좌하단 −3 [μC], 우하단 +2 [μC]
- ▪각 변의 길이: 1 [m]
그림과 같이 평행한 극판 사이에 서로 다른 유전체를 가진 2개의 커패시터가 결합되어 있을 때, 단자 a−b의 합성 정전용량[F]은? (단, d는 극판 사이의 길이[m], A₁과 A₂는 유전체의 단면적[m²], ε₁과 ε₂는 유전체의 유전율[F/m]이고, A₁ = 2A₂, ε₁ = 4ε₂이다)
- ▪평행 극판 사이에 두 유전체가 좌우로 나란히 배치되어 있으며, 두 영역의 극판 사이 거리는 동일하게 d. 좌측 영역: 단면적 A₁, 유전율 ε₁. 우측 영역: 단면적 A₂, 유전율 ε₂. 두 영역의 극판이 a, b 단자에서 병렬로 연결됨.
그림과 같이 주기적으로 변하는 전류 i(t)의 실횻값[A]은?
- ▪주기적 파형(주기 2 s):
- ▪0 ≤ t < 1: i(t) = 3t (선형으로 0에서 3까지 증가, 단위 [A])
- ▪1 ≤ t < 2: i(t) = −1 [A] (일정)
- ▪이후 같은 패턴이 반복됨
그림의 회로에서 단자 a−b의 등가 인덕턴스 L_eq [H]는?
- ▪두 인덕터 L₁과 L₂가 단자 a−b 사이에 병렬 연결되어 있고, 두 인덕터는 상호 인덕턴스 M으로 결합되어 있다.
- ▪인덕터의 dot 표시(•)는 두 인덕터 모두 상단 단자(a 쪽)에 위치하여 가극성(가산형 결합) 상태이다.
그림의 회로에서 단자 a−b의 등가저항[Ω]은?
- ▪회로 구성:
- ▪상단 가지: 좌측 노드 N3 ↔ 8 Ω ↔ 우측 노드(단자 a)
- ▪중간 가지: N3 ↔ 4 Ω ↔ 중간 노드 N2 ↔ 8 Ω ↔ 단자 a
- ▪좌측 수직: N3 ↔ 2 Ω ↔ 단자 b
- ▪중간 수직: N2 ↔ 2 Ω ↔ 단자 b
RC 병렬회로에 직류전압 10 [V]를 인가 시 정상상태에서 회로의 전체 직류전류는 5 [A]이고, 교류전압 10 [V]를 인가 시 정상상태에서 회로의 전체 교류전류는 15 [A]이다. 이때 저항 R [Ω]과 용량성 리액턴스 X_C [Ω]는? (단, 교류전압과 교류전류는 실횻값이다)
그림의 회로에서 단자 a−b의 테브난 등가저항 R_Th [Ω]는?
- ▪회로: 4 V 독립 전압원(좌하단)이 2 Ω 저항을 거쳐 중간 노드에 연결, 중간 노드는 3 Ω 저항을 거쳐 단자 a에 연결, 중간 노드와 단자 b 사이에는 종속 전류원 v_x/4 [A](아래에서 위 방향)가 있으며 v_x는 단자 a−b 양단 전압(+a, −b)을 의미한다.
그림의 RLC 병렬회로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ▪회로: 교류 전압원 V가 R, jωL, 1/(jωC)와 병렬로 연결되어 있고, 각 가지 전류는 I_R, I_L, I_C, 전체 전류는 I.
그림의 회로에서 전류 i(t)의 실횻값 I [A]와 저항의 평균전력 P [W]는? (단, 각주파수 ω는 50 [rad/s]이다)
- ▪회로: 전압원 v(t) = 100√2 cos ωt [V]가 3 Ω 저항과 80 [mH] 인덕터의 직렬 연결과 폐회로를 이루고 있다.
평형 3상회로에서 지상 평형부하에 커패시터 C_Δ와 C_Y를 그림과 같이 각각 Δ와 Y결선으로 연결하여 동일한 역률이 되도록 개선한다. 이때 커패시터 정전용량의 비 C_Δ/C_Y는?
- ▪좌측 그림: 3상 부하 단자에 3개의 C_Δ가 Δ결선으로 병렬 연결.
- ▪우측 그림: 3상 부하 단자에 3개의 C_Y가 Y결선(중성점 공통)으로 연결.
- ▪두 경우 동일한 역률 개선 효과를 갖도록 함.
그림의 평형 3상회로에서 상전류 I [A]는? (단, 전압과 전류는 실횻값이다)
- ▪3상 전원(선간전압 220 V), 각 선로에 1 Ω 저항 직렬 연결, 부하는 한 변이 1 Ω인 Δ결선 저항으로 구성.
- ▪I는 Δ결선 부하의 한 변에 흐르는 상전류(phase current)이다.
그림의 회로에서 스위치 SW가 충분히 긴 시간 동안 닫혀 있다가 t = 0에서 개방되었다. t > 0에서 인덕터 전압 v_L(t) [V]는?
- ▪회로: 좌측에 4 Ω 저항(수직), 중앙에 8 V 전압원과 직렬로 스위치 SW(t = 0에서 개방), 우측에 4 Ω 저항(직렬) + 2 H 인덕터로 구성된 가지가 상·하 노드 사이에 병렬로 연결됨.
- ▪SW가 닫혀 있는 동안 8 V 전압원이 회로에 전원을 공급, t = 0에서 SW가 열리면 8 V 전원이 분리되고 좌측 4 Ω과 우측 4 Ω + 인덕터 가지가 폐루프를 형성.
그림의 회로에서 t = 0일 때 커패시터 전압 v_C(0) [V]와 t = ∞일 때 v_C(∞) [V]는? (단, u(t)는 단위계단함수이다)
- ▪회로: 좌측에 20u(t) V 전압원이 100 kΩ 저항을 거쳐 중간 노드 A에 연결.
- ▪중간 노드 A에 5 μF 커패시터(접지 측), 1 mA 전류원(아래에서 위로 주입), 그리고 20 kΩ 저항을 거쳐 80 kΩ(접지 측 수직 저항)에 연결.
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