과도현상

전기기사 필기 2004년 2회 63번

인덕터에 걸리는 전압은 $v = L \frac{di}{dt}$로 정의됩니다. 직류 회로가 정상상태에 도달하면 전류의 변화량($\frac{di}{dt}$)이 0이 되므로 인덕터 양단의 전압 강하가 0이 되어 단락(Short)된 것과 같이 동작합니다.

Q문제

다음 회로의 정상상태에서 저항에서 소비되는 전력

[W]

은? (단,

R = 50 [Ω]

L = 50 [H]

이다)

유사 문제 링크

선택지 분석

정상상태의 회로 해석을 잘못하여 저항값을 그대로 전력으로 착각한 오답입니다.

100

전압값을 그대로 전력으로 착각하거나 계산 실수를 한 오답입니다.

150

전압과 저항값을 잘못 조합하여 임의로 계산한 오답입니다.

200

직류 회로의 정상상태에서 인덕터(L)는 단락(Short) 상태가 되므로 저항(R)만 있는 회로와 같이 해석합니다.

•

Step 1: 정상상태에서의 회로 전류 계산 정상상태에서 인덕터의 저항 성분은 0이 되므로, 옴의 법칙에 따라 전류

I = \frac{V}{R}

입니다.

I = \frac{100}{50} = 2 [A]

•

Step 2: 저항에서 소비되는 전력 계산 소비 전력

P = I^{2} R

공식을 사용하여 계산합니다.

P = 2^{2} \times 50 = 4 \times 50 = 200 [W]

•

따라서 저항에서 소비되는 전력은 200[W]입니다.

직류 회로에서 인덕터는 정상상태일 때 왜 단락 상태가 되나요?

인덕터에 걸리는 전압은

v = L \frac{d i}{d t}

로 정의됩니다. 직류 회로가 정상상태에 도달하면 전류의 변화량(

\frac{d i}{d t}

)이 0이 되므로 인덕터 양단의 전압 강하가 0이 되어 단락(Short)된 것과 같이 동작합니다.

소비 전력을

P = \frac{V ^{2}}{R}

로 계산해도 되나요?

네, 가능합니다. 정상상태에서 인덕터가 단락되므로 전원 전압 100[V]가 모두 저항 R에 걸리게 됩니다. 따라서

P = \frac{10 0 ^{2}}{50} = \frac{10000}{50} = 200 [W]

로 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.