직류회로

전기기사 필기 2006년 1회 67번

Q문제

그림의 사다리꼴 회로에서 부하전압

V_{L}

의 크기

[V]

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

3

부하전압

V_{L}

의 크기는 3V입니다. 회로의 가장 오른쪽 부하단부터 전원측으로 합성 저항을 구하며 전압 분배 법칙을 적용하여 풀이합니다.

•

- Step 1: 가장 오른쪽의 부하 저항 10Ω과 직렬 연결된 10Ω의 합성 저항은

10Ω + 10Ω = 20Ω

입니다. 이 저항은 노드 a에 연결된 20Ω 저항과 병렬이므로, 노드 a에서 오른쪽을 바라본 등가 저항은

\frac{20 \times 20}{20 + 20} = 10Ω

입니다.

•

- Step 2: 노드 b와 노드 a 사이의 10Ω 저항과 노드 a의 등가 저항 10Ω이 직렬이므로 합성 저항은

10Ω + 10Ω = 20Ω

입니다. 이 저항은 노드 b에 연결된 20Ω 저항과 병렬이므로, 노드 b에서 오른쪽을 바라본 등가 저항은

\frac{20 \times 20}{20 + 20} = 10Ω

입니다.

•

- Step 3: 전원 24V에 직렬 연결된 10Ω 저항과 노드 b의 등가 저항 10Ω에 의해 전압이 분배됩니다. 노드 b의 전압

V_{b}

는

24 V \times \frac{10}{10 + 10} = 12 V

입니다.

•

- Step 4: 노드 b의 전압 12V가 노드 b-a 사이의 10Ω 저항과 노드 a의 등가 저항 10Ω에 분배됩니다. 노드 a의 전압

V_{a}

는

12 V \times \frac{10}{10 + 10} = 6 V

입니다.

•

- Step 5: 노드 a의 전압 6V가 부하 측의 10Ω 저항 두 개에 분배됩니다. 따라서 부하전압

V_{L}

은

6 V \times \frac{10}{10 + 10} = 3 V

입니다.

3.25

계산 과정에서 전압 분배를 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

4

합성 저항 계산 오류로 인해 도출된 오답입니다.

4.15

회로망 해석 과정에서 병렬 저항을 직렬로 착각하여 도출된 오답입니다.

사다리꼴 회로망은 어떻게 해석하나요?

전원부에서 가장 먼 부하 쪽부터 시작하여 직렬과 병렬 합성 저항을 차례대로 구하며 전원 쪽으로 회로를 단순화하여 해석합니다.

전압 분배 법칙은 언제 사용하나요?

직렬로 연결된 저항 회로에서 전체 인가 전압이 각 저항의 크기에 비례하여 나뉘어 걸릴 때 각 저항 양단의 전압을 구하기 위해 사용합니다.