직류회로
전기기사 필기 2007년 2회 61번
| 과목 / 챕터 | 회로이론 및 제어공학 / 회로이론 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
그림과 같은 회로에서 의 단자 전압은 몇 인가?
선택지 분석
1
3
오답 함정 분석
회로에 있는 전압원의 전압 3[V]를 그대로 2[Ω] 저항의 단자 전압으로 착각한 오답입니다.
2
4
오답 함정 분석
중첩의 원리를 적용할 때 전류원만 단독으로 작용하는 경우의 전압(4[V])만 계산하고 전압원의 영향을 누락한 오답입니다.
6
정답 상세 해설
2[Ω] 저항의 단자 전압은 6[V]입니다.
•
Step 1: 회로의 아래쪽 도선을 기준 노드(0[V])로 잡고, 위쪽 도선의 노드 전압을 V라고 설정합니다.
•
Step 2: 위쪽 노드에 대해 키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 적용하여 방정식을 세웁니다. 노드에서 나가는 전류의 합은 0이므로, (V - 3) / 1 - 6 + V / 2 = 0 이 됩니다.
•
Step 3: 방정식을 풀면 V - 3 - 6 + 0.5V = 0 이 되고, 1.5V = 9 이므로 V = 6[V] 가 됩니다. 2[Ω] 저항은 위쪽 노드와 기준 노드 사이에 연결되어 있으므로 단자 전압은 6[V]입니다.
4
8
오답 함정 분석
노드 방정식을 세울 때 전류원의 방향이나 부호를 반대로 적용하여 계산 실수를 한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
중첩의 원리를 사용하여 풀 수도 있나요?
네, 가능합니다. 3[V] 전압원만 단독으로 작용할 때(전류원 개방) 2[Ω]에 걸리는 전압은 3 * (2 / (1 + 2)) = 2[V]입니다. 6[A] 전류원만 단독으로 작용할 때(전압원 단락) 2[Ω]에 걸리는 전압은 6 * ((1 * 2) / (1 + 2)) = 4[V]입니다. 두 전압을 더하면 2 + 4 = 6[V]로 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.
Q.
밀만(Millman)의 정리를 적용해서 풀게 되나요?
네, 밀만의 정리를 적용하면 매우 간단하게 풀 수 있습니다. 노드 전압 V = ((3 / 1) + 6) / ((1 / 1) + (1 / 2)) = 9 / 1.5 = 6[V]로 바로 계산됩니다.