직류회로

전기기사 필기 2008년 1회 61번

Q문제

회로를 테브난(Thevenin)의 등가회로로 변환하려고 한다. 이때 테브난의 등가저항

[Ω]

R_{T}

와 등가전압

[V]

V_{T}

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

R_{T} = 8/3, V_{T} = 8

전류원을 전압원으로 잘못 해석하거나 저항의 병렬 합성 저항을 잘못 계산한 오답입니다.

R_{T} = 6, V_{T} = 12

회로의 직병렬 구조를 잘못 파악하여 등가 전압과 저항을 잘못 도출한 오답입니다.

R_{T} = 8, V_{T} = 16

테브난 등가전압과 등가저항을 구하는 올바른 결과입니다.

•

Step 1: 테브난 등가전압(

V_{T}

)을 계산합니다. 단자 a, b가 개방된 상태에서 전류원 2A에서 공급되는 전류는 4Ω 저항을 거쳐 모두 8Ω 저항으로 흐릅니다. 따라서 단자 a, b 양단의 전압

V_{T}

는 8Ω 저항에 걸리는 전압과 같습니다.

V_{T} = 2 A \times 8Ω = 16 V

•

Step 2: 테브난 등가저항(

R_{T}

)을 계산합니다. 등가저항을 구하기 위해 내부 독립 전원을 제거합니다. 이상적인 전류원은 개방(Open) 처리합니다. 전류원이 개방되면 4Ω 저항이 포함된 가지는 회로가 끊어지게 되므로, 단자 a, b에서 바라본 합성 저항은 8Ω 저항만 남게 됩니다.

R_{T} = 8Ω

R_{T} = 8/3, V_{T} = 16

등가전압은 올바르게 구했으나, 등가저항을 구할 때 전류원을 단락(Short) 처리하여 4Ω과 8Ω을 병렬로 잘못 계산한 오답입니다.

테브난 등가저항을 구할 때 전류원은 어떻게 처리하나요?

이상적인 독립 전류원은 내부 저항이 무한대이므로 개방(Open) 상태로 처리하여 회로를 끊어줍니다. 반면 독립 전압원은 단락(Short) 상태로 처리합니다.

전류원과 직렬로 연결된 저항은 회로 해석 시 어떤 영향을 주나요?

전류원과 직렬로 연결된 저항은 해당 가지에 흐르는 전류의 크기를 변화시키지 못하므로, 다른 소자에 공급되는 전류나 전압을 계산할 때 무시할 수 있습니다. 단, 전류원 양단의 전압을 구할 때는 고려해야 합니다.