4단자 및 2단자

전기기사 필기 2011년 2회 80번

직류(DC)는 주파수가 0인 신호입니다. 복소 주파수 $s = j\omega$에서 각주파수 $\omega = 2\pi f$이므로, 주파수 $f=0$일 때 $s=0$이 됩니다. 따라서 직류 정상 상태의 임피던스를 구하려면 주어진 식에 $s=0$을 대입해야 합니다.

옴의 법칙인 $V = I \times Z$를 사용합니다. 문제에서 주어진 직류 전류 $I=10[\text{A}]$와 $s=0$을 대입하여 구한 직류 임피던스 $Z(0)=20[\Omega]$을 곱하여 전압을 계산합니다.

Q문제

임피던스

Z (s)

가

Z (s) = \frac{s + 20}{s ^{2} + 5 R L s + 1}

으로 주어지는 2단자 회로에 직류 전류원 10[A]를 가할 때 이 회로의 단자 전압 [V]은?

유사 문제 링크

선택지 분석

직류 상태의 임피던스 값인 20[Ω]을 그대로 전압 값으로 착각한 오답입니다.

임피던스 계산 시 수식을 잘못 해석하거나 전류 값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

200

직류 전류원을 가할 때의 단자 전압은 직류 정상 상태에서의 임피던스와 전류의 곱으로 구합니다.

•

Step 1: 직류 상태에서의 임피던스

Z (0)

를 계산합니다. 직류는 주파수가 0이므로 라플라스 연산자

s = 0

을 대입합니다.

Z (0) = \frac{0 + 20}{0 ^{2} + 5 R L ( 0 ) + 1} = \frac{20}{1} = 20 [Ω]

•

Step 2: 옴의 법칙을 이용하여 단자 전압

V

를 계산합니다.

V = I \times Z (0) = 10 [A] \times 20 [Ω] = 200 [V]

400

전류 값이나 임피던스 계산 시 계수를 잘못 곱하여 도출된 오답입니다.

직류 전류원을 가할 때 왜 임피던스 식에 s=0을 대입하나요?

직류(DC)는 주파수가 0인 신호입니다. 복소 주파수

s = j ω

에서 각주파수

ω = 2 π f

이므로, 주파수

f = 0

일 때

s = 0

이 됩니다. 따라서 직류 정상 상태의 임피던스를 구하려면 주어진 식에

s = 0

을 대입해야 합니다.

단자 전압은 어떤 공식으로 계산하게 되나요?

옴의 법칙인

V = I \times Z

를 사용합니다. 문제에서 주어진 직류 전류

I = 10 [A]

와

s = 0

을 대입하여 구한 직류 임피던스

Z (0) = 20 [Ω]

을 곱하여 전압을 계산합니다.