과도현상
전기기사 필기 2013년 3회 79번
| 과목 / 챕터 | 회로이론 및 제어공학 / 회로이론 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
그림의 정전용량 C[F]를 충전한 후 스위치 S를 닫아 이것을 방전하는 경우의 과도전류는? (단, 회로에는 저항이 없다.)
선택지 분석
불변의 진동전류
정답 상세 해설
에너지 손실이 없는 LC 회로에서는 진폭이 일정한 불변의 진동전류가 흐릅니다.
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Step 1: 회로 구성 확인하기. 주어진 회로는 저항(R)이 없는 LC 직렬 회로입니다.
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Step 2: 에너지 소모 여부 판단하기. 전기 회로에서 에너지를 소모하는 소자는 저항(R)입니다. 문제에서 저항이 없다고 명시하였으므로 회로 내의 전체 에너지는 보존됩니다.
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Step 3: 전류의 형태 결정하기. 커패시터(C)에 충전된 에너지는 인덕터(L)와 서로 교환되며 진동하게 되는데, 에너지 손실이 없으므로 진폭이 줄어들지 않는 불변의 진동전류가 발생합니다.
2
감쇠하는 전류
오답 함정 분석
저항이 존재하여 에너지가 소모되는 경우에 나타나는 현상입니다.
3
감쇠하는 진동전류
오답 함정 분석
저항이 존재하지만 그 값이 작아 진동하며 감쇠하는 경우(부족 감쇠)에 해당합니다.
4
일정치까지 증가한 후 감쇠하는 전류
오답 함정 분석
에너지 소모가 있는 일반적인 과도 응답의 특성으로, 무저항 회로에는 해당하지 않습니다.
자주 묻는 질문
Q.
저항이 있는 경우에는 어떻게 되나요?
저항 R이 존재하면 에너지가 열로 소비되므로, 전류의 진폭이 점차 줄어드는 감쇠 진동전류가 흐르게 됩니다.
Q.
무저항 회로의 진동 주파수는 어떻게 결정되나요?
회로의 인덕턴스(L)와 정전용량(C)에 의해 결정되며, 고유 주파수는 f = 1 / (2π√(LC)) 입니다.